Um novo método para reconstruir mudanças nas fontes de nitrogênio ao longo do tempo permitiu aos cientistas conectar o excesso de nutrientes nas águas costeiras do oeste de Maui, Havaí, para uma estação de tratamento de esgoto que injeta águas residuais tratadas no solo.

O florescimento de algas e a degradação dos recifes de coral ao longo da costa de Maui foram atribuídos à poluição de nutrientes, e estudos anteriores sugeriram que a Lahaina Wastewater Reclamation Facility é uma importante fonte de excesso de nutrientes nas águas costeiras. Experimentos anteriores usando traçadores de corante mostraram uma ligação direta entre o local de injeção da instalação e pequenas infiltrações submarinas que descarregam água doce perto dos recifes de coral. Mas existem muitas fontes potenciais de nitrogênio, e tem sido difícil mostrar que o excesso de nitrogênio na água vem da estação de tratamento.

“Eles não tinham uma arma fumegante para dizer que o nitrogênio vinha do esgoto, "disse Adina Paytan, um professor pesquisador no Instituto de Ciências Marinhas da UC Santa Cruz.

O estudante de pós-graduação Joseph Murray de Paytan e UCSC trabalhou com os pesquisadores do U.S. Geological Survey Nancy Prouty e Sara Peek no novo estudo, publicado em 3 de abril em Relatórios Científicos .

"Embora a descarga de águas subterrâneas submarinas seja um processo natural, os humanos estão alterando a composição da água, tornando os recifes vulneráveis ​​às atividades que fazemos em terra, "Prouty disse.

Os pesquisadores desenvolveram um procedimento para analisar isótopos de nitrogênio incorporados à estrutura cristalina de esqueletos de coral. Os corais formam um novo esqueleto em camadas que podem ser vistas em seção transversal e datadas como anéis de árvores. Isso permitiu aos pesquisadores correlacionar as mudanças nos isótopos de nitrogênio nos corais com as mudanças nas operações da instalação de águas residuais.

Além das implicações para lidar com a poluição por nutrientes em Maui, as novas descobertas demonstram o poder desta técnica para rastrear mudanças históricas em nutrientes na água do mar.

"É uma maneira muito precisa e de alta resolução de registrar a poluição do passado por nutrientes na água do mar, que é um grande problema globalmente, "Paytan disse." Isso abre muitas possibilidades para olhar para a poluição histórica de nitrogênio e outras mudanças nas fontes de nitrogênio ao longo do tempo. E você não precisa usar coral - você também pode usar conchas de moluscos, por exemplo."

Em Maui, os pesquisadores coletaram núcleos de corais em locais próximos às infiltrações submarinas. Sua análise forneceu um registro de 40 anos de isótopos de nitrogênio incorporados aos esqueletos do coral. Os resultados mostraram uma mudança dramática nos isótopos após 1995, correspondendo à implementação de um processo de remoção biológica de nutrientes na Instalação de Recuperação de Águas Residuais de Lahaina.

Paytan explicou que o processo de remoção de nutrientes remove preferencialmente os isótopos mais leves de nitrogênio, assim, o nitrogênio restante é enriquecido no isótopo mais pesado de nitrogênio-15.

“Não existe outro processo que resulte nesta assinatura, então tem que ser do esgoto, "disse ela." Mesmo que o processo de tratamento remova parte do nitrogênio, tem tanto no esgoto que ainda sobrou muito, e quando eles injetam no lençol freático, ele acaba nas águas costeiras. "

Em fevereiro, a Suprema Corte dos EUA concordou em ouvir um caso envolvendo a Lahaina Wastewater Reclamation Facility e a Clean Water Act, com implicações potencialmente de longo alcance para as proteções ambientais federais.