Skadelige alger blomstrer i Lake Erie, oktober 13, 2011. NASA Earth Observatory, CC BY

Sommeren er sesongen for skadelige alger blomstrer i mange amerikanske innsjøer og bukter. De oppstår når vannlegemer blir overbelastet med nitrogen og fosfor fra gårder, vannbehandlingsanlegg og andre kilder. Varmt vann og mange næringsstoffer fremmer rask vekst av alger som kan være giftig og potensielt dødelig for vannlevende liv og mennesker.

Til slutt setter alger seg til bunnen og forfall, depleterer oppløst oksygen i vannet, skaper hypoksi - "døde soner" der oksygenivåene er lave nok til å drepe fisk.

Som seniorforsker ved National Oceanographic and Atmospheric Administration mellom 1975 og 2003 utviklet jeg årlige hypoksieprognoser for Chesapeake Bay og Mexicogolfen - to av våre nasjoners vannområder mest skadet av disse blomstrene. På University of Michigan bidro jeg til å utvikle skadelige algerblomsprognoser for Lake Erie og fortsette å jobbe med offentlige og private organisasjoner på disse problemene.

Universitetet i Michigan professor Donald Scavia diskuterer 2015 prognosene.

{youtube}i70K0Duu-m4{/youtube}

Stater rundt Lake Erie og i Mississippi-elven, som drenerer til Mexicogolfen, har forsøkt å redusere næringsforurensning i mange år. De stammer hovedsakelig på frivillige skritt, for eksempel å gi tilskudd til bøndene å ta skritt for å hindre gjødsel fra å vaske av feltene sine.

I motsetning til at stater rundt Chesapeake har hatt mer suksess med en føderalt håndhevet plan som kan pålegge obligatoriske tiltak over flodens 64,000-kvadratkilometer. Fra mitt perspektiv, når vi sammenligner disse to tilnærmingene, er det klart at frivillige tiltak ikke engang gjør beskjedne buler i forurensning av næringsstoffer.

Årets prognoser

Årets Lake Erie skadelige alger blomstre prognose har en alvorlighetsindeks for 7.5 på en skala fra 1 til 10. Dette er sammenlignbare med de tre største blomstene siden 2011, inkludert en som gjorde byen Toledo tap vann ubrukelig i tre dager i 2014. Algene produserte mikrocystin - et gift som kan produsere effekter fra mild hudutslett til alvorlig sykdom eller død.

De Mexicogolfen prognose forutsier en dødsone for 8,185-kvadrat-mil - mer enn fire ganger målet satt av en mellomstatlig arbeidsgruppe. Dette vil bli den tredje største Mexicogulfen i Dødehavet siden målingene begynte 32 år siden.

De Chesapeake prognose forutsier en hypnotisk region av 1.9-kubikk-mile - nesten volumet av 3.2 millioner olympisk størrelse svømmebassenger. Dette er mye større enn målene som gjenspeiles i de siste retningslinjene.

Likevel går Chesapeake i det minste i riktig retning. Mengden næringsstoffer som strømmer inn i bukta begynner å synke.

Den lange søken for å rydde opp Lake Erie

Lake Erie led først av kraftig næringsforurensning i 1960s. Clean Water Act av 1972 utløste en bemerkelsesverdig opprydding. Næringsstoffer, hovedsakelig fra punkt (diskret) kilder som renseanlegg, ble kuttet i halvparten, og innsjøen svarte raskt.

Men skadelige alger blomstrer og hypoksi resurfaced i midten av 1990s, sannsynligvis fordi det strømmer inn i sjøen av en form for fosfor som lett blir brukt av alger tredoblet. Den døde sonen satt a ny post i 2012, og skadelige alger blomstrer sett poster i 2011 og 2015. Selv om blomstene ikke blir giftige, kan de ha ødeleggende effekter. For eksempel koster 2011 skadelige algerblomstene på Lake Erie regionen nesten US $ 71 millioner i reduserte eiendomsverdier, vannbehandling og tapt turismeinntekter og rekreasjonsmuligheter.

Som svar forhandlet USA og Canada nye fosforbelastningsmål som krever en reduksjon på 40 prosent fra 2008 nivåer. Ontario, Ohio, Michigan, Indiana, Pennsylvania og New York utvikler seg innenriks handlingsplaner å møte disse målene.

Nå er imidlertid 71 prosent av næringsstoffer som kommer inn i Lake Erie fra ikke-punktkilder - hovedsakelig fra landbruk. Forurensning fra ikke-punktkilder kommer fra diffuse kilder, for eksempel gjødselvask av gårder og plener, så det er vanskeligere å kontrollere.

USA bidrar over 80 prosent av Lake Eries totale fosforbelastning. Samlet sett må store lastreduksjoner komme fra landbruket, hovedsakelig fra amerikanske gårder.

Hvor effektive er frivillige tiltak?

Regjeringene er generelt ikke opptatt av å pålegge miljøregler på jordbruksmark. Som et resultat er de fleste handlingsplanene for Lake Erie avhengig av frivillige, incitamentsbaserte programmer for å takle næringsstap fra landbruksområder.

Men i Mississippi-elven har denne tilnærmingen mislyktes. Til tross for mer enn 30 års forskning og overvåkning, over 15 årene av vurderinger og målstillingog over US $ 30 milliarder i føderal bevaringsfinansiering siden 1995, gjennomsnittlig nitrogennivå i Mississippi har ikke avvist siden 1980s.

De arbeidsgruppe leder denne innsatsen nylig forlenget fristen for sitt mål om a 1,930 kvadratkilometer dødsone fra 2015 til 2035. I dag er den døde sonen mer enn tredoblet den størrelsen. Vår nylig publisert modellering viser at det vil ta en reduksjon på 59 prosent i mengden nitrogen som kommer inn i Mexicogolfen for å nå oppgavens mål.

Chesapeake Bay's forurensnings diett

Stater rundt Chesapeake Bay sliter også i flere tiår for å gjøre frivillige, incitamentsbaserte tilnærminger arbeid. Deres innsats ble overveldet av virkningen av befolkningsvekst og landbruksproduksjon.

Frustrert av forverrede forhold, spurte statene EPA i 2010 å etablere en total maksimal daglig belastning - En "Forurensnings diett" innenfor et regelverk under rent vannloven som begrenser mengden næringsstoffer og sedimenter som kan komme inn i bukta. Bay stater og District of Columbia deretter utviklet gjennomføringsplaner og ledelsesstrategier detaljere hvordan og når hver jurisdiksjon ville oppfylle sine individuelle mål.

I motsetning til frivillige strategier har denne tilnærmingen tenner. Hvis tilstandene savner midlertidige milepæler for å redusere forurensende stoffer, kan EPA pålegge "Backstop tiltak, "Som for eksempel krever ytterligere reduksjoner fra punktkilder og å holde tilbake føderale stipendpenger.

Landbruksgrupper, støttet av 21 stater utenfor Chesapeake watershed, utfordret total maksimal daglig belastning i retten, men tapte. Mellom 2009 og 2015 falt masse nitrogen, fosfor og sediment i bukta med 8 prosent, 20 prosent og 7 prosent, henholdsvis. Undervanns gress og bayens ikoniske blå krabber er begynner å gjenopprette.

Ingen diett for Lake Erie

Miljøgrupper nylig saksøkt EPA å tvinge sterkere tiltak på næringsforurensning i Lake Eries vestlige basseng, med støtte fra flere medlemmer av kongressen og Internasjonal felleskommisjon, som koordinerer innsatsen fra USA og Canada. Men EPA vil tydeligvis skrive en total maksimal daglig belastning bare hvis både Michigan og Ohio, to viktige stater i den vestlige bassenget vannskille, er enig. (EPA-administrator Scott Pruitt godkjente bare Chesapeake Bay total maksimal daglig belastning fordi alle seks stater i buktens vannkilde støttet det.)

Michigan nylig erklært sin del av Lake Erie "svekket, "Som kreves for å utløse en total maksimal daglig belastning. Men Ohio erklærte bare noen av sine shorelines svekket, og EPA var enig. Så utsikter for en utvinning er slanke.

EPAs nettside kaller næringsforurensning en av USAs "Mest utbredte, kostbare og utfordrende miljøproblemer. "Men frivillig handling løser ikke det. Og president Trumps EPA budsjettforespørsel ville kutte $ 165 millioner i tilskudd til stater for å håndtere forurensning uten punktkilde.

Som jeg har detaljert før, Temming tilførselen av næringsstoffer vil kreve en bred nasjonal fremgangsmåte som omfatter trinnene for eksempel å modifisere den amerikanske diett, endre landbruksforsyningskjeder og redusere produksjonen av korn-baserte etanol. Vi må også finne viljen til å fastsette juridisk bindende grenser når frivillige skritt ikke er nok.

Om forfatteren

Donald Scavia, professor i miljø og bærekraft; Professor i miljøteknikk, University of Michigan

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker:

at InnerSelf Market og Amazon