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La contaminación humana en los ríos provoca peligrosos cócteles químicos

  • contaminación humana ríos provoca peligrosos cócteles químicos
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Un estudio reciente dirigido por investigadores de la Universidad de Maryland (UMD), en Estados Unidos, ha descubierto que los arroyos y ríos en Estados Unidos se han vuelto más salados y más alcalinos en los últimos 50 años, gracias a los anticongelantes de carreteras, fertilizantes y otros compuestos salados que los humanos liberan indirectamente en las vías fluviales.

El equipo llamó a este efecto "Síndrome de salinización de agua dulce". Una nueva investigación del mismo grupo liderado por la UMD analiza más de cerca las consecuencias del síndrome de salinización de agua dulce.

El grupo descubrió que el agua dulce salada y alcalina puede liberar una variedad de productos químicos, incluidos metales tóxicos y compuestos dañinos que contienen nitrógeno, de los lechos de las corrientes y los suelos en las cuencas de drenaje.

Los resultados sugieren que muchos de estos químicos viajan juntos a lo largo de las cuencas hidrográficas y forman "cócteles químicos" que pueden tener efectos más devastadores en los suministros de agua potable y en los ecosistemas en comparación con los contaminantes individuales.

El último trabajo del grupo, que incluye observaciones de campo de las áreas metropolitanas de Washington, D.C. y Baltimore, destaca la necesidad de estrategias de gestión de la contaminación y regulación nuevas y más amplias.

El equipo de investigación publica sus hallazgos este lunes en la revista 'Philosophical Transactions of the Royal Society B'. "La conclusión es que cuando los humanos añaden sal a los cursos de agua, esa sal también libera muchos químicos colaterales peligrosos", afirma el autor principal del estudio, Sujay Kaushal, profesor de Geología en la UMD.

"Está claro que las agencias reguladoras deben encontrar nuevas formas de abordar estos "cócteles químicos" liberados por el agua salada, en lugar de analizar los contaminantes individuales de agua dulce uno por uno".

Se sabe que el agua dulce salada y alcalina crea grandes problemas para los suministros de agua potable, la infraestructura urbana y los ecosistemas naturales.

Sigo sorprendiéndome por el alcance y la magnitud de la reciente degradación de las aguas superficiales de la Tierra

Por ejemplo, cuando Flint, Michigan, cambió su fuente principal de agua al río Flint en 2014, la combinación de la alta carga de sal del río con tratamientos químicos hizo que el agua fuera más corrosiva, lo que provocó la fuga de las tuberías y creó la bien documentada crisis de agua de esa ciudad.

El último proyecto de investigación de Kaushal y sus colegas estudió los impactos de los cócteles químicos creados por el agua salada con más detalle.

El grupo comenzó evaluando los datos publicados previamente de los ríos en Estados Unidos, Europa, Canadá, Rusia, China e Irán, ampliando sustancialmente los límites geográficos del trabajo anterior de los investigadores.

Su análisis sugiere que el síndrome de salinización de agua dulce podría ser un fenómeno global, subrayando una tendencia constante al aumento de los iones de sal en los ríos de Estados Unidos y Europa.

Estas tendencias se remontan a por lo menos hace 50 años, con algunos datos que llegan lo suficientemente lejos como para respaldar una tendencia de 100 años.

"Dado lo que estamos encontrando, sigo sorprendiéndome por el alcance y la magnitud de la reciente degradación de las aguas superficiales de la Tierra", afirma el coautor del estudio Gene Likens, presidente emérito del Instituto Cary de Estudios del Ecosistema y distinguido profesor de investigación en la Universidad de Connecticut.

"La formación de nuevos cócteles químicos está provocando un deterioro mucho más allá de mis expectativas", agrega.

Salinidad como la del agua del mar

En los estados nevados del Atlántico Medio y en Nueva Inglaterra, la sal de carretera que se aplica en las carreteras en invierno es la causa principal del síndrome de salinización de agua dulce.

Kaushal y sus colegas se sumergieron más profundamente en las consecuencias químicas de la sal para las vías al realizar estudios de campo detallados en arroyos ubicados cerca de Washington DC y Baltimore.

En una serie de observaciones, los científicos tomaron muestras del agua de la corriente de Paint Branch, cerca del campus de UMD, antes, durante y después de una tormenta de nieve de 2017.

Este aspecto del estudio permitió al equipo rastrear los efectos de la sal para las carreteras arrastrada a los arroyos por la nieve derretida.

"Sería interesante obtener una visión de la química en un río urbano a través de una tormenta de nieve", afirma el coautor del estudio Kelsey Wood, estudiante graduado de geología en UMD, que añade que las concentraciones de sal durante la tormenta de nieve fueron "sorprendentemente altas". "Era como si estuviéramos analizando el agua de mar. Pero no esperábamos un pico tan alto en metales", añade.

Investigaciones anteriores han demostrado que el agua muy salada puede hacer que los metales, especialmente el cobre, el cadmio, el manganeso y el zinc, salgan de los suelos de los arroyos y se introduzcan en el agua.

En el arroyo Paint Branch, Kaushal y sus colegas notaron grandes picos en cobre, manganeso y zinc inmediatamente después de la tormenta de nieve.

La formación de nuevos cócteles químicos está provocando un deterioro mucho más allá de mis expectativas

En un conjunto similar de observaciones en Rock Creek, Washington DC, el equipo observó picos notables en cadmio, cobre y zinc tras otras tormentas de nieve.

En otra serie de experimentos, los investigadores agregaron artificialmente sal al arroyo Gwynns Falls, cerca de Baltimore, para simular lo que sucede durante una tormenta de nieve y medir las concentraciones de cobre en el agua antes, durante y después de agregar sal.

Los datos posteriores mostraron un pico instantáneo en el cobre liberado del lecho de la corriente, lo que sugiere una conexión directa entre el contenido de sal de la corriente y el cobre en el agua.

Kaushal agrega que las concentraciones de iones de sal pueden permanecer altas durante meses después de una tormenta, lo que alarga el tiempo en que la sal puede extraer metales del suelo, lo que resulta en cócteles dañinos de metales y sales transportadas río abajo.

"Al observar los datos de calidad del agua durante varios meses en el invierno, la sal permanece alta y rara vez tiene la oportunidad de volver a la línea de base antes de que llegue la próxima tormenta y se ponga más sal en las carreteras", advierte Kaushal, del Centro Interdisciplinario de Ciencias del Sistema Terrestre de la UMD.

En el Medio Oeste, muy agrícola, y en las áreas de los estados del Atlántico Medio, los fertilizantes agrícolas son una causa importante del síndrome de salinización de agua dulce.

Para investigar más a fondo, el equipo examinó los datos de calidad del agua de 26 lugares de monitorización del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS, por sus siglas en inglés) a lo largo de los ríos en estas áreas.

Varios de los ríos mostraron una conexión clara y casi inmediata entre el aumento de la salinidad y las concentraciones de nitrato

Estas estaciones del USGS recopilaron datos cada 15 minutos sobre la salinidad, el pH y los iones nitrato, un subproducto dañino de los fertilizantes agrícolas y otros contaminantes.

Las mediciones de alta frecuencia dieron al equipo de investigación una valiosa información en tiempo real, y varios de los ríos mostraron una conexión clara y casi inmediata entre el aumento de la salinidad y las concentraciones de nitrato.

"Para mí, este estudio resalta la necesidad de ver la sal como un contaminante emergente en el agua dulce", dice Shahan Haq, estudiante graduado de Geología en UMD y coautor del estudio.

"La capacidad de la sal para mover metales pesados como el cobre de los sedimentos al agua podría tener implicaciones peligrosas para nuestra agua potable y podría ser tóxica para la vida silvestre. Nuestras observaciones sugieren que algunos ríos ya están en riesgo, especialmente aquí en el este de Estados Unidos directamente tras la aplicación de sal en las carreteras", concluye.

Redacción iAgua

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