Кестерсонское водохранилище

Кестерсонское водохранилище
Кестерсонское водохранилище
	Кестерсонское водохранилище Показать карту Калифорнии Показать карту США Показать все
Расположение	Округ Мерсед, Калифорния
Координаты	37 ° 15'30 "N 120 ° 53'30" W / 37,25833 ° N 120,89167 ° W
Тип	резервуар

Водохранилище Кестерсон является частью нынешнего национального заповедника дикой природы Сан-Луис в Калифорнии. ранее входившее в состав Национального заповедника дикой природы Кестерсон Водохранилище, , было важным местом остановки перелетных водоплавающих птиц . ^{[ 1 ]} Кестерсон когда-то состоял из 12 прудов-испарителей общей площадью около 1280 акров. ^{[ 2 ]} и исторически использовался для сельскохозяйственного дренажа. Кестерсон привлек внимание всей страны во второй половине 20-го века из-за токсичности селена и быстрого вымирания мигрирующих водоплавающих птиц, рыб, насекомых, растений и водорослей. Водохранилище было закрыто в 1986 году, и концентрация селена на объекте продолжала контролироваться на протяжении всего периода восстановительных работ.

Фон

Национальный заповедник дикой природы Кестерсон расположен примерно в 18 милях к западу от округа Мерсед на территории Национального заповедника дикой природы Сан-Луис, в долине Сан-Хоакин в центральной Калифорнии . ^{[ 1 ]} Убежище занимает площадь 26 609 акров (107,68 км²). ²) и включает в себя множество водно-болотных угодий и прибрежных сред обитания, в которых обитает большое количество водоплавающих птиц, млекопитающих и других диких животных на четырех участках: водохранилище Кестерсон, Фрейтас, Беар-Крик и первоначальных участках Сан-Луиса.

Долина Сан-Хоакин, которую историк Кевин Старр считает «самой продуктивной неестественной средой на Земле», ^{[ 3 ]} поддерживает около 25% сельскохозяйственной продукции США, включая виноград, хлопок, орехи, цитрусовые и овощи. ^{[ 4 ]} Разведение крупного рогатого скота и овец также способствует производству сельскохозяйственной продукции в этом районе. Долина была богата фосфорной кислотой в доисторические времена, когда она была внутренним озером и служила средой обитания моллюскам. Накопление этих ракушек сделало землю богатой фосфорной кислотой.

Долина Сан-Хоакин граничит на западе с Береговым хребтом и на востоке с горами Сьерра-Невада. Береговой хребет включает мелового и третичного периода. морские осадочные породы ^{[ 5 ]} Выветривание и окисление формации Морено, черного морского сланца, приводит к образованию пирита FeS ₂ и селенида железа FeSe ₂ . Поскольку продукты выветривания концентрируются в испаряющихся минералах и солях, селенаты ^{[ 6 ]} (например, Na ₂ SeO ₄ · 10 H ₂ O или Na ₂ Mg(SeO ₄ ) ₂ · 4 H ₂ O) и сульфаты (Na ₂ SO ₄ · 10 H ₂ O или Na ₂ Mg(SO ₄ ) ₄ · 4 H ₂ O) могут образовываться. В результате соли селена и богатые селеном почвы сбрасываются с гор селями или оползнями в долину Сан-Хоакин. Кроме того, в долине Сан-Хоакин есть неглубокий водоносный горизонт, ограниченный непроницаемыми глинами. ^{[ 7 ]}

Крупномасштабное сельскохозяйственное производство опирается на столь же масштабные ирригационные проекты, позволяющие поддерживать работу плодородных ферм. Побочным эффектом орошения в долине Сан-Хоакин стало то, что уровень грунтовых вод со временем начал повышаться. Это привело к тому, что избыток воды накапливался и наносил вред посевам. В 1968 году Бюро мелиорации предложило построить дренажный канал длиной 290 миль, названный «Дренаж Сан-Луиса». ^{[ 8 ]} В 1971 году на территории Национального заповедника дикой природы Кестерсон было построено водохранилище Кестерсон, состоящее из 12 прудов-испарителей, как часть большого дренажного канала.

Хронология

1960-е: Чиновники Калифорнии предложили построить дренажный канал Сан-Луис (290 миль). ^{[ 8 ]}
1971: Бюро мелиорации завершило строительство Кестерсонского водохранилища как часть более крупного дренажного канала. ^{[ 1 ]}
1975: После того, как было завершено всего 82 мили из 290-мильного дренажного канала, проект был приостановлен из-за экологических проблем, и Кестерсон стал временной конечной точкой дренажной системы. ^{[ 9 ]}
1978: Водный район Вестленда, часть долины Сан-Хоакин, начал ежегодно отводить в Кестерсон в среднем 7300 футов подземного дренажа. ^{[ 9 ]}
1983–1985: Кестерсон провел исследование по оценке воздействия сельскохозяйственных дренажных вод на водоплавающих птиц. В связи с первоначальными выводами Совет по контролю за водными ресурсами штата Калифорния распорядился закрыть водохранилище. ^{[ 10 ]}
1986: Ученые обнаружили уродства птиц в Кестерсоне. ^{[ 1 ]}
1989–2014: Усилия по восстановлению и мониторинг проводились Бюро мелиорации США и Министерством внутренних дел США. ^{[ 2 ]}
2000–2013: Землевладельцы Вестленда подали несколько исков против федерального правительства с требованием предоставить альтернативную дренажную систему. ^{[ 11 ]}
2014: Концентрации Se достигли относительно стабильного уровня ниже 4 мкг/г. ^{[ 2 ]}

Загрязнение

В 1985 году Совет по контролю за ресурсами штата Калифорния издал приказ о закрытии Кестерсонского водохранилища в связи с обнаружением в 1983 году 64% уровня уродства и гибели эмбрионов и птенцов диких водоплавающих птиц. ^{[ 12 ]} По данным Геологической службы США, высокие показатели уродств и смертности были результатом загрязнения селеном, который попал в ирригационный дренаж и попал в скальную породу прибрежных хребтов Калифорнии. ^{[ 12 ]} Геологическая служба США определила биогеохимический путь перемещения селена «от камня к утке» как «эффект Кестерсона». ^{[ 13 ]} Группа симптомов и эффектов, наблюдаемых у птиц в ходе исследований на водохранилище Кестерсон, известна как «синдром Кестерсона». ^{[ 14 ]}

Селен является естественным элементом окружающей среды и важным питательным веществом. Однако в высоких концентрациях селен биоаккумулируется в тканях до токсичных уровней и может вызывать репродуктивную недостаточность и врожденные дефекты или откладываться в отложениях. ^{[ 15 ]} Из-за концентрации селена в Прибрежном хребте к западу от долины Сан-Хоакин, селен переносился в долину и естественным образом накапливался на дне долины. Токсичность селена стала проблемой вскоре после того, как в Кестерсоне была установлена дренажная плитка. Первоначально (с 1971 по 1978 год) в водохранилище поступала только пресная вода. В 1978 году ситуация начала меняться, и к 1981 году вся вода, поступающая в водохранилище Кестерсон, представляла собой соленую дренажную воду. Засолению дренажных вод способствовал высокоподвижный ион селена селенат SeO ₄²⁻. В 1983 г. концентрация селена, преимущественно в селенатной форме, составляла около 300 мкг/л. С 1981 по 1986 год в Кестерсон было поставлено около 9000 кг Se. ^{[ 2 ]} Концентрация селена в водоеме неуклонно возрастала по мере испарения дренажной воды из 12 прудов-испарителей. ^{[ 1 ]} Селен начал биоаккумулироваться у водоплавающих птиц и диких животных, использовавших водоем.

До 1981 года в водохранилище Кестерсон обитало большое разнообразие форм жизни, включая несколько видов рыб. После 1981 года в водохранилище обитали только самые солеустойчивые комары . В 1982 году Служба охраны рыбы и дикой природы США начала исследование, чтобы определить причину сокращения использования дикой природы на водохранилище. Было обнаружено, что концентрация селена в этих местах превышает 1400 микрограммов на литр. Образцы рыб-комаров, взятые в 1982 году, показали, что рыба из водохранилища Кестерсон содержит концентрации селена более чем в 70 раз выше, чем рыба, отобранная из близлежащего эталонного участка. ^{[ 16 ]}

В 1983 году исследователи исследовали распространенность селена в рационе и тканях птиц водохранилища Кестерсон. ^{[ 9 ]} Исследование показало, что загрязнение селеном является основной причиной увеличения частоты аномалий развития у рыб и птиц на ранних стадиях жизни. Аномалии включали отсутствие или деформацию глаз, клюва, крыльев, ног и мозга. По сравнению с контрольным участком концентрации селена у взрослых птиц в Кестерсоне оказались в 10 раз выше, а концентрации селена в птичьих яйцах были в 20-30 раз выше. Также наблюдалось общее снижение массы тела. ^{[ 16 ]} Было обнаружено, что концентрация селена в тканях птиц положительно коррелирует со временем пребывания , частотой кормления и концентрацией селена в рационе птиц. ^{[ 16 ]} Увеличение концентрации селена наблюдалось также у растений, грибов, насекомых, млекопитающих и рыб, обитающих в водоеме. ^{[ 17 ]} Однако птицы относятся к числу наиболее чувствительных животных к повышенному воздействию селена. Из-за неуклонной утраты среды обитания водно-болотных угодий в Калифорнии, ^{[ 16 ]} Водохранилище Кестерсон было важным местом остановки перелетных птиц. По этой причине высокий уровень селена в водоеме оказал существенное влияние на популяцию птиц. Результаты исследования 1983 года были опубликованы в газетах и транслировались по телевидению, что привлекло внимание всей страны к этой проблеме. В конечном итоге это привело к закрытию водохранилища в 1986 году.

Исправление и последствия

После того, как в 1985 году Совет по контролю за водными ресурсами штата Калифорния издал приказ об очистке и сокращении выбросов Кестерсона, Бюро мелиорации США и Министерство внутренних дел США предприняли действия по уменьшению количества опасностей, с которыми сталкиваются птицы в Кестерсоне. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Бюро мелиорации США и Министерство внутренних дел США предприняли меры по исправлению положения, включая засыпку 713 акров Кестерсона примерно 1 миллионом кубических ярдов почвы. ^{[ 2 ]} и вырубка рогоза для уничтожения мест гнездования птиц. Эти действия установили 3 основных типа наземной среды обитания, включая луга, насыпные территории, где преобладают однолетние виды растений, и открытые территории, ранее заселенные рогозом. Хотя загрязнение селеном в Кестерсоне произошло всего за несколько лет, усилия по восстановлению заняли более 20 лет. ^{[ 2 ]} Общие затраты на восстановление оцениваются в 21 миллион долларов. Дополнительные исследования, проведенные в Кестерсоне, показали, что микробное испарение как метод биоремедиации может способствовать значительному удалению селена из селенсодержащих почв. ^{[ 10 ]}

Мониторинг начался в 1989 году и снизился в 2012 году. Результаты мониторинга Se с 2013 по 2014 год показали, что концентрации Se были относительно стабильными с течением времени, так что животные, добывающие пищу, в основном подвергались воздействию концентраций ниже 4 мкг/г. ^{[ 10 ]} Признано, что крупномасштабные изменения, такие как наводнения, могут привести к быстрой мобилизации селена и увеличению риска для дикой природы. В настоящее время оцениваются альтернативы дренажу загрязненной оросительной воды, которые в настоящее время включают мембранную обработку, обработку для удаления селена и пруды-испарители.

См. также

Список озер в Калифорнии

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж «Кестерсонское водохранилище» . Фонд водного образования . 22 июня 2020 г. Проверено 9 ноября 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Олендорф, Гарри М (2020). «Водохранилище Кестерсон: 30 лет оценки и управления рисками, связанными с селеном». Комплексная экологическая оценка и менеджмент . 16 (2): 257–268. Бибкод : 2020IEAM...16..257O . дои : 10.1002/ieam.4222 . PMID 31646761 . S2CID 204865369 .
^ EDT, Кэти Пол, 23 августа 2009 г., 20:00 (23 августа 2009 г.). «Нехватка воды приводит к увяданию долины Сан-Хоакин в Калифорнии» . Newsweek . Проверено 5 декабря 2020 г. {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ «Калифорния, Сан-Хоакин: партнерство, жилье – новости сельской миграции | Миграционный диалог» . migration.ucdavis.edu . Проверено 13 декабря 2020 г.
^ «Связь источников селена с экосистемами: ирригация» . www.usgs.gov . Проверено 9 ноября 2020 г.
^ Прессер, Тереза С.; Олендорф, Гарри М. (1 ноября 1987 г.). «Биогеохимический круговорот селена в долине Сан-Хоакин, Калифорния, США» . Экологический менеджмент . 11 (6): 805–821. Бибкод : 1987EnMan..11..805P . дои : 10.1007/BF01867247 . ISSN 1432-1009 . S2CID 153921880 .
^ «Долина Сан-Хоакин» . Фонд водного образования . 22 июня 2020 г. Проверено 15 декабря 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Слив Сан-Луиса» . Фонд водного образования . 22 июня 2020 г. Проверено 15 декабря 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Олендорф, Гарри М. (1 апреля 2002 г.). «Птицы Кестерсонского водохранилища: историческая перспектива» . Водная токсикология . Состояние науки и будущие потребности в селеновых водных критериях. 57 (1): 1–10. Бибкод : 2002AqTox..57....1O . дои : 10.1016/S0166-445X(01)00266-1 . ISSN 0166-445X . ПМИД 11879934 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Флюри, Маркус; Франкенбергер, Уильям Т.; Жюри, Уильям А. (30 мая 1997 г.). «Долгосрочное истощение селена из обезвоженных отложений Кестерсона» . Наука об общей окружающей среде . 198 (3): 259–270. Бибкод : 1997ScTEn.198..259F . дои : 10.1016/S0048-9697(97)05460-0 . ISSN 0048-9697 .
^ Дойл, Майкл (23 января 2013 г.). «Еще один вопрос водного округа Вестлендс выносится на рассмотрение Федерального претензионного суда» . Газеты Макклатчи . Проверено 11 ноября 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б Прессер, Т.С. (1994). «Эффект Кестерсона» . Экологический менеджмент . 18 (3): 437–454. Бибкод : 1994EnMan..18..437P . дои : 10.1007/BF02393872 . S2CID 46919906 .
^ Прессер, Тереза С. (1 мая 1994 г.). «Эффект Кестерсона» . Экологический менеджмент . 18 (3): 437–454. Бибкод : 1994EnMan..18..437P . дои : 10.1007/BF02393872 . ISSN 1432-1009 . S2CID 46919906 .
^ «Отравление селеном рыбы и диких животных в природе: уроки двенадцати примеров из реальной жизни» . Экологическая химия селена . ЦРК Пресс. 3 февраля 1998 г. стр. 337–376. дои : 10.1201/9781482269949-21 . ISBN 978-0-429-07812-5 . Проверено 18 декабря 2020 г.
^ «Селен (Se) – Химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду» . www.lenntech.com . Проверено 9 ноября 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Олендорф, Гарри М.; Хотем, Роджер Л.; Банк, Кристин М.; Маруа, Кэтрин К. (1 июля 1990 г.). «Биоаккумуляция селена у птиц в водохранилище Кестерсон, Калифорния» . Архив загрязнения окружающей среды и токсикологии . 19 (4): 495–507. Бибкод : 1990ArECT..19..495O . дои : 10.1007/BF01059067 . ISSN 1432-0703 . ПМИД 2386406 . S2CID 6384962 .
^ Франкенбергер (10 июня 1994 г.). Селен в окружающей среде . ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8247-8993-0 .

Внешние ссылки

Служба охраны рыбы и дикой природы США

[:025-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж «Кестерсонское водохранилище» . Фонд водного образования . 22 июня 2020 г. Проверено 9 ноября 2020 г.

[:324-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Олендорф, Гарри М (2020). «Водохранилище Кестерсон: 30 лет оценки и управления рисками, связанными с селеном». Комплексная экологическая оценка и менеджмент . 16 (2): 257–268. Бибкод : 2020IEAM...16..257O . дои : 10.1002/ieam.4222 . PMID 31646761 . S2CID 204865369 .

[3] EDT, Кэти Пол, 23 августа 2009 г., 20:00 (23 августа 2009 г.). «Нехватка воды приводит к увяданию долины Сан-Хоакин в Калифорнии» . Newsweek . Проверено 5 декабря 2020 г. {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[4] «Калифорния, Сан-Хоакин: партнерство, жилье – новости сельской миграции | Миграционный диалог» . migration.ucdavis.edu . Проверено 13 декабря 2020 г.

[:2-5] «Связь источников селена с экосистемами: ирригация» . www.usgs.gov . Проверено 9 ноября 2020 г.

[6] Прессер, Тереза С.; Олендорф, Гарри М. (1 ноября 1987 г.). «Биогеохимический круговорот селена в долине Сан-Хоакин, Калифорния, США» . Экологический менеджмент . 11 (6): 805–821. Бибкод : 1987EnMan..11..805P . дои : 10.1007/BF01867247 . ISSN 1432-1009 . S2CID 153921880 .

[7] «Долина Сан-Хоакин» . Фонд водного образования . 22 июня 2020 г. Проверено 15 декабря 2020 г.

[:33-8] Jump up to: ^а ^б «Слив Сан-Луиса» . Фонд водного образования . 22 июня 2020 г. Проверено 15 декабря 2020 г.

[:122-9] Jump up to: ^а ^б ^с Олендорф, Гарри М. (1 апреля 2002 г.). «Птицы Кестерсонского водохранилища: историческая перспектива» . Водная токсикология . Состояние науки и будущие потребности в селеновых водных критериях. 57 (1): 1–10. Бибкод : 2002AqTox..57....1O . дои : 10.1016/S0166-445X(01)00266-1 . ISSN 0166-445X . ПМИД 11879934 .

[:222-10] Jump up to: ^а ^б ^с Флюри, Маркус; Франкенбергер, Уильям Т.; Жюри, Уильям А. (30 мая 1997 г.). «Долгосрочное истощение селена из обезвоженных отложений Кестерсона» . Наука об общей окружающей среде . 198 (3): 259–270. Бибкод : 1997ScTEn.198..259F . дои : 10.1016/S0048-9697(97)05460-0 . ISSN 0048-9697 .

[11] Дойл, Майкл (23 января 2013 г.). «Еще один вопрос водного округа Вестлендс выносится на рассмотрение Федерального претензионного суда» . Газеты Макклатчи . Проверено 11 ноября 2020 г.

[:0-12] Jump up to: ^а ^б Прессер, Т.С. (1994). «Эффект Кестерсона» . Экологический менеджмент . 18 (3): 437–454. Бибкод : 1994EnMan..18..437P . дои : 10.1007/BF02393872 . S2CID 46919906 .

[:4-13] Прессер, Тереза С. (1 мая 1994 г.). «Эффект Кестерсона» . Экологический менеджмент . 18 (3): 437–454. Бибкод : 1994EnMan..18..437P . дои : 10.1007/BF02393872 . ISSN 1432-1009 . S2CID 46919906 .

[14] «Отравление селеном рыбы и диких животных в природе: уроки двенадцати примеров из реальной жизни» . Экологическая химия селена . ЦРК Пресс. 3 февраля 1998 г. стр. 337–376. дои : 10.1201/9781482269949-21 . ISBN 978-0-429-07812-5 . Проверено 18 декабря 2020 г.

[15] «Селен (Se) – Химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду» . www.lenntech.com . Проверено 9 ноября 2020 г.

[:1-16] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Олендорф, Гарри М.; Хотем, Роджер Л.; Банк, Кристин М.; Маруа, Кэтрин К. (1 июля 1990 г.). «Биоаккумуляция селена у птиц в водохранилище Кестерсон, Калифорния» . Архив загрязнения окружающей среды и токсикологии . 19 (4): 495–507. Бибкод : 1990ArECT..19..495O . дои : 10.1007/BF01059067 . ISSN 1432-0703 . ПМИД 2386406 . S2CID 6384962 .

[17] Франкенбергер (10 июня 1994 г.). Селен в окружающей среде . ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8247-8993-0 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]