Ztrpčují život na všech kontinentech a někde dokonce zabíjejí zvířata i lidi. Odkud přišly? Jaké nebezpečí nám hrozí? Lze s ním už účinně bojovat? Na tyto otázky hledalo 21. STOLETÍ odpověď.
Sinice se představují
Sinice (latinsky cyanobakterie) jsou jedny z nejstarších organismů, které před miliardami let stály u zrodu života na Zemi. Za dlouhou dobu své existence se dobře přizpůsobily podmínkám prostředí, ve kterém žijí, a proto je můžeme najít od mrazivých plání Antarktidy až po vyprahlé duny Sahary. Nejčastěji je však jejich výskyt vázán na vodní prostředí, kde jejich hromadný nárůst způsobuje největší problémy.
Sinice jsou svou buněčnou stavbou bakterie, ale přesto se od nich v několika směrech odlišují. Podobně jako řasy a vyšší rostliny si sinice osvojily schopnost fotosynteticky vázat oxid uhličitý pomocí světelné energie zachycené pigmenty fotosyntetického aparátu. Zatímco běžné bakterie jsou mikroskopických rozměrů, sinice dovedou vytvářet obrovské kolonie složené z milionů drobných buněk. A právě v okamžiku, kdy se jinak mikroskopické sinice stanou viditelné pouhým okem, nastávají problémy.
Když voda kvete…
Vodním květ je označení pro přemnožení řas nebo sinic, které je vidět pouhým okem.
Zejména v letních měsících, kdy bývá teplota vody nejvyšší, na něj můžeme natrefit ve stojatých nebo pomalu tekoucích vodách celého světa. Jeho studiem se proto intenzivně zabývají týmy vědců z různých koutů světa a pochopitelně i u nás. Důvodem takového zájmu je zejména skutečnost, že sinice tvořící vodní květ mohou produkovat celou řadu toxických látek, tzv. cyanotoxinů, které ohrožují zdraví lidí i zvířat.
Kde sinice zabíjely
Po celém světě jsou známy stovky případů otrav divokých i domácích zvířat, která uhynula poté, co vypila vodu z napajedla kontaminovanou sinicemi. Dokonce jsou známy i případy, kdy na následky otravy cyanotoxiny došlo k úmrtí lidí.
Nejzávažnější z nich byl zaznamenán v brazilském Caruaru, kdy byl pacientům na dialyzační jednotce intravenózně (do žíly) podán přípravek vyrobený z vody kontaminované sinicemi. Zanedbání technologického procesu úpravy vody tak mělo za následek poškození jater všech 126 postižených a v konečném důsledku došlo k úmrtí 60 z nich.
V Brazílii se shodou okolností stal i další případ otravy cyanotoxiny. Během napouštění nově budované přehrady Itaparica vypukla náhle epidemie gastroenteritidy (zánět sliznice žaludku a střev), která postihla přes 2000 lidí, přičemž 88 takto postižených nepřežilo. Následné výzkumy prokázaly, že zdrojem nákazy byla voda z nádrže, v té době zamořená sinicemi. Případy otravy byly zaznamenány pouze v těch oblastech, kde voda z přehrady sloužila jako jediný zdroj pitné vody pro tamní obyvatele.
Podobný případ byl zaznamenán také v Austrálii, kdy ve vodárenské nádrži po aplikaci modré skalice došlo k uvolnění velkého množství cyanotoxinů ze sinic do vody a následné otravě místních lidí (převážně dětí), kteří vodu z přehrady pili. Naštěstí tato otrava neskončila tak tragicky jako v předchozích případech a po vhodné léčbě došlo k zotavení všech postižených.
Nepijte vodu se sinicemi!
U lidí však mnohem spíše než akutní otrava přichází v úvahu otrava chronická. Hrozí tam, kde lidé pravidelně konzumují pitnou vodu obsahující malé množství cyanotoxinů, které okamžitě nevyvolává žádné zdravotní problémy. Výzkumy prováděné v Číně došly k závěru, že statisticky vyšší procento případů onemocnění jater bylo zaznamenáno v těch geografických oblastech, kde lidé používají jako hlavní zdroj pitné vody vodu zamořenou sinicemi.
Jak jsme na tom u nás?
V posledních dvou letech byly vodní květy sinic zaznamenány během léta na většině z 25 zkoumaných přehrad. I přes toto alarmující zjištění nebyl na našem území doposud zaznamená případ akutní smrtelné otravy vyvolané sinicemi.
Nedávný výzkum prokázal, že při nevhodném či nedostatečném způsobu úpravy vody ve vodárnách se cyanotoxiny mohou i u nás dostat až do pitné vody. Po tomto zjištění byly některé úpravny vyřazeny z provozu a v současné době se rozjíždí monitorovací program, který by měl snížit riziko spojené s cyanotoxiny v pitné vodě na minimum.
Při koupání v přehradách a nádržích se setkání s vodním květem sinic nelze mnohdy vyhnout. Tím pak dojde ke kontaktu s kůží a sliznicemi, což nejčastěji vede k výskytu nejrůznějších alergií a podráždění. Náhodné pozření kontaminované vody zpravidla nevede k žádné akutní otravě se smrtelnými následky, ale přesto se objeví reakce v podobě zvracení, průjmu, zvýšené teploty nebo bolestí hlavy. Z těchto důvodů je lepší se lokalitám zamořeným sinicemi raději vyhnout, popřípadě se po koupání v takovéto vodě alespoň osprchovat. Jaké jsou však příčiny hromadného výskytu sinic?
Příliš výživná voda
Hlavním příčinou vzniku vodního květu sinic je nadměrné množství živin ve vodě. Většina našich stojatých vod je eutrofizovaná, což znamená, že obsahují velké množství živin. Klíčovou živinou ovlivňujícím růst sinic ve vodě je přitom fosfor, jehož nejvýznamnějším zdrojem jsou nedostatečně vyčištěné komunální odpadní vody.
Fosfor ve splaškových vodách pochází zejména z exkrementů a také z pracích, čisticích a mycích prostředků (detergentů). Starší typy čistíren odpadních vod často nejsou vybaveny tzv. terciálním stupněm čištěním, a proto nejsou schopny fosfor z odpadních vod účinně odstranit. Nedostatečně vyčištěná odpadní voda je pak doslova rájem pro obávané sinice.
Důležitým faktorem ovlivňujícím množství sinic je teplota a jevy s ní spojené, zejména její rozvrstvení (stratifikace) ve vodě. Nejčastěji se proto sinice přemnožují v létě, kdy jsou teplota vody a stabilita vodního sloupce nejvyšší. Na vývoj vodního květu má vliv také počasí v pozdních jarních měsících. Zatímco vlhký a studený květen a červen rozvoji sinic příliš nepřejí, teplé a suché počasí naopak vytváří ty nejpříhodnější podmínky pro bujarý nástup silných vodních květů během léta.
Množství a rozšíření vodního květu sinic může významně ovlivňovat i celá řada dalších faktorů a jejich vzájemného působení, jejichž význam se liší v závislosti na dané lokalitě. Bez rozluštění složitých vzájemných vztahů na každém konkrétním místě jejich výskytu je jakýkoliv účinný boj se sinicemi marný. Přesto existují způsoby, jak přemnožení sinic alespoň částečně zamezit.
Co s fosforem?
Ačkoli existuje několik způsobů, jak nežádoucímu výskytu sinic zabránit, žádný z nich není ten jediný správný a nejlepších výsledků lze zpravidla dosáhnout jejich vzájemnou kombinací a provázaností. Smutným faktem je, že množství prostředků vynaložených na účinné omezení výskytu sinic je leckdy takové, že se jakékoli zásahy proti sinicím z ekonomických důvodů prostě nevyplatí.
Zcela zásadní pro náš boj vedoucí k omezení vodních květů je snížení množství fosforu ve vodě a omezení jeho přísunu. Toho lze dosáhnout především výstavbou moderních čistíren odpadních vod, napojením domácností na jednotnou kanalizační sít nebo používáním bezfosfátových pracích prášků. To by posléze vedlo k postupnému snižování výskytu vodních květů sinic. I když se výsledek neprojeví okamžitě, jedná se o krok správným směrem.
Boj s větrnými mlýny
Existují i drastické metody, které jsou schopny eliminovat sinice okamžitě, ovšem bez dlouhodobějšího efektu. Jedná se zejména o použití různých chemických přípravků, které jsou sice schopny sinice usmrtit, ale představují značné riziko pro celý ekosystém. Navíc se toxické látky obsažené uvnitř buněk uvolní do vody aniž by byly tímto zásahem jakkoli zničeny.
Šetrnějším způsobem boje proti sinicím (i když ne tak účinným) je využití jejich přirozených nepřátel. V přírodě mají sinice jen málo nepřátel, ale i proti těm si za dlouhou dobu své existence našly způsob, jak uniknout. Drobný zooplankton, kterým akvaristé krmí své rybky, se dokáže sinicemi částečně živit, nicméně pro něj nejsou ideální potravou, a tak mnohem raději dává přednost výživnějším a netoxickým řasám. Je-li ve vodě velké množství ryb, bývá zooplankton natolik zdecimován, že mu na účinnou bitvu se sinicemi nezbývá sil a na jejich úplné odstranění je ho prostě málo. Efekt vysazování dravých ryb jako nástroje boje proti sinicím je založen právě na omezení počtu ryb živících se planktonem, čímž se podpoří rozvoj zooplanktonu. Některé býložravé ryby mohou dokonce konzumovat přímo vodní květ, ale bylo prokázáno, že stejně jako „vybíravý“ zooplankton dávají i ony raději přednost jiné potravě. Navíc některé sinice mohou bez poškození procházet jejich trávicím traktem, kde načerpají živiny, což je paradoxně podpoří v jejich dalším množení. Existují i další způsoby jak zabránit přemnožení sinic, ale většinou se jedná o speciální postupy a metody, které není možné běžně použít v praxi.
Nebezpečná krása
I přesto, že vodní květ je známý a rozšířený fenomén, jen málokdo má možnost nahlédnout do mikroskopu a spatřit, jak vlastně sinice vypadají. I když se na první pohled jedná o nevábnou zelenou kaši, po mikroskopem sinice odhalují svoji pravou, přiznejme tu hezčí tvář. Neforemná homogenní hmota viděná pouhým okem se promění v pestrou paletu tvarů a barev. Může se tak stát, že budeme okouzleni množstvím rovných či spirálně zavinutých vláken nebo rozličnými koloniemi bizarních tvarů, čehož dokladem jsou i mikrofotografie pořízené v Laboratoři ekologie fytoplanktonu Hydrobiologického ústavu AV ČR v Českých Budějovicích.
Více se dozvíte:
www.fytoplankton.cz
Jak poznat, že voda obsahuje sinice?
Přítomnost sinic ve vodě lze obvykle odhalit pomocí jednoduchého orientačního testu. Pokud naplníme plastovou láhev od minerálky vodou a necháme ji 30 minut stát, sinice se budou většinou hromadit nahoře u hrdla láhve. To je zapříčiněno tím, že sinice obsahují plynové měchýřky, které jim napomáhají udržet se u hladiny.
Sinice jako miniaturní ponorky
Často se stává, že zatímco jeden den je v nádrži silný vodní květ nahromaděný u hladiny, druhý den již je situace příznivější a zdá se, že došlo k úbytku sinic. To může být způsobeno buď větrem, který sinice ve vodním sloupci krátkodobě rozmíchá, anebo plynovými měchýřky. Tyto měchýřky, které si lze představit jako malé cisterny uvnitř buněk, naplněné plynem, umožňují sinicím měnit vztlak a regulovat tak svoji polohu ve vodě. Fotosyntetickou aktivitou dochází u hladiny ke kolapsu plynových měchýřků a sinice klesají do hlubších vrstev, kde není dostatek světla pro fotosyntézu. V tomto prostředí, které je bohaté na živiny, sinice spotřebovávají zásoby vytvořené u hladiny, čerpají živiny do buněk a pomalu obnovují a naplňují plynové měchýřky a jejich funkci. Po čase opět vystoupají k hladině, kde celý cyklus pokračuje. Pokud se tento cyklus intenzivním mícháním naruší (např. instalací ponorných čerpadel), sinice nemohou účinně regulovat svoji pozici, odumírají a postupně dojde k jejich vymizení z vodního sloupce.
Přehled nejnebezpečnějších sinic
Microcystis – nejčastěji se vyskytující sinice v České republice, rozšířena po celém světě. Anabaena – běžná vláknité sinice, u nás většinou nejsou dominantní, hojné např. ve Skandinávii nebo v Austrálii.
Aphanizomenon – vláknitá sinice, u nás většinou v malých počtech, vyskytuje se na všech světadílech.
Planktothrix – vláknitá sinice rozšířená u nás i ve světě, vodní květy nevytváří jen u hladiny, ale často ve větších hloubkách, proto její přítomnost není na první pohled nápadná.
Nodularia – vláknitá sinice tvořící vodní květy v moři, u nás se nevyskytuje.
Cylindrospermopsis – tropická vláknitá sinice, v poslední době se šíří i do oblastí mírného pásu, u nás doposud nenalezena
Cyanotoxiny
Jedná se o souhrnný název pro toxické látky produkované sinicemi. Většinou se hromadí uvnitř sinicových buněk a do vodního prostředí se uvolňují až při rozkladu vodního květu. Jejich funkce a ekologický význam nebyly doposud uspokojivě objasněny. Jednotlivé sinice mohou produkovat jeden nebo více druhů cyanotoxinů najednou, ale také je nemusí produkovat vůbec. Cyanotoxiny vyvolávají poruchy zažívacího traktu, alergické reakce, onemocnění jater, působí toxicky na nervové buňky, mohou spouštět rakovinné bujení a mají celou řadu dalších negativních účinků na lidský organismus.
