La científica de calidad del agua Laura Christianson está trabajando en una solución a la "zona muerta", un área con niveles peligrosamente bajos de oxígeno, en el Golfo de México. Christianson vive a más de mil millas al norte del Golfo en Illinois. PeroLa actividad humana en la cuenca del río Mississippi, que se conecta con el Golfo, puede conducir a importantes problemas de calidad del agua aguas abajo.
En muchos estados del medio oeste, los agricultores usan drenaje de baldosas para evitar que sus campos se inunden. Las tuberías enterradas a tres o cuatro pies por debajo de la superficie conducen el agua hacia la cuenca del Mississippi. Las tuberías de baldosas mantienen los campos secos, pero también envían grandes cantidades denitrógeno aguas abajo. El nitrógeno es un nutriente natural en el suelo y un ingrediente común en los fertilizantes. El nitrógeno adicional en el agua causa problemas a los ecosistemas acuáticos.
Christianson investiga formas de reducir la cantidad de nitrógeno que se mueve río abajo con trincheras llenas de astillas de madera. Su trabajo es interceptar el viaje del agua desde el campo hasta los ríos y arroyos. Las trincheras se llaman biorreactores.
Las trincheras en sí mismas no son los héroes principales. Son las bacterias que viven en ellas las que neutralizan la amenaza del nitrógeno. "Las bacterias buenas colonizan las astillas de madera y las usan como alimento", dijo Christianson. Esta fuente de alimento concentrada le da a las bacterias energía adicional.para convertir el nitrógeno en gas benigno. Christianson dijo que fue capturada por la simplicidad de los biorreactores. "Estamos mejorando un proceso natural", dijo. "Hay una elegancia".
Los estados en la cuenca alta del río Mississippi como Minnesota, Iowa e Illinois son puntos calientes para el nitrógeno en el agua de drenaje. "Hay 10 millones de acres de campos con drenaje de azulejos solo en Illinois", dijo Christianson.
La EPA desafió a los doce estados que bordean el río Mississippi para reducir la cantidad de nutrientes que se filtran por el río y hacia el Golfo de México. La lluvia y el riego extraen nitrógeno del suelo y lo depositan en el océano, donde se alimentan las algasFinalmente, las algas compiten con otras formas de vida por la luz solar y el oxígeno. Además, cuando las algas mueren, el proceso de descomposición consume todo el oxígeno disuelto en el agua. La "zona muerta" resultante en el Golfo de México es de más de 5,000 millas cuadradas.
Los biorreactores no solo son útiles en el sector agrícola. Christianson dijo que en los últimos 5 a 8 años, el interés en los biorreactores como solución para la calidad del agua ha crecido. Los científicos están usando biorreactores como una forma de bajo costo para reducir los patógenos enaguas residuales municipales y acuícolas. Más estados se están incorporando, y nuevos estudios de diferentes partes del mundo agregan complejidad específica de la ubicación a la investigación.
Los biorreactores tienen una construcción simple. Aunque los tamaños varían, una zanja típica mide 100 pies de largo y 20 pies de ancho, y está cubierta por un pie de suelo superior. La zanja generalmente tiene 3.5 pies de profundidad y está llena de fuentes de alimentos ricos en carbono para bacterias, como astillas de madera o maíz. Las tuberías de los campos se vuelven a enrutar a través de la zanja antes de fluir hacia la corriente.
A pesar del diseño simple, existen desafíos complejos cuando se usan biorreactores. "Estamos constantemente tratando de mejorar el diseño", dijo Christianson. "Al igual que los humanos, las bacterias no hacen su trabajo tan bien cuando tienen frío".Las bacterias no son tan eficientes para reducir el nitrógeno en los meses de primavera del Medio Oeste, cuando la nieve derretida comienza a filtrarse. Los biorreactores también deben rellenarse cada diez años más o menos con astillas de madera u otra fuente de carbono para mantener a las bacterias bien alimentadas.
Christianson dijo que aunque algunas subvenciones compensan el costo de instalar un biorreactor, alentar a los agricultores a participar es difícil de vender. "Estamos pidiendo a los agricultores que desembolsen dinero para un beneficio público, y eso no es fácil cuando se intentallegar a fin de mes ", dijo.
A pesar de los desafíos, los usos de los biorreactores para mejorar la calidad del agua continúan diversificándose y su desempeño continúa mejorando.
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Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Agronomía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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