Вредное цветение водорослей

редактировать
Популяционный взрыв организмов (обычно водорослей ), которые могут значительно снизить уровень кислорода в природных водах, убивая морских жизнь Собака, плывущая через цветение водорослей.

A вредоносное цветение водорослей (HAB ) содержит организмы (обычно водоросли, отсюда и название), которые могут значительно снизить уровни кислорода в природных водах, убивая морскую жизнь. Некоторые ВЦВ связаны с токсинами, вырабатываемыми водорослями. Цветение может длиться от нескольких дней до многих месяцев. После отмирания цветения микробы, разлагающие мертвые водоросли, потребляют еще больше кислорода, что может вызвать гибель рыб. Когда эти зоны с обедненным кислородом покрывают большую площадь в течение длительного периода времени, они называются мертвыми зонами, где ни рыба, ни растения не могут выжить.

ВЦВ индуцируются переизбытком питательных веществ в воде. Двумя наиболее распространенными питательными веществами являются фиксированный азот (нитраты, аммиак, мочевина) и фосфат. Эти питательные вещества выбрасываются сельским хозяйством, другими отраслями, чрезмерным использованием удобрений в городских / пригородных районах и связанными с ними городскими стоками. Этому способствуют более высокая температура воды и низкая циркуляция. ВЦВ могут нанести значительный вред животным, окружающей среде и экономике. Их размер и частота во всем мире увеличиваются, и многие эксперты связывают этот факт с глобальным изменением климата. Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) прогнозирует более опасное цветение в Тихом океане.

Содержание
  • 1 Описание и идентификация
  • 2 Типа
    • 2.1 Цианобактерии
    • 2.2 Красные приливы
  • 3 Причины
    • 3.1 Примеры
      • 3.1.1 Техас
      • 3.1.2 Чесапикский залив
      • 3.1.3 Озеро Эри
      • 3.1.4 Грин-Бэй
      • 3.1. 5 Водный путь Окичоби
      • 3.1.6 Прибрежные моря Бангладеш, Индии и Пакистана
  • 4 Вредные воздействия
    • 4.1 Здоровье человека
      • 4.1.1 Пища
      • 4.1.2 Питьевая вода
    • 4.2 Экономика воздействие
      • 4.2.1 Отдых и туризм
      • 4.2.2 Рыболовство
    • 4.3 Воздействие на окружающую среду
      • 4.3.1 Увеличение численности и ареала
      • 4.3.2 Умирание рыбы
      • 4.3.3 Гибель наземных животных
      • 4.3.4 Больше мертвых зон
  • 5 Возможные средства правовой защиты
    • 5.1 Химическая обработка и дамбы
    • 5.2 Датчики и устройства мониторинга
    • 5.3 Сокращение химического стока
    • 5.4 Исследования и управление
    • 5.5 Мониторинг и отчетность
  • 6 См. Также
  • 7 Примечания
  • 8 Внешние ссылки
Описание Описание и идентификация
Водоросли на побережье северной Германии

ВЦВ цианобактерий (сине-зеленые водоросли) могут появляться в виде пены, пены или матов на поверхности воды или непосредственно под ней и могут принимать разные цвета в зависимости от их пигментов. Цветущие цианобактерии в пресноводных озерах или реках могут казаться ярко-зелеными, часто с полосами на поверхности, которые выглядят как плавающая краска. Точно так же красные приливы, состоящие из динофлагеллят, также содержат фотосинтетические пигменты, которые различаются по цвету от зеленого до коричневого и красного.

Цветение чаще всего происходит в теплой воде с избытком питательных веществ. Вредные последствия такого цветения возникают из-за токсинов, которые они производят, или из-за использования кислорода в воде, что может привести к гибели рыб.

Не все цветения водорослей вредны, а некоторые только обесцвечивают воду, вызывающие неприятный запах или добавление неприятного вкуса к воде. К сожалению, невозможно определить, является ли цветение вредным только по внешнему виду, поскольку требуется отбор проб и микроскопическое исследование.

Типы
Цианобактерии (сине-зеленые водоросли) цветут на озере Эри в 2009 г.

Существует три основных типа водорослей, которые могут образовывать вредные цветения водорослей: цианобактерии, динофлагелляты и диатомовые водоросли. Все три состоят из микроскопических плавающих организмов, которые, как и растения, могут создавать себе пищу из солнечного света посредством фотосинтеза. Эта способность делает их неотъемлемой частью пищевой сети для мелких рыб и других организмов.

Цианобактерии

Вредные водоросли цветут в пресноводных озерах и реках или на устья, где реки впадают в океан, вызваны цианобактериями, также известными как «сине-зеленые водоросли». Они могут продуцировать опасные токсины, такие как микроцистины, гепатотоксины, которые нацелены на печень млекопитающих. В достаточно высоких концентрациях водоочистные сооружения могут быть не в состоянии удалить токсин и будут рекомендовать жителям избегать питьевой воды из-под крана, как это произошло в Толедо, штат Огайо, в августе 2014 года.

Они также причиняют вред, блокируя солнечный свет или за счет использования кислорода, необходимого рыбам или растениям, что может привести к их гибели. Когда такая обедненная кислородом вода покрывает большую площадь в течение длительного периода времени, она может стать гипоксической, обычно называемой мертвой зоной. Эти мертвые зоны могут быть результатом множества различных факторов, от природного явления до преднамеренного взаимодействия человека. Эти мертвые зоны не только ограничены большими водоемами с пресной водой, как в великих озерах, но также подвержены водоемам с соленой водой.

Красные приливы

Красные приливы у побережья Сан-Диего, Калифорния

Другими типами водорослей являются диатомовые и динофлагелляты, встречающиеся в основном в морской среде, например на берегах океана или в заливах, где они также могут образовываться. цветение водорослей, обычно называемое красными приливами. Красные приливы, однако, могут быть естественным явлением, хотя и образуются вблизи береговой линии или в устьях рек. Они могут возникать, когда более теплая вода, соленость и питательные вещества достигают определенного уровня, что затем стимулирует их рост. Большинство красных приливных водорослей - динофлагелляты. Они видны в воде при концентрации 1000 клеток водорослей на миллилитр, в то время как при плотном цветении они могут измеряться более 200000 на миллилитр.

Диатомовые водоросли производят домоевую кислоту, другой нейротоксин, который может вызывать судороги у высших позвоночных и птиц, поскольку он концентрируется вверх по пищевой цепи. Домоевая кислота легко накапливается в организме моллюсков, сардин и анчоусов, которые, если их съесть морские львы, выдры, китообразные, птицы или люди могут поражать нервную систему, вызывая серьезные травмы или смерть. Летом 2015 года правительства штатов закрыли важные промыслы моллюсков в Вашингтоне, Орегоне и Калифорнии из-за высокой концентрации домоевой кислоты в моллюсках.

Причины
ВЦВ не обязательно должны быть четко видны. Это показывает цветение с высоким уровнем токсина цианобактерий (более 5 мк / л), но цветение нелегко увидеть.

Среди причин цветения водорослей:

  • химические отходы, в первую очередь питательные вещества - фосфор и нитраты - из удобрений или отходов жизнедеятельности человека,
  • изменение климата с вытекающим из него глобальным потеплением,
  • тепловым загрязнением электростанциями и фабриками, и
  • низкий уровень воды во внутренних водных путях и озерах, который уменьшает поток воды и повышает температуру воды.

Изменение климата, по мнению ученых NOAA, способствует повышению температуры воды, что делает условия более благоприятными для роста водорослей в большем количестве регионов и дальше север. Глобальное потепление также считается ключевым фактором цветения водорослей в Южном полушарии, что признано учеными Австралии. В целом, тихая, теплая, мелководная вода в сочетании с высоким содержанием питательных веществ в озерах или реках увеличивает риск вредоносного цветения водорослей.

Питательные вещества попадают в пресноводную или морскую среду в виде поверхностного стока от сельскохозяйственного загрязнения и городских стоков с удобренных газонов, полей для гольфа и другой ландшафтной собственности; и от очистных сооружений, на которых отсутствуют системы контроля за питательными веществами. Дополнительные питательные вещества поступают в результате загрязнения атмосферы. Прибрежные районы во всем мире, особенно водно-болотные угодья и эстуарии, коралловые рифы и болота, склонны к перегрузке этими питательными веществами. Например, в большинстве крупных городов вдоль побережья все сточные воды сбрасываются в море без очистки. То же самое и в большинстве прибрежных развивающихся стран.

В США поверхностный сток является крупнейшим источником питательных веществ, добавляемых в реки и озера, но в основном не регулируется федеральным Законом о чистой воде. Разработанные на местном уровне инициативы по сокращению загрязнения питательными веществами реализуются в различных областях страны, таких как регион Великих озер и Чесапикский залив. Чтобы помочь уменьшить цветение водорослей в озере Эри, штат Огайо представил в 2016 году план по сокращению стока фосфора.

Примеры

Техас

Естественные водоемы в Техас оказались под угрозой из-за антропогенной деятельности из-за крупных нефтеперерабатывающих заводов и нефтяных скважин (например, выбросы и сброс сточных вод), масштабной сельскохозяйственной деятельности (например, выброс пестицидов) и добычи полезных ископаемых ( т.е. токсичные сточные воды), а также природные явления, связанные с частыми случаями ВЦВ. Впервые в 1985 году штат Техас задокументировал присутствие p. parvum (золотые водоросли) цветут вдоль реки Пекос. Это явление затронуло 33 водохранилища в Техасе вдоль основных речных систем, включая Бразос, Канаду, Рио-Гранде, Колорадо и Ред-Ривер, и привело к гибели более 27 миллионов рыб и нанесло ущерб на десятки миллионов долларов.

Чесапикский залив

Цветение водорослей на реке Сассафрас, притоке Чесапикского залива

Чесапикский залив, крупнейшем устье в США на протяжении десятилетий страдает от многократного крупного цветения водорослей из-за химического стока из нескольких источников, включая 9 крупных рек и 141 меньший ручей и ручей в частях шести штатов. Кроме того, вода довольно мелкая, и только 1% попадающих в нее отходов смывается в океан.

По весу 60% фосфатов, попавших в залив в 2003 г., поступили с очистных сооружений, а 60%. % нитратов поступило из стоков удобрений, отходов сельскохозяйственных животных и атмосферы. Ежегодно в залив добавляется около 300 миллионов фунтов (140 Гг) нитратов. Увеличение численности населения в заливе водораздел с 3,7 миллиона человек в 1940 году до 18 миллионов в 2015 году также является важным фактором, поскольку экономический рост приводит к увеличению использования удобрений и увеличению выбросов промышленных отходов.

По состоянию на 2015 год шесть штатов и местные органы власти в бассейне реки Чесапик модернизировали свои очистные сооружения, чтобы контролировать сброс питательных веществ. США По оценке Агентства по охране окружающей среды (EPA), усовершенствования очистных сооружений в регионе Чесапик в период с 1985 по 2015 годы предотвратили сброс 900 миллионов фунтов (410 Гг) питательных веществ, при этом сбросы азота сократились на 57%, а выбросы фосфора - на 75%.. Загрязнение сельскохозяйственных и городских сточных вод по-прежнему является основным источником питательных веществ в заливе, и усилия по решению этих проблем продолжаются на всем водоразделе площадью 64 000 квадратных миль (170 000 км).

Озеро Эри

Недавнее Цветущие водоросли в озере Эри питались в основном сельскохозяйственными стоками, что привело к предупреждению некоторых людей в Канаде и Огайо не пить воду. Международная совместная комиссия призвала Соединенные Штаты и Канаду резко сократить количество фосфора в озере Эри, чтобы устранить угрозу.

Грин-Бей

В Грин-Бей есть мертвая зона, вызванная загрязнением фосфором, которое, как представляется, становится хуже.

Окичоби Уотервей

2016 НАСА снимки, показывающие цветение водорослей на озере Окичоби.

озере Окичоби идеальная среда обитания для цианобактерий, потому что она неглубокая, солнечная и насыщена питательными веществами из сельского хозяйства Флориды. Водный путь Окичоби соединяет озеро с Атлантическим океаном и Мексиканским заливом через Св. Люси Ривер и Калусахатчи соответственно. Это означает, что вредоносное цветение водорослей переносится вниз по эстуариям, когда вода выходит в дождливые летние месяцы. В июле 2018 года до 90% озера Окичоби было покрыто водорослями. Вода, стекающая из озера, наполнила регион неприятным запахом и вызвала респираторные проблемы у некоторых людей в течение следующего месяца. Что еще хуже, вредные красные приливы исторически обычны на побережьях Флориды в те же самые летние месяцы. Цианобактерии в реках умирают, когда достигают соленой воды, но их азотфиксация подпитывает красный прилив на побережье. Таким образом, районы в устье эстуариев, такие как Кейп-Корал и Порт-Сент-Люси, испытывают комплексное воздействие обоих типов вредоносного цветения водорослей. Бригады уборщиков, нанятые властями в округе Ли, где Калузахатчи встречается с Мексиканским заливом, в августе 2018 года удалили более 1700 тонн мертвых морских обитателей.

Прибрежные моря Бангладеш, Индия, и Пакистан

Открытая дефекация распространена в Южной Азии, но отходы жизнедеятельности человека часто игнорируются при моделировании загрязнения морской среды. Когда азот (N) и фосфор (P), вносимые отходами жизнедеятельности человека, были включены в модели для Бангладеш, Индии и Пакистана, расчетные поступления азота и фосфора в водоемы увеличились на один-два порядка по сравнению с предыдущими моделями. Речной экспорт биогенных веществ в прибрежные моря увеличивает потенциал эвтрофикации прибрежных районов (ICEP). ICEP реки реки Годавари в три раза выше, если учитывать поступления азота и фосфора из отходов жизнедеятельности человека.

Вредные эффекты

По мере роста цветения водорослей они истощают кислород в воде и блокируют попадание солнечного света на рыбу и растения. Такое цветение может длиться от нескольких дней до многих месяцев. При меньшем количестве света растения под цветением могут погибнуть, а рыба - голодать. Кроме того, густая популяция цветка снижает насыщение кислородом ночью за счет дыхания. И когда водоросли в конечном итоге отмирают, микробы, разлагающие мертвые водоросли, потребляют еще больше кислорода, что, в свою очередь, приводит к гибели или покиданию этого района еще большего количества рыб. Когда кислород продолжает истощаться из-за цветения, это может привести к гипоксии мертвым зонам, где ни рыба, ни растения не могут выжить. Эти мертвые зоны в случае Чесапикского залива, где они являются обычным явлением, также подозреваются в качестве основного источника метана.

. Негативное воздействие на рыбу может быть еще более серьезным, когда они находятся в загонах., как и в рыбных хозяйствах. В 2007 году рыбная ферма в Британской Колумбии потеряла 260 тонн лосося в результате цветения, а в 2016 году ферма в Чили потеряла 23 миллиона лососей из-за цветения водорослей.

По данным NOAA. менее одного процента цветений водорослей производят опасные токсины, такие как микроцистины. Хотя сине-зеленые или другие водоросли обычно не представляют прямой угрозы для здоровья, токсины (яды), которые они производят, считаются опасными для людей, наземных животных, морских млекопитающих, птиц и рыб, когда токсины являются проглочен. Токсины - это нейротоксины, которые разрушают нервную ткань, что может повлиять на нервную систему, мозг и печень и может привести к смерти. Тесты показали, что некоторые токсины вблизи цветения могут находиться в воздухе и, таким образом, попадать в дыхательные пути, что может повлиять на здоровье.

Не существует лечения для животных, включая домашний скот, если они пьют из цветущих водорослей, где такие токсины находятся настоящее время. Департамент здравоохранения Флориды рекомендует держать людей и домашних животных подальше от цветущих водорослей, чтобы избежать контакта.

Здоровье человека

Еда

Еда рыбы или моллюсков из цветущих озер рядом не рекомендуется. Исследование показало, что токсины водорослей могут быть причиной до 60 000 случаев отравления в мире каждый год. Это связано с накоплением сильнодействующих токсинов в моллюсках, которые потребляют эти водоросли, а затем эти моллюски позже потребляются людьми, что может привести к амнестическому отравлению моллюсками, диарейному отравлению моллюсками, Нейротоксическое отравление моллюсками и Паралитическое отравление моллюсками. Токсичное паралитическое отравление моллюсками на Филиппинах во время красных приливов за несколько десятилетий стало причиной смерти по меньшей мере 120 человек. После ВЦВ в Монтерей-Бей, Калифорния, представители здравоохранения предупредили людей не есть определенные части анчоуса, сардин или крабов, пойманных в заливе. В 1987 г. возникла новая болезнь, получившая название амнестическое отравление моллюсками. Было обнаружено, что люди, съевшие мидий с острова Принца Эдуарда, отравились моллюсками при амнезии. Заболевание было вызвано домоевой кислотой, вырабатываемой диатомовыми водорослями, найденными в районе выращивания мидий. В 2015 году большинство промыслов моллюсков в Вашингтоне, Орегоне и Калифорнии было закрыто из-за высокой концентрации токсичной домовой кислоты в моллюсках. Людей предупреждали, что вдыхание паров волн или ветра во время красного прилива может вызвать приступы астмы или привести к другим респираторным заболеваниям.

Должностные лица сельского хозяйства в Юте обеспокоены тем, что даже посевы могут быть заражены, если орошаются токсичной водой, хотя они признают, что не могут точно измерить загрязнение из-за множества переменных в сельском хозяйстве. Однако они издали предупреждения жителям из соображений осторожности.

Питьевая вода

Спутниковый снимок озера Эри во время цветения водорослей в 2011 году

Людей, как правило, предупреждают, чтобы они не заходили в воду и не пили воду после цветения водорослей., или позволить своим питомцам плавать в воде, поскольку многие животные погибли от цветения водорослей. По крайней мере в одном случае люди начали болеть еще до того, как были сделаны предупреждения.

В некоторых местах посетителей предупреждали, чтобы они даже не касались воды. Лодочникам сказали, что токсины, содержащиеся в воде, можно вдохнуть из брызг ветра или волн. Океанские пляжи, озера и реки закрыты из-за цветения водорослей. После того, как в 2015 году собака умерла в результате купания в цветущем водоеме Русской реки в Калифорнии, официальные лица также разместили предупреждения о некоторых частях реки. Кипячение воды в домашних условиях перед употреблением не выводит токсины.

Ученые в Великобритании, где наблюдалось огромное увеличение количества токсичных водорослей, подозревают, что питьевая вода из источников, содержащих сине-зеленые водоросли, может способствовать Болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона или болезнь Лу Герига. Однако немногие водоочистные сооружения регулярно проверяют на цианобактериальные токсины.

В августе 2014 года город Толедо, штат Огайо посоветовал своим 500000 жителям не пить водопроводную воду, поскольку высокий уровень токсинов из-за цветения водорослей на западе озера Эри повлиял на способность водоочистных сооружений очищать воду до безопасного уровня. В чрезвычайной ситуации потребовалось использовать воду в бутылках для всех обычных целей, кроме душа, что серьезно сказалось на коммунальных услугах и коммерческом бизнесе. Цветение возобновилось в 2015 году и было предсказано снова на лето 2016 года.

В 2004 году цветение в заливе Кисуму, который является источником питьевой воды для 500000 человек в Кисуму, Кения страдала от аналогичного загрязнения воды. В 2007 году жители Китая перекрыли доступ к воде из-за цветения водорослей в третьем по величине озере Китая, в результате чего 2 миллиона человек стали использовать воду в бутылках. Небольшое отключение воды в Китае два года спустя затронуло 15 000 жителей в другом месте. Австралии в 2016 году также пришлось перекрыть воду для фермеров.

Алан Штейнман из Государственного университета Гранд-Вэлли объяснил, что среди основных причин цветения водорослей в целом и озера Эри в частности, потому что сине-зеленые водоросли процветают с высоким содержанием питательных веществ, а также с теплой и спокойной водой. Озеро Эри более склонно к цветению, потому что оно имеет высокий уровень питательных веществ и мелкое, что заставляет его быстрее нагреваться летом.

Симптомы от употребления токсичной воды могут проявиться в течение нескольких часов после воздействия. Они могут включать тошноту, рвоту и диарею или вызывать головные боли и желудочно-кишечные проблемы. Отравление печени может привести к смерти, хотя и редко. Эти симптомы могут привести к обезвоживанию, еще одной серьезной проблеме. В высоких концентрациях токсины в водорослях при простом прикосновении могут вызывать кожную сыпь, раздражать глаза, нос, рот или горло. Тем, у кого есть подозрение на симптомы, рекомендуется вызвать врача, если симптомы не исчезнут или они не могут удерживать жидкость в течение 24 часов.

Экономические последствия

Отдых и туризм

Опасности, сопровождающие вредоносное цветение водорослей, мешают посетителям пользоваться пляжами и озерами в таких местах в США, как Флорида, Калифорния, Вермонт, и Юта. Людей, надеющихся насладиться отпуском или выходными, держали подальше в ущерб местной экономике. На озерах и реках в Северной Дакоте, Миннесоте, Юте, Калифорнии и Огайо были вывешены знаки, предупреждающие о потенциальной опасности для здоровья.

В июле 2016 года Флорида объявила чрезвычайное положение для четырех округов из-за цветения. Утверждается, что они «разрушают» ряд хозяйств на местную экономику, при этом многие из них необходимо полностью закрыть. Некоторые пляжи были закрыты, а бизнес отелей и ресторанов упал. Также пострадали туристические спортивные мероприятия, такие как рыбалка и катание на лодках. Сенатор Марко Рубио назвал ситуацию во Флориде "чрезвычайной ситуацией в области здравоохранения, экологии и экономики".

Лодочники во время цветения пресноводных водорослей

Подобные цветения стали более обычными в Европе, среди которых Франция сообщая о них. Летом 2009 года пляжи в северной Бретани были покрыты тоннами смертоносных гниющих зеленых водорослей. Лошадь, которая ехала по пляжу, упала и умерла от испарений гниющих водорослей.

Экономический ущерб, нанесенный потерянным бизнесом, стал серьезной проблемой. Согласно одному отчету, опубликованному в 2016 году, четыре основных экономических последствия, связанных с нанесением ущерба здоровью человека, рыболовству, туризму и отдыху, а также расходами на мониторинг и управление районом, где появляется цветение. По оценкам Агентства по охране окружающей среды, цветение водоросури долларов США, ежегодно в 2,2 миллиарда долларов. В США около 166 прибрежных мертвых зон. Большинство оценок по состоянию на 2016 год в основном для США

в портовых городах провинции Шаньдун на востоке Китая. жители больше не удивляются, когда ежегодно происходит массовое цветение водорослей и затопляет пляжи. Перед Олимпийскими играми в Пекине в 2008 году более 10 000 человек работали над очисткой пляжей от 20 000 тонн мертвых водорослей. В 2013 году еще одно цветение в Китае, которое считается самым крупным за всю, охватило площадь 7 500 квадратных миль, а в 2015 году последовало еще одно цветение, которое покрыло еще более 13 500 квадратных миль. Считается, что цветение в Китае вызвано загрязнением в результате неочищенных сельскохозяйственных и промышленных стоков, ведущие к океану.

Рыболовство

Цветение водорослей на западном побережье в 2015 году, которое произошло к закрытию рыбных промыслов

Еще в 1976 году краткосрочная, относительно небольшая, мертвая зона у берегов Нью-Йорка и Нью-Джерси стоила коммерческому и любительскому рыболовству более 500 миллионов долларов. В 1998 году красный прилив в Гонконге унес жизни ценной рыбы на сумму более 10 миллионов долларов.

В 2009 году были оценены экономические последствия штата прибрежных округов Вашингтона, зависящих от рыбной промышленности. будет 22 миллиона долларов. В 2016 году индустрия морепродуктов США ожидала, что будущая упущенная выгода может составить 900 миллионов долларов в год.

NOAA представило несколько оценок затрат на различные виды цветения за последние несколько лет: 10,3 миллиона долларов в 2011 году из-за красной волны Высадки устриц в Техасе; 2,4 миллиона долларов потерянного дохода от племенной торговли в результате закрытия промыслов на северо-западе Тихого океана в 2015 году; 40 миллионов долларов от убытков штата Вашингтон от туризма из-за закрытия рыболовства.

Наряду с ущербом для бизнеса, человеческие болезни приводят к потере заработной платы и повреждению здоровья. Затраты на лечение, исследования, проводимые системы здравоохранения посредством отбора и тестирования воды, а также размещение предупреждающих знаков в пораженных местах также являются дорогостоящими.

Закрытие территорий, где происходит цветение водорослей, имеет большое негативное влияние рыбных промыслов, рост цен из-за нехватки рыбы и снижения спроса на морепродукты из-за боязни заражения токсинами. Это наносит большой экономический ущерб отрасли.

Ожидается рост экономических затрат. Например, в июне 2015 года крупнейшая из известных токсичных ВЦВ вызвала закрытие производства моллюсков на западном побережье, что впервые произошло. Один из экспертов NOAA из Сиэтла пишет: «Это беспрецедентно с точки зрения масштабов и масштабов этого отрицательного цветения водорослей и условий теплой воды, которые наблюдаем на шельфе…» Цветение охватило диапазон от Санта-Барбары, Калифорния. к северу до Аляски.

Воздействие на окружающую среду

Часть мертвой зоны в Мексиканском заливе

Растущее число и диапазон

Число вредоносных цветений водорослей (цианобактерий) растет во всем мире. В США в новых представленных видах представлений, известных ранее, не было о проблемах. Крупные реки на суше стали чаще и чаще. В 2015 году река Огайо зацвела, растянувшись на «беспрецедентные» 650 миль (1050 км) на прилегающие штаты, и дал положительный результат на токсины, что создало проблемы с питьевой водой и отдыхом. Часть реки Иордан в штате Юта была закрыта из-за токсичного цветения водорослей в 2016 году.

Исследователи сообщили о росте ВЦВ в Европе, Африке и Австралии. К ним относятся цветы на некоторых из Великих африканских озер, таких как озеро Виктория, второе по величине пресноводное озеро в мире. Индия сообщает об увеличении по количеству цветений каждый год. В 1977 году Гонконг сообщил о своем первом красном приливе. К 1987 году они в среднем 35 в год. Кроме того, были сообщения о вредоносном цветении водорослей в популярных канадских озерах, таких как озеро Бивер и озеро Куамичан. Это цветение стало причиной гибели нескольких животных и привело к появлению рекомендации по плаванию.

Глобальное потепление и загрязнение вызывают цветение водорослей в местах, которые ранее считались "невозможными" или редкими для их существования, например, под ледяные щиты Арктики, Антарктиды, Гималайских гор, Скалистых гор и Сьерра-Невада Горы.

Гибель рыбы

Массовая гибель рыбы в Бразилии

Массовая гибель рыбы была вызвана ВЦВ. В 2016 году 23 миллиона лососей, выращенных в Чили, умерли от цветения токсичных водорослей. Чтобы избавиться от мертвой рыбы, из тех, что пригодны для употребления, превратить в рыбную муку, а остальную сбрасывать в 60 милях от берега, чтобы избежать риска для здоровья человека. Экономические издержки этого вымирания оцениваются в 800 миллионов долларов. Эксперт по окружающей среде Лестер Браун написал, что выращивание лосося и креветок в прибрежных прудах приводит к накоплению отходов, что обеспечивает эвтрофикации и создание мертвых зон.

Другие страны сообщили о подобных воздействиях: в таких городах, как Рио-де-Жанейро, Бразилия, массовая гибель рыбы в результате цветения становится обычным явлением. В начале 2015 года в Рио было собрано около 50 тонн мертвой рыбы в лагуне, где планировалось провести водные мероприятия во время Олимпийских игр 2016 года.

Монтерейский залив пострадал от вредоносного цветения водорослей., последний раз в 2015 г.: «Периодическое цветение токсин-продуцирующих Pseudo-nitzschia диатомей было зарегистрировано более 25 лет в заливе Монтерей и в других местах на западном побережье США. Во время крупных цветений токсин накапливается в моллюсках и мелкой рыбе, такие как анчоусы и сардины, которые питаются водорослями, что приводит к закрытию некоторых промыслов и отравляет морских млекопитающих и птиц, питающихся зараженной рыбой ». Аналогичная гибель рыб из-за токсичных водорослей или наблюдалась в России, Колумбии, Вьетнаме, Китае, Канаде, Турции, Индонезии и Франции.

Гибель наземных животных

Наземные животные, включая домашний скот и домашних животных. Собаки умерли от токсинов после купания в цветущих водорослях. Предупреждения правительственных агентств Огайо, отметили, что многие собаки и домашний скот погибли в результате воздействия ВЦВ в США и других странах. В отчете за 2003 год они также отметили, что в течение предыдущих 30 лет они наблюдали более частое и продолжительное вредное цветение водорослей. "В 50 странах и 27 штатах в том году поступали сообщения о заболеваниях людей и животных, связанных с токсинами водорослей.

Мертвые киты от цветения водорослей

Морские млекопитающие также серьезно пострадали от 50 процентов смертей необычных морских вызывающих цветение водорослей. В 2013 году красный прилив на юго-западе Флориды рекордное количество ламантинов. году более более 65 погибших афалин погибли во время красного прилива во Флориде. В период с 2005 по 2014 год Аргентина сообщила о смерти в среднем 65 детенышей китов, которые связывают с цветением водорослей., что популяция китов будет значительно сокращена лы. В 2003 году у побережья Кейп-Код в Северной Атлантике по меньшей мере 12 гигантских китов погибли от токсичных водорослей во время красного прилива. В 2015 году Аляска и Британская Колумбия сообщили, что многие горбатых китов, вероятно, умерли от токсинов ВЦВ, 30 из которых были выброшены на берег на Аляске. «Наша основная теория на данный момент заключается в том, что отрицательное цветение водорослей способствовало гибели людей», - сказал представитель NOAA.

Птицы погибли после употребления в пищу мертвой рыбы, зараженной токсичными водорослями. Гниющую и разлагающуюся рыбу едят такие птицы, как пеликаны, чайки, бакланы и, возможно, морские или наземные млекопитающие, которые отравляются. Нервная система мертвых птиц была исследована и не выдержала воздействия токсина. На побережье Орегона и Вашингтона в 2009 году была убита тысяча скутеров, или морских уток ». Когда умирающих или мертвых птиц выбрасывает на берег, агентства по охране дикой природы перешли в «режим чрезвычайной ситуации».

Было даже высказано предположение, что вредоносное цветение водорослей является причиной гибели животных, обнаруженных в ископаемых кладбищах.

Больше мертвых зон

Мертвая зона на юге США

Согласно NOAA, цветы могут нанести вред окружающей среде, даже не производя токсинов, истощая кислород из воды во время роста и разлагаясь после смерти. Цветы также могут блокировать солнечный свет для организмов, живущих под ним. Рекордное количество и размер цветений сформировались на тихоокеанском побережье, в озере Эри, в Чесапикском заливе и в Мексиканском заливе, где в результате образовался ряд мертвых зон. В 60-е годы в мире было 49 мертвых зон; к 2008 году их число превысило 400. В США они особенно распространены вдоль восточного и южного побережья.

Различные важные естественные среды обитания, такие как реки, озера и эстуарии, продолжают существовать. деградировали и способствовали созданию более бедных кислородом мертвых зон, в том числе в Мексиканском заливе, Чесапикском заливе и озере Эри.

Среди самых больших мертвых зон были районы на севере Европа Балтийское море и Мексиканский залив, который влияет на рыбную промышленность США с оборотом 2,8 миллиарда долларов. К сожалению, мертвые зоны редко восстанавливаются и обычно увеличиваются в размерах. Одна из немногих мертвых зон, которые когда-либо могли восстановиться, - это Черное море, которое довольно быстро вернулось в норму после распада Советского Союза в 1990-х годах из-за сокращения использования удобрений.

Возможные средства правовой защиты

Химическая обработка и дамбы

В конце августа 2019 года озеро Чиппева на северо-востоке Огайо стало первым озером в США, успешно испытавшим новую химическую обработку. Химическая формула уничтожила все токсичные водоросли в озере за один день. Формула (от BlueGreen Water Technologies ) уже использовалась в Китае, Южной Африке и Израиле.

Хотя ряд альгицидов были эффективны в уничтожении водорослей, они использовались в основном в небольших водоемах. Однако при большом цветении водорослей добавление альгицидов, таких как нитрат серебра или сульфат меди, может иметь худшие последствия, например, полное уничтожение рыбы и причинение вреда другим животным. Таким образом, негативные последствия могут быть хуже, чем позволить водорослям отмирать естественным путем.

В феврале 2020 года плотина Роодеплат в провинции Гаутенг, Южная Африка обрабатывали новым препаратом альгицида (от BlueGreen Water Technologies ) против сильного цветения Microcystis sp. Этот состав позволяет гранулированному продукту плавать и медленно высвобождать его активный ингредиент перкарбонат натрия, который выделяет перекись водорода (H2O2) на поверхности воды. Следовательно, эффективные концентрации ограничены по вертикали поверхностью воды; и пространственно в области, где много цианобактерий. Это обеспечивает водным организмам «безопасную гавань» в необработанных областях и позволяет избежать неблагоприятных последствий, связанных с использованием стандартных альгицидов.

. Другие эксперты предложили построить резервуары для предотвращения перемещения водорослей вниз по течению. Однако это может привести к росту водорослей в резервуаре, которые становятся ловушками для отложений, что приводит к накоплению питательных веществ. Некоторые исследователи обнаружили, что интенсивное цветение в водоемах было основным источником токсичных водорослей, наблюдаемых ниже по течению, но движение водорослей до сих пор менее изучено, хотя считается вероятной причиной переноса водорослей.

Датчики и мониторинг. устройства

Все большее число ученых соглашаются с тем, что существует острая необходимость в защите населения путем прогнозирования вредоносного цветения водорослей. Один из способов, которым они надеются добиться этого, - использование сложных датчиков, которые могут помочь предупредить о потенциальном цветении. Те же типы датчиков могут также использоваться на водоочистных сооружениях, чтобы помочь им подготовиться к более высоким уровням токсичности.

Единственные датчики, которые сейчас используются, расположены в Мексиканском заливе. В 2008 году аналогичные датчики в Персидском заливе предупредили о повышенном уровне токсинов, который привел к прекращению добычи моллюсков в Техасе вместе с отзывом мидий, моллюсков и устриц, возможно спасение многих жизней. Эксперты заявляют, что в связи требуется расширять масштабы ВЦВ значительно больше датчиков, расположенных по всей стране. Те же самые меры предосторожности для защиты от опасности для питьевой воды от преднамеренного загрязнения.

Технологии спутникового и дистанционного зондирования приобретают все большее значение для мониторинга и обнаружения ВЦВ. Четыре федеральных агентства США - EPA, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), NOAA и США Геологическая служба (USGS) - разрабатывает способы обнаружения и измерения цветения цианобактерий с использованием спутниковых данных. Эти данные могут помочь в разработке индикаторов раннего предупреждения о цветении цианобактерий путем мониторинга местного, так и национального охвата. В 2016 году автоматизированные системы мониторинга раннего предупреждения были успешно протестированы, впервые было доказано, что они показывают быстрый рост водорослей и последующее снижение содержания кислорода в воде.

Однако, по крайней мере, в США, финансирование для таких предупреждающих устройств сокращается, сокращенное финансирование сократилось на 45% за последние пять лет. По словам одного профессора в морской науке: «Это нужно больше, чем когда-либо, и мы оказались на грани того, чтобы делать отличные прогнозы, но мы не могли этого сделать».

Сокращение химического стока

Сток почвы и удобрений с фермы после проливных дождей

Нитраты и фосфор в удобрениях вызывают цветение водорослей, когда они стекают в озеро и реки после сильных дождей. Были предложены методы в методе ведения сельского хозяйства, такие как использование удобрений только целевым образом в подходящем время, именно там, где они могут принести наибольшую пользу урожаю, потенциальный сток. Успешно применяемый метод - капельное орошение, при котором вместо широкого распыления удобрений на полях проводится капельное орошение корней растений через сеть трубок и эмиттеров, не оставляя следов удобрений, которые необходимо смыть. Согласно Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), капельное орошение также предотвращает образование цветения водорослей в резервуарах для питьевой воды, при обычно экономится до 50%. используется в сельском хозяйстве.

В ряде штатов США предпринимаются попытки устранить фосфаты в моющих средствах путем очистки водоочистных сооружений, что снижает количество, попавшее в озеро Эри, на 66%. Однако в методе ведения сельского хозяйства увеличили сток химикатов, тем самым сводя на нет улучшения.

Также были предложения по созданию буферных зон из листвы и заболоченных земель, чтобы помочь отфильтровать фосфор до того, как он достигнет воды. Другие эксперты предложили использовать консервативную обработку почвы, изменить севооборот и восстановить заболоченные земли. «Самое важное, что можно сделать - это уменьшить сельскохозяйственные стоки», - считает эксперт по загрязнению Великих озер. «Профилактика лучше лечения». Другой эксперт утверждает, что некоторые мертвые зоны могут сузиться в течение года при надлежащем управлении.

Было несколько историй успеха в контроле химикатов. Например, после того, как норвежский промысел омаров в 1986 году прекратился из-за низкого уровня кислорода, правительство соседней Дании приняло меры и снизило выход фосфора на 80 процентов, что приблизило уровень кислорода к норме. Аналогичным образом, мертвые зоны в Черном море и вдоль реки Дунай, восстановленные после внесения фосфором фермерами, были сокращены на 60%.

Исследования и управление

Файл: Super Blooms.ogv Играть медиа Цветение водорослей со временем формируется и исчезает

В 2008 году правительство США подготовило отчет по проблеме «Управление отрицательным цветением водорослей и ответные меры: оценка и план». Это изменение признало серьезность проблемы:

Широко распространено мнение, что частота и географическое распространение ВЦВ увеличиваются во всем мире. Все прибрежные штаты США испытали ВЦВ за последнее десятилетие, а в некоторых местах появились новые виды, которые ранее не вызывали проблем. Считается, что частота ВЦВ также увеличивается в пресноводных системах.

В отчете среди других средств защиты предлагается использовать улучшенные методы мониторинга, попытки улучшить предсказуемость и испытать новые потенциальные методы контроля ВЦВ. Некоторые страны, окружающие Балтийское море, которое имеет самую большую мертвую зону в мире, рассматривали возможность использования массивных вариантов геоинженерии, таких как нагнетание воздуха в нижние слои для их аэрации.

В 2015 году NOAA создало 12 новых исследовательских грантов на общую сумму почти 2,1 миллиона долларов они предоставят национальным организациям, занимающимся исследованиями вредоносного цветения водорослей и гипоксии, которые они считают «двумя наиболее сложными с научной точки зрения и экономически опасными прибрежными проблемами».

Мониторинг и отчетность

В большинстве стран, штатов и крупных городов есть департаменты, которые помогают отслеживать и сообщать о случаях цветения водорослей. Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) в США запустили первую в стране систему отчетности о цветении водорослей в июне 2016 года. Экологические агентства в отдельных штатах США будут принимать сообщения о цветении от граждан и будут работать с городами, чтобы проверять и сообщать об инцидентах средствам массовой информации. Несколько примеров:

См. Также
Примечания
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-22 13:52:04
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте