Um estudo recente liderado por pesquisadores da Universidade de Maryland descobriu que córregos e rios nos Estados Unidos se tornaram mais salgados e alcalinos nos últimos 50 anos, graças aos descongeladores rodoviários, fertilizantes e outros compostos salgados que os humanos liberam indiretamente nos cursos de água. A equipe chamou esse efeito de "Síndrome de Salinização de Água Doce".

Uma nova pesquisa do mesmo grupo liderado pelo UMD examina mais de perto o global, consequências regionais e locais da Síndrome de Salinização de Água Doce. O grupo descobriu que era salgado, água doce alcalina pode liberar uma variedade de produtos químicos, incluindo metais tóxicos e compostos prejudiciais contendo nitrogênio, de leitos de riachos e solos em bacias de drenagem. Os resultados sugerem ainda que muitos desses produtos químicos viajam juntos por bacias hidrográficas, formando "coquetéis químicos" que podem ter efeitos mais devastadores sobre o abastecimento de água potável e os ecossistemas quando comparados com os contaminantes individuais isoladamente.

O último trabalho do grupo, que inclui observações de campo de Washington, D.C. e áreas metropolitanas de Baltimore, destaca a necessidade de uma regulamentação nova e mais abrangente e de estratégias de gestão da poluição. A equipe de pesquisa publicou suas descobertas em 3 de dezembro, 2018 no jornal Transações filosóficas da Royal Society B .

"O resultado final de nossas descobertas é que, quando os humanos adicionam sal aos cursos de água, que o sal também libera muitos produtos químicos colaterais perigosos, "disse Sujay Kaushal, professor de geologia da UMD e principal autor do estudo. “Está claro que as agências reguladoras precisam encontrar novas maneiras de lidar com esses 'coquetéis químicos' liberados por água mais salgada, em vez de olhar para os poluentes individuais de água doce, um por um. "

Salgado, água doce alcalina já é conhecida por 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.

O último projeto de pesquisa de Kaushal e seus colegas investigou os impactos de coquetéis químicos criados por água mais salgada com mais detalhes. O grupo começou avaliando dados publicados anteriormente de rios nos EUA, Europa, Canadá, Rússia, China e Irã, expandindo substancialmente os limites geográficos do trabalho anterior dos pesquisadores. Sua análise sugere que a síndrome de salinização de água doce pode ser um fenômeno global, com o suporte mais conclusivo, mostrando uma tendência constante de aumento de íons de sal nos rios dos EUA e da Europa. Essas tendências remontam a pelo menos 50 anos, com alguns dados remontando o suficiente para sustentar uma tendência de 100 anos.

? "Dado o que estamos encontrando, Continuo surpreso com o escopo e a magnitude da recente degradação das águas superficiais da Terra, "disse o co-autor do estudo Gene Likens, presidente emérito do Cary Institute of Ecosystem Studies e distinto professor pesquisador da University of Connecticut. "A formação de novos coquetéis químicos está causando uma deterioração muito além das minhas expectativas."

Nos estados nevados do Meio-Atlântico e na Nova Inglaterra, o sal usado nas estradas no inverno é a principal causa da Síndrome de Salinização de Água Doce. Kaushal e seus colegas mergulharam mais fundo nas consequências químicas do sal da estrada, realizando estudos de campo detalhados em riachos localizados perto de Washington, D.C. e Baltimore.

Em um conjunto de observações, os pesquisadores coletaram amostras de água do riacho Paint Branch perto do campus UMD antes, durante e após uma tempestade de neve de 2017. Este aspecto do estudo permitiu à equipe rastrear os efeitos do sal da estrada levado para os riachos pela neve derretida.

"Achamos que seria interessante ter uma visão da química em um rio urbano durante uma tempestade de neve, "disse Kelsey Wood (B.S. '15, geologia), um estudante de graduação em geologia na UMD e um co-autor do estudo. "As concentrações de sal durante a tempestade de neve foram surpreendentemente altas - era como se estivéssemos analisando a água do mar. Mas não esperávamos um pico correspondente tão alto em metais."

Pesquisas anteriores mostraram que água muito salgada pode forçar metais - especialmente cobre, cádmio, manganês e zinco - dos solos do leito dos riachos para a água dos riachos. No fluxo Paint Branch, Kaushal e seus colegas notaram grandes picos de cobre, manganês e zinco imediatamente após a tempestade de neve. Em um conjunto semelhante de observações em Washington, Rock Creek de D.C., a equipe observou picos notáveis ​​no cádmio, cobre e zinco após outras tempestades de neve.

Em outra série de experimentos, os pesquisadores adicionaram sal artificialmente ao riacho de Gwynns Falls perto de Baltimore para simular o que acontece durante uma tempestade de neve e mediram as concentrações de cobre na água antes, durante e após a adição de sal. Os dados a jusante mostraram um pico instantâneo no cobre liberado do leito do rio, sugerindo uma conexão direta entre o teor de sal do riacho e o cobre na água.

As concentrações de íons de sal podem permanecer altas por meses após uma tempestade, Kaushal acrescentou. Isso aumenta a quantidade de tempo que o sal pode extrair metais do solo, resultando em coquetéis prejudiciais de metais e sais transportados muito a jusante.

"Olhando para os dados de qualidade da água ao longo de vários meses no inverno, o sal permanece alto e raramente tem a chance de retornar à linha de base antes que a próxima tempestade passe e mais sal seja colocado nas estradas, "disse Kaushal, que também tem um compromisso no Centro Interdisciplinar de Ciência do Sistema Terrestre da UMD. “Essa alta carga de sal não libera apenas metais e outros contaminantes, mas também há evidências de que o pulso de sal inicial libera outros íons de sal do leito do riacho e solos, como magnésio e potássio, que contribuem ainda mais para manter altos os níveis gerais de sal. "

No Centro-Oeste fortemente agrícola e em áreas dos estados do Meio-Atlântico, fertilizantes agrícolas são uma causa significativa da síndrome de salinização de água doce. Para investigar mais, a equipe de pesquisa analisou os dados de qualidade da água de 26 locais diferentes de monitoramento do U.S. Geological Survey (USGS) ao longo dos rios nessas áreas.

Essas estações USGS coletaram dados a cada 15 minutos sobre a salinidade, íons de pH e nitrato - um subproduto prejudicial de fertilizantes agrícolas e outros contaminantes. Essas medições de alta frequência deram à equipe de pesquisa valiosos insights em tempo real, com vários dos rios mostrando uma conexão clara e quase imediata entre o aumento da salinidade e as concentrações de nitrato.

"Para mim, este estudo destaca a necessidade de ver o sal como um contaminante emergente na água doce, "disse Shahan Haq (B.S. '14, Ciências físicas), um estudante de graduação em geologia na UMD e um co-autor do estudo. "A capacidade do sal de mover metais pesados ​​como o cobre dos sedimentos para a água pode ter implicações perigosas para a nossa água potável e pode ser tóxico para a vida selvagem. Nossas observações sugerem que alguns rios já estão em risco, especialmente aqui no leste dos EUA, logo após as aplicações de sal nas estradas. "