Un estudio reciente dirigido por investigadores de la Universidad de Maryland descubrió que los arroyos y ríos de los Estados Unidos se han vuelto más salados y más alcalinos en los últimos 50 años, gracias a los deshielos, fertilizantes y otros compuestos salados que los humanos liberan indirectamente en las vías fluviales.El equipo denominó a este efecto "Síndrome de salinización de agua dulce".
Una nueva investigación del mismo grupo dirigido por UMD analiza más de cerca las consecuencias globales, regionales y locales del Síndrome de Salinización de Agua Dulce. El grupo descubrió que el agua dulce alcalina y salada puede liberar una variedad de productos químicos, incluidos metales tóxicos y nitrógeno dañino.que contienen compuestos, provenientes de cauces y suelos en cuencas de drenaje. Los resultados sugieren además que muchos de estos químicos viajan juntos a través de las cuencas hidrográficas, formando "cócteles químicos" que pueden tener efectos más devastadores en los suministros de agua potable y los ecosistemas en comparación con los contaminantes individuales.
El último trabajo del grupo, que incluye observaciones de campo de las áreas metropolitanas de Washington, DC y Baltimore, resalta la necesidad de una regulación nueva y más integral y estrategias de gestión de la contaminación. El equipo de investigación publicó sus hallazgos el 3 de diciembre de 2018 en la revista Transacciones filosóficas de la Royal Society B .
"La conclusión de nuestros hallazgos es que cuando los humanos agregan sal a las vías fluviales, esa sal también libera una gran cantidad de productos químicos colaterales peligrosos", dijo Sujay Kaushal, profesor de geología en la UMD y autor principal del estudio. "Está claroque las agencias reguladoras necesitan encontrar nuevas formas de abordar estos 'cócteles químicos' liberados por el agua salada, en lugar de mirar los contaminantes individuales del agua dulce uno por uno ".
Ya se sabe que el agua dulce alcalina y salada crea grandes problemas para el suministro de agua potable, la infraestructura urbana y los ecosistemas naturales. Por ejemplo, cuando Flint, Michigan, cambió su fuente de agua primaria al río Flint en 2014, la alta carga de sal combinada del ríocon tratamientos químicos para hacer que el agua sea más corrosiva, lo que provoca la filtración de las tuberías de agua y crea una crisis de agua bien documentada en esa ciudad.
El último proyecto de investigación de Kaushal y sus colegas investigó los impactos de los cócteles químicos creados por agua salada con más detalle. El grupo comenzó evaluando datos publicados previamente de ríos en los EE. UU., Europa, Canadá, Rusia, China e Irán, expandiéndose sustancialmentelos límites geográficos del trabajo previo de los investigadores. Su análisis sugiere que el síndrome de salinización de agua dulce podría ser un fenómeno global, con el apoyo más concluyente que muestra una tendencia constante de aumento de iones de sal en los ríos de EE. UU. y Europa. Estas tendencias se remontan al menos 50años, con algunos datos que se remontan lo suficiente como para soportar una tendencia de 100 años.
? "Dado lo que estamos encontrando, sigo sorprendido por el alcance y la magnitud de la degradación reciente de las aguas superficiales de la Tierra", dijo el coautor del estudio Gene Likens, presidente emérito del Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas y un distinguidoprofesor de investigación en la Universidad de Connecticut: "La formación de nuevos cócteles químicos está causando un deterioro mucho más allá de mis expectativas".
En los nevados estados del Atlántico Medio y Nueva Inglaterra, la sal de carretera aplicada a las carreteras en invierno es una causa principal del Síndrome de Salinización de Agua Dulce. Kaushal y sus colegas profundizaron en las consecuencias químicas de la sal de carretera al realizar estudios de campo detallados enarroyos ubicados cerca de Washington, DC y Baltimore.
En un conjunto de observaciones, los investigadores tomaron muestras de agua de la corriente de Paint Branch cerca del campus de UMD antes, durante y después de una tormenta de nieve de 2017. Este aspecto del estudio permitió al equipo rastrear los efectos de la sal de la carretera arrastrada a las corrientes porla nieve derritiéndose
"Pensamos que sería interesante tener una visión de la química en un río urbano durante una tormenta de nieve", dijo Kelsey Wood BS '15, geología, un estudiante graduado de geología en la UMD y coautor del estudio."Las concentraciones de sal durante la tormenta de nieve fueron sorprendentemente altas, fue como si estuviéramos analizando el agua de mar. Pero no esperábamos un pico correspondiente tan alto en los metales".
Investigaciones anteriores han demostrado que el agua muy salada puede forzar a los metales, especialmente cobre, cadmio, manganeso y zinc, a salir de los suelos fluviales y al agua de la corriente. En la corriente de Paint Branch, Kaushal y sus colegas notaron grandes picos de cobre,manganeso y zinc inmediatamente después de la tormenta de nieve. En un conjunto similar de observaciones en Rock Creek en Washington, DC, el equipo observó picos notables en cadmio, cobre y zinc después de otras tormentas de nieve.
En otra serie de experimentos, los investigadores agregaron artificialmente sal al arroyo Gwynns Falls cerca de Baltimore para simular lo que sucede durante una tormenta de nieve y midieron las concentraciones de cobre en el agua antes, durante y después de agregar sal. Los datos posteriores mostraron un aumento instantáneo encobre liberado del cauce, lo que sugiere una conexión directa entre el contenido de sal de la corriente y el cobre en el agua.
Kaushal agregó que las concentraciones de iones de sal pueden permanecer altas durante meses después de una tormenta. Esto alarga la cantidad de tiempo que la sal puede extraer metales del suelo, lo que resulta en cócteles nocivos de metales y sales transportados mucho más abajo.
"Al observar los datos de calidad del agua durante varios meses en el invierno, la sal permanece alta y rara vez tiene la oportunidad de volver a la línea de base antes de que llegue la próxima tormenta y se ponga más sal en las carreteras", dijo Kaushal, quien también tienecita en el Centro Interdisciplinario de Ciencias del Sistema Terrestre de la UMD. "Esta alta carga de sal no solo libera metales y otros contaminantes, sino que también hay evidencia de que el pulso de sal inicial libera otros iones de sal de la corriente y los suelos, como el magnesio y el potasio, que ademáscontribuir a mantener altos los niveles generales de sal ".
En el medio oeste altamente agrícola y las áreas de los estados del Atlántico Medio, los fertilizantes agrícolas son una causa importante del Síndrome de Salinización de Agua Dulce. Para investigar más a fondo, el equipo de investigación analizó los datos de calidad del agua de 26 sitios diferentes de monitoreo del Servicio Geológico de EE. UU.a lo largo de los ríos en estas áreas.
Estas estaciones USGS recolectaron datos cada 15 minutos sobre salinidad, pH e iones de nitrato, un subproducto dañino de fertilizantes agrícolas y otros contaminantes. Estas mediciones de alta frecuencia le dieron al equipo de investigación información valiosa en tiempo real, con varios de los ríos mostrandoUna conexión clara y casi inmediata entre el aumento de la salinidad y las concentraciones de nitrato.
"Para mí, este estudio destaca la necesidad de ver la sal como un contaminante emergente en el agua dulce", dijo Shahan Haq BS '14, ciencias físicas, un estudiante graduado de geología en la UMD y coautor del estudio ".La capacidad de la sal para mover metales pesados como el cobre de los sedimentos al agua podría tener implicaciones peligrosas para el agua potable y podría ser tóxica para la vida silvestre. Nuestras observaciones sugieren que algunos ríos ya están en riesgo, especialmente aquí en el este de los EE. UU."
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Materiales proporcionados por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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