Un estudio reciente dirigido por investigadores de la Universidad de Maryland encontró que los arroyos y ríos de los Estados Unidos se han vuelto más salados y alcalinos en los últimos 50 años. gracias a los descongeladores de carreteras, fertilizantes y otros compuestos salados que los humanos liberan indirectamente en las vías fluviales. El equipo denominó este efecto "Síndrome de salinización de agua dulce".

Una nueva investigación del mismo grupo liderado por la UMD analiza más de cerca lo global, Consecuencias regionales y locales del síndrome de salinización de agua dulce. El grupo encontró que salado, el agua dulce alcalina puede liberar una variedad de productos químicos, incluidos metales tóxicos y compuestos nocivos que contienen nitrógeno, de lechos de arroyos y suelos en cuencas de drenaje. Los resultados sugieren además que muchos de estos químicos viajan juntos a lo largo de las cuencas hidrográficas, formando "cócteles químicos" que pueden tener efectos más devastadores en el suministro de agua potable y los ecosistemas en comparación con los contaminantes individuales por sí solos.

El último trabajo del grupo, que incluye observaciones de campo del Washington, D.C. y las áreas metropolitanas de Baltimore, destaca la necesidad de una regulación y estrategias de gestión de la contaminación nuevas y más completas. El equipo de investigación publicó sus hallazgos el 3 de diciembre. 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, que la sal también libera una gran cantidad de sustancias químicas colaterales peligrosas, "dijo Sujay Kaushal, profesor de geología en la UMD y autor principal del estudio. "Está claro que las agencias reguladoras necesitan encontrar nuevas formas de abordar estos 'cócteles químicos' liberados por el agua más salada, en lugar de analizar los contaminantes de agua dulce individuales uno por uno ".

Salado, Ya se sabe que el agua dulce alcalina crea 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.

El último proyecto de investigación de Kaushal y sus colegas investigó con más detalle los impactos de los cócteles químicos creados por agua más salada. El grupo comenzó evaluando datos previamente publicados de ríos en los EE. UU., Europa, Canadá, Rusia, China e Irán, expandiendo sustancialmente los 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 a 50 años, con algunos datos que se remontan lo suficiente como para respaldar una tendencia de 100 años.

? "Dado lo que estamos encontrando, Sigo sorprendido por el alcance y la magnitud de la reciente degradación de las aguas superficiales de la Tierra, "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. "La formación de cócteles químicos novedosos está provocando un deterioro mucho más allá de mis expectativas".

En los nevados estados del Atlántico Medio y Nueva Inglaterra, La sal para carreteras aplicada a las carreteras en invierno es una de las causas principales del síndrome de salinización de agua dulce. Kaushal y sus colegas profundizaron en las consecuencias químicas de la sal para carreteras al realizar estudios de campo detallados en arroyos ubicados cerca de Washington. D.C. y Baltimore.

En un conjunto de observaciones, los investigadores tomaron muestras de agua del arroyo Paint Branch cerca del campus de la 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 los arroyos por la nieve derretida.

"Pensamos que sería interesante obtener una vista de la química en un río urbano durante una tormenta de nieve, "dijo Kelsey Wood (B.S. '15, geología), estudiante de posgrado en geología en la UMD y coautor del estudio. "Las concentraciones de sal durante la tormenta de nieve fueron sorprendentemente altas, era como si estuviéramos analizando el agua del mar. Pero no esperábamos un pico correspondiente en metales tan alto".

Investigaciones anteriores han demostrado que el agua muy salada puede forzar a los metales, especialmente al cobre, cadmio, manganeso y zinc:de los suelos del lecho de los arroyos al agua de los arroyos. En el arroyo Paint Branch, Kaushal y sus colegas notaron grandes picos en el cobre, manganeso y zinc inmediatamente después de la tormenta de nieve. En un conjunto similar de observaciones en Washington, Rock Creek de DC, el equipo observó picos notables en el cadmio, cobre y zinc después de otras tormentas de nieve.

En otra serie de experimentos, los investigadores agregaron sal artificialmente 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 la adición de sal. Los datos río abajo mostraron un pico instantáneo en el cobre liberado del lecho del río, sugiriendo una conexión directa entre el contenido de sal del arroyo y el cobre en el agua.

Las concentraciones de iones de sal pueden permanecer altas durante meses después de una tormenta, Añadió Kaushal. Esto alarga la cantidad de tiempo que la sal puede extraer metales del suelo, resultando en cócteles nocivos de metales y sales transportados corriente 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 tiene una cita en el Centro Interdisciplinario de Ciencias del Sistema Terrestre de la UMD. "Esta alta carga de sal no solo libera metales y otros contaminantes, pero también hay evidencia de que el pulso de sal inicial libera otros iones de sal del lecho del río y del suelo, como magnesio y potasio, lo que contribuye aún más a mantener altos los niveles generales de sal ".

En el Medio Oeste fuertemente agrícola y áreas de los estados del Atlántico Medio, Los fertilizantes agrícolas son una causa importante del síndrome de salinización de agua dulce. Para investigar más, El equipo de investigación analizó datos de calidad del agua de 26 sitios de monitoreo diferentes del Servicio Geológico de EE. UU. (USGS) a lo largo de los ríos en estas áreas.

Estas estaciones del USGS recopilaron datos cada 15 minutos sobre la salinidad, iones de pH y nitrato:un subproducto nocivo de los fertilizantes agrícolas y otros contaminantes. Estas mediciones de alta frecuencia le brindaron al equipo de investigación información valiosa en tiempo real, con varios de los ríos mostrando una conexión clara y casi inmediata entre el aumento de la salinidad y las concentraciones de nitrato.

"A mi, este estudio destaca la necesidad de ver la sal como un contaminante emergente en el agua dulce, "dijo Shahan Haq (B.S. '14, Ciencias fisicas), estudiante de posgrado en 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 nuestra 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. directamente después de las aplicaciones de sal en las carreteras ".