De overgrote meerderheid van de nutriënten en het sediment die in de rivieren die de Chesapeake Bay binnenstromen worden weggespoeld, worden opgepikt door stortvloeden van zware stormen die zich op relatief weinig dagen van het jaar voordoen. Dat is de conclusie van een nieuwe studie onder leiding van onderzoekers van Penn State, die zeggen dat het aanwijzingen biedt voor het opruimen van het aangetaste estuarium.

"Een klein percentage van de locaties en evenementen draagt ​​bij aan de overgrote meerderheid van de totale jaarlijkse vervuilingsbelasting die de baai binnenkomt, " zei Heather Preendanz, universitair hoofddocent landbouw- en biologische technologie, College voor Landbouwwetenschappen. "Deze bevindingen benadrukken het belang van het concentreren van onze inspanningen op 'hot momenten' - niet alleen 'hotspots' - in aangetaste stroomgebieden om doelen te bereiken voor het herstel van de waterkwaliteit."

Onderzoekers analyseerden acht jaar aan gegevens van 108 locaties in het niet-getijdenmeetnetwerk van het Chesapeake Bay-programma. Ze keken naar registraties op dagelijkse schaal van de stroom en de bijbehorende ladingen totaal stikstof, totaal fosfor en totaal gesuspendeerd sediment op elk meetstation van 2010 tot 2018. Daarna, in een innovatieve beweging, ze pasten een formule toe die normaal in de economie wordt gebruikt op de gegevens om de verdeling van de vuilvrachten door de jaren heen te bepalen.

"Met behulp van Lorenz-ongelijkheid en de Gini-coëfficiënt, die beide voor het eerst werden gebruikt in de vroege jaren 1900 om ongelijkheid in de verdeling van rijkdom te kwantificeren, we konden de mate van ongelijkheid van nutriënten- en sedimentbelastingen over de studiejaren meten, "zei Peisendanz. "Deze aanpak stelde ons in staat om tijdsperioden en bijbehorende stroomomstandigheden te identificeren die moeten worden nagestreefd om de benodigde belastingverminderingsdoelen over het stroomgebied te bereiken."

Onlangs gepubliceerd in Brieven voor milieuonderzoek , de conclusies van het onderzoek pleiten sterk voor stroomgebiedplanners en -beheerders om een ​​tijdskader te gebruiken om doelen voor stikstof met een lage en hoge stroomsnelheid te ontwikkelen, fosfor- en sedimentbelastingen die specifiek zijn voor elk stroomgebied in de 64 van de baai, 000 vierkante mijl bekken. De zeven staten in het stroomgebied van de Chesapeake zijn sinds 2010 federaal gemandateerd om de nutriënten- en sedimentbelasting die de baai bereikt voortdurend te verminderen.

De studie voorspelt een verandering voor de baai, Preisdanz stelt, want tot nu toe processen om te bepalen hoe de totale jaarlijkse vervuilingsbelasting op stroomgebiedschaal kan worden verminderd, zijn gericht op ruimtelijke, maar niet tijdelijk, componenten van ongelijkheid:hotspots maar geen hot momenten.

"Ik denk dat dit enig inzicht biedt in waarom we de doelen voor het herstellen van de waterkwaliteit van de baai niet hebben gehaald, " zei ze. "Er is veel frustratie geweest over hoeveel tijd en geld is besteed en het aantal best-managementpraktijken dat is aangenomen. We zijn nog steeds aanzienlijk achter waar we moeten zijn, vooral in Pennsylvania."

Peisendanz suggereerde ook dat het onderzoek een broodnodige dosis pragmatisme kan injecteren in het debat over of en hoe de Chesapeake kan worden opgeruimd, het gebruik van best-managementpraktijken zoals streamside-buffers die goed werken, streamside hekwerk, nutriëntenbeheerplannen voor boerderijen, continue teelt zonder grondbewerking en bodembedekkers.

"Nu we de dynamiek van nutriënten- en sedimenttransport over het stroomgebied van de baai kennen, we moeten misschien anders gaan denken over hoe we onze doelen benaderen, "zei ze. "Als de realiteit is dat we niet kunnen omgaan met de hoogste stromen van zware stormen - die, trouwens, als gevolg van klimaatverandering intenser worden - dan moeten we een systeem ontwerpen dat efficiënter is in het bereiken van doelstellingen voor belastingvermindering bij lage stromen."

Een van de hoop van het team is dat, omdat de analyse was gebaseerd op een benadering die gemakkelijk te begrijpen is voor een breed publiek - gebruikmakend van de analogie van temporele ongelijkheid met inkomensongelijkheid - het temporele targetingkader op grote schaal zal worden aangenomen door regelgevers, Preisdanz uitgelegd. Mensen begrijpen dat ongelijkheid alomtegenwoordig is, niet alleen in door mensen beïnvloede systemen, maar ook in natuurlijke systemen, wees ze erop.

"Ik vraag mensen graag hoe ongelijk het aantal geproduceerde aardbeien in hun tuin over hun aardbeienplanten was verdeeld, omdat iedereen een superproductieve en superonproductieve plant heeft, " zei ze "Die analogie is precies overdraagbaar op het begrijpen van hotspots en hete momenten, en waarom het zo belangrijk is om ze allebei te beheren. Het team omarmt het idee dat in elke uitdaging, daar ligt een kans."

Deze bevindingen laten zien hoe het succesvol verminderen van de vervuilingsbelasting in waterwegen die de baai voeden, eruit zou zien in de echte wereld, Preisendanz merkte op. "In plaats van een 'alles, overal, 'altijd'-benadering, focussen op hotspots en hot momenten reduceert het probleem tot het vinden van 'de juiste oplossingen op de juiste plaatsen die op het juiste moment werken'-benadering."