Skadelig algeopblomstring i søen Erie, 4. september 2009. NOAA / Flickr

"Drik ikke / kog ikke" er ikke hvad nogen ønsker at høre om deres bys vand fra hanen. Men de kombinerede virkninger af klimaændringer og forringet vandkvalitet kunne gøre sådanne advarsler hyppigere i de store søers region.

En forhåndsvisning fandt sted den 31. juli 2014, da en grim grønt slim - korrekt kendt som en skadelig algeopblomstring, eller HAB - udviklede sig i vestlige bassin af søen Erie. Inden længe havde det overvældet Toledo Water Intake Crib, som leverer drikkevand til næsten 500,000 mennesker i og omkring byen.

Forsøg afslørede, at algerne producerede mikrocystin, et undertiden dødbringende levertoksin og mistænkt kræftfremkaldende. I modsætning til nogle andre toksiner kan mikrocystin ikke gøres uskadelig ved kogning. Så byen udstedte en ordre om ”Må ikke drikke / kog ikke” opsatte en tre-dages krise.

Byen Toledo vandindtag krybbe omgivet af alger i søen Erie, cirka 2.5 miles offshore, 3. august 2014. AP Photo / Haraz N. Ghanbari

Lokale butikker løb snart tom for flaskevand. Ohio's guvernør erklærede en undtagelsestilstand, og Nationalgarden blev indkaldt for at levere sikkert drikkevand, indtil systemet kunne skylles og behandlingsfaciliteterne bringes tilbage på nettet.

Den skyldige var en kombination af høj næringsstofforurening - nitrogen og fosfor, som stimulerer væksten af ​​alger - fra spildevand, landbrug og forstæder af forstæder og høje vandtemperaturer forbundet med klimaændringer. Denne begivenhed viste, at selv i regioner med så store ressourcer som De Store Søer er vandforsyningen sårbar over for denne slags menneskeskabte trusler.

Som midwesternere, der arbejder inden for bymiljø sundhed og klima og miljøvidenskab, mener vi, at flere kriser som Toledos kunne ligge foran os, hvis regionen ikke løser truende trusler mod drikkevandskvaliteten.

Stort og misbrugt

De store søer rummer tilsammen 20% af verdens overfladeferskvand - mere end nok til at give drikkevand til end 48 millioner mennesker fra Duluth til Chicago, Detroit, Cleveland og Toronto. Men menneskelige påvirkninger har alvorligt skadet denne dyrebare og vitale ressource.

I 1970, efter et århundrede med urbanisering og industrialisering omkring De Store Søer, blev vandkvaliteten alvorligt forringet. Fabrikker fik lov til at dumpe affald i vandveje i stedet for at behandle det. Utilstrækkelige kloaksystemer sendte ofte rå spildevand ind i floder og søer, idet de begunstede vandet og forårsager algeopblomstringer.

Problemer som disse hjalp med til at anspore to store skridt i 1972: passage af USA Lov om rent vandog vedtagelse af Great Lakes Water Quality Agreement mellem USA og Canada. Siden da er mange brancher renset eller lukket ned. Kloaksystemer omdesignes, omend langsomt og til store omkostninger.

De resulterende nedskæringer i nærings- og spildevandsforurening har medført et hurtigt fald i HAB'er - især i søen Erie, den store sø med den mest tæt befolkede kystlinje. Men nye problemer er opstået, delvis på grund af mangler i disse love og aftaler kombineret med de voksende effekter af klimaændringer.

Drikkevand fra de store søer er meget efterspurgt.

Varmere og vådere

Klimaændringer er dybtgående ændring af mange faktorer der påvirker livet i de store søers region. De mest umiddelbare virkninger af de seneste klimaændringer har været på nedbør, søniveauer og vandtemperaturer.

Den årlige nedbør i regionen er steget med cirka 5 tommer i det forgangne ​​århundrede. Ændringer i de sidste fem år alene - the hotteste fem år i indspillet historie - har været særlig dramatisk med en række ekstreme nedbørshændelser, der bringer ekstremt høje og hurtigt varierende vandstand til de store søer.

Rekordhøj nedbør i 2019 forårsagede oversvømmelser, skade på ejendom og tab ved stranden i en række kystsamfund. Nedbøren i 2020 forventes at være lige så høj, hvis ikke højere. Noget af dette skyldes naturlig variation, men bestemt skyldes klimaændringer.

En anden klar indflydelse af klimaændringer er en generel opvarmning af alle fem store søer, især om foråret. Temperaturstigningen er beskeden og varierer fra år til år og sted til sted, men er generelt i overensstemmelse med optegnelser over opvarmning i hele regionen.

Mere forurenet afstrømning

Nogle af disse klimarelaterede ændringer er konvergeret med mere direkte menneskelige påvirkninger for at påvirke vandkvaliteten i De Store Søer.

Oprydningsforanstaltninger, der blev vedtaget tilbage i 1970'erne, indførte strenge grænser for store punktkilder til næringsstofforurening, som spildevand og fabrikker. Men mindre "ikke-point" kilder, såsom gødning og andre næringsstoffer, der vasker landbrugsarealer og forstæder græsplæner, blev behandlet gennem svagere, frivillig kontrol. Disse er siden blevet vigtige forureningskilder.

Siden midten af ​​1990'erne har klimadrevet stigning i nedbør ført voksende mængder næringsstofafstrømning ud i søen Erie. Denne stigende belastning er udløst stigende svær algeopblomstring, der på nogle måder kan sammenlignes med begivenhederne i 1970'erne. Toledos krise i 2014 var ikke en anomali.

Disse blomster kan få søvand til at lugte og smage dårligt og nogle gange gøre det farligt at drikke. De har også langsigtede virkninger på søenes økosystemer. De nedbryder ilt, dræber fisk og sporer kemiske processer, der primerer vandet i søen Erie for større fremtidige blomstrer. Vand med lavt ilt er mere ætsende og kan beskadige vandrør og forårsage dårlig smag eller dårlig lugt og hjælper med at frigive spormetaller, der også kan forårsage sundhedsmæssige problemer.

På trods af et halvt århundredes fremskridt er vandkvaliteten i Great Lakes på mange måder tilbage til, hvor den var i 1970, men med den ekstra indflydelse fra et hurtigt skiftende klima.

Figur, der viser total fosfor (TP) -flodbelastning til Lake St. Clair og den vestlige sø Erie i 2018 i metriske ton pr. År (MTA). Afstrømning fra landbrugsområder er den største kilde til næringsstofbelastning med ca. 70% fra kommerciel gødning og 30% fra husdyrgødning. IJC

Filtrering af afstrømning

Hvordan kan regionen ændre kurs og opbygge modstandsdygtighed i kystsamfundene i Great Lakes? Takket være en række nylige undersøgelser, herunder en intensiv modelleringsanalyse af fremtidige klimaændringer i Indiana, der fungerer som en fuldmagt til det meste af regionen, har vi et ret godt billede af, hvordan fremtiden kan se ud.

Som man måske gætter, vil opvarmningen fortsætte. Vandtemperaturer om sommeren forventes at stige med ca. 5 grader Fahrenheit med midten af ​​midten selvom nationer reducerer deres drivhusgasemissioner markant. Dette vil medføre yderligere fald i vandkvalitet og negativt påvirke kystøkosystemer.

Analysen projicerer også en stigning i ekstrem nedbør og afstrømning, især om vinteren og forår. Disse skift vil sandsynligvis bringe endnu mere næringsafstrømning, sedimentforurenende stoffer og spildevandsoverløb til kystzoner, selvom omgivende stater holder de faktiske mængder af disse næringsstoffer stabilt. Flere forurenende stoffer sammen med højere temperaturer kan udløse algeopblomstringer, der truer vandforsyningen.

Men nylige succeshistorier peger på strategier til at tackle disse problemer, i det mindste på lokalt og regionalt niveau.

Der er i øjeblikket en række store infrastrukturprojekter i gang for at forbedre styring af overvandet og kommunale kloaksystemer, så de kan fange og forarbejde spildevand og dertil knyttede næringsstoffer, før de transporteres til De Store Søer. Disse initiativer vil hjælpe med at kontrollere oversvømmelser og øge udbuddet af "gråt vand, ”Eller brugt vand fra badeværelsesvaske, vaskemaskiner, badekar og brusere, til anvendelser som landskabsarkitektur.

Byer forbinder denne "grå infrastruktur" med grønne infrastrukturprojekter, f.eks grønne tage, infiltrationshaver og genvundne vådområder. Disse systemer kan filtrere vand for at hjælpe med at fjerne overskydende næringsstoffer. De vil også bremse afstrømningen under ekstreme nedbørshændelser og dermed genoplade naturlige reservoirer.

Kommunale vandforvaltere bruger også smarte teknologier og forbedrede fjernmålsmetoder til at skabe nær-realtid advarselssystemer til HAB'er, der kan hjælpe med at afværge kriser. Grupper som Cleveland Water Alliance, en sammenslutning af industri-, regerings- og akademiske partnere, arbejder på at gennemføre smarte søteknologier i søen Erie og andre ferskvandsmiljøer over hele kloden. Endelig stater inklusive Ohio og Indiana bevæger sig for at skære samlede næringsindgange i De Store Søer fra alle kilder og bruger avanceret modellering til kortlægge disse kilder.

Sammen kan denne udvikling hjælpe reducer størrelsen på HAB'er, og måske endda nå den ca. 50% reduktion i næringsafstrømning, som regeringsundersøgelser antyder, er nødvendig for at bringe dem tilbage til deres mindste omfang i midten af ​​1990'erne.

Uden at begrænse de globale drivhusgasemissioner, kræver alle disse handlinger og mere, at samfund, der er så stærkt afhængige af De Store Søer, bæredygtige.

Om forfatteren

Gabriel Filippelli, professor i jordvidenskab og direktør for Center for bysundhed, IUPUI og Joseph D. Ortiz, professor og assistentformand for geologi, Kent State University

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

Livet efter kulstof: Den næste globale transformation af byer

by Peter Plastrik, John Cleveland
Vores byers fremtid er ikke, hvad den plejede at være. Den moderne by model, der tog holder globalt i det tyvende århundrede har overlevet sin nytte. Det kan ikke løse de problemer, det hjalp med at skabe - især den globale opvarmning. Heldigvis er en ny model for byudvikling dukker op i byerne at aggressivt tackle realiteter klimaændringer. Det transformerer den måde, byer designer og bruger det fysiske rum, skaber økonomisk velstand, forbruger og disponerer over ressourcer, udnytter og opretholder de naturlige økosystemer og forbereder sig på fremtiden. Fås på Amazon

Den sjette udryddelse: En unaturlig historie

af Elizabeth Kolbert
I løbet af det sidste halve milliard år, har der været fem masseudryddelser, hvor mangfoldigheden af ​​liv på jorden pludseligt og dramatisk kontraheret. Forskere overalt i verden overvåger i øjeblikket den sjette udryddelse, der forudses at være den mest ødelæggende udryddelsesbegivenhed siden den asteroide påvirkning, der udslettede dinosaurierne. Denne gang er katastrofen os. I prosa, der på én gang er ærlig, underholdende og dybt informeret, New Yorker forfatter Elizabeth Kølbert fortæller os, hvorfor og hvordan mennesker har ændret livet på planeten på en måde ingen art har før. Sammenflettende forskning inden for et halvt dusin discipliner, beskrivelser af de fascinerende arter, der allerede er gået tabt, og historien om udryddelse som koncept, giver Kolbert en bevægende og omfattende redegørelse for forsvinden, der opstår foran vores øjne. Hun viser, at den sjette udryddelse sandsynligvis er menneskehedens mest varige arv, hvilket tvinger os til at overveje det grundlæggende spørgsmål om, hvad det betyder at være menneske. Fås på Amazon

Klimakriger: Kampen for overlevelse, når verden overophedes

af Gwynne Dyer
Bølger af klimaflygtninge. Dusinvis af mislykkede stater. All-out krig. Fra en af ​​verdens store geopolitiske analytikere kommer et skræmmende glimt af de strategiske realiteter i den nærmeste fremtid, når klimaforandringer driver verdens magter mod overlevelsespolitikken. Presenterende og uvinklet, Klimakrig vil være en af ​​de vigtigste bøger i de kommende år. Læs det, og find ud af, hvad vi går mod. Fås på Amazon

Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.