有毒藻类泛滥的地方危险重重

正如五大湖的科学家们所预期的那样，7月中旬，巨大的有毒藻类爆发的第一个蓝绿色漩涡出现在位于密歇根门罗市和这个拥有27.5万人口的俄亥俄港口城市之间的伊利湖近岸水域。从上面看，在五大湖中最浅、最温暖的湖面上，蜿蜒的卷发描绘了一幅荒诞的、甚至令人着迷的伤害画像。

然而，伊利湖每年的藻华没有什么吸引人的地方，有害的藻华现在污染了许多美国的标志性水域，其中包括切萨皮克湾、奥基乔比湖、尚普伦湖和加州的克利尔湖。有害的藻华是滋生藻华的营养物质在法律和监管不力的情况下从土地(尤其是农田)流失的生物学后果。这些营养物质是美国一些最严重水污染的源头。

在过去的半个世纪里，尽管有害藻华数量不断增加，对人类和动物的健康和娱乐经济构成了风险，但这些土地施用的营养物质，特别是磷，在很大程度上躲过了日益严格的环境监管。每年1.1万亿美元的美国农业部门对监管的强烈抵制，以及公众令人惊讶的容忍度，使有毒植物大量生长成为海滨社区和湖边居民危险的夏季支柱。

有害的藻华现在与气候变化并列，成为一种系统性的生态威胁和严重的公共政策挑战。八年前，一场有毒水华导致托莱多50万人的饮用水供应中断了三天，这说明了这种威胁有多严重。每年有毒水华的威胁同样存在于90万依赖密歇根萨吉诺湾(Saginaw Bay)饮用水的人身上。

就像应对气候变化一样，加拿大和美国的地方、州、省和国家政府与科学机构、大学和非营利组织合作，制定有效的应对措施，特别是针对伊利湖。联邦政府已经投入了4亿多美元，用于支持水质监测网络和有关污染源及其影响的前沿科学研究。政府间的合作促成了州、联邦和两国之间对减少营养物质排放的正式承诺，以及实现这些承诺的全面行动计划。

所有的支出和委员会会议带来了什么?经过5个月的调查，以及对来自5个州和华盛顿特区的40多名农民、州监管机构、倡导者和科学家的采访，蓝色之圈发现，除了少数例外，大部分措施都没有发挥作用。

有害藻华项目发现

这是六篇系列文章的第一篇，“有毒藻类大量繁殖的地方，危险正在逼近”，蓝色圈对有害藻类繁殖的原因、障碍和解决方案进行了深入的评估。有害藻类繁殖在密歇根州、俄亥俄州和其他五大湖州越来越多，在很多情况下变得越来越危险。该项目由埃尔布家庭基金会和乔伊斯基金会资助，50岁开始实施^th《五大湖水质协议》是环境外交的巅峰，《清洁水法案》是美国环境法的关键部分。他们一起成立是为了清除伊利湖和其他水域的有害藻华。《水质协议》和《清洁水法》在颁布后的头20年里协同工作，做到了这一点。20世纪60年代被宣布生态死亡的伊利湖恢复了。

又生病了。根据五家联邦机构和五大湖流域每一个州的评估，伊利湖是美国被有毒水华污染的最明显的例子之一。还有很多其他的。2009年，美国环境保护署调查了全国49000多个湖泊，发现30%的湖泊含有水华产生的毒素。去年，总部位于华盛顿的研究机构环境工作组(Environmental Working Group)统计了美国41个州的476个有害藻华，是2010年的五倍。

2019年，美国疾病控制与预防中心收到报告称，全国有近100人因有毒水华而患病。从2017年到2019年，该机构统计了321次与有害藻华接触有关的急诊．

2018年，俄勒冈州塞勒姆的公用事业主管;爱荷华州格林菲尔德;和纽约拉什维尔市发布正式通知，要求居民停止使用市政自来水，因为藻类毒素浓度升高。几十年来，切萨皮克湾一直是有毒植物大量繁殖的地方。

在佛罗里达州，奥基乔比湖(Lake Okeechobee)的蓝藻泛滥和墨西哥湾沿岸的赤潮非常严重，以至于联邦疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)去年启动了一项研究，以衡量吸入风和蒸发带入空气中的藻类毒素的影响。

在五大湖地区，有害的水华是地方性的。2019年，一场有毒水花使托莱多的饮用水工厂关闭了三天，五年后，一场有害水花淹没了650英里长的俄亥俄河。位于托莱多南部的大圣玛丽湖每年都会出现全国最严重的花潮之一。

在密歇根州，州环境、五大湖和能源部收到的关于藻华的报告数量自2010年以来增加了6倍。萨吉诺湾、底特律附近的圣克莱尔湖、荷兰的马卡塔瓦湖和卡拉马祖河上的阿勒甘湖都在夏天盛开。有害的水华甚至开始出现在五大湖中最不发达的苏必利尔湖。

有毒藻华的扩散增加了居民和企业的成本。监测和处理饮用水以阻断毒素和预防人类疾病已成为水务公司的一项重大项目支出。2018年，密歇根州阿德里安市的自来水公司花费8.3万美元进行了一项研究，以确定处理蓝藻毒素和其他威胁供水的污染物的方案。

环保组织五大湖联盟(Alliance for the Great Lakes)今年发表的一份分析报告发现，俄亥俄州一个五口之家每年要多花50美元用于监测和处理藻类毒素，他们从伊利湖(Lake Erie)获得饮用水。对于托莱多地区的居民来说，对于一个五口之家来说，每年额外的费用上升到近100美元。

美国曾经清除了有害的花卉

蓝色之圆发现，最令人沮丧的是，终止有毒植物的大量繁殖是完全可以实现的。我们知道这一点，因为美国以前就这么做过一次。

1972年的《清洁水法》将污染分为“点源”和“非点源”。点源是指将污染物倾倒到河流、湖泊和海洋岸线的管道等特定来源。仅在该法案通过后的第一个十年里，国会就拨款360亿美元(经通货膨胀调整后的1.82亿美元)，用于改善污水处理厂，建造新的处理厂，并实施清洁水污染物限制。控制点源，主要是通过限制污水处理厂的磷排放，在近30年的时间里清除了伊利湖上的藻华。

近上世纪末，由于污染从陆地上流出，藻类重新在伊利湖和五大湖各州的许多其他海湾、湖泊和溪流中繁殖，法律将其定义为“面源污染”。

1972年的《清洁水法》(Clean Water Act)基本上使“非点状”排放免受监管。根据法律，农场径流是不受管制的，农民为减缓径流和停止农田中的营养物质排放所做的任何事情都是自愿的。该法律还对大型畜禽养殖场产生的粪便和动物粪便的储存和传播设定了最低要求。

法律中的豁免降低了农民管理受污染径流的成本。随着美国农场规模越来越大、工业化程度越来越高，这当然有助于改善资产负债表。五大湖的农民专注于在巨大的空间里生产牛奶、猪肉和家禽，成千上万只生产粪便的动物被关在那里。种植作物的农民还使用商业化肥，使玉米和大豆这两种作物获得了巨大的收成。

为了解决法律豁免带来的生态后果，国会批准了一些项目和投资，以说服农民自愿采取保护措施，闲置农田，种植覆盖作物和缓冲带，保护吸收营养的湿地，减少径流。去年，美国农业部在全国范围内为这些保护项目花费了53亿美元。环境保护署(Environmental Protection Agency)在流域管理计划和其他水质倡议上又投入了2.12亿美元。在密歇根州，从两个机构收到的援助总额超过5500万美元。

用于说服农民自愿减少非点源径流的资金数量不足以吸引更多的农民使用它们。在2008年的一份报告中，州环境部的一名水文学家说，密歇根州需要花费至少5亿美元来开发防止污染的新方法，同时还需要执行当时该部门批准和资助的45个流域管理计划中承诺的工作。

去年，五大湖联盟(Alliance for the Great Lakes)发表了一份研究报告，内容是关于威斯康星州18万英亩的下福克斯河流域(Lower Fox River)的藻类泛滥到底需要做些什么。该组织表示，从2020年到2040年，用于减少径流和营养物污染的资金每年需要增加到2600万美元。这是目前每年750万美元的三倍多。

另一项由位于明尼阿波利斯的农业与贸易政策研究所(Institute for Agriculture and Trade Policy)今年发表的研究发现，美国农业部最大的环保项目——每年18亿美元的环境质量激励计划(Environmental Quality激励Program)中，有一半是对大型动物养殖场——尤其是奶牛场和养猪场的援助。2020年，密歇根的设备支出总额为2550万美元，俄亥俄州为3350万美元。该组织表示，EQIP项目正在使藻华恶化。

以下是Circle of Blue的其他主要发现:

• 农业是五大湖营养物污染的主要来源，也是该地区有害藻华的主要原因。
• 根据最近的美国农业普查，从1978年到2017年，俄亥俄州和密歇根州的奶牛数量增加了一倍多，达到160万头。这两个州的生猪数量都攀升到了370万头，比1978年多了近70万头。今天的牛和猪比上世纪70年代长得更快，个头也大得多，产生的粪便也更多。
• 2017年，这些被称为集中动物喂养运营的牲畜农场在两个州的175万英亩土地上散布未经处理的动物粪便。这比2002年美国农业部开始追踪这一数据时增加了20万英亩。根据美国环境、五大湖和能源部的数据，仅在密歇根州，奶牛场和养猪场就向田地里排放了40亿加仑的液体粪便和4亿吨固体粪便。
• 密歇根改善对cafo监督的工作，包括一项用新的许可制度更新肥料喷洒做法的提议，受到了由密歇根农业局领导的具有政治影响力的农业团体的阻挠，这些团体得到了保守派州议员的支持。
• 俄亥俄州和密歇根州的营养依赖型玉米产量的扩大主要是为了供应两个市场。美国近40%的产量被转化为乙醇，一种运输燃料。美国出口的玉米中有近三分之一用于饲养中国的牲畜和家禽。

“农业有这样的形象，”密歇根大学(University of Michigan)淡水生态学家、名誉教授j·戴维·艾伦(J. David Allan)说。“从农场到餐桌。是农民们的手在地里耕耘。不，他们在种猪饲料。大量的饲料和猪将运往中国。这就是他们污染我们湖泊的原因。”

一个计算

我们的项目“有毒藻类大量繁殖的地方，危险就在眼前”发现，要结束有害藻类大量繁殖的祸害，就需要大幅减少施于土地和排入水中的磷的数量。这将要求国家在粮食生产方式上进行广泛变革，同时要求农业部门承担更大的责任，制定新的法规，并大幅增加公共投资。换句话说，美国监督农业生产的方式必须有一个强有力的转变。

如此规模的转变需要数年才能完成，就像1972年《清洁水法》通过后，伊利湖的恢复需要数年时间一样。目前已有控制磷的技术。在一些情况下，社区开发了替代方法，并在控制有害繁殖方面取得了进展。需要新的法规来要求农民减少养分的使用。而且需要更多纳税人的钱来帮助农民支付这些费用。

明年，国会将讨论并颁布一项新的五年农业法案，这是罕见的获得两党支持的支出措施之一。这项立法为国会提供了两个改革保护项目的机会。首先，支持为有效的减少营养物质的做法提供资金的措施。第二，要求农民使用它们。

密歇根州民主党参议员、参议院农业委员会(Senate Committee on Agriculture)主席斯塔贝诺(Debbie Stabenow)在接受采访时说，她和她的民主党同事已经在采取措施解决有害的磷泛滥问题，并支持制定更有效的方法来限制磷的排放。国会今年8月通过的气候法案要求在未来五年每年为最受欢迎的联邦农田保护项目投入36亿美元。这是目前年度预算的两倍。另一个促进区域合作和创新的项目将从每年3亿美元增加到超过10亿美元，以解决农业造成的磷排放和其他严重环境挑战。

“我完全同意需要采取其他策略，”斯塔贝诺说。“让我们实现梦想吧。我们现在有资源了。我们有灵活性。”

在我们国家生活的这个时刻，解决有害植物繁殖问题可能并不像我们几个月前认为的那样容易。有害的藻华与气候危机、有毒煤灰堆、泄漏的气井和不插电的油井一起，被科学明确认定为威胁生命的严重环境挑战篮子，但各州和国家似乎无法或不愿解决这些问题。但美国国会今年通过了一项旨在重建基础设施、为大规模扩张清洁能源和电气化交通工具提供资金以减少气候变化排放的立法，显示出解决系统性挑战的新决心。

这曾经是美国品牌。当美国制定环境法的基本基础，特别是1972年的《清洁水法》(Clean Water Act)时，选民和他们选出的代表对有关风险的科学发现做出了反应。

国家采取了明确的措施，以确保公共利益至少与私人利益一样受到重视。制定了减少污染的规定，以阻止污染物来自生产污染物的主要行业。新的机构和人手充足的执法部门负责监督。数十亿美元被投入到新技术和设备上，以确保水变得更清洁。

21个国家应对环境挑战的规则有所不同^圣世纪。影响力的天平已压倒性地向私人利益倾斜。尽管这个国家最严重的环境风险的原因众所周知，解决方案也被证明是有效的，但政治上强大的工业部门正在阻碍各州和国会采取行动的能力。

化石燃料行业及其工业盟友阻止限制温室气体排放。公用事业部门不情愿地关闭了老旧的泄漏的废弃煤堆。农业部门——唯一最重要的营养物质排放来源——阻碍改革、打官司、抵制新法规。

托莱多市长Wade Kapszukiewicz在一次采访中说:“已经有足够的研究和学术研究表明，88%到94%的问题是由这些cafo、这些大型农场和它们的养分非点源径流引起的。”“每个人都知道它。俄亥俄州环保局的前两位局长来过我的办公室。他们承认它。但是坦率地说，他们在政治上并不倾向于对此采取任何行动，因为这些人是他们的选民。住在城市里的人并不是他们的选民。他们肯定会把成本转嫁给城市居民，而农村选民却没有受到任何惩罚。”

近两年前，当密歇根州州长惠特默(Gretchen Whitmer)的政府试图为大型动物养殖场制定一套更严格的减少污染要求时，她坦率地表达了自己的失望。惠特默州长在2020年12月写给美国国家野生动物联合会(National Wildlife Federation)五大湖地区执行主任迈克·施里伯格(Mike Shriberg)的信中写道:“农产品集团一直不愿与我的政府合作，以确保该州最大的动物农场负责管理粪便，防止冬季径流，并确保污染物不会在农业领域过度使用。”

州长补充说:“为了使进步成为现实，你们组织的帮助是必要的。请继续利用你们组织的影响力，鼓励立法机构和农业行业做对密歇根有利的事情。”

问题是，这个国家对危险的藻华的容忍度何时开始减弱，公民行动主义和立法压力何时会变得更加强烈?一些当局表示，必须尽快采取行动，否则他们担心会发生灾难。

密歇根保护区协会(Michigan Association of Conservation Districts)执行主任丹·莫伊拉宁(Dan Moilanen)说:“现在已经到了一场巨大的公共卫生危机的地步。”该协会代表着专注于改善农业和林业环保实践的75个县办事处。“这将导致某种集体诉讼。比如烟草和阿片类药物，它们的目标是农业综合企业。伊利湖是数百万人的饮用水来源。萨吉诺湾流域是90万人的水源。我们正在做很多工作，希望能防止这种情况发生。我们最不希望看到的就是人们真的被神经毒素毒害。”

伊利湖令人沮丧的景色

在前线，磷从农田直接排入溪流，最终进入五大湖，滋养有毒蓝藻的污染并没有减少。这使得依赖伊利湖饮用水的1100万居民每年都急切地想知道，每年的夏季花会有多大，有多大的潜在危险。

今年6月30日，一群科学家登上了伊利湖上的一艘小船，在平坦的湖面上巡游，并在布桐湾的水上游客中心发布了这一预测。在一次在线直播中，科学家们解释说，2022年的水华不会像2011年和2015年有记录以来最大的水华那样大规模或毒性大。很大程度上是因为去年春天的强暴雨减少了，磷的总吨数下降了。来自三个州的700万英亩西部伊利湖流域的水量减少了三分之一，其中大部分是高产农田。

与会的专家们明显感到如释重负。“我们知道我们还有很长的路要走，”美国环境保护署(Environmental Protection Agency)五大湖办公室(Great Lakes Office)的科学家桑蒂娜·沃特曼(Santina Wortman)说。但是我想强调的是，我们目前的战略在很大程度上是正确的。把重点放在营养管理和水资源管理上。”

几乎以任何标准衡量，沃特曼的评估都是对当天公开的关键数据的最佳解读。但这个充满希望的预测也包含了一个明显的警告。在流入大湖的小溪和河流中，一种特殊形式的磷——溶解的活性磷——的浓度仍然非常高，而这种磷正是产生水华的细菌的养分。

科学家们目前用来预测伊利湖有害藻华规模的信号度量标准是可用于喂养引起藻华的蓝藻的溶解磷的数量。整个伊利湖西部盆地的水采样点发现，从陆地上流下的水中溶解的活性磷的浓度，特别是在由大型商业农场主导的流域，根本没有下降。俄亥俄的莫米河是伊利湖最重要的磷供应源，它的水仍然受到高浓度溶解磷的污染，就像过去一代人一样。葡萄干河和豆溪的情况也是如此，这两条河把密歇根西部伊利湖盆地的六个县都排干了。

科学家们承认，2022年的有害水华将会更小，只是因为今年流入伊利湖的水减少了。这意味着两件事。密歇根州和俄亥俄州在农田中施用了过多的磷肥和未经处理的粪便。第二，由各州和美国农业部推广的旨在抑制磷排放的自愿最佳管理种植做法并没有发挥作用。它们也不便宜。从2010年到2020年，联邦政府在密歇根花了4亿多美元，在俄亥俄州也花了同样多的钱，以鼓励农民使用最佳做法。

总结一下:虽然规模较小，但2022年的花期会对饮用水、洗澡者、家养狗狗，甚至可能对吸入花期产生的有毒毒素的居民构成威胁。

“不幸的是，有害的藻华对我们的生活方式构成了严重威胁，”美国众议员马尔奇·卡普图尔(Marci Kaptur)说。她代表俄亥俄州北部，是众议院能源和水发展拨款小组委员会主席。“有害的藻华破坏了丰富的鱼类和自然野生动物，污染了渔民家庭和来自世界各地的游客访问我们这个特别角落的水。”