Skadlig algblomning
En skadlig algblomning ( HAB ) (eller överdriven algtillväxt ) är en algblomning som orsakar negativa effekter på andra organismer genom produktion av naturliga algproducerade toxiner , mekanisk skada på andra organismer eller på annat sätt. HABs definieras ibland som endast de algblomningar som producerar toxiner, och ibland som alla algblomningar som kan resultera i kraftigt lägre syrenivåer i naturliga vatten, vilket dödar organismer i marina eller söta vatten . Blomningar kan vara från några dagar till många månader. Efter att blomningen dör använder mikroberna som bryter ner de döda algerna mer av syre, vilket skapar en " död zon " som kan orsaka att fisk dör . När dessa zoner täcker ett stort område under en längre tid kan varken fiskar eller växter överleva. Skadliga algblomningar i marina miljöer kallas ofta "röda tidvatten".
Det är ibland oklart vad som orsakar specifika HAB eftersom deras förekomst på vissa platser verkar vara helt naturliga, medan de på andra verkar vara ett resultat av mänskliga aktiviteter. På vissa platser finns det länkar till särskilda drivkrafter som näringsämnen, men HAB har också förekommit sedan innan människor började påverka miljön. HABs induceras av eutrofiering , vilket är ett överflöd av näringsämnen i vattnet. De två vanligaste näringsämnena är fixerat kväve ( nitrater , ammoniak och urea ) och fosfat . De överskottsnäringsämnen som släpps ut av jordbruket , industriella föroreningar, överdriven användning av gödningsmedel i stads-/förortsområden och tillhörande avrinning i städerna . Högre vattentemperatur och låg cirkulation bidrar också.
HAB kan orsaka betydande skada på djur, miljö och ekonomi. De har ökat i storlek och frekvens över hela världen, ett faktum som många experter tillskriver globala klimatförändringar . US National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) förutspår fler skadliga blomningar i Stilla havet . Potentiella botemedel inkluderar kemisk behandling, ytterligare reservoarer, sensorer och övervakningsanordningar, minskning av avrinning av näringsämnen, forskning och hantering samt övervakning och rapportering.
Avrinning på land, som innehåller gödningsmedel, avloppsvatten och boskapsavfall, transporterar rikligt med näringsämnen till havsvattnet och stimulerar blomningshändelser. Naturliga orsaker, såsom flodöversvämningar eller uppkomst av näringsämnen från havsbotten, ofta efter massiva stormar, ger näringsämnen och utlöser även blomningshändelser. Ökad kustutveckling och vattenbruk bidrar också till förekomsten av kustnära HAB. Effekterna av HAB kan förvärras lokalt på grund av vinddriven Langmuir-cirkulation och deras biologiska effekter .
| Del av en serie om |
| Plankton |
|---|
 |
Beskrivning och identifiering
HAB från cyanobakterier (blågröna alger) kan uppträda som ett skum, avskum eller matta på eller strax under vattenytan och kan anta olika färger beroende på deras pigment. Cyanobakterier blommar i sötvattensjöar eller floder kan se ljusgröna ut, ofta med ytränder som ser ut som flytande färg. Cyanobakteriella blomningar är ett globalt problem.
De flesta blomningar sker i varma vatten med för mycket näringsämnen. De skadliga effekterna av sådana blomningar beror på de gifter de producerar eller på att syre förbrukas i vattnet vilket kan leda till att fisk dör. Inte alla algblomningar producerar toxiner, men vissa missfärgar bara vattnet, ger en illaluktande lukt eller ger en dålig smak till vattnet. Tyvärr går det inte att avgöra om en blomning är skadlig bara utifrån utseende, eftersom provtagning och mikroskopisk undersökning krävs. I många fall är mikroskopi inte tillräckligt för att se skillnaden mellan giftiga och icke-toxiska populationer. I dessa fall kan verktyg användas för att mäta toxinnivån eller för att avgöra om toxinproduktionsgener är närvarande.
Terminologi
I en snäv definition är skadliga algblomningar endast de blomningar som frigör gifter som påverkar andra arter. Å andra sidan kan all algblomning orsaka döda zoner på grund av låga syrehalter , och kan därför kallas "skadlig" i den meningen. Användningen av termen "skadliga algblomningar" i media och vetenskaplig litteratur varierar. I en bredare definition anses alla "organismer och händelser vara HABs om de negativt påverkar människors hälsa eller socioekonomiska intressen eller är skadliga för vattensystem". En skadlig algblomning är "ett samhällsbegrepp snarare än en vetenskaplig definition".
En liknande bred definition av HAB antogs av US Environmental Protection Agency 2008, som uttalade att HAB inkluderar "potentiellt giftiga (auxotrofa, heterotrofa) arter och producenter av hög biomassa som kan orsaka hypoxi och anoxi och urskillningslös dödlighet i marint liv efter att ha nått tätt koncentrationer, oavsett om toxiner produceras eller inte".
Röd tidvatten
Skadlig algblomning i kustområden kallas också ofta för "röda tidvatten". Benämna "röd tide" härleds från blomningar av någon av flera arter av dinoflagellate , liksom Karenia brevis . Emellertid är termen missvisande eftersom algblomningen kan variera kraftigt i färg, och tillväxten av alger är inte relaterad till tidvattnet . Inte alla röda tidvatten produceras av dinoflagellater. Det mixotrofa ciliatet Mesodinium rubrum producerar giftfria blomningar som färgas djupt röda av kloroplaster som den får från algerna den äter.
.png)
Som en teknisk term ersätts den till förmån för mer exakt terminologi, inklusive den generiska termen "skadlig algblomning" för skadliga arter och " algblomning " för godartade arter. [ citat behövs ]
Typer
Det finns tre huvudtyper av växtplankton som kan formas till skadliga algblomningar: cyanobakterier , dinoflagellater och kiselalger . Alla tre är uppbyggda av mikroskopiska flytande organismer som, precis som växter, kan skapa sin egen föda från solljus med hjälp av fotosyntes . Den förmågan gör majoriteten av dem till en väsentlig del av näringsväven för småfiskar och andra organismer.
Cyanobakterier
Skadliga algblomningar i sötvattensjöar och floder, eller vid flodmynningar , där floder rinner ut i havet, orsakas av cyanobakterier, som vanligtvis kallas "blågröna alger", men är i själva verket prokaryota bakterier, till skillnad från alger som är eukaryoter . Vissa cyanobakterier, inklusive det utbredda släktet Microsystis , kan producera farliga cyanotoxiner som mikrocystiner , som är hepatotoxiner som skadar levern hos däggdjur. Andra typer av cyanobakterier kan också producera hepatoxiner, såväl som neurotoxiner, cellgifter och endotoxiner. Vattenreningsanläggningar kanske inte kan ta bort dessa toxiner, vilket leder till allt vanligare lokaliserade råd mot att dricka kranvatten, vilket hände i Toledo, Ohio i augusti 2014.
I augusti 2021 fanns det 47 sjöar som bekräftats ha algblomning bara i delstaten New York. I september 2021 utfärdade Spokane Countys miljöprogram en HAB-varning för Newman Lake efter tester som visade potentiellt skadliga toxicitetsnivåer för cyanobakterier, medan rekordhöga nivåer av mikrocystiner rapporterades samma månad som ledde till en utökad "Do Not Drink"-rådgivning för 280 hushåll vid Clear Lake, Kaliforniens näst största sötvattensjö. Vattenförhållandena i Florida fortsätter under tiden att försämras under ökande näringsinflöde, vilket orsakar allvarliga HAB-händelser i både sötvattens- och havsområden.
HAB orsakar också skada genom att blockera solljuset som används av växter och alger för att fotosyntes, eller genom att tömma det lösta syre som behövs av fiskar och andra vattenlevande djur, vilket kan leda till att fisk dör. När sådant syrefattigt vatten täcker ett stort område under en längre tid, kan det bli hypoxiskt eller till och med anoxiskt; dessa områden kallas vanligtvis döda zoner . Dessa döda zoner kan vara resultatet av många olika faktorer som sträcker sig från naturfenomen till avsiktligt mänskligt ingripande, och är inte bara begränsade till stora sötvattenförekomster som finns i de stora sjöarna, utan är också benägna att utsättas för saltvattenförekomster.
Dubbelstadiga livssystem för algarter
Många av de arter som bildar skadliga algblomningar kommer att genomgå ett tvåstegs livssystem. Dessa arter kommer att växla mellan ett bentiskt vilostadium och ett pelagiskt vegetativt tillstånd. Det bentiska vilostadiet motsvarar när dessa arter vilar nära havsbotten. I detta skede väntar artcellerna på optimala förhållanden så att de kan röra sig mot ytan. Dessa arter kommer sedan att övergå från det bentiska vilostadiet till det pelagiska vegetativa tillståndet - där de är mer aktiva och finns nära vattenkroppens yta. I det pelagiska vegetativa tillståndet kan dessa celler växa och föröka sig. Det är inom det pelagiska vegetativa tillståndet som en blomning kan ske - eftersom cellerna snabbt reproducerar sig och tar över de övre delarna av vattenmassan. Övergången mellan dessa två livsstadier kan ha flera effekter på algblomningen (såsom snabb avslutning av HAB när celler omvandlas från det pelagiska tillståndet till det bentiska tillståndet). Många av de algarter som genomgår denna livscykel i två stadier är kapabla till snabb vertikal migration. Denna migration krävs för förflyttningen från det bentiska området av vattenförekomster till den pelagiska zonen. Dessa arter kräver enorma mängder energi när de passerar genom de olika termoklinerna , haloklinerna och pyknoklinerna som är associerade med vattenkropparna där dessa celler finns.
Kiselalger och dinoflagellater (i marina kustområden)
De andra typerna av alger är kiselalger och dinoflagellater , som främst finns i marina miljöer, som havskuster eller vikar, där de också kan bilda algblomningar. Kustnära HAB är ett naturligt fenomen, även om det i många fall, särskilt när de bildas nära kustlinjer eller i flodmynningar, har visat sig att de förvärras av mänskligt inducerad övergödning och/eller klimatförändringar. De kan uppstå när varmare vatten, salthalt och näringsämnen når vissa nivåer, vilket sedan stimulerar deras tillväxt. De flesta HAB-alger är dinoflagellater. De är synliga i vatten i en koncentration av 1 000 algceller/ml, medan de i täta blomningar kan mäta över 200 000/ml.
Kiselalger producerar domoinsyra , ett annat neurotoxin, som kan orsaka anfall hos högre ryggradsdjur och fåglar när det koncentreras uppåt i näringskedjan. Domoinsyra ackumuleras lätt i kropparna av skaldjur , sardiner och ansjovis , som om de sedan äts av sjölejon , uttrar , valar , fåglar eller människor kan påverka nervsystemet och orsaka allvarlig skada eller dödsfall. Sommaren 2015 stängde delstatsregeringarna viktiga skaldjursfiske i Washington , Oregon och Kalifornien på grund av höga koncentrationer av domoinsyra i skaldjur.
I den marina miljön förekommer encelliga, mikroskopiska, växtliknande organismer naturligt i det väl upplysta ytskiktet på vilken vattenförekomst som helst. Dessa organismer, som hänvisas till som fytoplankton eller mikroalger , utgör basen i näringsväven som nästan alla andra marina organismer är beroende av. Av de 5000+ arter av marint växtplankton som finns över hela världen är cirka 2% kända för att vara skadliga eller giftiga. Blomningar av skadliga alger kan ha stora och varierande effekter på marina ekosystem, beroende på arten som är inblandad, miljön där de finns och den mekanism genom vilken de utövar negativa effekter. [ citat behövs ]
Lista över vanliga HAB-släkten
Orsaker
Det är ibland oklart vad som orsakar specifika HAB eftersom deras förekomst på vissa platser verkar vara helt naturliga, medan de på andra verkar vara ett resultat av mänskliga aktiviteter. Dessutom finns det många olika arter av alger som kan bilda HAB, var och en med olika miljökrav för optimal tillväxt. Frekvensen och svårighetsgraden av HABs i vissa delar av världen har kopplats till ökad belastning av näringsämnen från mänskliga aktiviteter. I andra områden är HAB en förutsägbar säsongsbetonad händelse som är ett resultat av kustnära uppvallningar, ett naturligt resultat av vissa havsströmmars rörelse.
Tillväxten av marint växtplankton (både giftfritt och giftigt) begränsas i allmänhet av tillgången på nitrater och fosfater, som kan finnas rikligt i kustnära uppväxtzoner såväl som i avrinning från jordbruket. Typen av nitrater och fosfater som finns tillgängliga i systemet är också en faktor, eftersom växtplankton kan växa i olika hastighet beroende på den relativa mängden av dessa ämnen (t.ex. ammoniak , urea , nitratjon).
En mängd andra näringskällor kan också spela en viktig roll för att påverka algblomningsbildningen, inklusive järn, kiseldioxid eller kol. Kustvattenföroreningar producerade av människor (inklusive järngödsling) och systematisk ökning av havsvattentemperaturen har också föreslagits som möjliga bidragande faktorer i HAB .
Bland orsakerna till algblomning är:
- Överskott av näringsämnen - fosfor och nitrater - från gödningsmedel eller avloppsvatten som släpps ut i vattendrag (även kallad näringsförorening )
- klimatförändring
- termisk förorening från kraftverk och fabriker
- låga vattenstånd i inre vattendrag och sjöar, vilket minskar vattenflödet och ökar vattentemperaturen
- invasiva filtermatare – särskilt Zebramusslor , Dreissena polymorpha – som företrädesvis äter giftfria alger, konkurrenter till skadliga alger
Näringsämnen
Näringsämnen kommer in i sötvatten eller marina miljöer som ytavrinning från jordbruksföroreningar och stadsavrinning från gödslade gräsmattor, golfbanor och andra anlagda fastigheter; och från avloppsreningsverk som saknar näringskontrollsystem. Ytterligare näringsämnen tillförs från luftföroreningar. Kustområden över hela världen, särskilt våtmarker och flodmynningar, korallrev och träsk, är benägna att överbelastas med dessa näringsämnen. De flesta av de stora städerna längs Medelhavet , till exempel, släpper ut allt sitt avloppsvatten i havet orenat. Detsamma gäller för de flesta kustnära utvecklingsländer, medan i delar av utvecklingsvärlden kan så mycket som 70 % av avloppsvattnet från stora städer komma ut i vattensystem igen utan att behandlas.
Kvarvarande näringsämnen i renat avloppsvatten kan också ackumuleras i nedströms källvattenområden och bränsle övergödning, vilket gradvis leder till ett cyanobakteriedominerat system som kännetecknas av säsongsbetonade HABs. När mer infrastruktur för reningsverk byggs, återförs mer renat avloppsvatten till det naturliga vattensystemet, vilket leder till en betydande ökning av dessa restnäringsämnen. [ citat behövs ]
Restnäringsämnen kombineras med näringsämnen från andra källor för att öka det sedimentnäringslager som är drivkraften bakom fasskiften till förankrade eutrofa förhållanden. [ citat behövs ]
Detta bidrar till den pågående nedbrytningen av dammar, sjöar, floder och reservoarer - källvattenområden som börjar bli kända som ekologisk infrastruktur, vilket sätter ökande tryck på avloppsvattenreningsverk och vattenreningsverk. Sådana påtryckningar förstärker i sin tur säsongsbetonade HAB. [ citat behövs ]
Klimatförändring
Klimatförändringarna bidrar till varmare vatten vilket gör förhållandena mer gynnsamma för algtillväxt i fler regioner och längre norrut. Generellt sett ökar fortfarande varmt, grunt vatten, i kombination med näringsrika förhållanden i sjöar eller floder, risken för skadliga algblomningar. Uppvärmning av sommarens yttemperaturer i sjöar, som steg med 0,34 °C decennium per decennium mellan 1985 och 2009 på grund av den globala uppvärmningen, kommer sannolikt också att öka algblomningen med 20 % under nästa århundrade.
Även om orsakerna till skadliga algblomningar är dåligt förstådda, verkar de ha ökat i räckviddsutvidgning och frekvens i kustområden sedan 1980-talet. Det är resultatet av mänskliga inducerade faktorer såsom ökad tillförsel av näringsämnen ( näringsföroreningar ) och klimatförändringar (särskilt uppvärmningen av vattentemperaturerna). De parametrar som påverkar bildandet av HAB är havsuppvärmning, marina värmeböljor, syreförlust , övergödning och vattenförorening .
Orsaker eller bidragande faktorer till kustnära HAB
HAB innehåller täta koncentrationer av organismer och ser ut som missfärgat vatten, ofta rödbrun till färgen. Det är ett naturligt fenomen, men den exakta orsaken eller kombinationen av faktorer som resulterar i en HAB-händelse är inte nödvändigtvis känd. Tre viktiga naturliga faktorer tros dock spela en viktig roll i en blomning - salthalt, temperatur och vind. HAB orsakar ekonomisk skada, så utbrott övervakas noggrant. Till exempel Florida Fish and Wildlife Conservation Commission en aktuell statusrapport om HABs i Florida. Texas Parks and Wildlife Department tillhandahåller också en statusrapport. Även om ingen speciell orsak till HAB har hittats, kan många olika faktorer bidra till deras närvaro. Dessa faktorer kan innefatta vattenföroreningar , som härrör från källor som mänskligt avloppsvatten och avrinning från jordbruket .
Förekomsten av HAB på vissa platser tycks vara helt naturlig (algblomning är en säsongsbetonad förekomst som är ett resultat av kustnära uppvallningar, ett naturligt resultat av rörelser av vissa havsströmmar) medan de på andra tycks vara ett resultat av ökad näringsförorening från människor aktiviteter. Tillväxten av marint växtplankton begränsas i allmänhet av tillgången på nitrater och fosfater , som kan finnas rikligt i jordbruksavrinning såväl som kustnära uppväxtzoner. Andra faktorer som järnrikt damminflöde från stora ökenområden som Saharaöknen tros spela en stor roll för att orsaka HAB-händelser. Vissa algblomningar på Stillahavskusten har också kopplats till förekomster av storskaliga klimatsvängningar som El Niño- händelser. [ citat behövs ]
Andra orsaker
Andra faktorer som järnrikt damminflöde från stora ökenområden som Sahara tros spela en roll för att orsaka HAB. Vissa algblomningar på Stillahavskusten har också kopplats till naturliga förekomster av storskaliga klimatsvängningar som El Niño- händelser. HAB är också kopplade till kraftiga regn. Även om HABs i Mexikanska golfen bevittnades i början av 1500-talet av upptäcktsresande Cabeza de Vaca , är det oklart vad som initierar dessa blomningar och hur stor roll antropogena och naturliga faktorer spelar i deras utveckling.
Antal och storlekar
Antalet rapporterade skadliga algblomningar (cyanobakterier) har ökat över hela världen. Det är oklart om den uppenbara ökningen av frekvens och svårighetsgrad av HAB i olika delar av världen i själva verket är en verklig ökning eller beror på ökad observationsansträngning och framsteg inom artidentifieringsteknik.
År 2008 utarbetade den amerikanska regeringen en rapport om problemet, "Harmful Algal Bloom Management and Response: Assessment and Plan". Rapporten inser allvaret i problemet:
Det är en allmän uppfattning att frekvensen och den geografiska spridningen av HAB har ökat över hela världen. Alla amerikanska kuststater har upplevt HAB under det senaste decenniet, och nya arter har dykt upp på vissa platser som tidigare inte var kända för att orsaka problem. HAB-frekvensen tros också öka i sötvattensystem.
Forskare har rapporterat tillväxten av HAB i Europa, Afrika och Australien. Dessa har inkluderat blomningar på några av de afrikanska stora sjöarna , som Victoriasjön , den näst största sötvattensjön i världen. Indien har rapporterat en ökning av antalet blomningar varje år. 1977 Hong Kong sin första kustnära HAB. År 1987 fick de i genomsnitt 35 per år. Dessutom har det förekommit rapporter om skadliga algblomningar i populära kanadensiska sjöar som Beaver Lake och Quamichan Lake. Dessa blomningar var ansvariga för några få djurs död och ledde till badråd.
, såsom under istäckena i Arktis, i Antarktis, Himalayabergen , Klippiga bergen och i Sierra Nevada Berg .
I USA har varje kuststat haft skadliga algblomningar under det senaste decenniet och nya arter har dykt upp på nya platser som tidigare inte var kända för att ha orsakat problem. Inåt landet har stora floder sett en ökning i storlek och frekvens. År 2015 blommade Ohiofloden som sträckte sig "oöverträffade" 650 miles (1 050 km) in i angränsande stater och testades positivt för gifter, vilket skapade problem med dricksvatten och rekreation . En del av Utahs Jordanflod stängdes på grund av giftig algblomning 2016.
Sydafrikas västkust förekommer HABs orsakade av Alexandrium catanella varje vår. Dessa blomningar av organismer orsakar allvarliga störningar i fisket i dessa vatten eftersom gifterna i växtplanktonet gör att skaldjur som äter filter i påverkade vatten blir giftiga för mänsklig konsumtion.
Skadliga effekter
När algblomningen växer, tömmer de ut syre i vattnet och blockerar solljus från att nå fiskar och växter. Sådana blomningar kan vara från några dagar till många månader. Med mindre ljus kan växter under blomningen dö och fiskar svälta. Dessutom minskar den täta populationen av en blomning syremättnad under natten genom andning. Och när algerna så småningom dör, använder mikroberna som bryter ner de döda algerna ännu mer syre, vilket i sin tur gör att fler fiskar dör eller lämnar området. När syre fortsätter att utarmas av blomningar kan det leda till hypoxiska döda zoner , där varken fiskar eller växter kan överleva. Dessa döda zoner i fallet med Chesapeake Bay, där de är en normal företeelse, misstänks också vara en viktig källa till metan .
Forskare har funnit att HAB var ett framträdande inslag i tidigare massutrotningshändelser, inklusive End -Permian Extinction .
Mänsklig hälsa
Tester har visat att vissa gifter nära blomningar kan finnas i luften och därigenom inandas, vilket kan påverka hälsan.
Mat
Att äta fisk eller skaldjur från sjöar med en blomning i närheten rekommenderas inte. Potenta gifter ackumuleras i skaldjur som livnär sig på algerna. Om skaldjuren konsumeras kan olika typer av förgiftningar uppstå. Dessa inkluderar amnesisk skaldjursförgiftning (ASP), diarrétisk skaldjursförgiftning , neurotoxisk skaldjursförgiftning och paralytisk skaldjursförgiftning . En studie från 2002 har visat att alggifter kan vara orsaken till så många som 60 000 berusningsfall i världen varje år.
1987 uppstod en ny sjukdom: amnesisk skaldjursförgiftning (ASP). Människor som hade ätit musslor från Prince Edward Island visade sig ha ASP. Sjukdomen orsakades av domoinsyra , producerad av en kiselalg som finns i området där musslorna odlades. En studie från 2013 fann att giftiga paralytiska skaldjursförgiftningar i Filippinerna under HABs har orsakat minst 120 dödsfall under några decennier. Efter en HAB-incident 2014 i Monterey Bay , Kalifornien, varnade hälsotjänstemän människor att inte äta vissa delar av ansjovis, sardiner eller krabba som fångats i viken. Under 2015 stängdes de flesta skaldjursfisken i Washington, Oregon och Kalifornien på grund av höga koncentrationer av giftig domoinsyra i skaldjur. Människor har blivit varnade för att inandning av ångor från vågor eller vind under en HAB-händelse kan orsaka astmaanfall eller leda till andra andningsbesvär.
Under 2018 var jordbrukstjänstemän i Utah oroliga för att även grödor skulle kunna bli kontaminerade om de bevattnas med giftigt vatten, även om de medger att de inte kan mäta kontamineringen exakt på grund av så många variabler inom jordbruket. De utfärdade varningar till invånarna, dock av försiktighet.
Dricker vatten
Personer varnas generellt för att inte gå in i eller dricka vatten från algblomning, eller låta sina husdjur simma i vattnet eftersom många husdjur har dött av algblomning. I åtminstone ett fall började människor bli sjuka innan varningar utfärdades. Det finns ingen behandling tillgänglig för djur, inklusive boskap, om de dricker från algblomningar där sådana gifter finns. Husdjur rekommenderas att hållas borta från algblomning för att undvika kontakt.
På vissa platser har besökare blivit varnade för att inte ens röra vid vattnet. Båtfolk har fått veta att gifter i vattnet kan andas in från sprayen från vind eller vågor. Havsstränder, sjöar och floder har stängts på grund av algblomning. Efter att en hund dog 2015 av att simma i en blomning i Kaliforniens Russian River , publicerade tjänstemän också varningar för delar av floden. Att koka vattnet hemma innan man dricker tar inte bort gifterna.
I augusti 2014 rådde staden Toledo, Ohio sina 500 000 invånare att inte dricka kranvatten eftersom den höga toxinhalten från en algblomning i västra Lake Erie hade påverkat deras vattenreningsverks förmåga att behandla vattnet till en säker nivå. Nödsituationen krävde att man använde vatten på flaska för all normal användning utom dusch, vilket allvarligt påverkade offentliga tjänster och kommersiella företag. Blomningen kom tillbaka 2015 och prognostiserades igen för sommaren 2016.
drabbades en blomning i Kisumu Bay, som är dricksvattenkällan för 500 000 människor i Kisumu , Kenya , av liknande vattenföroreningar. I Kina stängdes vattnet av för invånarna 2007 på grund av en algblomning i dess tredje största sjö, som tvingade 2 miljoner människor att använda vatten på flaska. En mindre vattenavstängning i Kina påverkade 15 000 invånare två år senare på en annan plats. Australien var 2016 också tvungen att stänga av vatten till bönder.
Alan Steinman från Grand Valley State University har förklarat att bland de viktigaste orsakerna till algblomningen i allmänhet, och Lake Erie specifikt, är att blågröna alger trivs med höga näringsämnen, tillsammans med varmt och lugnt vatten. Lake Erie är mer benägen att blomma eftersom den har en hög näringshalt och är grund, vilket gör att den värms upp snabbare under sommaren.
Symtom från att dricka giftigt vatten kan visa sig inom några timmar efter exponering. De kan inkludera illamående, kräkningar och diarré, eller utlösa huvudvärk och gastrointestinala problem. Även om det är sällsynt kan levertoxicitet orsaka dödsfall. Dessa symtom kan sedan leda till uttorkning, ett annat stort problem. I höga koncentrationer kan toxinerna i algvattnet bara vid beröring orsaka hudutslag, irritera ögon, näsa, mun eller svalg. De med misstänkta symtom uppmanas att ringa en läkare om symtomen kvarstår eller om de inte kan hålla nere vätska efter 24 timmar. [ citat behövs ]
I studier på befolkningsnivå har blomtäckningen varit signifikant relaterad till risken för icke-alkoholisk leversjukdomsdöd .
Neurologiska störningar
Giftiga algblomningar tros spela en roll i att människor utvecklar degenerativa neurologiska störningar som amyotrofisk lateralskleros och Parkinsons sjukdom .
Mindre än en procent av algblomningen producerar farliga gifter, såsom mikrocystiner . Även om blågröna eller andra alger vanligtvis inte utgör ett direkt hot mot hälsan, anses de toxiner (gifter) som de producerar vara farliga för människor, landdjur, havsdäggdjur, fåglar och fiskar när gifterna intas. Toxinerna är neurotoxiner som förstör nervvävnad som kan påverka nervsystemet, hjärnan och levern och kan leda till döden.
Effekter på människor av skadliga algblomningar i marina miljöer
Människor påverkas av HAB-arterna genom att få i sig felaktigt skördade skaldjur, andas in aerosoliserade brevetoxiner (dvs. PbTx- eller Ptychodiscus -toxiner) och i vissa fall hudkontakt. Brevetoxinerna binder till spänningsstyrda natriumkanaler , viktiga strukturer i cellmembran. Bindning resulterar i ihållande aktivering av nervceller, vilket stör neural överföring vilket leder till hälsoproblem. Dessa toxiner skapas inom den encelliga organismen, eller som en metabolisk produkt. De två huvudtyperna av brevetoxinföreningar har liknande men distinkta ryggradsstrukturer. PbTx-2 är det primära intracellulära brevetoxinet som produceras av K. brevis -blomningar. Men med tiden kan PbTx-2 brevetoxin omvandlas till PbTx-3 genom metabola förändringar. Forskare fann att PbTx-2 har varit det primära intracellulära brevetoxinet som över tiden omvandlas till PbTx-3.
I USA testas fisk och skaldjur som konsumeras av människor regelbundet för toxiner av USDA för att säkerställa säker konsumtion. Sådana tester är vanliga i andra länder. Men felaktig skörd av skaldjur kan orsaka paralytisk skaldjursförgiftning och neurotoxisk skaldjursförgiftning hos människor. Vissa symtom inkluderar dåsighet, diarré, illamående, förlust av motorisk kontroll, stickningar, domningar eller värk i extremiteter, inkoherens och andningsförlamning. Rapporter om hudirritation efter att ha simmat i havet under en HAB är vanliga.
När HAB-cellerna spricker släpper de ut extracellulära brevetoxiner i miljön. Vissa av dessa stannar i havet, medan andra partiklar aerosoliseras. Under pålandsvindar kan brevetoxiner aerosoliseras genom bubbelmedierad transport, vilket bland annat orsakar luftvägsirritation, luftrörssammandragning , hosta och väsande andning.
Det rekommenderas att undvika kontakt med vindblåst aerosoliserat toxin. Vissa individer rapporterar en minskning av andningsfunktionen efter bara 1 timmes exponering för en K. brevis rödvattenstrand och dessa symtom kan vara i flera dagar. Personer med svåra eller ihållande andningssjukdomar (som kronisk lungsjukdom eller astma) kan uppleva starkare biverkningar. [ citat behövs ]
Det finns ingen känd behandling för tillstånd orsakade av exponering för en HAB. I de flesta fall väntar patienterna bara på att toxinet ska spola ut sig självt ur deras system, men i svåra fall kan livsuppehållande system behövas.
National Oceanic and Atmospheric Administrations National Ocean Service tillhandahåller en offentlig tillståndsrapport som identifierar möjliga effekter på luftvägsirritation i områden som påverkas av HAB.
Ekonomisk påverkan
Rekreation och turism
De faror som följer med skadliga algblomningar har hindrat besökare från att njuta av stränder och sjöar på platser i USA som Florida, Kalifornien, Vermont och Utah. Personer som hoppas kunna njuta av sin semester eller lediga dagar har hållits borta till nackdel för lokala ekonomier. Sjöar och floder i North Dakota , Minnesota , Utah, Kalifornien och Ohio har haft skyltar som varnar för potentiella hälsorisker.
Liknande blomningar har blivit vanligare i Europa, med Frankrike bland länderna som rapporterar dem. Sommaren 2009 täcktes stränderna i norra Bretagne av ton potentiellt dödliga ruttnande grönalger. En häst som reds längs stranden kollapsade och dog av ångor från ruttnande alger.
De ekonomiska skadorna till följd av förlorade affärer har blivit ett allvarligt problem. Enligt en rapport från 2016 kommer de fyra huvudsakliga ekonomiska effekterna av skadliga algblomningar från skador på människors hälsa, fiske, turism och rekreation, och kostnaderna för övervakning och förvaltning av området där blomningar förekommer. EPA uppskattar att algblomning påverkar 65 procent av landets stora flodmynningar, med en årlig kostnad på 2,2 miljarder dollar. I USA finns det uppskattningsvis 166 döda kustzoner. Eftersom datainsamlingen har varit svårare och begränsad från källor utanför USA, har de flesta av uppskattningarna från 2016 i första hand gällt USA
I hamnstäder i Shandongprovinsen i östra Kina blir invånarna inte längre förvånade när massiva algblomningar anländer varje år och översvämmer stränderna. Inför OS i Peking 2008 arbetade över 10 000 människor för att rensa bort 20 000 ton döda alger från stränderna. 2013 täckte en annan blomning i Kina, som tros vara den största någonsin, ett område på 7 500 kvadratkilometer och följdes av en annan 2015 som täckte ännu större 13 500 kvadratkilometer. Blomningarna i Kina tros vara orsakade av föroreningar från obehandlade jordbruks- och industriutsläpp i floder som leder till havet.
Fiskeriindustrin
Redan 1976 kostade en kortsiktig, relativt liten, död zon utanför New Yorks och New Jerseys kuster kommersiellt och fritidsfiske över 500 miljoner dollar. 1998 dödade en HAB i Hong Kong över 10 miljoner dollar i högvärdig fisk.
uppskattades den ekonomiska effekten för delstaten Washingtons kustlän beroende av dess fiskeindustri till 22 miljoner dollar. Under 2016 förväntade den amerikanska skaldjursindustrin att framtida förlorade intäkter kan uppgå till 900 miljoner USD årligen.
NOAA har tillhandahållit några kostnadsuppskattningar för olika blomningar under de senaste åren: 10,3 miljoner dollar 2011 på grund av en HAB vid ostronlandningar i Texas; 2,4 miljoner dollar förlorade inkomster från stamhandel från fiskestängningar 2015 i nordvästra Stilla havet; 40 miljoner dollar från delstaten Washingtons förlust av turism från samma fiskestängning.
Tillsammans med skador på företag leder belastningen från mänskliga sjukdomar till förlorade löner och skadad hälsa. Kostnaderna för medicinsk behandling, utredning av hälsomyndigheter genom vattenprovtagning och testning samt uppsättning av varningsskyltar på utsatta platser är också kostsamma.
De nedläggningar som tillämpas på områden där denna algblomning förekommer har en stor negativ påverkan av fiskerinäringarna, lägg därtill den höga fiskdödlighet som följer, prisökningen på grund av bristen på tillgänglig fisk och minskad efterfrågan på skaldjur p.g.a. rädslan för kontaminering av gifter. Detta orsakar en stor ekonomisk förlust för branschen.
De ekonomiska kostnaderna bedöms stiga. I juni 2015 tvingade till exempel den största kända giftiga HAB att stänga ner skaldjursindustrin på västkusten, första gången någonsin. En Seattle NOAA-expert kommenterade, "Detta är oöverträffat när det gäller omfattningen och omfattningen av denna skadliga algblomning och de varma vattenförhållandena vi ser offshore...." Blomningen täckte ett område från Santa Barbara, Kalifornien norrut till Alaska .
Den negativa påverkan på fisk kan bli ännu allvarligare när de är begränsade till fållor, som de är i fiskodlingar. År 2007 förlorade en fiskodling i British Columbia 260 ton lax till följd av blomningar, och 2016 förlorade en odling i Chile 23 miljoner lax efter en algblomning .
Miljöpåverkan
Döda zoner
Förekomsten av skadliga algblomningar kan leda till hypoxi eller anoxi i en vattenförekomst. Utarmningen av syre i en vattenförekomst kan leda till skapandet av en död zon . Döda zoner uppstår när en vattenförekomst har blivit olämplig för organismers överlevnad på den platsen. HAB:s orsakar döda zoner genom att förbruka syre i dessa vattendrag - vilket lämnar minimalt med syre tillgängligt för andra marina organismer. När HAB:s dör kommer deras kroppar att sjunka till botten av vattenmassan - eftersom deras kroppars sönderfall (genom bakterier) är det som orsakar syreförbrukningen. När syrenivåerna väl blir så låga har HAB:s placerat vattenförekomsten i syrebrist - och dessa låga syrenivåer kommer att få marina organismer att leta efter bättre lämpade platser för sin överlevnad.
Blomningar kan skada miljön även utan att producera gifter genom att tömma syre från vattnet när de växer och medan de förmultnar efter att de dör. Blomningar kan också blockera solljus för organismer som lever under den. Ett rekordstort antal och storlek på blomningar har bildats i Stillahavskusten, i Lake Erie, i Chesapeake Bay och i Mexikanska golfen, där ett antal döda zoner skapades som ett resultat. På 1960-talet var antalet döda zoner i världen 49; siffran steg till över 400 år 2008.
Bland de största döda zonerna var de i norra Europas Östersjön och Mexikanska golfen, som påverkar en amerikansk fiskindustri på 2,8 miljarder dollar. Tyvärr återhämtar sig döda zoner sällan och växer vanligtvis i storlek. En av de få döda zonerna som någonsin återhämtade sig var i Svarta havet , som återgick till det normala ganska snabbt efter Sovjetunionens kollaps på 1990-talet på grund av en resulterande minskning av användningen av konstgödsel.
Fisk dör
Massiva fiskdöende har orsakats av HAB. Under 2016 dog 23 miljoner laxar som odlades i Chile av en giftig algblomning. För att bli av med den döda fisken gjordes de som var lämpliga för konsumtion till fiskmjöl och resten dumpades 60 miles offshore för att undvika risker för människors hälsa. Den ekonomiska kostnaden för denna dödsfall beräknas ha varit 800 miljoner dollar. Miljöexperten Lester Brown har skrivit att odling av lax och räkor i havsdammar koncentrerar avfall, vilket bidrar till övergödning och skapandet av döda zoner.
Andra länder har rapporterat liknande effekter, där städer som Rio de Janeiro , Brasilien har sett att stora fiskar som dör av från blomningar blir en vanlig företeelse. I början av 2015 samlade Rio uppskattningsvis 50 ton död fisk från lagunen där vattenevenemang i OS 2016 var planerade att äga rum.
Monterey Bay har drabbats av skadliga algblomningar, senast 2015: "Periodiska blomningar av toxinproducerande Pseudo-nitzschia kiselalger har dokumenterats i över 25 år i Monterey Bay och på andra håll längs USA:s västkust. Under stora blomningar har giftet ackumuleras i skaldjur och små fiskar som ansjovis och sardiner som livnär sig på alger, vilket tvingar till stängning av vissa fiske och förgiftar marina däggdjur och fåglar som livnär sig på förorenad fisk." Liknande fisk dör av giftiga alger eller brist på syre har setts i Ryssland, Colombia, Vietnam, Kina, Kanada, Turkiet, Indonesien och Frankrike.
Landdjursdöd
Landdjur, inklusive boskap och husdjur, har drabbats. Hundar har dött av gifterna efter att ha simmat i algblomning. Varningar har kommit från statliga myndigheter i delstaten Ohio, som noterade att många dödsfall av hundar och boskap berodde på HAB-exponering i USA och andra länder. De noterade också i en rapport från 2003 att de under de senaste 30 åren har sett mer frekventa och mer långvariga skadliga algblomningar." I 50 länder och 27 stater det året fanns det rapporter om sjukdomar hos människor och djur kopplade till alggifter. Australien, jordbruksdepartementet varnade bönder för att toxiner från en HAB hade "potentialen att döda ett stort antal boskap mycket snabbt."
Även marina däggdjur har skadats allvarligt, eftersom över 50 procent av ovanliga marina däggdjursdöd orsakas av skadlig algblomning. 1999 dog över 65 flasknosdelfiner under en kustnära HAB i Florida. 2013 dödade en HAB i sydvästra Florida rekordmånga Manatee . Valar har också dött i stort antal. Under perioden 2005 till 2014 rapporterade Argentina att i genomsnitt 65 valungar dör, vilket experter har kopplat till algblomning. En valexpert där förväntar sig att valpopulationen kommer att minska avsevärt. År 2003 utanför Cape Cod i Nordatlanten dog minst 12 knölvalar av giftiga alger från en HAB. År 2015 rapporterade Alaska och British Columbia att många knölvalar troligen hade dött av HAB-gifter, varav 30 hade sköljt iland i Alaska. "Vår ledande teori vid det här laget är att den skadliga algblomningen har bidragit till dödsfallen", säger en talesperson för NOAA.
Fåglar har dött efter att ha ätit död fisk som är förorenad med giftiga alger. Rötnande och ruttnande fiskar äts av fåglar som pelikaner , måsar , skarvar och eventuellt havs- eller landdäggdjur, som sedan blir förgiftade. Nervsystemet hos döda fåglar undersöktes och hade misslyckats på grund av toxinets effekt. På Oregon- och Washingtonkusten dödades också tusen gubbar , eller sjöänder, 2009. "Detta är enormt", sa en universitetsprofessor. När döende eller döda fåglar spolades upp på stranden, gick viltorganisationer in i "ett krisläge för nödsituationer".
Det har till och med föreslagits att skadliga algblomningar är ansvariga för döden av djur som hittats i fossila troves.
Effekter på marina ekosystem
Skadliga algblomningar i marina ekosystem har observerats orsaka negativa effekter på en mängd olika vattenlevande organismer, framför allt marina däggdjur, havssköldpaddor, sjöfåglar och fiskar. Effekterna av HAB-toxiner på dessa grupper kan innefatta skadliga förändringar av deras utvecklingsmässiga, immunologiska, neurologiska eller reproduktionsförmåga. De mest iögonfallande effekterna av HAB på det marina djurlivet är storskaliga dödlighetshändelser i samband med toxinproducerande blomningar. Till exempel inträffade en massdödshändelse av 107 flasknosdelfiner längs Florida panhandle våren 2004 på grund av intag av förorenad menhaden med höga nivåer av brevetoxin . Manatee-dödlighet har också tillskrivits brevetoxin men till skillnad från delfiner var den huvudsakliga toxinvektorn endemiska sjögräsarter ( Thalassia testudinum ) i vilka höga koncentrationer av brevetoxiner upptäcktes och sedan hittades som en huvudkomponent i maginnehållet hos manater.
Ytterligare marina däggdjursarter, som den starkt hotade nordatlantiska högvalen, har exponerats för neurotoxiner genom att jaga på starkt förorenat zooplankton . Med sommarlivsmiljön för denna art överlappande med säsongsbetonade blomningar av den giftiga dinoflagellaten Alexandrium fundyense , och efterföljande copepod-bete, kommer födosökande högvalar att få i sig stora koncentrationer av dessa förorenade copepoder . Förtäring av sådana förorenade byten kan påverka andningsförmågan, ätbeteendet och i slutändan befolkningens reproduktiva tillstånd.
Immunsystemets svar har påverkats av exponering för brevetoxin hos en annan kritiskt hotad art, havssköldpaddan . Brevetoxinexponering, från inandning av aerosoliserade toxiner och intag av förorenat byte, kan ha kliniska tecken på ökad letargi och muskelsvaghet hos havssköldpaddor som får dessa djur att skölja iland i ett minskat metaboliskt tillstånd med ökade immunsystemsvar vid blodanalys.
Exempel på vanliga skadliga effekter av HAB inkluderar:
- produktionen av neurotoxiner som orsakar massdödlighet hos fiskar, sjöfåglar, havssköldpaddor och marina däggdjur
- människors sjukdom eller dödsfall till följd av konsumtion av skaldjur som är förorenade av giftiga alger
- mekanisk skada på andra organismer, såsom störning av epitelial gälvävnad i fisk, vilket resulterar i kvävning
- syrebrist i vattenpelaren (hypoxi eller anoxi ) från cellandning och bakteriell nedbrytning
Exponering för marint liv
HAB förekommer naturligt utanför kuster över hela världen. Marina dinoflagellater producerar iktyotoxiner. Där HAB förekommer, spolas död fisk upp på land i upp till två veckor efter att en HAB har varit genom området. Förutom att de dödar fisk, förorenar de giftiga algerna skaldjur. Vissa blötdjur är inte mottagliga för toxinet och lagrar det i sina fettvävnader. Genom att konsumera de organismer som är ansvariga för HABs kan skaldjur ackumulera och behålla saxitoxin som produceras av dessa organismer. Saxitoxin blockerar natriumkanaler och intag kan orsaka förlamning inom 30 minuter.
Utöver att direkt skada havsdjur och förlust av vegetation kan skadliga algblomningar också leda till havsförsurning , som uppstår när mängden koldioxid i vattnet ökar till onaturliga nivåer. Havsförsurning bromsar tillväxten av vissa arter av fisk och skaldjur, och förhindrar till och med skalbildning hos vissa arter av blötdjur. Dessa subtila, små förändringar kan läggas ihop med tiden och orsaka kedjereaktioner och förödande effekter på hela marina ekosystem. Andra djur som äter exponerade skaldjur är mottagliga för nervgiftet, vilket kan leda till neurotoxisk skaldjursförgiftning och ibland till och med död. De flesta blötdjur och musslor filtrerar foder, vilket resulterar i högre koncentrationer av toxinet än att bara dricka vattnet. Scaup , till exempel, är dykaränder vars diet huvudsakligen består av blötdjur. När skaup äter de filtermatande skaldjuren som har samlat på sig höga halter av HAB-toxinet, blir deras population ett främsta mål för förgiftning. Men även fåglar som inte äter mollusker kan påverkas av att helt enkelt äta död fisk på stranden eller dricka vattnet.
Gifterna som frigörs av blomningarna kan döda marina djur inklusive delfiner , havssköldpaddor, fåglar och sjökor . Florida Manatee, en underart av West Indian Manatee, är en art som ofta påverkas av röda tidvattenblomningar. Floridasjökor utsätts ofta för giftiga rödvattentoxiner antingen genom konsumtion eller inandning. Det finns många små havstulpaner, kräftdjur och andra epifyter som växer på sjögrässtråna. Dessa små varelser filtrerar bort partiklar från vattnet runt dem och använder dessa partiklar som sin huvudsakliga födokälla. Under rödvattenblomningar filtrerar de också de giftiga röda tidvattencellerna från vattnet, som sedan koncentreras inuti dem. Även om dessa toxiner inte skadar epifyter, är de extremt giftiga för marina varelser som konsumerar (eller av misstag konsumerar) de exponerade epifyterna, som manater. När sjökor omedvetet konsumerar exponerade epifyter medan de betar på sjögräs, frigörs gifterna därefter från epifyterna och intas av sjökåorna. Förutom konsumtion kan sjökor också exponeras för luftburna Brevetoxiner som frigörs från skadliga rödvattenceller när de passerar genom algblomning. Manater har också ett immunsvar mot HAB och deras toxiner som kan göra dem ännu mer mottagliga för andra stressfaktorer. På grund av denna mottaglighet kan sjökor dö av antingen de omedelbara eller efterverkningarna av HAB. Förutom att orsaka manatee dödlighet, orsakar exponering för rödvatten också allvarliga subletala hälsoproblem bland Florida manatee populationer . Studier har visat att exponering för rödvatten bland frigående manater från Florida har visat sig negativt påverka immunfunktionen genom att orsaka ökad inflammation, en minskning av lymfocytproliferationssvar och oxidativ stress. Fisk som sill, amerikansk pollock, vinterflundra, atlantlax och torsk doserades oralt med dessa toxiner i ett experiment, och inom några minuter började försökspersonerna uppvisa en förlust av jämvikt och började simma i ett oregelbundet, ryckande mönster, följt av förlamning och ytlig, arytmisk andning och så småningom död, efter ungefär en timme. HAB har visat sig ha en negativ effekt även i sjölejons minnesfunktioner.
Potentiella botemedel
Minska avrinning av näringsämnen
Eftersom många algblomningar orsakas av ett stort tillflöde av näringsrikt avrinning till en vattenförekomst, kan program för att behandla avloppsvatten, minska överanvändningen av gödningsmedel i jordbruket och minska bulkflödet av avrinning vara effektiva för att minska allvarliga algblomningar vid flodmynningar , flodmynningar och havet direkt framför flodens mynning.
Nitrat och fosfor i gödselmedel orsakar algblomning när de rinner ut i sjöar och floder efter kraftiga regn. Modifieringar av jordbruksmetoder har föreslagits, som att endast använda gödselmedel på ett riktat sätt vid lämplig tidpunkt exakt där det kan göra mest nytta för grödor för att minska potentiell avrinning. En metod som används framgångsrikt är droppbevattning , som istället för att sprida gödningsmedel i stor utsträckning på åkrar, droppbevattnar växtrötter genom ett nätverk av rör och sändare, utan att lämna några spår av gödningsmedel som kan tvättas bort. Droppbevattning förhindrar också bildandet av algblomningar i reservoarer för dricksvatten samtidigt som man sparar upp till 50 % av det vatten som vanligtvis används av jordbruket.
Det har också funnits förslag om att skapa buffertzoner av lövverk och våtmarker för att hjälpa till att filtrera bort fosforn innan den når vatten. Andra experter har föreslagit att man använder bevarande jordbearbetning, ändrar växtföljden och återställer våtmarker. Det är möjligt för vissa döda zoner att krympa inom ett år under korrekt förvaltning.
Det har funnits några framgångshistorier när det gäller att kontrollera kemikalier. Efter att Norges hummerfiske kollapsade 1986 på grund av låga syrehalter, tog regeringen i grannlandet Danmark till exempel åtgärder och minskade fosforproduktionen med 80 procent, vilket förde syrehalterna närmare det normala. På liknande sätt återhämtade sig döda zoner i Svarta havet och längs floden Donau efter att fosfortillförseln från jordbrukare minskat med 60 %.
Näringsämnen kan avlägsnas permanent från våtmarker som skördar våtmarksväxter, vilket minskar näringsinflödet till omgivande vatten. Forskning pågår för att fastställa effektiviteten hos flytande mattor av starr för att ta bort näringsämnen från ytvatten för djupt för att upprätthålla tillväxten av våtmarksväxter.
I USA är ytavrinning den största källan till näringsämnen som tillförs floder och sjöar, men är mestadels oreglerad enligt den federala Clean Water Act . Lokalt utvecklade initiativ för att minska näringsföroreningar pågår i olika områden i landet, såsom Great Lakes -regionen och Chesapeake Bay . För att hjälpa till att minska algblomningen i Lake Erie presenterade delstaten Ohio en plan 2016 för att minska avrinning av fosfor.
Kemisk behandling
Även om ett antal algbekämpningsmedel har varit effektiva för att döda alger, har de använts mest i små vattendrag. För stora algblomningar kan dock tillsats av algbekämpningsmedel som silvernitrat eller kopparsulfat ha värre effekter, som att direkt döda fisk och skada andra vilda djur. Cyanobakterier kan också utveckla resistens mot kopparhaltiga algbekämpningsmedel, vilket kräver en större mängd av kemikalien för att vara effektiv för HAB-hantering, men medför en större risk för andra arter i regionen. De negativa effekterna kan därför bli värre än att låta algerna dö av naturligt.
2019 blev Chippewa Lake i nordöstra Ohio den första sjön i USA som framgångsrikt testade en ny kemisk behandling. Den kemiska formeln dödade alla giftiga alger i sjön inom en enda dag. Formeln har redan använts i Kina, Sydafrika och Israel.
I februari 2020 behandlades Roodeplaat Dam i Gauteng -provinsen, Sydafrika med en ny algicidformulering mot en allvarlig blomning av Microcystis sp. Denna formulering tillåter den granulära produkten att flyta och långsamt frigöra sin aktiva ingrediens, natriumperkarbonat , som frigör väteperoxid (H 2 O 2 ), på vattenytan. Följaktligen begränsas de effektiva koncentrationerna, vertikalt, till vattenytan; och spatialt till områden där cyanobakterier är rikliga. Detta ger vattenorganismerna en "säker tillflyktsort" i obehandlade områden och undviker de negativa effekter som är förknippade med användningen av vanliga algicider .
Bioaktiva föreningar isolerade från land- och vattenväxter, särskilt tång, har sett resultat som en mer miljövänlig bekämpning av HAB. Molekyler som finns i sjögräs som Corallina , Sargassum och Saccharina japonica har visat sig hämma vissa blombildande mikroalger. Förutom deras antimikroalgeffekter har de bioaktiva molekylerna som finns i dessa alger också antibakteriella, svampdödande och antioxidantegenskaper.
Borttagning av HAB med aluminiummodifierad lera
Andra kemikalier testas för deras effektivitet för att ta bort cyanobakterier under blomning. Modifierade leror, såsom aluminiumkloridmodifierad lera (AC-MC), aluminiumsulfidmodifierad lera (AS-MC) och polyaluminiumkloridmodifierad lera (PAC-MC) har visat positiva resultat in vitro för avlägsnande av Aureococcus genom att fånga mikroalgerna i sedimentet av lera, tar bort det från det översta lagret av vatten där skadliga blomningar kan uppstå.
Många ansträngningar har gjorts i ett försök att kontrollera HAB så att den skada som de orsakar kan hållas till ett minimum. Studier av användningen av lera för att kontrollera HAB har visat att denna metod kan vara ett effektivt sätt att minska de negativa effekterna orsakade av HAB. Tillsatsen av aluminiumklorid , aluminiumsulfat eller polyaluminiumklorid till leran kan modifiera lerytan och öka dess effektivitet i avlägsnandet av HAB från en vattenmassa. Tillsatsen av aluminiumhaltiga föreningar gör att lerpartiklarna får en positiv laddning, varvid dessa partiklar sedan genomgår flockning med de skadliga algcellerna. Algcellerna grupperar sig då: blir ett sediment istället för en suspension . Flockningsprocessen kommer att begränsa blomningens tillväxt och minska den påverkan som blomningen kan ha på ett område.
Ytterligare reservoarer
Andra experter har föreslagit att bygga reservoarer för att förhindra förflyttning av alger nedströms. Det kan dock leda till tillväxt av alger i reservoaren, som blir sedimentfällor med en resulterande uppbyggnad av näringsämnen. Vissa forskare fann att intensiva blomningar i reservoarer var den primära källan till giftiga alger som observerades nedströms, men algernas rörelse har hittills varit mindre studerade, även om det anses vara en trolig orsak till algtransport.
Återställande av skaldjursbestånd
Minskningen av skaldjurspopulationer som äter filter, såsom ostron , bidrar sannolikt till förekomsten av HAB. Som sådan utvärderar många forskningsprojekt potentialen hos återställda skaldjurspopulationer för att minska förekomsten av HAB.
Förbättrad övervakning
Andra lösningar inkluderar att använda förbättrade övervakningsmetoder, försöka förbättra förutsägbarheten och testa nya potentiella metoder för att kontrollera HAB. Vissa länder kring Östersjön, som har världens största döda zon, har övervägt att använda massiva geoteknikalternativ, som att tvinga in luft i bottenskikten för att lufta dem.
Matematiska modeller är användbara för att förutsäga framtida algblomning.
Sensorer och övervakningsanordningar
Ett växande antal forskare är överens om att det finns ett akut behov av att skydda allmänheten genom att kunna förutse skadliga algblomningar. Ett sätt de hoppas kunna göra det är med sofistikerade sensorer som kan hjälpa till att varna för potentiella blomningar. Samma typer av sensorer kan också användas av vattenreningsanläggningar för att hjälpa dem att förbereda sig för högre giftiga nivåer.
De enda sensorerna som nu används finns i Mexikanska golfen. År 2008 varnade liknande sensorer i viken för en ökad nivå av gifter som ledde till att skörden av skaldjur i Texas stängdes av tillsammans med ett återkallande av musslor, musslor och ostron, vilket möjligen räddade många liv. Med en ökning av storleken och frekvensen av HAB, konstaterar experter behovet av betydligt fler sensorer placerade runt om i landet. Samma typer av sensorer kan också användas för att upptäcka hot mot dricksvatten från avsiktlig kontaminering.
Satellit- och fjärranalystekniker blir allt viktigare för övervakning, spårning och detektering av HAB. Fyra amerikanska federala myndigheter – EPA, National Aeronautics and Space Administration (NASA), NOAA och US Geological Survey (USGS) – arbetar på sätt att upptäcka och mäta cyanobakterieblomningar med hjälp av satellitdata. Data kan hjälpa till att utveckla indikatorer för tidig varning av cyanobakterieblomningar genom att övervaka både lokal och nationell täckning. Under 2016 testades automatiska övervakningssystem för tidig varning framgångsrikt, och för första gången bevisades de identifiera den snabba tillväxten av alger och den efterföljande utarmningen av syre i vattnet.
Exempel
Anmärkningsvärda händelser
- Lingulodinium polyedrum producerar lysande visningar av bioluminescens i varma kustvatten. Har setts i södra Kalifornien regelbundet sedan åtminstone 1901.
- Den största algblomningen på rekord var 1991 Darling River cyanobakteriell blomning i Australien, till stor del av Anabaena circinalis , mellan oktober och december 1991 över 1 000 kilometer (620 mi) av Barwon och Darling Rivers .
- 1530: Det första påstådda fallet utanför Floridas Gulf Coast saknar grund. Enligt Marine Lab vid University of Miami var den första möjliga Red Tide i Florida 1844. Tidigare "tecken" var från båtar som sorterade fisk på väg till hemhamnen och dumpade skräpfisk överbord. Rapporter om "döda fiskar" längs kusten var alltså inte Red Tide.
- 1793: Det första registrerade fallet inträffade i British Columbia , Kanada .
- 1840: Inga människors dödsfall har tillskrivits Floridas röda tidvatten, men människor kan uppleva irritation i luftvägarna (hosta, nysningar och tårar) när organismen för rödvatten (Karenia brevis) är närvarande längs en kust och vindar blåser dess aerosoliserade gifter. Simning är vanligtvis säkert, men hudirritation och sveda är möjlig i områden med hög koncentration av röd tid.
- 1844: Första möjliga fall utanför Floridas Gulf Coast enligt Marine Lab University of Miami, troligen med fartyg utanför kusten, inga kända invånare vid kusten rapporterade.
- 1916: Massivt fiskdöd längs SW Floridas kust. Skadlig luft som tros vara en seismisk undervattensexplosion som frigör klorgas.
- 1947: Sydvästra Florida: En massiv blomning som varar nästan ett år förstör nästan den kommersiella fiskeindustrin och svampbäddar. Den resulterande förgiftade bränningen gjorde att stränder behövde evakueras.
- 1972: En röd tidvatten orsakades i New England av en giftig dinoflagellat Alexandrium (Gonyaulax) tamarense . De röda tidvattnen orsakade av dinoflagellaten Gonyaulax är allvarliga eftersom denna organism producerar saxitoxin och gonyautoxiner som ackumuleras i skaldjur och om de intas kan leda till paralytisk skaldjursförgiftning (PSP) och kan leda till döden.
- 1972 och 1973: Röd tidvatten dödade två bybor väster om Port Moresby. I mars 1973 invaderade ett rött tidvatten Port Moresby Harbour och förstörde en japansk pärlfarm.
- År 1972 orsakades ett rött tidvatten i New England av en giftig dinoflagellat Alexandrium (Gonyaulax) tamarense .
- 1976: Det första PSP-fallet i Sabah , malaysiska Borneo där 202 offer rapporterades lida och 7 dödsfall.
- 1987: En röd algblomning på Prince Edward Island orsakade över en miljon dollar i förluster.
- 2005: Det kanadensiska röda tidvattnet upptäcktes ha kommit längre söderut än det har gjort under åren tidigare av fartyget (R/V) Oceanus, vilket stängde skaldjursbäddar i Maine och Massachusetts och larmade myndigheterna så långt söderut som Montauk (Long Island , NY ) för att kontrollera sina sängar. Experter som upptäckt de reproduktiva cystorna i havsbotten varnar för en eventuell spridning till Long Island i framtiden, vilket stoppar områdets fiske- och skaldjursindustri och hotar turisthandeln, som utgör en betydande del av öns ekonomi.
- 2008 hittades stora blomningar av algen Cochlodinium polykrikoid längs Chesapeake Bay och närliggande bifloder som James River, vilket orsakade miljontals dollar i skador och många strandavstängningar.
- År 2009 upplevde Bretagne, Frankrike återkommande makroalgblomningar orsakade av den höga mängden gödselmedel som släpptes ut i havet på grund av intensiv grisuppfödning, vilket orsakade dödliga gasutsläpp som har lett till ett fall av människors medvetslöshet och tre djurdöd.
- År 2010 utlöste löst järn i askan från vulkanen Eyjafjallajökull en planktonblomning i Nordatlanten .
- 2011: Norra Kalifornien
- 2011: Mexikanska golfen
- 2013 orsakades en algblomning i Qingdao , Kina , av havssallat .
- 2013 : I januari inträffade ett rött tidvatten igen på Sabahs västkustsjö i malaysiska Borneo . Två mänskliga dödsfall rapporterades efter att de ätit skaldjur som förorenats med rödvattengiftet .
- 2013: I januari dök en röd tidvattenblomning upp vid Sarasota-stranden – främst Siesta Key, Florida, vilket orsakade en fiskdöd som hade en negativ inverkan på turister och orsakade andningsproblem för strandbesökare.
- År 2014 orsakade Myrionecta rubra (tidigare känd som Mesodinium rubrum ), en ciliatprotist som får i sig kryptomonadalger , en blomning på Brasiliens sydöstra kust .
- 2014 orsakade blågröna alger en blomning i den västra bassängen av Lake Erie , vilket förgiftade vattensystemet Toledo, Ohio som var anslutet till 500 000 människor.
- 2014: I augusti, massiva "Florida red tide" 90 miles (140 km) lång och 60 miles (97 km) bred.
- 2015: Juni, 12 personer inlagda på sjukhus i den filippinska provinsen Bohol för rödvattenförgiftning.
- plågades flera stränder i Nederländerna mellan Katwijk och Scheveningen . Statliga institutioner avrådde simmare från att gå in i vattnet.
- 2015: September, en röd tidvattenblomning inträffade i Mexikanska golfen, som påverkade Padre Island National Seashore längs North Padre Island och South Padre Island i Texas.
- 2017 och 2018: K. brevis röda tidvattenalger med varningar för att inte simma, undantagstillstånd utlyst, död delfin och manatee , förvärrad av Caloosahatchee River . Toppade sommaren 2018. Giftiga skadliga alger blommar rött tidvatten i sydvästra Florida. En sällsynt skadlig algblomning längs Floridas östkust i Palm Beach County inträffade helgen den 30 september 2018.
- 2019 var blågröna alger, eller cyanobakterieblomningar , återigen problematiska vid Lake Erie. I början av augusti 2019 visade satellitbilder en blomning som sträckte sig upp till 1 300 kvadratkilometer, med epicentrum nära Toledo, Ohio . Den största Lake Erie-blomningen hittills inträffade 2015 och översteg svårighetsindexet på 10,5 och 2011 på 10. En stor blomning betyder inte nödvändigtvis att cyanobakterierna ... kommer att producera toxiner", säger Michael McKay, vid University of Windsor . Vattenkvalitétestning pågick i augusti.
- orsakade en blomning av Noctiluca -alger bioluminescerande glöd utanför Chennais kust, Indien. Liknande blomningar har rapporterats årligen i norra Arabiska havet sedan början av 2000-talet.
- 2021: I juli inträffade ett stort rött tidvatten vid Gulf Coast i Florida i och runt Tampa Bay . Händelsen har orsakat miljontals pund fisks död och ledde till att National Weather Service förklarade en strandfara.
- 2021: i oktober ledde massdöden av skaldjur (särskilt krabbor och hummer) på stränderna i norra England till att algblomningen anklagades som orsaken av den brittiska regeringen. De som arbetar inom fiskeindustrin i området, och några akademiker, har dock uppgett att pyridinförgiftning är orsaken.
Förenta staterna
I juli 2016 utropade Florida undantagstillstånd för fyra län till följd av blomningar. De sades "förstöra" ett antal företag och påverka lokala ekonomier, med många som måste stängas helt. Vissa stränder stängdes och hotell och restauranger drabbades av en nedgång i verksamheten. Turistsportaktiviteter som fiske och båtliv påverkades också.
2019 skapade den största Sargassum -blomningen någonsin en kris i turistnäringen i Nordamerika . Denna händelse orsakades sannolikt av klimatförändringar och näringsföroreningar från gödningsmedel . Flera karibiska länder övervägde att utlysa undantagstillstånd på grund av påverkan på turismen till följd av miljöskador och potentiellt giftiga och skadliga hälsoeffekter.
På USA:s kuster
Mainebukten upplever ofta blomningar av dinoflagellaten Alexandrium fundyense , en organism som producerar saxitoxin , nervgiftet som är ansvarigt för paralytisk skaldjursförgiftning . Den välkända "Florida red tide" som inträffar i Mexikanska golfen är en HAB orsakad av Karenia brevis , ett annat dinoflagellat som producerar brevetoxin, nervgiftet som är ansvarigt för neurotoxisk skaldjursförgiftning . Kaliforniens kustvatten upplever också säsongsbetonade blomningar av Pseudo-nitzschia , en kiselalge som är känd för att producera domoinsyra , nervgiftet som är ansvarigt för amnesisk skaldjursförgiftning .
Termen röd tidvatten används oftast i USA för att hänvisa till Karenia brevis -blomningar i östra Mexikanska golfen, även kallad Floridas röda tidvatten. K. brevis är en av många olika arter av släktet Karenia som finns i världshaven.
Stora framsteg har skett i studiet av dinoflagellater och deras genomik. Vissa inkluderar identifiering av de toxinproducerande generna ( PKS -gener), utforskning av miljöförändringar (temperatur, ljus/mörker, etc.) har på genuttryck, såväl som en uppskattning av komplexiteten hos Karenia- genomet . Dessa blomningar har dokumenterats sedan 1800-talet och förekommer nästan årligen längs Floridas kuster.
Det fanns en ökad forskningsaktivitet av skadliga algblomningar (HAB) på 1980- och 1990-talen. Detta drevs främst av mediauppmärksamhet från upptäckten av nya HAB-organismer och de potentiella negativa hälsoeffekterna av deras exponering för djur och människor. [ fullständig hänvisning behövs ] Floridas röda tidvatten har observerats ha spridit sig så långt som till Mexikos östra kust. Tätheten av dessa organismer under en blomning kan överstiga tiotals miljoner celler per liter havsvatten, och ofta missfärgar vattnet en djupt rödbrun nyans.
Red tide används också ibland för att beskriva skadliga algblomningar på nordöstra kusten av USA, särskilt i golfen av Maine . Denna typ av blomning orsakas av en annan art av dinoflagellat känd som Alexandrium fundyense . Dessa blomningar av organismer orsakar allvarliga störningar i fisket i dessa vatten, eftersom toxiner i dessa organismer gör att skaldjur som äter filter i påverkade vatten blir giftiga för mänsklig konsumtion på grund av saxitoxin.
Den släkt Alexandrium monilatum finns i subtropiska eller tropiska grunda hav och flodmynningar i västra Atlanten , Karibiska havet , Mexikanska golfen och östra Stilla havet .
Texas
Naturliga vattenreservoarer i Texas har hotats av antropogen verksamhet på grund av stora petroleumraffinaderier och oljekällor (t.ex. utsläpp och avloppsvatten), massiva jordbruksaktiviteter (dvs. bekämpningsmedelsutsläpp) och gruvutvinningar (dvs. giftigt avloppsvatten) såväl som naturfenomen som involverar frekventa HAB-evenemang. För första gången 1985 dokumenterade delstaten Texas närvaron av P. parvum (gyllene alg) som blommar längs Pecosfloden . Detta fenomen har påverkat 33 reservoarer i Texas längs stora flodsystem, inklusive Brazos, Canadian, Rio Grande, Colorado och Red River, och har resulterat i döden av mer än 27 miljoner fiskar och orsakat tiotals miljoner dollar i skada.
Chesapeake Bay
.jpg)
Chesapeake Bay , den största flodmynningen i USA, har lidit av upprepade stora algblomningar i årtionden på grund av kemisk avrinning från flera källor, inklusive 9 stora floder och 141 mindre bäckar och bäckar i delar av sex delstater. Dessutom är vattnet ganska grunt och endast 1 % av avfallet som kommer in i det spolas ut i havet.
I vikt kom 60 % av fosfaterna som kom in i viken 2003 från reningsverk, medan 60 % av dess nitrater kom från avrinning av gödselmedel, husdjursavfall och atmosfären. Cirka 300 miljoner pund (140 Gg) nitrater tillsätts viken varje år. Befolkningsökningen i buktens vattendelare , från 3,7 miljoner människor 1940 till 18 miljoner 2015, är också en viktig faktor, eftersom ekonomisk tillväxt leder till ökad användning av konstgödsel och ökande utsläpp av industriavfall.
Från och med 2015 har de sex delstaterna och de lokala myndigheterna i Chesapeake vattendelare uppgraderat sina reningsverk för att kontrollera näringsutsläpp. US Environmental Protection Agency (EPA) uppskattar att förbättringar av avloppsreningsverk i Chesapeake-regionen mellan 1985 och 2015 har förhindrat utsläpp av 900 miljoner pund (410 Gg) näringsämnen, med kväveutsläpp minskade med 57 % och fosfor med 75 %. Föroreningar av avrinning från jordbruk och städer fortsätter att vara viktiga källor till näringsämnen i viken, och ansträngningarna för att hantera dessa problem fortsätter under hela vattendelaren på 64 000 kvadrat miles (170 000 km 2 ) .
Lake Erie
Den senaste tidens algblomning i Lake Erie har matats främst av avrinning från jordbruket och har lett till varningar för vissa människor i Kanada och Ohio att inte dricka sitt vatten. International Joint Commission har uppmanat USA och Kanada att drastiskt minska fosforbelastningen i Lake Erie för att ta itu med hotet.
Green Bay
Green Bay har en död zon orsakad av fosforföroreningar som ser ut att bli värre.
Okeechobee Waterway
Lake Okeechobee är en idealisk livsmiljö för cyanobakterier eftersom den är ytlig, solig och laddad med näringsämnen från Floridas jordbruk. Okeechobee Waterway förbinder sjön med Atlanten och Mexikanska golfen genom St. Lucie River respektive Caloosahatchee . Detta innebär att skadliga algblomningar förs ner i flodmynningarna när vatten släpps ut under de våta sommarmånaderna. I juli 2018 var upp till 90 % av sjön Okeechobee täckt av alger. Vatten som rinner ut från sjön fyllde regionen med en skadlig lukt och orsakade andningsproblem hos vissa människor under den följande månaden. För att göra saken värre är skadliga röda tidvattenblomningar historiskt vanliga på Floridas kuster under samma sommarmånader. Cyanobakterier i floderna dör när de når saltvatten, men deras kvävefixering ger näring åt det röda tidvattnet vid kusten. Områden vid mynningen av mynningen som Cape Coral och Port St. Lucie upplever därför de sammansatta effekterna av båda typerna av skadlig algblomning. Rengöringspersonal som anlitats av myndigheter i Lee County - där Caloosahatchee möter Mexikanska golfen - tog bort mer än 1700 ton dött marint liv i augusti 2018.
Östersjön
År 2020 stängde en stor skadlig algblomning stränder i Polen och Finland, orsakad av en kombination av gödselavrinning och extrem värme, vilket utgör en risk för flundra och musselbäddar. Detta ses av Baltic Sea Action Group som ett hot mot den biologiska mångfalden och regionala fiskebestånd.
Kusthaven i Bangladesh, Indien och Pakistan
Öppen avföring är vanligt i södra Asien, men mänskligt avfall är en ofta förbisedd källa till näringsföroreningar i modellering av havsföroreningar. När kväve (N) och fosfor (P) från mänskligt avfall inkluderades i modeller för Bangladesh, Indien och Pakistan, ökade de uppskattade N- och P-tillförseln till vattendrag en till två storleksordningar jämfört med tidigare modeller. Flodexport av näringsämnen till kustnära hav ökar kustens eutrofieringspotential (ICEP). Godavariflodens ICEP är tre gånger högre när N- och P-tillförseln från mänskligt avfall ingår.
Se även
- Brevetoxin
- Ciguatera
- Cyanobakteriell blomning
- Cyanotoxin
- GEOHAB - ett internationellt forskningsprogram om Global Ecology and Oceanography of Harmful algblooms
- Milky sea-effekt – ett fenomen där störda rödalger dinoflagellater får vattnet att lysa blått på natten
- Pfiesteria
- Tunna lager (oceanografi)
- Vattenkvalitet
- Vattensäkerhet