Кіріспе
Жағалау аймақтары мен көлдердегі оттегі аз аймақтар эвтрофикация салдарынан жағалау аймақтары мен көлдердегі оттегінің төмендеуі. Өлі аймақтар – әлемдік мұхиттар мен ірі көлдердегі гипоксиялық (оттегі аз) аймақтар. Гипоксия еріген оттегінің (DO) концентрациясы 2 мг O2/литрге дейін немесе одан төмен түскенде пайда болады. Дәстүрлі түрде, осы аймақтардың көпшілігі табиғи жаратылысқа ие болған. Алайда, 1970 жылдары океанографтар өлі аймақтардың көбеюін және кеңеюін байқады. Бұл аймақтар су жануарлары шоғырланған, мекенделген жағалауларға жақын орналасқан. Балтық теңізі, Мексика шығанағының солтүстігі және Чесапик шығанағы сияқты жағалау аймақтары, сондай-ақ Эри көлі сияқты үлкен жабық су кеңістіктері эвтрофикацияға байланысты оттегінің азаюынан зардап шекті. Артық қоректік заттар өзендер арқылы, негізінен қалалық және ауылшаруашылық ағын суларынан, сондай-ақ орманды кесуден осы жүйелерге түседі. Бұл қоректік заттардың нәтижесінде жоғары өнімділікке ие органикалық материал пайда болады, ол төменге шөгіп, ыдырайды. Органикалық материалдың ыдырауы оттегін пайдаланады, гипоксия немесе аноксия тудырады. БҰҰ-ның қоршаған ортаны қорғау бағдарламасы 2004 жылы әлемдік мұхиттардағы 146 өлі аймақ туралы хабарлады, онда оттегі деңгейінің төмендеуіне байланысты теңіз тіршілігіне қолдау көрсету мүмкін болмады. Олардың кейбіреулері шаршы километрдей кішкентай болса, ал ең үлкен өлі аймақ 70 000 шаршы километрді құрады. 2008 жылғы зерттеуде әлем бойынша 405 өлі аймақ тіркелді. Сонымен қатар, көктемде күн сәулесінің күшеюімен өлі аймақтардағы балдырлардың өсуі күрт үдеп кетеді. Күз айларында Мексика шығанағына тропикалық дауылдар кіріп, өлі аймақтарды бұзады, ал цикл көктемде қайталанады. Су және теңіз өлі аймақтарының пайда болуына судағы қоректік заттардың (әсіресе азот пен фосфордың) артуы себеп болуы мүмкін, бұл эвтрофикация деп аталады. Бұл қоректік заттар – су бағанасында тіршілік ететін бір жасушалы, өсімдік сияқты организмдердің құрылыс блоктары, олардың өсуі осы заттардың болуымен шектеледі. Қоректік заттардың көп болуымен бір жасушалы су организмдері (мысалы, балдырлар мен цианобактериялар) бұрынғы өсу шегінен асып, экспоненциалдық жылдамдықпен көбейе бастауға қажетті ресурстарға ие болады. Экспоненциалдық өсу фитопланктонның белгілі бір түрлерінің тығыздығының тез өсуіне әкеледі, бұл құбылыс балдырлар гүлдеуі деп аталады. Эксперименталды көлдер аймағындағы зерттеулері зиянды фосфаттарды жуғыш заттардан шығаруға әкелген лимнолог Дэвид Шиндлер балдырлар гүлдеуі және өлі аймақтар туралы ескертті: "1960 және 1970 жылдары Ұлы көлдерді қиратқан балық өлтіретін гүлдеулер жойылған жоқ; олар адамдардың, өнеркәсіптің және ауыл шаруашылығының аз тұщы су сапасына салық төлеп жатқан құрғақ әлемге батысқа жылжыды. Бұл тек далалық проблема емес. Балдырлар гүлдеуінен туындаған өлі аймақтардың жаһандық кеңеюі жылдам өсуде". Балырлардың негізгі топтарына цианобактериялар, жасыл балырлар, динофлагелляттар, коколитофорлар және диатомдық балырлар жатады. Азот пен фосфордың артуы көбінесе цианобактериялардың гүлдеуіне себеп болады. Басқа балырлар желінеді, сондықтан цианобактериялар сияқты жинақталмайды. Цианобактериялар зоопланктон мен балық үшін жақсы тамақ емес, сондықтан суда жиналады, өледі, содан кейін ыдырайды. Олардың биомассасының бактериялық ыдырауы судағы оттегіні тұтынады, осылайша гипоксия жағдайын тудырады. Өлі аймақтардың пайда болуына табиғи және антропогендік факторлар себеп болуы мүмкін. Табиғи себептерге жағалаудағы судың көтерілуі, желдің өзгеруі және су айналымының үлгілері жатады. Өлі аймақтың пайда болуын немесе қарқындылығын анықтайтын басқа да экологиялық факторларға судың ұзақ уақыт тұруы, жоғары температура және су бағанасы арқылы күн сәулесінің жоғары деңгейі жатады. Сонымен қатар, табиғи океанографиялық құбылыстар су бағанасының бөліктерінің оттегіден арылуына себеп болуы мүмкін. Мысалы, фьордтар мен Қара теңіз сияқты жабық су кеңістіктерінің кіреберісінде тереңдігі аз, сондықтан су ұзақ уақытқа тұтқында қалады. Тынық мұхитының шығыс бөлігі мен Үнді мұхитының солтүстігінде оттегі концентрациясы төмендеген, бұл аймақтарда тұтынылған оттегіні алмастыру үшін аздап айналым бар деп есептеледі. Бұл аймақтар сондай-ақ оттегінің аз мөлшердегі аймақтары (ОМЗ) деп аталады. Көп жағдайда ОМЗ тұрақты немесе жартылай тұрақты аймақтар болып табылады. Миссисипи өзенінің сағасына жақын шөгінді қабаттарындағы организмдердің қалдықтары синтетикалық тыңайтқыштар пайда болғанға дейін төрт гипоксиялық оқиға болғанын көрсетеді. Осы шөгінді қабаттарында аноксияға төзімді түрлердің қалдықтары басым. Шөгінділердегі жазбалар Виксбургте, Миссисипидегі аспаптармен тіркелген өзеннің жоғары ағынының тарихи жазбаларына сәйкес келеді. Климаттың өзгеруіне байланысты мұхит айналымының өзгеруі мұхиттардағы оттегінің азаюының басқа себептерін де қосуы немесе күшейтуі мүмкін. Антропогендік себептерге химиялық тыңайтқыштарды қолдану және олардың ағын сулары мен жер асты суларында болуы, өзендер мен көлдерге тікелей кәріз суларын құю, сондай-ақ жануар қалдықтарының үлкен жиынтығынан жер асты суларына қоректік заттардың түсуі жатады. Химиялық тыңайтқыштарды қолдану әлемдегі өлі аймақтардың негізгі себебі деп есептеледі. Алайда, кәріз суларынан, қалалық жерлерді пайдаланудан және тыңайтқыштардан ағын сулары да эвтрофикацияға ықпал етуі мүмкін. 2017 жылдың тамызындағы есеп АҚШ-тың ет индустриясы мен агроэкономикалық жүйесі Мексика шығанағындағы ең үлкен өлі аймаққа жауапты екенін көрсетті. Топырақ ағыны және ауылшаруашылық жерді басқару және өңдеу тәсілдерімен күшейтілген нитраттардың сіңуі, сондай-ақ тыңайтқыштар мен мал қалдықтары Heartland-тан Мексика шығанағына дейін суды ластады. Осы аймақта өндірілген егіннен алынған өсімдік материалдарының үлкен бөлігі Tyson және Smithfield Foods сияқты агробизнес компаниялары үшін ет жануарларын өндіруде маңызды жем компоненттері ретінде қолданылады. Мал жемінің 86%-дан астамы адамдарға жеуге жарамсыз. АҚШ-тағы маңызды өлі аймақтарға Мексика шығанағының солтүстік бөлігі жатады. Тұрақты өлі аймақтар – терең суларда болатын және 2 мг/литрден аспайтын құбылыстар. Уақытша өлі аймақтар – сағаттар немесе күндерге созылатын, қысқа мерзімді өлі аймақтар. Маусымдық өлі аймақтар – әдетте, жаз және күздің жылы айларында болатын жылдық құбылыстар. Тәуліктік циклдық гипоксия – тек түнде ғана гипоксиялық болатын нақты маусымдық өлі аймақ. Өлі аймақтың түрі, белгілі бір деңгейде, судың толық денсаулыққа қайта оралуына қажетті уақытқа байланысты жіктелуі мүмкін. Бұл уақыт эвтрофикацияның қарқындылығы мен оттегінің төмендеу деңгейіне байланысты. Аноксиялық жағдайға түскен және қоғамдық әртүрліліктің күрт төмендеуін бастан өткерген су кеңістігі толық денсаулыққа оралу үшін әлдеқайда ұзақ жолдан өтуі керек. Ылғалды гипоксияны ғана бастан өткерген және қоғамдық әртүрлілігі мен жетілгендігін сақтайтын су кеңістігі толық денсаулыққа оралу үшін әлдеқайда қысқа жолдан өтеді. Ауыр аноксиялық жағдайларда микроби тіршілігі қоғамдық құрамында күрт өзгерістерге ұшырауы мүмкін, соның салдарынан аэробты микробтардың саны азайып, энергия көздерін нитрат, сульфат немесе темірді тотықтыруға ауыстыруына байланысты анаэробты организмдердің саны артады. Күкірттің тотығуы ерекше маңызды, өйткені күкірт сутек уытты және аймақтағы көптеген организмдерге қосымша стресс тудырады, өлім-жітім қаупін күшейтеді. Оттегінің төмен деңгейі аймақтағы организмдердің тірі қалуына қатысты ауыр салдарға әкелуі мүмкін, тіпті өлімге әкелуі мүмкін. Солтүстік Американың Ғафыр жағалауында жүргізілген зерттеулер гипоксиялық жағдайлар балықтар мен бентосты жәндіктер сияқты әртүрлі организмдерде өнімділік пен өсу деңгейінің төмендеуіне әкелетінін көрсетті. Аймақтан кетуге қабілетті организмдер оттегі концентрациясы 2 мг/л-ден төмен түскенде оны жасауға тырысады. Сонымен қатар, балық шаруашылығындағы көптеген стрессорлар гипоксиялық жағдайлармен нашарлайды. Жасалған факторлардың арасында...
a reduction in oxygen in coastal areas and lakes
Dead zones are hypoxic (low oxygen) areas in the world's oceans and large lakes. Hypoxia occurs when dissolved oxygen (DO) concentration falls to or below 2 mg of O2/liter. Historically, many of these sites were naturally occurring. However, in the 1970s, oceanographers began noting increased instances and expanses of dead zones. These occur near inhabited coastlines, where aquatic life is most concentrated. Coastal regions, such as the Baltic Sea, the northern Gulf of Mexico, and the Chesapeake Bay, as well as large enclosed water bodies like Lake Erie, have been affected by deoxygenation due to eutrophication. Excess nutrients are input into these systems by rivers, ultimately from urban and agricultural runoff and exacerbated by deforestation. These nutrients lead to high productivity that produces organic material that sinks to the bottom and is respired. The respiration of that organic material uses up the oxygen and causes hypoxia or anoxia. The UN Environment Programme reported 146 dead zones in 2004 in the world's oceans where marine life could not be supported due to depleted oxygen levels. Some of these were as small as a square kilometer (0.4 mi2), but the largest dead zone covered 70,000 square kilometers (27,000 mi2). A 2008 study counted 405 dead zones worldwide. At the same time, as sunlight increases during the spring, algal growth in the dead zones increases dramatically. In fall months, tropical storms begin to enter the Gulf of Mexico and break up the dead zones, and the cycle repeats again in the spring.]] Aquatic and marine dead zones can be caused by an increase in nutrients (particularly nitrogen and phosphorus) in the water, known as eutrophication. These nutrients are the fundamental building blocks of single celled, plant like organisms that live in the water column, and whose growth is limited in part by the availability of these materials. With more available nutrients, single celled aquatic organisms (such as algae and cyanobacteria) have the resources necessary to exceed their previous growth limit and begin to multiply at an exponential rate. Exponential growth leads to rapid increases in the density of certain types of these phytoplankton, a phenomenon known as an algal bloom. Limnologist David Schindler, whose research at the Experimental Lakes Area led to the banning of harmful phosphates in detergents, warned about algal blooms and dead zones, "The fish killing blooms that devastated the Great Lakes in the 1960s and 1970s haven't gone away; they've moved west into an arid world in which people, industry, and agriculture are increasingly taxing the quality of what little freshwater there is to be had here This isn't just a prairie problem. Global expansion of dead zones caused by algal blooms is rising rapidly." The major groups of algae are cyanobacteria, green algae, dinoflagellates, coccolithophores and diatom algae. An increase in the input of nitrogen and phosphorus generally causes cyanobacteria to bloom. Other algae are consumed and thus do not accumulate to the same extent as cyanobacteria. Cyanobacteria are not good food for zooplankton and fish and hence accumulate in water, die, and then decompose. The bacterial degradation of their biomass consumes the oxygen in the water, thereby creating the state of hypoxia. Dead zones can be caused by natural and by anthropogenic factors. Natural causes include coastal upwelling, changes in wind, and water circulation patterns. Other environmental factors that determine the occurrence or intensity of a dead zone include long water residence times, high temperatures, and high levels of sunlight penetration through the water column. Additionally, natural oceanographic phenomena can cause deoxygenation of parts of the water column. For example, enclosed bodies of water, such as fjords or the Black Sea, have shallow sills at their entrances, causing water to be trapped there for a long time. The eastern tropical Pacific Ocean and northern Indian Ocean have lowered oxygen concentrations which are thought to be in regions where there is minimal circulation to replace the oxygen that is consumed. These areas are also known as oxygen minimum zones (OMZ). In many cases, OMZs are permanent or semi permanent areas. Remains of organisms found within sediment layers near the mouth of the Mississippi River indicate four hypoxic events before the advent of synthetic fertilizer. In these sediment layers, anoxia tolerant species are the most prevalent remains found. The periods indicated by the sediment record correspond to historic records of high river flow recorded by instruments at Vicksburg, Mississippi. Changes in ocean circulation triggered by ongoing climate change could also add or magnify other causes of oxygen reductions in the ocean. Anthropogenic causes include use of chemical fertilizers and their subsequent presence in water runoff and groundwater, direct sewage discharge into rivers and lakes, and nutrient discharge into groundwater from large, accumulated quantities of animal waste. Use of chemical fertilizers is considered the major human related cause of dead zones around the world. However, runoff from sewage, urban land use, and fertilizers can also contribute to eutrophication. In August 2017, a report suggested that the US meat industry and agroeconomic system are predominantly responsible for the largest ever dead zone in the Gulf of Mexico. Soil runoff and leached nitrate, exacerbated by agricultural land management and tillage practices as well as manure and synthetic fertilizer usage, contaminated water from the Heartland to the Gulf of Mexico. A large portion of the plant matter by products from crops grown in this region are used as major feed components in the production of meat animals for agribusiness companies, like Tyson and Smithfield Foods. Over 86% of the livestock feed is inedible for humans. Notable dead zones in the United States include the northern Gulf of Mexico region,
Permanent dead zones are deep water occurrences that rarely exceed 2 milligrams per liter. Temporary dead zones are short lived dead zones lasting hours or days. Seasonal dead zones are annually occurring, typically in warm months of summer and autumn. Diel cycling hypoxia is a specific seasonal dead zone that only becomes hypoxic during the night
The type of dead zone can, in some ways, be categorized by the time required for the water to return to full health. This time frame depends on the intensity of eutrophication and level of oxygen depletion. A water body that sinks to anoxic conditions and experiences extreme reduction in community diversity will have to travel a much longer path to return to full health. A water body that only experiences mild hypoxia and maintains community diversity and maturity will require a much shorter path length to return to full health. In severe anoxic conditions, microbial life may experience dramatic shifts in community identity as well, resulting in an increased abundance of anaerobic organisms as aerobic microbes decrease in number and switch energy sources for oxidation such as nitrate, sulfate, or iron reduction. Sulfur reduction is a particular concern as Hydrogen sulfide is toxic and stresses most organisms within the zone further, exacerbating mortality risks. Low oxygen levels can have severe effects on survivability of organisms inside the area while above lethal anoxic conditions. Studies conducted along the Gulf Coast of North America have shown hypoxic conditions lead to reduction of reproductive rates and growth rates in a variety of organisms including fish and benthic invertebrates. Organisms able to leave the area typically do so when oxygen concentrations decrease to less than 2 mg l−1. Additionally, many stressors in fisheries are worsened by hypoxic conditions. Indirect factors such as increased success by invasive species and increased pandemic intensity in stressed species such as oysters both lead to losses in revenue and ecological stability in affected regions.
Коралл рифтері
Массалық гипоксияға әкелетін төмен оттегі деңгейімен байланысты өлім-жітім оқиғаларының саны күрт өсті, олардың көп бөлігі соңғы 20 жылда тіркелді. Су температурасының жоғарылауы оттегіге қажеттіліктің артуына және мұхиттың оттегісізденуіне алып келеді, бұл үлкен коралл рифтеріндегі өлі аймақтардың пайда болуына себеп болады. Көптеген коралл рифтері үшін гипоксияға реакция дезоксигенацияның шамасы мен ұзақтығына тікелей байланысты. Симптомдар фотосинтез бен кальцификацияның төмендеуінен бастап, ағаруға дейін жетеді. Гипоксия экожүйедегі балдырлардың көбеюі және коралл ауруларының таралуы сияқты жанама әсерлерге де алып келуі мүмкін. Коралл төмен оттегі деңгейін көтере алмайтын болса, балдырлар оған өте төзімді. Сондықтан, балдырлар мен кораллдардың араласатын аймақтарында гипоксияның күшеюі кораллдардың өліміне және балдырлардың таралуына ықпал етеді. Кораллдардың өлі аймақтарының кеңеюі коралл ауруларының таралуымен күшейеді. Коралл аурулары сульфидтің жоғары концентрациясы және гипоксиялық жағдайларда оңай таралады. Гипоксия мен коралл рифтерінің өлім-жітіміне байланысты балықтар мен басқа да теңіз жануарларының мінез-құлқы өзгереді. Кейбір балықтар көбірек оттегі іздеп су бетіне көтеріледі, ал кейбіреулері метаболизм мен тыныс алудың баяулау фазасына енеді. Омыртқасыз жануарлар субстраттың бетіне немесе ағаш тәрізді коралл колонияларының ұштарына көшеді. Әлемдегі алты миллионға жуық адам, олардың көп бөлігі дамып келе жатқан елдерде тұрады, коралл рифтерінде балық аулауға тәуелді. Гипоксиялық оқиғалардың салдарынан болатын жаппай өлім-жітім риф балықтарының популяциясына елеулі зиян келтіруі мүмкін. Коралл рифтері жағалауды қорғау, азотты бекіту, қалдықтарды сіңіру және туризм мүмкіндіктері сияқты маңызды экожүйелік қызметтерді ұсынады. Мұхиттардағы оттегінің төмендеуі алаңдау тудырады, өйткені кораллдарды қалпына келтіру мен өсіруге ондаған жылдар қажет. Адам қызметінің салдарынан медузалардың гүлденуінің күшеюі өлі аймақтардың медуза популяциясына тигізетін әсерін зерттеуге түрткі болды. Басты мәселе – өлі аймақтардың гипоксиялық жағдайлардың нәтижесінде медузалардың ресурстары үшін бәсекелестігін және олардың кәдімгі жауыздарын ығыстыру арқылы медузалардың көбеюіне қолайлы орта табуы мүмкін. Медузалардың санының артуы балық аулаудың жоғалтылуы, трал желілері мен балық аулау кемелерінің бұзылуы және жағалау жүйелеріндегі туризм кірісінің төмендеуі сияқты коммерциялық шығындарға әкелуі мүмкін. Гипоксиялық жағдайлардың жиі кездесуіне байланысты су балықтарға қолайлы ортаны қамтамасыз етпейді. Ауыр гипоксияға ұшыраған кезде экожүйенің функциясы толығымен құлауы мүмкін. Оттегінің күрт төмендеуі жергілікті балық популяциясына, азық-түліктің маңызды көзіне әсер етеді. Шамбаржа орманды аймақтарындағы шабақтардың экологиялық зияны олардың экономикалық пайдасынан әлдеқайда көп. Шамбақ өндірісін тоқтату және осы аймақтарды қалпына келтіру эвтрофикация мен антропогендік гипоксияны азайтуға көмектеседі. Оңтүстік Америка, Қытай, Жапония және Жаңа Зеландия жағалауларында да басқа да өлі аймақтар пайда болды. 2008 жылғы зерттеуде әлем бойынша 405 өлі аймақ тіркелді. Балтық теңізінің үлкен аумағын ескере отырып, оны тұтас қарастырудың орнына, шағын аймақтарға бөліп қарастыру тиімді. 2004 жылы жарияланған зерттеуде ғалымдар Балтық теңізін 9 шағын аймаққа бөлді, әрқайсысының өзіндік ерекшеліктері бар. Бұл 9 шағын аймақ: Ботния шығанағы, архипелаг аймағы, Фин шығанағы, Рига шығанағы, Гданск шығанағы, Швецияның шығыс жағалауы, Орталық Балтық, Белт теңіз аймағы және Каттегат. Чесапик шығанағында азоттың жоғары деңгейіне байланысты маусымдық гипоксия байқалады. Бұл азот деңгейі урбанизация, азотпен атмосфераны ластайтын көптеген зауыттар және ауыл шаруашылығынан туындайды. Шығанақтың қарсы жағындағы құс шаруашылықтары көп мөлшерде тыңайтқыш шығарып, Чесапик шығанағына құяды. 1985 жылдан 2019 жылға дейін Чесапик шығанағының күтушілері жылдық гипоксиялық көлемді азайтуға күш салды. 2016-2017 жылдары айтарлықтай жақсару байқалды, бұл күтімшілерге күш-жігердің сәтті болғанына сенімділік берді, алайда соңғы деректер жаһандық жылынудың әсерін тоқтату үшін қосымша күш-жігер қажет екенін көрсетті.
Вирджиния штатындағы Элизабет өзені
Элизабет өзенінің сағасы коммерциялық және әскери мақсаттарда қолданылады және АҚШ-тың Шығыс жағалауындағы ең көп пайдаланылатын порттардың бірі болып табылады. 2015-2019 жылдар аралығында Элизабет өзенінің әртүрлі аймақтарында 11 түрлі көрсеткіш өлшенді. Өзен бойында азот пен фосфордың тұрақты түрде жоғары деңгейі, сондай-ақ өзен төменінде тіршілік ететін организмдердің нашар өмір сүруіне әкелетін басқа да ластаушы заттардың жоғары концентрациясы байқалды. Элизабет өзенінің ластануының негізгі себебі 1990 жылдардағы әскери және өнеркәсіптік қызмет болды. 1993 жылы өзенді қалпына келтіру мақсатында Элизабет өзені жобасы басталды. Ластанудан едәуір зардап шеккен Fundulus heteroclitus (Mummichog) балығының түрін қабылдап, топ жобаны ілгерілетуге және мыңдаған тонна зарарлы шөгіндіні жоюға қол жеткізді. 2006 жылы ірі кеме компаниясы Maersk APM Элизабет өзенінде жаңа порт салуды жоспарлады. Қоршаған ортаға зиянды әсерді азайту шараларының аясында олар Элизабет өзені жобасымен бірлесіп Money Point жобасын жасады, ол Money Point аймағын қалпына келтіруге бағытталған. Бұл аймақ түбінде креозот деп аталатын қара, шайыр тәрізді заттың болуына байланысты биологиялық жағынан құлдыраған деп танылған. Maersk APM жобаны іске қосу үшін 5 миллион доллар бөлді. 2012 жылға қарай олар 7 акр батпақты жерді, 3 акр острица рифтерін қалпына келтіріп, жаңа жағалау құрды. 2019 жылы Money Point жобасы Америка жағалау және жағажайларды сақтау қауымдастығынан «Ең жақсы қалпына келтірілген жағалау» сыйлығын алды.
Эри көлі
Эри көлінің орталық бөлігінде, Пейнт Пелиден шығысқа қарай Лонг-Пойнтқа дейін және Канада мен АҚШ жағалауларына дейін созылатын маусымдық өлі аймақ бар. Шілде мен қазан айлары аралығында бұл өлі аймақ 10 000 шаршы километрге дейін үлкейе алады. Эри көлінде ауыл шаруашылығынан ағып келетін сулардың арқасында фосфордың артық болуына байланысты балдырлардың өсуі жылдамдайды, бұл гипоксиялық жағдайлардың туындауына себеп болады. Көлдегі фосфордың шамадан тыс көптігі, қалалық және ауыл шаруашылығы ағындылары сияқты белгілі бір көзден келмейтін ластанумен, сондай-ақ канализация және сарқынды суларды тазарту станциялары сияқты белгілі бір көзден келген ластанумен байланысты. Бұл аймақ алғаш рет 1960-шы жылдары көлде эвтрофикацияның ең жоғары деңгейіне жеткен кезде анықталды. Халықтың алаңдауы артқаннан кейін, Канада мен АҚШ 1970-ші жылдары өлі аймақтың өсуін тоқтату мақсатында көлге ағып келетін ластануды азайту бойынша жұмыстарды бастады. Коммерциялық және ойын-сауық балық аулау өнеркәсібі гипоксиялық аймақтан қатты зардап шекті. Көлдің суы сондай-ақ адамдардың ішуі үшін қолданылады. Жаздың соңында өлі аймақ белсенді болған кезде көл суының жағымсыз иісі сезіліп, түсі өзгереді.
Төменгі Сент-Лоуренс сағасы
Сагуэнай өзенінің шығысынан Баи-Комоның шығысына дейінгі Төменгі Сент-Лоуренс өзені аймағында өлі аймақ бар, ол ең үлкен тереңдікте байқалады және 1930 жылдардан бері белгілі. Канадалық ғалымдарды ең көп алаңдататыны – бұл аймақтағы балықтарға тигізетін әсері.
Орегон
Орегон мен Вашингтон жағалауларын қамтитын гипоксиялық аймақ бар, ол 2006 жылы 1,158 шаршы мильді құрап, ең үлкен көлемге жеткен. Сәуір мен қыркүйек аралығындағы күшті желдің салдарынан судың көтерілуі жиі болады, бұл балдырлардың өсуіне ықпал етеді және гипоксияның маусымдық сипатқа ие болуын қамтамасыз етеді. Судың көтерілуі аймақтағы температураның төмендеуіне де себепкер болады. Өлі аймақ теңіз жануарларының, мысалы, қабылдақтар мен балықтардың орналасқан жерін өзгертуіне және коммерциялық балық аулауға кедергі келтіреді. 2009 жылы бір ғалым гипоксиялық аймақтың теңіз түбінде "мыңдаған" суға батып қалған қабылдақтар, құрттар және теңіз жұлдыздарының бар екенін айтты. 2021 жылы бұл аймақтағы гипоксиялық жағдайды бақылау және одан әрі зерттеу үшін 1,9 миллион доллар жұмсалды. Бұл АҚШ-тағы ең ірі, қайта оралатын гипоксиялық аймақ. Ол жылдың жаз айларында ғана пайда болады, себебі жазғы жылу, аймақтық айналым, желдің араласуы және көп мөлшердегі тұщы су шығарылуы салдарынан туындайды. Құрама Штаттардың 41% су жинау алабын құрайтын Миссисипи өзені, Мексика шығанағына нитраттар мен фосфор сияқты жоғары концентрациялы қоректік заттарды төгеді. 2009 жылғы NOAA жасаған деректерге сәйкес, "гипоксияға себеп болатын қоректік заттардың 70 пайызы осы кең су жинау алабының нәтижесінде пайда болады", ол АҚШ агробизнесінің орталығы – Орта Батысты қамтиды. Қалалық аймақтардан тазартылған канализациялық сулардың шығарылуы (2009 жылы халық саны шамамен 12 миллион) және ауыл шаруашылығы ағынды сулары Мексика шығанағына жыл сайын шамамен 1,7 миллион тонна фосфор мен азот жеткізеді. Айова Миссисипи өзенінің су жинау алабының 5% -дан аз бөлігін құраса да, Айовадағы жер үсті суларынан орташа жылдық нитрат ағыны шамамен 204 000 - 222 000 метрикалық тоннаны құрайды, бұл Миссисипи өзенінің Мексика шығанағына жеткізетін барлық нитраттың 25% -ына тең. Ракун өзенінің су жинау алабынан экспорт АҚШ-тағы ең жоғары көрсеткіштердің бірі болып табылады, жылдық өнімділігі 26,1 кг/га/жылды құрайды, бұл Мексика шығанағындағы гипоксия туралы есепте бағаланған 42 Миссисипи су жинау алабының арасында нитраттың ең көп жоғалуы болып саналады. 2012 жылы Айовада Азық заттарды азайту стратегиясы енгізілді, ол "Айова сулары мен Мексика шығанағына азық заттарды бағалау және азайту үшін ғылым мен технологияға негізделген құрылым болып табылады. Ол ғылыми, орынды және тиімді жолмен жер үсті суларындағы азық заттарды азайтуға бағытталған шараларды іске қосуға арналған". Бұл стратегия Айованың теріс әсерін азайту үшін, хабарлау, зерттеу және азық заттарды сақтау тәжірибелерін енгізу арқылы өздік әдістерді пайдалана отырып, дамуын жалғастыруда. Миссисипи бассейніне ауыл шаруашылығы ағынды суларын азайтуға көмектесу үшін Миннесота штаты 2015 жылы "Буферлік заң" деп белгіленген 103F.48 МН заңын қабылдады, ол Миннесота штатындағы егістік жерлер мен мемлекеттік су жолдары арасында міндетті жағалау буферлерін енгізуге арналған. Миннесота Су және топырақ ресурстары жөніндегі кеңесі (BWSR) 2019 жылдың қаңтар айында "Буферлік заңға" сәйкес келу деңгейі 99% -ға жеткенін мәлімдеді.
Өлшемі
Мексика шығанағында әр жазда бірнеше апта бойы пайда болатын гипоксиялық су аймағы 1985 жылдан 2017 жылға дейін көптеген жылдары картаға түсірілді. Оның мөлшері жыл сайын өзгереді, 2017 жылы рекордтық 22 730 шаршы шақырымнан (8776 шаршы миль) астам аумақты қамтиды, ал 1988 жылы рекордтық ең төменгі 39 шаршы шақырымды (15 шаршы миль) құрады. 2015 жылғы "өлген аймақтың" мөлшері 16 760 шаршы шақырымды (6474 шаршы миль) көрсетті. Луизиана штатының Кокодри қаласындағы Луизиана университеттерінің теңіз консорциумының ғалымы Нэнси Рабале 2012 жылы "өлген аймақ" немесе гипоксиялық аймақтың 17 353 шаршы шақырымды (6700 шаршы миль) қамтитынын болжады, бұл Коннектикут штатынан үлкен; алайда, өлшемдер аяқталғаннан кейін 2012 жылғы гипоксиялық судың төменгі аймағының мөлшері 7480 шаршы шақырымды құрады. Миссисипи өзенінен азот ағынын пайдаланып "өлген аймақтың" ауданын болжауға арналған модельдер 2006 жылдан 2014 жылға дейін жүйелі түрде жоғары болғандықтан сынға ұшырады, олар 2007, 2008, 2009, 2011 және 2013 жылдары іске аспаған рекордтық аудандарды болжады. 1988 жылдың соңындағы жазда "өлген аймақ" жойылды, себебі үлкен құрғақшылық Миссисипи өзенінің ағынын 1933 жылдан бергі ең төменгі деңгейге түсірді. Миссисипи өзені бассейнінде су тасқыны болған кезде, мысалы 1993 жылы, "өлген аймақ" айтарлықтай ұлғайып, өткен жылмен салыстырғанда шамамен үлкен болды.
dramatically increased in size, approximately larger than the previous year".
Экономикалық әсері
Кейбіреулер бұл өлі аймақ Мексика шығанағындағы табысты коммерциялық және ойын-сауық балық аулауына қауіп төндіреді деп мәлімдейді. "2009 жылы Мексика шығанағындағы коммерциялық балық аулаудың құны 629 миллион долларды құрады. Шамамен үш миллион ойын-сауық балықшы 22 миллион балық аулау сапары жасап, Мексика шығанағы экономикасына 10 миллиард доллар үлестірді". Ғалымдардың барлығы да қоректік заттардың балық шаруашылығына теріс әсер ететініне келіспейді. Граймс қоректік заттардың Мексика шығанағындағы балық шаруашылығын жақсартатынын дәлелдейді. Кортни және авторлар тобы болса, қоректік заттардың көп болуы Мексика шығанағының солтүстік және батыс бөлігіндегі қызыл шұбар балықтың санының артуына себеп болуы мүмкін деген гипотеза ұсынады. 2017 жылы Тулан университеті аз көлемде тыңайтқыш қолданып егін өсіру үшін 1 миллион долларлық грант берді.
Тарих
1950 жылы Мексика шығанағында "өлі аймақ" пайда болғанын алғаш рет креветка аулаушылар байқады, бірақ ғалымдар 1970 жылы гипоксиялық аймақтың көлемі артқаннан кейін ғана зерттеулер жүргізе бастады. 1950 жылдан кейін орман және батпақ жерлер ауыл шаруашылығы және қалалық құрылыс үшін қарқынды түрде өзгертілді. "Миссури өзенінің бассейнінде жүздеген мың акр (66 000 000 акр) орман мен батпақ жерлер ауыл шаруашылығына берілді [. .] Төменгі Миссисипиде 1950 мен 1976 жылдар аралығында аңғардың үштен бірін құрайтын орман ауыл шаруашылығы жеріне айналдырылды".
Цзиньхэ шығанағы
Джинхэ шығанағы – Кореяның екі ірі өлі аймағының біріншісі. Гипоксия алғаш рет 1974 жылдың қыркүйегінде Джинхэ шығанағында тіркелді. 2011 жылы Кореяның гипоксиялық аймақтарының себептерін, салдары мен оларды жою жолдарын анықтау үшін бірлескен зерттеу жүргізілді. Зерттеу нәтижесінде Джинхэ шығанағында маусымдық өлі аймақ мамырдың басынан қыркүйектің соңына дейін пайда болатыны анықталды. Бұл өлі аймақтың себебі – "шаруашылық және жер пайдалану қалдықтары мен жылулық қабаттану". Джинхэ шығанағында гипоксия көбінесе шығанақтың түбінде байқалады. Фосфор мен азоттың арақатынасы шығанақтың жоғарғы қабаттарында тепе-тең болса, төменгі қабаттарында бұл тепе-теңдік бұзылады, әсіресе мамырдың басынан қыркүйектің соңына дейін шығанақ эутрофикацияға ұшырайды. Джинхэ шығанағының гипоксиясының салдары Кореяны қоршаған теңіз экожүйесінде көрініс береді, оның ішінде биологиялық түрлердің әртүрлілігінің, әсіресе карбонатты қабықшалы организмдердің қысқаруы байқалады.
Шиуа шығанағы
Шихва шығанағы – 1994 жылы айналасындағы ауыл шаруашылығы жерлерін сумен қамтамасыз ету және жақын орналасқан өнеркәсіптік кәсіпорындардың ағын суларын қабылдау үшін жасалған жағалау су қоймасы. Шығанақ қоршаған ортаны ескермей құрылғандықтан, 1999 жылға қарай су сапасы күрт төмендеді. Су сапасының төмендеуіне шығанақтың жеткілікті циркуляциясы немесе жаңа су ағынының болмауы себеп, бұл тұрмыстық және өнеркәсіптік қалдықтарды сіңіруге кедерілді. Осыған жауап ретінде Корея үкіметі шығанақ ішінде ластануды басқару жүйесін құрды және шығанақтың теңіз суымен араласуын қамтамасыз ететін қақпалар жүйесін орнатты. Шихва шығанағында фосфор мен азот арасындағы теңгерімсіздік қана емес, аммиактың көп көздері де бар.
2007 жылғы Энергия тәуелсіздігі және қауіпсіздік туралы заң
2007 жылғы Энергия тәуелсіздігі және қауіпсіздік туралы заң 2022 жылға дейін жаңартылатын отын өндіруді, соның ішінде жүгері негізіндегі этанол өндіруді талап етеді, бұл қазіргі өндірісті үш есеге көбейтуді, ал осы үшін жүгері өндірісін де сол деңгейде арттыру қажет. Өкінішке орай, бұл жоспар жаңа мәселе тудырады: жүгері өндірісіне деген сұраныстың өсуі азоттың суға шайылуын пропорционалды түрде арттырады. Азот, Жер атмосферасының 78% құрайтын инерттік газ болғанымен, оның реакцияға түсетін түрлері де бар, олардың екеуі (нитрат және аммиак) тыңайтқыштар жасауға қолданылады. Иллинойс университетіндегі егіс физиологиясының профессорының айтуынша, жүгері басқа дақылдарға қарағанда бірлік аумақтан жоғары дәнді өнім беретіндіктен, азот негізгі тыңайтқыштарды көп қажет етеді және жүгері топырақтағы азоттың болуына толығымен тәуелді. 2008 жылдың 18 наурызында Ұлттық ғылым академиясының баяндамаларында жарияланған зерттеу нәтижелері, мақсатқа жету үшін жүгері өндірісін ұлғайту "өлген аймақтағы" азот жүктемесін 10–18% дейін арттыратынын көрсетті. Бұл Миссисипи бассейні/Мексика шығанағы Сулық қоректік заттар жөніндегі жұмыс тобы (Миссисипи өзенінің су бассейнін сақтау бағдарламалары), федералдық, штаттық және тайпалық агенттіктердің 1997 жылдан бері "өлген аймақты" бақылап келе жатқан коалициясы ұсынған деңгейден екі есеге дейін азот деңгейін арттырады. Жұмыс тобы, егер "өлген аймақ" кішірейсе, азоттың суға шайылуын 30% азайту қажет дейді. Қара теңіздегі "тазалау" көбінесе бей-жайша болды және бақылау қиын тыңайтқыштарды қолданудың азаюымен байланысты, ал БҰҰ ірі өнеркәсіптік шығарындыларды азайту арқылы басқа тазалау шараларын қолдады, сондай-ақ Сан-Франциско шығанағында да.