Gevolgen voor het leven in zee

Traditioneel worden de effecten van afvalwaterverontreiniging in verband gebracht met: gezondheid, maar de schadelijke effecten van afvalwaterverontreiniging op het leven in zee - en de indirecte effecten die ze hebben op mensen - kunnen niet over het hoofd worden gezien. Afvalwater transporteert ziekteverwekkers, voedingsstoffen, verontreinigingen en vaste stoffen naar de oceaan die koraalverbleking en ziekte en sterfte voor koraal, vissen en schaaldieren kunnen veroorzaken. Vervuiling van afvalwater kan ook de oceaantemperatuur, pH, zoutgehalte en zuurstofniveaus veranderen, waardoor biologische processen en fysieke omgevingen die essentieel zijn voor het leven in zee, worden verstoord.

ziekteverwekkers

Vervuiling van afvalwater verhoogt de blootstelling van koralen aan ziekteverwekkende virussen, bacteriën of andere micro-organismen, gezamenlijk bekend als pathogenen. Uitbraken van twee van de meest voorkomende koraalziekten, witte pokken en zwarte bandziekte, zijn in verband gebracht met afvalwatervervuiling. Witte pokken wordt rechtstreeks veroorzaakt door de menselijke darmpathogeen Serratia marcescens, terwijl de zwarte bandziekte sterk geassocieerd is met macroalgenbedekking die toeneemt in vervuild water.

Elkhorn koraal met witte pokken

Foto © James Porter/National Science Foundation

Symmetrisch hersenkoraal met zwarte bandziekte

Foto © Christina Kellogg/USGS

Voedingsstoffen

Voedingsstoffen zijn essentiële bouwstenen voor het leven in zee. Overtollige voedingsstoffen uit bronnen van vervuiling op het land - zoals landbouwafval en afvalwater - in het mariene milieu veroorzaken echter koraalverbleking en -ziekte, verminderde koraalreproductiviteit, verminderde koraalskeletintegriteit, verminderde koraalbedekking en biodiversiteit, verhoogde fytoplankton-schaduw en algenovergroei . Omdat schelpdieren voedingsstoffen uit het water filteren voor schelp- en weefselvorming, nemen ze ook ziekteverwekkers en andere verontreinigende stoffen op. Overmatige besmetting kan leiden tot achteruitgang van de gezondheid van schelpdieren. Voortdurende nutriëntenbelasting en de resulterende algenbloei kunnen koraalriffen en kustecosystemen verwoesten en zullen naar verwachting in frequentie en schaal toenemen als gevolg van klimaatverandering.

Algenbloei verbruikt zuurstof en blokkeert zonlicht dat onderwaterplanten nodig hebben om zuurstof te produceren, wat resulteert in een omgeving met lage niveaus van opgeloste zuurstof genaamd hypoxie. Als de zuurstof opraakt, zullen vissen en krabben wegtrekken. Hypoxische omgevingen kunnen koraalverbleking veroorzaken, wat leidt tot verhoogde schade en verminderde herstelcapaciteit van koralen. Deze zuurstofarme omgevingen zullen naar verwachting toenemen in frequentie en ernst met klimaatverandering.

Reacties op het mariene leven op hypoxie

Reacties van het mariene leven op milde en ernstige hypoxie, inclusief veranderingen in fysiologische processen, habitatkeuzes en overlevingskansen. Let op: BBD staat voor Black Band Disease. Bron: Nelson en Altieri 2019

Een algenbloei in de Great South Bay in 2017, het jaar waarin Long Island het meest intense bruine tij tot nu toe kende (> 2.3 miljoen cellen / ml). Foto © Chris Gobler

Voedingsstoffen in afvalwater stimuleren de algengroei. De resulterende algenbloei op het oceaanoppervlak voorkomt dat zonlicht de zoöxanthellen bereikt die fotosynthetiseren om koralen van voedsel en zuurstof te voorzien. Zonder voldoende zuurstof kunnen koralen niet ademen of het calciumcarbonaat produceren dat nodig is om hun skelet te bouwen.

Algenbloei draagt bij aan de opwarming en verzuring van de oceaan en kan gifstoffen produceren die vissen, zoogdieren en vogels kunnen doden en in extreme gevallen tot ziekte of zelfs de dood van de mens kunnen leiden.

Vaste stoffen en andere verontreinigingen

Afvalwater bevat ook zwevende vaste stoffen - zoals ontbindend plantaardig materiaal, algen, mineralen en slib - die in het water drijven. In de oceaan kunnen deze vaste stoffen:

Blok licht. Deze vaste stoffen drijven in het water en blokkeren zonlicht. Afhankelijk van de hoeveelheid en de tijd dat de vaste stoffen achterblijven, kan dit resulteren in verminderde fotosynthese en koraalgroei.
Nood koralen. Wanneer deze vaste stoffen zich op koralen nestelen, veroorzaakt dit fysieke stress, waaronder verstikking, verminderde voedselproductie en verminderde reproductie.
Filters verstoppen. Zwevende deeltjes worden opgenomen door schelpdieren, waardoor hun filters verstopt raken.
Verminder de helderheid van het water. De verminderde helderheid van het water maakt het ook moeilijker voor vissen om voedsel te vinden en kan de voortplanting verstoren.

Contaminanten van Emerging Concern (CEC's) zijn verontreinigende stoffen in waterlichamen die gevolgen kunnen hebben voor het milieu of de menselijke gezondheid en die doorgaans niet worden gereguleerd door de huidige milieuwetten. Bronnen van deze verontreinigende stoffen zijn onder meer landbouwchemicaliën, afvoer uit steden, gewone huishoudelijke producten (zoals zeep en ontsmettingsmiddelen) en farmaceutische producten. CEC's worden vaker en in hogere concentraties dan in het verleden in gezuiverd afvalwater aangetroffen, en er is aangetoond dat veel ervan zich ophopen in de weefsels van het zeeleven.

Herbiciden symbiotische algen beschadigen, de fotosynthese beïnvloeden en bleken. Metalen en synthetische verbindingen zoals polychloorbifenylen (PCB's) hebben een toxisch effect op koralen en ander zeeleven. Ze hebben invloed op de reproductie, voeding en groei van koraal, wat vervolgens de habitatopties voor andere organismen vermindert. In vissen hopen ze zich op via het voedselweb en verhogen ze de sterftecijfers bij grotere vissen. Farmaceutische kan ook gedrags- en gezondheidseffecten hebben op vissen. Onderzoek naar deze brede categorie verontreinigende stoffen is pas onlangs begonnen en er is nog veel meer nodig om de verontreinigende stoffen en hun effecten te definiëren.

Hormoonontregelaars

Hormoonontregelaars - verbindingen die het endocriene systeem beïnvloeden - zijn een bijzonder zorgwekkend type CEC. Deze omvatten natuurlijk voorkomende of synthetische hormonen, evenals chemicaliën die worden geproduceerd voor textiel, plastic, huishoudelijk gebruik of landbouwgebruik. Onderzoek is begonnen om de manieren aan te tonen waarop deze verontreinigende stoffen schade toebrengen aan het leven in zee:

In lage concentraties is aangetoond dat antidepressiva het gedrag van vissen beïnvloeden en sterfte veroorzaken.
Synthetische hormonen en hormoonontregelaars - zoals oestrogeen uit anticonceptiepillen of parabenen die in zepen worden aangetroffen - kunnen de reproductie verminderen en bijdragen aan agressieve neigingen bij vissen.
Recente studies hebben hormoonontregelaars geïdentificeerd die bioaccumuleren in visweefsel.
In koralen verminderen hormoonontregelaars het aantal ei-spermabundels en verlagen ze de groeisnelheid.

Verken de casestudy uit Puako, Hawaii waar afvalwaterverontreiniging werd geïdentificeerd als de grootste bijdrage aan de afnemende visbiomassa en de gemeenschap werkte aan het identificeren en aanpakken van de bronnen van afvalwaterverontreiniging.