Un temporale estivo può ringiovanire il paesaggio, ma il deflusso che crea può contenere contaminanti, come i batteri E. Coli, che possono avere un impatto negativo sulla qualità dell'acqua in fiumi e torrenti. Peng Dai, uno studente laureato presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale della South Dakota State University, sta testando un mezzo economico ma efficiente per rimuovere E. coli dal deflusso delle acque piovane:i trucioli d'acciaio.

"L'acqua piovana può trasportare rifiuti umani e animali in fiumi e torrenti, " disse Dai, che ha completato il suo master in maggio. Il suo consulente di ricerca è l'assistente professore Guanghui Hua. I distretti per lo sviluppo idrico del Dakota orientale e del fiume James e il Dipartimento dei trasporti degli Stati Uniti attraverso il Consorzio Mountain Plains hanno finanziato il progetto.

Secondo il Dipartimento dell'ambiente e delle risorse naturali del South Dakota, la contaminazione da E. coli è uno dei principali problemi di qualità dell'acqua del fiume Big Sioux. I test in diversi siti di drenaggio dell'acqua piovana a Brookings hanno mostrato che le concentrazioni di E. coli in questi siti di drenaggio dopo un temporale estivo possono arrivare fino a 2, 000 unità formanti colonia (ufc) per 100 millilitri (mL).

Hua ha spiegato che un precedente studente laureato aveva testato la zeolite, scorie calcaree e d'acciaio, un sottoprodotto dell'industria mineraria, così come i trucioli d'acciaio. Questi risultati hanno portato allo studio di Dai incentrato sui trucioli di acciaio.

Test su piccole colonne hanno mostrato che i trucioli di acciaio al carbonio possono rimuovere ovunque dall'85 al 98 percento di E. coli dall'acqua di scarico simulata, secondo Dai. I trucioli di acciaio testati sono materiali di scarto raccolti da un'officina meccanica di Sioux Falls.

Dai ha esaminato trucioli di acciaio di dimensioni comprese tra 0,5 e 8 millimetri e ha utilizzato acqua piovana simulata con concentrazioni di E. coli da bassi (10 cfu/100 mL) a livelli estremamente alti (106 cfu/100 mL). Ha anche valutato l'effetto dei livelli di pH 5, 7 e 9, così come tempi di contatto da 5 a 20 minuti. "Ho controllato i livelli di nutrienti nell'acqua piovana simulata in modo che l'E. coli sopravvivesse ma non si moltiplicasse, "Dì ha spiegato.

Ha scoperto che i chip da 0,5 a 2 mm funzionavano meglio. Inoltre, "più lungo è il tempo di contatto, meglio è. A 20 minuti, i trucioli di acciaio possono rimuovere quasi il 99 percento di E. coli, " disse Dai. Anche se il pH più basso ha prodotto risultati migliori, Dai ha registrato tassi di rimozione di almeno il 90% per tutti i livelli di pH testati.

Oltre al test di flusso continuo, Dai ha simulato eventi intermittenti di acqua piovana in cui l'acqua ha circolato per sei ore, poi le patatine erano asciutte per sei ore, seguite da sei ore di flusso. "Hanno funzionato allo stesso modo:i trucioli mantengono ancora un tasso di rimozione ad alta efficienza, " ha affermato Dai. La sua ricerca ha fornito le basi per un altro studente laureato che sta progettando un filtro per i test su scala pilota.

Hua ha identificato il sito a sud di Brookings dove l'acqua piovana proveniente da un'area residenziale di 10 acri defluisce in uno stagno di ritenzione. "La struttura, che sembra una scatola aperta, sarà posizionato all'ingresso del laghetto, quindi il drenaggio dell'acqua piovana passa attraverso i media in acciaio per la rimozione di E. coli." Prevede di avere la struttura in atto quest'estate.