Un nuovo modo di misurare l'abitabilità relativa degli ambienti di acqua dolce per i pesci e gli insetti acquatici suggerisce che gli standard di monitoraggio e trattamento delle acque del New Jersey potrebbero aver bisogno di una spinta.

Utilizzando uno standard creato per misurare i livelli di nutrienti potenzialmente dannosi nei corsi d'acqua dolce misurando la prevalenza di alghe unicellulari, chiamate diatomee, i ricercatori dell'Accademia di scienze naturali della Drexel University hanno analizzato i dati ambientali provenienti da 95 siti di fiumi e torrenti in sei regioni ecologiche del New Jersey.

I risultati del team hanno rivelato che l'attuale soglia consentita del New Jersey per i nutrienti disciolti nei suoi flussi è probabilmente troppo alta.

Questi nutrienti, come fosforo e azoto, spesso trovano la loro strada nei corpi idrici da ruscellamenti superficiali da aree agricole e scarichi diretti da impianti di depurazione comunali.

Negli ambienti acquatici, alti livelli di nutrienti possono avere effetti dannosi, compresa la crescita di tappeti algali e bassi livelli di ossigeno disciolto, che rendono l'ambiente inabitabile per pesci e macroinvertebrati, come le vongole d'acqua dolce e gli insetti acquatici.

Sulla base del loro approccio di nuova concezione, che utilizza le diatomee come indicatore della qualità dell'acqua, come parte del sistema Biological Condition Gradient standard, i ricercatori hanno scoperto che il parametro del fosforo totale del New Jersey di 100 microgrammi per litro non proteggerà i siti dall'alterazione ecologica. La loro ricerca suggerisce che la soglia per un corpo sano di acqua dolce nel New Jersey non dovrebbe essere superiore a 50 microgrammi per litro, al fine di mantenere, o ripristinare, maggior parte dei siti ad una condizione inalterata.

La ricerca, che ha utilizzato il gradiente di condizione biologica di diatomee che il team ha sviluppato poco più di due anni fa, è stato pubblicato in Indicatori ecologici . Coautori Donald Charles, Andrea P. Tuccillo, un ex ricercatore presso l'Accademia, e Thomas Belton, un ricercatore associato presso l'Accademia, ma che in precedenza ha lavorato presso il Dipartimento di Protezione Ambientale del New Jersey, condotto la ricerca. Don Carlo, dottorato di ricerca, l'autore principale è uno scienziato senior presso l'Accademia ed ex professore nel Dipartimento di Biodiversità di Drexel, Scienze della Terra e dell'Ambiente.

"Abbiamo appreso da studi precedenti che la diatomea Biological Condition Gradient (BCG) può identificare le differenze del gradiente di concentrazione dei nutrienti per classificare i siti integri da quelli danneggiati, "Ha detto Charles. "E ora possiamo usare le metriche di diatomee TP (fosforo totale) e TN (azoto totale) che abbiamo sviluppato in studi precedenti che, quando associato a incarichi di livello BCG, può determinare se i criteri nutrizionali sono soddisfatti in un particolare corpo idrico."

"Secondo la legge sull'acqua pulita, l'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti e/o gli stati devono sviluppare criteri di qualità dell'acqua per gli inquinanti per garantire che l'acqua ambientale sia pescabile, balneabile e sicura da bere, " ha detto Belton. "Il New Jersey è uno dei pochi stati con 'criteri numerici' per i nutrienti come il fosforo e l'azoto. I criteri originali del New Jersey erano un'ipotesi plausibile sviluppata negli anni '70 sulla base di un'analisi dei dati di monitoraggio della qualità dell'acqua esistenti".

Per aderire alla richiesta del Clean Water Act per il ripristino e il mantenimento della "integrità biologica delle acque della nazione, " l'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti ha creato il gradiente di condizioni biologiche, una scala di sei "condizioni, " utilizzato per classificare la qualità relativa di un corpo idrico:il livello sei è il più stressato dal punto di vista ecologico e il livello uno è "incontaminato".

La scala ha lo scopo di creare uno standard per l'uso degli organismi acquatici come indicatore della salute degli ambienti di acqua dolce. Gli organismi di regolamentazione statali utilizzano il BCG per classificare e monitorare la propria acqua in modo comparabile.

"Mentre esistono gradienti di condizioni biologiche per pesci e macroinvertebrati, questa è la prima scala BCG che utilizza le diatomee, " disse Charles. "Le diatomee hanno una silice, infrastrutture simili al vetro e mostrano una grande sensibilità ecologica, che è ciò che li rende il miglior indicatore dell'inquinamento dei nutrienti".

Le diatomee sono di gran lunga il gruppo di alghe più comune nei fiumi e nei torrenti. E, come base alimentare per pesci e macroinvertebrati, sono molto importanti per il mantenimento di ecosistemi sani.

Il team dell'Accademia ha determinato che la prevalenza delle specie di diatomee era correlata agli standard di qualità dell'acqua del New Jersey per il sistema BCG e che questa correlazione era coerente in una varietà di ecoregioni nelle pianure montuose del nord e sabbiose della costa meridionale. Ciò significa che sarebbe appropriato un adeguamento in tutto lo stato al livello accettabile di nutrienti nell'acqua.

I loro risultati possono ora essere utilizzati come risorsa per i responsabili delle politiche statali per affrontare la valutazione della qualità dell'acqua e attuare gli adeguamenti necessari per un migliore monitoraggio e trattamento di torrenti e fiumi.

"La maggior parte degli Stati ha solo "criteri narrativi" che mettono in guardia contro i livelli di nutrienti nei corsi d'acqua che si traducono in "quantità discutibili di alghe" ma, non specificare quali livelli potrebbero essere, " disse Belton. "Ma, il nostro studio fa esattamente questo."

Potrebbe esserci una certa resistenza a modificare i criteri numerici esistenti per la qualità dell'acqua, poiché ciò comporterà la limitazione dello scarico di nutrienti, come quelli provenienti dagli impianti di depurazione comunali. Queste industrie avrebbero bisogno di mettere in atto processi di trattamento più avanzati e costosi per soddisfare gli standard più rigorosi.

I ricercatori concludono che "esiste una potenziale ampia applicabilità dell'approccio BCG per sviluppare criteri nutrizionali e monitorare la conformità negli Stati Uniti utilizzando assemblaggi di diatomee".