Die schädlichen Auswirkungen einer Ölverschmutzung erstrecken sich weit über den ursprünglichen Kontaminationsort hinaus. Aufgrund der starken Interdependenz innerhalb eines Ökosystems werden viele Wildtierarten, sowohl Land- als auch Wasserlebewesen, betroffen sein. Lokale und Zugvögel, Meeresschildkröten, Fische und andere Wirbellose, Wale, Delfine, Vegetation und Menschen erleben in der Regel während und nach einem Verschmutzungsfall Verlust von Leben, Gesundheit oder Lebensraum.
Ölverschmutzungen verursachen zahlreiche Gesundheitsbedenken für jedes Tier, das direkten oder indirekten Kontakt mit der Substanz hat. Säugetiere (Wale, Seekühe), Reptilien (Meeresschildkröten) und verschiedene Vogelarten, die direkten physischen Kontakt mit den Chemikalien haben, können Haut- und Augenläsionen oder chemische Verbrennungen erleiden. Fische und andere Wirbellose können Flossen erosion zusätzlich zu anderen Leiden erfahren. Direkte Aufnahme durch jede Wildtierart führt häufig zu Geschwüren, Organschäden, Immundefizit und Fortpflanzungsversagen.
Die gefährlichen Chemikalien, die bei Ölverschmutzungen verteilt werden, sowie die dicke, rutschige Substanz selbst stören lokale und nahegelegene Nahrungsketten, indem sie Nahrungsvorräte kontaminieren und normale Fütterungsmuster und -verhalten einschränken. Während die Aufnahme von kontaminierter Nahrung oder Wasser schädlich oder tödlich sein kann, stellt Öl auch auf andere weniger offensichtliche Weise Bedrohungen für die Fütterung dar. Vögel können aufgrund verfilzter oder klebriger Federn nicht erfolgreich fliegen oder fressen. Bestimmte Arten von zahnlosen Walen, die Barten zum Fangen von Beute verwenden, können unfähig zu fressen werden, wenn sich Öl in den Barten ansammelt. Zusätzlich verhindern eine Reihe anderer verschiedener durch Öl verursachter Leiden sowohl Land- als auch Wasserwild daran, natürliche Fütterungsgewohnheiten auszuüben.
Tiere, die von Öl betroffen sind, können aufgrund von Krankheit oder Störung typischer Fortpflanzungsmuster auf Fortpflanzungshindernisse stoßen. Exponierte Vögel können Verringerungen der Eizahlen sowie dünnere Eierschalen erleben, und Eier von Fischen können durch Öl- und Chemikalienkontakt absterben. Sobald ein Tier in den kontaminierten Lebensraum hineingeboren wurde, steht es weiterhin vielen gefährlichen Bedrohungen gegenüber. Geschlüpfte Meeresschildkröten, die bereits eine schwierige Reise von ihren Nestern zu ihren Ozeanzielen haben, können auf kontaminierte Gebiete stoßen, die das Überleben unwahrscheinlich machen. Jungtiere von Säugetieren und Vögeln, die auf Isolierung (Fell oder Federn) angewiesen sind, um warm und gesund zu bleiben, können bei Ölkontakt tödliche Unterkühlung erleiden.
Öl tötet Flora und verhindert neues Wachstum im Wasser, in Sümpfen und an Stränden. Öl verschmutzt auch den Boden und lässt Landvegetation von Wasser und Nährstoffen verhungern. Es kann Wasserpflanzen wie Seetang überziehen und ihnen das für die Photosynthese benötigte Sonnenlicht rauben. Gräser, Unkraut, Blumen und Sträucher dienen als Schutzdecke für Wildtiere und verhindern Erosion und Landverlust. Wenn diese Pflanzen verwelken und verschwinden, werden es auch die umliegenden Ökosysteme, die von ihnen abhängen.

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