L'aumento del deflusso organico a causa del cambiamento climatico potrebbe ridurre la penetrazione della luce solare ultravioletta (UV) che uccide i patogeni nei laghi interni, fiumi, e acque costiere, secondo un nuovo studio sulla rivista Rapporti scientifici . Le scoperte, da un team di ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute, indica il potenziale aumento dei patogeni trasportati dall'acqua.

Gli scienziati hanno già misurato un aumento della "doratura" delle acque del mondo, un fenomeno causato da più materia organica che penetra dal terreno circostante. Il nuovo studio, guidato dalla Miami University in Ohio, analizzato campioni d'acqua e utilizzato un modello basato presso il Centro nazionale per la ricerca atmosferica (NCAR) per quantificare, per la prima volta, l'impatto della materia organica disciolta sulla possibilità che i raggi UV del sole uccidano gli agenti patogeni nell'acqua.

Non solo un aumento della materia organica disciolta rende più difficile per la luce solare disinfettare i corpi idrici, rende inoltre più difficile il funzionamento efficace degli impianti di trattamento delle acque, ha detto l'autore principale Craig Williamson, un ecologista dell'Università di Miami. Negli Stati Uniti, Da 12 a 19 milioni di persone si ammalano già ogni anno di agenti patogeni portati dall'acqua.

Kevin Rosa, la cattedra di sviluppo della carriera di Frederic R. Kolleck '52 in ecologia delle acque dolci a Rensselaer, ha raccolto gran parte dei dati sulla materia organica disciolta nei campioni di acqua per valutare il potenziale delle radiazioni UV nell'uccidere i patogeni.

"La limpidezza dell'acqua sta diminuendo in molte regioni a causa di fattori come l'imbrunimento, e questa ricerca dimostra che questo cambiamento sta probabilmente riducendo la disinfezione naturale di agenti patogeni potenzialmente dannosi, " disse Rosa.

Il team ha utilizzato campioni di acqua dei laghi di tutto il mondo, dalla Pennsylvania e dal Wisconsin, in Cile e Nuova Zelanda. I test hanno determinato la quantità di materia organica disciolta contenuta in ciascun campione, e le lunghezze d'onda della luce, comprese le lunghezze d'onda ultraviolette, assorbite da quella materia organica.

Utilizzando il modello Troposferico Ultravioletto-Visibile, che simula il modo in cui la luce UV viene dispersa e assorbita mentre attraversa l'atmosfera terrestre, i ricercatori hanno determinato quanta luce UV colpisce la superficie dei laghi durante l'anno. I ricercatori hanno anche analizzato la riflessione e la rifrazione sulla superficie di ciascun lago per calcolare quanta luce penetra nei laghi e quindi, finalmente, quanto in profondità raggiunge.

Il modello Troposferico Ultravioletto-Visibile calcola anche il potere disinfettante previsto della luce UV in un particolare corpo idrico in base alla sua materia organica disciolta e ad altre caratteristiche, una misura nota come "potenziale di inattivazione solare (SIP)." In alcuni casi, i ricercatori hanno calcolato il SIP in diverse parti di, o per diversi periodi di tempo in, lo stesso lago.

I risultati hanno permesso agli scienziati di quantificare gli impatti della materia organica disciolta. Per esempio, il SIP estivo per un lago nella Pennsylvania nord-orientale, che, insieme ad altri laghi regionali ha subito un significativo imbrunimento negli ultimi decenni, diminuito di circa la metà tra il 1994 e il 2015.

Nel lago Tahoe in California, il SIP nel centro relativamente incontaminato del lago può essere fino a 10 volte maggiore rispetto a Tahoe Meeks Bay, un'area in riva al lago che è molto utilizzata dall'uomo e ha un livello molto più alto di materia organica disciolta.

Gli scienziati hanno anche mostrato come la SIP può diminuire drasticamente dopo un evento di forti piogge utilizzando campioni di acqua raccolti nella regione in cui il fiume Manitowoc sfocia nel lago Michigan, che fornisce acqua potabile a più di 10 milioni di persone. Modellazione basata su campioni prelevati prima e dopo che una forte tempesta si è spostata il 21 giugno, 2011, ha mostrato che il SIP potrebbe essere diminuito fino al 22 percento a causa della materia organica disciolta in più che è arrivata nell'area in questo singolo evento di tempesta.