Mudança climática ameaça a qualidade da água potável nos grandes lagos

Mudança climática ameaça a qualidade da água potável nos grandes lagos Floração de algas prejudicial no lago Erie, 4 de setembro de 2009. NOAA / Flickr

“Não beba / não ferva” não é o que alguém quer ouvir sobre a água da torneira da cidade. Mas os efeitos combinados das mudanças climáticas e da qualidade da água degradada podem tornar esses avisos mais frequentes na região dos Grandes Lagos.

Uma visualização ocorreu em 31 de julho de 2014, quando um lodo verde desagradável - conhecido como uma flor de algas nociva ou HAB - se desenvolveu no bacia ocidental do lago Erie. Em pouco tempo, havia dominado o presépio de entrada de água de Toledo, que fornece água potável a quase 500,000 pessoas na cidade e nos arredores.

Os testes revelaram que as algas estavam produzindo microcistina, uma toxina hepática às vezes mortal e suspeita de cancerígena. Ao contrário de outras toxinas, a microcistina não pode ser inofensiva pela fervura. Portanto, a cidade emitiu uma ordem "Não beba / não ferva" que desencadeou uma crise de três dias.

Mudança climática ameaça a qualidade da água potável nos grandes lagos O berço de entrada de água da cidade de Toledo cercado por algas no lago Erie, a cerca de 2.5 km do mar, em 3 de agosto de 2014. Foto AP / Haraz N. Ghanbari

As lojas locais logo ficaram sem água engarrafada. O governador de Ohio declarou estado de emergência, e a Guarda Nacional foi chamada para fornecer água potável até o sistema poder ser liberado e as instalações de tratamento voltadas à linha.

O culpado foi uma combinação de alta poluição por nutrientes - nitrogênio e fósforo, que estimulam o crescimento de algas - de esgoto, agricultura e escoamento suburbano e altas temperaturas da água ligadas às mudanças climáticas. Esse evento mostrou que, mesmo em regiões com recursos tão vastos quanto os Grandes Lagos, o suprimento de água é vulnerável a esses tipos de ameaças provocadas pelo homem.

Como Meio-Oeste trabalhando nos campos de saúde ambiental urbana e ciência climática e ambiental, acreditamos que mais crises como a de Toledo podem estar à frente se a região não enfrentar ameaças iminentes à qualidade da água potável.

Vasto e abusado

Os Grandes Lagos juntos detêm 20% da água doce da superfície do mundo - mais do que suficiente para fornecer água potável a mais de 48 milhões de pessoas de Duluth a Chicago, Detroit, Cleveland e Toronto. Mas os impactos humanos prejudicaram gravemente esse recurso precioso e vital.

Em 1970, após um século de urbanização e industrialização nos Grandes Lagos, a qualidade da água foi severamente degradada. As fábricas foram autorizadas a despejar resíduos em cursos d'água, em vez de tratá-los. Sistemas inadequados de esgoto costumavam enviar esgoto bruto para rios e lagos, sujando a água e causando a proliferação de algas.

Problemas como esses ajudaram a impulsionar dois grandes passos em 1972: passagem dos EUA Lei da Água Limpae adoção do Acordo sobre a qualidade da água dos Grandes Lagos entre os Estados Unidos e o Canadá. Desde então, muitas indústrias foram limpas ou fechadas. Os sistemas de esgoto estão sendo reprojetados, embora devagar e com alto custo.

Os cortes resultantes na poluição de nutrientes e águas residuais causaram um rápido declínio nos HABs - especialmente no Lago Erie, o Grande Lago com a costa mais densamente povoada. Mas surgiram novos problemas, em parte devido a deficiências nessas leis e acordos, combinados com os efeitos crescentes das mudanças climáticas.

A água potável dos Grandes Lagos está em alta demanda.

Mais quente e mais úmido

A mudança climática é alterando profundamente muitos fatores que afetam a vida na região dos Grandes Lagos. Os impactos mais imediatos das recentes mudanças climáticas foram na precipitação, níveis dos lagos e temperaturas da água.

A precipitação anual na região aumentou cerca de 5 polegadas ao longo do século passado. Somente mudanças nos últimos cinco anos - o cinco anos mais quentes da história - foram particularmente dramáticos, com uma série de eventos extremos de chuvas trazendo níveis extremamente altos e níveis de água que variam rapidamente para os grandes lagos.

O recorde de alta precipitação em 2019 causou inundações, danos à propriedade e perdas à beira-mar em várias comunidades costeiras. Prevê-se que a precipitação em 2020 seja igualmente alta, se não mais alta. Parte disso se deve à variabilidade natural, mas certamente parte se deve às mudanças climáticas.

Outro claro impacto da mudança climática é o aquecimento geral de todos os cinco Grandes Lagos, principalmente na primavera. O aumento da temperatura é modesto e varia de ano para ano e de lugar para lugar, mas é consistente de maneira geral com registros de aquecimento em toda a região.

Escoamento mais poluído

Algumas dessas mudanças relacionadas ao clima convergiram com impactos humanos mais diretos para influenciar a qualidade da água nos Grandes Lagos.

As medidas de limpeza adotadas na década de 1970 impuseram limites rigorosos a grandes fontes pontuais de poluição por nutrientes, como águas residuais e fábricas. Porém, fontes menores "fora do comum", como fertilizantes e outros nutrientes que lavam campos agrícolas e gramados suburbanos, foram tratadas por meio de controles voluntários mais fracos. Desde então, essas fontes se tornaram grandes fontes de poluição.

Desde meados da década de 1990, os aumentos provocados pelo clima na precipitação levaram quantidades crescentes de escoamento de nutrientes para o Lago Erie. Essa carga crescente desencadeou crescimentos de algas cada vez mais severos, comparável em alguns aspectos aos eventos da década de 1970. A crise de Toledo em 2014 não foi uma anomalia.

Essas flores podem fazer com que a água do lago cheire e tenha um gosto ruim, e às vezes perigoso beber. Eles também têm impactos a longo prazo nos ecossistemas dos lagos. Eles esgotam o oxigênio, matando peixes e estimulando processos químicos que abastecem as águas do Lago Erie por maiores flores futuras. A água com pouco oxigênio é mais corrosiva e pode danificar os canos de água, causando mau gosto ou odores desagradáveis, além de ajudar a liberar vestígios de metais que também podem causar problemas de saúde.

Portanto, apesar de meio século de avanços, em muitos aspectos, a qualidade da água dos Grandes Lagos está de volta a onde estava em 1970, mas com a influência adicional de um clima em rápida mudança.

Mudança climática ameaça a qualidade da água potável nos grandes lagos Figura mostrando a carga tributária total de fósforo (TP) no lago St. Clair e no lago Erie ocidental em 2018 em toneladas métricas por ano (MTA). O escoamento superficial das áreas agrícolas é a principal fonte de carga de nutrientes, com cerca de 70% da aplicação comercial de fertilizantes e 30% do esterco animal. IJC

Escoamento de filtragem

Como a região pode mudar de rumo e criar resiliência nas comunidades costeiras dos Grandes Lagos? Graças a vários estudos recentes, incluindo uma análise intensiva de modelagem de futuras mudanças climáticas em Indiana, que serve como proxy para a maior parte da região, temos uma imagem muito boa de como o futuro pode ser.

Como se pode imaginar, o aquecimento continuará. Prevê-se que as temperaturas da água no verão aumentem cerca de mais 5 graus Fahrenheit em meados do século, mesmo que os países reduzam significativamente suas emissões de gases de efeito estufa. Isso causará mais quedas na qualidade da água e impactará negativamente os ecossistemas costeiros.

A análise também projeta um aumento na precipitação e escoamento extremos, particularmente no inverno e primavera. Essas mudanças provavelmente trarão ainda mais escoamento de nutrientes, contaminantes de sedimentos e transbordos de esgoto para as zonas costeiras, mesmo se os estados vizinhos mantiverem constantes as quantidades reais desses nutrientes. Mais contaminantes, juntamente com temperaturas mais altas, podem desencadear explosões de algas que ameaçam o abastecimento de água.

Mas histórias de sucesso recentes apontam para estratégias para enfrentar esses problemas, pelo menos nos níveis local e regional.

Atualmente, vários grandes projetos de infraestrutura estão em andamento para melhorar o gerenciamento de águas pluviais e os sistemas municipais de esgoto, para que possam capturar e processar esgotos e nutrientes associados antes de serem transportados para os Grandes Lagos. Essas iniciativas ajudarão a controlar as inundações e aumentar a oferta de “água cinza, ”Ou água usada de pias de banheiro, máquinas de lavar, banheiras e chuveiros, para usos como paisagismo.

As cidades estão acoplando essa “infraestrutura cinza” a projetos de infraestrutura verde, como telhados verdes, jardins de infiltração e zonas húmidas recuperadas. Esses sistemas podem filtrar a água para ajudar a remover o excesso de nutrientes. Eles também retardarão o escoamento durante eventos extremos de precipitação, recarregando assim os reservatórios naturais.

Os gerentes municipais de água também estão usando tecnologias inteligentes e métodos aprimorados de sensoriamento remoto para criar sistemas de alerta quase em tempo real para HABs que podem ajudar a evitar crises. Grupos como o Aliança da Água de Cleveland, uma associação de parceiros industriais, governamentais e acadêmicos, estão trabalhando para implementar tecnologias inteligentes do lago no lago Erie e outros ambientes de água doce ao redor do mundo. Finalmente, estados incluindo Ohio e Indiana estão se movendo para reduzir o consumo total de nutrientes nos Grandes Lagos de todas as fontes e usando modelagem avançada para identificar essas fontes.

Juntos, esses desenvolvimentos poderiam ajudar reduza o tamanho dos HABs, e talvez até atinja a redução de aproximadamente 50% no escoamento de nutrientes que estudos do governo sugerem ser necessário para trazê-los de volta ao seu extensão mínima em meados dos anos 1990.

Antes de reduzir as emissões globais de gases de efeito estufa, manter as comunidades que dependem tanto dos grandes lagos habitáveis ​​exigirá todas essas ações e muito mais.

Sobre o autor

Gabriel Filippelli, professor de Ciências da Terra e diretor do Centro de Saúde Urbana, IUPUI e Joseph D. Ortiz, professor e presidente assistente de geologia, Kent State University

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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