Alblomning kan ge problem för ekosystem och det mänskliga samhället. En ny studie antyder att sötvattenförekomster i områden med höga vattenföroreningar sannolikt kommer att drabbas av överskott av näringsnivåer som kan leda till algblomning. Upphovsman:Felix Andrews (Floybix) - Eget arbete, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Konstgjord fosforförorening når farligt höga nivåer i sötvattenbassänger runt om i världen, enligt ny forskning.
En ny studie publicerad i Vattenresursforskning , en tidskrift för American Geophysical Union, uppskattade den globala mängden fosfor från mänskliga aktiviteter som kom in i jordens sötvattenförekomster från 2002 till 2010.
Fosfor är en vanlig komponent i mineral- och gödselgödselmedel eftersom det ökar skörden. Dock, en stor andel fosfor som appliceras som gödningsmedel tas inte upp av växter, och antingen byggs upp i jorden eller tvättas i floder, sjöar och kusthav, enligt studiens författare.
Resultaten av den nya studien visar att global mänsklig aktivitet släppte ut 1,47 teragram (1,62 miljoner amerikanska ton) fosfor per år i världens stora sötvattenbassänger, fyra gånger större än vikten av Empire State Building.
Studien bedömde också om mänsklig aktivitet hade överträffat jordens förmåga att späda och assimilera överskott av fosfor i sötvattenförekomster. Författarna fann att fosforbelastningen översteg assimileringskapaciteten för sötvattenförekomster i 38 procent av jordens markyta, ett område som rymmer 90 procent av den globala mänskliga befolkningen.
"I många delar av världen finns antingen inte tillräckligt med vatten för att tillgodogöra sig fosfor eller föroreningsbelastningen är så stor att vattensystemet inte kan tillgodogöra sig allt, "sa Mesfin Mekonnen, en postdoktoral forskningsassistent vid University of Nebraska i Lincoln och medförfattare till den nya studien.
Andel av större produktkategorier (vänster) och regioner (höger) i den globala konstgjorda fosforbelastningen till sötvatten från 2002 till 2010. Kredit:Mekonnen et al./WRR/AGU.
Studiens resultat indikerar att sötvattenförekomster i områden med höga vattenföroreningar sannolikt kommer att drabbas av övergödning, eller överskott av näringsämnen, på grund av höga fosforhalter, sa Joep Schyns, en forskare inom vattenhantering vid universitetet i Twente i Enschede, Nederländerna, som inte var kopplad till den nya studien.
"Övergödning på grund av fosforföroreningar orsakar algblomning, vilket kan leda till dödlighet av fisk och växter på grund av brist på syre och ljus, "Schyns sa." Det minskar också användningen av vattnet för mänskliga ändamål som konsumtion och simning. "
Bryter ner fosforbelastningen
Författarna till den nya studien undersökte jordbruksaktivitet för att beräkna den totala mängden konstgjord fosfor som kommer in i jordens ytvatten från 2002 till 2010. De samlade in uppgifter om hur mycket gödsel som appliceras per gröda i varje land, och uppskattad inhemsk och industriell fosforproduktion genom att titta på proteinkonsumtion per capita per land.
"Andra studier har beräknat globala fosforbelastningar, men vi gick längre eftersom vi bryter ner fosforbelastningen i olika kategorier, till exempel olika grödor, länder, och ekonomiska sektorer, som ingen har gjort, "Sa Mekonnen.
De nya resultaten visar att mänsklig aktivitet släpper ut 1,47 teragram (1,62 miljoner amerikanska ton) fosfor i världens sötvattenkroppar varje år. Kina bidrog med 30 procent av sötvattensfosforbelastningen, följt av Indien med 8 procent och USA med 7 procent.
Vattenföroreningsnivå per avrinningsområde relaterat till människofyllda fosforbelastningar från jordbruket, industriella och inhemska sektorer från 2002-2010. Bassänger med en WPL över en fick mer fosfor än de kunde tillgodogöra sig. Kredit:Mekonnen et al./WRR/AGU.
Det största bidraget till den globala fosforbelastningen kom från hushållsavlopp med 54 procent, följt av jordbruk med 38 procent och industri med 8 procent.
Författarna fann att fosforbelastningen från jordbruket ökade med 27 procent under studieperioden, från 525 gigagram (579, 000 amerikanska ton) 2002 till 666 gigagram (734, 000 amerikanska ton) 2010.
Kan jordens sötvattenförekomster klara sig?
Studien uppskattade också vattenföroreningsnivån (WPL) för jordens stora flodområden genom att jämföra mängden färskt vatten som behövs för att späda ut överskottet av fosfor till en tillåten koncentration jämfört med bassängens faktiska flodavrinning. Om ett sötvattensbassäng har en WPL över en, vattenkvalitetsstandarder bryts och bassängen får mer fosforföroreningar än den kan tillgodogöra sig, Sa Mekonnen.
Resultaten visar sötvattenbassänger med en WPL över en täcker 38 procent av jordens markyta, exklusive Antarktis. Dessa bassänger avser ofta tätbefolkade områden eller regioner med intensivt jordbruk, enligt författarna.
De mest förorenade sötvattenområdena inkluderar Aral dräneringsbassäng, Huang-He (gul) flod i Kina, floderna Indus och Ganges i Indien och Donau i Europa.
Mindre befolkade regioner som Australien och norra Afrika lider också av höga vattenföroreningar, enligt den nya studien. Dessa regioner har mindre fosforbelastningar jämfört med områden som Kina och Europa, men de har mycket mindre vatten tillgängligt för att rymma deras överskott av fosfor, Sa Mekonnen.
