Un nuevo método para reconstruir los cambios en las fuentes de nitrógeno a lo largo del tiempo ha permitido a los científicos conectar el exceso de nutrientes en las aguas costeras de West Maui, Hawai, a una instalación de tratamiento de aguas residuales que inyecta aguas residuales tratadas en el suelo.

La proliferación de algas y la degradación de los arrecifes de coral a lo largo de la costa de Maui se han atribuido a la contaminación por nutrientes, y estudios anteriores han sugerido que la planta de recuperación de aguas residuales de Lahaina es una fuente importante de exceso de nutrientes en las aguas costeras. Experimentos anteriores con trazadores de tintes mostraron un vínculo directo entre el sitio de inyección de la instalación y pequeñas filtraciones submarinas que descargan agua dulce cerca de los arrecifes de coral. Pero hay muchas fuentes potenciales de nitrógeno, y ha sido difícil demostrar que el exceso de nitrógeno en el agua proviene de la planta de tratamiento.

"No tenían una pistola humeante para decir que el nitrógeno provenía de las aguas residuales, "dijo Adina Paytan, profesor investigador del Instituto de Ciencias Marinas de la UC Santa Cruz.

Paytan y el estudiante graduado de UCSC Joseph Murray trabajaron con las investigadoras del Servicio Geológico de EE. UU. Nancy Prouty y Sara Peek en el nuevo estudio, publicado el 3 de abril en Informes científicos .

"Si bien la descarga de aguas subterráneas submarinas es un proceso natural, los humanos están alterando la composición del agua, hacer que los arrecifes sean vulnerables a las actividades que hacemos en tierra, "Dijo Prouty.

Los investigadores desarrollaron un procedimiento para analizar los isótopos de nitrógeno incorporados en la estructura cristalina de los esqueletos de coral. Los corales depositan nuevo material de esqueleto en capas que se pueden ver en sección transversal y fechadas como anillos de árboles. Esto permitió a los investigadores correlacionar los cambios en los isótopos de nitrógeno en los corales con los cambios en las operaciones de la instalación de aguas residuales.

Además de las implicaciones para abordar la contaminación por nutrientes en Maui, Los nuevos hallazgos demuestran el poder de esta técnica para rastrear cambios históricos en los nutrientes en el agua de mar.

"Es una forma muy precisa y de alta resolución de registrar la contaminación pasada por nutrientes en el agua de mar, que es un gran problema a nivel mundial, "Dijo Paytan." Abre muchas posibilidades para observar la contaminación histórica por nitrógeno y otros cambios en las fuentes de nitrógeno a lo largo del tiempo. Y no tiene que usar coral, también puede usar conchas de almejas, por ejemplo."

En Maui, los investigadores recolectaron núcleos de corales en sitios cercanos a las filtraciones submarinas. Su análisis proporcionó un registro de 40 años de isótopos de nitrógeno incorporados en los esqueletos de coral. Los resultados mostraron un cambio dramático en los isótopos después de 1995, correspondiente a la implementación de un proceso de eliminación de nutrientes biológicos en la Planta de Recuperación de Aguas Residuales de Lahaina.

Paytan explicó que el proceso de eliminación de nutrientes elimina preferentemente los isótopos más ligeros de nitrógeno, por lo que el nitrógeno restante se enriquece en el isótopo nitrógeno-15 más pesado.

"No hay otro proceso que resulte en esta firma, por lo que tiene que ser de las aguas residuales, ", dijo." Aunque el proceso de tratamiento elimina parte del nitrógeno, hay tanto en las aguas residuales que aún queda mucho, y cuando lo inyectan en las aguas subterráneas, termina en aguas costeras ".

En febrero, la Corte Suprema de los Estados Unidos acordó escuchar un caso relacionado con la Instalación de Recuperación de Aguas Residuales de Lahaina y la Ley de Agua Limpia, con implicaciones potencialmente de gran alcance para las protecciones ambientales federales.