Пресноводные озера Северной Америки становятся более солеными из-за развития и воздействия соли на дорогах. Исследование 371 озера, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, сообщает, что во многих озерах Среднего Запада и Северо-Востока наблюдается рост хлоридов, при этом около 44% озер, отобранных в этих регионах, подвергаются долгосрочному засолению.
Исследование является первым крупномасштабным анализом тенденций содержания хлоридов в пресноводных озерах. Он был проведен группой из пятнадцати исследователей в рамках программы стипендий Глобальной сети экологических обсерваторий озер (GLEON), инициативы, направленной на подготовку следующего поколения ученых и практиков в области пресноводных ресурсов.
Ведущий автор Хилари Дуган, лимнолог из Университета Висконсин-Мэдисон и бывший научный сотрудник Института исследований экосистем Кэри, объясняет: «Мы собрали долгосрочные данные и сравнили концентрации хлоридов в озерах и водохранилищах Северной Америки с климат и модели землепользования, с целью выявить, меняется ли, как и почему засоление в широких географических масштабах. Картина отрезвляет. Для озер небольшое развитие береговой линии приводит к большим рискам засоления».
Проанализированы тренды содержания хлоридов в 371 пресноводном озере. Площадь каждого озера превышала 4 га, а данные о содержании хлоридов регистрировались не менее чем за 10 лет. Большинство озер (284) были расположены в регионе озер 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 судоходства по зимним дорогам стало нарастать. Каждый год около 23 миллионов метрических тонн антиобледенителя на основе хлорида натрия наносится на дороги Северной Америки, чтобы растопить снег и лед. Большая часть этой дорожной соли смывается в близлежащие водоемы, где она признана основным источником загрязнения хлоридами грунтовых вод, ручьев, рек и озер.
Чтобы оценить воздействие соли на дороги, исследовательская группа оценила плотность дорог и растительный покров в буферной зоне от 100 до 1500 метров вокруг каждого из 371 исследуемого озера. Дороги и непроницаемые поверхности, такие как автостоянки и тротуары, являются надежными показателями применения дорожной соли, потому что, будучи развитыми районами, они подвержены высокому уровню засоления и стока.
Результаты были однозначными: дороги и другие непроницаемые поверхности в пределах 500 метров от береговой линии озера были надежным предиктором повышенных концентраций хлоридов. В Североамериканском озерном регионе 70% (94 из 134) озер с более чем 1% непроницаемого земного покрова в их 500-метровой буферной зоне имели тенденцию к увеличению содержания хлоридов. Когда результаты экстраполируются на все озера Североамериканского региона озер, около 7 770 озер могут подвергаться риску повышения солености.
Если текущие тенденции к засолению сохранятся, многие озера Северной Америки через 50 лет превысят рекомендуемые EPA уровни содержания хлоридов. В рамках этого исследования ожидается, что к 2050 году концентрация хлоридов в 14 озерах Североамериканского региона озер превысит критерий EPA для водных организмов, составляющий 230 мг/л, а 47 находятся на пути к достижению концентрации хлоридов 100 мг/л за тот же период времени.
Соавтор Сара Бартлетт, аспирант Университета Висконсин-Милуоки, объясняет: «Эти результаты, вероятно, являются недооценкой проблемы засоления, поскольку в ряде регионов с интенсивным применением соли на дорогах, таких как Квебек или в Приморских провинциях Канады не было доступных долгосрочных данных по озерам». Соавтор Флора Кривак-Тетли, аспирант Дартмутского колледжа, добавила: «Кроме того, чрезвычайно сложно получить данные о расходах соли на дороги как во времени, так и в разных регионах. Более качественные данные приложений позволят нам более точно прогнозировать состояние экосистемы».
Было показано, что в озерах повышенный уровень хлоридов изменяет состав рыбы, беспозвоночных и планктона, которые составляют основу водной пищевой сети. Богатство и изобилие водных видов может уменьшиться, а в экстремальных случаях засоление может помешать смешиванию озер, вызывая условия с низким содержанием кислорода, которые подавляют водную жизнь и ухудшают 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 на многих озерах отсутствуют программы мониторинга, необходимые для адекватного отслеживания состояния озера..
Соавтор и советник по стипендии Кэтлин Уэзерс, специалист по экосистемам из Института исследований экосистем Кэри и сопредседатель GLEON, комментирует: «В районе озер Северной Америки, где дорожная соль является реальностью, дороги и другие непроницаемые поверхности в пределах 500 метров от береговой линии озера являются рецептом засоления. Нам необходимо управлять озерами и контролировать их, чтобы поддерживать их «свежесть» и защищать множество услуг, которые они предоставляют, от рыболовства и отдыха до снабжения питьевой водой».
Состояние хлоридов в озере может также дать представление об экологическом состоянии его водораздела. Соавтор Саманта Берк, аспирант Университета Ватерлоо, добавляет: «В отличие от текущих ручьев и рек, вода в озерах находится в течение длительного периода времени. нарушение."