Una cuenca de detención seca junto a una carretera para recoger la escorrentía. prevenir inundaciones y tal vez controlar la infiltración de nitratos en las aguas subterráneas. Crédito:Lauren E. McPhillips, Penn State
Dondequiera que vaya, hay cuencas de retención de aguas pluviales construidas cerca de grandes proyectos de construcción destinados a controlar el flujo de agua de lluvia y la escorrentía. Ahora, esas cuencas podrían ayudar a controlar la escorrentía de nitrógeno en ríos y lagos, según Lauren E. McPhillips, profesor asistente de ingeniería civil y ambiental en Penn State.
Hablando hoy (12 de agosto) en la reunión anual de la Sociedad Ecológica de América en Louisville, Kentucky, Ella explicó que ella y sus colegas de la Universidad de Cornell observaron las cuencas de detención de aguas pluviales en el área alrededor de Ithaca, Nueva York.
"Parte del objetivo de las cuencas de retención de aguas pluviales es administrar el flujo, ", dijo McPhillips." Cada vez más, estamos tratando de lograr más objetivos de calidad del agua ".
Controlar la escorrentía de la lluvia y atrapar sedimentos siempre ha sido un objetivo de estas ubicuas cuencas, pero las nuevas técnicas pueden hacerlas adecuadas también para eliminar el nitrato del agua. Las cuencas que examinaron los investigadores están en áreas urbanas y suburbanas, y el nitrato proviene de la deposición atmosférica en las carreteras, fertilizantes de combustión de automóviles y césped.
"Estas cuencas siempre se han tratado como cajas negras que miran el contenido de agua y el porcentaje de eficiencia, ", dijo McPhillips." Sin embargo, los diferentes diseños de estos lavabos funcionan de manera diferente, y ahora estamos analizando el rendimiento y los mecanismos específicos para la eliminación de nitrógeno ".
Una cuenca seca después de una tormenta retiene el agua por un corto período de tiempo. Crédito:Lauren E. McPhillips, Penn State
El nitrógeno es el objetivo porque, mientras que nuestra atmósfera está compuesta por un 78% de nitrógeno gaseoso, otras formas del elemento, como el nitrato, provocan un crecimiento excesivo de algas en los cuerpos de agua. Esta eutrofización elimina el oxígeno del agua y crea desiertos submarinos donde los peces y otras criaturas acuáticas no pueden vivir.
En general, Las cuencas de aguas pluviales son cuencas húmedas o cuencas secas. El agua pasa por cuencas secas en unos pocos días, mientras que las cuencas húmedas tienen agua estancada durante mucho más tiempo. Varias cosas pueden suceder con el nitrato en la cuenca. Puede pasar al agua subterránea y luego a los ríos, arroyos y lagos; puede ser absorbido por la vegetación; o puede convertirse en otros compuestos por microbios que viven en las cuencas.
Mientras que la descomposición de la vegetación de la cuenca devuelve el nitrato a la cuenca y al agua subterránea, algunos conjuntos microbianos pueden convertir el nitrato en nitrógeno gaseoso, quitarlo. Los investigadores tomaron muestras de las cuencas y comprobaron el ADN microbiano en busca de un gen que pueda permitir la conversión de nitrato en nitrógeno gaseoso. Este gen produce una enzima que puede convertir el nitrato en nitrógeno gaseoso.
"Típicamente, los lavabos están diseñados para estar secos, pero a medida que se acumula el sedimento de la escorrentía y la vegetación que crece en las cuencas, pueden convertirse en cuencas húmedas, "dijo McPhillips.
Una cuenca de detención húmeda contiene una gran cantidad de agua después de una tormenta, haciendo más completa la conversión de nitrato a nitrógeno gaseoso. Crédito:Lauren E. McPhillips
Descubrieron que la capacidad de producir nitrógeno gaseoso era mayor en las cuencas húmedas que en las secas. Sin embargo, También encontraron que la conversión parcial producía óxidos nitrosos y que el consumo de materia orgánica produce metano, ambos gases de efecto invernadero. Las cuencas húmedas mostraron niveles más altos del gen que permite la conversión completa de nitrato en nitrógeno gaseoso.
Según McPhillips, diseñar las cuencas para contener agua desde el principio podría disminuir la producción de óxidos nitrosos, porque cuanto más tiempo retienen el agua los lavabos, cuanto más completa sea la conversión de nitrato a nitrógeno gaseoso.
En cuanto al metano, McPhillips sugiere que diseñar las cuencas para que la capa de retención de agua esté debajo del suelo y no en la superficie de la cuenca podría evitar que el metano se libere a la atmósfera. Atrapado en el suelo el oxígeno degradaría el metano.
McPhillips ahora está buscando cuencas de retención de aguas pluviales en el campus de University Park de Penn State para realizar más investigaciones.
