Studiando il riso selvatico nei laghi e nei ruscelli, un team di ricercatori guidati dall'Università del Minnesota ha scoperto che il solfato nei corsi d'acqua viene convertito in livelli tossici di solfuro e aumenta altri elementi nocivi. Questo include metilmercurio, l'unica forma di mercurio che contamina i pesci.

Il solfato è un composto che viene rilasciato nell'acqua dolce dall'estrazione mineraria, liquami, fertilizzanti, combustione di combustibili fossili, e altre attività umane, così come da fonti geologiche naturali in alcune parti dello stato. I ricercatori hanno recentemente pubblicato tre studi correlati sul tema del solfato nell'acqua nel Journal of Geophysical Research:Biogeosciences , pubblicato dall'American Geophysical Union.

"Il riso selvatico funge da specie ammiraglia o l'equivalente del nostro 'canarino in una miniera di carbone, ' dandoci un avvertimento su come l'attività umana influisce sulla qualità dell'acqua in Minnesota, " ha detto Amy Myrbo, ricercatore associato presso la struttura LacCore/CDSCO dell'Università del Minnesota presso il Dipartimento di Scienze della Terra e autore principale di due dei tre studi. "I risultati dei nostri studi sono importanti perché mostrano che gli aumenti di solfato nei nostri laghi e torrenti possono avere molteplici conseguenze negative per gli ecosistemi, anche se il solfato stesso è relativamente benigno."

Il riso selvatico è culturalmente importante per più gruppi in Minnesota, soprattutto nativi americani. Il riso selvatico fornisce anche habitat e cibo per uccelli acquatici e altri animali selvatici. La ricerca negli anni '40 e '50 ha scoperto che il riso selvatico cresceva meglio nei laghi del Minnesota a basso contenuto di solfati, ma nessuno sapeva perché. La correlazione era un enigma, poiché il solfato non è molto tossico per piante o animali.

Questa nuova ricerca rileva che il problema è il solfuro, non solfato. Il solfato può essere convertito in livelli tossici di solfuro nel suolo delle zone umide, come quelli in cui germoglia e radica il riso selvatico. Il riso selvatico è una pianta annuale che deve germogliare ogni primavera da semi caduti l'autunno precedente nel terreno umido. I microbi anaerobici nel terreno producono solfuro dal solfato nell'acqua sovrastante. laghi, flussi, e le zone umide che hanno elevate concentrazioni di solfuro disciolto nel sedimento hanno quindi una bassa probabilità di ospitare riso selvatico.

Oltre al rilascio di solfuro, i ricercatori hanno scoperto che la decomposizione accelerata delle piante nei corsi d'acqua causata dai solfati rilascia fosforo e azoto, che fertilizza il corpo idrico e può cambiare la comunità vegetale all'interno dell'ecosistema, incluso l'aumento della fioritura delle alghe. I microbi che convertono il solfato in solfuro producono anche metilmercurio, l'unica forma di mercurio che contamina i pesci.

"Il Minnesota è unico tra gli stati degli Stati Uniti e le province canadesi in quanto ha uno standard di qualità dell'acqua che regola il solfato, " ha detto Myrbo. "Non si tratta solo di riso selvatico. Ora abbiamo scoperto che l'immissione di solfato nella nostra acqua ha conseguenze su tutta la linea, compreso più mercurio nel pesce, cambiamenti nell'habitat per le anatre, e cambiamenti nella catena alimentare."

Più di tre estati nel 2011, 2012, e 2013, i ricercatori hanno studiato campioni d'acqua e sedimenti provenienti da più di 100 laghi e ruscelli del Minnesota, dove cresce il riso selvatico o dove hanno stabilito che dovrebbe crescere il riso selvatico. Molti di questi corsi d'acqua erano nel Minnesota nord-orientale, dove il solfato non si trova naturalmente. I ricercatori hanno effettuato più di 100 misurazioni in ogni sito studiando le carote di sedimenti, acqua nel sedimento, acque superficiali, e piante varie. Hanno analizzato cose come la chimica dell'acqua, profondità e trasparenza.

In quasi tutti i casi, l'acqua con i più alti livelli di solfato non aveva riso selvatico, anche se altre condizioni sembravano ideali per la crescita della pianta acquatica. La ricerca sul campo del team che ha mostrato gli effetti del solfato sulla qualità dell'acqua ha rispecchiato gli studi di altri ricercatori in vasche.

"La nostra ricerca si basa sulla scienza e ha mostrato gli stessi risultati di altri studi in ambienti artificiali, " ha detto Myrbo. "Sappiamo che le questioni riguardanti i nostri corsi d'acqua possono essere molto complesse, ma speriamo che il nostro lavoro possa essere utilizzato per fare una buona politica pubblica che equilibri le esigenze economiche del nostro stato con la sovranità alimentare e la protezione dell'ambiente".