Quando se trata de melhorar as águas da Baía de Chesapeake, um pesquisador da Penn State Harrisburg sugere uma visão de longo prazo. Como geólogo, Jennifer Sliko, professor assistente de ensino da terra e geociências na Escola de Ciências, Engenharia, e Tecnologia, está acostumado a estudar a Terra no contexto de milhares de anos. Mas para a baía, ela está falando apenas de décadas.

Sliko e sua colega Shirley Clark, professor de engenharia ambiental, estão liderando um grupo de alunos de graduação e pós-graduação para estudar o impacto das restaurações de riachos na Baía, o maior estuário do mundo e um importante recurso pesqueiro e ecológico. A baía tem sido atormentada pela má qualidade da água, o que devastou o ecossistema da área.

Pensilvânia tem cerca de 86, 000 milhas de riachos, muitos dos quais levam à baía. Sliko disse que para consertar a baía, a ideia geral tem sido consertar os riachos que despejam água nele. Uma maneira de fazer isso é por meio de atividades de restauração de riachos, como estabilizar margens de riachos ou criar pântanos. Essas medidas ajudam as espécies que vivem dentro e ao redor de um riacho, reduzir a erosão da margem do riacho e melhorar a qualidade da água.

"As principais questões por trás de nossa pesquisa são se as restaurações de fluxo, que são muito caros, estão limpando a água que desce para a baía, e estamos utilizando nossos esforços da melhor maneira possível para restaurar o fluxo de forma eficaz a longo prazo, "Sliko disse.

Ela explicou que, embora essas práticas de restauração tenham sido testadas em uma escala de curto prazo, como 10 anos, ela e seus alunos estão avaliando se a restauração será eficaz ou não "em 30, 40, ou 50 anos na estrada. "

"Estamos analisando diferentes restaurações e comparando sua eficácia, e também a idade da restauração - algo que muitas vezes é esquecido, "Sliko disse.

Durante o verão de 2018, Sliko, Clark, e seus alunos - Elizabeth Bell, Larissa Ogora, Jeremy Ricketts, Sarah Ryan e Rachel Smolinski — estudaram vários riachos principalmente na bacia do rio Susquehanna, perto do campus da faculdade e também no condado de Lancaster. No verão que se aproxima, Sliko planeja expandir a pesquisa para mais fluxos.

Em um riacho restaurado há cerca de 20 anos, o grupo constatou uma queda na qualidade da água e está tentando determinar o que pode ser feito para garantir que a restauração seja sustentável no longo prazo.

"Esta restauração existe desde a década de 1990, e a melhoria da qualidade da água diminuiu um pouco. É possível que o uso da terra tenha mudado, então, talvez as pessoas na área circundante não estejam aderindo a alguns dos padrões ambientais mais rigorosos, "Sliko disse." Isso amplia a necessidade de nossa pesquisa; temos que olhar para essas coisas longitudinalmente, não apenas uma vez. "

O projeto foi amplamente financiado por meio do programa de Experiência em Pesquisa Multi-Campus para Estudantes de Graduação da Penn State College of Engineering (MCREU), permitindo que o grupo colabore com o corpo docente e use os laboratórios do University Park.

No campo, eles fazem algumas análises no fluxo, e, em seguida, leve as amostras de água de volta aos laboratórios para testes adicionais.

"Nós olhamos para diferentes parâmetros de saúde do fluxo, como oxigênio dissolvido, PH, turbidez (turvação da água), salinidade, "Ryan, um estudante de graduação em controle de poluição ambiental, disse.

No laboratório Penn State Harrisburg, eles testam o nitrogênio e o fósforo na água. Os alunos de graduação também fazem trabalhos de laboratório no University Park, onde eles testam diferentes tipos de metais, nitrogênio e fósforo no solo.

"Uma vez que não temos a capacidade de examinar vários metais pesados ​​aqui na faculdade, aproveitamos a colaboração REU, "Sliko disse." Foi uma boa oportunidade para os alunos serem expostos aos recursos no campus e no University Park e há potencial para colaborações futuras, também."

O consenso do grupo é que há valor em amplas restaurações que reconectem o riacho à sua planície de inundação - a área de terra adjacente a um riacho ou rio. Quanto mais você cria uma conexão natural do riacho com a terra, melhor será o desempenho do stream, de acordo com Sliko.

"Essas restaurações amplas são as mais eficazes, "Sliko disse." No entanto, você também deve olhar para as políticas de uso da terra na bacia hidrográfica e os fatores externos, como se você tem uma estação de esgoto despejando em um riacho ou um fazendeiro despejando água rica em nutrientes. As políticas que regulam o que é despejado nos riachos podem desempenhar um papel mais importante do que as próprias restaurações dos riachos. "

Sliko acrescentou que restaurações amplas também são benéficas porque fornecem um local de armazenamento para a água das enchentes.

"Quanto mais você pavimenta, demolir edifícios ou ruas ou estacionamentos, a água não pode penetrar no solo. Ele flui sobre o solo, despeja em um riacho e cria mais inundações, "disse ela." Restaurações amplas, embora mais caro, são mais eficazes na redução de inundações. "

Um esforço da comunidade

Um dos fluxos que o grupo testou está localizado na comunidade de aposentados da Masonic Village, a alguns quilômetros do campus em Elizabethtown, Pensilvânia. Em 2008, em conjunto com várias organizações locais, a aldeia concluiu uma ampla restauração ciliar de uma parte do riacho Conoy localizada ao longo de sua propriedade. O projeto removeu séculos de sedimentos carregados de nutrientes e restaurou 3, 200 pés da planície de inundação do riacho, incluindo a reconstrução do ambiente de pântano que existia entre 300 e 5, 000 anos atrás.

Clark, que está colaborando com Sliko no projeto de pesquisa, explicado, "A muito tempo atrás, esta área não inundou muito porque não estávamos construindo tão perto do riacho. Os moradores estão entusiasmados com a restauração, pois permite que a natureza diminua a velocidade da água, vamos um pouco mergulhar no solo, reabastecer a água subterrânea, e até mesmo, com este amplo banco de árvores e arbustos, é preciso muito mais energia para empurrar a água, so it slows the water down and the flood wave gets lower and lower until eventually it is back in the banks."

At Conoy Creek, the group collected samples and conducted their tests upstream and downstream of the restoration. They are trying to determine if the water quality improves, or at least stays the same. They collected water samples for lab analysis, did bacterial analysis, and collected sediment; they also measured for dissolved oxygen, another indicator of water health.

Sliko said that future research involves looking at insects that live in the water as another indication of stream health.

"It's the start of a great project, " Smolinski, an environmental pollution control graduate student, added. "We looked at six streams and it makes us a little more curious about more streams and if there are other things we can learn."

Ogora, a civil engineering senior, said that she was fascinated by the results.

"You would think that the stream had been fixed by the restoration, and the water would be improved, " said Ogora. "This research answered the first question, but opened up so many others."