Beachapedia

Röda tidvatten

Röda tidvatten är ett fenomen när en population av fytoplankton, en encellig växt, växer mycket snabbt eller ”blommar” och ansamlas i täta, synliga fläckar nära vattenytan. Röda tidvatten är naturligt förekommande, men det finns gott om bevis för att näringsämnesföroreningar och uppvärmning av vattnen kan ge upphov till blomningar, vilket gör att de varar längre och täcker större områden. Det är viktigt att notera att röda tidvatten och blomning av blågröna alger liknar varandra, men skiljer sig åt. Röda tidvatten förekommer främst i havs-/saltvattenförekomster, medan blågröna alger (cyanobakterier) främst förekommer i sötvattenförekomster. Läs mer om cyanobakterier i denna separata artikel.

De flesta arter av alger, eller fytoplankton, är oskadliga och tjänar som viktiga energiproducenter i basen av näringsväven, utan vilka det högre livet på den här planeten inte skulle finnas. Fytoplankton tros generera så mycket som 80 % av världens syreförsörjning. De absorberar näringsämnen och koldioxid från vattnet och producerar syre genom fotosyntes.
Tyvärr är vissa fytoplankton extremt skadliga och giftiga för människor och marina djur och växter när de når höga koncentrationer. Vissa typer av växtplankton, som dinoflagellaten Karenia brevis (K. brevis), som utgör röda tidvatten utanför Floridas kust, kan släppa ut skadliga brevetoxiner i havet och luften, vilket orsakar massiva dödsfall av fisk, marina däggdjur och havssköldpaddor samt smärtsamma brännskador i ögon och lungor för närliggande strandbesökare. Dessutom dör så småningom stora delar av fytoplanktonet i röda tidvatten och andra algblomningar och sjunker till botten, där nedbrytning av bakterier minskar halten löst syre (DO) i den omgivande marina miljön. Om en betydande mängd syrefritt vatten försvinner kan det området i havet inte längre vara i stånd att försörja det marina livet, vilket skapar en så kallad död zon, vilket leder till ytterligare fiskdöd och förlust av potentiellt viktiga livsmiljöer.

Floridas röda tidvatten 2018

Florida har upplevt ett av de mest omfattande och skadliga röda tidvattnen under det senaste decenniet. Mellan augusti 2017 och augusti 2018 har det 150 mil breda röda flodvattnet orsakat att över 2 000 ton döda djur och växter har spolats upp på Floridas stränder, och antalet ökar. Delstaten har förklarat undantagstillstånd i sju län, där Lee County har upplevt den största mängden döda djur och växter (1 700 ton). Rapporter har dokumenterat att 115 sjökor, en ung valhaj och 354 havssköldpaddor, däribland loggerheadsköldpaddor och den kritiskt hotade Kemp’s Ridley-sköldpaddan, har dött. Och detta är utöver den massiva fiskdöd som upplevs längs båda kusterna.

Originellt startade det röda flodvattnet i Mexikanska golfen, där det finns en betydande belastning av näringsämnen från okontrollerad avrinning från jordbruksverksamhet på land, men sedan dess har det röda flodvattnet svept sig runt Floridas spets och påverkar Floridas Atlantkust, inklusive Palm Beach County. Vattenprover har visat extremt höga koncentrationer av K. brevis i den produktiva röda tidvattnet, med över en miljon celler (enskilda alger) per liter vatten. Den vanliga nivån av K. brevis vid andra förhållanden än röda tidvatten är mindre än 1 000 celler per liter. Detta extrema scenario i Florida har allvarliga konsekvenser för kustsamhällena och det lokala marina djurlivet, med miljontals dollar i saneringskostnader, sjukdom hos människor och betydande förluster av turistintäkter. I augusti 2018 har detta röda tidvatten redan kostat Florida 8 miljoner dollar i förlorade intäkter enbart från kustnära företag.
I takt med att röda tidvatten får mer och mer uppmärksamhet i medierna har människor över hela landet undrat varifrån röda tidvatten kommer, vilka konsekvenser de har, vad som orsakar dem och vad vi kan göra för att stoppa det.

Varifrån röda tidvatten kommer

Fytoplankton finns naturligt i vår havsmiljö och är som sagt viktigt för att upprätthålla livet på vår planet. Den vanliga nivån av fytoplankton, eller nivån i ett ”balanserat system”, ligger dock bara på cirka 1 000 celler per liter havsvatten eller mindre. Under en röd flodvåg ökar mängden fytoplankton kraftigt till 1 miljon celler, till och med upp till 20 miljoner celler, per liter havsvatten, vilket skapar en ”blomning”. Det är alltså inte så att denna enorma mängd fytoplankton existerar i åratal och färdas runt i havet och påverkar olika kuster, utan det är en ganska lokal fytoplankton som upplever en kraftig tillväxt på kort tid. Vad är orsaken till dessa kraftiga tillväxter av fytoplankton? Den allmänna uppfattningen är att röda tidvatten kan och har inträffat naturligt, men att de förvärras av att alltför många näringsämnen kommer in i våra marina vattenvägar, i kombination med uppvärmning av vattnen.

Fytoplankton behöver, förutom solljus, näringsämnen som kväve och fosfor för att kunna växa. Naturligtvis är kväve och fosfor ganska begränsade i vår havsmiljö, så fytoplanktonpopulationerna förblir under kontroll, eftersom det helt enkelt inte finns tillräckligt med näringsämnen för att stödja större populationer. Men när övergödda jordbruksverksamheter eller näringsrika avloppsvatten från kraftfoderanläggningar eller bristfälliga septiska system och avloppsreningsverk rinner ut i våra havsmiljöer, förs ytterligare näringsämnen in i vattenvägarna, vilket gör det möjligt att stödja större populationer av fytoplankton och att det uppstår massiva blomningar. Denna process med näringsdriven algtillväxt och döda zoner kallas eutrofiering. Detta näringsrika vatten har också förknippats med andra former av marin nedbrytning, inklusive blekning av korallrev, korallrevsdöd med mera.
Tids nog dör de flesta av de fytoplankton som ingår i röda tidvatten och sjunker till botten, där nedbrytning av bakterier minskar halten av löst syre (DO) i den omgivande havsmiljön. Om en stor del av DO-halten försvinner kan det området i havet inte längre klara av att försörja det marina livet, vilket skapar en s.k. död zon som orsakar ytterligare fiskdöd och förlust av potentiellt viktiga livsmiljöer.
Eutrofiering
Utdrag om eutrofiering från NOAA:

”Skadlig algblomning, döda zoner och fiskdöd är resultatet av en process som kallas eutrofiering – som börjar med en ökad belastning av näringsämnen till flodmynningar och kustvatten. Sextiofem procent av USA:s flodmynningar och kustvattenförekomster är måttligt till allvarligt försämrade av överdriven tillförsel av näringsämnen, vilket leder till algblomning och syrefattiga (hypoxiska) vatten som kan döda fisk och sjögräs och minska viktiga livsmiljöer för fisk. Många av dessa flodmynningar hyser också populationer av tvåskaliga blötdjur (t.ex. ostron, musslor, pilgrimsmusslor), som naturligt reducerar näringsämnen genom sin filtrerande verksamhet. De främsta orsakerna till eutrofiering verkar vara överskott av kväve och fosfor – från källor som avrinning av gödningsmedel och avloppsvatten från septiska system till atmosfäriskt nedfall från förbränning av fossila bränslen – som kommer in i vattenförekomsterna och ger upphov till algtillväxt, vilket i sin tur försämrar vattenkvaliteten och försämrar ekosystemen i flodmynningar och vid kusten. Eutrofiering kan också ge upphov till koldioxid som sänker havsvattnets pH-värde (havsförsurning). Detta bromsar tillväxten hos fisk och skaldjur, kan förhindra skalbildning hos tvåskaliga blötdjur och minskar fångsten vid kommersiellt fiske och fritidsfiske, vilket leder till mindre skördar och dyrare fisk och skaldjur.”

Varmt vatten
Förutom överbelastningen av näringsämnen i våra marina vattenvägar från jordbruksverksamhet förvärras algblomning (t.ex. rödvatten och cyanobakterier) av det varmare vattnet. Tyvärr verkar giftiga stammar som K. brevis gynnas mer av uppvärmda vatten än de ofarliga stammarna av fytoplankton. Varmare vatten gör att algerna växer snabbare. Mellan 1971 och 2010 uppskattar IPCC:s fjärde utvärdering att havsytans temperatur har värmts upp med i genomsnitt 0,11 grader Celsius (32 °F) varje årtionde, och fortsätter att värmas upp.
”Om havsvattnet runt Florida blir varmare är det därför rimligt att förvänta sig mer frekventa problem med skadliga mikroorganismer.”
Inom den genomsnittliga uppvärmningen på längre sikt till följd av klimatförändringarna, varierar havsytans temperatur avsevärt mellan säsongerna. Detta är anledningen till att skadliga algblomningar i allmänhet uppträder säsongsmässigt, men som vi ser för 2018, kan de pågå i upp till ett år om vattentemperaturerna förblir tillräckligt höga.

Om röda tidvatten förekommer

Skadliga algblomningar och röda tidvatten förekommer över hela världen och har registrerats utanför kusten i varje kuststat i USA. Det är svårt att säga när man kan förvänta sig röda tidvatten, eftersom de har förekommit under hela året, men de utlöses i allmänhet när vattnet är varmare under sommarmånaderna. Kartan nedan visar frekvensen av dödlighet bland växter och djur orsakad av röda tidvatten mellan 1997 och 2006.

Figur 1. Karta från Woods Hole Oceanographic Institution som visar var och hur ofta djur- och växtdödlighet orsakad av röda tidvatten inträffar.
I golfen – den sydöstra delen av Texas och den sydvästra kanten av Florida drabbas nästan årligen av röda tidvatten (läs mer här). Mellan 2017 och 2018 har röda tidvatten inträffat kontinuerligt utanför Floridas golfkust. På västkusten verkar röda tidvatten vara vanligast i Kalifornien, mellan Santa Barbara och San Diego, men återigen – de förekommer i alla kustområden över hela planeten (se utbredningskartor här). Om vi förknippar röda tidvatten med områden med hög näringsbelastning är det logiskt att golfen (där Mississippifloden rinner ut) skulle drabbas av ganska frekventa och storskaliga algblomningar. Eftersom röda tidvatten samordnas med havstemperaturer och näringsbelastning kan myndigheterna i allmänhet förutse när ett rött tidvatten kommer att inträffa. För Mexikanska golfen kan du kolla in det här prognosverktyget (för röda tidvatten och giftiga cyanobakterier). För Eriesjön, använd detta prognosverktyg för skadliga algblomningar (främst för giftiga cyanobakterier).

Inverkan av röda tidvatten

De två huvudtyperna av fytoplankton är kiselalger och dinoflagellater. Den största skillnaden mellan de två är att dinoflagellater har förmågan att driva sig själva, medan kiselalger helt och hållet förlitar sig på havsströmmar för att förflytta sig. De skadliga röda tidvatten som förekommer vid USA:s kuster drivs vanligtvis av dinoflagellater. Typerna av dinoflagellater varierar beroende på region, där sydostkusten och golfen uppvisar fler förekomster av den skadliga dinoflagellaten Karenia brevis (K. brevis), västkusten uppvisar fler förekomster av Gonyaulax, nordostkusten uppvisar Alexandrium och Karibien uppvisar Gambierdiscus toxicus.
Tabell 1. Förteckning över skadliga växtplanktonarter, effekter & Region där de förekommer (inte heltäckande). Källa: Scripps Institute of Oceanography & University of California, Santa Cruz

Som nämnts, Alla växtplankton är inte skadliga, de flesta är faktiskt ofarliga, men de arter som anges ovan representerar en handfull av de skadliga växtplankton som kan producera toxiner som antingen kan bli luftburna (K. brevis), eller kan förgifta marina djur och människor som äter dem eller förorenade fisk- och skaldjur.
Människors hälsa
Den påverkan på människors hälsa som är förknippad med rött tidvatten beror på fytoplanktonarterna, vilket tabell 1 visar. Vissa röda tidvatten är relativt ofarliga och människor kan simma eller surfa under en händelse. Vissa giftiga växtplankton, t.ex. K. brevis i Florida, släpper ut luftburna gifter som kan inhaleras direkt av människor på stranden och orsaka irritation av ögon, hud, hals och lungor och potentiellt allvarliga konsekvenser för personer med lungsjukdomar som astma. Vissa uppskattar att brevetoxiner från K. brevis kan färdas upp till en mil inåt landet beroende på vindhastighet och vindriktning. Slutligen utgör andra giftiga växtplankton endast en risk för människors hälsa genom konsumtion av förorenade fisk- och skaldjursprodukter. Därför är det viktigt att veta vilken typ av kiselalger eller dinoflagellater som utgör rödvatten i ditt område. Se avsnittet Resurser nedan för mer information om regionala hot och förekomster och denna CDC-webbplats för specifik information om effekterna på människors hälsa.

Hälsa för husdjur
Toxiska röda tidvatten kan också utgöra en risk för dina husdjur och orsaka neurologiska effekter, inklusive kramper och förlamning, om ditt husdjur äter kontaminerade fisk- och skaldjur eller fytoplankton direkt. River Landings Animal Clinic rekommenderar följande: ”Om ditt djur beter sig annorlunda, får kramper, är klumpigt, har diarré, skakar, tappar balansen, verkar förvirrat eller verkar inte kunna se, sök veterinärvård omedelbart.”
Marint djurliv
Röda tidvatten kan skada det marina djurlivet genom att skapa tillfälliga döda zoner och minskad DO, förgifta vilda djur direkt, förgifta näringskällor och fysiskt täcka vilda djur, vilket minskar deras förmåga att röra sig, jaga och äta. Mycket av följande information kommer från Florida Fish and Wildlife Conservation Commission.

Som nämnts sjunker rödvatten, när de så småningom dör, ner till havsbotten och förtärs av marina bakterier. Under denna process förbrukar bakterierna också en stor del av det lösta syret i det omgivande havsvattnet, vilket minskar mängden tillgängligt syre för andra marina djur som är beroende av detta syre för att kunna andas och överleva. Beroende på hur stort det röda flodvattnet är kan detta skapa en tillfällig ”dödzon” som inte kan stödja det marina livet. Lyckligtvis kan många marina djur och växter helt enkelt simma bort från dessa hypoxiska områden, men inte alla, eftersom ryggradslösa djur som musslor, svampar och sjöborrar inte kan förflytta sig långa sträckor. När hypoxiska händelser inträffar i viktiga barnkammare, uppfödningsområden och födosöksområden kan effekterna på det lokala ekosystemet och närliggande populationer dessutom bli allvarliga.
Direkt förgiftning av marina vilda djur och växter förväntas vara huvudorsaken till den massiva fiskdöd som inträffade i Florida under 2018 års röda flodvågshändelse. Exponering för K. brevis leder till att fiskar drabbas av förlamning, kramper, ”våldsamma vridningar och korkskruvsimning” och slutligen oförmåga att använda och kontrollera gälarna på rätt sätt, vilket leder till kvävning och död. Detta kan inträffa även vid relativt låga till medelhöga koncentrationer av K. brevis, 250 000 celler per liter havsvatten. Havssköldpaddor kan också bli direkt förgiftade och uppvisa liknande effekter i form av förlorad koordination, okontrollerade kroppsrörelser och letargi.
Samma som för människor kan konsumtion av förorenade fisk- och skaldjursprodukter få allvarliga konsekvenser för det marina djurlivet. I Monterey, Kalifornien, dog till exempel över 400 sjölejon efter att ha blivit förgiftade genom att ha ätit ansjovis som förorenats med domosyra under en lokal rödflod av Pseudonitzschia australis. År 1988 inträffade en fruktansvärd död av över 740 flasknosdelfiner utanför USA:s Atlantkust. Forskare misstänker att det var en blandning av direkt inandning av gifter och konsumtion av förorenade fisk- och skaldjursprodukter. Sedan dess har tre andra delfiner dött ut, främst i Florida Panhandle, och 93 % av de testade avlidna delfinerna innehöll brevetoxiner i kroppen. Även sjökor har förgiftats efter att ha ätit förorenat sjögräs under K. brevis-blomningar.
Sist kan den fysiska omfattningen av röda tidvatten orsaka massiva dödsfall av marina djur och växter. År 2007 dog hundratals sjöfåglar på grund av att deras fjädrar täcktes av dinoflagellaten Akashiwo sanguinea under ett rött tidvatten utanför Monterey, Kalifornien. Den slemmiga beläggningen av fytoplankton gjorde att fågelfjädrarna förlorade sin vattenavstötande förmåga, vilket är viktigt för att fåglarna ska kunna behålla sin nödvändiga kroppsvärme. Utan vattenavstötning blir fåglarna för blöta och deras kroppstemperaturer sjunker dödligt.
Ekonomi
De ekonomiska kostnaderna för giftiga rödvatten kan vara omfattande och inbegriper statligt finansierade saneringar (främst av döda vilda djur), förlust av intäkter från havsturism och rekreation, ökade sjukhusbesök och sjukskrivningar samt förlust av intäkter från kommersiellt fiske och fritidsfiske. I en undersökning från 2000 konstaterades att HAB:s årliga inverkan på det kommersiella fisket varierar mellan 13 och 25 miljoner dollar. Kostnaderna för sanering på länsnivå i Florida har beräknats till upp till 250 000 dollar för ett enskilt län under en rödflodshändelse. Och i augusti 2018 har det röda flodvattnet 2017-2018 redan kostat Florida 8 miljoner dollar i förlorade intäkter enbart från kustnära företag.
Och även om det är svårt att kvantifiera de fullständiga ekonomiska konsekvenserna av röda tidvatten och HAB är följande bild från National Water Sentinels webbseminarium Harmful Algae Blooms (HABs) and You 26 februari 2019 ger en bra sammanfattning:

Hur man förebygger röda tidvatten

Samtidigt som detta i allmänhet är ett naturligt förekommande fenomen, är sanningen den att allvaret i dessa händelser förvärras på grund av klimatförändringarna och de stora mängderna näringsämnesföroreningar som släpps ut i kustvatten. Gödselmedel från jordbruk och landskapsarkitektur läcker ut i mark- och ytvattendrag. Avloppsvatteninfrastrukturen, t.ex. septiska system och avlopp, går sönder, svämmar över och misslyckas i slutändan med att behandla vårt avfall. Tyvärr lät kongressen under hela denna kris Harmful Algal Bloom and Hypoxia Research and Control Amendments Act of 2017 (S.1057) upphöra att gälla i september 2018, vilket skulle ha krävt en bedömning av skadliga algblomningar till följd av utsläpp från Lake Okeechobee, och inrättat en process för att möjliggöra att algblomningar och hypoxiska händelser kan förklaras som en ”händelse av nationell betydelse”. Det har varit ett misslyckande på alla nivåer av regeringen att vidta åtgärder för att skydda rent vatten för säker rekreation, vilda djur och välmående strandturismekonomier.
Våra valda tjänstemän måste uppmärksamma denna folkhälsokris och ekonomiska kris och vidta åtgärder för att kontrollera flödet av föroreningar till de vattenvägar och stränder som driver vår kustturismekonomi. Nedan beskrivs åtgärder som medlemmar av lokalsamhällen, städer och delstater kan vidta för att stoppa framtida allvarliga algblomningar:
Atgärder som vi alla kan vidta:

• Scoop the Poop. Plocka upp ditt husdjurs avfall
• Tvätta bilen på gräs eller grus, inte på gatan. Ännu bättre är att ta den till en kommersiell biltvätt.
• Gör din trädgård mer havsnära
  • Gör ekologiskt. Sluta använda konstgödsel och bekämpningsmedel
  • Använd i stället mulch och kompost för att bygga upp hälsosam levande jord
  • Plantera inhemska och klimatanpassade växter
  • Led in regnrännor och stuprör i trädgårdslandskapet för att fördröja och svampa upp regn. Läs mer här.
• Tillträffa kommunfullmäktige och kräv följande åtgärder

Lokala åtgärder kan omfatta:

• Gör obligatoriska inspektioner av septiktankar
• Posta stängningar av stränder och hälsoråd snabbt och offentligt
• Gör starka lokala gödselrestriktioner (se Manatee County för ett bra exempel)
• Inför proaktiva program för att kontrollera dagvattenföroreningar, såsom Ocean Friendly Gardens
• Inspektera och underhåll av avloppsinfrastruktur

Statliga åtgärder kan omfatta:

• Finansiera programmet Florida Healthy Beaches för att testa rekreationsstränder för bakterieindikatorer som tyder på försämrat vatten
• Instifta och tillämpa strängare vattenkvalitetsnormer och föreskrifter
• Hjälpa lokalsamhällen att övergå från septiska system till avlopp
• Förse lokala samhällen med finansiering av kommuner att inspektera och underhålla sin avloppsinfrastruktur
• Reglera och begränsa jordbrukets tillförsel av gödningsmedel till sötvattenområden
• Återställa det naturliga flödet av vatten till kusten

Hur man skyddar sig under ett rött flodvattnet

Rött flodvattnet utgör ett flertal allvarliga hälsohot, respektera de lokala myndigheternas rekommendationer och eventuella stängningar av stränder, varningar och riktlinjer. Kontrollera med de lokala myndigheterna för att se vilka områden som påverkas (titta på avsnittet Resurser nedan för att se om det finns information för din delstat). Rapportera sjukdomar eller symtom genom att kontakta din lokala giftinformationscentral. Du kan också vidta följande åtgärder för att vara säker:

• Lär dig om vilka typer av röda tidvatten som förekommer i ditt område
• Kontrollera med ditt lokala jordbruksdepartement för att ta reda på riskerna med att konsumera lokala fisk- och skaldjursprodukter under en rödvattenshändelse
• Om lokala röda tidvatten innehåller skadliga arter av fytoplankton (som K. brevis), undvik stranden & håll dig borta från vattnet
• Om du har känd andningskänslighet, stanna inomhus eller gå bort från kusten
• Se resurserna nedan för mer information
• Gör något nu för att förhindra framtida röda tidvatten

Viktiga resurser

Förståelse av algblomningar

• Vad är algblomningar och varför är de dåliga? (Popular Science)

Florida & Texas

• Red Tide Current Status (Florida FWCC)
• Beaches Currently Affected in Florida (Florida DEP)
• Red Tide in Texas (Texas Parks & Wildlife)
• Hälsoeffekter av exponering för K. Brevis & Cyanobakterier (Florida Health)

Stilla havet

• NOAA Marine Biotoxins Program (Pacific Region)
• Skadliga alger & Program och karta för regional övervakning av rödvatten (SCCOOS)

Nationellt

• One Health Harmful Algal Bloom System (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)