Uma tempestade de verão pode rejuvenescer a paisagem, mas o escoamento que ele cria pode conter contaminantes, como a bactéria E. Coli, que podem impactar negativamente a qualidade da água em rios e córregos. Peng Dai, um estudante de pós-graduação no Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da South Dakota State University, está testando um meio barato, mas eficiente, de remover E. coli do escoamento de águas pluviais - cavacos de aço.

"A água da chuva pode levar dejetos humanos e animais para os rios e riachos, "disse Dai, que concluiu o mestrado em maio. Seu orientador de pesquisa é o professor assistente Guanghui Hua. Os distritos de desenvolvimento hídrico de East Dakota e James River e o Departamento de Transporte dos EUA por meio do Mountain Plains Consortium financiaram o projeto.

A contaminação por E. coli é um dos principais problemas de qualidade da água do rio Big Sioux, de acordo com o Departamento de Meio Ambiente e Recursos Naturais de Dakota do Sul. Testes em vários locais de drenagem de águas pluviais em Brookings mostraram que as concentrações de E. coli nesses locais de drenagem após uma tempestade de verão podem ser tão altas quanto 2, 000 unidades formadoras de colônias (cfu) por 100 mililitros (mL).

Hua explicou que um estudante de graduação anterior havia testado o zeólito, calcário e escória de aço, um subproduto da indústria de mineração, bem como aparas de aço. Esses resultados levaram ao estudo da Dai com foco em cavacos de aço.

Os testes de coluna pequena mostraram que os chips de aço carbono podem remover de 85 a 98 por cento de E. coli da água de drenagem de tempestade simulada, de acordo com Dai. Os chips de aço testados são resíduos coletados de uma oficina mecânica em Sioux Falls.

Dai examinou cavacos de aço com tamanhos variando de 0,5 a 8 milímetros e usou água de chuva simulada com concentrações de E. coli de níveis baixos (10 cfu / 100 mL) a extremamente altos (106 cfu / 100 mL). Ele também avaliou o efeito dos níveis de pH 5, 7 e 9, bem como tempos de contato de 5 a 20 minutos. "Eu controlei os níveis de nutrientes na água da chuva simulada para que a E. coli sobrevivesse, mas não se multiplicasse, "Dai explicou.

Ele descobriu que os chips de 0,5 a 2 mm funcionavam melhor. Além disso, "quanto maior o tempo de contato, o melhor. Aos 20 minutos, as aparas de aço podem remover quase 99 por cento de E. coli, "Disse Dai. Embora o pH mais baixo tenha produzido melhores resultados, A Dai registrou taxas de remoção de pelo menos 90 por cento para todos os níveis de pH testados.

Além do teste de fluxo contínuo, A Dai simulou eventos intermitentes de águas pluviais em que a água circulou por seis horas, em seguida, os cavacos secaram por seis horas, seguido por seis horas de fluxo. "Eles funcionaram da mesma forma - os chips ainda mantêm uma alta taxa de remoção de eficiência, "disse Dai. Sua pesquisa forneceu a base para outro aluno de pós-graduação que está projetando um filtro para teste em escala piloto.

Hua identificou o local de Brookings ao sul, onde a água da chuva de uma área residencial de 10 acres é drenada para uma lagoa de retenção. "A estrutura, que se parece com uma caixa aberta, será posicionado na entrada da lagoa, assim, a drenagem da água da chuva passa através do meio de aço para a remoção de E. coli. "Ele antecipa ter a estrutura no local neste verão.