Fire årtiers data lyder tidlig advarsel på Lake George

Selvom koncentrationer af kemikalier og forurenende stoffer som salt og næringsstoffer er steget i det dybe vand i Lake George, de er stadig for lave til at skade økosystemet på de dybder, ifølge en analyse af næsten 40 års data offentliggjort torsdag i Limnologi og Oceanografi . Imidlertid, ændringerne i det dybe vand er en tidlig advarsel om, hvad der sandsynligvis er meget større påvirkninger i vandløbene, vådområder, og lavt vand, der kanter søen.

Offshore Chemistry Program (OCP), drevet af Rensselaer Polytechnic Institute's Darrin Fresh Water Institute, har overvåget det dybe vand i Lake George i 40 år. Det Limnologi og Oceanografi papir, som også omfatter information om klimaændringer, syreregn, og vandgennemsigtighed, præsenterer resultater fra de første 37 år. Analyserne udvider på en tidligere rapport, udgivet af Rensselaer og The FUND for Lake George, der vurderede de første 30 års data. Denne rapport inspirerede til oprettelsen af ​​The Jefferson Project ved Lake George, et banebrydende samarbejde med Rensselaer, IBM Research og The FUND for Lake George bruger avanceret teknologi til at udvide billedet af søen, som OCP producerer.

"Der er meget få søundersøgelser i verden, der har givet os en så rigdom af information gennem tiden som Offshore Chemistry Program, " sagde Rick Relyea, direktør for Darrin Fresh Water Institute og Jefferson Project. "Takket være det langsigtede engagement, vi har opdaget, at søens dybe vand er ret modstandsdygtige over for menneskelige påvirkninger. Denne indsigt har flyttet vores forskningsfokus fra det dybe vand til det lave vand, vandløb og vådområder, steder, der sandsynligvis er meget mindre modstandsdygtige, og hvor de fleste af de menneskelige påvirkninger mærkes."

William Hintz, hovedforfatter af undersøgelsen og en tidligere Jefferson Project-forsker, sagde, at tendenserne - for det meste defineret af store procentvise stigninger i stadig knappe kemikalier - tilbyder en nyttig heads-up.

"Saltniveauer, næringsstoffet orthofosfat, og klorofyl - et indirekte mål for de flydende alger, der lever af orthophosphat - er steget betydeligt, men så vidt vi kan bestemme, ingen er på et niveau, der vil forårsage skade, og det er gode nyheder, " sagde Hintz, nu adjunkt ved universitetet i Toledo. "Vi er heldige at have denne tidlige advarsel. Vi ved, hvordan vi kan bringe disse niveauer ned igen, og vi har tid til at vende disse tendenser, før de forårsager skade."

"Opdaterede resultater af søens offshore kemiprogram viser Lake Georges fortsatte modstandsdygtighed over for en voksende række af stressfaktorer, samtidig med at det understreger behovet for at fokusere forskning tættere på kysten og de menneskelige aktiviteter forbundet med stigende pres på vandkvaliteten - fra spildevand og regnvand til vejsaltpåvirkninger, " sagde Eric Siy, administrerende direktør for The FUND for Lake George. "Det banebrydende arbejde i Jefferson-projektet reagerer på dette behov for at opnå en bedre forståelse af sø- og vandskelforhold, der kan informere politiske foranstaltninger designet til at opretholde søens enestående vandkvalitet, " sagde Siy.

"Det er usædvanligt glædeligt at se, hvad der begyndte som et par forskere, der overvågede søen i begyndelsen af ​​1980'erne til det, der i dag er blevet det internationalt anerkendte Jefferson Project, " sagde Lawrence Eichler, en Rensselaer-forsker og forfatter til undersøgelsen, som har ledet OCP-indsatsen i næsten alle de 40 år. "De trinvise ændringer, der er rapporteret over de seneste 37 år, er et vidnesbyrd om søens modstandsdygtighed. Lake Georges modstandskraft er ikke ubegrænset."

Lake George er berømt for gennemsigtigheden af ​​sit vand, og undersøgelsen viste, at - på trods af stigninger i klorofyl - gennemsigtigheden ikke er faldet over 37 år, og faktisk forbedret på ét sted. Gennemsigtigheden er i øjeblikket i gennemsnit omkring ni meter dyb på tværs af søen.

Orthofosfat steg med 70 %, fra 0,72 til 1,23 mikrogram pr. liter, en ændring, der kan tilskrives naturlige årsager, men kommer mere sandsynligt fra forkert fungerende septiske systemer, svigtende spildevandsbehandlingssystemer, og regnvandsafstrømning.

Denne stigning i orthophosphat ser ud til at have ført til en stigning i klorofyl, hvilket giver alger deres grønne farve. Klorofylmålingerne steg med 32 %, fra 1,3 til 1,7 mikrogram per liter. I betragtning af at gennemsigtigheden ikke er faldet i søen, stigningen i klorofyl er sandsynligvis forårsaget af en større tæthed af klorofyl i individuelle algeceller eller en ændring i algearter, snarere end en stigning i den samlede algebiomasse.

Niveauer af total fosfor, som omfatter orthophosphat såvel som former for fosfor bundet i legemer af levende og døde organismer, har ligget stabilt på omkring 4 mikrogram pr. liter.

koncentrationer af calcium, som er nødvendig for at bygge skallerne af invasive arter som asiatiske muslinger og zebramuslinger, er steget med 14 %, men dette repræsenterer en lille absolut stigning fra 10,4 til 11,2 milligram pr. liter. For at opretholde zebramuslinger, som i øjeblikket er isoleret nær strukturer som betonmoler, der udvasker calcium i søen, calciumniveauer skal nå op på omkring 20 milligram per liter.

Saltkoncentrationer - som Jefferson Project-forskning har fastslået kan have dybtgående økologiske effekter på høje niveauer - er næsten tredoblet på dybt vand. Selvom den procentvise ændring er stor, de faktiske koncentrationer anses stadig for lave. Natriumkoncentrationerne er steget fra 3 til 10 milligram pr. og kloridkoncentrationerne er steget fra 6 til 18 milligram pr. liter. Til sammenligning, EPA har fastsat retningslinjer for natriumniveauer under 20 milligram pr. liter for drikkevand, og 230 og 860 milligram chlorid pr. liter for kort- og langtidseksponering i ferskvand, henholdsvis. På nuværende tidspunkt stiger det dybe vand i Lake George ville nå vejledende natriumniveauer inden for 50 år. Lavvandede områder forventes at have højere saltkoncentrationer, især i områder, hvor vandløb løber ud i søen.

"Vi ser ændringer i det dybe vand, men den virkelige bekymring er, at nogle dage om foråret, Kloridniveauet ved vandløbene er ikke på 18 milligram pr. liter, som vi i øjeblikket ser på det dybe vand. I stedet, de kan stige op til 2, 000 milligram per liter, som burde være dødelig for mange vandløbsarter, " sagde Relyea.

Diskussioner foranlediget af den foregående 30-års rapport har allerede ført til bestræbelser på at begrænse anvendelsen af ​​vejsalt, den vigtigste kilde til øgede saltniveauer i bassinet, demonstrerer de potentielle fordele ved at lytte til tidlige advarselsskilte.

Forskerne så også forbedringer i niveauet af sulfater og nitrater, kemikalierne i "sur regn, " som er faldet som følge af Clean Air Act. Over 37 år, sulfat faldt med 55 % og nitrat faldt 54 %, med en samtidig stigning i pH og alkalinitet, som anses for gode tegn på bedring fra sur nedbør.

Clean Air Act konfronterede sur regn, men der er ikke etableret en lignende mekanisme til at tackle klimaændringer, som viser sine virkninger på Lake George. Middeltemperaturerne i søens øvre vand steg med 1,8°C, eller 0,05°C om året.

"Taget sammen, OCP fortæller os, at i næsten 40 års menneskelige aktiviteter, søen har ændret sig på en række måder, ofte ikke i god retning. Disse ændringer har været relativt små, men de tjener som et wake-up call. Vi har evnen til at justere vores påvirkning af søen og genoprette den til en mere uberørt tilstand, " sagde Relyea.