Исследование является первым крупномасштабным анализом трендов хлоридов в пресноводных озерах. Он был проведен группой из пятнадцати исследователей в рамках программы стипендий Глобальной сети экологических обсерваторий озер (GLEON), инициативы, направленной на обучение следующего поколения ученых и практиков, занимающихся вопросами пресной воды.
Ведущий автор Хилари Дуган, лимнолог из Университета Висконсин-Мэдисон и бывший научный сотрудник Института экосистемных исследований Кэри, объясняет: «Мы собрали долгосрочные данные и сравнили концентрации хлоридов в озерах и водохранилищах Северной Америки с климатом и моделями землепользования. , с целью выяснить, как и почему изменяется засоление в широком географическом масштабе. Картина отрезвляющая. Для озер небольшое развитие береговой линии приводит к большим рискам засоления ».
Проанализированы тренды хлоридов в 371 пресноводном озере. Каждое озеро было размером более 4 гектаров, данные по хлоридам были зарегистрированы не менее чем за 10 лет.
Большинство озер (284) были расположены в озерном регионе Северной Америки, который включает Коннектикут, Мэн, Массачусетс, Мичиган, Миннесоту, Нью-Гэмпшир, Нью-Йорк, Онтарио, Род-Айленд, Вермонт и Висконсин.С 1940-х годов использование дорожной соли для обеспечения возможности судоходства на зимних дорогах возрастает.
Ежегодно около 23 миллионов метрических тонн антиобледенителя на основе хлорида натрия наносится на дороги Северной Америки для растапливания снега и льда. Большая часть этой дорожной соли смывается в близлежащие водоемы, где она признана основным источником хлоридного загрязнения грунтовых вод, ручьев, рек и озер.Чтобы измерить воздействие соли на дорогах, исследовательская группа оценила плотность дорог и растительный покров в пределах 100-1500-метрового буфера вокруг каждого из 371 исследуемых озер. Дороги и непроницаемые поверхности, такие как автостоянки и тротуары, являются надежными заместителями для внесения дорожной соли, потому что, будучи развитыми территориями, они подвержены высоким уровням засоления и стока.
Результаты были очевидны: дороги и другие водонепроницаемые поверхности в пределах 500 метров от береговой линии озера были надежным предиктором повышенных концентраций хлоридов.
В районе озер Северной Америки 70% (94 из 134) озер с более чем 1% водонепроницаемого земельного покрова в 500-метровой буферной зоне имели тенденцию к увеличению содержания хлоридов. Когда результаты экстраполируются на все озера в районе озер Северной Америки, около 7 770 озер могут оказаться под угрозой повышения солености.Если текущие тенденции засоления сохранятся, многие озера Северной Америки превысят рекомендованные EPA уровни хлоридов через 50 лет.
В рамках этого исследования ожидается, что 14 озер Североамериканского региона озер к 2050 году превысят установленную EPA концентрацию водной флоры и фауны, составляющую 230 мг / л, а 47 находятся на пути к достижению концентрации хлоридов 100 мг / л за тот же период времени.Соавтор Сара Бартлетт, аспирантка Университета Висконсин-Милуоки, объясняет: «Эти результаты, вероятно, являются недооценкой проблемы засоления, так как ряд регионов с тяжелым применением соли для дорог, таких как Квебек или Приморские провинции В Канаде не было доступных долгосрочных данных по озеру ». Соавтор Флора Кривак-Тетли, аспирантка Дартмутского колледжа, добавила: «Также чрезвычайно сложно получить нормы внесения дорожной соли как по времени, так и по регионам.
Более точные данные о приложениях позволят нам более точно прогнозировать состояние экосистемы. "Было показано, что в озерах повышенный уровень хлоридов изменяет состав рыб, беспозвоночных и планктона, которые составляют основу водной пищевой сети. Богатство и численность водных видов может снизиться, а в крайних случаях засоление может препятствовать смешиванию озер, вызывая условия с низким содержанием кислорода, которые подавляют водную жизнь и снижают качество воды.Авторы исследования рекомендуют, чтобы передовые методы управления озерами признавали, что управление береговой линией выходит далеко за пределы периметра озера.
Хотя многие штаты и муниципалитеты признают важность управления береговой линией, они отмечают, что правила зонирования часто применяются только в пределах 300 метров, а во многих озерах отсутствуют программы мониторинга, необходимые для адекватного отслеживания состояния озера.Соавтор и советник по программе Кэтлин Уэзерс, специалист по экосистемам из Института экосистемных исследований Кэри и сопредседатель GLEON, комментирует: «В регионе озер Северной Америки, где соль на дорогах реальна, дороги и другие непроницаемые поверхности в пределах 500 метров. метров береговой линии озера — это рецепт засоления.
Нам необходимо управлять озерами и контролировать их, чтобы они оставались «свежими», и защищать множество услуг, которые они предоставляют, от рыболовства и отдыха до снабжения питьевой водой ».Хлоридный статус озера также может дать окно в экологическое состояние его водосбора.
Соавтор Саманта Берк, аспирантка Университета Ватерлоо, добавляет: «В отличие от текущих ручьев и рек, вода находится в озерах в течение длительных периодов времени. Это делает их уязвимыми для загрязнения из их водосборных бассейнов и хороших индикаторов раннего предупреждения об окружающей среде. разрушение ".