Da Robert Bowen
Urbano di acqua dolce ambienti sono sempre più sperimentando umana indotta da influenze che troppo spesso creano squilibri nei laghi naturali processi. Un esempio comune di questo è l’arricchimento dei nutrienti dal movimento delle acque sotterranee e dal potente deflusso dei fertilizzanti. Gli impatti di questi arricchimenti spesso portano all’insorgenza di fioriture algali dannose e fluttuazioni diffuse nei livelli di ossigeno disciolto (DO).
Per comprendere meglio l’interazione tra nutrienti, crescita delle alghe e DO, Diversified Scientific Solutions ha condotto indagini per misurare la variabilità stagionale di DO, pH, potenziale di riduzione dell’ossidazione, temperatura, azoto e fosforo a Swan Lake in Victoria, British Columbia. Il programma di campionamento è iniziato nel 2016 ed è consistito nel profilare settimanalmente la colonna d’acqua utilizzando sonde portatili YSI e raccolte di campioni d’acqua da diversi siti sul lago, a partire da maggio e continuando fino alla fine di settembre.
Poiché il Lago dei cigni è un lago poco profondo e caldo, forti pendenze DO si formano a metà estate dove i livelli DO sono super saturi in superficie, in gran parte a causa della produzione fotosintetica di ossigeno attraverso i cianobatteri Aphanizomenon flos-aquae, insieme ad altre specie. I livelli diminuiscono rapidamente con la profondità in condizioni anossiche solo pochi metri sotto la superficie. Con il progredire dell’estate, questa zona anossica inizia a migrare verso la superficie. È in questo periodo che le fioriture di varie alghe diventano estese, creando volumi significativi di biomassa. Questa biomassa è supportata dai livelli di fosforo arricchito, ma questi livelli iniziano presto a diminuire, portando a una morte di massa di alghe.
Con questo die-off, i livelli di ossigeno collassano con l’aumentare della torbidità, la fotosintesi diminuisce e la decomposizione batterica consuma il restante esaurimento. Nei dati raccolti nel 2018, si può vedere che il lago ha subito tre eventi ipossici (< 2 mg/l) nei periodi di fine estate e inizio autunno. (Figura 1)
Una grande uccisione di pesce è stata osservata nel 2017 e una più piccola nel 2018.
Al fine di aumentare la comprensione delle fluttuazioni di ossigeno appena prima e durante gli eventi ipossici, è stato installato un logger di ossigeno disciolto RINKO dal pool di leasing di ASL Environmental Sciences per espandere la sonda YSI DO settimanale. Il logger è stato impostato per campionare ogni 10 minuti. Fluttuazioni fino a 16 mg/l in un intervallo di 17 ore sono state osservate poco prima dell’inizio, con un generale smorzamento delle oscillazioni durante l’ipossia. (Vedi Figura 2)
Questo ha catturato il ciclo diurno della fotosintesi (produzione di ossigeno diurno) e della respirazione (respirazione notturna).
Poiché il Lago dei cigni ha mostrato uno schema generale di eventi ipossici alla fine dell’estate, lo scorso settembre è stato installato un modesto intervento per contribuire a mitigare questa preoccupante tendenza. Due linee di gorgogliatore di aerazione lineare Aquatech O2B2 di 15 m di lunghezza sono state posizionate sul fondo ad una profondità di circa tre metri. Il tubo di aerazione è costituito da una doppia fila di bolle fini che salgono delicatamente attraverso la colonna d’acqua per favorire la miscelazione e la riduzione della stratificazione termica e DO. Come Lago dei cigni è di circa nove ettari di dimensione, queste linee fornirebbero aree di rifugio in tempi di impoverito DO.
Per esaminare l’impatto di questi gorgogliatori, quest’anno sono stati installati due logger ASL RINKO DO. Uno è adiacente ai gorgogliatori e l’altro è al di fuori dell’influenza dei gorgogliatori. Questi logger saranno recuperati nel mese di ottobre.
Un altro strumento che è stato utilizzato nel 2018 per fornire informazioni sull’abbondanza e la distribuzione di alghe e pesci nella colonna d’acqua è stato il Profiler acustico Zooplancton Fish di ASL. Questo strumento, in questa specifica configurazione, aveva tre trasduttori di frequenza acustica (200, 769 e 1250 kHz) che monitoravano continuamente il retrodiffusione nella colonna d’acqua.
Ciò è stato particolarmente utile in quanto i trasduttori sono stati in grado di rilevare le specie Aphanizomenon flos-aquae. I dati di backscatter hanno mostrato la migrazione verticale diurna di questi cianobatteri e hanno mostrato il declino di questa specie in coincidenza con il collasso dell’ossigeno.
I rapporti annuali sono stati generati da questo programma di monitoraggio e i confronti delle serie temporali interannuali forniscono i dati per guidare le discussioni per potenziali strategie di mitigazione come le linee di gorgogliamento introdotte a settembre di 2018. Swan Lake water quality monitoring e le relazioni annuali generate erano per Swan Lake Christmas Hill Nature Sanctuary e sono stati finanziati dalla Royal Bank of Canada.
Robert Bowen è con soluzioni scientifiche diversificate. Questo articolo appare nel numero di ottobre 2019 di ES&E Magazine.