Scenario: «Wanneer de zee schuimt»

Transcriptie

1 B. Andersen and D. J. Patterson, National Center for Marine Algae and Microbiota (NCMA) Scenario: «Wanneer de zee schuimt» Benodigdheden: - 1 computer - Stemmethodes (indien je niet beschikt over de keypads en PowerVote Software om te stemmen kan je als alternatief gebruik maken van genummerde kaartjes die je in de lucht steekt na elke vraag of creëer je eigen stemmethode) - Microscoop (optioneel): studie van fytoplankton in zeewater REEKS 1: Welkom/Inleiding Slide 1: Inleiding: bekijk volgende video s over het schuimfenomeen: - Schuim in de straten van Audresselles (Noord-Frankrijk), 31 maart of - Video When the sea foams terug te vinden in Mediagallerij op de ISECA webpagina um=3700&pic=77900 Wetenschappers willen graag bijkomende informatie verzamelen over wat het grote publiek weet en denkt over het schuim op het strand. Help ons door alle antwoorden van jouw publiek vandaag te noteren (zie antwoordformulier hieronder) en deze via te bezorgen aan carolien.knockaert@vliz.be. Wanneer de zee schuimt activiteit Datum activiteit: Type publiek: Aantal deelnemers: VRAAG Ja (#) Nee (#) Geen idee (#) (#a) Voor vraag 10 en (#b) Voor vraag 10 en 12 (#c) Voor vraag 10 en 12 1

2 Slide 2: VRAAG 1: Heb je onderstaand fenomeen ooit al eens waargenomen op het strand? Slides : Wat vind je van dit schuim? VRAAG 2: Zou het vies ruiken? VRAAG 3: Ziet het er smerig uit? VRAAG 4: Vind je het schuim mooi? VRAAG 5: Zou het ons zwemwater kunnen vervuilen? Slide 7: Twee types schuim maar wat is het verschil nu tussen beide? (zie foto 1 en foto 2) Misschien heb je het schuim op foto 1 al eerder gezien? Bij een ruwe zee wordt dit schuim afgezet op het strand maar verdwijnt onmiddellijk. Dit is echter niet het geval voor het schuim op foto 2! Dit schuim kan een aantal uren blijven liggen op het strand en zelfs groen of bruin worden van kleur. Wat is dit schuim nu eigenlijk? Hoe onstaat het? REEKS 2: Hoe kunnen we het fenomeen verklaren? Hypothese 1: Slide 8 VRAAG 6: Gaat het hier om een natuurlijk fenomeen? Hypothese 2: Slide 9 Het schuim op het strand doet ons enigszins denken aan het schuim dat ontstaat bij gebruik van zeep, wasmiddelen en schoonmaakproducten. Dus: VRAAG 7: Zou het schuim veroorzaakt worden door het gebruik van detergenten? Hypothese 3: Slide 10 Klimaatverandering heeft vaak effecten op ons milieu. VRAAG 8: Zou het fenomeen veroorzaakt worden door klimaatverandering? Hypothese 4: Slide 11 VRAAG 9: Zou het fenomeen veroorzaakt worden door een overmatig gebruik van meststoffen? Wetenschappers vertellen ons het volgende: 2

3 Slide 12: Mineralen zijn van nature aanwezig in zeewater en vinden hun weg naar zee via rivieren en andere waterkanalen. Er zijn verschillende soorten minerale zouten welke opgebouwd zijn uit o.a. de elementen fosfor, stikstof en silicium. Minerale zouten (vaak nutriënten genoemd) worden gebruikt voor de groei van organismen zoals planten, maar ook macroscopische en microscopische algen gebruiken ze voor hun groei en ontwikkeling. Microalgen worden ook wel fytoplankton genoemd en zijn verantwoordelijk voor een groot deel van de primaire productie in zee. Naast deze anorganische nutriënten gebruiken ze koolstofdioxide (CO 2 ) en licht dat wordt omgezet in eenvoudige suikers (fotosynthese). In de herfst en de winter is er minder licht beschikbaar voor algale groei. Zo worden minder minerale zouten verbruikt waardoor de concentratie van deze nutriënten stijgt in het water. Slide 13: In de lente worden de dagen langer en is er bijgevolg meer licht beschikbaar voor fotosynthese. De fytoplanktonconcentratie neemt snel toe (het fytoplankton begint te bloeien ). Hierdoor daalt de concentratie aan minerale zouten in het water. Met behulp van een microscoop kunnen we heel wat soorten fytoplankton zien in het zeewater die allen zeer uiteenlopend zijn, bijvoorbeeld: - diatomeeën (unieke celwand opgebouwd uit silicium); - coccolithoforen: flagellaten bedekt met calciumhoudende platen; - Phaeocystis species: flagellaten welke kolonies vormen waarbij de cellen zijn ingebed in een organische matrix Maar hoe komt het nu dat zo n kleine algen verantwoordelijk zijn voor de grote hoeveelheden schuim op het strand? Slide 14: Phaeocystis Tal van studies tonen aan dat de alg met wetenschappelijke naam Phaeocystis globosa verantwoordelijk is voor de schuimvorming. Naargelang de omgeving kan deze alg verschillende ontwikkelingsstadia doormaken. Initieel vrijlevende cellen kunnen zich in nutriëntrijke omstandigheden explosief gaan vermenigvuldigen en verspreiden (bloei). Deze losse cellen komen samen en vormen zo kleine tot grotere kolonies. Elke kolonie is ingekapseld in een gelatineuze membraan en secreteert slijm om zichzelf te beschermen tegen verschillende soorten grazers. Wanneer de Phaeocystis algen sterven (einde van de levenscyclus, vaak gelinkt aan het feit dat er geen nutriënten meer beschikbaar zijn) wordt de gelatineuze laag beschadigd en vallen de kolonies uiteen (lyse). Wanneer dit samenvalt met het optreden van grote golven (ruwe zee) worden de restanten van deze afstervende cellen opgeklopt (zoals je het wit van een ei zou opkloppen) tot schuim. Op het moment dat we het schuim waarnemen zijn de Phaeocystis cellen al afgestorven en is de bloei voorbij... REEKS 3: Evolutie van het schuimfenomeen Slide 15: VRAAG 10: De Phaeocystis bloei (of het schuim) is een fenomeen te zien in de maand... a. januari? b. mei? c. juni? Slide 16: Volgens wetenschappers die het schuim al enkele jaren bestuderen, breidt het zich uit en dit zowel in tijd als in ruimte. Nu en dan bereikt het schuim zelfs een hoogte van meer dan twee meter! Dit is echter geen uitzondering en komt aan de oostkust van het Kanaal (tussen Engeland en Frankrijk) en de Noordzee vaker voor van maart tot juni. Hoewel het hier in de eerste plaats om een natuurlijk fenomeen gaat, kunnen menselijke activiteiten het echter wel versterken. Welke? 3

4 HYPOTHESE 1 Slide 17: Kan het schuim enigszins veroorzaakt worden door het gebruik van detergenten? Detergenten bevatten fosfaten die gebruikt worden als ontharders in waspoeders. Door de goede oplosbaarheid verloopt de extractie van fosfaten uit afvalwater zeer moeilijk. Het lijkt ironisch maar in afvalwaterzuivering zijn de producten die we gebruiken om te reinigen (waspoeders, shampoo, afwasmiddel,...) het moeilijkste te verwijderen uit het water. Het gezuiverde water wordt in de rivieren en kanalen geloosd en komt zo uiteindelijk terecht in de zee. Slide 18: Reeds vele jaren stellen wetenschappers zich de vraag hoe we het aantal fosfaten in onze waspoeders efficiënt kunnen verlagen. Daarnaast wordt tal van onderzoek uitgevoerd naar alternatieven voor ontharders in wasproducten. Nieuwe fysico-chemische behandelingen worden gebruikt in waterzuiveringsinstallaties waardoor de hoeveelheid uitgestoten fosfaten via het gezuiverde water daalt met 80 tot 85%. Zo daalt ook het aantal fosfaten (ongeveer 50% reductie in de Noordzee). Opdracht is deze inspanningen verder te zetten en onze zuiveringsmethodes te blijven verbeteren. Ook wij, als gewone burgers, kunnen bijdragen aan een betere waterkwaliteit door onder andere het gebruik van fosfaatvrije wasproducten en schoonmaakmiddelen. HYPOTHESE 2 Slide 19: De opwarming van de aarde is de stijging van de gemiddelde temperatuur die op aarde wordt waargenomen. Sinds het begin van de 20 ste eeuw is die gemiddelde temperatuur met ongeveer 0.74 C gestegen. Volgens het IPPC (Intergovernmental Panel on Climate Change) is het zeer waarschijnlijk dat deze temperatuurstijging een gevolg is van de klimaatverandering veroorzaakt door menselijke activiteiten (verbranding van fossiele brandstoffen, ontbossing, industrie en landbouw). Hierdoor stijgt de concentratie aan broeikassen in de atmosfeer. Wetenschappers meten ook een verhoging van de temperatuur van het zeewater. Mogelijke gevolgen hiervan zijn: - Copepoden of roeipootkreeftjes (klein zoöplankton welke zich voeden met het fytoplankton) kunnen zich verplaatsen naar een nieuwe omgeving waarin de temperatuur vergelijkbaar is met deze in hun normale habitat. Als gevolg daarvan stijgt de fytoplanktonconcentratie op de oorspronkelijke lokatie en daalt ze op de nieuwe. Anderzijds kunnen andere soorten zich nu ook meer of minder gaan ontwikkelen als gevolg van deze verschuivingen in het zoöplankton. - Na een warme winter kunnen de copepoden zich eerder gaan ontwikkelen. In deze periode is de beschikbaarheid en intensiteit van het licht echter lager wat resulteert in een trage groei en ontwikkeling van het fotosynthetiserend fytoplankton. Hierdoor wordt minder voedsel beschikbaar voor de copepoden welke op hun beurt terug voedsel vormen voor kleine vissen, enz... - Het is tevens mogelijk dat de vroege ontwikkeling van de copepoden de bloei van een ander soort fytoplankton, de diatomeeën, voorkomt. Als gevolg hiervan zijn meer nutriënten beschikbaar voor Phaeocystis welke ook nog eens ontsnappen aan het grazen wanneer ze leven in kolonies. Afhankelijk van het aantal beschikbare nutriënten kan een explosieve bloei van Phaeocystis ontstaan die zich verder kan uitbreiden naar andere regio s door wind, golven en stromingen. Conclusie: Link met klimaatverandering? Het leven in zee bevindt zich in een constant evenwicht. Elke verandering in de temperatuur van het oppervlaktewater kan een gevolg hebben op stromingen in het water. Bepaalde soorten zijn niet opgewassen tegen deze stroming (fyto-en zoöplankton bewegen mee met de stroming) en migreren zo naar andere regio s. Dit heeft op zijn beurt weer een impact op hogere soorten welke zich voeden met dit plankton. Het uiteindelijke resultaat is een onevenwicht in het ganse voedselweb. De opwarming van de aarde brengt bijgevolg veranderingen mee in de geografische verspreiding waardoor tropische soorten migreren naar gematigde streken terwijl deze laatste soorten dan weer de neiging hebben om uit te wijken naar gebieden waar het normaal kouder is. Uiteindelijk kunnen sommige soorten zelfs volledig verdwijnen... 4

5 Aanpak van de klimaatverandering Sinds enkele jaren zet de Europese Unie zich in om klimaatverandering aan te pakken. Tal van maatregelen worden genomen om de uitstoot van broeikasgassen te beperken : - Efficiënt gebruik van groene energie - Creëren van schone en efficiënte transportmogelijkheden - Milieubewustere industrie - Milieuvriendelijke ruimtelijke planning en ordening - Milieuvriendelijke landbouw - Bevorderen van tal van onderzoek en innovatie rond klimaatverandering HYPOTHESE 3 Slide 20: Meststoffen, rijk aan o.a. nitraten en fosfaten, worden gebruikt in de land- en tuinbouw om plantengroei te bevorderen. wanneer we echter teveel van deze stoffen gebruiken kunnen planten deze niet allemaal opnemen. De overmaat aan meststoffen komt zo via het grondwater en rivieren in zee terecht. Slide 21: Stikstof en fosfor zijn essentieel voor de groei van planten. De hoeveelheid fosfaten die terecht komen in onze wateren is reeds verlaagd door een beperkter gebruik ervan in meststoffen (landbouw) en door ontwikkeling van fosfaatvrije wasmiddelen. Studies tonen echter nog steeds een onevenwicht in deze nutriënten: er zijn te veel nitraten in verhouding tot fosfaten. Dit kan leiden tot massale ontwikkeling (bloei) van bepaalde types fytoplankton en de ontwikkeling van schadelijke algensoorten, zogenaamde harmful algal blooms (HABs). Eén van de oplossingen is om milieuvriendelijke landbouw te promoten en het aantal nitraatrijke meststoffen op onze velden en in onze tuinen te verminderen of te beperken. Een overmaat aan nutriënten (zoals nitraten en fosfaten) in het water wordt eutrofiëring genoemd. REEKS 4: Vormt het schuim een probleem? Slide 22: VRAAG 11: Vormt het schuim een probleem? Slide 23: Wanneer de concentratie aan Phaeocystis cellen een kritische waarde overschrijdt, kan dat leiden tot plotselinge grote veranderingen:. Het viskeuze Phaeocystis slijm hoopt zich op in de kieuwen van schelpdieren en vissen waardoor deze het zeewater niet meer kunnen filteren en problemen krijgen bij de ademhaling. Soms kan dit zelfs aanleiding geven tot de dood. Gelukkig is het schuim niet toxisch voor de mens.. De Phaeocystis kolonies worden slechts matig gegeten door het zoöplankton. Daardoor wordt enerzijds het deel van de voedselketen verstoord dat zich voedt met dit dierlijk plankton en anderzijds het deel dat gedomineerd wordt door microbiële activiteit, gestimuleerd. Zodoende kan ontwikkeling van de Phaeocystis kolonies een negatieve impact hebben op de visserijsector.. Door de explosieve groei van algen kan de hoeveelheid licht dat doordringt tot in de diepere lagen van de waterkolom verminderen en zo de groei inhiberen van andere planten. Dit probleem komt meer voor in meren dan in de zee. Dit heeft tevens een impact op de voedselketen en beïnvloedt uiteindelijk het ganse ecosysteem.. Impact op tal van economische activiteiten zoals de visserij (de algen kunnen de fijnmazige netten doen verstoppen en kunnen zelfs motoren van kleine boten beschadigen), mosselcultuur, toerisme en verschillende andere sectoren... 5

6 REEKS 5: Ook jij kan er iets aan veranderen! Slide 24: VRAAG 12: Rekening houdend met alles wat je vandaag geleerd hebt, welke actie(s) zou jij dan ondernemen om bij te dragen tot een betere waterkwaliteit? (meer dan 1 optie mogelijk) a. Minder detergenten gebruiken. b. Consumptie van duurzame voeding (geteeld met milieuvriendelijke meststoffen). c. Verbruik van fossiele brandstoffen verlagen. Slide 25: Het behoud van het mariene milieu door o.a. het verbeteren van onze waterkwaliteit is een zeer grote uitdaging. Velen van ons zijn reeds bereid om zijn of haar impact op de zee te gaan reduceren door diverse maatregelen te nemen. We moeten nu handelen! Onthoud: al onze activiteiten op het land hebben een impact op de zee! Slide 26: Het doel van ISECA is om de wetenschappelijke kennis rond eutrofiëring in de 2Zeeën regio verder uit te breiden en tevens te verspreiden onder het grote publiek. Eutrofiëring en de daaropvolgende algenontwikkeling is een belangrijke oorzaak van de achteruitgang van de kwaliteit van onze kustwateren. Een dergelijk initiatief zal het huidige management en de monitoring van kustwaterkwaliteit helpen bevorderen. ISECA zal een webgebaseerd platform aanbieden en combineert satellietobservaties met simulatiemodellen om de link te leggen tussen eutrofiëring en mogelijke onderliggende oorzaken. Interactie met verschillende eindgebruikers (recreatie, visserij, aquacultuur) en de wetenschappelijke kennis zal worden geincorporeerd in dit project. Voor een paar testlokaties zullen tevens demonstraties worden ontwikkeld. Educatieve activiteit ontwikkeld door NAUSICAA in kader van het project ISECA Voor meer informatie: 6