Le fioriture di alghe nel Golfo del Messico consumano la maggior parte dell'ossigeno nell'acqua, portando a enormi "zone morte" che non possono supportare pesci o altri animali selvatici. Il colpevole? Nitrato, defluendo dai campi agricoli attraverso i sistemi di drenaggio delle piastrelle. Ma i nitrati sono solo una parte del problema. Le alghe nei laghi e negli stagni d'acqua dolce prosperano se esposte a un diverso inquinante, fosforo, e la più piccola quantità è sufficiente per innescare una fioritura.

L'Illinois e gli altri 11 stati che inviano la maggior parte dell'acqua al fiume Mississippi hanno fissato obiettivi aggressivi per ridurre l'inquinamento da nitrati e fosforo nel Golfo del Messico. Per raggiungere questi obiettivi, grandi sorgenti puntiformi di fosforo, come gli impianti di trattamento delle acque reflue, dovrà investire in nuove infrastrutture. Ma una nuova ricerca suggerisce che potrebbe esserci un ruolo per gli agricoltori, anche.

Laura Christianson, assistente professore di qualità dell'acqua presso il Dipartimento di Scienze delle colture dell'Università dell'Illinois, è un esperto di bioreattori a cippato. Ha svolto un ampio lavoro per dimostrare il potenziale delle trincee piene di trucioli di legno nella rimozione dei nitrati dall'acqua di drenaggio delle piastrelle nei terreni coltivati ​​dell'Illinois.

"I trucioli di legno e il nitrato sono necessari ai batteri per completare i loro cicli di vita. Man mano che consumano il nitrato, viene rimosso dall'acqua. È un processo biologico, " spiega Christianson.

In un recente studio, Christianson e diversi colleghi hanno esaminato se potevano anche rimuovere il fosforo aggiungendo uno speciale "filtro P" progettato per intrappolare l'inquinante derivato dal fertilizzante. Il team ha testato due tipi di rifiuti industriali nei filtri P:residui di trattamento di drenaggio delle miniere acide (MDR) e scorie di acciaio. Il fosforo si lega ad elementi come il ferro, calcio, e alluminio contenuti in questi prodotti, rimuovendolo dall'acqua.

Invece di mescolare MDR o scorie di acciaio con trucioli di legno in una grande macchina per la rimozione di nitrati e fosforo, il team ha posizionato un filtro P separato a monte oa valle di un bioreattore su scala di laboratorio. Hanno fatto passare le acque reflue da un serbatoio di acquacoltura attraverso il sistema e hanno misurato la quantità di nitrati e fosforo in vari punti lungo il percorso.

La rimozione dei nitrati è stata coerente, indipendentemente dal tipo di filtro P e dal fatto che il filtro P fosse a monte oa valle del bioreattore. Ma l'MDR era di gran lunga superiore come filtro al fosforo. "Ha rimosso dall'80 al 90 percento del fosforo alla nostra portata media, " dice Christianson. "Era davvero, veramente buono. Sorprendente."

scorie d'acciaio, d'altra parte, rimosso solo circa il 25 percento del fosforo. "Ma le scorie di acciaio sono molto più facili da trovare nel Midwest. E secondo la strategia di riduzione della perdita di nutrienti dell'Illinois, stiamo solo cercando di rimuovere il 45 percento del fosforo che inviamo a valle. Poiché l'agricoltura è responsabile solo della metà di questo, il 25 percento sarebbe abbastanza buono, "dice Christianson.

Il sistema mostra chiaramente il potenziale, ma restano diverse incognite. I bioreattori accoppiati e i filtri P devono ancora essere testati in condizioni reali, anche se una manciata è stata installata negli Stati Uniti. Forse ancora più importante, i ricercatori non hanno una buona idea di quanto fosforo fuoriesca dai campi agricoli nel drenaggio delle piastrelle.

"Sospettiamo che il nostro drenaggio delle piastrelle in Illinois non contenga molto fosforo, ma sappiamo che c'è qualcosa, " dice. "Stiamo ottenendo un controllo migliore in questo momento su quanto fosforo abbiamo.

"Sappiamo che il fosforo si muove più facilmente durante il deflusso superficiale. Quando il suolo si sta erodendo e l'acqua è torbida e marrone, c'è generalmente fosforo attaccato al terreno. Il modo più semplice per riassumere è se hai il drenaggio delle piastrelle, dovresti preoccuparti di più di perdere nitrati in quell'acqua, ma se hai una terra più collinare, dovresti preoccuparti di più dell'erosione del suolo e della perdita di fosforo."