Tảo nở hoa có hại ở hồ Erie, 13, 2011. Đài quan sát Trái đất của NASA, CC BY

Mùa hè là mùa của tảo nở hoa có hại ở nhiều hồ và vịnh của Mỹ. Chúng xảy ra khi các vùng nước trở nên quá tải với nitơ và phốt pho từ các trang trại, nhà máy xử lý nước và các nguồn khác. Nước ấm và nhiều chất dinh dưỡng thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của tảo có thể gây độc và có khả năng gây tử vong cho đời sống thủy sinh và con người.

Cuối cùng tảo lắng xuống đáy và phân hủy, làm cạn kiệt oxy hòa tan trong nước, tạo ra tình trạng thiếu oxy - Khu vực chết chóc, nơi mà nồng độ oxy đủ thấp để giết cá.

Là một nhà khoa học cao cấp tại Cơ quan Khí quyển và Hải dương học Quốc gia giữa 1975 và 2003, tôi đã phát triển dự báo thiếu oxy hàng năm cho Vịnh Chesapeake và Vịnh Mexico - hai trong số các vùng nước của quốc gia chúng ta bị tổn hại nhiều nhất bởi những bông hoa này. Tại Đại học Michigan, tôi đã giúp phát triển dự báo tảo nở hoa có hại cho hồ Erie và tiếp tục làm việc với các tổ chức công cộng và tư nhân về những vấn đề này.

Giáo sư Donald Scavia của Đại học Michigan thảo luận về dự báo 2015.

{youtube}i70K0Duu-m4{/youtube}

Các bang xung quanh hồ Erie và trong lưu vực sông Mississippi, chảy ra vịnh Mexico, đã cố gắng giảm ô nhiễm chất dinh dưỡng trong nhiều năm. Họ chủ yếu dựa vào các bước tự nguyện, chẳng hạn như cung cấp tài trợ cho nông dân để thực hiện các bước để ngăn phân bón rửa sạch cánh đồng của họ.

Ngược lại, các quốc gia xung quanh Chesapeake đã thành công hơn với kế hoạch được liên bang thực thi, có thể áp đặt các hành động bắt buộc trên vùng đầu nguồn 64,000-dặm vuông của vịnh. Từ quan điểm của tôi, khi chúng ta so sánh hai cách tiếp cận này, rõ ràng các biện pháp tự nguyện thậm chí không tạo ra những vết lõm khiêm tốn trong ô nhiễm chất dinh dưỡng.

Dự báo năm nay

Năm nay của Dự báo nở hoa tảo hồ có hại có chỉ số mức độ nghiêm trọng của 7.5 theo thang điểm 1 đến 10. Điều này có thể so sánh với ba nở hoa lớn nhất kể từ 2011, bao gồm một nở hoa làm cho nước máy của thành phố Toledo không thể sử dụng được trong ba ngày ở 2014. Tảo sản xuất microcystin - một chất độc có thể tạo ra hiệu ứng từ phát ban da nhẹ đến bệnh nặng hoặc tử vong.

Sản phẩm Vịnh Mexico dự báo dự đoán vùng chết của 8,185-dặm vuông - nhiều hơn bốn lần mục tiêu được đặt ra bởi một lực lượng đặc nhiệm liên chính phủ. Đây sẽ là vùng chết lớn thứ ba của Vịnh Mexico kể từ khi các phép đo bắt đầu 32 năm trước.

Sản phẩm Dự báo Chesapeake dự đoán khu vực thiếu oxy 1.9-khối-dặm - gần bằng khối lượng của các bể bơi có kích thước Olympic Olympic. Điều này lớn hơn nhiều so với các mục tiêu được phản ánh trong các chính sách gần đây.

Tuy nhiên, ít nhất Chesapeake đang đi đúng hướng. Lượng chất dinh dưỡng chảy vào vịnh đang bắt đầu giảm.

Nhiệm vụ dài để làm sạch hồ Erie

Hồ Erie lần đầu tiên bị ô nhiễm chất dinh dưỡng nặng trong các 1960. Đạo luật Nước sạch của 1972 đã kích hoạt một hoạt động dọn dẹp đáng chú ý. Các chất dinh dưỡng, chủ yếu từ các nguồn điểm (kín đáo) như các nhà máy xử lý nước thải, đã bị cắt làm đôi và hồ trả lời nhanh.

Nhưng tảo có hại nở hoa và thiếu oxy xuất hiện trở lại vào giữa các 1990, có lẽ bởi vì chảy vào hồ của một dạng phốt pho dễ sử dụng bởi tảo tăng gấp ba lần. Vùng chết đặt kỷ lục mới trong 2012và tảo nở hoa có hại thiết lập hồ sơ trong 2011 và 2015. Ngay cả khi hoa không trở nên độc hại, chúng có thể có tác động tàn phá. Ví dụ, tảo gây hại 2011 nở trên hồ Erie có giá khu vực gần US $ 71 triệu giảm giá trị tài sản, xử lý nước, và mất doanh thu du lịch và cơ hội giải trí.

Đáp lại, Hoa Kỳ và Canada đã đàm phán mới mục tiêu tải phốt pho yêu cầu giảm phần trăm 40 từ các mức 2008. Ontario, Ohio, Michigan, Indiana, Pennsylvania và New York đang phát triển kế hoạch hành động trong nước để đáp ứng những mục tiêu đó

Tuy nhiên, bây giờ, 71 phần trăm chất dinh dưỡng vào hồ Erie là từ nguồn không điểm - chủ yếu từ nông nghiệp. Ô nhiễm nguồn không điểm đến từ các nguồn khuếch tán, chẳng hạn như rửa phân bón của các trang trại và bãi cỏ, do đó khó kiểm soát hơn.

Hoa Kỳ đóng góp hơn 80 phần trăm tổng lượng phốt pho của Hồ Erie. Tóm lại, việc giảm tải lớn sẽ phải đến từ nông nghiệp, chủ yếu là từ các trang trại Hoa Kỳ.

Làm thế nào hiệu quả là các biện pháp tự nguyện?

Chính phủ nói chung là không thích áp đặt các quy định môi trường trên đất nông nghiệp. Do đó, hầu hết các kế hoạch hành động cho Hồ Erie đều dựa vào các chương trình tự nguyện, dựa trên khuyến khích để giải quyết vấn đề mất chất dinh dưỡng từ đất nông nghiệp.

Nhưng trong lưu vực sông Mississippi, cách tiếp cận này đã thất bại. Mặc dù có nhiều năm nghiên cứu và giám sát hơn 30, nhưng hơn 15 năm đánh giá và thiết lập mục tiêuvà hơn tỷ USD 30 trong tài trợ bảo tồn liên bang kể từ 1995, mức nitơ trung bình ở Mississippi đã không từ chối kể từ các 1980.

Sản phẩm lực lượng đặc nhiệm dẫn đến nỗ lực này gần đây đã kéo dài thời hạn cho mục tiêu của nó là 1,930-dặm-dặm vùng chết từ 2015 đến 2035. Hôm nay vùng chết là nhiều hơn gấp ba lần kích thước đó. Của chúng tôi mô hình mới được công bố cho thấy sẽ giảm phần trăm lượng khí nitơ vào Vịnh Mexico để đạt được mục tiêu của lực lượng đặc nhiệm.

Chế độ ăn uống ô nhiễm của Vịnh Chesapeake

Các quốc gia xung quanh Vịnh Chesapeake cũng phải vật lộn trong nhiều thập kỷ để làm cho các phương pháp tiếp cận dựa trên khuyến khích, tự nguyện hoạt động. Những nỗ lực của họ đã bị choáng ngợp bởi tác động của tăng trưởng dân số và sản xuất nông nghiệp.

Thất vọng vì điều kiện tồi tệ hơn, các tiểu bang đã yêu cầu EPA ở 2010 thành lập tổng tải tối đa hàng ngày - a Chế độ ăn uống ô nhiễm trong khuôn khổ quy định theo Đạo luật Nước sạch hạn chế lượng chất dinh dưỡng và trầm tích có thể xâm nhập vào vịnh. Các tiểu bang Bay và Quận Columbia sau đó đã phát triển kế hoạch thực hiện và Chiến lược quản lý nêu chi tiết cách thức và thời điểm mỗi khu vực tài phán sẽ đáp ứng các mục tiêu riêng của nó.

Không giống như các chiến lược tự nguyện, phương pháp này có răng. Nếu các quốc gia bỏ lỡ các mốc thời gian tạm thời để giảm các chất ô nhiễm, EPA có thể áp đặt Biện pháp backstop, Trực tiếp như yêu cầu giảm thêm từ các nguồn điểm và giữ lại tiền cấp liên bang.

Nhóm nông nghiệp, được hỗ trợ bởi các quốc gia 21 bên ngoài lưu vực Chesapeake, đã thách thức tổng tải tối đa hàng ngày tại tòa án nhưng thua. Giữa 2009 và 2015, vô số nitơ, phốt pho và trầm tích trong vịnh rơi xuống Phần trăm 8, phần trăm 20 và phần trăm 7, tương ứng. Cỏ dưới nước và cua xanh biểu tượng của vịnh là bắt đầu hồi phục.

Không có chế độ ăn kiêng cho hồ Erie

Nhóm môi trường gần đây kiện EPA để thúc đẩy hành động mạnh mẽ hơn về ô nhiễm chất dinh dưỡng trong lưu vực phía tây hồ Erie, với sự hỗ trợ từ một số thành viên của Quốc hội và Ủy ban hỗn hợp quốc tế, trong đó phối hợp các nỗ lực của Hoa Kỳ và Canada. Nhưng EPA rõ ràng sẽ viết tổng tải tối đa hàng ngày chỉ khi cả Michigan và Ohio, hai tiểu bang quan trọng trong lưu vực phía tây, đồng ý. (Quản trị viên EPA Scott Pruitt chỉ xác nhận tổng tải tối đa hàng ngày của Vịnh Chesapeake bởi vì tất cả sáu tiểu bang trong lưu vực vịnh đều ủng hộ nó.)

Michigan gần đây tuyên bố một phần của hồ Erie khiếm khuyết, Yêu cầu để kích hoạt tổng tải tối đa hàng ngày. Nhưng Ohio chỉ tuyên bố một số bờ biển bị suy yếu, và EPA đồng tình. Vì vậy, triển vọng cho một sự phục hồi là mỏng.

Trang web của EPA gọi ô nhiễm chất dinh dưỡng là một trong những nước Mỹ Những vấn đề môi trường phổ biến nhất, tốn kém và đầy thách thức. Nhưng hành động tự nguyện không giải quyết được nó. Và yêu cầu ngân sách EPA của Tổng thống Trump sẽ cắt $ 165 triệu trong các khoản tài trợ cho các tiểu bang để đối phó với ô nhiễm nguồn không điểm.

Như tôi có chi tiết trước, thuần hóa ô nhiễm chất dinh dưỡng sẽ đòi hỏi một cách tiếp cận toàn quốc bao gồm các bước như sửa đổi chế độ ăn uống của người Mỹ, thay đổi chuỗi cung ứng nông nghiệp và giảm sản xuất ethanol dựa trên ngô. Chúng tôi cũng cần tìm ý chí để đặt giới hạn ràng buộc về mặt pháp lý khi các bước tự nguyện không đủ.

Giới thiệu về Tác giả

Donald Scavia, Giáo sư Môi trường và Bền vững; Giáo sư kỹ thuật môi trường, Đại học Michigan

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan:

at Thị trường InnerSelf và Amazon