Estados Unidos ha logrado enormes avances en la reducción de la contaminación del agua desde que se aprobó la Ley de Agua Limpia hace casi 50 años. Los ríos ya no se incendian cuando se encienden las manchas de petróleo en sus superficies. Y muchos puertos que alguna vez estuvieron contaminados con aguas residuales ahora atraen a nadadores y navegantes.

Pero a medida que se acerca el Día de la Tierra, es importante darse cuenta de que lo nuevo, Están surgiendo desafíos más complejos. En un estudio publicado a principios de este año, Descubrimos que un cóctel de sustancias químicas de muchas actividades humanas está haciendo que los ríos de EE. UU. sean más salados y alcalinos en todo el país. Asombrosamente, La sal para carreteras en invierno no es la única fuente:construcción, agricultura, y muchas otras actividades también juegan un papel en todas las regiones.

Estos cambios plantean serias amenazas para el suministro de agua potable, infraestructura urbana y ecosistemas naturales. La contaminación por sal no está actualmente regulada a nivel federal, y los controles estatales y locales son inconsistentes.

Nuestra investigación muestra que cuando se mezclan sales de diferentes fuentes, pueden tener impactos más amplios de los que tendrían individualmente. También muestra la importancia de apoyar el monitoreo de la calidad del agua a nivel nacional, para que podamos detectar y abordar otros problemas de contaminación que aún no se han reconocido.

Aguas alteradas

Nuestro grupo ha estado estudiando la salinización de agua dulce durante más de 15 años. En 2005 publicamos un artículo que demostró que los niveles de cloruro de sodio (sal común de mesa) estaban aumentando rápidamente en las aguas dulces del noreste de los Estados Unidos.

Hasta ese momento, Los científicos pensaban que la salinización era un problema grave principalmente en las regiones áridas donde el agua se evapora rápidamente. dejando atrás las sales. Pero descubrimos que estaba afectando a los principales suministros de agua potable, exceder los niveles tóxicos para algunos organismos acuáticos y persistir en el medio ambiente durante todo el año, incluso en regiones húmedas.

La principal causa que encontramos fue la propagación de superficies pavimentadas, como carreteras y estacionamientos. Las comunidades de las regiones frías utilizan sales de deshielo para quitar la nieve de las carreteras durante el invierno, y cuantas más carreteras construyan, más tratamiento se necesita. Descubrimos que un aumento del 1 por ciento en las superficies pavimentadas podría aumentar las concentraciones de sal en los cuerpos de agua cercanos a niveles más de 10 veces más altos que las condiciones prístinas de los bosques.

En 2013, publicamos otro estudio que muestra que los ríos se estaban volviendo más alcalinos en las regiones del este de los Estados Unidos. En ese momento la lluvia ácida, es decir, demasiado ácido en el agua de lluvia, causada por la contaminación del aire - ha sido un problema ambiental bien conocido durante varias décadas. Sin embargo, la alcalinización no se reconoció de la misma manera, y sus efectos aún no se conocen bien en la actualidad.

La alcalinización es lo opuesto a la acidificación:ocurre cuando el valor del pH del agua aumenta en lugar de disminuir. A medida que el agua se vuelve más alcalina, ciertos productos químicos disueltos en él pueden volverse tóxicos. Por ejemplo, el amonio es un nutriente en los ecosistemas de agua dulce, pero se convierte en gas amoniaco tóxico en concentraciones significativas en aguas con un pH alto. Las condiciones alcalinas también mejoran la liberación de fósforo de los sedimentos, que puede desencadenar molestas floraciones de algas y bacterias.

Descubrimos que un proceso que llamamos "meteorización acelerada por el ser humano" consistía en romper rocas y liberar minerales en los ríos que los hacían más alcalinos. El proceso de meteorización de rocas y minerales que se exportan a los ríos suele ser lento, pero demostramos que el desarrollo de la tierra y décadas de exposición a la lluvia ácida lo estaban acelerando. También sugerimos que el uso generalizado de materiales geológicos en fertilizantes y concreto fue un factor.

Identificación del síndrome de salinización de agua dulce

Nuestro estudio sobre la meteorización acelerada por humanos mostró que, junto con el cloruro de sodio, otras sales disueltas estaban aumentando en el agua dulce en grandes regiones del este de los Estados Unidos. Esto nos hizo preguntarnos si podría haber un vínculo con nuestro trabajo anterior sobre salinización en estas regiones.

Empezamos a reconocer que, en teoría, La contaminación salina y la meteorización acelerada por los humanos podrían estar enviando cantidades crecientes de sales alcalinas a los ríos de todo el país. y que esto podría incrementar sus niveles de pH. Sabíamos que el agua del océano que es naturalmente salado, tiene un pH más alto que el agua dulce porque ha acumulado altos niveles de sales alcalinas. Después de mucho análisis, propusimos que procesos interconectados similares podrían influir en la salinidad y el pH en el agua dulce.

Muchas fuentes liberan sales alcalinas al medio ambiente, incluida la intemperie de superficies impermeables, uso de fertilizantes y cal en la agricultura, drenaje de minas, escorrentía de riego y uso invernal de sal para carreteras. Inicialmente, partes de estas sales alcalinas se unen al suelo. Pero cuando entran en contacto con el sodio, por ejemplo, exceso de sal de la carretera:se producen reacciones químicas que liberan las sales alcalinas, que luego se vierten en ecosistemas de agua dulce.

A este proceso lo llamamos síndrome de salinización de agua dulce porque estaba produciendo múltiples efectos sobre las sales, alcalinidad y pH, que son propiedades químicas fundamentales del agua.

Diferentes causas por región

Descubrir este proceso fue un proyecto de equipo que requirió conocimientos de limnología (el estudio de las aguas continentales), geoquímica y geografía. Las causas varían de un lugar a otro, pero los resultados pueden ser similares.

Por ejemplo, los ríos se están volviendo más salinos y alcalinos en partes de Carolina del Norte, Florida, Virginia y otros estados que usan poca o ninguna sal para carreteras. Es probable que esto se deba a la meteorización acelerada por el hombre en lugares subyacentes de piedra caliza (que se disuelve cuando entra en contacto con el agua de lluvia ácida) y en áreas urbanizadas con mucha infraestructura de hormigón. así como la contaminación salina urbana de las aguas residuales, ablandadores de agua o fertilizantes.

Nuestra investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Y se basó en enormes cantidades de datos de monitoreo de ecosistemas en los Estados Unidos recopilados principalmente por el Servicio Geológico de EE. UU. Analizamos las tendencias a largo plazo en la química de los ríos durante cinco décadas y comparamos estas tendencias en diferentes sistemas fluviales y regiones importantes.

También analizamos las tendencias en los principales estuarios, como el río Hudson y la bahía de Chesapeake, investigar si los aportes cada vez más alcalinos de los ríos podrían influir en la química de las aguas costeras. Nuestros resultados muestran que los cambios en las sales pueden alterar las concentraciones de contaminantes como el exceso de fósforo y nutrientes que se encuentran atrapados en los sedimentos en estos sitios.

Manejo de la contaminación por sal

El síndrome de salinización del agua dulce está afectando el suministro de agua potable en muchas partes de los Estados Unidos. En algunos casos, está alterando el sabor del agua o amenazando la salud de las personas con hipertensión.

Existe una creciente preocupación de que las sales en el agua dulce puedan corroer las tuberías de agua y liberar metales tóxicos como el plomo en el agua potable. También pueden desencadenar reacciones que movilizan otros contaminantes y contaminantes de los suelos a los ríos.

Como han demostrado otros científicos, las mezclas de sales pueden ser más tóxicas para la vida acuática que una sola sal. La Agencia de Protección Ambiental actualmente no regula las sales como contaminantes primarios en el agua potable, y la regulación estatal y local de las emisiones de sal en áreas amplias de actividades como el tratamiento de carreteras es escasa e inconsistente.

Creemos que existe una gran necesidad de regulaciones federales y planes regionales para reducir la contaminación por sal en el agua dulce. Una estrategia sería reducir el uso de sales de carreteras calibrando la aplicación y ajustando las tasas de aplicación en función de la temperatura. Además, no todas las sales son iguales:puede ser más eficiente usar ciertas sales como anticongelantes a temperaturas más bajas. Finalmente, Las soluciones orgánicas de deshielo utilizan menos sal que las versiones convencionales.

Constantemente surgen nuevas formas de contaminación del agua, y es importante identificar cómo las diferentes actividades humanas aceleran los procesos geológicos en la naturaleza. El agua dulce representa solo alrededor del 3 por ciento del suministro total de agua de la Tierra (el resto está en los océanos), y siempre será necesario comprender y gestionar mejor este valioso recurso.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.