Em toda a América do Norte, córregos e rios estão se tornando mais salgados, graças aos descongeladores rodoviários, fertilizantes e outros compostos salgados que os humanos liberam indiretamente nos cursos de água. Ao mesmo tempo, os suprimentos de água doce estão se tornando mais alcalinos.

Salgado, água doce alcalina pode criar grandes problemas para o abastecimento de água potável, infraestrutura urbana e ecossistemas naturais. Por exemplo, quando Flint, Michigan, mudou sua fonte primária de água para o Rio Flint em 2014, a alta carga de sal do rio combinada com tratamentos químicos para tornar a água mais corrosiva, causando o vazamento de chumbo nas tubulações de água e criando a bem documentada crise de água na cidade.

Um novo estudo liderado por pesquisadores da Universidade de Maryland é o primeiro a avaliar as mudanças de longo prazo na salinidade da água doce e no pH em escala continental. Extraído de dados registrados em 232 locais de monitoramento do U.S. Geological Survey em todo o país nos últimos 50 anos, a análise mostra aumentos significativos na salinização e alcalinização. Os resultados do estudo também sugerem uma ligação estreita entre as duas propriedades, com diferentes compostos de sal combinados para causar mais danos do que qualquer sal sozinho.

A análise, que tem implicações para a gestão de água doce e estratégias de regulação de sal nos Estados Unidos, Canadá e além, foi publicado em 8 de janeiro, Edição antecipada de 2018 do Anais da Academia Nacional de Ciências . Pesquisadores do Instituto Cary de Estudos de Ecossistemas, a Universidade de Connecticut, a University of Virginia e a Chatham University são co-autores do estudo.

"Criamos o nome 'Síndrome de Salinização de Água Doce' porque percebemos que é um conjunto de efeitos na qualidade da água, com muitos íons de sal diferentes ligados entre si. Nós não sabíamos disso antes, "disse Sujay Kaushal, professor de geologia da UMD e principal autor do estudo. "Muitas pessoas presumem que quando você aplica sal na paisagem, ele simplesmente é lavado e desaparece. Mas o sal se acumula no solo e nas águas subterrâneas e leva décadas para ser liberado."

Os pesquisadores documentaram mudanças químicas bruscas em muitos dos principais rios do país, incluindo o Mississippi, Hudson, Potomac, Neuse, Rios canadense e Chattahoochee. Muitos desses rios fornecem água potável para cidades e vilas próximas, incluindo alguns dos centros urbanos mais densamente povoados ao longo da costa leste.

De acordo com Kaushal, a maioria das pesquisas de salinização de água doce tem como foco o cloreto de sódio, mais conhecido como sal de cozinha, que também é o produto químico dominante em descongeladores de estradas. Mas em termos de química, sal tem uma definição muito mais ampla, englobando qualquer combinação de íons carregados positiva e negativamente que se dissociam na água. Alguns dos íons positivos mais comuns encontrados em sais - incluindo sódio, cálcio, magnésio e potássio - podem ter efeitos prejudiciais na água doce em concentrações mais altas.

"Esses 'coquetéis' de sais podem ser mais tóxicos do que apenas um sal, como alguns íons podem deslocar e liberar outros íons de solos e rochas, agravando o problema, "disse Kaushal, que também tem um compromisso no Centro Interdisciplinar de Ciência do Sistema Terrestre da UMD. "Os ecotoxicologistas estão apenas começando a entender isso."

O estudo atual é o primeiro a contabilizar simultaneamente vários íons de sal em água doce nos Estados Unidos e no sul do Canadá. Os resultados sugerem que os íons de sal, prejudicando por direito próprio, estão elevando o pH da água doce também, tornando-o mais alcalino. Durante o período coberto pelo estudo, os pesquisadores concluíram que 37 por cento da área de drenagem dos Estados Unidos contíguos experimentou um aumento significativo na salinidade. Alcalinização, que é influenciada por uma série de fatores diferentes, além da salinidade, aumentou em 90 por cento.

"Nosso estudo é o primeiro a documentar uma ligação entre o aumento da salinização e a alcalinização em escala continental. Até agora, não avaliamos totalmente o papel que diferentes sais desempenham na alteração do pH de riachos e rios de nosso país, "disse o co-autor do estudo Gene Likens, presidente emérito do Cary Institute of Ecosystem Studies e distinto professor pesquisador da University of Connecticut. "O teor de sal e o pH são aspectos fundamentais da química da água, portanto, essas são mudanças importantes nas propriedades da água doce. "

As causas básicas do aumento de sal nos cursos de água variam de região para região, Kaushal disse. No nevado Meio-Atlântico e na Nova Inglaterra, o sal rodoviário aplicado para manter as rodovias no inverno é o principal culpado. No meio-oeste fortemente agrícola, fertilizantes - particularmente aqueles com alto teor de potássio - também fazem contribuições importantes. Em outras regiões, resíduos de mineração e intemperismo de concreto, rochas e solos liberam sais em cursos de água adjacentes.

"Descobrimos que o pH de alguns rios começou a aumentar nas décadas de 1950 e 60 - décadas antes da implementação dos regulamentos de chuva ácida, "disse Michael Pace, professor de ciências ambientais da Universidade da Virgínia e co-autor do estudo. “Também observamos aumento nas concentrações de sal no Sudeste, onde eles não aplicam sais de estrada. Essas tendências surpreendentes apresentaram um quebra-cabeça que nossa equipe trabalhou em conjunto para resolver. "

No deserto do sudoeste faminto por água, onde as concentrações de sal têm sido historicamente muito altas, Kaushal e seus colegas documentaram uma diminuição geral da salinidade ao longo do tempo. Os pesquisadores atribuem essa diminuição a uma variedade de fatores, incluindo mudanças no uso da terra e da água, juntamente com um esforço por parte dos governos estaduais e locais ocidentais para reduzir a entrada de sal e melhorar as estratégias de gestão dos recursos hídricos. Por exemplo, em 1973, os sete estados ocidentais incluídos na Bacia do Rio Colorado criaram o Fórum de Controle de Salinidade da Bacia do Rio Colorado para apoiar os esforços de controle de salinidade.

Kaushal observou que já existem muitas estratégias para controlar a poluição do sal. As evidências sugerem que as salmouras podem ser mais eficientes do que o sal granulado para degelo de estradas, produzindo o mesmo efeito com menos entrada geral de sal. A pré-salga antes de um grande evento de neve também pode melhorar os resultados. Kaushal também disse que muitas cidades e estados do Meio Atlântico e do Nordeste têm equipamentos de espalhamento de sal desatualizados e ineficientes, que já deveriam ter sido atualizados.

"Também, nem todos os sais são criados igualmente em termos de sua capacidade de derreter gelo em certas temperaturas, "Kaushal acrescentou." Escolher os compostos de sal certos para as condições certas pode ajudar a derreter neve e gelo de forma mais eficiente com menos entrada de sal, o que ajudaria muito a resolver o problema. "

Kaushal e seus colegas observam problemas semelhantes com a aplicação de fertilizantes em ambientes agrícolas. Em muitos casos, aplicar a quantidade certa de fertilizante no momento certo da estação pode ajudar a reduzir a produção geral de sais em riachos e rios próximos. Os pesquisadores também observam que estratégias de desenvolvimento urbano mais cuidadosas - principalmente construindo mais longe de canais e projetando sistemas de drenagem de águas pluviais mais eficazes - podem ajudar a reduzir a quantidade de sal lavado do concreto desgastado.

"Como sociedade, estamos tratando dos problemas de qualidade da água de esgoto, água residual e carregamento de nutrientes, "disse Tom Torgersen, diretor do programa de sustentabilidade da água e clima da National Science Foundation, que financiou a pesquisa. "Mas nosso impacto na qualidade da água continua significativo como resultado do aumento da nossa população, o tamanho de nossa infraestrutura construída e outros fatores. A gestão dos impactos da qualidade da água continua a ser um desafio. "

Os pesquisadores também observam a necessidade de monitorar e substituir canos de água antigos em todo o país que foram afetados pela corrosão e incrustação, ou o acúmulo de depósitos minerais e filmes microbianos. Esses tubos são particularmente vulneráveis ​​a produtos mais salgados, mais água alcalina, o que pode agravar a liberação de metais tóxicos e outros contaminantes.

"Todas as tendências que vemos nos dados sugerem que precisamos considerar a questão da poluição do sal e começar a levá-la a sério, "Kaushal disse." A Agência de Proteção Ambiental não regula sais como contaminantes primários na água potável em nível federal, e há inconsistência no gerenciamento da poluição do sal em nível local. Esses fatores são algo que as comunidades precisam abordar para fornecer água potável agora e para as gerações futuras. "

O artigo de pesquisa, "A síndrome de salinização de água doce em escala continental, "Sujay Kaushal, Gene Likens, Michael Pace, Ryan Utz, Shahan Haq, Julia Gorman e Melissa Grese, foi publicado em 8 de janeiro, Edição antecipada de 2018 do Anais da Academia Nacional de Ciências .