Prevê-se que a proliferação de algas nocivas, conhecida por representar riscos para a saúde humana e ambiental em grandes reservatórios de água doce e lagos, devido às mudanças climáticas, de acordo com uma equipe de pesquisadores liderada por um cientista da Tufts University.

A equipe desenvolveu uma estrutura de modelagem que prevê que o maior aumento na proliferação de algas prejudiciais cianobacterianas (CyanoHABs) ocorreria na região Nordeste dos Estados Unidos, mas o maior prejuízo econômico seria sentido pelas áreas de recreação no Sudeste.

A pesquisa, que é publicado hoje na revista Ciência e Tecnologia Ambiental , faz parte de um maior, esforços contínuos entre cientistas para quantificar e monetizar o grau em que a mudança climática impactará e danificará vários setores dos EUA.

“Alguns dos maiores impactos do CyanoHAB ocorrerão em regiões mais rurais, como aquelas no Sudeste e Centro-Oeste - áreas que não costumam surgir nas conversas sobre os efeitos inevitáveis ​​das mudanças climáticas, "disse Steven C. Chapra, Ph.D., autor principal e cadeira Louis Berger de Engenharia Civil e Ambiental na Escola de Engenharia de Tufts. "O impacto da mudança climática vai muito além das temperaturas mais quentes do ar, elevação do nível do mar e derretimento das geleiras. "

"Nosso estudo mostra que a temperatura mais alta da água, mudanças na precipitação, e o aumento da entrada de nutrientes se combinará para causar a ocorrência mais frequente de proliferação de algas nocivas no futuro, " ele adicionou.

As cianobactérias são os organismos fotossintéticos oxigenados mais antigos da Terra. Ao longo de sua história evolutiva de 3,5 bilhões de anos, esses organismos têm se mostrado resilientes e adaptáveis ​​a uma ampla variedade de climas. Consequentemente, muitas cianobactérias apresentam potencial ideal de crescimento e floração em altas temperaturas da água em relação a outras plantas aquáticas. Portanto, o aquecimento global desempenha um papel fundamental em sua expansão e persistência, disse Chapra.

A fim de capturar a gama de futuros possíveis, a análise usou projeções de mudanças climáticas de cinco modelos de circulação geral, dois cenários de emissão de gases de efeito estufa, e dois cenários de crescimento de cianobactérias. Está entre os poucos estudos que combinam projeções climáticas com um modelo de rede hidrológica / de qualidade de água de lagos e reservatórios dos EUA. A abordagem de modelagem é única em sua prática de clima de acoplamento, hidrológico, e modelos de qualidade da água em uma estrutura computacional unificada que é aplicada em escala nacional.

A cadeia de modelos começa com projeções de climas futuros alternativos a partir de Modelos de Circulação Geral (GCMs). As projeções GCM de temperatura e precipitação são então inseridas em dois outros modelos:

• um modelo de chuva-escoamento para simular o escoamento mensal em cada um dos 2, 119 bacias hidrográficas dos EUA continentais; e
• um modelo de demanda de água, que projeta as necessidades de água do município de cada bacia hidrográfica, industrial, e agricultura. Dadas essas projeções de escoamento e demanda, um modelo de sistemas de recursos hídricos produz uma série temporal de armazenamento do reservatório, liberar, e alocações de demanda (por exemplo, agricultura, fluxos ambientais, e energia hidrelétrica).

Finalmente, esses fluxos de água e estados de reservatório são inseridos em um modelo de qualidade de água para simular uma série de características de qualidade de água, incluindo concentrações de cianobactérias, em cada um dos corpos d'água da nação. O resultado final é uma estrutura que pode prever o impacto combinado do clima, crescimento populacional, e outros fatores sobre a qualidade futura da água para diferentes regiões dos EUA.

Estima-se que lagos e reservatórios servindo como fontes de água potável para 30 milhões a 48 milhões de americanos podem ser contaminados periodicamente por toxinas de algas. Os pesquisadores citaram um exemplo em 2014, quando quase 500, 000 residentes de Toledo, Ohio, perdeu o acesso à água potável depois que a água retirada do Lago Erie revelou a presença de cianotoxinas.

Além dos efeitos na saúde humana, CyanoHABs têm uma variedade de consequências negativas para os ecossistemas aquáticos, incluindo a criação de escória superficial desagradável e uma redução no uso recreativo e acesso às costas. Também, porque a maioria das cianobactérias não são comestíveis pelo zooplâncton e peixes planctívoros, eles representam um "beco sem saída" na cadeia alimentar aquática - um cenário que acaba prejudicando as indústrias de pesca comercial e recreativa.

Chapra observou que a pesquisa indica que à medida que a temperatura da água aumenta, controles de nutrientes mais rigorosos e caros seriam necessários para manter a qualidade da água atual.

"O estudo fornece uma estrutura que oferece insights sobre as ligações de causa e efeito para ajudar no planejamento de suporte, política, e identificar lacunas de dados para pesquisas futuras, "disse Chapra.