Además de aportar vitamina D, ayudar a que las flores crezcan y crear la excusa perfecta para ir a la playa, la luz del sol también ayuda a descomponer los productos químicos en los arroyos, Lagos y rios. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Michigan han desarrollado un modelo de oxígeno singlete para calcular cómo se descomponen determinadas sustancias químicas en el agua superficial.

Mientras que las piscinas usan azulejos azules para imitar el color del Caribe, la mayor parte del agua superficial es amarilla o marrón. Por ejemplo, Cataratas de Tahquamenon, un destino popular en la Península Superior, es conocido por el color caramelo de sus toboganes. Ese color proviene de los restos de hojas y corteza que producen taninos:polifenoles, o compuestos orgánicos naturales en plantas. Son estos desechos los que absorben la luz solar y crean el oxígeno singlete que degrada los contaminantes.

Esta especie reactiva de oxígeno causa lo que se llama transformación fotoquímica, un proceso en el que los materiales ligeros y oxidantes producen reacciones químicas. Pero, ¿cuánto tiempo tarda una sustancia química en particular en descomponerse bajo este ataque soleado y vegetativo?

Comprender cuántas horas o días tarda un contaminante en particular en descomponerse a la mitad ayuda a los ingenieros ambientales y científicos a proteger nuestras vías fluviales. Conocer la vida media de una sustancia química en particular ayuda a los administradores de recursos a estimar si esa sustancia química se está acumulando o no en el medio ambiente.

Daisuke Minakata, profesor asociado de civil, ingeniería ambiental y geoespacial en Michigan Tech, desarrolló un modelo integral de actividad reactiva que muestra cómo los mecanismos de reacción del oxígeno singlete funcionan contra un grupo diverso de contaminantes y calcula su vida media en un ambiente acuático natural.

"Probamos 100 productos orgánicos diferentes, compuestos estructuralmente diversos, "Dijo Minakata." Si conocemos la reactividad entre el oxígeno singlete y los contaminantes, podemos decir cuánto tiempo llevará degradar una estructura específica de un contaminante a la mitad de la concentración ".

Los colaboradores de Minakata son los estudiantes graduados Benjamín Barrios, Benjamin Mohrhardt y Paul Doskey, profesor de la Facultad de Recursos Forestales y Ciencias Ambientales. Su investigación fue publicada este verano en la revista Ciencia y Tecnología Ambiental .

La luz solar oxida y degrada las sustancias químicas tóxicas.

La tasa de oxidación química iniciada por la luz solar indirecta es única en el cuerpo de agua; cada lago, río o arroyo tiene su propia mezcla distintiva de materia orgánica. Y debido a que el proceso no ocurre en la oscuridad, la cantidad de luz solar que recibe un cuerpo de agua también afecta las reacciones. Por ejemplo, El oxígeno singlete juega un papel parcial en la degradación de las toxinas en las floraciones de algas nocivas y en la descomposición del exceso de nitrógeno y fósforo producido por la escorrentía agrícola.

La especie de oxígeno reactivo también tiene beneficios más allá de nuestros lagos y ríos favoritos.

"El oxígeno singlete se puede utilizar para la desinfección de patógenos, ", Dijo Minakata." Puede oxidar los productos químicos en el agua potable o en los tratamientos de aguas residuales. Hay muchas formas de utilizar este fuerte oxidante químico para muchos propósitos en nuestras vidas ".

Ir más allá de las reacciones hacia los subproductos

Con los cálculos de vida media establecidos por el modelo de Minakata, El equipo de investigación planea estudiar más a fondo los subproductos producidos por las reacciones químicas / oxígeno singlete, con miras a predecir si los subproductos en sí mismos serán tóxicos. Al comprender las etapas de degradación, Minakata y su equipo pueden desarrollar un modelo ampliado para predecir la formación de subproductos desgastados por el sol y cómo las interacciones comienzan de nuevo.

Por último, Una comprensión completa de la vida media de los muchos productos químicos que se infiltran en nuestras fuentes de agua es un paso para garantizar agua limpia para uso humano.