Una tormenta de verano puede rejuvenecer el paisaje, pero la escorrentía que crea puede contener contaminantes, como la bacteria E. Coli, que pueden afectar negativamente la calidad del agua en ríos y arroyos. Peng Dai, estudiante de posgrado en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad Estatal de Dakota del Sur, está probando un medio económico pero eficiente de eliminar la E. coli de la escorrentía de aguas pluviales:virutas de acero.

"Las aguas pluviales pueden llevar desechos humanos y animales a ríos y arroyos, "dijo Dai, quien completó su maestría en mayo. Su asesor de investigación es el profesor asistente Guanghui Hua. Los distritos de desarrollo hídrico de East Dakota y James River y el Departamento de Transporte de EE. UU. A través del Mountain Plains Consortium financiaron el proyecto.

La contaminación por E. coli es uno de los principales daños a la calidad del agua del río Big Sioux según el Departamento de Medio Ambiente y Recursos Naturales de Dakota del Sur. Las pruebas en varios sitios de drenaje de aguas pluviales en Brookings mostraron que las concentraciones de E. coli en estos sitios de drenaje después de una tormenta de verano pueden ser tan altas como 2, 000 unidades formadoras de colonias (ufc) por 100 mililitros (mL).

Hua explicó que un estudiante de posgrado anterior había probado la zeolita, escoria de piedra caliza y acero, un subproducto de la industria minera, así como virutas de acero. Esos resultados llevaron al estudio de Dai a centrarse en virutas de acero.

Las pruebas de columna pequeña mostraron que las virutas de acero al carbono pueden eliminar entre el 85 y el 98 por ciento de E. coli del agua de drenaje pluvial simulada. según Dai. Las virutas de acero probadas son materiales de desecho recolectados de un taller de maquinaria de Sioux Falls.

Dai examinó virutas de acero de un tamaño de 0,5 a 8 milímetros y utilizó agua de lluvia simulada con concentraciones de E. coli de niveles bajos (10 ufc / 100 ml) a niveles extremadamente altos (106 ufc / 100 ml). También evaluó el efecto de los niveles de pH 5, 7 y 9, así como tiempos de contacto de 5 a 20 minutos. "Controlé los niveles de nutrientes en el agua de tormenta simulada para que la E. coli sobreviviera pero no se multiplicara, "Explicó Dai.

Descubrió que las virutas de 0,5 a 2 mm funcionaban mejor. Además, "cuanto mayor sea el tiempo de contacto, el mejor. A los 20 minutos, las astillas de acero pueden eliminar casi el 99 por ciento de E. coli, "Dijo Dai. Aunque el pH más bajo produjo mejores resultados, Dai registró tasas de eliminación de al menos el 90 por ciento para todos los niveles de pH probados.

Además de la prueba de flujo continuo, Dai simuló eventos de agua de lluvia intermitentes en los que el agua circuló durante seis horas, luego las astillas se secaron durante seis horas, seguido de seis horas de flujo. "Funcionaron igual:las virutas aún mantienen una tasa de eliminación de alta eficiencia, ", dijo Dai. Su investigación proporcionó las bases para otro estudiante de posgrado que está diseñando un filtro para pruebas a escala piloto.

Hua ha identificado el sitio de South Brookings donde el agua de lluvia de un área residencial de 10 acres desemboca en un estanque de retención. "La estructura, que parece una caja abierta, se colocará en la entrada del estanque, por lo que el drenaje de aguas pluviales pasa a través del medio de acero para la eliminación de E. coli ". Él anticipa tener la estructura en su lugar este verano.