Szkodliwe zakwity glonów w jeziorze Erie, 13 października 2011 r. NASA Obserwatorium Ziemi, CC BY

Lato to pora na szkodliwe zakwity glonów w wielu jeziorach i zatokach USA. Występują, gdy zbiorniki wodne są przeładowane azotem i fosforem z gospodarstw rolnych, stacji uzdatniania wody i innych źródeł. Ciepła woda i duża ilość składników odżywczych sprzyjają szybkiemu wzrostowi glonów, które mogą być toksyczne i potencjalnie śmiertelne dla organizmów wodnych i ludzi.

Ostatecznie glony osiadają na dnie i rozkładają się, wyczerpując tlen rozpuszczony w wodzie, tworząc niedotlenienie – „martwe strefy”, w których poziom tlenu jest wystarczająco niski, aby zabić ryby.

Jako starszy naukowiec w National Oceanographic and Atmospheric Administration w latach 1975-2003 opracowałem roczne prognozy niedotlenienia dla Zatoki Chesapeake i Zatoki Meksykańskiej – dwóch zbiorników wodnych w naszym kraju najbardziej dotkniętych tymi zakwitami. Na Uniwersytecie Michigan pomogłem opracować prognozy szkodliwego zakwitu glonów dla jeziora Erie i nadal współpracowałem z organizacjami publicznymi i prywatnymi w tych kwestiach.

Profesor University of Michigan Donald Scavia omawia prognozy na 2015 rok.

{youtube}i70K0Duu-m4{/youtube}

Stany wokół jeziora Erie i w dorzeczu rzeki Mississippi, która wpada do Zatoki Meksykańskiej, od lat próbują zmniejszyć zanieczyszczenie substancjami odżywczymi. Opierają się głównie na dobrowolnych działaniach, takich jak oferowanie rolnikom dotacji na podjęcie działań zapobiegających zmywaniu nawozów z ich pól.

Dla kontrastu, stany wokół Chesapeake odniosły większy sukces dzięki federalnemu planowi, który może nałożyć obowiązkowe działania na dział wodny zatoki o powierzchni 64,000 XNUMX mil kwadratowych. Z mojej perspektywy, kiedy porównujemy te dwa podejścia, jasne jest, że dobrowolne środki nie powodują nawet niewielkiego uszczerbku w zanieczyszczeniu substancjami biogennymi.

Tegoroczne prognozy

Tegoroczny Prognoza szkodliwego zakwitu glonów w jeziorze Erie ma wskaźnik intensywności 7.5 w skali od 1 do 10. Jest to porównywalne z trzema największymi zakwitami od 2011 r., w tym jednym, który sprawiło, że woda z kranu w Toledo stała się bezużyteczna przez trzy dni w 2014 r. Algi produkowały mikrocystynę – toksynę, która może wywołać efekty od łagodnych wysypek skórnych do poważnych chorób lub śmierci.

Połączenia Prognoza Zatoki Meksykańskiej przewiduje martwą strefę o powierzchni 8,185 mil kwadratowych – ponad cztery razy więcej niż cel ustalony przez międzyrządowa grupa zadaniowa. Będzie to trzecia co do wielkości martwa strefa w Zatoce Meksykańskiej od czasu rozpoczęcia pomiarów 32 lata temu.

Połączenia Prognozy Chesapeake przewiduje obszar niedotlenienia o objętości 1.9 mili sześciennej – prawie o objętości 3.2 miliona basenów olimpijskich. To znacznie więcej niż cele odzwierciedlone w ostatnich politykach.

Niemniej jednak przynajmniej Chesapeake zmierza we właściwym kierunku. Ilość substancji odżywczych wpływających do zatoki zaczyna spadać.

Długa misja oczyszczenia jeziora Erie

Jezioro Erie po raz pierwszy ucierpiało z powodu ciężkiego zanieczyszczenia substancjami odżywczymi w latach sześćdziesiątych XX wieku. Ustawa o czystej wodzie z 1960 r. wywołała niezwykłe oczyszczenie. Składniki odżywcze, głównie z punktowych (dyskretnych) źródeł, takich jak oczyszczalnie ścieków, zostały zmniejszone o połowę, a Jezioro zareagowało szybko.

Ale szkodliwe zakwity glonów i niedotlenienie powrócił w połowie lat 1990, prawdopodobnie dlatego, że do jeziora wpływa potrojona forma fosforu, który jest chętnie wykorzystywany przez glony. Martwa strefa ustawiona a nowy rekord w 2012 ri szkodliwe zakwity glonów ustanowił rekordy w 2011 r i 2015. Nawet jeśli zakwity nie stają się toksyczne, mogą mieć niszczycielskie skutki. Na przykład szkodliwe zakwity glonów w 2011 r. nad jeziorem Erie kosztowały region prawie 71 mln USD w zmniejszonej wartości nieruchomości, uzdatnianiu wody oraz utraconych dochodach z turystyki i możliwościach rekreacyjnych.

W odpowiedzi Stany Zjednoczone i Kanada wynegocjowały nowe cele załadunku fosforu które wzywają do 40-procentowej redukcji w stosunku do poziomów z 2008 roku. Rozwijają się Ontario, Ohio, Michigan, Indiana, Pensylwania i Nowy Jork krajowe plany działania aby osiągnąć te cele.

Teraz jednak 71 procent składników odżywczych wpływających do jeziora Erie pochodzi z jeziora źródła niepunktowe – głównie z rolnictwo. Zanieczyszczenia niepunktowe pochodzą ze źródeł rozproszonych, takich jak zmywanie nawozów z gospodarstw rolnych i trawników, dlatego trudniej jest je kontrolować.

Stany Zjednoczone dostarczają ponad 80 procent całkowitego ładunku fosforu w jeziorze Erie. Podsumowując, główne redukcje obciążenia będą musiały pochodzić z rolnictwa, głównie z gospodarstw amerykańskich.

Jak skuteczne są środki dobrowolne?

Rządy generalnie są niechętne narzucaniu przepisów środowiskowych na grunty rolne. W rezultacie większość planów działania dla jeziora Erie opiera się na dobrowolnych programach motywacyjnych, które mają na celu rozwiązanie problemu utraty składników odżywczych z gruntów rolnych.

Ale w dorzeczu rzeki Mississippi to podejście się nie powiodło. Pomimo ponad 30 lat badań i monitoringu, ponad 15 lat oceny i wyznaczanie celów, ponad 30 mld USD US w federalnych funduszach ochrony przyrody od 1995 r., średni poziom azotu w Mississippi nie spadły od lat 1980.

Połączenia Task Force prowadząc ten wysiłek, niedawno przedłużyła termin realizacji swojego celu, jakim jest a 1,930 mil kwadratowych martwa strefa od 2015 do 2035. Dziś martwa strefa jest ponad trzykrotnie większy. Nasz nowo opublikowane modelowanie pokazuje, że osiągnięcie celu grupy zadaniowej wymagałoby 59-procentowej redukcji ilości azotu przedostającego się do Zatoki Meksykańskiej.

Zanieczyszczona dieta Chesapeake Bay

Stany wokół Zatoki Chesapeake również przez dziesięciolecia walczyły o to, aby dobrowolne podejście oparte na zachętach działało. Ich wysiłki zostały przytłoczone wpływem wzrostu liczby ludności i produkcji rolnej.

Sfrustrowane pogarszającymi się warunkami, państwa zwróciły się w 2010 roku do EPA o ustanowienie całkowite maksymalne dzienne obciążenie - a „dieta zanieczyszczająca” w ramach regulacyjnych ustawy o czystej wodzie, która ogranicza ilość substancji odżywczych i osadów, które mogą dostać się do zatoki. Następnie rozwinęły się stany zatoki i Dystrykt Kolumbii plany wdrożeniowe i strategie zarządzania wyszczególniając, w jaki sposób i kiedy każda jurysdykcja spełni swoje indywidualne cele.

W przeciwieństwie do dobrowolnych strategii, to podejście ma zęby. Jeśli stany przegapią pośrednie kamienie milowe w zakresie redukcji zanieczyszczeń, EPA może narzucić „środki ochronne”, takie jak wymaganie dodatkowych obniżek ze źródeł punktowych i wstrzymywanie pieniędzy z dotacji federalnych.

grupy rolnicze, wspierane przez 21 stanów poza działem wodnym Chesapeake, zakwestionował całkowite maksymalne dzienne obciążenie w sądzie, ale stracił. W latach 2009-2015 ładunki azotu, fosforu i osadów w zatoce spadły o 8 procent, 20 procent i 7 procentodpowiednio. Podwodne trawy i kultowe niebieskie kraby w zatoce są zaczyna się zdrowieć.

Brak diety dla jeziora Erie

Grupy ekologiczne niedawno pozwał EPA wymusić silniejsze działania w sprawie zanieczyszczenia substancjami odżywczymi w zachodnim basenie jeziora Erie, przy wsparciu ze strony kilku członków Kongresu oraz Międzynarodowa Wspólna Komisja, która koordynuje wysiłki Stanów Zjednoczonych i Kanady. Ale EPA najwyraźniej napisze całkowite maksymalne dzienne obciążenie tylko wtedy, gdy zarówno Michigan, jak i Ohio, dwa kluczowe stany w zlewni zachodniego basenu, zgodzą się. (Administrator EPA, Scott Pruitt, zatwierdził tylko całkowite maksymalne dzienne obciążenie zatoki Chesapeake ponieważ popierało to wszystkie sześć stanów w zlewni zatoki.)

Michigan niedawno ogłosił, że jego część jeziora Erie jest „naruszona”.”, co jest wymagane do uruchomienia całkowitego maksymalnego dziennego obciążenia. Ale Ohio ogłosiło, że tylko niektóre linie brzegowe zostały naruszone i EPA zgodziła się. Perspektywy powrotu do zdrowia są więc niewielkie.

Strona internetowa EPA nazywa zanieczyszczenie substancjami odżywczymi jednym z amerykańskich „najbardziej rozpowszechnionych, kosztownych i stanowiących wyzwanie problemów środowiskowych”. Ale dobrowolne działanie go nie rozwiązuje. A wniosek budżetowy prezydenta Trumpa EPA by to zrobił wyciąć 165 milionów dolarów w dotacjach dla państw na radzenie sobie z zanieczyszczeniami ze źródeł innych niż punktowe.

Tak jak ja szczegółowo wcześniej, poskromienie zanieczyszczenia substancjami odżywczymi będzie wymagało szeroko zakrojonego podejścia krajowego, które obejmuje takie kroki, jak modyfikacja amerykańskiej diety, zmiana rolniczych łańcuchów dostaw i ograniczenie produkcji etanolu na bazie kukurydzy. Musimy również znaleźć wolę ustanowienia prawnie wiążących limitów, gdy dobrowolne kroki nie wystarczą.

O autorze

Donald Scavia, profesor środowiska i zrównoważonego rozwoju; profesor inżynierii środowiska, University of Michigan

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki:

at Rynek wewnętrzny i Amazon