Floración de algas nocivas

Una floración de algas nocivas ( FAN ) contiene organismos (generalmente algas , de ahí el nombre) que pueden reducir drásticamente los niveles de oxígeno en aguas naturales, matando organismos en aguas marinas o dulces . Algunas FAN están asociadas con toxinas producidas por algas . [1] Las floraciones pueden durar desde unos pocos días hasta muchos meses. Después de que la floración muere, los microbios que descomponen las algas muertas consumen aún más oxígeno (generando una " zona muerta "), lo que puede causar la muerte de los peces.. Cuando estas zonas de oxígeno agotado cubren un área grande durante un período prolongado de tiempo, ni los peces ni las plantas pueden sobrevivir.

Un perro nadando a través de una floración de algas.

Los FAN son inducidos por la eutrofización : una sobreabundancia de nutrientes en el agua. Los dos nutrientes más comunes son el nitrógeno fijo ( nitratos , amoníaco y urea ) y el fosfato . [2] Estos nutrientes son emitidos por la agricultura , otras industrias, el uso excesivo de fertilizantes en áreas urbanas / suburbanas y la escorrentía urbana asociada . La temperatura del agua más alta y la baja circulación son factores contribuyentes. Los FAN pueden causar daños importantes a los animales, el medio ambiente y la economía. Han ido aumentando en tamaño y frecuencia en todo el mundo, un hecho que muchos expertos atribuyen al cambio climático global. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU . (NOAA) predice más floraciones dañinas en el Océano Pacífico . [3]

Algas en la costa del norte de Alemania

Las FAN de las cianobacterias (algas verdiazules) pueden aparecer como espuma, escoria o estera sobre o justo debajo de la superficie del agua y pueden tomar varios colores dependiendo de sus pigmentos. [2] Las floraciones de cianobacterias en lagos o ríos de agua dulce pueden aparecer de color verde brillante, a menudo con rayas superficiales que parecen pintura flotante. [4] Las floraciones de cianobacterias son un problema mundial. [5]

Del mismo modo, las mareas rojas compuestas por dinoflagelados también contienen pigmentos fotosintéticos que varían en color desde el verde al marrón y al rojo.

La mayoría de las floraciones ocurren en aguas cálidas que tienen nutrientes en exceso. [2] Los efectos nocivos de tales floraciones se deben a las toxinas que producen o al uso de oxígeno en el agua, lo que puede provocar la muerte de los peces. [6] No todas las floraciones de algas producen toxinas, sin embargo, algunas solo se decoloran en el agua, producen un olor maloliente o agregan mal sabor al agua. Desafortunadamente, no es posible saber si una floración es dañina solo por las apariencias, ya que se requiere muestreo y examen microscópico. [2] En muchos casos, la microscopía no es suficiente para diferenciar entre poblaciones tóxicas y no tóxicas: en estos casos, se pueden emplear herramientas para medir la toxina o para determinar si los genes están presentes que pueden resultar en la producción de toxinas. [7]

Las cianobacterias (algas verdiazules) florecen en el lago Erie en 2009

Hay tres tipos principales de algas que pueden convertirse en floraciones de algas nocivas: cianobacterias , dinoflagelados y diatomeas . Los tres están formados por organismos microscópicos flotantes que, como las plantas, pueden crear su propio alimento a partir de la luz solar mediante la fotosíntesis . Esa capacidad los convierte en una parte esencial de la red alimentaria de los peces pequeños y otros organismos. [8] : 246

Cianobacterias

Las floraciones de algas nocivas en lagos y ríos de agua dulce, o en los estuarios , donde los ríos desembocan en el océano, son causadas por cianobacterias, que originalmente se conocían como "algas verdeazuladas". [9] Algunas cianobacterias pueden producir toxinas peligrosas, como microcistinas , [10] hepatotoxinas que se dirigen al hígado de los mamíferos. [11] En concentraciones suficientemente altas, es posible que las plantas de tratamiento de agua no puedan eliminar la toxina y aconsejarán a los residentes que eviten beber agua del grifo, como sucedió en Toledo, Ohio en agosto de 2014. [12]

También causan daño al bloquear la luz solar o al consumir el oxígeno que necesitan los peces o las plantas, lo que puede provocar la muerte de los peces. [6] Cuando tal agua sin oxígeno cubre un área grande durante un período prolongado de tiempo, puede volverse hipóxica , comúnmente llamada zona muerta . Estas zonas muertas pueden ser el resultado de numerosos factores diferentes que van desde los fenómenos naturales hasta la interacción humana deliberada. Estas zonas muertas no solo se limitan a grandes masas de agua dulce como las que se encuentran en los grandes lagos, sino que también son propensas a las masas de agua salada. [13]

mareas rojas

Una marea roja frente a la costa de San Diego, California

Los otros tipos de algas son las diatomeas y los dinoflagelados , que se encuentran principalmente en ambientes marinos, como las costas oceánicas o bahías, donde también pueden formar floraciones de algas, comúnmente llamadas mareas rojas . Las mareas rojas, sin embargo, pueden ser un fenómeno natural, [14] aunque cuando se forman cerca de las costas o en los estuarios. Pueden ocurrir cuando el agua más caliente, la salinidad y los nutrientes alcanzan ciertos niveles, lo que luego estimula su crecimiento. [14] La mayoría de las algas de la marea roja son dinoflagelados. [15] Son visibles en agua a una concentración de 1,000 células de algas por mililitro, mientras que en floraciones densas pueden medir más de 200,000 por mililitro. [dieciséis]

Las diatomeas producen ácido domoico , otra neurotoxina, que puede causar convulsiones en vertebrados superiores y aves a medida que se concentra en la cadena alimentaria. [17] El ácido domoico se acumula fácilmente en los cuerpos de los mariscos , las sardinas y las anchoas , que si luego lo comen lobos marinos , nutrias , cetáceos , aves o personas, pueden afectar el sistema nervioso causando lesiones graves o la muerte. [17] En el verano de 2015, los gobiernos estatales cerraron importantes pesquerías de mariscos en Washington , Oregon y California debido a las altas concentraciones de ácido domoico en los mariscos. [18]

Los FAN no tienen que ser claramente visibles. Esto muestra una floración con altos niveles de toxinas de cianobacterias (más de 5 μ / l), pero la floración no es fácil de ver. [19]

Entre las causas de la proliferación de algas se encuentran:

  • desechos químicos, principalmente nutrientes ( fósforo y nitratos) de fertilizantes o desechos humanos, [20] [9] [21]
  • el cambio climático con su consiguiente calentamiento global , [20]
  • contaminación térmica de centrales eléctricas y fábricas, y
  • niveles bajos de agua en vías navegables interiores y lagos, lo que reduce el flujo de agua y aumenta la temperatura del agua. [11] [22]

El cambio climático, según los científicos de la NOAA, contribuye a aguas más cálidas, lo que hace que las condiciones sean más favorables para el crecimiento de algas en más regiones y más al norte. [23] El calentamiento global también se considera un factor clave para la proliferación de algas en el hemisferio sur, reconocido por científicos de Australia. [24] En general, las aguas tranquilas, cálidas y poco profundas, combinadas con condiciones de alto contenido de nutrientes en lagos o ríos, aumentan el riesgo de proliferación de algas nocivas. [22]

Los nutrientes ingresan al medio ambiente marino o de agua dulce como la escorrentía superficial de la contaminación agrícola y la escorrentía urbana de céspedes fertilizados, campos de golf y otras propiedades ajardinadas; y de plantas de tratamiento de aguas residuales que carecen de sistemas de control de nutrientes. [25] Se introducen nutrientes adicionales a partir de la contaminación atmosférica. [26] Las zonas costeras de todo el mundo, especialmente los humedales y estuarios, arrecifes de coral y pantanos, son propensas a sobrecargarse con esos nutrientes. [26] La mayoría de las grandes ciudades a lo largo del mar Mediterráneo , por ejemplo, vierten todas sus aguas residuales al mar sin tratamiento. [26] Lo mismo ocurre con la mayoría de los países costeros en desarrollo.

En los EE. UU., La escorrentía superficial es la mayor fuente de nutrientes que se agregan a los ríos y lagos, pero en su mayoría no está regulada por la Ley Federal de Agua Limpia . [27] : 10 [28] [29] Se están llevando a cabo iniciativas desarrolladas localmente para reducir la contaminación por nutrientes en varias áreas del país, como la región de los Grandes Lagos y la Bahía de Chesapeake . [30] [31] Para ayudar a reducir la proliferación de algas en el lago Erie , el estado de Ohio presentó un plan en 2016 para reducir la escorrentía de fósforo. [32]

Ejemplos de

Texas

Los reservorios de agua natural en Texas han sido amenazados por actividades antropogénicas debido a las grandes refinerías de petróleo y pozos de petróleo (es decir, emisiones y descarga de aguas residuales), actividades agrícolas masivas (es decir, liberación de pesticidas) y extracciones mineras (es decir, aguas residuales tóxicas), así como fenómenos naturales que involucran frecuentes Eventos HAB. Por primera vez en 1985, el estado de Texas documentó la presencia de p. parvum (alga dorada) florece a lo largo del río Pecos . Este fenómeno ha afectado a 33 embalses en Texas a lo largo de los principales sistemas fluviales, incluidos Brazos, Canadian, Rio Grande, Colorado y Red River, y ha provocado la muerte de más de 27 millones de peces y causado daños por decenas de millones de dólares. [33]

bahía de Chesapeake

Una floración de algas en el río Sassafras , un afluente de la bahía de Chesapeake

La bahía de Chesapeake , el estuario más grande de los EE. UU., Ha sufrido repetidas grandes floraciones de algas durante décadas debido a la escorrentía química de múltiples fuentes, [34] incluidos 9 grandes ríos y 141 arroyos y riachuelos más pequeños en partes de seis estados. Además, el agua es bastante poco profunda y solo el 1% de los desechos que ingresan se arrojan al océano. [26]

En peso, el 60% de los fosfatos que ingresaron a la bahía en 2003 provenían de plantas de tratamiento de aguas residuales, mientras que el 60% de sus nitratos provino de la escorrentía de fertilizantes, desechos de animales de granja y la atmósfera. [26] Aproximadamente 300 millones de libras (140 Gg) de nitratos se agregan a la bahía cada año. [35] El aumento de la población en la cuenca de la bahía , de 3,7 millones de personas en 1940 a 18 millones en 2015, también es un factor importante, [26] ya que el crecimiento económico conduce al aumento del uso de fertilizantes y al aumento de las emisiones de desechos industriales. [36] [37]

A partir de 2015, los seis estados y los gobiernos locales de la cuenca de Chesapeake han mejorado sus plantas de tratamiento de aguas residuales para controlar las descargas de nutrientes. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) estima que las mejoras en las plantas de tratamiento de aguas residuales en la región de Chesapeake entre 1985 y 2015 han evitado la descarga de 900 millones de libras (410 Gg) de nutrientes, con descargas de nitrógeno reducidas en un 57% y fósforo en un 75%. [38] La contaminación por escorrentías agrícolas y urbanas sigue siendo una fuente importante de nutrientes en la bahía, y los esfuerzos para manejar esos problemas continúan en toda la cuenca hidrográfica de 64.000 millas cuadradas (170.000 km 2 ). [39]

Lago Erie

Las recientes floraciones de algas en el lago Erie se han alimentado principalmente de la escorrentía agrícola y han dado lugar a advertencias para algunas personas en Canadá y Ohio de no beber su agua. [40] [41] La Comisión Conjunta Internacional ha pedido a Estados Unidos y Canadá que reduzcan drásticamente las cargas de fósforo en el lago Erie para hacer frente a la amenaza. [42] [43]

Green Bay

Green Bay tiene una zona muerta causada por la contaminación por fósforo que parece estar empeorando. [44]

Canal de Okeechobee

Imágenes de la NASA de 2016 que muestran una floración de algas en el lago Okeechobee .

El lago Okeechobee es un hábitat ideal para las cianobacterias porque es poco profundo, soleado y está cargado de nutrientes de la agricultura de Florida. [45] La vía fluvial Okeechobee conecta el lago con el Océano Atlántico y el Golfo de México a través del río St. Lucie y el Caloosahatchee, respectivamente. Esto significa que las floraciones de algas nocivas se transportan por los estuarios a medida que se libera agua durante los meses húmedos de verano. En julio de 2018, hasta el 90% del lago Okeechobee estaba cubierto de algas. [46] [47] El agua que drenaba del lago llenó la región con un olor nocivo y causó problemas respiratorios en algunos humanos durante el mes siguiente. [48] Para empeorar las cosas, las floraciones dañinas de la marea roja son históricamente comunes en las costas de Florida durante estos mismos meses de verano. [49] Las cianobacterias en los ríos mueren cuando llegan al agua salada, pero su fijación de nitrógeno alimenta la marea roja en la costa. [49] Las áreas en la desembocadura de los estuarios, como Cape Coral y Port St. Lucie, experimentan, por tanto, los efectos combinados de ambos tipos de floración de algas nocivas. Equipos de limpieza contratados por las autoridades en el condado de Lee , donde el Caloosahatchee se encuentra con el Golfo de México, eliminaron más de 1700 toneladas de vida marina muerta en agosto de 2018. [50]

Mares costeros de Bangladesh, India y Pakistán

La defecación al aire libre es común en el sur de Asia, pero los desechos humanos son una fuente de contaminación por nutrientes que a menudo se pasa por alto en los modelos de contaminación marina. Cuando el nitrógeno (N) y el fósforo (P) aportados por los desechos humanos se incluyeron en los modelos de Bangladesh, India y Pakistán, las entradas estimadas de N y P a los cuerpos de agua aumentaron de uno a dos órdenes de magnitud en comparación con los modelos anteriores. [21] La exportación de nutrientes por los ríos a los mares costeros aumenta el potencial de eutrofización costera (ICEP). El ICEP del río Godavari es tres veces mayor cuando se incluyen los aportes de N y P de los desechos humanos.

A medida que crecen las floraciones de algas, agotan el oxígeno en el agua y bloquean la luz solar para que no llegue a los peces y plantas. Tales floraciones pueden durar desde unos pocos días hasta muchos meses. [51] Con menos luz, las plantas debajo de la flor pueden morir y los peces pueden morir de hambre. Además, la densa población de una floración reduce la saturación de oxígeno durante la noche mediante la respiración. Y cuando las algas finalmente mueren, los microbios que descomponen las algas muertas consumen aún más oxígeno, lo que a su vez hace que más peces mueran o abandonen el área. Cuando las floraciones continúan agotando el oxígeno, puede conducir a zonas muertas hipóxicas , donde ni los peces ni las plantas pueden sobrevivir. [52] También se sospecha que estas zonas muertas en el caso de la bahía de Chesapeake, donde ocurren normalmente, son una fuente importante de metano . [53]

El impacto negativo en los peces puede ser aún más severo cuando se encuentran confinados en corrales, como ocurre en las piscifactorías. En 2007, una piscifactoría en Columbia Británica perdió 260 toneladas de salmón como resultado de las floraciones, [54] y en 2016 una granja en Chile perdió 23 millones de salmones después de una floración de algas. [55]

Según la NOAA, menos del uno por ciento de las floraciones de algas producen toxinas peligrosas, como microcistinas . [10] Aunque las algas verdiazules u otras algas no suelen representar una amenaza directa para la salud, las toxinas (venenos) que producen se consideran peligrosas para los seres humanos, los animales terrestres, los mamíferos marinos, las aves [51] y los peces cuando las toxinas son ingerido. [10] Las toxinas son neurotoxinas que destruyen el tejido nervioso, lo que puede afectar el sistema nervioso, el cerebro y el hígado y provocar la muerte. [11] Las pruebas han demostrado que algunas toxinas cercanas a las flores pueden estar en el aire y, por lo tanto, ser inhaladas, lo que podría afectar la salud. [56]

No hay ningún tratamiento disponible para los animales, incluido el ganado, si beben de las floraciones de algas en las que están presentes dichas toxinas. El Departamento de Salud de Florida recomienda que las personas y las mascotas se mantengan alejadas de las floraciones de algas para evitar el contacto. [57]

Salud humana

Comida

No se recomienda comer pescado o mariscos de lagos con flores cercanas. [4] Un estudio ha demostrado que las toxinas de las algas pueden ser la causa de hasta 60.000 casos de intoxicación en el mundo cada año. [58] Esto es debido a la acumulación de toxinas potentes en los mariscos que consumen las algas y a continuación, estos crustáceos son posteriormente consumidos por los seres humanos que pueden resultar en envenenamiento Amnesic mariscos , envenenamiento diarreico mariscos , envenenamiento neurotóxico mariscos , y la intoxicación paralítica mariscos . [58] La intoxicación por mariscos paralíticos tóxicos en Filipinas durante las mareas rojas ha causado al menos 120 muertes durante algunas décadas. [59] Después de una FAN en la Bahía de Monterey , California, los funcionarios de salud advirtieron a las personas que no comieran ciertas partes de anchoas, sardinas o cangrejos capturados en la bahía. [60] En 1987 surgió una nueva enfermedad que se denominó intoxicación amnésica por mariscos . Se descubrió que las personas que habían comido mejillones de la isla del Príncipe Eduardo tenían intoxicación amnésica por mariscos . La enfermedad fue causada por el ácido domoico, producido por una diatomea encontrada en la zona donde se cultivaban los mejillones. [61] En 2015, la mayoría de las pesquerías de mariscos en Washington, Oregon y California se cerraron debido a las altas concentraciones de ácido domoico tóxico en los mariscos. [18] Se ha advertido a las personas que la inhalación de vapores de las olas o el viento durante una marea roja puede provocar ataques de asma o provocar otras dolencias respiratorias. [62]

A los funcionarios agrícolas de Utah les preocupaba que incluso los cultivos pudieran contaminarse si se riega con agua tóxica, aunque admiten que no pueden medir la contaminación con precisión debido a tantas variables en la agricultura. Sin embargo, emitieron advertencias a los residentes por precaución. [63]

Agua potable

Imagen de satélite del lago Erie durante una floración de algas en 2011

Por lo general, se advierte a las personas que no entren ni beban agua de las floraciones de algas, ni que dejen que sus mascotas naden en el agua, ya que muchas mascotas han muerto por las floraciones de algas. [22] En al menos un caso, las personas comenzaron a enfermarse antes de que se emitieran las advertencias. [64]

En algunos lugares se ha advertido a los visitantes que ni siquiera toquen el agua. [4] A los navegantes se les ha dicho que las toxinas en el agua pueden ser inhaladas por el rocío del viento o las olas. [9] [4] Playas oceánicas, [65] lagos [11] y ríos se han cerrado debido a la proliferación de algas. [51] Después de que un perro murió en 2015 por nadar en una flor en el río Russian de California , las autoridades también publicaron advertencias para partes del río. [66] Hervir el agua en casa antes de beberla no elimina las toxinas. [4]

Los científicos en Gran Bretaña, que ha experimentado un enorme aumento en las algas tóxicas, sospechan que beber agua de fuentes que tienen algas verdiazules puede contribuir a la enfermedad de Alzheimer , Parkinson o Lou Gehrig . Sin embargo, pocas plantas de tratamiento de agua analizan regularmente las toxinas cianobacterianas . [67]

En agosto de 2014, la ciudad de Toledo, Ohio, recomendó a sus 500.000 residentes que no bebieran agua del grifo, ya que el alto nivel de toxinas de una floración de algas en el oeste del lago Erie había afectado la capacidad de su planta de tratamiento de agua para tratar el agua a un nivel seguro. [12] La emergencia requirió el uso de agua embotellada para todos los usos normales, excepto para ducharse, lo que afectó gravemente a los servicios públicos y negocios comerciales. La floración regresó en 2015 [68] y se pronosticó nuevamente para el verano de 2016. [69]

En 2004, una floración en la bahía de Kisumu, que es la fuente de agua potable para 500.000 personas en Kisumu , Kenia , sufrió una contaminación del agua similar. [70] En China, se cortó el agua a los residentes en 2007 debido a una floración de algas en su tercer lago más grande, lo que obligó a 2 millones de personas a usar agua embotellada. [71] [72] Un corte de agua más pequeño en China afectó a 15.000 residentes dos años más tarde en un lugar diferente. [73] Australia en 2016 también tuvo que cortar el agua a los agricultores. [74]

Alan Steinman, de la Universidad Estatal de Grand Valley, ha explicado que una de las principales causas de la proliferación de algas en general, y del lago Erie en particular, es que las algas verdiazules prosperan con altos nutrientes, junto con agua cálida y tranquila. El lago Erie es más propenso a las floraciones porque tiene un alto nivel de nutrientes y es poco profundo, lo que hace que se caliente más rápidamente durante el verano. [75]

Los síntomas por beber agua tóxica pueden aparecer pocas horas después de la exposición. Pueden incluir náuseas, vómitos y diarrea, o desencadenar dolores de cabeza y problemas gastrointestinales. [11] Aunque es poco común, la toxicidad hepática puede causar la muerte. [11] Esos síntomas pueden provocar deshidratación, otra preocupación importante. En altas concentraciones, las toxinas en las aguas de las algas cuando simplemente se tocan pueden causar erupciones cutáneas, irritar los ojos, la nariz, la boca o la garganta. [4] A las personas con sospecha de síntomas se les pide que llamen a un médico si los síntomas persisten o si no pueden retener líquidos después de 24 horas.

Impacto económico

Recreación y turismo

Los peligros que acompañan a la proliferación de algas nocivas han obstaculizado el disfrute de los visitantes de las playas y lagos en lugares de Estados Unidos como Florida, [65] California [4] Vermont, [76] y Utah. [51] Las personas que esperan disfrutar de sus vacaciones o días libres se han mantenido alejadas en detrimento de las economías locales. Los lagos y ríos en Dakota del Norte , Minnesota , Utah, California y Ohio tienen carteles que advierten sobre el potencial de riesgo para la salud. [77]

En julio de 2016, Florida declaró el estado de emergencia en cuatro condados como resultado de las floraciones. Se dijo que estaban "destruyendo" una serie de empresas y afectando las economías locales, y muchas de ellas debían cerrar por completo. [78] Algunas playas fueron cerradas y los hoteles y restaurantes sufrieron una caída en el negocio. Las actividades deportivas turísticas como la pesca y la navegación también se vieron afectadas. [79] [80] El senador Marco Rubio calificó la situación en Florida como "una emergencia sanitaria, ecológica y económica". [81]

Navegantes en una floración de algas de agua dulce

Floraciones similares se han vuelto más comunes en Europa, con Francia entre los países que las reportan. En el verano de 2009, las playas del norte de Bretaña quedaron cubiertas por toneladas de algas verdes en descomposición potencialmente letales. Un caballo que montaba a lo largo de la playa se derrumbó y murió a causa de los humos emitidos por las algas en descomposición. [82]

El daño económico resultante de la pérdida de negocios se ha convertido en una seria preocupación. Según un informe de 2016, los cuatro impactos económicos principales de las floraciones de algas nocivas provienen de los daños a la salud humana, la pesca, el turismo y la recreación, y el costo de monitoreo y manejo del área donde aparecen las floraciones. [83] La EPA estima que la proliferación de algas impacta el 65 por ciento de los principales estuarios del país, con un costo anual de $ 2.2 mil millones. [63] En los EE. UU. Se estima que hay 166 zonas costeras muertas. [63] Debido a que la recopilación de datos ha sido más difícil y limitada a partir de fuentes fuera de los EE. UU., La mayoría de las estimaciones hasta 2016 han sido principalmente para los EE . UU. [83]

En las ciudades portuarias de la provincia de Shandong, en el este de China, los residentes ya no se sorprenden cuando las floraciones masivas de algas llegan cada año e inundan las playas. Antes de los Juegos Olímpicos de Beijing en 2008, más de 10,000 personas trabajaron para limpiar 20,000 toneladas de algas muertas de las playas. [84] En 2013, otra floración en China, que se cree que es la más grande de su historia, [85] cubrió un área de 7.500 millas cuadradas, [84] y fue seguida por otra en 2015 que cubrió un área aún mayor de 13.500 millas cuadradas. Se cree que las floraciones en China son causadas por la contaminación de descargas agrícolas e industriales no tratadas en los ríos que conducen al océano. [86]

Industria pesquera

Floración de algas en la costa oeste de 2015 que llevó al cierre de pesquerías

Ya en 1976, una zona muerta a corto plazo y relativamente pequeña frente a las costas de Nueva York y Nueva Jersey costaba a las pesquerías comerciales y recreativas más de $ 500 millones. [87] En 1998, una marea roja en Hong Kong mató a más de $ 10 millones en peces de alto valor. [88]

En 2009, el impacto económico para los condados costeros del estado de Washington que dependen de su industria pesquera se estimó en 22 millones de dólares. [89] En 2016, la industria pesquera de EE. UU. Esperaba que los ingresos perdidos futuros pudieran ascender a 900 millones de dólares anuales. [83]

La NOAA ha proporcionado algunas estimaciones de costos para varias floraciones en los últimos años: [90] $ 10,3 millones en 2011 debido a la marea roja en los desembarques de ostras en Texas; $ 2.4 millones perdidos en ingresos por el comercio tribal debido al cierre de pesquerías de 2015 en el noroeste del Pacífico; $ 40 millones de la pérdida de turismo del estado de Washington por el mismo cierre pesquero.

Junto con los daños a las empresas, el costo de las enfermedades humanas da como resultado la pérdida de salarios y daños a la salud. Los costos del tratamiento médico, la investigación por parte de las agencias de salud a través del muestreo y análisis del agua y la colocación de señales de advertencia en los lugares afectados también son costosos. [91]

Los cierres aplicados a las zonas donde se produce esta floración de algas tienen un gran impacto negativo en las industrias pesqueras, a eso se suma la alta mortalidad de peces que sigue, el aumento de precio debido a la escasez de pescado disponible y la disminución de la demanda de productos del mar debido a el miedo a la contaminación por toxinas. [92] Esto provoca una gran pérdida económica para la industria.

Se estima que los costos económicos aumentarán. En junio de 2015, por ejemplo, el mayor HAB tóxico conocido forzó el cierre de la industria de mariscos de la costa oeste, la primera vez que ha ocurrido. Un experto de la NOAA de Seattle comentó: "Esto no tiene precedentes en términos de la extensión y la magnitud de esta floración de algas nocivas y las condiciones de agua cálida que estamos viendo en alta mar ..." [93] La floración cubrió un rango desde Santa Bárbara, California. hacia el norte hasta Alaska . [94]

Impacto medioambiental

Porción de una zona muerta en el Golfo de México

Aumento de número y rango

El número de floraciones de algas nocivas (cianobacterias) notificadas ha aumentado en todo el mundo. [95] En los EE. UU., Todos los estados costeros han tenido floraciones de algas nocivas durante la última década, y han surgido especies en nuevos lugares que antes no se sabía que tuvieran problemas. [96] En el interior, los principales ríos han experimentado un aumento en su tamaño y frecuencia. En 2015, el río Ohio tuvo una floración que se extendió "sin precedentes" 650 millas (1050 km) en los estados adyacentes y dio positivo en toxinas, lo que creó problemas de agua potable y recreación. [97] Una parte del río Jordán de Utah se cerró debido a la floración de algas tóxicas en 2016. [51]

Los investigadores han informado del crecimiento de FAN en Europa, África y Australia. Estos han incluido floraciones en algunos de los Grandes Lagos africanos , como el lago Victoria , el segundo lago de agua dulce más grande del mundo. [70] India ha informado de un aumento en el número de floraciones cada año. [98] En 1977 Hong Kong informó de su primera marea roja. En 1987 obtenían un promedio de 35 por año. [88] Además, ha habido informes de floraciones de algas nocivas en los lagos canadienses más populares, como el lago Beaver y el lago Quamichan. Estas floraciones fueron responsables de la muerte de algunos animales y dieron lugar a avisos de natación. [99]

El calentamiento global y la contaminación están provocando que se formen floraciones de algas en lugares previamente considerados "imposibles" o raros para su existencia, como bajo las capas de hielo en el Ártico , [100] en la Antártida , [101] las montañas del Himalaya , [102] las Montañas Rocosas , [103] y en las Montañas de Sierra Nevada . [104]

Muerte de peces

Muerte masiva de peces en Brasil

Las FAN han provocado muertes masivas de peces. [105] En 2016, 23 millones de salmones que se cultivaban en Chile murieron a causa de una floración de algas tóxicas. [106] Para deshacerse de los peces muertos, los que eran aptos para el consumo se convirtieron en harina de pescado y el resto se arrojó a 60 millas de la costa para evitar riesgos para la salud humana. [106] Se estima que el costo económico de esa extinción fue de 800 millones de dólares. [106] El experto en medio ambiente Lester Brown ha escrito que el cultivo de salmón y camarón en estanques en alta mar concentra los desechos, lo que contribuye a la eutrofización y la creación de zonas muertas. [107]

Otros países han reportado impactos similares, con ciudades como Río de Janeiro , Brasil, que ven una importante muerte de peces a causa de las floraciones convirtiéndose en una ocurrencia común. [108] A principios de 2015, Río recolectó aproximadamente 50 toneladas de peces muertos de la laguna donde se planeaba realizar eventos acuáticos en los Juegos Olímpicos de 2016. [108]

La Bahía de Monterey ha sufrido floraciones de algas nocivas, la más reciente en 2015: "Las floraciones periódicas de diatomeas Pseudo-nitzschia productoras de toxinas se han documentado durante más de 25 años en la Bahía de Monterey y en otras partes de la costa oeste de los Estados Unidos. Durante las floraciones grandes, la toxina se acumula en mariscos y peces pequeños como anchoas y sardinas que se alimentan de algas, obligando al cierre de algunas pesquerías y envenenando a mamíferos marinos y aves que se alimentan de peces contaminados ”. [109] Se han observado muertes similares de peces por algas tóxicas o falta de oxígeno en Rusia, [110] Colombia, [111] Vietnam, [112] China, [113] Canadá, [114] Turquía, [115] Indonesia. , [116] y Francia. [117]

Muertes de animales terrestres

Los animales terrestres, incluidos el ganado y las mascotas, se han visto afectados. Los perros han muerto a causa de las toxinas después de nadar en las floraciones de algas. [118] Las advertencias provienen de agencias gubernamentales en el estado de Ohio, que señalaron que muchas muertes de perros y ganado fueron el resultado de la exposición a HAB en los EE. UU. Y otros países. También señalaron en un informe de 2003 que durante los 30 años anteriores, han visto floraciones de algas nocivas más frecuentes y duraderas ". [119] En 50 países y 27 estados ese año hubo informes de enfermedades humanas y animales relacionadas con las algas. toxinas. [119] En Australia, el departamento de agricultura de los agricultores advirtieron que las toxinas de una HAB tenía el "potencial de matar a un gran número de cabezas de ganado muy rápidamente." [120]

Ballena muerta de una floración de algas

Los mamíferos marinos también se han visto gravemente dañados, ya que más del 50 por ciento de las muertes inusuales de mamíferos marinos son causadas por la proliferación de algas nocivas. [121] En 1999, más de 65 delfines mulares murieron durante una marea roja en Florida. [122] En 2013, una marea roja en el suroeste de Florida mató a un número récord de manatíes . [123] Las ballenas también han muerto en grandes cantidades. Durante el período de 2005 a 2014, Argentina informó de la muerte de un promedio de 65 ballenas bebés, lo que los expertos han relacionado con la proliferación de algas. Un experto en ballenas espera que la población de ballenas se reduzca significativamente. [124] En 2003 frente a Cape Cod en el Atlántico norte, al menos 12 ballenas humbpack murieron a causa de las algas tóxicas de una marea roja. [125] En 2015, Alaska y Columbia Británica informaron que muchas ballenas jorobadas probablemente habían muerto a causa de las toxinas HAB, y 30 de ellas habían sido arrastradas a la costa en Alaska. "Nuestra teoría principal en este momento es que la floración de algas nocivas ha contribuido a las muertes", dijo un portavoz de la NOAA. [126] [127]

Las aves han muerto después de comer pescado muerto contaminado con algas tóxicas. Aves como pelícanos , gaviotas , cormoranes y posiblemente mamíferos marinos o terrestres se comen los peces podridos y en descomposición , que luego se envenenan. [105] Se examinaron los sistemas nerviosos de las aves muertas y habían fallado por el efecto de la toxina. [60] En la costa de Oregón y Washington, también murieron mil escoceses , o patos marinos, en 2009. "Esto es enorme", dijo un profesor universitario. [128] A medida que los pájaros moribundos o muertos llegaban a la orilla, las agencias de vida silvestre entraron en "un modo de crisis de emergencia". [128]

Incluso se ha sugerido que las floraciones de algas nocivas son responsables de la muerte de los animales que se encuentran en los tesoros fósiles. [129]

Más zonas muertas

Zona muerta en el sur de EE. UU.

Según la NOAA, las floraciones pueden dañar el medio ambiente incluso sin producir toxinas al agotar el oxígeno del agua cuando crecen y mientras se descomponen después de morir. Las flores también pueden bloquear la luz solar a los organismos que viven debajo de ellas. Se ha formado un número y tamaño récord de floraciones en la costa del Pacífico, en el lago Erie, en la bahía de Chesapeake y en el golfo de México, donde como resultado se crearon varias zonas muertas. [81] En la década de 1960, el número de zonas muertas en todo el mundo era 49; el número aumentó a más de 400 en 2008. [87] En los EE. UU. son especialmente frecuentes a lo largo de las costas este y sur. [87]

Varios hábitats naturales importantes, como ríos, lagos y estuarios, han continuado degradándose y han contribuido a crear más zonas muertas privadas de oxígeno , incluidas algunas en el Golfo de México, la Bahía de Chesapeake y el Lago Erie. [130] [131]

Entre las zonas muertas más grandes se encuentran las del Mar Báltico del norte de Europa y el Golfo de México, que afecta a una industria pesquera estadounidense de 2.800 millones de dólares. [70] Desafortunadamente, las zonas muertas rara vez se recuperan y generalmente aumentan de tamaño. [87] Una de las pocas zonas muertas que se recuperó fue en el Mar Negro , que volvió a la normalidad con bastante rapidez después del colapso de la Unión Soviética en la década de 1990 debido a la reducción resultante en el uso de fertilizantes. [87]

Tratamiento químico y presas

A fines de agosto de 2019, Chippewa Lake en el noreste de Ohio se convirtió en el primer lago en los EE. UU. En probar con éxito un nuevo tratamiento químico. La fórmula química mató a todas las algas tóxicas del lago en un solo día. La fórmula (de BlueGreen Water Technologies ) ya se ha utilizado en China, Sudáfrica e Israel. [132]

Aunque varios algicidas han sido eficaces para matar algas, se han utilizado principalmente en pequeñas masas de agua. Sin embargo, para las grandes floraciones de algas, la adición de algicidas como el nitrato de plata o el sulfato de cobre puede tener peores efectos, como matar peces directamente y dañar a otros animales silvestres. [133] Por tanto, los efectos negativos pueden ser peores que dejar que las algas mueran de forma natural. [133] [134]

En febrero de 2020, la presa Roodeplaat en la provincia de Gauteng , Sudáfrica, fue tratada con una nueva formulación de algicida (por BlueGreen Water Technologies ) contra una floración severa de Microcystis sp. Esta formulación permite que el producto granular flote y libere lentamente su ingrediente activo, el percarbonato de sodio , que libera peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ), en la superficie del agua. En consecuencia, las concentraciones efectivas están limitadas, verticalmente, a la superficie del agua; y espacialmente a áreas donde abundan las cianobacterias . Esto proporciona a los organismos acuáticos un "refugio seguro" en áreas no tratadas y evita los efectos adversos asociados con el uso de algicidas estándar . [135]

Otros expertos han propuesto construir embalses para evitar el movimiento de algas río abajo. Sin embargo, eso puede provocar el crecimiento de algas dentro del depósito, que se convierten en trampas de sedimentos con la consiguiente acumulación de nutrientes. [133] Algunos investigadores encontraron que las floraciones intensivas en los embalses eran la principal fuente de algas tóxicas observadas aguas abajo, pero el movimiento de las algas hasta ahora ha sido menos estudiado, aunque se considera una causa probable del transporte de algas. [134] [136]

Sensores y dispositivos de monitorización

Un número creciente de científicos está de acuerdo en que existe una necesidad urgente de proteger al público al poder pronosticar la proliferación de algas nocivas. [137] Una forma en que esperan hacerlo es con sensores sofisticados que pueden ayudar a advertir sobre posibles floraciones. [138] Las instalaciones de tratamiento de agua también pueden utilizar los mismos tipos de sensores para ayudarlos a prepararse para niveles tóxicos más altos. [137] [139]

Los únicos sensores que se utilizan actualmente se encuentran en el Golfo de México. En 2008, sensores similares en el Golfo advirtieron de un mayor nivel de toxinas que provocó el cierre de la recolección de mariscos en Texas junto con el retiro de mejillones, almejas y ostras, lo que posiblemente salvó muchas vidas. Con un aumento en el tamaño y la frecuencia de los HAB, los expertos afirman la necesidad de más sensores ubicados en todo el país. [137] Los mismos tipos de sensores también se pueden utilizar para detectar amenazas al agua potable por contaminación intencional. [140]

Las tecnologías por satélite y de teledetección están adquiriendo una importancia cada vez mayor para el seguimiento, seguimiento y detección de FAN. [141] [142] [143] Cuatro agencias federales de EE. UU.: EPA, la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), NOAA y el Servicio Geológico de EE. UU. (USGS), están trabajando en formas de detectar y medir las floraciones de cianobacterias utilizando datos satelitales. . [144] Los datos pueden ayudar a desarrollar indicadores de alerta temprana de la proliferación de cianobacterias mediante el seguimiento de la cobertura local y nacional. [145] En 2016 se probaron con éxito sistemas automatizados de monitoreo de alerta temprana y, por primera vez, se demostró que identifican el rápido crecimiento de algas y el consiguiente agotamiento de oxígeno en el agua. [146]

Sin embargo, al menos en los EE. UU., La financiación para tales dispositivos de advertencia se ha reducido, con una financiación aprobada que se redujo en un 45% en los últimos cinco años. [ cuando? ] Según un profesor de ciencias marinas, "Lo necesitamos más que nunca, y nos hemos llevado al precipicio de hacer grandes pronósticos, pero no podemos hacer que suceda". [137]

Reducir la escorrentía química

Escorrentía de suelo y fertilizantes de una granja después de fuertes lluvias

Los nitratos y el fósforo de los fertilizantes provocan la proliferación de algas cuando se escurren a los lagos y ríos después de las fuertes lluvias. Se han sugerido modificaciones en los métodos de cultivo, como el uso de fertilizantes solo de manera específica en el momento adecuado, exactamente donde puede ser más beneficioso para los cultivos para reducir la posible escorrentía. [147] Un método utilizado con éxito es el riego por goteo , que en lugar de dispersar ampliamente los fertilizantes en los campos, riega por goteo las raíces de las plantas a través de una red de tubos y emisores, sin dejar rastros de fertilizante para lavar. [148] Según la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), el riego por goteo también previene la formación de floraciones de algas en los reservorios de agua potable [149] y ahorra hasta un 50% del agua que normalmente se utiliza en la agricultura. [150]

Varios estados de los EE. UU. Han intentado eliminar los fosfatos en el detergente y limpiando plantas de tratamiento de agua [ imprecisas ] , lo que logró reducir la cantidad que ingresó al lago Erie en un 66%. [ verificación fallida ] Sin embargo, los cambios en las prácticas agrícolas durante ese período aumentaron la escorrentía química, compensando así las mejoras. [147]

También ha habido propuestas para crear zonas de amortiguamiento de follaje y humedales para ayudar a filtrar el fósforo antes de que llegue al agua. [147] Otros expertos han sugerido utilizar la labranza de conservación, cambiar la rotación de cultivos y restaurar los humedales. [147] "Lo más importante que se puede hacer es reducir la escorrentía agrícola", según un experto en contaminación de los Grandes Lagos. "La prevención es mejor que el tratamiento". [147] Otro experto afirma que es posible que algunas zonas muertas se reduzcan en un año si se gestionan adecuadamente. [151]

Ha habido algunas historias de éxito en el control de productos químicos. Después de que la pesquería de langosta de Noruega colapsara en 1986 debido a los bajos niveles de oxígeno, por ejemplo, el gobierno de la vecina Dinamarca tomó medidas y redujo la producción de fósforo en un 80 por ciento, lo que acercó los niveles de oxígeno a la normalidad. [151] De manera similar, las zonas muertas en el Mar Negro y a lo largo del río Danubio se recuperaron después de que las aplicaciones de fósforo por parte de los agricultores se redujeran en un 60%. [151]

Investigación y gestión

Las floraciones de algas se forman y se rompen con el tiempo.

En 2008, el gobierno de los Estados Unidos preparó un informe sobre el problema, "Manejo y respuesta de la floración de algas nocivas: Evaluación y plan". [152] El cambio reconoció la gravedad del problema:

Se cree ampliamente que la frecuencia y la distribución geográfica de las FAN han aumentado en todo el mundo. Todos los estados costeros de los EE. UU. Han experimentado FAN durante la última década, y han surgido nuevas especies en algunos lugares que no se sabía que causaran problemas anteriormente. También se cree que la frecuencia de FAN está aumentando en los sistemas de agua dulce. [152]

El informe sugirió, entre otros remedios, utilizar métodos de seguimiento mejorados, intentar mejorar la previsibilidad y probar nuevos métodos potenciales para controlar las FAN. [152] Algunos países que rodean el Mar Báltico, que tiene la zona muerta más grande del mundo, han considerado el uso de opciones de geoingeniería masiva, como forzar el aire a las capas inferiores para airearlas. [87]

En 2015, la NOAA creó 12 nuevas subvenciones para investigación por un total de casi $ 2,1 millones que otorgarían a organizaciones nacionales que realizan investigaciones sobre floraciones de algas nocivas e hipoxia, que consideran "dos de los problemas costeros más científicamente complejos y económicamente dañinos". [96]

Seguimiento y presentación de informes

La mayoría de los países, estados y grandes ciudades tienen departamentos que ayudarán a monitorear y reportar incidentes de floración de algas. Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de EE. UU. Lanzaron el primer sistema de notificación de floración de algas del país en junio de 2016. [153] Las agencias ambientales en estados individuales de EE. UU. Aceptarán informes de floraciones de los ciudadanos y trabajarán con las ciudades para realizar pruebas e informes incidentes a los medios de comunicación. Algunos ejemplos:

  • Organización Mundial de la Salud (OMS)
  • Sociedad Internacional para el Estudio de Algas Nocivas (ISSHA)
  • Estado de Nueva York
  • Illinois
  • Estado de Washington
  • California
  • Texas
  • Florida

  • BMAA

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  • CyanoHABs – U.S. Environmental Protection Agency
  • NOAA video about dead zones