對海洋生物的影響

水下污水管。照片 © Grafner/iStock

廢水污染的影響對 人類健康 和海洋生物。 廢水將病原體、營養物質、污染物和固體輸送到海洋中,可能導致珊瑚白化以及珊瑚、魚類和貝類的疾病和死亡。 廢水污染也會改變海洋溫度、pH 值、鹽度和氧氣水平,破壞海洋生物所必需的生物過程和物理環境。

病原體

廢水污染會增加珊瑚對致病病毒、細菌或其他微生物(統稱為病原體)的暴露。 兩種最常見的珊瑚病白痘和黑帶病的爆發都與廢水污染有關。 白痘是由人類腸道病原體直接引起的 粘質沙雷氏菌,而黑帶病與污染水域中大型藻類覆蓋面積的增加密切相關。 病原體也會傷害包括貝類在內的無脊椎動物,因為它們在過濾海水時也會吸收病原體和其他污染物。

左:長有白痘的鹿角珊瑚。照片 © James Porter/美國國家科學基金會。右:患有黑帶病的對稱腦珊瑚。照片©克里斯蒂娜·凱洛格/美國地質勘探局

左:長有白痘的鹿角珊瑚。照片 © James Porter/美國國家科學基金會。右:患有黑帶病的對稱腦珊瑚。照片©克里斯蒂娜·凱洛格/美國地質勘探局

營養成分

營養物質是海洋生物的重要組成部分。然而,海洋環境中來自陸地污染源(如農業徑流和廢水)的過量營養物會導致珊瑚白化和疾病、珊瑚繁殖力下降、珊瑚骨骼完整性下降、珊瑚覆蓋和生物多樣性減少、浮游植物遮蔭增加和藻類過度生長。 文獻 營養物質也會傷害其他海洋無脊椎動物,包括從水中過濾營養物質以形成外殼和組織的貝類,導致貝類健康狀況下降。持續的營養負荷可能導致藻華,從而破壞珊瑚礁和沿海生態系統,並且預計由於氣候變化,藻華的頻率和規模將會增加。

2017 年,大南灣出現藻華,這一年長島嶼經歷了迄今為止最強烈的褐潮(>2.3 萬個細胞/毫升)。照片 © 克里斯戈布勒

2017年,長島經歷了迄今為止最強烈的棕潮(> 2.3萬個細胞/毫升),在大南灣(Great South Bay)發生了藻華。 照片©Chris Gobler

廢水中的營養物質會刺激藻類生長。 由此產生的海面藻華阻止陽光到達蟲黃藻,蟲黃藻進行光合作用,為珊瑚提供食物和氧氣。 沒有足夠的氧氣,珊瑚就無法呼吸或產生構建骨骼所需的碳酸鈣。

藻華會導致海洋變暖和酸化,並會產生可以殺死魚類、哺乳動物和鳥類的毒素,在極端情況下可能導致人類患病甚至死亡。

藻華消耗氧氣並阻擋水下植物產生氧氣所需的陽光,導致溶解氧含量低的環境稱為 缺氧. 隨著氧氣耗盡,魚和螃蟹會離開。 缺氧環境會引發珊瑚白化事件,導致珊瑚受損增加和恢復能力下降。 隨著氣候變化,這些缺氧環境的頻率和嚴重程度預計會增加。

海洋生物對輕度和重度缺氧的反應,包括生理過程、棲息地選擇和生存的變化。 注意:BBD 代表黑帶病。 資料來源:Nelson 和 Altieri 2019

海洋生物對輕度和重度缺氧的反應,包括生理過程、棲息地選擇和生存的變化。 注意:BBD 代表黑帶病。 資料來源:Nelson 和 Altieri 2019

 

固體

廢水還含有漂浮在水中的懸浮固體物質,例如分解的植物物質、藻類、礦物質和淤泥。 在海洋中,固體:

  • 阻擋陽光,這會導致光合作用和珊瑚生長減少。
  • 造成身體壓力,包括窒息、糧食產量減少和珊瑚繁殖減少。
  • 當貝類攝入懸浮顆粒時,會堵塞過濾器。
  • 水體透明度降低會擾亂繁殖並使魚類更難找到食物。

 

污染物

廢水中的污染物會在多個生命階段以多種方式影響珊瑚。 文獻 除草劑會損害珊瑚中的共生藻類,影響光合作用並導致白化。金屬和合成化合物(如多氯聯苯 (PCB))對珊瑚和其他海洋生物(包括魚類)具有毒性作用,會擾亂多個生命階段的多個過程。 文獻 在珊瑚中,它們會影響繁殖、進食和生長,從而減少其他生物的棲息地選擇。在魚類中,它們透過食物網累積並增加較大魚類的死亡率。藥物也會對魚類的行為和健康產生影響。這項大類污染物的研究最近才開始,還需要做更多的工作來定義污染物及其影響。

新出現的污染物 (CEC)

CEC 是水體中的污染物,可能對生態或人類健康造成影響,通常不受現行環境法的監管。 這些污染物的來源包括農業化學品、都市徑流、一般家用產品(如肥皂和消毒劑)和藥品。 與過去相比,在處理後的廢水中發現 CEC 的頻率更高,濃度也更高,而且許多 CEC 已被證明會在海洋生物的組織中積聚。

 

內分泌干擾物

內分泌干擾物——影響內分泌系統的化合物——是一種特別令人擔憂的 CEC。 這些包括天然或合成的激素以及為紡織、塑料、家庭或農業用途生產的化學品。 研究已經開始顯示這些污染物對海洋生物造成傷害的方式:

  • 低濃度的抗抑鬱藥已被證明會影響魚的行為並導致死亡。
  • 合成激素和內分泌干擾物——如避孕藥中的雌激素或肥皂中發現的對羥基苯甲酸酯——會損害生殖能力並導致魚的攻擊傾向。
  • 最近的研究已經確定了在魚類組織中生物積累的內分泌干擾物。
  • 在珊瑚中,內分泌干擾物會減少卵-精子束的數量並降低生長速度。
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