加州大學圣克魯斯分校海洋科學教授拉斐爾·庫德拉(Raphael Kudela)致力于研究和預測加利福尼亞海岸沿途有毒藻類的周期性開花已有20多年的歷史。他近年來的工作重點之一是改進可用于檢測沿海水域何時出現藻毒素的監(jiān)測技術。

美國國家海洋與大氣管理局(NOAA)提供了兩項新的贈款，用于資助庫德拉及其合作者為開發(fā)可檢測多種藻毒素的技術而正在進行的工作。庫德拉說，以前在西海岸沒有被認為是問題的毒素正開始以危險的高水平出現在加利福尼亞貝類中。

他說：“我們越來越認識到，除了傳統(tǒng)的藻類泛濫問題之外，西海岸還不能幸免于眾多有害藻類泛濫的問題。”

并非所有藻類都會產生毒素或其他有害作用，但是某些物種因其對加州沿海漁業(yè)和野生動植物的破壞性作用而臭名昭著。海藻酸(一種潛在的神經毒素)由一種叫做假擬南芥的藻類產生，近年來，除了使海鳥，海獅和其他野生動植物中毒之外，它還導致了Dungeness蟹漁業(yè)的重大破壞。

當諸如海藻和沙丁魚這樣的以過濾器為食的生物或螃蟹等海底喂食器吸收藻類并在其組織中積聚毒素時，藻酸如海藻酸就會進入食物鏈。國家監(jiān)測計劃以及商業(yè)和休閑漁業(yè)的年度關閉旨在防止人類接觸這些毒素。

毒素追蹤

從歷史上看，對毒素的監(jiān)測依賴于部署在沿海地點的貽貝串，并定期對其進行采集，粉碎和分析，以測定毒素水平。Kudela和他的團隊現在正在加利福尼亞的四個不同沿海環(huán)境中測試一種新的監(jiān)視技術。這項新技術被稱為固相吸附毒素追蹤(SPATT)，它使用裝在茶袋狀設備中的小樹脂珠。珠子就像海綿一樣，從水中吸收各種毒素。

SPATT設備懸掛在水中并定期收集以進行分析。在實驗室中使用質譜儀對樹脂珠進行分析，以識別存在哪些毒素(如果存在)以及處于何種水平。

盡管前景廣闊，但新的SPATT技術以不同于傳統(tǒng)貽貝監(jiān)測的形式提供數據。庫德拉說：“管理機構在將樹脂中的毒素水平與貝類中的毒素水平進行比較時遇到了困難。”

新的NOAA贈款包括一個由Kudela領導的項目，以對這兩種方法進行為期五年的比較研究。他的希望是建立一個分類系數，從而將SPATT的結果轉換為類似于管理機構當前用來追蹤毒素水平的量表。

庫德拉還希望使用SPATT技術來監(jiān)測比傳統(tǒng)上代理商更廣泛的毒素。在2018年的一項研究中，庫德拉的實驗室在從舊金山灣收集的貽貝中發(fā)現了四種不同的藻毒素。

他說：“這引起了人們的注意。”他指出，加州沿海水域中的毒素似乎比常規(guī)監(jiān)測所檢測出的毒素要多。

由石溪大學的克里斯托弗·戈勃勒(Christopher Gobler)領導的第二個NOAA資助項目，重點是使用SPATT技術來檢測和監(jiān)視這些新興威脅之一。微囊藻毒素是淡水藻類(藍細菌)產生的毒素，可導致人和動物肝臟受損。庫德拉和其他人的研究表明，這些淡水毒素正在進入沿海水域并在貝類中蓄積。

一旦對SPATT技術進行了校準，庫德拉說，他希望環(huán)境保護局和加州魚類與野生動植物部等管理小組將開始制定有關微囊藻毒素的新指南。

他說：“目前，還沒有關于海洋環(huán)境中淡水毒素的指南。” SPATT可用于量化水中的毒素水平，并提供制定防止人體暴露于毒素的準則所需的數據。

有害的藻華與海洋溫度升高和水中的高營養(yǎng)水平有關。2015年，當一個被稱為“溫暖斑點”的海洋熱浪橫渡從加利福尼亞到阿拉斯加的海岸時，史無前例的有毒藻類繁殖導致貝類和螃蟹產業(yè)損失超過9000萬美元。隨著今年西北太平洋地區(qū)開始形成另一場海洋熱浪，地平線上即將出現另一場災難性有害藻華的可能性。

自2015年那次活動以來，庫德拉和其他科學家一直在合作，并分享有關海洋狀況和有害藻華的信息。通過這次合作，他們希望更好地了解我們沿海水域的未來。庫德拉說，今年以來，強烈的冬季風暴仍可能使溫暖的地表水混合在一起，并減輕另一場超級水華的威脅。

他說：“在這個季節(jié)的這一點上，我們都在等待發(fā)生的事情。”