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Von Colleen Henn

Einführung

Blüten von Cyanobakterien, auch als Blaualgen bekannt, betreffen Binnen- und Küstengemeinden auf der ganzen Welt. Laut NOAA wurden in jedem US-Küstenstaat schädliche Algenblüten gemeldet.

Cyanobakterien sind aquatische Bakterien und gehören zu den ältesten lebenden Organellen der Erde. Da diese wasserlebenden Bakterien Photosynthese betreiben, werden sie auch als „Blaualgen“ bezeichnet.“ Cyanobakterien kommen in vielen verschiedenen Umgebungen vor, einschließlich Süßwasser- und Meeresökosystemen. Obwohl sie als „Blaualgen“ bezeichnet werden, können Blüten in vielen verschiedenen Farben auftreten, darunter Rot, Gelb, Braun, Blau und Grün, und bilden oft einen Abschaum auf der Wasseroberfläche. Es gibt viele verschiedene Arten von Cyanobakterien, aber nicht alle produzieren Toxine. Microcystin und Anatoxin sind zwei der häufigsten Toxine, die von Cyanobakterien produziert werden, und können in hohen Konzentrationen für andere Organismen, die in derselben aquatischen Umwelt leben, sehr schädlich sein. Unter optimalen Bedingungen wie warmen Temperaturen, Sonnenlicht und reichlich Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor können Cyanobakterien in lokalisierten Blüten wachsen. Wenn diese Blüten Toxine bilden, was in Gebieten mit hohen Stickstoffkonzentrationen zunehmend problematisch wird, gibt es eine ganze Reihe von Bedenken für die öffentliche Gesundheit, da das Trinken von kontaminiertem Wasser (weitere Informationen finden Sie im Trinkwasserleitfaden), das Essen von Schalentieren und sogar das Schwimmen in betroffenen Gewässern schwerwiegende gesundheitliche Auswirkungen haben können. Aus diesem Grund werden schädliche Algenblüten überwacht, um Trinkwasser zu schützen und Freizeitexposition zu verhindern.

Ursachen der Blütenbildung

Um zu verstehen, wie und warum sich schädliche Algenblüten bilden, ist es wichtig zu beachten, dass sich Cyanobakterien in Wasser mit den folgenden Bedingungen schnell vermehren: erhöhter Nährstoffgehalt, hohe Temperaturen und stilles Wasser.

Zahlreiche menschliche Aktivitäten erhöhen den Nährstoffgehalt in Gewässern, insbesondere Stickstoff, der eine Energiequelle für das Bakterienwachstum darstellt. Stickstoffquellen, die Wasserstraßen betreffen, umfassen landwirtschaftlichen, städtischen und Wohnabfluss und besonders unzulänglich gehandhabtes Abwasser entweder vom Abwasser oder von den septischen Systemen. Stickstoffverschmutzung bedroht die Gesundheit von Wasser auf der ganzen Welt. Ein detailliertes Beispiel dafür, wie sich Stickstoff auf Wasserstraßen und die umliegenden Gemeinden auswirkt, finden Sie in diesem Video über die Stickstoffverschmutzung in Long Island, New York. Wissenschaftler beginnen auch, die erhöhte Häufigkeit schädlicher Algenblüten mit dem Klimawandel und menschlichen Aktivitäten in Verbindung zu bringen. Weltweit nehmen diese Blüten in Größe, Häufigkeit und geografischer Verbreitung zu. Mit wärmeren Temperaturen im Zusammenhang mit dem Klimawandel blühen Cyanobakterien in nördlicheren Breiten. Regenwasser, das mit dem Klimawandel in Verbindung gebracht wird, führt Stickstoff und Phosphor in Oberflächengewässer. Da Cyanobakterien auch in stillem Wasser gut wachsen, werden Blüten in Flüssen, die zu Stauseen aufgestaut wurden, immer häufiger. Mit einem sich schnell ändernden Klima, wärmerem Wetter, intensiveren Niederschlägen und Umweltverschmutzung durch menschliche Aktivitäten erhalten wir optimale Bedingungen für schädliche Algenblüten. In hohen Dichten können diese Algen das Wasser verfärben und andere Lebensformen übertreffen.

Gesundheitliche Auswirkungen

Mit toxischen Cyanobakterienblüten sind zahlreiche gesundheitliche und ökologische Auswirkungen verbunden. Menschen sind einem Risiko ausgesetzt, wenn sie sich in betroffenen Gewässern durch Verschlucken, Hautkontakt und durch Einatmen von Tröpfchen in der Luft, die die Toxine enthalten, während des Schwimmens erholen. Menschen sind auch Cyanobakterien ausgesetzt, wenn sie Schalentiere aus Gewässern konsumieren, die eine hohe Konzentration an Cyanotoxinen enthalten. Wie Markain Hawryluk mit dem Cobra Bulletin feststellte: „Mikrogramm für Mikrogramm ist das Toxin tödlicher als Kobragift.“

Obwohl Menschen einem Expositionsrisiko ausgesetzt sind, ist es für Beamte sehr schwierig, Fälle menschlicher Krankheiten zu verfolgen, die durch schädliche Algenblüten verursacht werden, da geringfügige Symptome übersehen werden. Die Wirkung von Cyanobakterien auf die menschliche Gesundheit hängt von der Art des vorhandenen Toxins, seiner Konzentration und der Expositionsdauer ab. Je höher die Cyanotoxinkonzentration und je länger die Exposition, desto schwerwiegender können die Symptome sein. Gesundheitliche Auswirkungen treten normalerweise auf, wenn sie einer hohen Konzentration ausgesetzt sind, aber manche Menschen sind möglicherweise anfälliger für die Entwicklung von Symptomen.

Hautkontakt mit Cyanotoxinen kann zu Hautreizungen (Hautausschlag oder Hautblasen), Augen, Nase und Rachen sowie Entzündungen der Atemwege führen. Das Verschlucken von Wasser mit hohen Konzentrationen kann zu Übelkeit, Erbrechen, Bauchschmerzen und Durchfall führen. Auswirkungen auf die Leber und das Nervensystem von Tieren und Menschen wurden auch in schweren Fällen dokumentiert.Hunde, Nutztiere und andere Tiere, die Wasser aus betroffenen Gebieten trinken oder ihr Fell lecken, um es zu reinigen, haben ein viel höheres Risiko für Giftstoffe als Menschen. Tiere trinken normalerweise aus Bereichen an den Rändern des betroffenen Wassers, in denen sich Algen ansammeln. Vieh- und Haustiertodesfälle sind aufgetreten, nachdem diese Tiere große Mengen giftigen Algenschaums konsumiert haben, der sich entlang der Küsten angesammelt hat.

Wirtschaftliche Kosten von Blüten

Zusätzlich zu den gesundheitlichen Problemen von Mensch und Umwelt können Cyanobakterienblüten extrem kostspielig sein und die Trinkwasserversorgung, die Freizeitindustrie und vieles mehr beeinträchtigen. Eine Analyse der Environment Working Group (EWG) schätzt, dass die US-Gemeinden in den letzten 10 Jahren aufgrund von Cyanobakterienblüten über 1 Milliarde US-Dollar ausgegeben haben. Die Kosten wurden vom Staat geschätzt, wobei Ohio mit geschätzten 815 Millionen Dollar am meisten ausgab, hauptsächlich aufgrund einer schweren Blüte im Jahr 2014, die den Eriesee, ein wichtiges Trinkwasserreservoir für den Staat, betraf.

Gesundheitsrichtlinien und Richtlinien

Die Environmental Protection Agency (EPA) gab eine Empfehlung für die Menge an Cyanobakterien im Trinkwasser heraus, und nach mehreren Jahren in der Entwicklung veröffentlichte die EPA im Mai 2019 Kriterien für die Qualität von Freizeitwasser oder Schwimmempfehlungen für Cyanotoxine.

Die EPA empfiehlt, die folgenden Konzentrationen von Microcystinen und Cylindrospermopsin zu identifizieren, die die menschliche Gesundheit bei einem primären Kontakt- und Expositionsszenario schützen würden: 8 µg/L für Microcystine und 15 µg/L für Cylindrospermopsin… Da Cyanobakterienblüten typischerweise saisonale Ereignisse sind, sind Freizeitexpositionen wahrscheinlich episodisch und können kurzfristiger Natur sein. Wenn als angenommen , für Impairment Assessment und Listing-Zwecke, Die EPA empfiehlt Staaten und autorisierte Stämme verwenden 10-Tage-Beurteilungszeiträume, kein rollierender 10-Tage-Zeitraum, im Laufe einer Erholungssaison, um den Zustand des Umgebungswasserkörpers und die Erreichung der Freizeitnutzung zu bewerten.

Aufgrund des Risikos, das mit der Exposition gegenüber Cyanotoxinen in der Freizeit verbunden ist, hat die EPA diese Kriterienempfehlungen im Rahmen des Clean Water Act (Kriterien für die Qualität des Umgebungswassers) entwickelt, um die menschliche Gesundheit beim Schwimmen oder bei anderen Freizeitaktivitäten im und auf dem Wasser zu schützen. Die EPA hat auch zusätzliche Ressourcen bereitgestellt, um den Menschen zu helfen, sicher und informiert zu bleiben.Während die EPA dabei war, ihre Cyanotoxin-Richtlinien zu entwickeln, entwickelten einige Staaten ihre eigenen Kriterien für die Exposition gegenüber Cyanotoxinen in der Freizeit. Einundzwanzig Staaten haben Richtlinien für die Reaktion auf schädliche Algenblüten eingeführt, wenn eine Blüte vorhanden ist. Diese Richtlinien basieren normalerweise auf dem sichtbaren Vorhandensein von Abschaum auf der Oberfläche, der Zellzahl und den Toxinspiegeln (Microcystin und Anatoxin). Zum Beispiel schlägt der Bundesstaat Massachusetts vor, den Kontakt mit Wasser zu vermeiden, wenn 14 Mikrogramm Microcystin pro Liter Wasser und eine Zellzahl von mindestens 70.000 Cyanobakterien pro Milliliter Wasser vorhanden sind. Zusätzlich zu Microcystin veröffentlicht der Bundesstaat Oregon eine öffentliche Gesundheitsberatung, wenn vier weitere Cyanotoxine über den vom Staat empfohlenen Grenzwerten liegen. Derzeit erfordern Toxinmessungen, dass Proben in einem Labor gesammelt und analysiert werden, aber eine Studie zeigt, dass standortspezifische Modelle entwickelt werden könnten, um Cyanobakterienblüten an Süßwasserstandorten mit mehreren Prädiktorvariablen abzuschätzen und vorherzusagen. „Modelle bieten die Möglichkeit zum Schutz der öffentlichen Gesundheit vor der Exposition und ermöglichen es den Benutzern, eher proaktiv als reaktiv zu sein.“ Diese Modelle bieten die Möglichkeit, vorherzusagen, wo Blüten auftreten können, und zielen daher auf vorrangige Bereiche ab, um Lösungen vorzuschlagen.

Karte der Süßwasseralgenblütenberichte (einschließlich toxischer und ungiftiger Blüten) von 2010 bis 2019. Für eine interaktive Version klicken Sie hier.

Lösungen

Die zunehmende lokale und nationale Berichterstattung über die wachsende Bedrohung, die Cyanobakterien und ihre Toxine für die Erholung, die öffentliche Gesundheit und die lokale Wirtschaft darstellen, hat an vielen Orten das öffentliche Bewusstsein und den politischen Willen geschaffen, mit der Lösung von Wasserverschmutzungsproblemen zu beginnen. Es gibt auch Möglichkeiten, wie wir alle zu Hause Maßnahmen ergreifen können, um sauberes Wasser zu unterstützen und zu verhindern, dass Nährstoffverschmutzung in lokale Wasserstraßen gelangt und Cyanobakterien zum Blühen bringt.

Unsere gewählten Beamten müssen auf diese öffentliche Gesundheits- und Wirtschaftskrise achten und Maßnahmen ergreifen, um den Verschmutzungsfluss in die Wasserstraßen und Strände zu kontrollieren, die unsere Küstentourismuswirtschaft antreiben. Im Folgenden finden Sie Maßnahmen, die lokale Gemeindemitglieder, Städte und Bundesstaaten ergreifen können, um zukünftige schwere Algenblüten zu stoppen:
Maßnahmen, die wir alle ergreifen können:

• Scoop the Poop. Nehmen Sie den Abfall Ihres Haustieres auf.
• Waschen Sie Ihr Auto über Gras oder Kies, nicht auf der Straße. Besser noch, bringen Sie es zu einer kommerziellen Autowaschanlage.
• Halten Sie Ihre Jauchegrube oder Klärgrube durch ordnungsgemäße Inspektionspraktiken instand und gießen Sie keine aggressiven Chemikalien in den Abfluss.
• Machen Sie Ihren Garten ozeanfreundlicher:
  • Go organic. Verwenden Sie keine chemischen Düngemittel und Pestizide mehr.
  • Verwenden Sie Mulch und Kompost, um stattdessen gesunden, lebendigen Boden zu bilden.
  • Pflanzen Sie heimische und klimaneutrale Pflanzen.
  • Richten Sie Regenrinnen und Fallrohre in Ihre Landschaftsgestaltung, um den Regen zu verlangsamen und aufzuschwammen. Erfahren Sie hier mehr.
• Erscheinen Sie im Stadtrat und fordern Sie die folgenden Aktionen an.

Lokale gerichtliche Maßnahmen könnten Folgendes umfassen:

• Obligatorische Klärgrubeninspektionen durchführen.
• Veröffentlichen Sie Strandschließungen und Gesundheitshinweise schnell und öffentlich.
• Bestehen Sie strenge lokale Düngerbeschränkungen (siehe Manatee County für ein gutes Beispiel).Implementieren Sie proaktive Programme zur Kontrolle der Regenwasserverschmutzung, z. B. Ocean Friendly Gardens.
• Inspektion und Wartung der Abwasserinfrastruktur.

Landesweite Maßnahmen könnten Folgendes umfassen:

• Strengere Wasserqualitätsstandards und -vorschriften festlegen und durchsetzen.
• Lokale Gemeinden beim Übergang von Klärgruben zu Abwasserkanälen unterstützen (selbst wenn Klärgruben ordnungsgemäß funktionieren, entfernen sie keinen Stickstoff aus dem Abfallfluss, sodass er schließlich in Grund- und Oberflächengewässer gelangt).
• Bereitstellung von Finanzmitteln für lokale Gemeinden zur Inspektion und Wartung ihrer Abwasserinfrastruktur.
• Düngemitteleinträge aus der Landwirtschaft in Süßwassergebiete regulieren und einschränken.
• Wiederherstellung des natürlichen Wasserflusses an der Küste.

Es wird sogar versucht, lästige und schädliche Algen zu einem nützlichen Produkt zu machen. Zum Beispiel hofft Bloomfoam, Süßwasseralgen von US-Wasserstraßen zu ernten, um Yogamatten und Surfdeck-Traktionspads aus dem Endprodukt herzustellen. Diese Bemühungen könnten den Bedarf an neuen Produkten auf Erdölbasis verringern und dazu beitragen, das Wasser in den betroffenen Gebieten zu reinigen. Es gibt auch Bemühungen, Algen in Biokraftstoff umzuwandeln.

Ressourcen : Fact Sheets & Fallstudien

Algenblüten verstehen
Was sind Algenblüten und warum sind sie schlecht?
Nationale
Weltgesundheitsorganisation Richtlinien für sichere Freizeitwasserumgebungen

Environmental Protection Agency Gesundheit und ökologische Auswirkungen

Environmental Protection Agency Cyanobacteria Fact Sheet

Environmental Protection Agency Richtlinien und Empfehlungen

EPA – Partnerschaft mit Staaten zur Verringerung der Nährstoffverschmutzung

Zentrum für Krankheitskontrolle und Prävention Cyanobakterien
Alaska
SeaGrant- Schädliche Algenblüten Fakten
Kalifornien
California Cyanobacterial und schädliche Algenblüte Netzwerk (CCHAB)

Delta von Sacramento nach San Joaquin

San Bernardino County

Sonoma County
Connecticut
Gesundheitsministerium von Connecticut- Blaualgenblüten in Seen und Teichen von Connecticut Fact Sheet

Landesweites Ministerium für Energie und Umweltschutz
Delaware
Department of Natural Resources– Blaualgen in Delaware
Florida
Florida Gesundheitsschädliche Algenblüten

NOAA – Red Tide Forecast

Surfrider Coastal Blog – Eine kurze Geschichte von Floridas grünem Schleim

Palm Beach County Kapitel Algen Fact Sheet
Große Seen
Great Lakes Environmental Research Laboratory

Indiana Ministerium für natürliche Ressourcen – Schwimmen, Bootfahren und schädliche Algenblüten

Illinois Department of Public Health- Schädliche Algenblüten
Kansas
Kansas River

Cheney Reservoir
Maine
Maine Department of Environmental Protection- Cyanobakterien
Massachusetts
Department of Public Health- Schädliche Algenblüten

Landesweites Exekutivbüro für Gesundheit und menschliche Dienste

Microcystis und Anabaena Fact Sheet
Minnesota
Department of Health- HAB Fact Sheet
New Hampshire
Landesweite Abteilung für Umweltdienstleistungen

Abteilung für Umwelt Dienstleistungen Fact Sheet
New Jersey
Department of Environmental Protection- Cyanobacterial HABs

Landesweite ökologische Auswirkungen

Northern New Jersey
New York
Landesweite Abteilung für Umweltschutz- Schädliche Algenblüte Benachrichtigungsseite

Department of Environmental Conservation- Schädliche Algenblüten und marine Biotoxine

Eastern Long Island Kapitel Algen Fact Sheet
North Carolina
Landesweite NOAA
Oregon
Klamath Region

Landesweit
Pennsylvania
SeaGrant- Schädliche Algenblüte FAQ
Rhode Island
Department of Environmental Management- Schädliche Algenblüten
Utah
Landesweites Gesundheitsministerium
Vermont
Landesweites Gesundheitsministerium

Landesweite aktuelle Seebedingungen
Virginia
Landesweites Gesundheitsministerium
Washington
Olympiaregion
Wisconsin
Gesundheitsministerium – Algen verstehen