優養化(Eutrophication)(二)
優養化(Eutrophication)(二)
國立臺灣師範大學附屬高級中學學生蔡韶恬/國立臺灣師範大學附屬高級中學化學科陳昭錦老師
生態的影響(Ecologlical effect)
改變初級生產力對生態有許多影響，其中三項對生態的衝擊特別嚴重：生物多樣性降低、物種結構與優勢物種的改變與毒性的影響等。這些影響有下列幾項：
- 浮游性植物的數量增加
- 浮游性植物的毒性
- 膠狀的浮游性動物大量增加
- 降低水底及附生藻類的生物量
- 大型植物的種類結構及生物量改變
- 水的透光性降低(濁度增加)
- 顏色、氣味和水處理的問題
- 溶氧量不足
- 魚類死亡事件增加
- 良好魚種消失
- 可收穫的魚類和甲殼類減少
- 水體的觀賞價值降低
(一)生物多樣性降低
當一個生態系的植物營養素增加時，初級生產者首先蒙受其利。在水生生態系中，藻類的數量將會增加(稱為藻華)。藻華阻礙底棲生物接受陽光，造成水中溶氧量大幅的改變。所有植物和動物都需要氧氣以進行呼吸作用，白天植物及藻類行光合作用可以重新補充消耗的氧量。然而在優養化情況下，白天水中溶氧量大增，但夜晚藻類及大量死藻所飼養的微生物進行呼吸作用又使溶氧量大減。當溶氧量降到一定程度時，魚類和其他海中動物便會窒息，結果魚、蝦等生物，特別是不能行動的底棲類就會死亡。發展到極端，形成厭氧的情況，促使細菌如臘腸毒菌的生長，產生可致鳥類及哺乳類死亡的毒素，這就形成所謂的死亡地帶。
(二)新物種入侵
優養化使原是限制營養素的物質豐盛起來，此過程導致生態系物種的結構發生變遷。例如氮素的增加使新的競爭物種侵入，驅逐原來居住的物種，這種情況曾發生在新英格蘭的鹽沼地區。
(三)毒性
有些藻華，另稱為有害藻華，對動物和植物是有毒的。它們產生的毒性化合物隨其進入食物鏈，結果導致動物死亡。流水中的藻華對牲畜帶來威脅，當藻類枯死或被動物吃下，對神經或肝臟有毒的物質就釋放出來，可能使動物或人類致死。藻類毒性對人的作用曾有貝類中毒的事件，當藻華被貝類(貽貝、牡蠣)所食，帶有生物毒的貝類成為人類的食物時，就導致人類中毒，這些貝類中毒的事例有痲痺性、神經性及腹瀉性等症狀。其他海洋動物也可能成為傳播這種毒物的媒介，例如熱帶海魚中毒(ciguatera)事件，這是由於獵食性魚類累積毒物於體內而間接使人類中毒。氮素也會直接造成中毒，當此營養素穿透進入地下水中，飲水也會受影響，氮素無法因過濾而除去，藍嬰孩症或變性血紅素血症就是因為嬰兒喝下受硝酸鹽污染的水，嬰兒胃內的厭氧環境使硝酸鹽轉變成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽與血紅素結合形成變性血紅素，此形態的血紅素無法攜帶氧氣，嬰兒體內得不到足夠的氧導致窒息，此問題在餵母乳的嬰兒較不會發生。
參考資料：
- Eutrophication 。檢索日期 2014.8.15， http://en.wikipedia.org/wiki/Eutrophication。
- 葉名倉(民97)，基礎化學。南一，台南市，p.35。
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