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Jul 25, 2023

1980 年から 2018 年までのミシシッピ川/アチャファラヤ川流域の調和された窒素とリンの濃度

Scientific Data volume 9、記事番号: 524 (2022) この記事を引用する 1550 アクセス 1 引用 2 Altmetric メトリクスの詳細 水質モニタリングは、汚染に対処する政策に情報を提供できます。

Scientific Data volume 9、記事番号: 524 (2022) この記事を引用

1550 アクセス

1 引用

2 オルトメトリック

メトリクスの詳細

水質モニタリングは、汚染に対処する政策に情報を提供できます。 しかし、一貫性のない測定と報告の実践により、多くの観測結果が水域全体で比較できなくなり、その結果、汚染の空間パターンと長期的な傾向を特徴付ける取り組みが妨げられます。 ここでは、米国のミシシッピ/アチャファラヤ川流域 (MARB) 全体にわたる 226 の個別の水質監視当局からの、公的に入手可能な 920 万件のモニター測定値を調和させました。 私たちは、1980 年から 2018 年までの 10 万 7,000 地点からの窒素およびリン含有化合物の 480 万件の標準化された観測値からなる新しいデータセットである、標準化窒素およびリン データセット (SNAPD) を作成しました。 私たちの知る限り、このデータセットは、時間と空間を超えて測定値を比較できる、単一の河川ネットワークにおけるこれらの汚染物質の最大の記録を表しています。 私たちは、この規模ではこれまで対処されていなかった、これらの水質データの報告と解釈に関連する、十分に文書化された多数の問題に取り組みました。また、水質データ処理に対する私たちのアプローチは、他の栄養化合物や地域にも適用できます。

測定

窒素化合物・リン化合物

テクノロジーの種類

水モニター

サンプル特性 - 環境

水域 • 流域 • 水中の窒素原子の量 • 水質汚染 • 汚染モニタリング • 水中のリンの量

サンプルの特徴 - 場所

川、隣接するアメリカ合衆国 • ミシシッピ州/アチャファラヤ川流域

水質汚染を管理するには、水路の汚染量を測定して汚染軽減の効果を確保する能力が必要です。 しかし、水質報告の慣行が一貫していないため、世界中の多くの河川系でそのような取り組みが制限されています。 多くの場合、単一の河川網に沿った水質測定値を収集して報告する地方自治体の間で、サンプリングと報告の実施方法が異なっていたり、特定のサンプリング場所での単一の当局の実施方法が時間の経過とともに変化する可能性があります。 これらの測定値の収集と報告が事前に標準化されていない場合、すべての観測値が相互に比較できるわけではないため、結果として結合されたデータセットに不一致が含まれる可能性があり、空間パターンや水質汚染の傾向の大規模な分析が妨げられることがあります。 したがって、河川網内で収集された水質データを調和させることは、汚染物質がどのように河川系に侵入し、河川系全体に移動するかを理解するために必要な第一歩です。 ここでは、調和を、傾向分析、比較研究、モデリングに使用できる、標準化され、品質管理されたデータセットを作成するプロセスとして定義しました。

水質データの比較不可能性は、非点発生源（NPS）水質汚染の管理に深刻な課題をもたらしています。NPS 汚染には、水路への汚染物質の拡散輸送が含まれ、主に農業などの人間活動に関連しています 1,2。 米国では、肥料や家畜廃棄物に関連する窒素およびリンベースの汚染物質が NPS の水質汚染の最大の原因となっており、環境悪化、生態系破壊、および人間の健康への有害な影響を引き起こす可能性があります 1、2、3。 多くの場合、これらの汚染物質は陸上の広大な地域を横切って発生し、その後多数の当局によって監視されている可能性のある河川系に流入します4。 NPS 汚染とその影響を軽減するために、規制当局は、問題の深刻度を測定し、河川ネットワーク内の時間的および空間的傾向を評価するために、さまざまな水監視当局にわたる信頼できる標準化された水質データを必要としています。

ここでは、320 万平方キロメートル (米国本土の土地の約 40%) をカバーし、31 の州境をまたぐ最大の河川である米国ミシシッピ/アチャファラヤ川流域 (MARB) 全体の一般的な NPS 汚染物質の記録を調和させることに焦点を当てました。米国にある盆地であり、世界で 4 番目に大きい盆地です (図 1)2,5。 MARB は、少なくとも 1970 年代から NPS の水質汚染物質による大きな影響を受けており、高レベルの農業流出に悩まされてきました。 この流出は藻類の繁茂、富栄養化、貧酸素状態を引き起こし、生態系に広範囲にダメージを与え、海洋に依存する多くの産業の生産性を低下させ、人間や野生動物に有毒となる可能性があります6、7、8。 MARB によって運ばれた膨大な量の NPS の水質汚染はメキシコ湾に流れ込み、15,000 平方マイルもの広さの地域を覆うデッドゾーンを形成します9,10。 湾岸の漁業や海洋生息地に損害を与えるため、デッドゾーンでは毎年 24 億ドル (2018 年のドル換算) 以上の費用がかかります11。