综述：控制海水中有害藻华（HABs）的现状与未来展望

本综述系统梳理了全球范围内控制海洋与河口有害藻华（HABs）的研究进展与应用现状。文章重点评述了生物（如病毒、溶藻细菌、大型海藻）、化学（如过氧化氢、铜基化合物、植物源化学品）及物理（如粘土絮凝、深水上升流）等控制策略的研发阶段、实际应用案例（如韩国粘土法、日本病毒法）、环境影响及社会接受度。作者指出，尽管淡水HABs控制技术已相对成熟，但海洋HABs控制仍面临物种多样性高、环境动态复杂、监管严格及公众接受度等多重挑战，并呼吁加强国际合作、优化监管框架、增加投入以加速安全有效控制技术的研发与应用。

　　

引言：日益严峻的挑战

有害藻华（HABs）是由部分藻类过度增殖引发的全球性环境问题，其对人类健康、海洋生态系统、水产养殖业、旅游业等构成严重威胁。与淡水系统相比，海洋和河口HABs的控制技术发展相对滞后。本综述旨在评估当前海洋HABs控制领域的进展，聚焦那些已经过中宇宙或实地测试的控制方法。

预防、控制与缓解（PCM）策略

HABs管理策略通常分为预防、控制和缓解三类。预防策略（如营养盐削减）见效慢，且许多海洋HABs与人为富营养化无关。缓解策略（如监测、预报）可降低风险但无法消除HABs。控制策略则直接针对HABs细胞或毒素，具有快速响应（数天内）的特点，但需在效益与潜在环境后果之间取得平衡。

藻华控制的可行性考量

并非所有HABs都适合控制。决策需综合考虑：受影响资源的价值、HAB物种与水华特征（如规模、动力学）、控制方法的可行性（包括成本、监管要求）以及社会支持度。高价值资源（如规模化水产养殖场）和局地化水华更可能成为控制候选目标。

控制技术的研发与实施阶段

HAB控制技术的开发通常分为四个阶段：1）新技术评估（实验室规模）；2）研发（中宇宙或小规模实地试验）；3）示范与验证（更大规模、更长期试验，需监管批准和社会参与）；4）全面实施（产品注册、常规应用）。这是一个顺序且迭代的过程。

藻华控制方法概览

控制方法主要分为生物、化学和物理三大类，部分方法存在交叉。

生物控制方法

生物控制利用病毒、细菌、寄生虫或其代谢产物来抑制或杀灭HABs。

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  案例研究1：利用大型海藻抑制亚历山大藻（Alexandrium catenella）。研究发现，养殖海带（Saccharina latissima）、石莼（Ulva）等大型海藻能通过化感作用有效抑制A. catenella生长，并降低蓝贻贝（Mytilus edulis）体内石房蛤毒素（Saxitoxin）的积累。海藻养殖本身具有积极环境效益（如提供栖息地、固碳），且已存在成熟的监管和社会接受度，是一种有前景的环境友好型控制策略。
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  案例研究2：日本利用HcRNAV病毒控制Heterocapsa circularisquama水华。研究人员从发生水华的湖泊沉积物中分离出能特异性裂解H. circularisquama的HcRNAV病毒。通过将含病毒沉积物与湖水混合扩增病毒后喷洒，成功控制了5 km²湖区的HABs。该方法利用天然材料，经过多年沟通和实地验证，获得了当地社区和政府的批准。
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  案例研究3：美国利用Shewanella sp. IRI-160细菌控制HABs。溶藻细菌Shewanella sp. IRI-160能分泌特异性抑制甲藻的化合物（IRI-160AA）。为提升应用可控性，研究人员将细菌或其藻毒素包埋在海藻酸钙水凝胶中，制成DinoSHIELD产品，可实现藻毒素的缓释，并已在小规模实地环境中测试了对非目标微生物群落的影响。

化学控制方法

化学控制使用杀藻剂直接杀灭或抑制藻类。

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  案例研究1：荷兰利用过氧化氢（H₂O₂）控制Alexandrium ostenfeldii水华。为保护邻近贝类养殖区，研究人员在0.12 km²的封闭水域喷洒H₂O₂（50 mg L^-1），成功清除了高密度水华。H₂O₂能快速分解为水和氧气，但在开放水域应用可能对非目标生物产生影响。
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  案例研究2：美国早期使用铜化合物控制Karenia brevis水华。上世纪50年代的两次大规模（达40 km²）田间试验表明，硫酸铜能有效清除K. brevis，但因成本、环境残留顾虑及水华复发等问题未能推广。近期研究重新评估了铜基杀藻剂的效力。
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  案例研究3：美国测试植物源化学品控制K. brevis。使用基于植物成分的“最低风险”农药Xtreme-RT，在实验室和运河中进行了测试，显示能快速降低K. brevis细胞密度。此类产品监管门槛较低，但大规模应用的成本和生态影响仍需评估。
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  监管挑战：在美国，新的化学杀藻剂需根据《联邦杀虫剂、杀菌剂和杀鼠剂法案》（FIFRA）进行漫长且昂贵的注册过程，这极大地限制了新产品的开发。欧盟的《生物杀灭剂产品法规》（(EU) No 528/2012）也规定了类似的严格审批流程。

物理控制方法

物理方法通过机械方式去除或限制HABs。

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  案例研究1：深水上升流保护水产养殖网箱。在加拿大、挪威、智利等国的鲑鱼养殖场，通过向网箱底部充气，将深层贫藻（或低藻）水体提升至表面，稀释并驱散有害藻类，同时增加溶解氧，有效减少了鱼类死亡。该方法已成为许多养殖场的标准操作。
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  案例研究2：粘土絮凝法。这是目前应用最广泛的物理控制方法之一。
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    韩国：自1996年起，为保护价值数十亿美元的水产养殖业，韩国 routinely 使用天然黄土（Loess）及其改进型（如电解粘土、改性粘土）控制米氏凯伦藻（Margalefidinium polykrikoides）等水华。通过专用船只喷洒粘土浆，使藻细胞与粘土颗粒絮凝沉降。建立了完善的监测、决策和实施体系，处理面积可达100 km²。长期监测未发现对底栖生物有显著负面影响。
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    中国：开发了改性粘土（MC）技术，通过添加聚氯化铝（PAC）等改性剂，提高粘土对HAB细胞的去除效率（可达80-90%）。MC已成功应用于2008年青岛奥帆赛场及核电站取水口等地的HAB应急治理，最大处理面积达86 km²。大量研究证实其对多种水产动物安全。该技术已实现商业化并输出至马来西亚、土耳其等国。
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    美国：早期研究因公众对所用粘土来源（磷矿副产品）的环境担忧而受阻。近年重新评估中国开发的MC等技术对K. brevis的控制效果和生态安全性，实验室和中宇宙试验显示良好前景，但尚未获准进行田间试验，主要障碍在于复杂的联邦和州监管审批。

最终展望与建议

海洋HABs控制技术虽取得进展，但多数仍处于研发或示范阶段，仅有少数方法（如粘土絮凝在亚洲部分国家）实现常规应用。未来发展面临的主要挑战包括：HABs及其环境的复杂性、规模化应用的物流难题、高昂的研发与实施成本、严格的监管框架以及公众接受度。

为加速海洋HAB控制技术的发展与应用，建议：1）识别最适宜控制的目标HABs和高价值保护资源；2）加强国际科技合作与工程化结合；3）增加政府与私营部门投资；4）创建技术孵化器和测试基地；5）优化监管流程，将极端HAB事件视同自然灾害进行应急管理；6）深入开展社会科学研究，促进公众参与和接受度。

概要

面对全球HABs威胁日益加剧的现状，发展有效、安全且社会可接受的海洋HABs控制技术迫在眉睫。尽管挑战巨大，但通过科学界、工程界、管理者和公众的协同努力，借鉴淡水HAB控制和一些国家的成功经验，有望在未来为保护海洋资源与人类福祉提供更多解决方案。决策需权衡控制行动与不采取行动的代价。