기후 변화로 대 호수의 음용수 품질 위협

기후 변화로 대 호수의 음용수 품질 위협 4 년 2009 월 XNUMX 일, 이리 호에 유해한 조류가 피었습니다. NOAA / 플리커

“마시지 말고 끓이지 마라”는 것은 도시의 수돗물에 대해 듣고 싶은 사람이 아닙니다. 그러나 기후 변화와 수질 저하의 복합적인 영향으로 그레이트 레이크 지역에서 이러한 경고가 더 빈번해질 수 있습니다.

31 년 2014 월 XNUMX 일, 해조류 (HAB)로 알려진 불쾌한 녹색 점액이 이리 호 서쪽 분지. 얼마 지나지 않아 톨레도 식수 관은 도시 안팎의 약 500,000 만 명의 사람들에게 식수를 공급합니다.

테스트 결과, 조류가 간혹 치명적인 간 독소 인 발암 물질 인 마이크로 시스틴 (microcystin)을 생산하고 있음이 밝혀졌습니다. 다른 독소와 달리, 마이크로 시스틴은 끓여도 무해 할 수 없습니다. 그래서 도시는“음료 금지 / 끓이지 말 것”명령을 내 렸습니다. XNUMX 일의 위기를 시작하다.

기후 변화로 대 호수의 음용수 품질 위협 2.5 년 3 월 2014 일, 해안에서 약 XNUMX 마일 떨어진 이리 호에있는 조류로 둘러싸인 톨레도시 물 섭취 침대. AP 사진 / Haraz N. Ghanbari

현지 상점은 곧 생수를 다 썼다. 오하이오 주지사는 비상 사태를 선포했으며, 시스템을 세척하고 처리 시설을 다시 가동시킬 수있을 때까지 안전한 식수를 제공하기 위해 방위군이 요청되었습니다.

범인은 하수, 농업 및 교외 유출로 인한 조류의 성장을 자극하는 높은 영양소 오염 (질소 및 인)과 기후 변화와 관련된 높은 수온의 조합이었습니다. 이 사건은 그레이트 레이크 (Great Lakes)와 같은 광대 한 자원을 가진 지역에서도 물 공급이 이러한 종류의 인공 위협에 취약하다는 것을 보여 주었다.

중서부 사람들이 도시 환경 건강 이나 기후 및 환경 과학톨레도 같은 식수 품질에 대한 다가오는 위협을 해결하지 않으면 톨레도와 같은 더 많은 위기가 다가올 것이라고 믿습니다.

광대하고 학대

그레이트 레이크는 함께 전세계 지표 담수의 20 %를 보유하고 있습니다. 만 48 명 이상 덜 루스에서 시카고, 디트로이트, 클리블랜드, 토론토까지 그러나 인간의 영향은이 귀중하고 중요한 자원에 심각하게 해를 끼쳤다.

1970 년 대호 주변의 한 세기의 도시화와 산업화 이후 수질은 심각하게 악화되었습니다. 공장에서는 폐기물을 처리하지 않고 수로에 폐기물을 버릴 수있었습니다. 부적절한 하수도 시스템은 종종 하수를 강과 호수로 보내 물을 오염시키고 조류를 피 웁니다.

이와 같은 문제는 1972 년 두 가지 주요 단계를 촉진하는 데 도움이되었습니다. 미국 통과 깨끗한 물 법의 채택 오대호 수질 계약 미국과 캐나다 사이. 그 이후로 많은 산업이 정리되거나 폐쇄되었습니다. 느리고 비용이 많이 들지만 하수도 시스템은 재 설계되고 있습니다.

결과적으로 영양소 및 폐수 오염이 줄어듦에 따라 HAB가 급격히 감소했습니다. 특히 가장 밀도가 높은 해안선이있는 그레이트 레이크 이리 호에서 특히 그렇습니다. 그러나 기후 변화의 영향이 커지면서 일부 법과 협약의 단점으로 인해 새로운 문제가 대두되었습니다.

그레이트 레이크에서 마시는 물은 수요가 많습니다.

더 따뜻하고 젖은

기후 변화 많은 요소를 심하게 바꾼다 그레이트 레이크 지역의 삶에 영향을 미칩니다. 최근 기후 변화의 가장 직접적인 영향은 강수량, 호수 수위 및 수온에 영향을 미쳤습니다.

이 지역의 연간 강수량은 약 증가했습니다 지난 세기에 5 인치. 지난 XNUMX 년간의 변화 – 역사상 가장 인기있는 XNUMX 년 – 일련의 극심한 강우 이벤트가 극도로 높아 급변하는 수위 그레이트 레이크로.

2019 년에 기록 된 높은 강우는 여러 해안 지역 사회에서 홍수, 재산 피해 및 해변 손실을 일으켰습니다. 2020 년의 강수량은 더 높지 않더라도 똑같이 높을 것으로 예상됩니다. 이 중 일부는 자연 변동에 의한 것이지만 확실히 일부는 기후 변화에 의한 것입니다.

기후 변화의 또 다른 분명한 영향은 특히 봄철 XNUMX 대호의 전반적인 온난화입니다. 온도 상승은 완만하며 매년, 장소에 따라 다르지만 전반적으로 일관됩니다. 지역 전체의 온난화 기록.

더 오염 된 유출

이러한 기후 관련 변화 중 일부는 그레이트 레이크스 (Great Lakes)의 수질에 영향을 미치는보다 직접적인 인간 영향과 수렴되었습니다.

1970 년대에 채택 된 정화 조치는 폐수 및 공장과 같은 영양소 오염의 큰 원인에 대해 엄격한 제한을 부과했습니다. 그러나 농지 및 교외 잔디밭을 씻는 비료 및 기타 영양소와 같은 더 작은 "비점"소스는 약하고 자발적인 통제를 통해 해결되었습니다. 이후 주요 오염원이되었습니다.

1990 년대 중반 이래로, 기후 중심의 강수량 증가는 이리 호 (Lake Erie)로 점점 더 많은 양의 영양분 유출을 가져 왔습니다. 이 상승 하중이 트리거되었습니다 갈증이 심해지 다1970 년대의 사건과 비교할 수있는 톨레도의 2014 년 위기는 예외가 아니 었습니다.

이 꽃들은 호수의 물 냄새와 맛을 떨어 뜨릴 수 있으며 때로는 마시는 위험. 또한 호수 생태계에 장기적인 영향을 미칩니다. 그들은 Erie 호수의 물을 채취하는 산소를 고갈시키고 물고기를 죽이고 화학 과정을 촉발시킵니다. 더 큰 미래의 꽃. 저산소 수는 부식성이 높고 수도관을 손상시켜 맛이 나거나 악취를 유발할 수 있으며 건강 문제를 일으킬 수있는 미량 금속을 방출하는 데 도움이됩니다.

따라서 반세기의 발전에도 불구하고, 그레이트 레이크의 수질은 1970 년의 상태로 되돌아 왔지만 급격한 기후 변화의 영향으로 추가되었습니다.

기후 변화로 대 호수의 음용수 품질 위협 2018 년 St. Clair 호수와 Erie 호수 서쪽으로의 총 인 (TP) 지류 로딩 량을 연간 미터 톤 (MTA)으로 나타낸 그림. 농업 지역에서의 유출은 상업적 비료 적용에서 약 70 %, 동물 분뇨에서 30 %로 주요 영양소 공급원입니다. IJC

필터링 유출

이 지역은 어떻게 코스를 변경하고 그레이트 레이크 해안 지역 사회에 탄력성을 구축 할 수 있습니까? 집중적 인 모델링 분석을 포함한 여러 최근 연구 덕분에 인디애나의 미래 기후 변화,이 지역 대부분의 대리 역할을하는 미래의 모습을 잘 보여줍니다.

짐작할 수 있듯이 온난화는 계속 될 것입니다. 여름철 수온은 약 5 세기 동안 화씨 약 XNUMX도 더 상승 할 것으로 예상됩니다. 국가가 온실 가스 배출량을 크게 줄이더라도. 이로 인해 수질이 추가로 저하되고 해안 생태계에 부정적인 영향을 미칩니다.

이 분석은 또한 극심한 강수량과 유출수가 증가 할 것으로 예상합니다. 특히 겨울에는 . 이러한 변화는 주변 국가가 실제로 이러한 양분의 양을 일정하게 유지하더라도 더 많은 양분 유출, 퇴적물 오염물 및 하수가 해안 지역으로 흘러 들게 할 것입니다. 더 높은 온도와 결합 된 더 많은 오염 물질은 물 공급을 위협하는 조류를 유발할 수 있습니다.

그러나 최근의 성공 사례는 적어도 지역 및 지역 차원에서 이러한 문제를 해결하기위한 전략을 지적합니다.

빗물 관리 및 도시 하수도 시스템을 개선하기 위해 다수의 대규모 인프라 프로젝트가 현재 진행 중이므로 하수 및 관련 영양분을 그레이트 레이크로 운송하기 전에 포집 및 처리 할 수 ​​있습니다. 이러한 이니셔티브는 홍수를 통제하고“회색 물”또는 조경과 같은 용도로 욕실 싱크대, 세탁기, 욕조 및 샤워 실에서 사용한 물.

도시는이“회색 인프라”를 다음과 같은 녹색 인프라 프로젝트와 결합하고 있습니다. 녹색 지붕, 침투 정원 이나 매립지. 이 시스템은 물을 여과하여 과도한 영양소를 제거 할 수 있습니다. 또한 강수가 극심한 상황에서는 유수를 늦추어 자연 저수지를 재충전합니다.

도시 수도 관리자는 스마트 기술과 개선 된 원격 감지 방법을 사용하여 위기를 방지하는 데 도움이되는 HAB에 대한 거의 실시간 경고 시스템을 만듭니다. 같은 그룹 클리블랜드 워터 얼라이언스업계, 정부 및 학술 파트너 협회는 스마트 레이크 기술 이리 호와 전 세계 다른 담수 환경에서. 마지막으로 오하이오 이나 인디애나 모든 공급원에서 총 영양소 투입량을 그레이트 레이크로 절단하고 고급 모델링을 사용하여 그 출처를 정확히 찾아 내다.

이러한 발전은 함께 도움이 될 수 있습니다 HAB의 크기를 줄입니다정부 연구 결과에 따르면 영양소 유출이 약 50 % 감소 할 수 있습니다. 1990 년대 중반의 최소 범위.

지구 온실 가스 배출을 억제하지 못하고 Great Lakes에 크게 의존하는 지역 사회를 살리기 위해서는 이러한 모든 조치 등이 필요합니다.

저자에 관하여

Gabriel Filippelli, 지구 과학 교수 및 도시 건강 센터 소장, IUPUI 조지프 오티즈 (George D. Ortiz) 지질학과 교수 및 조교 켄트 주립 대학

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

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