Озеро Апопка является четвертым по величине озером в американском штате Флорида . [1] Оно расположено в 15 милях (24 км) к северо-западу от Орландо , в основном в пределах округа Ориндж , хотя западная часть находится в округе Лейк . Питаемая естественным источником, осадками и ливневыми стоками , вода из озера Апопка течет через канал Апопка-Боклер и в озера Боклер и Дора . Из озера Дора вода течет в озеро Юстис , затем в озеро Гриффин и затем на север в реку Оклаваха , которая впадает в реку Сент-Джонс . Вокруг озера есть несколько парков или природных троп, включая парк Магнолия , Lake Apopka Wildlife Drive, заповедник Ферндейл, природный заповедник Окленд, мемориальный парк доктора Брэдфорда и парк Ньютон, названный в честь А. Б. Ньютона .
В 1940-х годах озеро Апопка было одной из главных достопримечательностей Центральной Флориды. Рыболовы приезжали со всех уголков Соединенных Штатов, чтобы поймать трофейного окуня в озере Апопка, и вдоль береговой линии озера располагался 21 рыболовный лагерь. [2]
История озера Апопка насчитывает более 100 лет изменений, связанных с деятельностью человека, начиная со строительства канала Апопка-Боклер в 1888 году. В 1941 году вдоль северного берега была построена дамба для осушения 20 000 акров (80 км 2 ) мелководных болот для нужд сельского хозяйства. Сброс воды, богатой питательными веществами из сельскохозяйственных и других источников, создал условия, которые привели к хроническому цветению водорослей и привели к потере рекреационной ценности озера и популяций промысловых рыб.
В июле 1980 года компания Tower Chemical Company (TCC), местный производитель пестицидов , неправильно утилизировала значительное количество DDE , известного эндокринного разрушителя , вместе с другими токсичными химикатами. В результате эти химикаты попали в озеро Апопка, и Агентство по охране окружающей среды США было предупреждено. [3] TCC прекратила свою деятельность в декабре 1980 года. В 1981 году началось расследование Агентства по охране окружающей среды, и объект был выведен из эксплуатации и обозначен как участок очистки Суперфонда . Несмотря на их усилия, некоторые химикаты просочились в водоносный горизонт Флориды и распространились в некоторые взаимосвязанные озера и водные пути Центральной Флориды. Это химическое вещество вызвало проблемы со здоровьем у большей части популяции диких животных озера, а также стало причиной бесплодия и других сексуальных расстройств у нескольких видов, включая аллигаторов .
В 1991 году коалиция интересов недвижимости из сообщества West Orange организовала организацию Friends of Lake Apopka (FOLA) с целью отвоевать озеро у сельскохозяйственных интересов, которые сбрасывали фосфорсодержащую воду в бассейн озера. Вода из озера использовалась для затопления фермерских полей в жаркие летние месяцы, чтобы ограничить эрозию, а затем сбрасывалась обратно в озеро перед вегетационным периодом. Серия каналов и высокопроизводительных насосов позволяла подавать воду для орошения и затопления или сбрасывать ее при необходимости. Фосфатсодержащая вода создала гиперэвтрофное состояние, что привело к цветению водорослей, лишая воду озера кислорода и солнечного света, необходимых для поддержания жизни растений на дне озера. За десятилетия это состояние привело к тому, что песчаное дно озера покрылось толстым слоем ила.
В 1996 году губернатор Лоутон Чайлз подписал Закон о восстановлении озера Апопка, который предусматривал финансирование покупки сельскохозяйственных угодий, ответственных за сбросы. Закрытие ферм позволило округу управления водными ресурсами реки Сент-Джонс (SJRWMD) начать планы по превращению полей обратно в болотистую местность, которой они когда-то были. Было проведено обследование участка, которое выявило горячие точки, содержащие химическое загрязнение, и началась очистка.
Исторически более 85 процентов фосфора, попадающего в озеро Апопка, поступало с ферм на северном берегу озера. Чтобы бороться с этой проблемой, округ и Министерство сельского хозяйства США (USDA) выкупили почти все фермы для восстановления в период с 1988 по 2001 год. Это способствовало сокращению сбросов избыточных питательных веществ с ферм в озеро.
Закон об улучшении и управлении озером Апопка 1996 года уполномочил округ установить целевой показатель концентрации фосфора. Впоследствии округ установил целевой показатель восстановления фосфорной нагрузки для озера Апопка в размере 15,9 метрических тонн фосфора в год. Это представляет собой 75-процентное сокращение с 1989 по 1994 год сельскохозяйственных сбросов. Позднее целевой показатель был принят в качестве общей максимальной суточной нагрузки (TMDL) для озера, которая имеет целью достижение общей концентрации фосфора в озере в размере 55 частей на миллиард (ppb).
Восстановление водно-болотных угодий на NSEA может сократить сбросы ливневых вод в озеро Апопка и связанную с этим нагрузку питательных веществ, ускоряя улучшение озера. Инновационный план восстановления и рекультивации для NSEA фокусируется на требованиях к инфраструктуре, инверсии почвы и работах по улучшению почвы, необходимых для подготовки системы к восстановлению водно-болотных угодий. Процесс инверсии почвы был разработан как метод рекультивации для решения проблемы высоких уровней хлорорганических пестицидов (ХОП), обнаруженных в органических поверхностных почвах (верхние 30 сантиметров (см) почвы). Пестициды остаются в органических почвах после многих лет применения пестицидов в сельском хозяйстве. Процесс инверсии использовал модифицированное сельскохозяйственное оборудование для вспашки на глубину до одного метра и, по сути, переворачивания почвы, поднимая незагрязненную почву на поверхность и закрывая загрязненный поверхностный слой почвы. Работа была завершена в мае 2009 года, и она помогла гарантировать, что ХОП не смогут попасть в пищевую цепочку. Процесс инверсии снизил уровень загрязняющих веществ в биологически активном слое почвы до безопасного уровня на площади около 1600 гектаров (4000 акров) в NSEA.
Почвы в NSEA также содержали избыточные питательные вещества, такие как фосфор, из-за многих лет сельскохозяйственного производства. Применение «почвенной добавки», которая является остатком обработки питьевой воды, помогает задерживать избыток фосфора в почве. Это помогает смягчить выброс фосфора из почвы в вышележащие воды при повторном затоплении территории. Почвенная добавка была применена примерно на 2800 гектарах (7000 акров) в NSEA и была в основном завершена в 2009 году.
По мере завершения строительства инфраструктуры для каждого этапа готовится биологическая оценка для рассмотрения и представления в Службу охраны рыбных ресурсов и диких животных США (USFWS). С согласия USFWS начинается затопление для насыщения и восстановления. Инфраструктура предназначена для помощи в создании полноценной водно-болотной среды обитания с широким диапазоном уровней воды. Инфраструктура также позволяет перекачивать воду между различными областями в пределах NSEA, чтобы свести к минимуму необходимость сброса воды в озеро.
Поскольку каждая новая фаза затапливается и естественным образом заселяется дикими животными, образцы рыб регулярно собираются и анализируются, чтобы гарантировать, что уровни пестицидов в их тканях ниже установленных безопасных уровней для птиц, питающихся рыбой. Недавно затапливаемые фазы тщательно контролируются в течение как минимум одного года, чтобы гарантировать, что любое накопление пестицидов через водную пищевую сеть не представляет риска для водоплавающих птиц. Кроме того, проводятся еженедельные обследования птиц для контроля использования и обеспечения быстрого обнаружения проблем. По состоянию на январь 2011 года около 4000 гектаров (9870 акров) находятся на различных стадиях повторного затопления.
20 февраля 2014 года кольцевая тропа озера Апопка , проходящая через NSEA, была открыта для публики. [4]
Marsh Flow-Way, представляющий собой искусственное водно-болотное угодье, расположен вдоль северо-западного берега озера Апопка и к западу от канала Апопка-Боклер. Он начал работу в ноябре 2003 года, и цель проекта — удалить фосфор и взвешенные вещества, уже находящиеся в воде озера Апопка.
Система охватывает приблизительно 760 акров (310 га) и содержит четыре отдельных водно-болотных угодья, а также дамбы, каналы и канавы. Marsh Flow-Way очищает воду, закачиваемую в нее из озера Апопка. Вода озера содержит избыточное количество фосфора, водорослей и взвешенных веществ. Вода течет с запада на восток и контролируется винтовыми затворами и подъемными досками в отдельных ячейках. Очищенная вода из всех ячеек собирается в насосном бассейне, откуда вода закачивается в канал Апопка-Боклер. Большая часть более чистой, очищенной воды возвращается в озеро Апопка, а остальная часть течет вниз по течению к установке по удалению питательных веществ (NuRF) Управления водного хозяйства округа Лейк.
Доминирующими растительными сообществами, растущими в ячейках протоков, являются виды мелководных болот и кустарниковых болот. Мелководные болота включают такие виды, как щучка сердцевидная (Pontederia cordata), стрелолист ( Sagittaria lancifolia ), рогоз (Typha sp.), а кустарниковые болота включают иву перуанскую (Ludwigia peruviana) и некоторые виды Salix spp. Открытые водные пространства обычны в ячейках водно-болотных угодий.
По мере того, как поступающая вода из озера проходит через надводную растительность Marsh Flow-Way, скорость потока воды замедляется, и взвешенные частицы, содержащие фосфор и другие питательные вещества, оседают из водной толщи. Накапливающиеся осевшие органические частицы вместе с осевшей разложившейся растительностью водно-болотных угодий образуют новые слои органического материала, которые покрывают местные почвы. Время удержания воды из озера в системе протока обычно составляет от двух до семи дней в отдельных ячейках водно-болотных угодий. Глубина воды в системе может варьироваться от 30 до 45 сантиметров (от 12 до 18 дюймов).
Как и все экологически спроектированные системы, производительность проточного пути меняется в зависимости от сезона. Обычно наилучшая производительность наблюдается в более прохладные месяцы (с октября по май), а худшая — в теплые месяцы (с июня по сентябрь). В долгосрочной перспективе (семь лет эксплуатации) производительность аналогична первоначальным прогнозам. В долгосрочной перспективе (до 2010 года) система удаляет около 28 процентов (2,7 метрических тонн в год) от общей входящей нагрузки фосфора и около 90 процентов (4500 метрических тонн в год) от общей входящей нагрузки взвешенных твердых частиц.
Удаление сельди из озера удаляет фосфор, содержащийся в ее телах, а также снижает внутреннюю рециркуляцию фосфора в озере. Это улучшает прозрачность воды за счет сокращения количества водорослей, рост которых зависит от фосфора. [5] [6]
Сбор алозы из других озер привел к улучшению пищевой сети, уменьшению количества водорослей, повышению прозрачности воды и улучшению условий для популяций промысловых рыб. Эта процедура может дать те же результаты в озере Апопка.
Осенью 2011 года вылов сельди-желудка привел к изъятию из озера около 8400 метрических тонн (18,5 миллионов фунтов) рыбы. Это эквивалентно изъятию около 58 метрических тонн (129 000 фунтов) фосфора и 175 метрических тонн (387 000 фунтов) азота через ткани рыбы, непосредственно из озера. Кроме того, прогнозируемое сокращение рециркуляции питательных веществ в озере из-за воздействия кормления сельди-желудка составляет около 146 метрических тонн (322 000 фунтов) фосфора и около 862 метрических тонн (1,9 миллиона фунтов) азота.
Округ высадил виды растений водно-болотных угодий за защитными барьерами в озере Апопка, чтобы обеспечить среду обитания для рыб и диких животных. Эти усилия по посадке становятся менее необходимыми, поскольку качество и прозрачность воды в озере улучшаются, а местные водные растения восстанавливаются.
Продолжаются усилия по картированию местоположений и площади более 350 местных подводных растительных клумб. Это общее число меняется из года в год.
Улучшение прозрачности воды также позволило неместному инвазивному растению гидрилле расти в озере. Гидрилла может быстро вытеснить местные растения, поэтому усилия персонала также направлены на обнаружение и обработку этих нежелательных растений гербицидами.
Восстановление самого загрязненного большого озера Флориды сопровождалось непредвиденными проблемами. По оценкам, 676 птиц погибли на бывших фермах на озере Апопка в конце 1998 и начале 1999 года. Большинство из них были американскими белыми пеликанами , лесными аистами и большими голубыми цаплями . Остатки хлорорганических пестицидов (ХОП), оставшиеся от сельскохозяйственной практики, были основной причиной гибели птиц. Птицы накапливали ХОП, потребляя загрязненную рыбу. Округ провел исследования, чтобы лучше понять накопление ХОП через пищевую цепочку, от загрязненной почвы к рыбе и от рыбы к рыбоядным птицам. Полученные знания направляют восстановление бывших сельскохозяйственных угодий на озере Апопка и применимы к другим проектам, направленным на восстановление экосистем, пострадавших от сельского хозяйства.
Озеро Апопка отреагировало на сокращение внешней фосфорной нагрузки из водораздела в озеро улучшением качества воды в озере . Общий фосфор, хлорофилл и прозрачность по Секки показали тенденции к улучшению в период с 1987 по 2010 год. Однако в течение этого 23-летнего периода три события способствовали ухудшению качества воды в течение определенного года. Первое совпало со штормом в марте 1993 года. Однако тенденция к улучшению качества воды возобновилась в следующем году. Второе произошло в 2001 и 2002 годах в конце сильной засухи. Озеро потеряло почти 80 процентов своего объема, а общая концентрация фосфора увеличилась. Однако тенденция к улучшению продолжилась в следующем году. Общая концентрация фосфора в период с 2004 по 2006 год была ниже 100 ppb и приблизилась к целевому показателю TMDL в 55 ppb. Эти долгосрочные улучшения сохранились, несмотря на ураганы 2004 и 2005 годов. Самым последним событием была сильная засуха 2007 и 2008 годов, в результате которой озеро потеряло до 52 процентов своего объема. Общая концентрация фосфора резко возросла на низких уровнях озера, но общая концентрация фосфора снова снизилась в 2009 году и продолжила снижаться, а качество воды продолжает улучшаться в 2010 году. Самые последние данные (сентябрь 2011 года) показывают, что общая концентрация фосфора составила 80 ppb (снижение на 62 процента по сравнению с базовым периодом), хлорофилла a — 52 ppb (снижение на 36 процентов), а прозрачность воды (глубина Секки) составила 37 см (увеличение на 53 процента).
В 2002 году Совет управляющих округа утвердил правило, ограничивающее количество фосфора, которое может быть сброшено в озеро Апопка или его притоки в результате нового строительства в водоразделе озера. Округ сотрудничал с местными, государственными и федеральными агентствами, чтобы: