El aumento de la escorrentía orgánica como resultado del cambio climático puede estar reduciendo la penetración de la luz solar ultravioleta (UV) que mata patógenos en los lagos interiores, ríos y aguas costeras, según un nuevo estudio en la revista Informes científicos . Los resultados, de un equipo que incluye investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer, señala el potencial de un aumento de patógenos transmitidos por el agua.

Los científicos ya han medido un aumento en el "pardeamiento" de las aguas del mundo, un fenómeno causado por más materia orgánica que llega desde la tierra circundante. El nuevo estudio, dirigido por la Universidad de Miami en Ohio, analizó muestras de agua y utilizó un modelo basado en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) para cuantificar, por primera vez, el impacto de la materia orgánica disuelta en el potencial de la radiación ultravioleta del sol para matar patógenos en el agua.

Un aumento en la materia orgánica disuelta no solo dificulta que la luz solar desinfecte los cuerpos de agua, También dificulta que las plantas de tratamiento de agua funcionen con eficacia. dijo el autor principal Craig Williamson, ecologista de la Universidad de Miami. En los Estados Unidos, De 12 a 19 millones de personas ya se enferman anualmente por patógenos transmitidos por el agua.

Kevin Rose, la Cátedra de Desarrollo Profesional Frederic R. Kolleck '52 en Ecología de Agua Dulce en Rensselaer, reunió gran parte de los datos sobre materia orgánica disuelta en muestras de agua para evaluar el potencial de la radiación ultravioleta para matar patógenos.

"La claridad del agua está disminuyendo en muchas regiones debido a factores como el pardeamiento, y esta investigación demuestra que este cambio probablemente está disminuyendo la desinfección natural de patógenos potencialmente dañinos, "dijo Rose.

El equipo utilizó muestras de agua de lagos de todo el mundo, de Pensilvania y Wisconsin, a Chile y Nueva Zelanda. Las pruebas determinaron la cantidad de materia orgánica disuelta contenida en cada muestra, y las longitudes de onda de la luz, incluidas las longitudes de onda ultravioleta, absorbidas por esa materia orgánica.

Utilizando el modelo troposférico ultravioleta-visible, que simula cómo se dispersa y absorbe la luz ultravioleta a medida que atraviesa la atmósfera de la Tierra, los investigadores determinaron cuánta luz ultravioleta llega a la superficie de los lagos durante todo el año. Los investigadores también analizaron la reflexión y la refracción de la superficie de cada lago para calcular cuánta luz penetra en los lagos y luego, finalmente, cuán profundamente llega.

El modelo troposférico ultravioleta-visible también calcula el poder desinfectante esperado de la luz ultravioleta en un cuerpo de agua en particular en función de su materia orgánica disuelta y otras características. una medida conocida como "potencial de inactivación solar (SIP)". En algunos casos, los investigadores calcularon el SIP en diferentes partes de, o por diferentes períodos de tiempo en, el mismo lago.

Los resultados permitieron a los científicos cuantificar los impactos de la materia orgánica disuelta. Por ejemplo, el SIP de verano para un lago en el noreste de Pensilvania, que, junto con otros lagos regionales ha experimentado un pardeamiento significativo en las últimas décadas, se redujo aproximadamente a la mitad entre 1994 y 2015.

En el lago Tahoe de California, el SIP en el centro relativamente prístino del lago puede ser hasta 10 veces mayor que en Tahoe Meeks Bay, un área al borde del lago que es muy utilizada por humanos y tiene un nivel mucho más alto de materia orgánica disuelta.

Los científicos también mostraron cómo el SIP puede disminuir drásticamente después de un evento de fuertes lluvias utilizando muestras de agua recolectadas de la región donde el río Manitowoc desemboca en el lago Michigan. que abastece de agua potable a más de 10 millones de personas. Modelado basado en muestras tomadas antes y después de que pasara una fuerte tormenta el 21 de junio, 2011, mostró que el SIP puede haber disminuido hasta en un 22 por ciento debido a la materia orgánica extra disuelta que se lavó en el área en esta única tormenta.