Současné směrnice o kvalitě vody nechrání sladkovodní ekosystémy před narůstajícím znečištěním solí v důsledku rozmrazovacích solí na silnicích, zemědělských hnojiv a těžebních operací, podle mezinárodní studie, která zahrnovala výzkumníky z Rensselaer Polytechnic Institute. Výzkum, který byl dnes zveřejněn v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ukazuje, že salinizace sladké vody spouští masivní úbytek zooplanktonu a nárůst řas – i když jsou úrovně v rámci nejnižších prahových hodnot stanovených v Kanadě, USA. S. a po celé Evropě.
"Je jasné, že znečištění slanou vodou ve sladkovodních jezerech, potocích a mokřadech, i když je omezeno na úrovně specificky zvolené k ochraně životního prostředí, ohrožuje biologickou rozmanitost a celkovou funkci sladkovodních ekosystémů. Jde o globální problém, který má potenciál ovlivnit ekosystémy a lidské zdraví,“uvedl spoluautor studie Rick Relyea, odborník na dopady silniční soli na sladkovodní ekosystémy a ředitel Rensselaer's Darrin Fresh Water Institute. „Dobrou zprávou, jak jsme viděli v našem vlastním regionu, je, že komunity se učí, jak aplikovat silniční sůl chytřeji, a přitom stále poskytovat bezpečné silnice a šetřit značné peníze za odstraňování sněhu a ledu.“
Dr. Relyea, člen Rensselaerova centra pro biotechnologie a interdisciplinární studia a ředitel Jeffersonova projektu u jezera George, provedl rozsáhlý výzkum dopadů silniční soli na vodní prostředí. Jeho práce pomohla prokázat, že silniční sůl maskulinizuje vyvíjející se žáby a vymazává cirkadiánní rytmus v zooplanktonu. V nedávné práci Dr. Relyea spolupracoval s experimentální sítí 16 pracovišť ve čtyřech zemích v Severní Americe a Evropě. Začátkem tohoto roku Dr. Relyea a tato síť vytvořili experimentální zjištění pod vedením kanadské vědkyně Marie-Pier Hébert, která ukazují, že zasolování jezer snižuje množství a rozmanitost zooplanktonu.
Výzkum PNAS, vedený University of Toledo a Queen's University v Kingstonu, ukazuje, že dokonce i při koncentracích soli pod rozsahy, které vládní regulační orgány považují za bezpečné a chránící sladkovodní organismy, dochází k významným škodám na sladkovodních jezerech.
Zvlášť zvyšující se hladiny soli ohrožují zooplankton, kritický zdroj potravy pro mnoho mladých ryb, a změny způsobené zvyšující se slaností by mohly změnit koloběh živin, kvalitu a průzračnost vody a podnítit růst a pokles populace u ekonomicky významných druhů ryb.
Výzkumníci tvrdí, že výsledky naznačují velkou hrozbu pro biologickou rozmanitost a fungování sladkovodních ekosystémů a naléhavost, aby vlády přehodnotily současné prahové koncentrace, aby ochránily jezera před zasolením vyvolaným chloridem sodným, jedním z nejběžnějších typů solí vedoucích k zasolování sladkovodních jezer.
„Znečištění solí, ke kterému dochází v důsledku lidských činností, jako je používání solí na odmrazování silnic, zvyšuje slanost sladkovodních ekosystémů do té míry, že směrnice navržené na ochranu sladkých vod neplní svou práci,“řekl Bill. Hintz, odborný asistent ekologie na University of Toledo, autor a spoluvedoucí projektu. "Naše studie ukazuje ekologické náklady salinizace a ilustruje okamžitou potřebu přehodnotit a snížit stávající prahové hodnoty chloridů a stanovit rozumné pokyny pro ochranu jezer před znečištěním solí v zemích, kde neexistují."
Nejnižší prahová hodnota pro koncentraci chloridů v USA stanovená Agenturou pro ochranu životního prostředí je 230 miligramů chloridu na litr. V Kanadě je to 120 miligramů chloridu na litr. V celé Evropě jsou prahové hodnoty obecně vyšší.
Znečištění pěti galonů vody do bodu, který je škodlivý pro mnoho vodních organismů, může trvat méně než lžičku soli.
V jiných zemích, jako je Německo, jsou koncentrace chloridů mezi 50 a 200 miligramy na litr klasifikovány jako „mírně znečištěné solemi“a koncentrace mezi 200 a 400 miligramy na litr jsou klasifikovány jako „středně znečištěné solemi“. Směrnice pro pitnou vodu je ve velké části Evropy 250 miligramů na litr.
Jak však studie ukazuje, negativní dopady se vyskytují hluboko pod těmito limity. Na téměř třech čtvrtinách studovaných míst byly prahové hodnoty koncentrace chloridů, které způsobily více než 50% snížení zooplanktonu, na úrovni nebo pod vládou stanovenými prahovými hodnotami pro chloridy.
Ztráta zooplanktonu spustila kaskádový efekt způsobující nárůst biomasy fytoplanktonu neboli mikroskopických sladkovodních řas na téměř polovině studovaných lokalit.
„Více řas ve vodě by mohlo vést ke snížení průzračnosti vody, což by mohlo ovlivnit i organismy žijící na dně jezer,“řekla Shelley Arnott, profesorka vodní ekologie na Queen's University a spolupředsedkyně projekt a papír. "Ztráta zooplanktonu vedoucí k většímu množství řas má potenciál změnit jezerní ekosystémy způsoby, které by mohly změnit služby, které jezera poskytují, jmenovitě rekreační příležitosti, kvalitu pitné vody a rybolov."
Vědci se rozhodli studovat společenstva zooplanktonu z přírodních stanovišť namísto krátkodobých jednodruhových laboratorních studií, protože takový přístup zahrnuje větší rozmanitost druhů a přirozeně se vyskytující interakce predátor-kořist a konkurenční interakce během šesti až -sedmitýdenní období v rámci komunity zooplanktonu.
Studie byla navržena tak, aby lépe porozuměla tomu, jak by chloridové prahové hodnoty obstály v přirozenějším ekologickém prostředí.
Zaměřili se na určení, zda současné pokyny pro kvalitu vody založené na chloridech chrání organismy v jezerech v oblastech s odlišnou geologií, chemickým složením vody, využíváním půdy a zásobami druhů.
"Mnoho jezer kontaminovaných solí s koncentracemi chloridů blízko nebo nad prahovými hodnotami stanovenými v Severní Americe a Evropě již mohlo zaznamenat posuny potravinové sítě," řekl Dr. Hintz. "To platí pro jezera po celém světě, nejen mezi studovanými místy. A variabilita našich experimentálních výsledků ukazuje, jak by nové prahové hodnoty měly integrovat náchylnost ekologických komunit na místní a regionální úrovni. Zatímco vládní směrnice mohou chránit sladkovodní organismy v některé regiony, to neplatí pro mnoho regionů v USA, Kanadě a Evropě."
Řešení také zahrnují nalezení způsobů, jak dosáhnout pečlivé rovnováhy mezi lidským používáním soli odpovědné za zasolování sladkovodních vod s ekologickými dopady, jako je snížení množství silniční soli používané k tání zimního sněhu a ledu, aby byli lidé v bezpečí a provoz se pohyboval. Předchozí studie vedená Dr. Hintzem navrhuje nejlepší manažerské postupy.
