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Jul 25, 2023

1980년부터 2018년까지 미시시피/아차팔라야 강 유역의 조화된 질소 및 인 농도

Scientific Data 9권, 기사 번호: 524(2022) 이 기사 인용 1550 액세스 1 인용 인용 2 Altmetric Metrics 세부 정보 수질 모니터링은 오염을 해결하는 정책을 알릴 수 있습니다.

과학 데이터 9권, 기사 번호: 524(2022) 이 기사 인용

1550 액세스

1 인용

2 알트메트릭

측정항목 세부정보

수질 모니터링은 오염 문제를 해결하는 정책에 대한 정보를 제공할 수 있습니다. 그러나 일관되지 않은 측정 및 보고 관행으로 인해 수역 전반에 걸쳐 많은 관측 결과를 비교할 수 없게 되어 오염의 공간적 패턴과 장기적인 추세를 특성화하려는 노력이 방해를 받습니다. 여기에서 우리는 미국 미시시피/아차팔라야 강 유역(MARB) 전체에 걸쳐 226개의 서로 다른 수질 모니터링 기관에서 공개적으로 사용 가능한 920만 개의 모니터 판독값을 조화시켰습니다. 우리는 1980년부터 2018년까지 107,000개 현장에서 질소 및 인 함유 화합물에 대한 480만 개의 표준화된 관측값을 담은 새로운 데이터세트인 SNAPD(표준화된 질소 및 인 데이터세트)를 만들었습니다. 우리가 아는 한, 이 데이터 세트는 시간과 공간에 걸쳐 측정값을 비교할 수 있는 단일 하천 네트워크에서 이러한 오염 물질에 대한 가장 큰 기록을 나타냅니다. 우리는 지금까지 이 규모에서 다루지 않았던 수질 데이터의 보고 및 해석과 관련하여 잘 문서화된 수많은 문제를 다루었으며 수질 데이터 처리에 대한 우리의 접근 방식은 다른 영양 화합물 및 지역에 적용될 수 있습니다.

측정

질소 화합물 • 인 화합물

기술 유형

물 모니터

샘플 특성 - 환경

수역 • 유역 • 물 속 질소 원자의 양 • 수질 오염 • 오염 모니터링 • 물 속 인의 양

샘플 특성 - 위치

미국에 인접한 강 • 미시시피/아차팔라야 강 유역

수질 오염을 관리하려면 오염 완화의 효율성을 보장하기 위해 수로의 오염량을 측정하는 능력이 필요합니다. 그러나 일관되지 않은 수질 보고 관행으로 인해 전 세계의 많은 하천 시스템에서 이러한 노력이 제한됩니다. 단일 하천망을 따라 수질 측정값을 수집하고 보고하는 지방 당국 간에 다양한 샘플링 및 보고 관행이 있는 경우가 많으며, 특정 샘플링 현장에서 단일 당국의 관행이 시간이 지남에 따라 변경될 수 있습니다. 이러한 측정값의 수집 및 보고가 사전에 표준화되지 않은 경우 결과 결합 데이터세트에는 모든 관측값이 서로 비교할 수 없기 때문에 수질 오염의 공간 패턴 및 경향에 대한 대규모 분석을 방해하는 불일치가 포함될 수 있습니다. 따라서 하천망 내에서 수집된 수질 데이터를 조화시키는 것은 오염물질이 하천 시스템에 어떻게 유입되고 이동하는지 이해하는 데 필요한 첫 번째 단계입니다. 여기서는 조화를 추세 분석, 비교 연구 및 모델링에 사용할 수 있는 표준화되고 품질이 관리되는 데이터 세트를 만드는 프로세스로 정의했습니다.

수질 데이터의 비비교성은 오염물질이 수로로 확산되어 농업과 같은 인간 활동과 주로 연관되는 비점원(NPS) 수질 오염을 관리하는 데 심각한 문제를 제기합니다1,2. 미국에서는 비료 및 가축 폐기물과 관련된 질소 및 인 기반 오염물질이 NPS 수질 오염의 가장 큰 원인이며 환경 악화, 생태계 파괴 및 유해한 인체 건강 결과를 초래할 수 있습니다1,2,3. 종종 이러한 오염 물질은 수많은 당국에 의해 모니터링될 수 있는 강 시스템에 들어가기 전에 육지의 광대한 지역에서 발생합니다4. NPS 오염과 그 영향을 완화하기 위해 규제 기관은 문제의 심각도를 측정하고 하천 네트워크 내에서 시간적, 공간적 추세를 평가하기 위해 다양한 수질 모니터링 당국에 걸쳐 신뢰할 수 있고 표준화된 수질 데이터가 필요합니다.

우리는 여기서 미국 미시시피/아차팔라야 강 유역(MARB) 전역의 일반적인 NPS 오염 물질 기록을 조화시키는 데 중점을 두었습니다. MARB는 320만 평방 킬로미터(미국 대륙 토지의 약 40%)를 차지하고 31개 주 경계를 지나 가장 큰 강입니다. 미국의 분지이며 전 세계적으로 네 번째로 큰 분지입니다(그림 1)2,5. MARB는 적어도 1970년대부터 NPS 수질 오염물질에 의해 큰 영향을 받았으며 높은 수준의 농업 유출로 어려움을 겪었습니다. 이러한 유출수는 생태계를 광범위하게 손상시키고 많은 해양 의존 산업의 생산성을 감소시키며 인간과 야생 동물에게 유독할 수 있는 녹조, 부영양화 및 무산소 조건을 초래했습니다6,7,8. MARB에 의해 운반된 막대한 양의 NPS 수질 오염은 멕시코만으로 흘러들어 최대 15,000평방 마일에 달하는 면적을 차지하는 데드 존을 형성합니다9,10. 걸프만 지역의 어장과 해양 서식지에 발생한 피해로 인해 데드존에 드는 비용은 매년 24억 달러(2018년 기준) 이상입니다11.