藍藻環境暴露

水中的氮、磷等營養物質增多導致水體富營養化,致使某些藍藻的迅速繁殖和蔓延,在水體表層大量聚集成肉眼可見的藍綠色藻層,呈油狀厚厚地覆蓋於水面的污染現象,形成水華。隨著藍藻水華的大量爆發,有毒藻代謝產生的藍藻毒素釋放到水體中,毒害水生生物,進而危害人類健康。

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傳播途徑及人體暴露

藍藻水華的形態

水中的氮、磷等營養物質增多導致水體富營養化,致使某些藍藻的迅速繁殖和蔓延,在水體表層大量聚集成肉眼可見的藍綠色藻層,呈油狀厚厚地覆蓋於水面的污染現象,形成水華。常見的水華藍藻,有微囊藻、魚腥藻、顫藻、束絲藻、念珠藻等,其中以銅綠微囊藻在數量和發生頻率上占絕對優勢。

藍藻水華的成因

藍藻爆發成因為富營養化,過量的養分主要來自於以下這些源頭:
(1)化肥流失,化肥是很多富營養化區域的主要養分來源,例如在密西西比河流域,67%的氮流入水體,隨之流入墨西哥灣,波羅的海和太湖中超過50%的氮也來自化肥的流失。
(2)生活污水,包括人類的生活廢水和含磷清潔劑。
(3)畜禽養殖,畜禽的糞便含有大量營養廢物如氮和磷,這些元素都能導致富營養化。
(4)工業污染,包括化肥廠和廢水排放。
(5)燃燒礦物燃料,在波羅的海中約30%的氮,在密西西比河中約13%的氮來源於此。

藍藻水華的危害

導致水體生態系統的失衡
水體中溶解氧濃度降低,使水生群落中的物種死亡與消逝,不但造成初級生產量下降,而且使原有的群落結構被破壞,生物鏈斷裂,物種趨向單一,水體功能發生退化,水生生態系統中的物質循環和能流發生障礙,導致整個生態系統失衡;同時浮游藻類的分泌與排泄物和死亡的水生生物殘體沉積於水底,使水體逐漸變淺,湖泊、沼澤陸地化。
影響水體景觀
水華的大量發生使水體的透明度下降,湖水感官性大大降低。水色和透明度等感官性的惡化,喪失了它應有的美學價值,湖泊水體的旅遊、觀賞的美學價值受到嚴重的影響,這在國內外已成為一個嚴重的問題。
毒害水生生物,破壞飲用水水源
隨著藍藻水華的大量爆發,有毒藻代謝產生的藍藻毒素釋放到水體中,毒害水生生物,進而危害人類健康。

人體暴露

由於藍藻在世界各地廣泛分布,從寒冷的極地湖泊的冰下到高達70℃以上的溫泉,從乾燥的沙漠到熱帶雨林,幾乎世界上有光線和水能到達的地方,都可能出現它的蹤跡,全世界很多地區、國家的天然水體中都檢測到了微囊藻毒素。我國75%的湖庫被污染,尤以太湖、巢湖、滇池為代表的湖庫的藍藻爆發,嚴重危及了生活用水和工業用水。微囊藻毒素在不同國家地區的水體中的含量及分布具有以下特點:①最近幾年美加地區未見報導,可能是該地區環境治理效果顯著,湖泊、河流水質較好;②歐洲諸國報導較多,可能因為這些國家環境治理不如美加,仍有少量水華爆發,但這些國家比較重視水體環境問題,科研投入多,相對報導亦多;③開發中國家由於經濟高速發展,同時對環境保護缺乏重視,所以微囊藻毒素含量較高,較歐洲已開發國家至少高一個數量級;④經濟落後的國家地區,如非洲大陸,未見報導,可能原因是這些地區經濟落後,水體污染並不嚴重,也可能是這些地區生存仍是大計,糧食問題仍是首要問題,雖然湖泊中有水華爆發,但政府沒有足夠科研資金投入研究及監測。

健康防治及處理措施

健康防治

在微囊藻毒素中,MC-LR的危害最大且相關毒理學研究最多。鯉魚餵飼含微囊藻毒素400ng/kg的飼料,1h後,就能觀察到肝細胞及腎近曲小管細胞的損傷,大約12h,可見腸黏膜病理改變;肝細胞壞死,凋亡;腎近曲小管管狀上皮細胞增生、壞死、脫落、融合,有明顯病理改變。有毒藍藻致使野鳥急性死亡,解剖發現野鳥肝臟壞死,嚴重黃疸,肝臟呈墨綠色。小白鼠腹腔注射MC-LR的半數致死量(LD50)一般在50~60µg/kg。因此,MC-LR的毒性可與化學類有機磷神經毒劑相當。家畜及野生動物飲用了含藻毒素的水後,出現腹瀉、乏力、厭食、嘔吐、嗜睡、口眼分泌物增多等症狀,甚至死亡。病理病變有肝臟腫大、充血或壞死,腸炎出血、肺水腫等。
對於人類,MC-LR的LD50約為50~100µg/kg。由藍藻引發的人類急性中毒症狀也是多種多樣,以腸胃炎最為常見,其次是肝損傷和嘔吐等症狀。人們在洗澡、游泳及其他水上休閒和運動時,皮膚接觸含藻毒素水體可引起敏感部位(如眼睛)和皮膚過敏;少量喝入可引起急性腸胃炎;長期飲用則可能引發肝癌。
1990年首次發現,MC進入肝細胞後,能強烈地抑制蛋白磷酸酶(PP1、PP2A)的活性,這是MC致毒的最重要的分子基礎。1996年,在巴西發生了腎透析用水被MC污染導致52人死亡的嚴重事件,血透析病人表現出的視力模糊、噁心、嘔吐和肝損傷可能是人類遭受致死劑量暴露的主要病徵。此外,Qiu等還首次證實了MC對哺乳動物心臟毒性的存在,並認為這可能是1996年巴西血透析事件中病人大量死亡的重要原因之一。中國南方原發性肝癌的高發病率被認為與飲水中的MC污染有關。從巢湖的專業漁民血液中檢測出MCs,並發現長期的低劑量慢性暴露引起了一定程度的肝損傷。雖然肝臟被認為是MC的重要靶器官,但是近期的研究表明,MC也能在動物性腺大量積累並可從母體傳遞到後代,一般來說,動物的生殖期是對外源毒物最敏感的時期,因此,未來開展有關MC對人類生殖影響的流行病學調查研究將具有極為重要的價值。在水中藻毒素自然降解過程是十分緩慢的,當水中的含量為5µg/L時,三天后,僅10%被水體中微粒吸收,7%隨沙沉澱。藻毒素有很高的耐熱性,加熱煮沸都不能將毒素破壞,也不能將其去除;自來水處理工藝的混凝沉澱、過濾、加氯也不能將其去除。研究表明,在某湖周圍3個自來水廠的出廠水中檢出低濃度的藻毒素(128~1400ng/L),結果提示採用常規的飲水消毒處理不能完全消除水體中的藻毒素。消毒效果最好的是臭氧加氯,可有效殺滅微囊藻毒素。但最根本的是要從環境因素控制水華的發生,如保持水體流動,管好污水排放,禁止磷污染所致的富營養化等。

處理措施

(1)發生事故的當地衛生部門,立即派員做好現場保護及控制,封存被污染的食品和物品,做好現場留樣取材工作。
(2)當地衛生部門應積極救治病人及疑似病人。
(3)衛生部門及時組織現場工作隊,深入現場開展流行病學調查分析。
(4)現場調查的要求:查明中毒來源和波及的範圍,以便防止事件的進一步擴大。
(5)現場工作隊到達現場24h內,應及時將現場調查處理情況報上級衛生行政部門。

預防措施

(1)在水華和赤潮發生期間,聯合當地有關部門加強對水華和赤潮發生流域內以及市場流通水產品的監測。
(2)及時報告疫情,以利儘早採取措施。
(3)開展健康教育,普及中毒防治知識,向民眾宣傳安全食用水產品的方法。
(4)加強對基層單位的業務培訓和技術指導。醫療單位應掌握藻毒素中毒診斷和治療的基本知識。

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