Skadliga alger blommar i Lake Erie, Oct. 13, 2011. NASA Earth Observatory, CC BY

Sommar är säsongen för skadliga alger blomningar i många amerikanska sjöar och vikar. De uppstår när vattenkroppar blir överbelastade med kväve och fosfor från gårdar, vattenreningsverk och andra källor. Varmvatten och massor av näringsämnen främjar snabb tillväxt av alger som kan vara giftiga och potentiellt dödliga för vattenlevande liv och människor.

Så småningom sätter alger sig i botten och sönderfall, tömmer löst syre i vattnet och skapar hypoxi - "dödszoner" där syrehalten är tillräckligt låg för att döda fisk.

Som senior forskare vid National Oceanographic and Atmospheric Administration mellan 1975 och 2003 utvecklade jag årliga hypoxi prognoser för Chesapeake Bay och Mexikanska golfen - två av våra nationers vattendrag som skadas mest av dessa blommor. Vid University of Michigan hjälpte jag mig till att utveckla skadliga algerblomprognoser för Lake Erie och fortsätta att arbeta med offentliga och privata organisationer om dessa frågor.

University of Michigan professor Donald Scavia diskuterar 2015 prognoserna.

{youtube}i70K0Duu-m4{/youtube}

Stater runt Lake Erie och i Mississippi River Basin, som dränerar till Mexikanska golfen, har försökt minska förekomsten av föroreningar i åratal. De är främst beroende av frivilliga steg, till exempel att ge bidrag till jordbrukare att vidta åtgärder för att förhindra att gödningsmedel tvättar sina fält.

I motsats till detta har stater runt Chesapeake haft större framgång med en federalt verkställd plan som kan införa obligatoriska åtgärder över vikens 64,000-kvadratmiljö. Ur mitt perspektiv, när vi jämför dessa två tillvägagångssätt är det klart att frivilliga åtgärder inte ens gör blygsamma bucklor i näringsföroreningar.

Årets prognoser

Årets Lake Erie skadliga alger blommar prognos har ett svårighetsindex för 7.5 på en skala från 1 till 10. Detta kan jämföras med de tre största blommorna sedan 2011, inklusive en sådan gjorde staden Toledo kranvatten oanvändbar i tre dagar i 2014. Algerna producerade mikrocystin - ett toxin som kan producera effekter från mild hudutslag till allvarlig sjukdom eller dödsfall.

Smakämnen Mexikanska golfen prognosen förutspår en dödzon för 8,185-kvadratkilometer - mer än fyra gånger det mål som fastställs av en mellanstatlig arbetsgrupp. Detta kommer att bli den tredje största Mexikanska golfen dödszon eftersom mätningar började 32 år sedan.

Smakämnen Chesapeake prognos förutspår en hypoxisk region av 1.9-kubik-mile - nästan volymen av 3.2 miljoner olympiska storlekspooler. Detta är mycket större än mål som återspeglas i den senaste politiken.

Ändå går Chesapeake åtminstone i rätt riktning. Mängden näringsämnen som strömmar in i viken börjar minska.

Den långa strävan att städa upp Erie Lake

Lake Erie drabbades först av tunga näringsämnen i 1960s. 1972 Clean Water Act utlöste en anmärkningsvärd rengöring. Näringsämnen, främst från punkt (diskreta) källor som avloppsreningsverk, skars i hälften och sjön svarade snabbt.

Men skadliga alger blomningar och hypoxi resurfaced i mitten av 1990s, förmodligen för att strömma in i sjön av en form av fosfor som lätt användes av tredubblerade alger. Den döda zonen ställer a ny post i 2012, och skadliga alger blomningar Ange poster i 2011 och 2015. Även om blommorna inte blir giftiga kan de få förödande effekter. Till exempel kostade 2011-skadliga algenblommorna på Lake Erie regionen nästan US $ 71 miljoner i minskat fastighetsvärde, vattenbehandling och förlorade turisminkomster och rekreationsmöjligheter.

Som svar förhandlade Förenta staterna och Kanada nya fosforladdningsmål som kräver en 40-procentminskning från 2008-nivåerna. Ontario, Ohio, Michigan, Indiana, Pennsylvania och New York utvecklas inhemska handlingsplaner för att möta dessa mål.

Nu är dock 71-procenten av näringsämnen som kommer in i Erie-området från icke-punktskällor - huvudsakligen från jordbruket. Föroreningar från icke-punktskällor kommer från diffusa källor, såsom gödningsmedel som tvättas av gårdar och gräsmattor, så det är svårare att kontrollera.

Förenta staterna bidrar över 80-procenten av Lake Eries totala fosforbelastning. Sammantaget måste stora lastminskningar komma från jordbruket, mestadels från amerikanska gårdar.

Hur effektiva är frivilliga åtgärder?

Regeringar är generellt avskräckta för att införa miljöregler på jordbruksmark. Som ett resultat är de flesta handlingsplaner för Lake Erie beroende av frivilliga, incitamentsbaserade program för att hantera näringsförlust från jordbruksmarker.

Men i Mississippi River Basin har denna inställning misslyckats. Trots mer än 30 års forskning och övervakning, över 15 år av bedömningar och målinställningaroch över US $ 30 miljarder i federal bevarande finansiering sedan 1995, genomsnittliga kväve nivåer i Mississippi har inte minskat sedan 1980s.

Smakämnen arbetsgrupp ledande denna insats förlängde nyligen tidsfristen för sitt mål om a 1,930-kvadratkilometer dödzon från 2015 till 2035. Idag är den döda zonen mer än trippel den storleken. Vår nyutgiven modellering visar att det skulle ta en minskning av 59-procenten i kväveinnehållet i Mexikanska golfen för att nå arbetsgruppens mål.

Chesapeake Bays föroreningsdiet

Stater runt Chesapeake Bay kämpade också i årtionden för att göra frivilliga, incitamentsbaserade arbetssätt. Deras ansträngningar blev överväldigade av effekterna av befolkningstillväxt och jordbruksproduktion.

Frustrerad av försvårande förhållanden, frågade staterna EPA i 2010 att upprätta en total maximal daglig belastning - a "Föroreningsdiet" inom ett regelverk enligt ren vattenlagen som begränsar mängden näringsämnen och sediment som kan komma in i viken. Bay stater och District of Columbia utvecklades sedan genomförandeplaner och förvaltningsstrategier specificera hur och när varje jurisdiktion skulle uppfylla sina individuella mål.

Till skillnad från frivilliga strategier har denna inställning tänder. Om stater missar interimistiska milstolpar för att minska föroreningar kan EPA ålägga "Backstop-åtgärder, "Som kräver ytterligare minskningar från punktkällor och undanhållande av federala bidrags pengar.

Jordbruksgrupper, stöds av 21 stater utanför Chesapeake vattendel, utmanade den totala maximala dagliga belastningen i domstol men förlorat. Mellan 2009 och 2015 föll massor av kväve, fosfor och sediment i viken med 8-procent, 20-procent och 7-procent, respektive. Undervattensgräs och vikens ikoniska blå krabbor är börjar återhämta sig.

Ingen diet för Lake Erie

Miljögrupper nyligen stämde EPA att tvinga starkare åtgärder mot näringsföroreningar i Lake Eries västra bassäng, med stöd från flera medlemmar av kongressen och Internationella gemensamma kommissionen, som samordnar insatser från Förenta staterna och Kanada. Men EPA kommer tydligen att skriva en total maximal daglig belastning endast om både Michigan och Ohio, de två nyckeltal i västra bassängen, håller med om. (EPA-administratören Scott Pruitt godkände endast den totala maximala dagliga belastningen för Chesapeake Bay eftersom alla sex stater i viken vattnet stödde det.)

Michigan nyligen förklarade sin del av Lake Erie "nedsatt, "Som krävs för att utlösa en total maximal daglig belastning. Men Ohio förklarade bara några av sina shorelines försämrade, och EPA samtyckte. Så utsikterna till en återhämtning är smala.

EPA: s webbsida kallar näringsämnesföroreningar en av USA: s "Mest utbredda, kostsamma och utmanande miljöproblem. "Men frivillig åtgärd löser inte det. Och president Trumps EPA-budgetförfrågan skulle skära $ 165 miljoner i bidrag till stater för att hantera icke-punktskällförorening.

Som jag har detaljerad före, tämma näringsämnen föroreningar kommer att kräva ett brett nationellt tillvägagångssätt som inkluderar steg som att modifiera den amerikanska kosten, ändra jordbruksförsörjningskedjor och minska produktionen av majsbaserad etanol. Vi måste också finna viljan att fastställa rättsligt bindande gränser när frivilliga steg inte räcker.

Om författaren

Donald Scavia, professor i miljö och hållbarhet; Professor i miljöteknik, University of Michigan

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

Relaterade böcker:

at InnerSelf Market och Amazon