Bien que les concentrations de produits chimiques et de polluants comme le sel et les nutriments aient augmenté dans les eaux profondes du lac George, ils sont encore trop bas pour nuire à l'écosystème à ces profondeurs, selon une analyse de près de 40 ans de données publiée jeudi dans Limnologie et Océanographie . Cependant, les changements dans les eaux profondes sonnent un avertissement précoce pour ce qui est probablement des impacts beaucoup plus importants dans les cours d'eau, marécages, et les eaux peu profondes qui bordent le lac.

Le Programme de Chimie Offshore (OCP), dirigé par le Darrin Fresh Water Institute du Rensselaer Polytechnic Institute, surveille les eaux profondes du lac George depuis 40 ans. Les Limnologie et Océanographie papier, qui comprend également des informations sur le changement climatique, pluie acide, et la transparence de l'eau, présente les résultats des 37 premières années. Les analyses s'étendent sur un rapport antérieur, publié par Rensselaer et The FUND for Lake George, qui a évalué les 30 premières années de données. Ce rapport a inspiré la création du projet Jefferson à Lake George, une collaboration pionnière de Rensselaer, IBM Research et The FUND for Lake George utilisent une technologie de pointe pour élargir considérablement l'image du lac produite par l'OCP.

"Il y a très peu d'études sur les lacs dans le monde qui nous ont fourni une telle richesse d'informations au fil du temps que le programme de chimie en mer, " a déclaré Rick Relyea, directeur du Darrin Fresh Water Institute et du Jefferson Project. « Grâce à cet engagement à long terme, nous avons découvert que les eaux profondes du lac sont assez résistantes aux impacts humains. Cette idée a déplacé notre objectif de recherche de l'eau profonde vers l'eau peu profonde, ruisseaux et zones humides, des endroits qui sont probablement beaucoup moins résilients et où la plupart des impacts humains se font sentir."

Guillaume Hintz, auteur principal de l'étude et ancien chercheur du projet Jefferson, a déclaré que les tendances - principalement définies par de fortes augmentations en pourcentage de produits chimiques encore rares - offrent un avertissement utile.

"Les niveaux de sel, l'orthophosphate nutritif, et la chlorophylle - une mesure indirecte des algues flottantes qui se nourrissent d'orthophosphate - ont considérablement augmenté, mais pour autant que nous puissions déterminer, aucun n'est à un niveau qui causera des dommages, et c'est une bonne nouvelle, " dit Hintz, maintenant professeur assistant à l'Université de Tolède. "Nous avons la chance d'avoir cette alerte précoce. Nous savons comment faire baisser ces niveaux, et nous avons le temps d'inverser ces tendances avant qu'elles ne causent des dommages."

« Les résultats mis à jour du programme de chimie extracôtière du lac démontrent la résilience continue du lac George à un éventail croissant de facteurs de stress tout en soulignant également la nécessité de concentrer la recherche plus près du rivage et les activités humaines associées aux pressions croissantes sur la qualité de l'eau, des eaux usées et des eaux pluviales aux impacts du sel de voirie, " a déclaré Eric Siy, directeur exécutif du FONDS pour le lac George. "Le travail révolutionnaire du projet Jefferson répond à ce besoin d'acquérir une meilleure compréhension des conditions du lac et du bassin versant qui peuvent éclairer les mesures politiques conçues pour maintenir la qualité exceptionnelle de l'eau du lac, " dit Siy.

"Il est exceptionnellement gratifiant de voir ce qui a commencé comme un couple de chercheurs surveillant le lac au début des années 1980 jusqu'à ce qui est devenu aujourd'hui le projet Jefferson internationalement reconnu, " a déclaré Lawrence Eichler, un chercheur de Rensselaer et auteur de l'étude qui a dirigé l'effort de l'OCP pendant presque toutes les 40 années. « Les changements progressifs signalés au cours des 37 dernières années témoignent de la résilience du lac. Cependant, La résilience du lac George n'est pas illimitée."

Le lac George est réputé pour la transparence de son eau, et l'étude a révélé que, malgré l'augmentation de la chlorophylle, la transparence n'a pas diminué depuis 37 ans, et réellement amélioré sur un site. La transparence est actuellement en moyenne d'environ neuf mètres de profondeur à travers le lac.

Orthophosphate augmenté de 70%, de 0,72 à 1,23 microgrammes par litre, un changement qui pourrait être attribuable à des causes naturelles, mais provient plus probablement de systèmes septiques qui fonctionnent mal, les systèmes de traitement des eaux usées défaillants, et le ruissellement des eaux pluviales.

Cette augmentation de l'orthophosphate semble avoir alimenté une augmentation de la chlorophylle, ce qui donne aux algues leur couleur verte. Les lectures de chlorophylle ont augmenté de 32%, de 1,3 à 1,7 microgrammes par litre. Étant donné que la transparence n'a pas diminué dans le lac, l'augmentation de la chlorophylle est probablement causée par une plus grande densité de chlorophylle dans les cellules d'algues individuelles ou un changement dans les espèces d'algues, plutôt qu'une augmentation de la biomasse algale totale.

Niveaux de phosphore total, qui comprend l'orthophosphate ainsi que les formes de phosphore liés dans le corps des organismes vivants et morts, sont restés stables à environ 4 microgrammes par litre.

Concentrations de calcium, qui est nécessaire pour construire les coquilles d'espèces envahissantes comme les palourdes asiatiques et les moules zébrées, ont augmenté de 14 %, mais cela représente une petite augmentation absolue de 10,4 à 11,2 milligrammes par litre. Pour nourrir les moules zébrées, qui sont actuellement isolées à proximité de structures comme des piliers en béton qui lessivent le calcium dans le lac, les niveaux de calcium devraient atteindre environ 20 milligrammes par litre.

Les concentrations de sel, que les recherches du projet Jefferson ont établies, peuvent avoir des effets écologiques profonds à des niveaux élevés, ont presque triplé dans les eaux profondes. Bien que la variation en pourcentage soit excellente, les concentrations réelles sont toujours considérées comme faibles. Les concentrations de sodium sont passées de 3 à 10 milligrammes par litre, et les concentrations de chlorure sont passées de 6 à 18 milligrammes par litre. En comparaison, l'EPA a établi des lignes directrices sur les niveaux de sodium inférieurs à 20 milligrammes par litre pour l'eau potable, et 230 et 860 milligrammes de chlorure par litre pour les expositions à court et à long terme en eau douce, respectivement. Aux taux d'augmentation actuels, les eaux profondes du lac George atteindraient les teneurs recommandées en sodium d'ici 50 ans. Les zones peu profondes devraient avoir des concentrations de sel plus élevées, surtout dans les zones où les ruisseaux se jettent dans le lac.

"Nous voyons des changements dans l'eau profonde, mais le vrai souci est que, pendant quelques jours au printemps, les niveaux de chlorure dans les cours d'eau ne sont pas à 18 milligrammes par litre, comme on le voit actuellement dans les eaux profondes. Au lieu, ils peuvent augmenter jusqu'à 2, 000 milligrammes par litre, qui devrait être mortelle pour de nombreuses espèces de cours d'eau, " dit Relyea.

Les discussions suscitées par le précédent rapport sur 30 ans ont déjà conduit à des efforts pour freiner les applications de sel de voirie, la principale source d'augmentation des niveaux de sel dans le bassin, démontrant les avantages potentiels de la prise en compte des signes avant-coureurs.

Les chercheurs ont également constaté des améliorations dans les niveaux de sulfates et de nitrates, les produits chimiques dans les « pluies acides, " qui ont diminué à la suite de la Clean Air Act. En 37 ans, le sulfate a diminué de 55% et le nitrate a diminué de 54%, avec une augmentation simultanée du pH et de l'alcalinité, qui sont considérés comme de bons signes de récupération après les dépôts de pluies acides.

Le Clean Air Act a affronté les pluies acides, mais aucun mécanisme similaire n'a été mis en place pour lutter contre le changement climatique, qui montre ses effets sur le lac George. Les températures moyennes dans les eaux supérieures du lac ont augmenté de 1,8 °C, ou 0,05°C par an.

"Pris ensemble, l'OCP nous apprend qu'en près de 40 ans d'activités humaines, le lac a changé de plusieurs façons, souvent pas dans les bonnes directions. Ces changements ont été relativement faibles, mais ils servent de signal d'alarme. Nous avons la possibilité d'ajuster nos impacts sur le lac et de le restaurer à un état plus vierge, " dit Relyea.