에리 호수의 독성 녹색 점액은 기후 변화

오하이오 주 클리블랜드와 함께 악화되고 있습니다. 녹색 끈적 거리는-마일과 그것의 마일-표면에 수레,이 부패로 물고기를 썩어 같은 냄새를 발산.

쓰레기는 단지 불쾌한 것이 아닙니다. 그것은 위험하다.

해로운 조류 꽃은 50 개 주 모두에서 건강에 위험합니다. 그러나 이리 호수,얕은,따라서 따뜻한,5 대호의,조류 꽃에 고유 취약. 대부분의 다른 물 시체에서 꽃에서 고통 처럼 호수 영양분으로 오버 로드,애완 동물을 독살 하는 것으로 알려진 박테리아에 대 한 완벽 한 온상을 형성,식 수를 오염 하 고 물 생물을 죽 일 산소 박탈”죽은 지역”을 만들.

호수의 즉각적인 미래는 냉혹 해 보인다:기후 변화로 꽃이 악화되고 관광 및 레크리에이션에 위협이된다. 그러나 호수의 건키 곤경에 대한 연구는 번성하고 있으며 그 결과는 전 세계적으로 관련이 있습니다. 실제로 조류가 아니라 일종의 광합성 박테리아 인 마이크로 시스 티스 인 푸른 녹색의”조류”는 남극 대륙을 제외한 모든 대륙의 호수에 풍부합니다.

“왜 그렇게 좋은 경쟁자입니까? 즉,우리가 배우고 희망하는거야,”팀 데이비스,전 세계의 유해 조류 꽃을 연구 한 볼링 그린 주립 대학의 생물 과학의 부교수는 말했다.

구어체로”독성 조류”라고 불리는 독성 시아 노 박테리아는 오하이오 주 톨레도의 물 물 공장이 일상적인 테스트 중에 위험한 수준의 독소를 발견 한 후 2014 년 미국에서 주목을 받았으며 도시는 수돗물을 마실 수 없다고 선언했습니다. 톨레도가 이틀 이상 금지령을 해제 할 때까지 수십만 명의 사람들이 안전한 물을 찾기 위해 물놀이를 떠났습니다.

비상 사태가 통과되면 모든 사람의 마음에 대한 질문은”우리가 안전한지 확인하기 위해해야 할 일은 무엇입니까?”피트 부커는 말했다,누가 도시의 물 위기 이후 한 달 남부 톨레도를 대표하는 주 의회 지구에 대한 입법 보좌관으로 일하기 시작했다. 부커는 현재 오하이오 환경위원회에서 물 정책의 전무 이사입니다.

시,마이크로 시스 티스에 의해 생성 된 독소를 포함하여 시아 노 톡신에 대한 테스트는 환경 보호국에 의해 필요하지 않았다. 즉 톨레도 후 변경.

환경 보호국은 규제되지 않은 오염 물질 모니터링 규칙과 함께 2016 년에 시아 노 톡신에 대한 필수 국가 모니터링을 도입했습니다. 이 규칙은 2018 년에 발효되었으며 올해 종료 될 예정입니다. 에리 호수의 영향을받는 부분에 물 시설을 마시는 것은 비용이 많이 드는 그러나 효과적인 치료를 도입,산화 포함,활성탄을 사용하여 여과 및 물리적 제거 또는 독소 라덴 미세 세포 여과,즉,즉시 독소가 검출 될 때 구현 될 수있다.

만약 오늘날의 안전장치들—더 높은 해상도의 이미지를 이용한 더 빈번한 위성 모니터링,물 섭취에서 꽃을 감지하는 도구들;그리고 꽃 자체의 더 나은 모델링-이 톨레도의 2014 년 꽃 동안 존재했다면,독소의 존재는 놀랄 일이 아니었을 것이고,”그들은 그것을 해결할 수 있었을 것이다.”라고 국립 해양 대기청의 해양학자인 릭 스텀프는 말했다. “그것은 다시 일어나지 않을 것입니다.”

스텀프는 2009 년에 이리 호수의 꽃 크기를 추정하기 위해 위성을 사용하기 시작한 노아 연구자 팀의 일원이다. 톨레도 물 위기 이후,노아는 위성 이미지를 사용하여 이리 블룸에 대한 주간 게시판을 게시하는 것에서 거의 매일 업데이트되는 것으로 전환했습니다.

완벽한 재앙

이리 호수의 가장 큰 지류 인 마우미 강이 이리 호수의 가장 얕은 서쪽 분지로 흘러 들어갑니다. 마우 미 유역의 70%이상이 농업에 사용되며,강우량은 농지에 사용되는 비료에서 마우 미로까지 조류 성장에 중요한 두 가지 영양소 인 질소와 인을 씻어냅니다. 그 유출수의 영양분은 호수로 직접 운반됩니다.

강우량과 영양 수준은 블룸 크기에 영향을 미치는 두 가지 주요 요인입니다. 농업에서 질소와 인의 방출,이리 호를 입력 영양소의 가장 큰 소스,제어 할 수 있습니다. 그러나 더 무거운 강우는 더 큰 꽃을 일으키는 원인이 되고 있는 자연적인 그들을 포함하여 모든 근원에서 증가한 양분 선적에,지도한다. 조류는 따뜻한 물 속에서 번성하며 기후 변화는 지역에 더 따뜻하고 습한 날씨를 가져와 기존 요인을 악화시킬 것으로 예상됩니다.

“그것은 최악의 시나리오처럼,”로라 존슨,하이델베르크 대학의 물 품질 연구를위한 국립 센터의 이사 말했다.

하이델베르크 연구원은 수십 년 동안 마우 미 강에서 영양분 로딩을 연구 해왔다. 이 기록을 노아의 조류 꽃 추정치와 비교함으로써,그들은 마우미의 인 수준을 이리 호수의 꽃 크기와 연결 시켰고,호수에 대한 계절적 꽃 예측을 개발했습니다.

노아 위성 모니터링 프로그램은 시아 노 박테리아 평가 네트워크라는 프로젝트로 진화,또는 시안,시아 노 박테리아의 독특한 파란색-녹색 색상 명명 및 안드로이드 용 응용 프로그램으로 사용할 수 있습니다. 노아와 다른 연방 기관들은 현재 2,000 개의 미국에서 조류 꽃을 감시하고 있습니다. 충분히 큰 꽃을 보유 할 수있는 호수는 위성 이미지를 사용하여 볼 수,그들은 시안 응용 프로그램을 통해 호수에서 꽃 정보를 홍보. 기관은 현재 모니터링 호수에 대한 지역 예측 시스템의 개발을 지원하기 위해 희망,이리 호에서 개발 된 예측 방법을 사용하여.

하지만 노아는 이리 호수로 끝나지 않았습니다. 일부 미세 시스 꽃은 다른 꽃보다 더 독성이 있으며,스텀프는 아직 존재하지 않는 독성 예측을 개발하는 열쇠로 이리를 본다.

“우리는 위성으로 모든 것을 할 수 없다”고 그는 말했다. “독소는 안료가 아니기 때문에 독성을 측정 할 수 없습니다. 그들은 색깔이 없다.”

현재 독성을 추적하려면 정기적 인 물 샘플링이 필요하며 볼링 그린 연구원은 매주 수행합니다. 그들의 데이터는 계절에 따라 꽃이 어떻게 변하는 지 설명하는 데 도움이되지만 독성이 매일 어떻게 변동하는지에 대해서는 덜 이해됩니다. 그것이 시민 과학자가 들어오는 곳입니다.

“우리는 우리가 매일 매일 누락 된 역학이 많이 있다는 것을 알고있다”데이비스,볼링 그린 교수는 말했다. “그래서 우리가하려고하는 것은 시민 과학자를 통합하여 더 많은 데이터를 수집하여 독소 농도에서 이러한 미세한 추세 중 일부를 볼 수있게하여 독소 예측 모델을 개발할 수 있기를 바랍니다.”

볼링 그린은 다른 여러 대학 및 노아와 제휴하여 해변 관리자 및 전세 보트 선장과 같이 매일 호수에서 이미 일하는 사람들을 모집했습니다. 연구자들은이 조류와 다른 조류 연구 노력을 지원하기 위해 주 및 연방 보조금으로 수백만 달러를 받았습니다. 표준 독소 테스트는 복잡하고 완료하는 데 시간이 걸리지 만 시민 과학자들은 시간의 일부분에 독성을 측정 할 수있는 새로 개발 된 테스트 카트리지를 사용하여 물 샘플링됩니다.

데이비스는 데이터 수집의 단순화 된 수단이 시민 과학자를 압도하지 않고 모니터링 기능을 확장 할 것으로 기대하고있다. 그는 유기체의 글로벌 지배의 신비를 잠금을 해제하는 것을 목표로 국립 과학 재단 자금 프로젝트를 통해,아프리카의 빅토리아 호수와 세계의 다른 호수에서 발견 된 마이크로 시스티스에 리 호에서 결과를 비교할 계획이다.

이리 호수의 크기에도 불구하고-거의 10,000 평방 마일,4 개 주 및 2 개국에 걸쳐-1972 년에 미국과 캐나다가 서명하고 2012 년에 업데이트 된 오대호 물 품질 협정은 국경을 넘어 일관된 모니터링을 용이하게합니다.

이 합의는 효과적이었다고 데이비스는 말했다. 모든 호수는 다르지만,그는 말했다,”많은 사람들이 그들을 안내하기 위해 이리 호수와 이리 호 지역에서 나오는 연구에 무슨 일이 일어나고 있는지에 보면 않습니다.”

시간을 통해 피는

질병 통제 및 예방 센터에 따르면 시아 노 톡신에 노출되면 인후통,두통 및 피로에서 구토,폐렴 및 간 손상과 같은 심각한 증상에 이르기까지 모든 것을 유발할 수 있습니다. 이전에는 수 인성 접촉을 통해서만 노출이 발생할 수 있다고 생각되었지만 최근의 연구 결과에 따르면 공기 중의 시아 노 톡신은 내륙으로 1 마일 이상을 여행 할 수 있습니다.

“당신이 해변에 가서 당신이 앉아 또는 이러한 조류 독소가있는 호수에 재현 할 때,당신은 하루 이틀 동안 지속 증상의 이러한 종류의 집에 올 수 있습니다,”앤 위어 셰칭거,환경 실무 그룹의 경제 수석 애널리스트는 말했다. “또한 최근에 간부전,심지어 이러한 독소와 관련되기 시작한 일부 암과 같은 장기적인 영향을 보여주는 연구가 더 있습니다. 그러나 나는 여전히 건강 연구가 아직 초기라고 말할 것입니다.”

호수 표면에 쓰레기가 있더라도 독성이 없을 수 있습니다. 그러나 그 반대도 사실 일 수 있습니다. 잠재적으로 유독 한 쓰레기를 모두 피하는 것이 가장 안전한 조치이지만,셰칭거는 조류가없는 것처럼 보이는 강,호수 또는 연못에서 수영하는 것이 안전하다고 가정하지 않도록 경고했다.

“당신은 반드시 지저분한 꽃을 볼 수 없습니다. 그것이 물 속에(독소)가 없다는 것을 의미하지는 않는다”고 그녀는 말했다.

독소 권고의지도는 건강의 국무부를 통해 오하이오의 공공 해변에 사용할 수 있습니다. 다른 많은 주들도 비슷한 자원을 제공합니다. 셰칭거는 근처 조류 독소 권고에 대한 온라인 검색을 권장하고,아무것도 오지 않는 경우,꽃을 모니터링 국가 기관에 전화.

지난 10 년 동안 미세 시스 티스와 시아 노 톡신에 대한 대부분의 연구가 나타났습니다. 이 분야는 계속 발전하지만 질소와 독성 사이의 관계는 비교적 잘 이해됩니다.

이리 호를 지배하는 미세 시스티 스는 꽃이 호수에서 사용 가능한 모든 질소 또는 인을 다 쓸 때까지 크기와 독성이 증가 할 수 있습니다. 초기 연구에서는 인을 기본 제한 영양소로 식별하여 조류를 인만을 대상으로 줄이기위한 환경 규제를 이끌었습니다.

미세 시스 티스는 성장하기 위해 인과 질소가 모두 필요하지만 독소를 생성하려면 질소가 직접 필요합니다. 그래서 인을 감소,하지만 질소,물리적으로 작은 꽃을 촉진 것 하지만 가능성이 덜 독성. 질소 감소,하지만 인,그냥 큰 꽃을 촉진 것 하지만 다른 종류의 조류 공기에서 질소를 캡처,독성 수 있는 구성.

“우리는 모두 초점을 맞출 필요가,정말 우리가 전체 론적 접근 방식을 찾고 있기 때문에,”데이비스는 말했다. “우리는 인을 줄이기를 원하고 질소를 줄이기를 원하기 때문에 건강한 호수는 두 영양소의 건강한 균형을 가지고 있기 때문에 건강한 호수를 가지고 있습니다.”

환경 보호국은 이제 인과 함께 질소를 줄이는 것을 권장하지만,미국의 조류 완화 노력은 느리게 진행되었습니다. 2015 년 미시간,오하이오 및 캐나다 온타리오 주는 이리 호수 서부 분지 협력 협약에 서명했으며,이는 2025 년까지 호수로 유입되는 인의 40%감소(주로 농업 유출로 인한)를 필요로합니다. 지난 11 월 오하이오 예산의 일환으로 자금을받은 수소히오는 또한 조류 꽃을 완화하기 위해 농업에서 인 유출을 제한에 초점을 맞추고 있습니다.

오하이오는 2020 년까지 20%인 감소라는 예비 목표를 달성하지 못했습니다. 오하이오 환경위원회에서 2025 년까지 40%목표를 달성 할 때,부커는”나는 우리가 거기에 도착할 수 있다고 생각한다. 난 그냥 노력에 더블 다운을 취할 것 같아요.”일관된 자금을 갖는 것도 중요 할 것이라고 그는 말했다.

대부분의 전문가들은 농장에서 방출되는 영양소의 양을 줄이는 것이 이리만큼 큰 호수에서 꽃을 막을 수있는 유일한 방법이라고 말합니다. 혜춘”주디”장,케이스 웨스턴 리저브 대학의 토목 및 환경 공학 교수는 이미 호수에 그것을 만들기에서 농장에서 발표 된 인을 방지하고자합니다.

그녀는 물 속에서 인을 흡수할 수 있는 참깨 크기의 작은 구조물로 포장된 필터를 사용하여 농업 유출을 완화하기 위한 인 포획 시스템을 개발하고 있다. 그녀는 이 일을 지원하기 위해 200,000 달러의 보조금을 받았습니다.

장과 그녀의 연구 파트너,차드 펜,미국 농무부에서 일하는 토양 과학자는 가까운 미래에 자신의 기술을 보여주는 파일럿 프로젝트를 설치할 것으로 예상. 그들은 배수 도랑과 같이 유출수가 자연적으로 모이는 장소에 필터를 배치 할 계획입니다.

“단기적으로,호수에 인 방출을 줄일 수 있으려면,이,우리는 희망,큰 영향을 미칠 것입니다,”장 말했다. 그녀는 농업에 의해 방출 된 인이 크게 감소 될 때까지 필터가 일시적인 해결책으로 작용할 것으로 기대합니다.

이스라엘 회사,블루 그린 물 기술은 다른 접근 방식을 가지고있다. 다른 수생 생물–생존 2 년 전,그것은 조류의 비 독성 형태를 허용하면서 독성 조류의 대량 다이 오프를 트리거,시아 노 박테리아를 대상으로 조류의 형태를 시작했다. 이 치료법은 이스라엘,남아프리카 및 중국뿐만 아니라 수년간 유독 한 꽃에 시달린 오하이오의 치페와 호수에서 성공을 거두었습니다. 블루 그린이”레이크 가드”치료를 적용한 지 1 년 후,하루에 약$20,000 의 비용이 들었고 치페와 호수는 조류가 없습니다.

최고 기술 책임자 모쉐 하렐은 조류가 치페와 호수로 돌아 오지 않았다는 사실에 유쾌하게 놀랐다. “우리는 우리가 말하는 책을 쓴다”고 그는 말했다.

연못이나 작은 호수의 조류 꽃은 비교적 쉽게 치료할 수 있습니다. 그러나 더 큰 호수를 치료하는 것은 어렵습니다. 에리 호수는 블루그린 호수보다 수천 배 더 크지만 다른 모든 사람들과 달리 회사는 규모에 따라 연기되지 않습니다.

하렐,환경 생물 학자와 오하이오 환경 보호청에 의해 미국 농무부 승인 및 인증 레이크 가드 치료의 창조자,물 흐름을 떠 따라 치료의 능력이 어떤 호수에 효과적으로 번역 할 것이라고 믿고,상관없이 규모. 어떤 시점에서,하지만 아주 아직,그는 에리 호수에 걸릴 싶어.

“우리는 호수 전체를 다루는 것을 목표로하지 않는다”고 하렐은 말했다. “우리는 외과 적 치료를합니다. 그래서,호수에 리 등 호수에 대 한 우리의 목표는 계절의 시작 부분에 꽃 시작 모니터링 될 것입니다.”

한편 하렐의 광경은 플로리다의 오키 초비 호수와 같은 다른 큰 호수에 자리 잡고 있으며,이 호수에서 8 번째로 큰 호수로 여전히 이리 호보다 13 배 작습니다.

“이 모든 호수는 치료할 수없는,개화하고 꽃이 매년 악화 왼쪽,”최고 경영자 에얄 하렐은 말했다,모쉐 하렐의 동생,호수의 블루 그린은 이미 처리하고있다. “나는 우리가 에리 호수를 처리 할 생각. 그것은 단지 시간 문제입니다.”