Alga berbahaya di Lake Erie, Oct. 13, 2011. NASA Earth Observatory, CC BY

Musim panas adalah musim untuk berbunga alga yang berbahaya di banyak tasik dan teluk Amerika Syarikat. Mereka berlaku apabila badan air menjadi terlalu banyak dengan nitrogen dan fosforus dari ladang, loji rawatan air dan sumber lain. Air hangat dan banyak nutrien menggalakkan pertumbuhan pesat alga yang boleh menjadi toksik dan berpotensi membawa maut kepada kehidupan akuatik dan manusia.

Akhirnya alga menetap ke bawah dan kerosakan, mengurangkan oksigen terlarut di dalam air, mencipta hipoksia - "zon mati" di mana paras oksigen cukup rendah untuk membunuh ikan.

Sebagai seorang saintis senior di Pentadbiran Oseanografi dan Atmosfera Negara di antara 1975 dan 2003, saya membangun ramalan hipoksia tahunan untuk Chesapeake Bay dan Teluk Mexico - dua daripada badan air negara kita yang paling dirugikan oleh bunga-bunga ini. Di University of Michigan, saya membantu membangunkan ramalan mekar alga yang berbahaya untuk Lake Erie dan terus bekerjasama dengan organisasi awam dan swasta mengenai isu-isu ini.

Profesor University of Michigan Donald Scavia membincangkan ramalan 2015.

{youtube}i70K0Duu-m4{/youtube}

Negeri-negeri di sekitar Lake Erie dan di lembah Sungai Mississippi, yang mengalir ke Teluk Mexico, telah cuba mengurangkan pencemaran nutrien selama bertahun-tahun. Mereka bergantung terutamanya pada langkah-langkah sukarela, seperti menawarkan geran kepada petani untuk mengambil langkah-langkah untuk mencegah baja daripada mencuci bidang mereka.

Sebaliknya, negeri-negeri di sekitar Chesapeake lebih berjaya dengan rancangan yang dikuatkuasakan secara federal yang boleh mengenakan tindakan mandatori di perairan 64,000-mil persegi. Dari perspektif saya, apabila kita membandingkan kedua pendekatan ini adalah jelas bahawa langkah-langkah sukarela tidak membuat penyok sederhana dalam pencemaran nutrien.

Ramalan tahun ini

Tahun ini Tasik Erie berbahaya ramalan bunga mekar mempunyai indeks keparahan 7.5 pada skala 1 hingga 10. Ini adalah setanding dengan tiga bunga terbesar sejak 2011, termasuk satu itu menjadikan bandar air paip Toledo tidak dapat digunakan selama tiga hari di 2014. Alga yang dihasilkan microcystin - toksin yang boleh menghasilkan kesan dari ruam kulit ringan hingga sakit atau kematian yang serius.

. Ramalan Teluk Mexico meramalkan zon mati 8,185-persegi-lebih daripada empat kali matlamat yang ditetapkan oleh pasukan petugas antara kerajaan. Ini akan menjadi zon mati Teluk terbesar ketiga di Mexico sejak pengukuran bermula 32 tahun lalu.

. Ramalan Chesapeake meramalkan rantau hypoxic 1.9-kubik-mil - hampir jumlah kolam renang bersaiz 3.2 juta Olimpik. Ini jauh lebih besar daripada matlamat yang dicerminkan dalam dasar baru-baru ini.

Walau bagaimanapun, sekurang-kurangnya Chesapeake bergerak ke arah yang betul. Jumlah nutrien yang mengalir ke teluk mula menurun.

Usaha panjang untuk membersihkan Lake Erie

Lake Erie pertama kali mengalami pencemaran nutrien berat di 1960s. Akta Air Bersih 1972 mencetuskan pembersihan yang luar biasa. Nutrien, terutamanya dari sumber (bijak) seperti tumbuhan rawatan kumbahan, dipotong setengah, dan tasik bertindak dengan cepat.

Tetapi tumbuhan alga berbahaya dan hipoksia semula pada pertengahan 1990s, mungkin kerana mengalir ke dalam tasik daripada bentuk fosforus yang mudah digunakan oleh alga tiga kali ganda. Zon mati menetapkan a rekod baru di 2012, dan tumbuhan alga berbahaya menetapkan rekod dalam 2011 dan 2015. Walaupun mekar tidak menjadi toksik, mereka boleh mempunyai kesan buruk. Contohnya, tumbuhan alga berbahaya 2011 di Lake Erie mengorbankan rantau ini hampir AS $ 71 juta dalam nilai harta yang berkurang, rawatan air, dan kehilangan hasil pelancongan dan peluang rekreasi yang hilang.

Sebagai tindak balas, Amerika Syarikat dan Kanada berunding baru sasaran pemuatan fosforus bahawa panggilan untuk pengurangan peratus 40 dari tahap 2008. Ontario, Ohio, Michigan, Indiana, Pennsylvania dan New York sedang berkembang pelan tindakan domestik untuk memenuhi sasaran tersebut.

Sekarang, 71 peratus nutrien yang memasuki Lake Erie berasal dari sumber bukan titik - terutamanya dari pertanian. Pencemaran sumber bukan titik berasal dari sumber yang tersebar, seperti baja mencuci dari ladang dan rumput, sehingga lebih sulit untuk dikendalikan.

Amerika Syarikat menyumbang lebih daripada 80 peratus jumlah beban fosforus Lake Erie. Secara ringkasnya, pengurangan beban utama akan datang dari pertanian, kebanyakannya dari ladang AS.

Seberapa berkesan langkah-langkah sukarela?

Kerajaan umumnya tidak suka untuk mengenakan peraturan alam sekitar di ladang. Akibatnya, kebanyakan rancangan tindakan untuk Lake Erie bergantung kepada program sukarela, berasaskan insentif untuk menangani kehilangan nutrien dari tanah pertanian.

Tetapi di lembah Sungai Mississippi pendekatan ini telah gagal. Walaupun lebih daripada 30 tahun penyelidikan dan pemantauan, lebih daripada 15 tahun penilaian dan penetapan matlamat, dan lebih AS $ 30 bilion dalam pembiayaan konservasi persekutuan sejak 1995, tahap nitrogen purata di Mississippi tidak merosot sejak 1980s.

. pasukan petugas memimpin usaha ini baru-baru ini memperluaskan tarikh akhir untuk matlamat a 1,930-square-mile zon mati dari 2015 ke 2035. Hari zon mati sekarang lebih daripada tiga kali saiz itu. Kami pemodelan yang baru diterbitkan menunjukkan bahawa ia akan mengambil pengurangan peratus 59 dalam jumlah nitrogen memasuki Teluk Mexico untuk mencapai matlamat pasukan petugas.

Diet pencemaran Chesapeake Bay

Negeri di sekitar Teluk Chesapeake juga berjuang selama beberapa dekad untuk membuat kerja-kerja sukarela, berasaskan insentif. Usaha mereka ditimpa oleh kesan pertumbuhan penduduk dan pengeluaran pertanian.

Kecewa dengan keadaan yang semakin buruk, negeri-negeri meminta EPA dalam 2010 untuk menubuhkan sebuah jumlah beban harian maksimum - Satu "Pemakanan pencemaran" dalam rangka kerja pengawalseliaan di bawah Akta Air Bersih yang membatasi jumlah nutrien dan sedimen yang boleh memasuki teluk. Negeri-negeri Bay dan Daerah Columbia kemudian berkembang pelan pelaksanaan and strategi pengurusan merinci bagaimana dan bila setiap bidang kuasa akan memenuhi matlamat masing-masing.

Tidak seperti strategi sukarela, pendekatan ini mempunyai gigi. Jika keadaan terlepas pencapaian interim untuk mengurangkan bahan pencemar, EPA boleh mengenakan "Langkah belakang, "Seperti memerlukan pengurangan tambahan dari sumber titik dan menahan wang geran persekutuan.

Kumpulan pertanian, disokong oleh 21 negeri di luar DAS Chesapeake, mencabar jumlah beban harian maksimum di mahkamah tetapi hilang. Antara 2009 dan 2015, banyak nitrogen, fosforus dan sedimen di teluk yang dijatuhkan oleh 8 peratus, 20 peratus dan 7 peratus, masing-masing. Rumput bawah air dan ketam biru ikon di teluk adalah mula pulih.

Tiada makanan untuk Lake Erie

Kumpulan alam sekitar baru-baru ini didakwa EPA untuk memaksa tindakan yang lebih kuat terhadap pencemaran nutrien di lembah barat Tasik Erie, dengan sokongan dari beberapa ahli Kongres dan juga Suruhanjaya Bersama Antarabangsa, yang menyelaraskan usaha Amerika Syarikat dan Kanada. Tetapi EPA nampaknya akan menulis beban maksimum harian maksimum hanya jika kedua-dua Michigan dan Ohio, kedua-dua negeri utama di DAS Basin Barat, bersetuju. (Pentadbir EPA Scott Pruitt mengesahkan jumlah maksimum harian harian Chesapeake Bay kerana kesemua enam negeri di DAS teluk menyokongnya.)

Michigan baru-baru ini mengisytiharkan bahagiannya Lake Erie "terjejas, "Yang diperlukan untuk mencetuskan jumlah beban harian maksimum. Tetapi Ohio mengisytiharkan hanya beberapa kerusuhan anaknya, dan EPA bersetuju. Jadi prospek untuk pemulihan ramping.

Laman web EPA memanggil pencemaran nutrien salah satu daripada Amerika "Masalah alam sekitar yang paling meluas, mahal dan mencabar"Tetapi tindakan sukarela tidak menyelesaikannya. Dan permintaan anggaran EPA Presiden Trump akan potong $ 165 juta dalam geran kepada negeri-negeri untuk menangani pencemaran sumber bukan titik.

Seperti yang saya ada terperinci sebelum ini, pencemaran nutrien yang menjalar akan memerlukan pendekatan nasional yang luas yang merangkumi langkah-langkah seperti memodifikasi diet Amerika, mengubah rantaian bekalan pertanian dan mengurangkan pengeluaran etanol berasaskan jagung. Kita juga perlu mencari kehendak untuk menetapkan had mengikat secara sah apabila langkah-langkah sukarela tidak mencukupi.

Tentang Pengarang

Donald Scavia, Profesor Persekitaran dan Kemapanan; Profesor Kejuruteraan Alam Sekitar, Universiti Michigan

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku berkaitan:

at InnerSelf Market dan Amazon