التأثيرات على الحياة البحرية
الآثار الناجمة عن تلوث مياه الصرف الصحي لها آثار ضارة على صحة الإنسان والحياة البحرية. تنقل مياه الصرف الصحي مسببات الأمراض والمواد المغذية والملوثات والمواد الصلبة إلى المحيط، مما قد يسبب ابيضاض المرجان وأمراض ووفيات المرجان والأسماك والمحاريات. يمكن أن يؤدي تلوث مياه الصرف الصحي أيضًا إلى تغيير درجة حرارة المحيطات ودرجة الحموضة والملوحة ومستويات الأكسجين، مما يعطل العمليات البيولوجية والبيئات المادية الضرورية للحياة البحرية.
مسببات الأمراض
يزيد تلوث مياه الصرف الصحي من تعرض الشعاب المرجانية للفيروسات أو البكتيريا أو الكائنات الدقيقة الأخرى المسببة للأمراض ، والتي تُعرف مجتمعة بمسببات الأمراض. تم ربط تفشي اثنين من أكثر أمراض الشعاب المرجانية شيوعًا ، وهما الجدري الأبيض ومرض الشريط الأسود ، بتلوث مياه الصرف الصحي. ينتج مرض الجدري الأبيض بشكل مباشر عن مسببات أمراض الأمعاء البشرية السراتية الذابلةبينما يرتبط مرض الشريط الأسود بقوة بالغطاء الطحالب الكبيرة الذي يزداد في المياه الملوثة. يمكن لمسببات الأمراض أيضًا أن تلحق الضرر باللافقاريات بما في ذلك المحار، لأنها تستقبل أيضًا مسببات الأمراض والملوثات الأخرى أثناء قيامها بتصفية مياه المحيط.
على اليسار: مرجان الخورن المصاب بالجدري الأبيض. الصورة © جيمس بورتر / المؤسسة الوطنية للعلوم. على اليمين: مرجانية دماغية متماثلة مصابة بمرض الشريط الأسود. الصورة © كريستينا كيلوج / هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية
العناصر الغذائية
العناصر الغذائية هي لبنات بناء أساسية للحياة البحرية. ومع ذلك، فإن المغذيات الزائدة من مصادر التلوث البرية - مثل الجريان السطحي الزراعي ومياه الصرف الصحي - في البيئة البحرية تسبب ابيضاض المرجان وأمراضه، وانخفاض تكاثر المرجان، وانخفاض سلامة الهيكل العظمي للشعاب المرجانية، وانخفاض الغطاء المرجاني والتنوع البيولوجي، وزيادة تظليل العوالق النباتية، وفرط نمو الطحالب. . المرجع يمكن أن تضر المغذيات أيضًا باللافقاريات البحرية الأخرى، بما في ذلك المحار الذي يقوم بتصفية العناصر الغذائية من الماء لتكوين القشرة والأنسجة مما يؤدي إلى انخفاض صحة المحار. يمكن أن يؤدي التحميل المستمر للمغذيات إلى ازدهار الطحالب، والتي يمكن أن تدمر الشعاب المرجانية والنظم البيئية الساحلية، ومن المتوقع أن تزداد في تواترها وحجمها نتيجة لتغير المناخ.
تكاثر الطحالب في Great South Bay في عام 2017 ، وهو العام الذي شهدت فيه Long Island أشد المد البني حتى الآن (> 2.3 مليون خلية / مل). الصورة © كريس جوبلر
المغذيات في مياه الصرف الصحي تحفز نمو الطحالب. الطحالب الناتجة على سطح المحيط تمنع ضوء الشمس من الوصول إلى zooxanthellae التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي لتزويد الشعاب المرجانية بالغذاء والأكسجين. بدون كمية كافية من الأكسجين ، لا يمكن للشعاب المرجانية التنفس أو إنتاج كربونات الكالسيوم اللازمة لبناء هياكلها العظمية.
تساهم تكاثر الطحالب في ارتفاع درجة حرارة المحيطات وتحمضها ، ويمكن أن تنتج سمومًا يمكن أن تقتل الأسماك والثدييات والطيور ، وقد تسبب المرض البشري أو حتى الموت في الحالات القصوى.
تستهلك أزهار الطحالب الأكسجين وتحجب أشعة الشمس التي تحتاجها النباتات تحت الماء لإنتاج الأكسجين ، مما ينتج عنه بيئة ذات مستويات منخفضة من الأكسجين المذاب تسمى نقص الأكسجة. مع استنفاد الأكسجين ، ستبتعد الأسماك وسرطان البحر. يمكن أن تؤدي البيئات قليلة التأكسد إلى أحداث تبيض المرجان ، مما يؤدي إلى زيادة الضرر وانخفاض قدرة الشعاب المرجانية على التعافي. من المتوقع أن تزداد وتيرة وشدة هذه البيئات المستنفدة للأكسجين مع تغير المناخ.
استجابات الحياة البحرية لنقص الأكسجة الخفيف والشديد ، بما في ذلك التغيرات في العمليات الفسيولوجية ، وخيارات الموائل ، والبقاء على قيد الحياة. ملحوظة: BBD تعني مرض الشريط الأسود. المصدر: Nelson and Altieri 2019
المواد الصلبة
تحتوي مياه الصرف الصحي أيضًا على مواد صلبة عالقة - مثل المواد النباتية المتحللة والطحالب والمعادن والطمي - التي تطفو في الماء. المواد الصلبة في المحيط:
- حجب ضوء الشمس، مما قد يؤدي إلى انخفاض عملية التمثيل الضوئي ونمو المرجان.
- تسبب الإجهاد البدني بما في ذلك الاختناق، وانخفاض إنتاج الغذاء، وانخفاض تكاثر الشعاب المرجانية.
- تسد مرشحات المحار عند ابتلاع الجزيئات العالقة.
- يؤدي تقليل نقاء الماء إلى تعطيل التكاثر ويجعل من الصعب على الأسماك العثور على الطعام.
الملوثات
يمكن أن تؤثر الملوثات الموجودة في مياه الصرف الصحي على الشعاب المرجانية بطرق مختلفة في مراحل حياة متعددة. المرجع تدمر مبيدات الأعشاب الطحالب التكافلية في المرجان، مما يؤثر على عملية التمثيل الضوئي ويسبب التبييض. المعادن والمركبات الاصطناعية مثل ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs) لها تأثير سام على الشعاب المرجانية والحياة البحرية الأخرى بما في ذلك الأسماك، مما يؤدي إلى تعطيل العديد من العمليات في مراحل حياة متعددة. المرجع وفي الشعاب المرجانية، تؤثر هذه التأثيرات على التكاثر والتغذية والنمو، مما يقلل بعد ذلك من خيارات الموائل للكائنات الحية الأخرى. وفي الأسماك، تتراكم من خلال الشبكة الغذائية وتزيد من معدلات الوفيات في الأسماك الكبيرة. يمكن أن يكون للأدوية أيضًا تأثيرات سلوكية وصحية على الأسماك. لم تبدأ الأبحاث حول هذه الفئة الواسعة من الملوثات إلا مؤخرًا، وهناك حاجة إلى المزيد لتحديد الملوثات وتأثيراتها.
اختلال الغدد الصماء
تعتبر المواد المسببة لاضطرابات الغدد الصماء - المركبات التي تؤثر على نظام الغدد الصماء - نوعًا مثيرًا للقلق بشكل خاص من CEC. وتشمل هذه الهرمونات الطبيعية أو الاصطناعية وكذلك المواد الكيميائية المنتجة للاستخدامات النسيجية والبلاستيكية والمنزلية أو الزراعية. بدأ البحث في إظهار الطرق التي تسبب بها هذه الملوثات ضررًا للحياة البحرية:
- في التركيزات المنخفضة ، ثبت أن مضادات الاكتئاب تؤثر على سلوك الأسماك وتسبب الوفاة.
- يمكن للهرمونات الاصطناعية ومضادات الغدد الصماء - مثل الإستروجين من حبوب منع الحمل أو البارابين الموجودة في الصابون - أن تضعف الإنجاب وتساهم في الميول العدوانية في الأسماك.
- حددت الدراسات الحديثة عوامل اختلال الغدد الصماء التي تتراكم بيولوجيا في أنسجة الأسماك.
- في الشعاب المرجانية ، تقلل عوامل اختلال الغدد الصماء من عدد حزم البويضات المنوية وتقلل من معدلات النمو.