Na orla de Behrend Fields, onde uma trilha leva de volta a um estacionamento de um acre, Pam Silver se abaixa e coloca um punhado de neve em um pequeno copo de plástico.

É fevereiro, 2016. Prata, distinto professor de biologia da Penn State Erie, The Behrend College, entrega a taça para Mali Lubic, um entre uma dúzia de estudantes de biologia e ciências ambientais que se ofereceram para coletar neve em 110 locais do campus. Lubic o encaixa em uma sacola com uma grade de quatro acres mapeada na tampa. Neve fresca sopra ao redor dela enquanto ela a sela.

"Eu poderia viver sem aquele vento, "Lubic diz.

Eles estão aqui há uma hora, pegando neve das margens do Trout Run, e da floresta acima dela, e de um ponto logo além do bloco de arremesso da equipe de atletismo. Eles têm amostras da trilha de bicicleta, as bordas da terceira e primeira base do campo de softbol, e a partir da base do sinal direcional que orienta o tráfego para fora das quatro pistas, Conector Bayfront de $ 180 milhões que corre ao longo da borda norte do campus.

Prata, um ecologista aquático, está coletando a neve para obter o sal-gema que foi misturado a ela. Ela quer saber onde está o sal que é lavado, arado, e os caminhos e estradas do campus explodem depois que a neve derrete. No laboratório, ela, Lubic e outros alunos derreterão as amostras e medirão sua condutividade elétrica, uma indicação de quanto sal há em cada um. Esses dados irão refinar um mapa que mostra elevadas concentrações de sal não apenas nos estacionamentos e calçadas da faculdade, mas também ao longo da Trout Run, que flui para Fourmile Creek, que deságua no Lago Erie, a principal fonte de água potável para 280, 000 residentes do condado de Erie.

Quando nevar de novo, e o caixa do banco ou o balconista ou o carroceiro do supermercado, pisando forte na lama de inverno, brinca que os invernos de Erie nunca terminam, Silver terá dados que o comprovem.

Quatro meses depois, em um dia de 88 graus, ela vai verificar a salinidade no córrego Glenhill, a três passos de seu escritório no Edifício Benson. Será nove vezes maior do que deveria.

Benefícios e custos

Silver aceita que algum nível de sal seja necessário. Os 4, 300 alunos e 700 funcionários que moram, estude, e trabalhar na Penn State Behrend durante o inverno, que em Erie normalmente produz mais de 100 centímetros de neve.

"A curto prazo, a principal preocupação é a segurança, Silver explica. "Não queremos que as pessoas caiam enquanto caminham para a aula."

A equipe de manutenção e operações do campus, que forneceu dados e apoio logístico para seu estudo, aplica mais de 500 toneladas de sal-gema nas calçadas e nos estacionamentos da faculdade a cada ano. Eles misturam com grão de pedra, o que adiciona atrito. A areia também reduz o custo do sal, que é comprado a granel da Morton Salt, que extrai mais de 1,3 milhão de toneladas de sal-gema todos os anos de um vasto depósito 2, 000 pés abaixo do Lago Erie. Mesmo assim, o custo é significativo:a faculdade vai gastar mais de $ 39, 000 em sal-gema este ano.

Os meios-fios do estacionamento mantêm um pouco do sal na calçada, reduzindo os níveis de sal em áreas adjacentes. Bueiros atraem mais para bueiros, que eventualmente deságuam no lago. Um elaborado sistema de drenagem sob o Conector Bayfront direciona o escoamento para um pântano construído e para longe das casas próximas. Um segundo pântano absorve o sal pulverizado da estrada.

O Departamento de Transportes da Pensilvânia está ciente de seu uso de sal:aplica-se a quase 27, 500 toneladas de sal todos os anos para 779 milhas de estradas do condado de Erie, incluindo rodovias. Em 2003, quando o conector foi concluído, o departamento pediu a Silver para estudar o impacto da nova estrada sobre os animais próximos.

"Tínhamos esses novos, pântanos virgens que nunca tiveram água, "ela diz." Foi um ponto de partida perfeito para um estudo de pesquisa. "

Os registradores de dados adquiridos pelo Departamento de Transporte da Pensilvânia mediram o nível de sal em um desses pântanos por três anos. Silver analisou os dados, e sedimentos do fundo dos pântanos, para avaliar o impacto em mosquitos que não picam, que vivem em condições pantanosas.

"Os mosquitos são uma boa espécie indicadora, "Silver explica." Eles são fáceis de cultivar, sua biologia é bem compreendida, e eles vivem na lama. Se o sal vai se acumular, estará lá, no sedimento. Podemos ver como isso os afeta. "

Dois anos após a abertura da estrada, havia significativamente menos mosquitos nas áreas úmidas projetadas para receber o escoamento do que em outras áreas úmidas construídas que foram mantidas livres de sal.

Silver gostaria de saber o impacto que as concentrações elevadas de sal têm em outras vertentes da cadeia alimentar, incluindo algas, salamandras, sapos, e peixes. “A salinização da água doce pode causar imensos danos ecológicos, "ela diz." Todos os serviços naturais que a água doce fornece, incluindo a fotossíntese e o processamento de material foliar - os processos que não estão em nosso radar, mas isso nos mantém vivos - somos diretamente afetados por ele. "

Também há um custo econômico:a pesca recreativa é um negócio de US $ 1,3 bilhão na Pensilvânia, de acordo com a Comissão de Pesca e Barco do estado. Isso desaparece se o habitat não puder mais sustentar peixes.

Por enquanto, Contudo, Silver está focada no escoamento de sal em todo o campus de 854 acres da Penn State Behrend. "Se pudermos juntar as peças aqui, " ela diz, "teremos um quadro muito mais completo do impacto que esse sal está causando em nosso meio ambiente, incluindo nossa água potável. Se pudermos desenvolver novos métodos para contê-lo, ou para usá-lo de forma mais eficiente, e podemos apontar para esse sucesso, de outros, entidades maiores, incluindo municípios, pode seguir o exemplo. "

Vendo o problema

"Para resolver um problema, você tem que ver primeiro, "diz Michael Naber, conferencista em geociências. Com a ajuda de Devin Beggs, um curso de ciências, Naber mapeou os níveis de condutividade que Silver e seus alunos registraram ao longo de um período de seis semanas no inverno passado. Esses dados, retirado dos 110 locais de amostragem, permitiu-lhe prever a presença de sal em outros lugares do campus.

"As pessoas sabem que essas coisas estão por aí, "ele diz." Eles vêem isso em seus carros e botas e nos tapetes quando entram em um prédio. O que é surpreendente é o quão concentrado está em algumas áreas. "

Em seu mapa, o pequeno estacionamento perto de Glenhill Farmhouse é vermelho como botão de alarme. Algumas amostras de neve coletadas lá tinham taxas de condutividade de mais de 44, 000 microsiemens / cm, que é 40 vezes o nível seguro para água potável. Nessa concentração, o sal mata a grama, algas, mosquitos, e peixes.

No próximo ano, Naber trabalhará com Michael Rutter, professor associado de estatística, para refinar as projeções de distribuição de sal no mapa. Eles usarão dados adicionais, incluindo amostras da extremidade sul do campus, onde a construção de um dormitório com 250 leitos deverá começar no final de 2017, alterando a rota de escoamento para elevações mais baixas.

Em novembro, Silver irá coletar um tesouro de novas informações de três registradores de dados que ela colocou em fluxos no campus. Os loggers medem a condutividade da água a cada 15 minutos. Combinando esses dados com relatórios meteorológicos, A prata deve ser capaz de determinar a rapidez com que a condutividade aumenta durante as tempestades e períodos de aquecimento - e por quanto tempo as concentrações de sal permanecem elevadas.

Amostradores adicionais serão fixados às grades em 15 bueiros do campus. Esse esforço está sendo coordenado por Tony Foyle, professor associado de geologia, cujos alunos irão medir a condutividade da água que entra nos drenos durante eventos de pico de fluxo, incluindo tempestades. Um pico nessas leituras seria particularmente preocupante:medalhões no topo das grades explicam que os canos abaixo deles drenam para Trout Run.

Escolhas informadas

A terceira fase do projeto envolverá membros do corpo docente com experiência além dos departamentos de biologia e geologia. Silver tem uma habilidade particular para abrir seu trabalho para colaboradores adicionais, incluindo alunos de graduação.

“Eu falo muito sobre este projeto, "ela diz." Eu continuo colocando isso lá fora, dizendo, basicamente, 'Isso é o que estamos fazendo. Você quer jogar?' As pessoas recolhem as peças que lhes interessam. "

Alunos do ensino médio da Northwest Pennsylvania Collegiate Academy estão ajudando Luciana Aronne, um professor de química, teste as amostras de neve de Silver para cloro.

Deborah Aruguete, professor assistente de ciências ambientais, fornecerá análises adicionais. Ela estuda o impacto nos solos quando metais tóxicos são liberados nas emissões dos automóveis. Esses metais causam ainda mais danos quando são misturados com sal.

Silver se encontrou com Joshua Shaw, professor associado de filosofia, para discutir as ramificações éticas do uso do sal. Ela também vê oportunidades de trabalhar com colegas nos departamentos de comunicação e ciência política da faculdade.

"Os problemas ambientais não começam com a ciência, "ela explica." Eles resultam de pessoas precisando ou desejando outra coisa. Eles são políticos, social, e problemas econômicos, e para abordá-los, você realmente precisa obter a adesão da comunidade em geral. Se pudermos juntar todas essas peças e apresentar uma imagem clara do impacto que este sal está tendo em nosso meio ambiente, as pessoas dirão, 'Uau, Eu não fazia ideia.' E então, pode ser, eles vão mudar seus hábitos. "

Silver e seus alunos falaram sobre uma longa lista de possíveis soluções, incluindo calçadas mais altas e o uso de salmouras - misturas de sais líquidos - para tratar estradas antes que a neve caia. É preciso quatro vezes mais sal para remover o gelo depois que ele se forma do que para evitá-lo antes ou durante um evento de neve, um estudo de 2014 do Departamento de Transporte do Estado de Nova York descobriu.

Outras opções incluem velames, painéis solares e caminhos fechados que conectam alguns edifícios no campus. Os edifícios científicos Otto Behrend e Hammermill foram conectados em 2015, permitindo que os alunos percorram o complexo de seis edifícios da Escola de Ciências sem ter que sair.

Essa é uma solução cara. A própria abordagem de Silver - para abrir seu próprio caminho, quando possível, evitar superfícies que congelaram ou formaram crostas - não é mais realista:a maioria das pessoas prefere pegar a mais clara, rota mais conveniente.

Lá vai ela, no entanto, com sua bolsa cheia de amostras, pisando fora do caminho limpo e na neve profunda. Isso a agarra, como areia movediça de filme, segurando em todo o comprimento de suas pernas. Ela caminha para frente, Lubic alguns passos atrás, levantando finas nuvens de luz, neve branca. O caminho, e o sal que o limpou, é apenas uma peça de um quebra-cabeça muito maior, um lembrete de que toda conveniência vem com alguma consequência.