Nuevo sistema podría eliminar dos contaminantes del agua de los campos agrícolas


Las floraciones de algas en el Golfo de México consumen la mayor parte del oxígeno del agua, lo que genera «zonas muertas» masivas que no pueden albergar peces u otros animales salvajes. 


por la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign


¿El culpable? Nitrato, que se escurre de los campos agrícolas a través de los sistemas de drenaje de baldosas. Pero el nitrato es solo una parte del problema. Las algas en los lagos y estanques de agua dulce florecen cuando se exponen a un contaminante diferente, el fósforo, y la cantidad más pequeña es suficiente para desencadenar una floración.

Illinois y los otros 11 estados que envían la mayor parte del agua al río Mississippi establecieron metas agresivas para reducir la contaminación por nitrato y fósforo en el Golfo de México. Para lograr esos objetivos, las grandes fuentes puntuales de fósforo, como las plantas de tratamiento de aguas residuales , deberán invertir en nueva infraestructura. Pero una nueva investigación sugiere que también podría haber un papel para los agricultores.

Laura Christianson, profesora asistente de calidad del agua en el Departamento de Ciencias de Cultivos de la Universidad de Illinois, es experta en biorreactores de astillas de madera. Ha realizado un extenso trabajo para demostrar el potencial de las zanjas llenas de astillas de madera para eliminar el nitrato del agua de drenaje de las tejas en las tierras de cultivo de Illinois.

«Las astillas de madera y el nitrato son necesarios para que las bacterias completen sus ciclos de vida. A medida que consumen el nitrato, este se elimina del agua. Es un proceso biológico», explica Christianson.

En un estudio reciente, Christianson y varios colegas analizaron si también podían eliminar el fósforo agregando un «filtro P» especial diseñado para atrapar el contaminante derivado de fertilizantes. El equipo probó dos tipos de productos de desecho industrial en los filtros P: residuos de tratamiento de drenaje de mina ácido (MDR) y escoria de acero. El fósforo se une a elementos como el hierro, el calcio y el aluminio contenidos en estos productos, eliminándolos del agua.

El nuevo sistema podría eliminar dos contaminantes del agua de los campos agrícolas
La Dra. Laura Christianson frente a un biorreactor de astillas de madera a escala agrícola en Illinois. Crédito: Debra L. Larson

En lugar de mezclar MDR o escoria de acero con astillas de madera en una gran máquina de eliminación de nitrato y fósforo, el equipo colocó un filtro P separado aguas arriba o aguas abajo de un biorreactor a escala de laboratorio. Pasaron aguas residuales de un tanque de acuicultura a través del sistema y midieron la cantidad de nitrato y fósforo en varios puntos a lo largo del camino.

La eliminación de nitrato fue uniforme, independientemente del tipo de filtro P y de si el filtro P estaba aguas arriba o aguas abajo del biorreactor. Pero MDR fue muy superior como filtro de fósforo. «Eliminó del 80 al 90 por ciento del fósforo en nuestra tasa de flujo medio», dice Christianson. «Eso fue muy, muy bueno. Increíble».

La escoria de acero, por otro lado, solo eliminó alrededor del 25 por ciento del fósforo. «Pero la escoria de acero es mucho más fácil de encontrar en el Medio Oeste. Y de acuerdo con la Estrategia de Reducción de Pérdida de Nutrientes de Illinois, solo estamos tratando de eliminar el 45 por ciento del fósforo que enviamos río abajo. Dado que la agricultura es solo responsable de la mitad de eso, 25 por ciento sería bastante bueno», dice Christianson.

El sistema muestra claramente potencial, pero quedan varias incógnitas. Los biorreactores emparejados y los filtros P aún no se han probado en condiciones reales, aunque se han instalado algunos en los Estados Unidos. Quizás lo más importante es que los investigadores no tienen un buen manejo de la cantidad de fósforo que se escurre de los campos agrícolas en el drenaje de baldosas.

«Sospechamos que nuestro drenaje de baldosas en Illinois no tiene mucho fósforo, pero sabemos que hay algo», dice ella. «En este momento estamos manejando mejor la cantidad de fósforo que tenemos.

«Sabemos que el fósforo se mueve más fácilmente en la escorrentía superficial. Cuando el suelo se está erosionando y el agua está turbia y marrón, generalmente hay fósforo adherido al suelo. La manera fácil de resumir es que si tiene drenaje de baldosas, debe estar más preocupado por la pérdida de nitrato en esa agua , pero si tiene un terreno más montañoso, debería estar más preocupado por la erosión del suelo y la pérdida de fósforo «.



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