Beachapedia

Červený příliv

Červený příliv je jev, kdy populace fytoplanktonu, jednobuněčné rostliny, velmi rychle roste neboli „kvete“ a hromadí se do hustých, viditelných skvrn u vodní hladiny. Červený příliv se vyskytuje přirozeně, ale existuje řada důkazů, které ukazují, že znečištění živinami a oteplování vod může podpořit kvetení, které tak trvá déle a pokrývá větší oblasti. Je důležité si uvědomit, že červené přílivy a květy sinic jsou si podobné, ale liší se. Červené přílivy se vyskytují hlavně v mořských/slaných vodách, zatímco sinice (cyanobakterie) se vyskytují hlavně ve sladkých vodách. O sinicích se dočtete v tomto samostatném článku.

Většina druhů řas neboli fytoplanktonu není škodlivá a slouží jako nezbytní producenti energie v základu potravní sítě, bez níž by vyšší život na této planetě neexistoval. Předpokládá se, že fytoplankton vytváří až 80 % světových zásob kyslíku. Absorbují živiny a oxid uhličitý z vody a fotosyntézou produkují kyslík.
Naneštěstí jsou některé druhy fytoplanktonu při dosažení vysokých koncentrací pro člověka a mořské živočichy velmi škodlivé a toxické. Některé druhy fytoplanktonu, například dinoflagelát Karenia brevis (K. brevis), který tvoří červený příliv u pobřeží Floridy, mohou do oceánu a ovzduší uvolňovat škodlivé brevetoxiny, které způsobují masivní úhyn ryb, mořských savců a mořských želv; a bolestivé pálení očí a plic pro blízké návštěvníky pláží. Kromě toho velké množství fytoplanktonu při červeném přílivu a dalších květech řas nakonec odumírá a klesá ke dnu, kde rozklad bakteriemi snižuje obsah rozpuštěného kyslíku (DO) v okolním mořském prostředí. Pokud se odstraní značné množství DO, může se stát, že daná oblast oceánu nebude schopna podporovat mořský život a vznikne takzvaná mrtvá zóna, která způsobí další úhyn ryb a ztrátu potenciálně důležitých stanovišť.

Červený příliv na Floridě v roce 2018

Florida zažívá jeden z nejrozsáhlejších a nejškodlivějších červených přílivů za poslední desetiletí. V období od srpna 2017 do srpna 2018 způsobil červený příliv široký 150 mil, který na floridské pláže vyplavil více než 2 000 tun mrtvých živočichů, a jejich množství stále roste. Stát vyhlásil stav nouze v sedmi okresech, přičemž v okrese Lee byl zaznamenán největší rozsah uhynulých volně žijících živočichů (1 700 tun). Zprávy dokládají úhyn 115 kapustňáků, mláděte žraloka velrybího a 354 mořských želv, včetně želv karetovitých a kriticky ohrožené želvy Kemp’s Ridley. A to navíc dochází k masivnímu úhynu ryb na obou pobřežích.

Původně začínal v Mexickém zálivu, kde dochází ke značnému zatížení živinami z nekontrolovaných splachů z pozemních zemědělských provozů, od té doby se červený příliv ovinul kolem cípu Floridy a zasahuje floridské pobřeží Atlantiku včetně okresu Palm Beach. Vzorky vody prokázaly extrémně vysoké koncentrace K. brevis v plodném červeném přílivu, které přesahují milion buněk (jednotlivých řas) na litr vody. Obvyklá hladina K. brevis v podmínkách bez červeného přílivu je méně než 1 000 buněk na litr. Tento extrémní scénář má na Floridě vážný dopad na pobřežní komunity a místní mořskou faunu a flóru, což se projevuje miliony dolarů v nákladech na čištění, onemocnění lidí a významnými ztrátami příjmů z cestovního ruchu. Od srpna 2018 stál tento červený příliv Floridu již 8 milionů dolarů na ušlých příjmech jen od pobřežních podniků.
Jak se o červeném přílivu stále více píše v médiích, lidé po celé zemi se zajímají, kde se červený příliv bere, jaké jsou jeho dopady, co ho způsobuje a co můžeme udělat, abychom ho zastavili.

Kde se červené přílivy berou

Fytoplankton se přirozeně vyskytuje v našem mořském prostředí, a jak již bylo zmíněno, je nezbytný pro udržení života na naší planetě. Obvyklá hladina fytoplanktonu, neboli hladina ve „vyváženém systému“, se však pohybuje pouze kolem 1 000 buněk na litr oceánské vody nebo méně. Během červeného přílivu se množství fytoplanktonu extrémně zvýší na 1 milion buněk, dokonce až na 20 milionů buněk na litr oceánské vody, čímž vznikne „květ“. Není to tedy tak, že by tento obrovský pás fytoplanktonu existoval roky a putoval po našem oceánu a ovlivňoval různá pobřeží; jde o poměrně lokální fytoplankton, který zažívá bujný růst v krátkém časovém úseku. Co je příčinou tohoto bujného růstu fytoplanktonu? Obecně se soudí, že k červeným přílivům může docházet a docházelo přirozeně, ale zhoršuje je příliv příliš velkého množství živin, které se dostávají do našich mořských vod, ve spojení s oteplováním vod.

Fytoplankton potřebuje ke svému růstu kromě slunečního světla také živiny, jako je dusík a fosfor. Dusík a fosfor jsou v našem mořském prostředí přirozeně poměrně omezené, takže populace fytoplanktonu zůstávají pod kontrolou, protože pro větší populace prostě není dostatek živin. Když však do našeho mořského prostředí odtékají přehnojené zemědělské provozy nebo odpadní vody bohaté na živiny z provozů s koncentrovaným krmením nebo z vadných septiků a čistíren odpadních vod, dostávají se do vodních toků další živiny, které umožňují podporu větších populací fytoplanktonu a masivní rozkvět. Tento proces růstu řas a mrtvých zón poháněný živinami se nazývá eutrofizace. Tato voda bohatá na živiny je také spojována s dalšími formami degradace mořského prostředí, včetně blednutí korálových útesů, odumírání korálových útesů a dalších.
Většina fytoplanktonu tvořícího červený příliv nakonec odumře a klesne ke dnu, kde rozklad bakteriemi snižuje obsah rozpuštěného kyslíku (DO) v okolním mořském prostředí. Pokud je odstraněno značné množství DO, může se stát, že daná oblast oceánu nebude schopna podporovat mořský život, čímž vznikne tzv. mrtvá zóna, která způsobí další úhyn ryb a ztrátu potenciálně důležitého životního prostředí.
Eutrofizace
Úryvek o eutrofizaci z NOAA:

„Škodlivé květy řas, mrtvé zóny a úhyny ryb jsou důsledkem procesu zvaného eutrofizace – který začíná zvýšeným přísunem živin do ústí řek a pobřežních vod. Šedesát pět procent ústí řek a pobřežních vodních útvarů v USA je středně až silně znehodnoceno nadměrným přísunem živin, což vede k rozkvětu řas a vodám s nízkým obsahem kyslíku (hypoxickým), které mohou zabíjet ryby a mořskou trávu a omezovat základní biotopy pro ryby. V mnoha ústích těchto řek žijí také populace mlžů (např. ústřic, škeblí, hřebenatek), které přirozeně snižují obsah živin svou filtrační činností. Zdá se, že hlavními viníky eutrofizace je nadbytek dusíku a fosforu – od zdrojů zahrnujících splachy hnojiv a odpadní vody ze septiků až po atmosférický spad ze spalování fosilních paliv – které se dostávají do vodních útvarů a podporují přemnožení řas, což následně snižuje kvalitu vody a zhoršuje stav ústí řek a pobřežních ekosystémů. Eutrofizace může také produkovat oxid uhličitý, který snižuje PH mořské vody (okyselování oceánů). To zpomaluje růst ryb a měkkýšů, může bránit tvorbě lastur u mlžů a snižuje úlovky komerčního a rekreačního rybolovu, což vede k menším úrodám a dražším mořským plodům.“

Oteplování vod
Kromě nadměrného přísunu živin do našich mořských vodních toků ze zemědělské činnosti se oteplováním vod zhoršuje i kvetení řas (např. červené přílivy a sinice). Bohužel se zdá, že toxickým kmenům, jako je K. brevis, oteplování vod prospívá více než neškodným kmenům fytoplanktonu. Teplejší vody umožňují řasám rychlejší růst. Čtvrté hodnocení IPCC odhaduje, že v letech 1971-2010 se teplota povrchu moře v každém desetiletí oteplila v průměru o 0,11 stupně Celsia (32 °F) a nadále se otepluje.
„Pokud se tedy vody oceánu kolem Floridy oteplí, lze očekávat častější problémy se škodlivými mikroorganismy.“ – University of Florida.
Kromě dlouhodobějšího průměrného oteplování v důsledku změny klimatu se teplota povrchu moře v jednotlivých ročních obdobích výrazně mění. Proto se škodlivé květy řas obvykle vyskytují sezónně, ale jak vidíme v roce 2018, mohou trvat až rok, pokud teplota vody zůstane dostatečně vysoká.

Kde se vyskytují červené přílivy

Škodlivé květy řas a červené přílivy se vyskytují po celém světě a byly zaznamenány u pobřeží všech pobřežních států USA. Je těžké říci, kdy lze červené přílivy očekávat, protože se vyskytují po celý rok, ale obecně se spouštějí, když je voda v letních měsících teplejší. Níže uvedená mapa ukazuje četnost úhynů rostlin a živočichů způsobených červeným přílivem v letech 1997 až 2006.

Obr. 1. Mapa oceánografického ústavu Woods Hole zobrazující umístění a četnost úhynů živočichů a rostlin způsobených červeným přílivem.
V Mexickém zálivu – v jihovýchodní části Texasu a na jihozápadním okraji Floridy dochází téměř každoročně k červenému přílivu (více informací zde). V letech 2017 až 2018 se červený příliv u pobřeží Floridského zálivu vyskytoval nepřetržitě. Na západním pobřeží se červené přílivy zřejmě nejčastěji vyskytují v Kalifornii mezi Santa Barbarou a San Diegem, ale opět – objevují se ve všech pobřežních oblastech po celé planetě (viz mapy rozšíření zde). Pokud červené přílivy spojujeme s oblastmi s vysokým zatížením živinami, dává smysl, že v Mexickém zálivu (ústí řeky Mississippi) dochází k poměrně častému a rozsáhlému kvetení řas. Vzhledem k tomu, že červené přílivy jsou koordinovány s teplotou oceánu a zatížením živinami, jsou agentury obvykle schopny předpovědět, kdy se červený příliv objeví. Pro oblast Mexického zálivu se podívejte na tento nástroj pro předpověď (pro červený příliv a toxické sinice). Pro oblast Erijského jezera použijte tento nástroj pro předpověď škodlivého květu řas (hlavně pro toxické sinice).

Dopad červených přílivů

Dva hlavní typy fytoplanktonu jsou diatomie a dinoflageláty. Hlavní rozdíl mezi nimi spočívá v tom, že dinoflageláty mají schopnost vlastního pohonu, zatímco diatomy se při pohybu zcela spoléhají na oceánské proudy. Škodlivé červené přílivy, které se vyskytují u pobřeží USA, jsou obvykle poháněny dinoflageláty. Druhy dinoflagelátů se liší podle regionu, přičemž na jihovýchodním pobřeží a v Mexickém zálivu se vyskytuje více škodlivých dinoflagelátů Karenia brevis (K. brevis), na západním pobřeží více Gonyaulax, na severovýchodě Alexandrium a v Karibiku Gambierdiscus toxicus.
Tabulka 1. Seznam škodlivých druhů fytoplanktonu, dopady & Region výskytu (není úplný). Zdroj: MŽP ČR, MŽP ČR, MŽP ČR, MŽP ČR: Scripps Institute of Oceanography & University of California, Santa Cruz

Jak je uvedeno, ne všechen fytoplankton je škodlivý, ve skutečnosti je většina z nich neškodná, ale výše uvedené druhy představují hrstku škodlivého fytoplanktonu schopného produkovat toxiny, které se mohou buď přenášet vzduchem (K. brevis), nebo mohou otrávit mořské živočichy a lidi, kteří je nebo kontaminované mořské plody konzumují.
Zdraví člověka
Vliv červeného přílivu na lidské zdraví závisí na druhu fytoplanktonu, jak ukazuje tabulka 1. Některé červené přílivy jsou relativně neškodné a lidé se při nich mohou koupat nebo surfovat. Některé toxické druhy fytoplanktonu, například K. brevis na Floridě, uvolňují vzdušné toxiny, které mohou lidé na pláži přímo vdechovat, což způsobuje podráždění očí, kůže, hrdla a plic a potenciálně vážné dopady na osoby s plicními chorobami, jako je astma. Podle některých odhadů se brevetoxiny z K. brevis mohou v závislosti na rychlosti a směru větru dostat až 1 míli do vnitrozemí. Ostatní toxický fytoplankton představuje riziko pro lidské zdraví pouze při konzumaci kontaminovaných mořských plodů. Proto je důležité vědět, jaký druh diatomie nebo dinoflagelátů tvoří červený příliv ve vaší oblasti. Více informací o regionálních hrozbách a výskytu naleznete v níže uvedené sekci zdrojů a konkrétní informace o dopadech na lidské zdraví na této webové stránce CDC.

Zdraví domácích mazlíčků
Toxický červený příliv může představovat riziko i pro vaše domácí mazlíčky, kterým může způsobit neurologické dopady včetně záchvatů a ochrnutí, pokud váš mazlíček konzumuje kontaminované mořské plody nebo přímo fytoplankton. Klinika River Landings Animal Clinic doporučuje: „
Morská zvěř
Červený příliv může poškodit mořskou zvěř vytvořením dočasných mrtvých zón a sníženou koncentrací kyslíku, přímou otravou zvěře, otravou zdrojů potravy a fyzickým zakrytím zvěře, což snižuje její schopnost pohybu, lovu a krmení. Většina následujících informací pochází z Floridské komise pro ochranu ryb a divoké zvěře.

Jak již bylo zmíněno, když červené přívaly nakonec odumřou, klesnou na dno oceánu a jsou stráveny mořskými bakteriemi. Během tohoto procesu bakterie spotřebovávají také velkou část rozpuštěného kyslíku v okolní mořské vodě, čímž se snižuje množství kyslíku dostupného pro ostatní mořské živočichy, kteří jsou na tomto kyslíku závislí, aby mohli dýchat a přežít. V závislosti na rozsahu červeného přílivu může dojít k vytvoření dočasné „mrtvé zóny“, která není schopna podporovat mořský život. Mnoho mořských živočichů je naštěstí schopno z těchto hypoxických oblastí jednoduše odplout, ale ne všichni, protože bezobratlí, jako jsou mlži, houby a mořští ježci, nejsou schopni se pohybovat na velké vzdálenosti. Pokud navíc k hypoxickým událostem dojde v důležitých líhništích, oblastech rozmnožování a potravních oblastech, mohou být dopady na místní ekosystém a blízké populace vážné.
Předpokládá se, že hlavní příčinou masivního úhynu ryb, k němuž došlo na Floridě během červeného přílivu v roce 2018, byla přímá otrava mořských živočichů. Působení K. brevis způsobuje u ryb paralýzu, křeče, „prudké kroucení a vývrtkové plavání“ a případnou neschopnost správně používat a ovládat žábry, což vede k udušení a smrti. K tomu může dojít i při relativně nízkých až středních koncentracích K. brevis, při 250 000 buňkách na litr oceánské vody. Mořské želvy mohou být také přímo otráveny a vykazují podobné účinky ztráty koordinace, nekontrolovaných pohybů těla a letargie.
Stejně jako u lidí může mít konzumace kontaminovaných mořských plodů vážné následky pro mořské živočichy. Například v kalifornském Monterey uhynulo více než 400 lachtanů poté, co se otrávili konzumací ančoviček kontaminovaných kyselinou domoovou během místního červeného přílivu Pseudonitzschia australis. V roce 1988 došlo u atlantického pobřeží USA k hrozivému úhynu více než 740 delfínů skákavých. Vědci předpokládají, že šlo o kombinaci přímého vdechnutí toxinů a konzumace kontaminovaných mořských plodů. Od té doby došlo ke třem dalším úhynům delfínů, hlavně v oblasti Florida Panhandle, přičemž 93 % testovaných uhynulých delfínů obsahovalo v těle brevetoxiny. Dokonce i kapustňáci byli otráveni z konzumace kontaminované mořské trávy během kvetení K. brevis.
V neposlední řadě může fyzický rozsah červeného přílivu způsobit masivní úhyn mořských živočichů. V roce 2007 zahynuly stovky mořských ptáků, jejichž peří bylo pokryto dinoflagelátem Akashiwo sanguinea během červeného přílivu u Monterey v Kalifornii. Slizký povlak fytoplanktonu způsobil, že ptačí peří ztratilo svou vodoodpudivost, která je pro ptáky nezbytná, aby si udrželi potřebné tělesné teplo. Bez vodoodpudivosti jsou ptáci příliš mokří a jejich tělesná teplota fatálně klesá.
Hospodářství
Hospodářské náklady toxického červeného přílivu mohou být rozsáhlé a zahrnují státem financované úklidy (hlavně uhynulých volně žijících živočichů), ztrátu příjmů z oceánského cestovního ruchu a rekreace, zvýšený počet nemocničních návštěv a dnů nemoci a ztrátu příjmů z komerčního a rekreačního rybolovu. Studie z roku 2000 zjistila, že roční dopad HAB na komerční rybolov se pohybuje od 13 do 25 milionů dolarů. Náklady na vyčištění na úrovni okresu na Floridě byly vyčísleny až na 250 000 dolarů pro jeden okres během červeného přílivu. A od srpna 2018 stál červený příliv v letech 2017-2018 Floridu již 8 milionů dolarů na ušlých příjmech jen od pobřežních podniků.
Přestože je obtížné vyčíslit kompletní ekonomické dopady červeného přílivu a HAB, následující slajd, který poskytla společnost National Water Sentinels na webináři Harmful Algae Blooms (HABs) and You 26. února 2019, poskytuje pěkné shrnutí:

Jak předcházet červeným přílivům

Ačkoli se obecně jedná o přirozený jev, pravdou je, že závažnost těchto událostí se zhoršuje v důsledku změny klimatu a velkého množství znečištění živinami vypouštěného do pobřežních vod. Hnojiva používaná v zemědělství a při úpravě krajiny se vyplavují do podzemních a povrchových vod. Infrastruktura odpadních vod, jako jsou septiky a kanalizace, se rozbíjí, přetéká a nakonec nedokáže zpracovat náš odpad. Je smutné, že během celé této krize Kongres umožnil, aby v září 2018 skončila platnost zákona Harmful Algal Bloom and Hypoxia Research and Control Amendments Act of 2017 (S.1057), který by vyžadoval posouzení škodlivého květu řas v důsledku vypouštění do jezera Okeechobee; a zavedl proces, který by umožnil vyhlásit kvetení řas a hypoxické události za „událost národního významu“. Na všech úrovních státní správy došlo k selhání při přijímání opatření na ochranu čisté vody pro bezpečnou rekreaci, volně žijící živočichy a prosperující ekonomiku plážového cestovního ruchu.
Naši volení představitelé musí věnovat pozornost této krizi veřejného zdraví a ekonomické krizi a přijmout opatření na kontrolu toku znečištění do vodních toků a pláží, které jsou motorem naší ekonomiky pobřežního cestovního ruchu. Níže jsou uvedena opatření, která mohou členové místních komunit, města a státy učinit, aby zastavili budoucí závažný rozkvět řas:
Akce, které můžeme podniknout všichni:

• Zabalte bobky. Sbírejte výkaly po svých domácích mazlíčcích
• Myjte auto po trávě nebo štěrku, ne na ulici. Ještě lépe ho odvezte do komerční myčky.
• Udělejte svůj dvůr šetrnější k oceánům
  • Přejděte na ekologické zemědělství. Přestaňte používat chemická hnojiva a pesticidy
  • Na místo toho použijte mulč a kompost, abyste vytvořili zdravou živou půdu
  • Vysaďte původní a klimaticky vhodné rostliny
  • Nasměrujte dešťové žlaby a svody do terénních úprav, aby zpomalily a pohltily déšť. Více informací se dozvíte zde.
• Přijďte na městskou radu a požadujte níže uvedená opatření

Místní jurisdikční opatření mohou zahrnovat:

• Provádět povinné kontroly septiků
• Rychle a veřejně zveřejňovat uzavírky pláží a zdravotní varování
• Vydat přísná místní omezení týkající se hnojiv (dobrý příklad viz Manatee County)
• Zavést proaktivní programy pro kontrolu znečištění dešťových vod, například Ocean Friendly Gardens
• Kontrolovat a udržovat kanalizační infrastrukturu

Celostátní opatření by mohla zahrnovat:

• Financování programu Zdravé pláže na Floridě pro testování rekreačních pláží na bakteriální ukazatele znečištěné vody
• Stanovení a prosazování přísnějších norem a předpisů pro kvalitu vody
• Pomoci místním komunitám přejít od septiků ke kanalizaci
• Poskytnout finanční prostředky místním obcím na kontrolu a údržbu jejich kanalizační infrastruktury
• Regulovat a omezit přísun hnojiv ze zemědělství do sladkovodních oblastí
• Obnovit přirozený tok vody na pobřeží

Jak zůstat v bezpečí během červeného přílivu

Červený příliv představuje řadu vážných zdravotních hrozeb, respektujte prosím doporučení místních úřadů a případné uzavírky pláží, varování a pokyny. Informujte se u místních úřadů, kterých oblastí se to týká (podívejte se do níže uvedené sekce zdrojů, zda tam nejsou informace pro váš stát). Nahlaste onemocnění nebo příznaky, a to tak, že se obrátíte na místní toxikologické středisko. Můžete také podniknout následující kroky, abyste zůstali v bezpečí:

• Zjistěte si informace o typech červených přílivů, které se vyskytují ve vaší oblasti
• Zjistěte si na místním ministerstvu zemědělství informace o rizicích konzumace místních mořských plodů během červeného přílivu
• Pokud místní červené přílivy obsahují škodlivé druhy fytoplanktonu (např. brevis), vyhněte se pláži &nechoďte do vody
• Jestliže je vám známa citlivost na dýchací cesty, zůstaňte uvnitř nebo se držte dál od pobřeží
• Pro více informací si prohlédněte níže uvedené zdroje
• Přijměte nyní opatření, abyste zabránili budoucím červeným přílivům

Důležité zdroje

Pochopení kvetení řas

• Co je to kvetení řas a proč je špatné? (Popular Science)

Florida & Texas

• Současný stav červeného přílivu (Florida FWCC)
• Aktuálně postižené pláže na Floridě (Florida DEP)
• Červený příliv v Texasu (Texas Parks & Wildlife)
• Zdravotní účinky vystavení K. Brevis & Cyanobakterie (Florida Health)

Tichomoří

• Program NOAA pro mořské biotoxiny (Pacifická oblast)
• Škodlivé řasy & Regionální program a mapa monitorování červeného přílivu (SCCOOS)

Národní

• Systém jednoho zdraví škodlivého kvetení řas (OHHABS)
• HAB-Associated Illness (CDC)
• NOAA Ecology and Oceanography of Harmful Algal Blooms (ECOHAB)
• NOAA Monitoring and Event Response for Harmful Algal Blooms (MERHAB)
• Harmful Algal Blooms (NOAA National Ocean Service)
• Harmful Algae and Red Tides (WHOI)
• Red Tide (Surfline)