Mudanças na qualidade da água dos rios da China desde 1980: implicações de gestão do desenvolvimento sustentável

npj Clean Water volume 6, Número do artigo: 45 (2023) Citar este artigo

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As atividades humanas e as alterações climáticas ameaçam a qualidade da água nos rios da China. Simulamos as concentrações mensais de nitrogênio total fluvial (TN), nitrogênio amoniacal (NH3-N), fósforo total (TP) e demanda química de oxigênio (CODMn) em 613 subbacias hidrográficas das 10 principais bacias hidrográficas do país durante a década de 1980. –Período de 2050 com base em um conjunto de dados de monitoramento de 16 anos (2003–2018) usando modelos de aprendizado de máquina empilhados. Os resultados mostraram que a qualidade da água melhorou acentuadamente, com excepção da concentração de TN, o que provavelmente se deveu à falta de uma meta de controlo e de um sistema de avaliação de TN. A análise quantitativa indicou que os fatores antropogênicos foram os controles primários em comparação com os fatores climáticos e geográficos para as concentrações de TN, TP e NH3-N. Com base em todos os 17 objectivos de desenvolvimento sustentável (ODS) relevantes para a qualidade da água na China, os recursos hídricos, o ambiente hídrico, a ecologia aquática e a segurança hídrica devem ser considerados colectivamente para alcançar melhorias no estado ecológico dos rios da China.

Os rios são canais importantes para a migração e transporte de matéria entre a terra e os lagos ou oceanos, fornecendo abundantes recursos de água doce para água potável, irrigação, aquicultura, navegação e geração de energia1,2. No entanto, os ecossistemas fluviais estão a sofrer uma deterioração generalizada e estão globalmente ameaçados pelas actividades antropogénicas e pelas alterações climáticas3,4. Um estudo global revelou que quase 80% (4,8 mil milhões) da população mundial (em 2000) vive em áreas com uma elevada incidência de ameaças (>75%) à segurança humana da água5. Pior ainda, um terço da população mundial não tem acesso a água potável6. Face aos desafios actuais, é urgente diagnosticar as ameaças à qualidade da água dos rios numa vasta gama de escalas de tempo e espaço, remediar as suas causas subjacentes e limitar as ameaças provenientes da fonte para proteger os recursos de água doce dos rios5.

Os rios da China sofreram profundas deficiências na qualidade da água devido à inegável pressão do desenvolvimento económico sobre o ambiente desde a Reforma e Abertura da China em 19787. Foi confirmado que a poluição da água na China é uma das principais causas de 40 mil milhões de metros cúbicos de escassez de água na China. China por ano8. A elevada entrada de nutrientes antrópicos é uma causa crítica da redução da qualidade da água nos rios chineses. De acordo com estimativas de modelos multiescala, a entrada total de nitrogênio dissolvido (TDN) e fósforo total dissolvido (TDP) nos rios da China em 2012 foi de 28 Tg e 3 Tg, respectivamente9. Além disso, o excesso de nutrientes dos rios foi transportado para os lagos e para o oceano, resultando em episódios frequentes de florações e marés vermelhas, colocando em perigo a saúde humana e aquática e os serviços ecossistémicos10. Felizmente, a qualidade da água interior em toda a China apresentou uma melhoria acentuada ou foi mantida em níveis favoráveis ​​em todo o país entre 2003 e 2017, o que é atribuído a reduções na descarga de nutrientes11,12. Em 2022, uma investigação nacional de 3.641 locais de amostragem em rios, lagos e reservatórios em toda a China mostrou que 12,1% dos locais de amostragem tinham qualidade da água inferior à Classe III de acordo com o Padrão de Qualidade Ambiental de Águas Superficiais da China (GB3838-2002), enquanto 0,7 % de locais apresentavam uma condição mais grave e pior do que a Classe V13. Ao longo das últimas quatro décadas desde a Reforma e Abertura, no contexto do equilíbrio entre o desenvolvimento económico e a protecção ambiental, é essencial identificar os padrões de qualidade da água e os mecanismos subjacentes nos rios da China para fornecer referências e informações para a protecção da qualidade da água dos rios em países em desenvolvimento7.

Vários estudos foram dedicados aos padrões de qualidade da água nos rios da China e aos seus factores associados, tais como a quantificação de entradas de N e P nos rios chineses de diferentes fontes em múltiplas escalas9, o ciclo de nutrientes nos sistemas fluviais, incluindo fontes, transformação e fluxo14,15, e os padrões espaciais de qualidade da água e covariáveis ​​críticas de comprometimento do rio12,16,17,18. No entanto, ainda existem lacunas na compreensão da variação espaço-temporal e do mecanismo subjacente da qualidade da água dos rios da China nas últimas quatro décadas. Em primeiro lugar, a falta de dados de monitorização regular a longo prazo a nível nacional é o principal obstáculo no estudo dos impactos na qualidade da água dos rios, porque os dados de monitorização rastreáveis ​​e disponíveis apenas se estendem a partir de 200312,19. Em segundo lugar, a identificação dos mecanismos impulsionadores da variação da qualidade da água do rio está sujeita à resolução em escala temporal e espacial de modelos fatoriais e variáveis ​​explicativas (incluindo características geográficas naturais, indicadores socioeconômicos, dados de uso da terra e fatores meteorológicos)12,17. Finalmente, é um desafio superar as barreiras à investigação científica e às aplicações de gestão, e aplicar a compreensão da variação histórica da qualidade da água dos rios e dos mecanismos de condução para a futura gestão da qualidade da água e a consecução dos objectivos de desenvolvimento sustentável (ODS)7,10.