Các chất dinh dưỡng, chẳng hạn như phốt pho (P) và nitơ (N), rất cần thiết cho hoạt động đúng đắn của hệ sinh thái. Mưa, dòng chảy trên đất liền, nước ngầm, mạng lưới thoát nước và nước thải công nghiệp và dân cư đều có thể vận chuyển chất dinh dưỡng đến các vùng nước tiếp nhận. Một khi các chất dinh dưỡng đã được vận chuyển vào một vật thể nước, chúng có thể được đưa lên bởi thảm thực vật thủy sinh và vi sinh vật, hấp thụ vào các hạt trong cột nước và / hoặc trầm tích, hoặc chúng có thể được biến đổi và giải phóng dưới dạng khí từ vật thể nước (khử nitrat).
Trong khi một lượng chất dinh dưỡng nhất định là cần thiết cho một hệ sinh thái thủy sinh khỏe mạnh, các chất dinh dưỡng dư thừa gây ra các điều kiện bất lợi. Tảo và macrophyte có thể phát triển nhanh chóng để đáp ứng với việc làm giàu chất dinh dưỡng và có thể cản trở việc sử dụng được chỉ định như giải trí, cung cấp nước sinh hoạt hoặc đời sống thủy sinh. Lượng tảo phát triển cao có thể gây khó chịu về mặt thẩm mỹ và không hấp dẫn khi bơi và lội nước, nó có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng nước uống và tưới tiêu bằng cách làm tắc nghẽn lượng tiêu thụ và tạo ra mùi vị và mùi khó chịu, đồng thời gây ra những thay đổi trong cộng đồng cá và động vật không xương sống và mất các loài nhạy cảm. Những tác động này có thể bao gồm từ những phiền toái nhỏ đến những lo ngại nghiêm trọng về sức khỏe (Dodds và Welch, 2000), và có thể thay đổi tùy theo loại vật thể nước và vùng sinh thái. Các tác động được ghi nhận có thể được quy cho sự suy giảm chất dinh dưỡng bao gồm:
- Vấn đề về vị giác và mùi trong nguồn cung cấp nước uống;
- Tăng cường điều trị cần thiết cho nước uống;
- Các vấn đề sức khỏe của con người, chẳng hạn như hội chứng em bé xanh và ung thư hạch không Hodgkin;
- Các tác động sinh thái bất lợi, chẳng hạn như sự thay đổi lớn vào ban ngày trong oxy hòa tan (DO) và giảm môi trường sống được sử dụng bởi các sinh vật dưới nước; và
- Tảo nở hoa có hại có thể gây chết cá và gây thương tích cho người, vật nuôi, động vật hoang dã và gia súc.
Trong một báo cáo quốc gia trước Quốc hội, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA) đã báo cáo rằng N và P là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây suy giảm chất lượng nước ở Hoa Kỳ và 40% sông / suối và 51% hồ / hồ chứa ở Mỹ bị suy yếu. Do đó, nhu cầu theo dõi và đánh giá chính xác sự suy giảm chất dinh dưỡng và phát triển tổng tải trọng tối đa hàng ngày (TMDL) hiệu quả cho các vùng nước bị suy yếu là điều hiển nhiên. Các dịch giả số, hoặc các giá trị ngưỡng, là cần thiết để thực hiện điều này. Để hỗ trợ phát triển các giá trị ngưỡng, EPA đã xuất bản một số tài liệu hướng dẫn và cũng có một trang web trao đổi kỹ thuật.
Vào năm 2011, EPA đã phát hành một bản ghi nhớ có tiêu đề "Hợp tác với các quốc gia để giải quyết ô nhiễm phốt pho và nitơ thông qua việc sử dụng khuôn khổ giảm chất dinh dưỡng của nhà nước". Đáp lại, Cục Chất lượng Nước Suface (SWQB) đã phát triển Chiến lược Giảm chất dinh dưỡng của Bang New Mexico để Bảo vệ và Cải thiện Chất lượng Nước để cung cấp khuôn khổ được khuyến nghị.
Trong khi một số tiểu bang đã thiết lập các giới hạn cụ thể, về số lượng đối với các chất dinh dưỡng trong vùng nước bề mặt của họ (ví dụ: 0,01 mg / L phốt pho), Bang New Mexico hiện có tiêu chí tường thuật để xác định sự suy giảm chất dinh dưỡng. Tiêu chí này nêu rõ,
"Các chất dinh dưỡng thực vật từ các nguyên nhân khác ngoài nguyên nhân tự nhiên sẽ không có mặt ở nồng độ sẽ tạo ra đời sống thủy sinh không mong muốn hoặc dẫn đến sự thống trị của các loài gây phiền toái trong vùng nước mặt của tiểu bang" (20.6.4.12.13.E NMAC).
Tiêu chí tường thuật này có thể là một thách thức để đánh giá bởi vì mối quan hệ giữa mức độ dinh dưỡng và sự suy giảm các mục đích sử dụng được chỉ định do đời sống thủy sinh không mong muốn không dễ dàng được xác định và việc phân biệt các chất dinh dưỡng với "các nguyên nhân khác ngoài nguyên nhân tự nhiên" là khó khăn. Để hỗ trợ đáp ứng những thách thức này, Bộ phận Giám sát, Đánh giá và Tiêu chuẩn SWQB (MASS) đã phát triển Một Giao thức Đánh giá Chất dinh dưỡng vào năm 2004 với sự hỗ trợ của EPA Hoa Kỳ và Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ. Giao thức này được phát triển cho các dòng suối có thể lội được vì chúng đại diện cho phần lớn các vùng nước mặt được đánh giá trong tiểu bang và vì dữ liệu được sử dụng để xác định ngưỡng là từ vùng nước lâu năm. Giao thức kết hợp cả hai nhân quả (Tổng nitơ (TN) và Tổng phốt pho (TP)) và các biến đáp ứng (Oxy hòa tan (DO), pH và sinh khối tảo), sử dụng phương pháp tiếp cận trọng lượng bằng chứng. Ngưỡng suy giảm được xác định cho từng biến nhân quả và phản ứng để chuyển tiêu chí dinh dưỡng tường thuật thành các điểm cuối có thể định lượng được (tức là số).
Giao thức đánh giá này được sử dụng để xác định tình trạng suy yếu của các vùng nước liên quan đến các chất dinh dưỡng thực vật quá mức. Các vùng nước được xác định là bị suy yếu do làm giàu chất dinh dưỡng được liệt kê trong Đạo luật Nước sạch của Bang New Mexico §303 (d) / § 305 (b) Báo cáo Tích hợp (IR). Việc sử dụng giao thức đánh giá đã chỉ ra rằng dinh dưỡng / phú dưỡng là một trong ba nguyên nhân phổ biến nhất gây suy giảm chất lượng nước sông và suối ở New Mexico.
Kể từ năm 2004, SWQB đã tiếp tục thu thập và phân tích dữ liệu để tinh chỉnh các giá trị ngưỡng cho các luồng và cải thiện phương pháp đánh giá và liệt kê liên quan (Phụ lục D1 &D2 hiện tại). Quá trình này được mô tả trong Nm Stream Nutrient Criteria Development Process, 2007 và bao gồm việc xác định các lớp suối và phân tích dữ liệu hiện có từ vùng nước mặt New Mexico. SWQB, EPA và TetraTech thông qua chương trình N-STEP đã hoàn thành một vòng phân tích khác để điều tra các mối quan hệ phản ứng của tác nhân gây căng thẳng trong tập dữ liệu luồng nhằm xác định ngưỡng TN và TP được liên kết với các biến phản hồi (Jessup et al. 2015). Phân tích này dẫn đến việc sửa đổi phương pháp đánh giá và liệt kê liên quan của chúng tôi để phát triển IR 2018.
SWQB cũng thu thập dữ liệu từ các hồ và hồ chứa của New Mexico. Những dữ liệu này đã được phân tích bởi J. Thad Scott và Brian E. Hagard từ Đại học Arkansas và được báo cáo trong Hỗ trợ Phân tích để Xác định Ngưỡng Chất lượng Nước ở Vùng nước mặt New Mexico. Kết quả của những phân tích này đã được kết hợp với một đánh giá tài liệu để xác định các giá trị ngưỡng dinh dưỡng đã được kết hợp vào một giao thức đánh giá dinh dưỡng cho các hồ và hồ chứa ở New Mexico.
Tham khảo:
Dodds, WK và E. B. Welch. 2000. Thiết lập các chỉ tiêu dinh dưỡng trong các dòng suối. J. N. Am. Benthol (bằng tiếng Anh). Sóc. 19: 186-196.
Stone, Nancy K., Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ, Văn phòng Nước, Quyền Quản trị viên Hỗ trợ, bản ghi nhớ Hợp tác với các Quốc gia để Giải quyết Ô nhiễm Phốt pho và Nitơ thông qua Việc Sử dụng Freamework forState Nutrient Reductions, 2011.