Согласно прогнозам группы исследователей во главе с ученым из Университета Тафтса, из-за изменения климата в крупных пресноводных водоемах и озерах США будут все чаще цвести цианобактерии (CyanoHABs). Такие цветения представляют угрозу для здоровья человека и окружающей среды.
© smsps | shuttesrstock.com
Команда разработала модель, которая предсказывает, что наибольшее увеличение опасных водорослей произойдет в северо-восточном регионе США, но самый значительный экономический ущерб ожидается в зонах отдыха на юго-востоке.
Исследование, опубликованное в журнале Environmental Science & Technology, является частью масштабных усилий ученых по оценке степени влияния изменения климата на различные секторы. «Влияние изменения климата выходит за рамки высокой температуры, повышения уровня моря и таяния ледников. Наше исследование показывает, что более высокая температура воды, изменения количества осадков и увеличение количества питательных веществ в совокупности станут причиной более частого появления вредных водорослевых цветений в будущем», — подчеркнул ведущий автор работы Стивен Чапра.
Цианобактерии являются самыми старыми кислородными фотосинтезирующими организмами на земле. На протяжении своей эволюционной истории в 3,5 миллиарда лет они оказались устойчивыми и адаптируемыми к широкому кругу климатических условий. Многие цианобактерии поддерживают оптимальный рост и цветение при высокой температуре воды, в отличие от других водных растений, поэтому глобальное потепление играет ключевую роль в их распространении.
Чтобы охватить диапазон возможных сценариев, в анализе использовались прогнозы изменения климата из пяти моделей общей циркуляции, двух сценариев выбросов парниковых газов и роста цианобактерий. Модельный подход уникален в своей практике сочетания моделей климата, гидрологии и качества воды в единую вычислительную структуру, которая применяется в национальном масштабе.
Модельная цепочка начинается с прогнозов климатического будущего на основе моделей общей циркуляции (GCM). Затем прогнозы температуры и осадков по GCM включаются в две другие модели: стока дождевых осадков и спроса на воду муниципального, промышленного и сельскохозяйственного секторов. Конечный результат — это основа для прогнозирования совместного воздействия климата, роста населения и других факторов на качество воды для разных районов США.
Было подсчитано, что озера и водохранилища, служащие источниками питьевой воды от 30 до 48 миллионам американцев, могут периодически загрязняться токсичными водорослями. Ученые привели пример, когда в 2014 году почти 500 000 жителей Толедо, штат Огайо, потеряли доступ к питьевой воде после обнаружения в воде, взятой из озера Эри, присутствия цианотоксинов.
Помимо воздействия на здоровье человека, CyanoHABs имеют множество негативных последствий для водных экосистем, включая неприятный налет на поверхности, сокращение рекреационного использования и доступа к береговой линии. Кроме того, поскольку большинство цианобактерий являются несъедобным для зоопланктона и рыб, они представляют собой «тупик» в водной пищевой цепи — сценарий, который в итоге ударит как по коммерческой, так и по рыболовной отрасли.
Исследования показывают, что по мере повышения температуры воды потребуется более строгий и дорогостоящий контроль за питательными веществами, чтобы поддерживать качество воды на текущем уровне.