Блог

Jul 25, 2023

Гармонизированные концентрации азота и фосфора в бассейне реки Миссисипи/Атчафалая с 1980 по 2018 год.

Том научных данных 9, номер статьи: 524 (2022) Цитировать эту статью 1550 Доступов 1 Цитирований 2 Подробности об альтернативных показателях Мониторинг качества воды может служить основой для политики, направленной на борьбу с загрязнением;

Научные данные, том 9, Номер статьи: 524 (2022) Цитировать эту статью

1550 Доступов

1 Цитаты

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Мониторинг качества воды может служить основой политики, направленной на борьбу с загрязнением; однако непоследовательная практика измерений и отчетности делает многие наблюдения несравнимыми по различным водоемам, тем самым препятствуя усилиям по описанию пространственных закономерностей и долгосрочных тенденций загрязнения. Здесь мы гармонизировали 9,2 миллиона общедоступных показаний мониторов от 226 различных органов мониторинга водных ресурсов, охватывающих весь бассейн реки Миссисипи/Атчафалайя (MARB) в Соединенных Штатах. Мы создали Стандартизированный набор данных по азоту и фосфору (SNAPD), новый набор данных, включающий 4,8 миллиона стандартизированных наблюдений за азот- и фосфорсодержащими соединениями из 107 тысяч мест в течение 1980–2018 годов. Насколько нам известно, этот набор данных представляет собой крупнейшую запись этих загрязнителей в одной речной сети, измерения которой можно сравнивать во времени и пространстве. Мы рассмотрели многочисленные хорошо задокументированные проблемы, связанные с представлением и интерпретацией этих данных о качестве воды, которые до сих пор не решались в этом масштабе, и наш подход к обработке данных о качестве воды может быть применен к другим питательным соединениям и регионам.

Измерение(я)

Соединение азота • Соединение фосфора

Тип(ы) технологии

водные мониторы

Пример характеристики — окружающая среда

водный объект • водосбор • количество атомов азота в воде • загрязнение воды • мониторинг загрязнения • количество фосфора в воде

Пример характеристики – Местоположение

река, сопредельные Соединенные Штаты Америки • Бассейн реки Миссисипи/Атчафалайя

Управление загрязнением воды требует способности измерять количество загрязнения в водных путях, чтобы гарантировать эффективность смягчения последствий загрязнения. Однако непоследовательная практика отчетности о качестве воды ограничивает такие усилия во многих речных системах по всему миру. Часто местные органы власти, которые собирают и сообщают об измерениях качества воды в одной речной сети, используют разные методы отбора проб и отчетности, или практика одного органа власти на конкретном участке отбора проб может со временем меняться. В тех случаях, когда сбор и представление этих измерений не стандартизированы заранее, результирующий объединенный набор данных может содержать несоответствия, которые препятствуют крупномасштабному анализу пространственных закономерностей и тенденций загрязнения воды, поскольку не все наблюдения сопоставимы друг с другом. Таким образом, гармонизация данных о качестве воды, собранных в речной сети, является необходимым первым шагом на пути к пониманию того, как загрязняющие вещества попадают и перемещаются по речной системе. Здесь мы определили гармонизацию как процесс создания стандартизированного набора данных с контролируемым качеством, который можно использовать для анализа тенденций, сравнительных исследований и моделирования.

Несопоставимость данных о качестве воды представляет собой острую проблему для управления загрязнением воды из неточечных источников (NPS), которое включает диффузный перенос загрязняющих веществ в водные пути и преимущественно связано с деятельностью человека, такой как сельское хозяйство1,2. В Соединенных Штатах загрязняющие вещества на основе азота и фосфора, связанные с удобрениями и отходами животноводства, являются крупнейшим источником загрязнения воды АЭС и могут привести к ухудшению состояния окружающей среды, разрушению экосистем и вредным последствиям для здоровья человека1,2,3. Часто эти загрязняющие вещества возникают на обширных территориях суши, а затем попадают в речные системы, за которыми могут следить многочисленные органы власти4. Чтобы смягчить загрязнение НПВ и его последствия, регулирующим органам необходимы надежные, стандартизированные данные о качестве воды от многих различных органов мониторинга воды, чтобы измерить серьезность проблемы и оценить временные и пространственные тенденции в речной сети.

Здесь мы сосредоточились на гармонизации записей об распространенных загрязнителях НПВ в бассейне реки Миссисипи/Атчафалайя США (MARB), который занимает площадь 3,2 миллиона квадратных километров (примерно 40% территории континентальной части США) и пересекает границу 31 штата, что делает его крупнейшей рекой. бассейн в США и четвертый по величине в мире (рис. 1)2,5. MARB подвергается сильному воздействию загрязнителей воды NPS, по крайней мере, с 1970-х годов и страдает от высоких уровней сельскохозяйственных стоков. Этот сток привел к цветению водорослей, эвтрофикации и бескислородным условиям, которые наносят серьезный ущерб экосистемам, снижают продуктивность многих отраслей, зависящих от морской среды, и могут быть токсичными для людей и дикой природы6,7,8. Огромное количество загрязнений воды АЭС переносится стоками MARB в Мексиканский залив, образуя мертвую зону, охватывающую площадь до 15 000 квадратных миль9,10. Мертвая зона обходится ежегодно в 2,4 миллиарда долларов США (в долларах 2018 года) из-за ущерба, нанесенного рыболовству и морской среде обитания в Персидском заливе11.