En toda América del Norte, arroyos y ríos se vuelven más salados, gracias a los descongeladores de carreteras, fertilizantes y otros compuestos salados que los humanos liberan indirectamente en las vías fluviales. Al mismo tiempo, los suministros de agua dulce se están volviendo más alcalinos.

Salado, el agua dulce alcalina puede crear grandes problemas para el suministro de agua potable, infraestructura urbana y ecosistemas naturales. Por ejemplo, cuando Flint, Michigan, cambió su principal fuente de agua al río Flint en 2014, la alta carga de sal del río combinada con tratamientos químicos para hacer que el agua sea más corrosiva, causando que el plomo se filtre de las tuberías de agua y creando una crisis de agua bien documentada en esa ciudad.

Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Maryland es el primero en evaluar los cambios a largo plazo en la salinidad y el pH del agua dulce a escala continental. Extraído de datos registrados en 232 sitios de monitoreo del Servicio Geológico de EE. UU. En todo el país durante los últimos 50 años, el análisis muestra aumentos significativos tanto en la salinización como en la alcalinización. Los resultados del estudio también sugieren un vínculo estrecho entre las dos propiedades, con diferentes compuestos de sal que se combinan para hacer más daño que cualquier sal por sí sola.

El analisis, que tiene implicaciones para la gestión del agua dulce y las estrategias de regulación de la sal en los Estados Unidos, Canadá y más allá, fue publicado el 8 de enero de 2018 Early Edition de la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias . Investigadores del Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas, la Universidad de Connecticut, la Universidad de Virginia y la Universidad de Chatham fueron coautores del estudio.

"Creamos el nombre 'Síndrome de salinización de agua dulce' porque nos dimos cuenta de que es un conjunto de efectos sobre la calidad del agua, con muchos iones de sal diferentes unidos entre sí. No lo sabíamos antes "dijo Sujay Kaushal, profesor de geología en la UMD y autor principal del estudio. "Mucha gente asume que cuando se aplica sal al paisaje, simplemente desaparece y desaparece. Pero la sal se acumula en los suelos y las aguas subterráneas y tarda décadas en eliminarse".

Los investigadores documentaron cambios químicos bruscos en muchos de los principales ríos del país, incluido el Mississippi, Hudson, Potomac, Neuse, Ríos canadienses y Chattahoochee. Muchos de estos ríos suministran agua potable a ciudades y pueblos cercanos, incluidos algunos de los centros urbanos más densamente poblados a lo largo de la costa este.

Según Kaushal, La mayoría de las investigaciones sobre salinización de agua dulce se han centrado en el cloruro de sodio, mejor conocida como sal de mesa, que también es la sustancia química dominante en los descongeladores de carreteras. Pero en términos de química, la sal tiene una definición mucho más amplia, que abarca cualquier combinación de iones cargados positiva y negativamente que se disocian en el agua. Algunos de los iones positivos más comunes que se encuentran en las sales, incluido el sodio, calcio, magnesio y potasio:pueden tener efectos dañinos en el agua dulce en concentraciones más altas.

"Estos 'cócteles' de sales pueden ser más tóxicos que una sola sal, ya que algunos iones pueden desplazar y liberar otros iones de suelos y rocas, agravando el problema, "dijo Kaushal, quien también tiene una cita en el Centro Interdisciplinario de Ciencias del Sistema Terrestre de la UMD. "Los ecotoxicólogos recién ahora están comenzando a comprender esto".

El estudio actual es el primero en tener en cuenta simultáneamente múltiples iones de sal en agua dulce en los Estados Unidos y el sur de Canadá. Los resultados sugieren que los iones de sal, perjudicial por derecho propio, también están elevando el pH del agua dulce, haciéndolo más alcalino. Durante el período de tiempo cubierto por el estudio, los investigadores concluyeron que el 37 por ciento del área de drenaje de los Estados Unidos contiguos experimentó un aumento significativo en la salinidad. Alcalinización, que está influenciado por una serie de factores diferentes además de la salinidad, aumentado en un 90 por ciento.

"Nuestro estudio es el primero en documentar un vínculo entre el aumento de la salinización y la alcalinización a escala continental. Hasta ahora, no apreciamos completamente el papel que juegan las diferentes sales en la alteración del pH de los arroyos y ríos de nuestro país, "dijo el coautor del estudio, Gene Likens, presidente emérito del Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas y distinguido profesor de investigación de la Universidad de Connecticut. "El contenido de sal y el pH son aspectos fundamentales de la química del agua, por lo que estos son cambios importantes en las propiedades del agua dulce ".

Las causas fundamentales del aumento de la sal en las vías fluviales varían de una región a otra, Dijo Kaushal. En el nevado Atlántico Medio y Nueva Inglaterra, La sal para carreteras aplicada para mantener las carreteras en invierno es el principal culpable. En el Medio Oeste fuertemente agrícola, los fertilizantes, en particular los que tienen un alto contenido de potasio, también contribuyen de manera importante. En otras regiones, Residuos mineros y erosión del hormigón. las rocas y los suelos liberan sales a los cursos de agua adyacentes.

"Descubrimos que el pH de algunos ríos comenzó a aumentar en las décadas de 1950 y 1960, décadas antes de la implementación de las regulaciones de lluvia ácida, "dijo Michael Pace, profesor de ciencias ambientales en la Universidad de Virginia y coautor del estudio. "También observamos un aumento de las concentraciones de sal en el sureste, donde no aplican sales de carretera. Estas tendencias sorprendentes presentaron un rompecabezas que nuestro equipo trabajó en conjunto para resolver ".

En el suroeste del desierto hambriento de agua, donde las concentraciones de sal han sido históricamente muy altas, Kaushal y sus colegas documentaron una disminución general de la salinidad a lo largo del tiempo. Los investigadores atribuyen esta disminución a una variedad de factores, incluidos los cambios en el uso de la tierra y el agua, junto con un esfuerzo por parte de los gobiernos estatales y locales occidentales para reducir las entradas de sal y mejorar las estrategias de gestión de los recursos hídricos. Por ejemplo, en 1973, los siete estados occidentales incluidos en la cuenca del río Colorado crearon el Foro de control de la salinidad de la cuenca del río Colorado para apoyar los esfuerzos de control de la salinidad.

Kaushal señaló que ya existen muchas estrategias para manejar la contaminación por sal. La evidencia sugiere que las salmueras pueden ser más eficientes que la sal granulada para descongelar carreteras, produciendo el mismo efecto con un menor aporte total de sal. El pre-salado antes de un evento de nieve importante también puede mejorar los resultados. Kaushal también dijo que muchas ciudades y estados del Atlántico Medio y del noreste tienen equipos anticuados e ineficientes para esparcir sal que necesitan una actualización desde hace mucho tiempo.

"También, no todas las sales se crean por igual en términos de su capacidad para derretir hielo a ciertas temperaturas, "Kaushal agregó." Elegir los compuestos de sal adecuados para las condiciones adecuadas puede ayudar a derretir la nieve y el hielo de manera más eficiente con menos entrada de sal, lo que contribuiría en gran medida a resolver el problema ".

Kaushal y sus colegas notan problemas similares con la aplicación de fertilizantes en entornos agrícolas. En muchos casos, La aplicación de la cantidad adecuada de fertilizante en el momento adecuado de la temporada puede ayudar a reducir la producción general de sales en los arroyos y ríos cercanos. Los investigadores también señalan que las estrategias de desarrollo urbano más cuidadosas —principalmente construir más lejos de las vías fluviales y diseñar sistemas de drenaje de aguas pluviales más efectivos— pueden ayudar a reducir la cantidad de sal arrastrada del concreto erosionado.

"Como una sociedad, estamos abordando los problemas de calidad del agua de las aguas residuales, carga de aguas residuales y nutrientes, "dijo Tom Torgersen, director del programa de Sostenibilidad del Agua y Clima de la National Science Foundation, que financió la investigación. "Pero nuestro impacto en la calidad del agua sigue siendo significativo como resultado del aumento de nuestra población, el tamaño de nuestra infraestructura construida y otros factores. La gestión de los impactos en la calidad del agua sigue siendo un desafío ".

Los investigadores también señalan la necesidad de monitorear y reemplazar las viejas tuberías de agua en todo el país que se han visto afectadas por la corrosión y las incrustaciones. o la acumulación de depósitos minerales y películas microbianas. Tales tuberías son particularmente vulnerables a las más saladas, más agua alcalina, que puede exacerbar la liberación de metales tóxicos y otros contaminantes.

"Todas las tendencias que estamos viendo en los datos sugieren que debemos considerar el tema de la contaminación por sal y comenzar a tomarlo en serio, "Kaushal dijo." La Agencia de Protección Ambiental no regula las sales como contaminantes primarios en el agua potable a nivel federal, y existe inconsistencia en el manejo de la contaminación por sal a nivel local. Estos factores son algo que las comunidades deben abordar para proporcionar agua potable ahora y para las generaciones futuras ".

El trabajo de investigación, "El síndrome de salinización de agua dulce a escala continental, "Sujay Kaushal, Gene Likens, Michael Pace, Ryan Utz, Shahan Haq, Julia Gorman y Melissa Grese, fue publicado el 8 de enero de 2018 Early Edition de la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .