Un nuovo metodo per ricostruire i cambiamenti nelle fonti di azoto nel tempo ha permesso agli scienziati di collegare i nutrienti in eccesso nelle acque costiere di West Maui, Hawaii, ad un impianto di trattamento delle acque reflue che inietta nel terreno le acque reflue trattate.

Le fioriture algali e il degrado delle barriere coralline lungo la costa di Maui sono stati attribuiti all'inquinamento da nutrienti, e studi precedenti hanno suggerito che l'impianto di bonifica delle acque reflue di Lahaina è una delle principali fonti di nutrienti in eccesso nelle acque costiere. Precedenti esperimenti utilizzando traccianti coloranti hanno mostrato un collegamento diretto tra il sito di iniezione della struttura e piccole infiltrazioni sottomarine che scaricano acqua dolce vicino alle barriere coralline. Ma ci sono molte potenziali fonti di azoto, ed è stato difficile dimostrare che l'azoto in eccesso nell'acqua proviene dall'impianto di trattamento.

"Non avevano una pistola fumante per dire che l'azoto proveniva dalle acque reflue, " disse Adina Paytan, un professore di ricerca presso l'Istituto di Scienze Marine dell'UC Santa Cruz.

Paytan e lo studente laureato UCSC Joseph Murray hanno lavorato con i ricercatori del Geological Survey Nancy Prouty e Sara Peek al nuovo studio, pubblicato il 3 aprile in Rapporti scientifici .

"Mentre lo scarico sottomarino delle acque sotterranee è un processo naturale, gli esseri umani stanno alterando la composizione dell'acqua, rendendo le barriere coralline vulnerabili alle attività che svolgiamo a terra, " ha detto Proty.

I ricercatori hanno sviluppato una procedura per analizzare gli isotopi di azoto incorporati nella struttura cristallina degli scheletri dei coralli. I coralli depositano nuovo materiale scheletrico in strati che possono essere visti in sezione e datati come gli anelli degli alberi. Ciò ha permesso ai ricercatori di correlare i cambiamenti negli isotopi di azoto nei coralli con i cambiamenti nelle operazioni della struttura delle acque reflue.

Oltre alle implicazioni per affrontare l'inquinamento da nutrienti a Maui, le nuove scoperte dimostrano la potenza di questa tecnica per tracciare i cambiamenti storici nei nutrienti nell'acqua di mare.

"È un modo molto accurato e ad alta risoluzione per registrare l'inquinamento passato da nutrienti nell'acqua di mare, che è un problema enorme a livello globale, " Ha detto Paytan. "Apre molte possibilità per guardare l'inquinamento da azoto storico e altri cambiamenti nelle fonti di azoto nel tempo. E non devi usare il corallo, potresti anche usare le conchiglie, Per esempio."

A Maui, i ricercatori hanno raccolto nuclei di coralli in siti vicino alle infiltrazioni sottomarine. La loro analisi ha fornito un record di 40 anni di isotopi di azoto incorporati negli scheletri dei coralli. I risultati hanno mostrato un drammatico cambiamento negli isotopi dopo il 1995, corrispondente all'attuazione di un processo di rimozione biologica dei nutrienti presso l'impianto di bonifica delle acque reflue di Lahaina.

Paytan ha spiegato che il processo di rimozione dei nutrienti rimuove preferenzialmente gli isotopi più leggeri dell'azoto, quindi l'azoto rimanente viene arricchito nell'isotopo azoto-15 più pesante.

"Non c'è nessun altro processo che risulterebbe in questa firma, quindi deve provenire dalle acque reflue, " ha detto. "Anche se il processo di trattamento rimuove parte dell'azoto, c'è così tanto nelle acque reflue che ne rimane ancora molto, e quando lo iniettano nelle acque sotterranee finisce nelle acque costiere".

A febbraio, la Corte Suprema degli Stati Uniti ha accettato di esaminare un caso riguardante il Lahaina Wastewater Reclamation Facility e il Clean Water Act, con implicazioni potenzialmente di vasta portata per le protezioni ambientali federali.