杜本多夫，2025年4月3日 - 为了预测有毒藻类的爆发，来自Eawag（瑞士联邦水科学和技术研究所）的研究人员建议结合物种鉴定和化学测量。现在，一项新的研究表明，没有一种万能的方法，而是每个湖泊都需要特定的指示分子。
蓝藻（也称为蓝绿藻）在一年中较温暖的月份会在湖泊中迅速繁殖。在众多蓝藻种类中，有些会产生毒素，当发生有毒藻华时，当局必须迅速采取行动，实施保护措施，如禁止在相关湖泊游泳。当局通过监测程序来辅助这些努力，这些程序会测量蓝藻产生的生物分子。到目前为止，传统的指标通常是色素，如叶绿素，用于指示有害蓝绿藻的生长。
然而，瑞士联邦水科学和技术研究所（Eawag）的研究人员在一项研究中证明，在格里芬湖的情况下，这些色素几乎没有预测能力——正如世界卫生组织（WHO）建议的一些其他指标一样。相反，从蓝藻产生的大量生物分子中，研究人员挑选出四种可用于专门监测有毒藻华的形成——但仅适用于格里芬湖。实际上，不同湖泊之间存在巨大差异，这不仅与湖泊的物理和生态特征有关，还与该水域中哪些蓝藻占主导地位有关。
在有毒混合物中捕鱼
“例如，在北美的伊利湖，有毒藻华经常发生，在那里叶绿素是一个很好的指标，只要叶绿素主要由蓝藻产生，并且信号不受其他藻类的影响。不幸的是，在格里芬湖情况并非如此。”环境化学家Elisabeth Janssen说。“换句话说，没有一种万能的方法，我们反而建议分别考虑每个湖泊。”她的博士生、文章的第一作者王雪健补充道。
这一观察结果在实际经验中得到了专家们的认可，并得到了瑞士国家科学基金会项目的充分证据支持。该项目是Eawag化学家、生态学家和微生物学家之间的合作。最近发表的研究揭示了蓝藻产生的大量生物分子在较长时期内的年度波动（五年），比以往任何出版物都要长。总共分析了2019年至2023年间从格里芬湖采集的850个样本，定期检测到了35种生物分子。
通过将各种分子的出现与有毒藻华的发生进行关联，研究人员提供了明确的证据，表明色素在格里芬湖中不适合有针对性地监测有毒藻华。Eawag团队对格里芬湖中的生物分子和从湖中分离出的蓝藻进行了精确比较。他们发现，某些生物分子在某些年份适合作为指标，但在其他年份则不然，这取决于湖中各种蓝藻的动态，这种动态不仅每年略有变化，而且每年也会有所不同。
可靠的方法
最终，研究人员选择了四种生物分子，可以反映格里芬湖中各种蓝藻的波动。其中包括一种有毒微囊藻毒素，它也可以出现在其他瑞士湖泊中由蓝藻Planktothrix rubescens引起的“勃艮第血藻”爆发中。另外三种指示分子指向各种Microcystis属的蓝藻。虽然不是所有指示分子都是有毒物质，但它们的存在指出了有毒蓝藻的存在——甚至在实际毒素（如微囊藻毒素）可以被测量之前。
Janssen确信这四种物质对于格里芬湖来说是一个良好的指标列表。“你不需要测量所有可能的生物分子——有一种更简单的方法。未来，当局可能只需要跟踪每个湖泊中的选定物质，尽管你需要知道哪些指标与该湖泊相关。”这位研究人员说。
研究人员还建议不要仅仅依靠生物分子的测量，而是——正如有时已经做的那样——将这些测量不仅与细菌细胞计数相结合，以确定每升水中细菌的数量，而且还与一种识别优势物种的方法（如遗传标记）相结合。与指示物质一起，这种方法提供了强有力的参考点，说明是否有毒藻华即将发生以及何时发生。此外，研究团队还想更好地了解有毒藻华的发展如何受到湖中其他浮游生物群落的影响，以及蓝藻之间的竞争。
现在也关注近岸样本
Janssen强调，使用质谱法分析的所有样本中的毒素浓度均未超过世界卫生组织的限制。近岸区域的样本可能有所不同。“底栖”蓝藻——生长在湖底并上升到水面——产生的毒素与自由水中的毒素不同。然而，这些底栖蓝藻可以在局部区域暂时对人类和动物构成急性危害，因此不建议游泳。因此，在2025年，Eawag的研究团队现在也在解决这个问题，并首次测试格里芬湖中的底栖蓝藻。
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