Auswirkungen auf das Leben im Meer
Auswirkungen der Abwasserverschmutzung haben schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und Meereslebewesen. Abwasser transportiert Krankheitserreger, Nährstoffe, Schadstoffe und Feststoffe in den Ozean, die zur Korallenbleiche sowie zu Krankheiten und zum Tod von Korallen, Fischen und Schalentieren führen können. Abwasserverschmutzung kann auch die Meerestemperatur, den pH-Wert, den Salzgehalt und den Sauerstoffgehalt verändern und so biologische Prozesse und physikalische Umgebungen stören, die für das Leben im Meer wichtig sind.
Krankheitserreger
Abwasserverschmutzung erhöht die Exposition von Korallen gegenüber krankheitserregenden Viren, Bakterien oder anderen Mikroorganismen, die zusammen als Krankheitserreger bekannt sind. Ausbrüche von zwei der häufigsten Korallenkrankheiten, der Weißpocken und der Schwarzbandkrankheit, wurden mit der Abwasserverschmutzung in Verbindung gebracht. Weiße Pocken werden direkt durch den menschlichen Darmpathogen verursacht Serratia marcescens, während die Schwarzbandkrankheit stark mit der Makroalgenbedeckung verbunden ist, die in verschmutzten Gewässern zunimmt. Krankheitserreger können auch Wirbellosen, einschließlich Schalentieren, schaden, da sie beim Filtern des Meerwassers auch Krankheitserreger und andere Schadstoffe aufnehmen.
Links: Elchhornkoralle mit weißen Pocken. Foto © James Porter/National Science Foundation. Rechts: Symmetrische Hirnkoralle mit Schwarzbandkrankheit. Foto © Christina Kellogg/USGS
Duenger
Nährstoffe sind wesentliche Bausteine für das Leben im Meer. Überschüssige Nährstoffe aus landbasierten Verschmutzungsquellen – wie landwirtschaftlichem Abfluss und Abwasser – in der Meeresumwelt führen jedoch zu Korallenbleiche und -krankheit, verminderter Korallenreproduktivität, verminderter Korallenskelettintegrität, verminderter Korallenbedeckung und Biodiversität, erhöhter Phytoplanktonbeschattung und Algenüberwucherung . ref Nährstoffe können auch anderen wirbellosen Meerestieren schaden, einschließlich Schalentieren, die Nährstoffe aus dem Wasser filtern, um Schalen und Gewebe zu bilden, was zu einer Verschlechterung der Gesundheit von Schalentieren führt. Eine anhaltende Nährstoffbelastung kann zu Algenblüten führen, die Korallenriffe und Küstenökosysteme zerstören können und aufgrund des Klimawandels voraussichtlich an Häufigkeit und Ausmaß zunehmen.
Eine Algenblüte in der Great South Bay im Jahr 2017, dem Jahr, in dem Long Island die bislang intensivste braune Flut erlebte (> 2.3 Millionen Zellen / ml). Foto © Chris Gobler
Nährstoffe im Abwasser stimulieren das Algenwachstum. Die resultierenden Algenblüten auf der Meeresoberfläche verhindern, dass das Sonnenlicht die Zooxanthellen erreicht, die Photosynthese betreiben, um Korallen mit Nahrung und Sauerstoff zu versorgen. Ohne genügend Sauerstoff können Korallen nicht atmen oder das Kalziumkarbonat produzieren, das zum Aufbau ihrer Skelette benötigt wird.
Algenblüten tragen zur Erwärmung und Versauerung der Ozeane bei und können Giftstoffe produzieren, die Fische, Säugetiere und Vögel töten und in extremen Fällen menschliche Krankheiten oder sogar den Tod verursachen können.
Algenblüten verbrauchen Sauerstoff und blockieren das Sonnenlicht, das Unterwasserpflanzen zur Sauerstoffproduktion benötigen, was zu einer Umgebung mit einem geringen Gehalt an gelöstem Sauerstoff namens . führt Hypoxie. Wenn der Sauerstoff aufgebraucht ist, entfernen sich Fische und Krabben. Hypoxische Umgebungen können Korallenbleiche auslösen, was zu erhöhtem Schaden und verringerter Erholungsfähigkeit von Korallen führt. Es wird prognostiziert, dass diese sauerstoffarmen Umgebungen mit dem Klimawandel an Häufigkeit und Schwere zunehmen werden.
Reaktionen des Meereslebens auf leichte und schwere Hypoxie, einschließlich Veränderungen in physiologischen Prozessen, Lebensraumwahl und Überlebenschancen. Hinweis: BBD steht für Black-Band-Krankheit. Quelle: Nelson und Altieri 2019
Solids
Abwasser enthält auch suspendierte Feststoffe – wie sich zersetzende Pflanzenteile, Algen, Mineralien und Schlamm –, die im Wasser schwimmen. Im Ozean Feststoffe:
- Blockieren Sie das Sonnenlicht, was zu einer verminderten Photosynthese und einem geringeren Korallenwachstum führen kann.
- Verursacht körperlichen Stress, einschließlich Ersticken, verminderte Nahrungsproduktion und verminderte Reproduktion von Korallen.
- Verstopfen Sie die Schalentierfilter, da Schwebstoffe aufgenommen werden.
- Eine verminderte Klarheit des Wassers beeinträchtigt die Fortpflanzung und macht es den Fischen schwerer, Futter zu finden.
Kontaminanten
Schadstoffe im Abwasser können Korallen in verschiedenen Lebensstadien auf unterschiedliche Weise beeinträchtigen. ref Herbizide schädigen symbiotische Algen in Korallen, beeinträchtigen die Photosynthese und verursachen Bleichen. Metalle und synthetische Verbindungen wie polychlorierte Biphenyle (PCBs) haben eine toxische Wirkung auf Korallen und andere Meereslebewesen, einschließlich Fische, und stören mehrere Prozesse in mehreren Lebensstadien. ref Bei Korallen beeinträchtigen sie die Fortpflanzung, Nahrungsaufnahme und das Wachstum, was wiederum die Lebensraummöglichkeiten für andere Organismen einschränkt. Bei Fischen reichern sie sich über das Nahrungsnetz an und erhöhen die Sterblichkeitsrate bei größeren Fischen. Arzneimittel können auch Auswirkungen auf das Verhalten und die Gesundheit von Fischen haben. Die Forschung zu dieser breiten Kategorie von Schadstoffen hat erst vor kurzem begonnen und es bedarf noch viel mehr, um die Schadstoffe und ihre Auswirkungen zu definieren.
Endokrine Disruptoren
Endokrine Disruptoren – Verbindungen, die das endokrine System beeinflussen – sind eine besonders besorgniserregende Art von CEC. Dazu gehören natürlich vorkommende oder synthetische Hormone sowie Chemikalien, die für Textilien, Kunststoffe, Haushalt oder Landwirtschaft hergestellt werden. Die Forschung hat begonnen, die Art und Weise aufzuzeigen, wie diese Schadstoffe das Meeresleben schädigen:
- In niedrigen Konzentrationen hat sich gezeigt, dass Antidepressiva das Verhalten von Fischen beeinflussen und zum Tod führen.
- Synthetische Hormone und endokrine Disruptoren – wie Östrogen aus Antibabypillen oder Parabene in Seifen – können die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen und zu aggressiven Tendenzen bei Fischen beitragen.
- Jüngste Studien haben endokrine Disruptoren identifiziert, die sich im Fischgewebe bioakkumulieren.
- Bei Korallen verringern endokrine Disruptoren die Anzahl der Ei-Sperma-Bündel und reduzieren die Wachstumsraten.