Effekten af ​​spildevand på akvatiske økosystemer

Behandling af kommunalt spildevand har reduceret forureningen af ​​akvatiske økosystemer betydeligt, men problemet med spildevandsforurening fortsætter. Kilder til spildevandsforurening er overløb af rå spildevand fra overbelastede eller dårligt designede systemer, ineffektiv behandling af spildevand fra behandlingsanlæg og landbrugsafløbet. Selvom de i vidt omfang anerkendes som et stort problem, håndhæver få lande strenge regler for udledning af landbrugsafløbet. Spildevandsforurening ændrer balancen mellem marine og ferskvandsøkosystemer, hvilket får dem til at fungere mindre effektivt.

Eutrofiering

Spildevand indeholder meget store mængder næringsstoffer, primært nitrogen og fosfor. Under naturlige forhold begrænser lave koncentrationer af disse næringsstoffer produktiviteten af ​​akvatiske økosystemer. Spildevand fremmer overskydende vækst af primærproducenter i vand - planter, alger og cyanobakterier - i en proces, der kaldes eutrofiering. Med stigende biomasse af primære producenter kommer en stigning i antallet af primære forbrugere, såsom zooplankton og plantelevende fisk. Ekstra produktivitet overføres op i fødekæden på denne måde og når til sidst rovfisk og pattedyr øverst i fødekæden.

Community Dynamics

Ændringer i fysiske habitater, der skyldes overskydende plantevækst kan dramatisk ændre samfund dynamik. For eksempel kan overskydende vækst af vandplanter reducere tilgængelig levestandard for dyr, der kræver åbent vand at leve, såsom filtrering af hvirvelløse vanddyr. Plantevækst kan også ændre artedynamikken, for eksempel ved at skabe mere tilflugt til byttedyr og dermed reducere foderstofernes effektivitet. Tilgængeligheden af ​​ekstra mad kan resultere i konkurrencedygtig ulighed på alle niveauer i fødekæden, med dyr, der er mere effektive ved at bruge den ekstra fødekilde, der bliver dominerende i økosystemet. Dette resulterer typisk i akvatiske økosystemer med høj biomasse men lav artsdiversitet.

Hypoxi

Spildevandsforurening fremmer hypoxi eller iltudtømning i akvatiske økosystemer på to måder. For det første indeholder spildevand i sig store mængder organisk stof, som er direkte tilgængeligt for bakterier i vandet. For det andet fremmer det vækst af planter og alger, der bliver en kilde til organisk stof, når de dør. Når bakterier indtager organisk materiale, forbruger de også opløst oxygen fra vandet. Hypoxi kan dræbe dyr eller forårsage fysiologisk stress, der stinker vækst og reproduktion. Et kendt eksempel på et akvatisk økosystem, der lider af hypoxi, er Mexicogolfen Dead Zone. Mange invasive arter, som asiatisk karpe, kan tolerere forhold med lavt iltindhold. Spildevandsforurening letter derfor spredning af invasive arter ved at skabe passende levesteder for dem og eliminere konkurrence.

Antibiotika og hormoner

Antibiotika og hormoner udskilles af husdyr og mennesker i urin og afføring. Større kilder til spildevand indeholdende disse forbindelser er hospitaler, intensivt forvaltede gårde og slagterier. En gang i vandet kan antibiotika hæmme væksten af ​​bakterier, der spiller en vigtig rolle ved fjernelse af nitrogen fra vand. Antibiotika fremmer også væksten af ​​resistente bakterier, der forstyrrer balancen i bakterielle samfund. Syntetiske hormoner er kendt for at forstyrre det endokrine system - en gruppe af kirtler, der producerer hormoner og styrer deres frigivelse - af pattedyr, fisk, reptiler, amfibier og hvirvelløse dyr. Syntetiske versioner af hormoner, såsom østradiol, kan efterligne naturlige hormoner og ændre følsomheden af ​​hormonreceptorer, hvilket forårsager unormal vækst og reproduktion af udsatte dyr.