Účinky eutrofizace

Účinky eutrofizace

Masový rozvoj planktonních organismů v povrchových vodách způsobuje hygienické a technické problémy, které vedou k řadě vynucených opatření ve vodárnách, v průmyslu, při rekreaci, v rybničních zdržích a v údolních nádržích. Koupání v takto znečištěných nádržích je z hygienického hlediska zpravidla nevhodné, rekreační využití proto bývá omezeno jen na lodní sporty. Při použití eutrofizovaného zdroje povrchové vody pro následnou úpravu nastávají velké problémy při úpravě vody i v samotné technologii úpravy. V případě použití eutrofizovaného zdroje pro chladící okruhy dochází ke korozi a tvorbě nárostů na stěnách nádrží (Ambrožová, 2003).

Primární projevy	Přímé důsledky	Následné důsledky
produkce až hyperprodukce řas a sinic ve fytoplanktonu	nárůst POC a DOC mechanické problémy při filtraci průchod organismů v procesu úpravy možný výskyt toxinů zhoršení podmínek rekreačního, rybářského a dalšího užívání vody	senzorické závady možnos výskytu AOX změny O₂ režimu a následné problémy s Mn a Fe obohacení sedimentů změny vztahů ve společenstvech
produkce až hyperprodukce řas a sinic v nárostech včetně vláknitých řas	nárůst organické hmoty mechanické závady na vodohospodářských zařízeních akumulace plavenin a kontaminantů	senzorické závady zhoršení fyzikálně -chemických charakteristik zdrojů
produkce až nadprodukce submerzních a emerzních rostlin	nárůst organické hmoty akumulace plavenin a splavenin	zazemňování litorálu (dna) koryt obohacení sedimentů živinami

Tab. Charakteristika projevů eutrofizace a následných efektů

Zdroj :Punčochář a Desortová, 1994

Monokultura koloniálních cyanobacterií (sinic) vytváří na vodní hladině povlaky, které jsou označované jako vodní květ. K vytvoření vodního květu stačí množství fosforu 10μg/l.
Některé cyanobacterie pak mají schopnost tvořit toxiny, které ohrožují nejen zdraví lidí. Toxiny se nacházejí uvnitř buněk. Mladé buňky váží 70-90 % toxinu, zatímco starší buňky můžou naopak až 70 % toxinu uvolnit do vody. V současné době je identifikováno více než 50 druhů sinic, které toxiny produkují. V Evropě je vodní květ ve sladkých vodách nejčastěji tvořen sinicemi rodů Microcystis, Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Nodularia a Nostoc.

Toxiny sinic

Toxiny cyanobacterií (cyanotoxiny) jsou látky sekundárního metabolismu. Ve srovnání s ostatními přírodními toxiny jsou toxičtější než toxiny vyších rostlin a hub, ale méně toxické než toxiny bakteriální. Rezistence a perzistence toxinů v prostředí závisí na charakteru sloučeniny. Některé toxiny jsou schopny odolávat teplotám kolem 3000C. Účinek toxinů v přírodním prostředí většinou vymizí během 1-3 týdnů. V nedostatečně prosvětlených přírodních vodách však mohou toxiny přetrvávat po dobu několika měsíců až roků.
Cyanotoxiny dělíme na neurotoxiny, paralytické toxiny, hepatotoxiny, Tumor Promoting Factors, cytotoxiny, prymneotoxiny,embryotoxiny, dermatotoxiny, genotoxiny a mutageny, imunotoxiny a imunomodulátory. Jiné dělení cyanotoxinů vychází z chemické struktury toxinů a někteří autoři dělí cyanotoxiny dle typů molekul na cyklické a lineární peptidy, alkaloidy a lipopolysacharidy. Populace jednoho druhu může také produkovat souběžně několik druhů toxinů.

Cytotoxiny sinic byly s úspěchem použity jako antibiotika ve veterinární medicíně. Prokazatelné prodinádorové účinky byly objeveny u sinice Tolypothrix, která produkuje cytotoxin s označením tubercidin. Podobné účinky byly zaznamenány i u druhu Spirulina subsalsa nebo řasy Chlorella pyrenoidosa (Sivonen and Jones 1999).

Mezi nejlépe prostudované cyanotoxiny patří neurotoxiny a hepatotoxiny.
Neurotoxiny jsou produkovány druhy rodů Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Trichodesmidium, Cylindrospermopsis, Lyngbya, Planktothrix, Nostoc.
Sladkovodní sinice produkují zejména anatoxin a aphanotoxin. Jsou velmi termolabilní a jejich destrukce nastává v alkalickém prostředí už při teplotách nad 40 oC. Nejčastěji popisované projevy jsou křeče pohybového svalstva,nekoordinované pohyby, dávení, ztráta stability, dušení a může následovat smrt udušením. Tyto klinické příznaky byly popisovány u koní, dobytka, psů i u ptáků (hlavně divokých kachen a domácí drůbeže), u kterých může během několika minut po kontaktu dojít k akutní zástavě dechu.

Chemický vzorec toxinu neurotoxinu: anatoxin a - MW 165	Homoanatoxin a- MW 179

Zdroj: Sivonen and Jones, 1999

Hepatotoxiny jsou toxiny produkované sinicemi rodů Microcystis, Anabaena, Nodularia, Planktothrix, Oscillatoria, Nostoc, Cylindrospermopsis, Aphanizomenon, Gleotrichia a Coelosphaerium. Sladkovodními sinicemi jsou produkovány zejména mikrocystiny a mikroviridiny (velmi termostabilní látky, jejichž aktivita není omezena ani po několika hodinách varu). Způsobují poškození struktury a funkce jater a také tvorbu a růst nádorů.
Následkem požití těchto látek bývá u teplokrevných obratlovců popisována zesláblost, nechutenství, zimomřivost. Klinické příznaky jsou známy u myší, prasat, králíků, koní, ovcí a skotu, přičemž vyšší relativní dávky microcystinu vztažené na kg živé hmotnosti přežijí déle větší živočichové (Sivonen and Jones 1999).

Obr. Chemický vzorec toxinu microcystinu

Zdroj: Sivonen and Jones, 1999

Epidemie gastroenteritidy v oblasti přehrady Itaparica, Bahia, Brazílie s případy úmrtí

V roce 1988 propukla vážná epidemie gastroenteritidy (průjmové onemocnění) ve městě Paulo Afonso, v regionu Bahia, Brazílie. Bylo zaznamenáno asi 2.000 případů, z nichž 88 bylo smrtelných. Epidemie propukla v oblasti, která byla zásobována pitnou vodou z přehrady Itaparica, kontaminované sinicemi rodů Anabaena a Microcystis. Onemocněli i lidé, kteří si vodu pro pití převařovali.

Výskyt rakovinných buněk jater v jihovýchodní Číně

Výskyt rakovinných buněk jater v jihovýchodní Číně (60 případů na 100.000 obyvatel) se vyskytoval v oblastech, kde byli obyvatelé odkázáni na zdroj vody s masovým rozvojem Microcystis nebo pokud voda pocházela z vodních příkopů (Yu 1995)

Případy závažných onemocnění po kontaktu s vodou, kontaminovanou toxiny sinic

Rok 1995, Saskatchewan, Kanada. I přes varování úřadů se lidé koupali v jezeře, kontaminovaném sinicemi rodu Microcystis a Anabaena. Třináct osob onemocnělo (bolesti hlavy, nevolnost, bolesti svalů, průjem). V exkretech jednoho z pacientů (doktor, který náhodně vypil 300 ml vody) se objevila zvýšená koncentrace buněk Microcystis.

Rok 1989, Velká Británie. Dvacet vojáků trénovalo ve vodě s mohutným květem Microcystis. Deset z nich mělo příznaky intoxikace (zvracení, nevolnost, bolení břicha, opuchání rtů, bolesti v krku). Dva z branců trpěli díky vdechnutí Microcystis vážným zápalem plic a museli být hospitalizováni na jednotce intenzivní péče (Turner et al. 1990).

Rok 1995, Austrálie. V rámci epidemiologické studie (posouzení vlivu sinic na zdraví rekreantů) byl u 852 účastníků během sedmi dnů zjištěn zvětšující se počet případů nevolnosti, zvracení, příznaků chřipky, kožních vyrážek, vředů v ústech, horečky, podráždění očí a uší (Pilotto et al. 1997). Příznaky významně rostly s délkou kontaktu s vodou a hustotou buněk sinic.