记厦门海域赤潮灾害应急监测与预警管理决策平台

作者:记者金昶  来源:中国海洋报   发布时间:2018-04-18 09:21:32   [打印本页] [关闭窗口]

  去年6月,福建海域曾出现有毒赤潮,引起了一定恐慌。各相关部门积极应对,尽最大努力消除灾害造成的影响。在此过程中,一项专门针对有毒赤潮的监管平台悄然发挥着作用,这就是由第三海洋研究所研发的厦门海域赤潮灾害应急监测与预警管理决策平台。近日,该平台已通过验收。利用新的技术和设施,对有毒赤潮的监测、判定效率大大提高,为抗击灾害,保护沿海民众安全争取到宝贵的时间。海洋三所海洋化学与环境监测技术实验室副主任张元标表示,该平台最大的优点是快速、灵敏度高,有利于提早采取应灾措施。


  建立应急平台侦测有毒赤潮

  赤潮是近年来常见的海洋灾害之一,可分为无毒赤潮和有毒赤潮,对海洋环境和沿海地区的生产、生活都会造成一定影响。有毒的赤潮生物能分泌麻痹性贝毒、下痢性贝毒、神经性贝毒等毒素,人类一旦食用含有这些毒素的海产品就可能中毒,危害极大。

  据福建省海洋环境与渔业资源监测中心介绍,2001至2016年,福建共发生赤潮210起,其中有毒赤潮27起。2012年5月,福建近岸海域发生米氏凯伦藻赤潮,该藻产生的溶血性贝毒和细胞毒素造成养殖鲍大量死亡,直接经济损失高达20.11亿元;2014年5月中旬,厦门海域发生以原多甲藻和亚历山大藻为主的赤潮,赤潮水体和生物样品中检测出麻痹性贝毒。2017年6月在福建漳州、惠安、石狮近岸海域发生链状裸甲藻赤潮,是近年来危害较大的有毒赤潮,当地大量水产品被麻痹性贝毒污染,造成几十起居民误食中毒事件。

  针对福建海域,特别是厦门海域有毒赤潮的特点,海洋三所从2016年开始研发赤潮灾害应急监测与预警管理决策平台。该平台从检测技术、监测设备、机理研究、应急方案等方面,全面提升了应对有毒赤潮的能力,是海洋防灾减灾能力建设中的又一项重要成果。

  三段式查毒软硬件备齐

  应对有毒赤潮,关键是“快”和“准”,正确作出判断和及时发布预警至关重要。为此,厦门海域赤潮灾害应急监测与预警管理决策平台建立了从常规监测到应急监测的赤潮预警机制。

  张元标介绍,有毒赤潮的发现与判定分为3个阶段。第一阶段是确认赤潮的发生,依托海上的水质生化浮标,自动实时监测水体溶解氧、叶绿素A、pH值等生化指标,每隔半小时传输给平台处理器,如有异常,某些指标超过警戒值,平台即以邮件形式发送给监测人员。监测人员随后赴现场采集水样和生物体,对藻类进行观察,计算藻细胞密度等。

  第二阶段是对赤潮的毒性进行判别,通过若干种检测方法的结合,准确定量赤潮毒素,实时跟踪监测毒素含量变化,确定毒素种类,准确评估毒素的危害程度,为决策层提出预防建议。

  第三阶段为赤潮灾害趋势预警,在赤潮发生海域,出动无人机拍摄,测量赤潮面积,结合已建立的水体输运扩散模型,追踪和预测未来赤潮的迁移扩散路径,掌握赤潮发展趋势,及时发布预警信息,采取预防措施。

  为实现对赤潮准确、高效的监测,2016年9月,研究人员在厦门西海域、九龙江口、胡里山炮台和同安湾海域投放了4套生化浮标,实时自动监控。通过数据存储系统检测平台,可对浮标采集的数据进行基本的变化趋势分析。通过软件能够随时查询赤潮监测报告、遥感图片等资料。软件预留了浮标赤潮预警功能,当浮标实时数据超过预警值时软件会自动报警。

  此外,厦门海域赤潮灾害应急监测与预警管理决策平台还建成了深远海调查样品现场处理系统、有毒藻种检测系统等软、硬件体系,配备了高精度实验室基准盐度计、无人机、扫描电子显微镜、高效液相色谱仪等仪器、装备,并编制了《赤潮应急跟踪监测方案》。

  去年6月,福建漳州、惠安、石狮海域链状裸甲藻赤潮暴发,厦门海域也受外来污染,水体和生物体中检测出少量麻痹性贝毒,该平台启动应急监测机制,参与检测8航次,在水样和生物体中均检测出麻痹性贝毒,并对毒素浓度进行了定量分析;50份海水样品中,有24份检测出麻痹性贝毒;4份牡蛎生物样品均检出麻痹性贝毒。赤潮期间,研究人员每天采样跟踪监测毒素,相关数据当天形成报告,为抗灾工作提供了有力支撑。

  方法创新综合运用

  有毒赤潮的监测是一项综合性的技术工作。目前,“厦门海域赤潮灾害应急监测与预警管理决策平台”针对赤潮毒素的检测,已建立了动物学、免疫学、化学检测方法,形成了针对麻痹性贝毒PSP、腹泻性贝毒DSP、记忆缺失性贝毒ASP、原多甲藻毒素AZA四大主要赤潮毒素的检测方法,包括酶联免疫检测法、贝毒小白鼠毒理实验法和高效液相色谱串联质谱LC-MSMS的毒素定量分析法。这三种检测方法各有优缺点,可以互补使用。

  张元标告诉记者,小白鼠毒理试验法的优点是操作简单,技术要求不高,实验结果直接明了,更接近毒素的实际效果。缺点是实验周期长,耗时需2天左右,样品消耗量大,结果可靠性低。

  液相色谱串联质谱法是最精确的化学分析检测方法,优点是能够准确定量检测出赤潮中含有的毒素,纳克级别即可检出,实验结果可靠,但前期处理复杂,耗时也需2天~3天,不适用于赤潮发生初期对毒素的大规模快速筛查。

  而酶联免疫分析检测技术主要是利用抗原抗体结合原理,优点是快速,准确,从采样回到实验室后,4小时内可获得检测结果,纳克级的毒素浓度即可被检出,能够准确判别毒素种类,适合大量样品的快速筛查。这种方法的缺点是复杂样品的检测需要多种抗原和抗体进行重复验证,以排除假阳性结果,但是,经过几十年的发展和医疗检测机构的大量应用,检测方法不断改进和完善,出现假阳性结果的概率已经极低。

  在平台建设和技术方法制定过程中,研究人员收集分析国际赤潮贝毒预警值,结合海洋赤潮事件检测数据和实验室试验,分析确定适合厦门的有毒赤潮麻痹性和腹泻性贝毒预警值,建立了赤潮输运扩散模型,形成了一批科研成果,为厦门及时防控有毒赤潮提供了精准服务。