Ovunque tu vada ci sono bacini di raccolta delle acque piovane costruiti vicino a grandi progetti di costruzione destinati a controllare il flusso di acqua piovana e il deflusso. Ora, quei bacini potrebbero aiutare a controllare il deflusso di azoto nei fiumi e nei laghi, secondo Lauren E. McPhillips, assistente professore di ingegneria civile e ambientale alla Penn State.

Parlando oggi (12 agosto) all'incontro annuale della Ecological Society of America a Louisville, Kentucky, ha spiegato che lei e i colleghi della Cornell University hanno esaminato i bacini di detenzione delle acque piovane nell'area intorno a Ithaca, New York.

"Parte dell'obiettivo per i bacini di detenzione delle acque piovane è gestire il flusso, " ha detto McPhillips. "Sempre più, stiamo cercando di ottenere più obiettivi di qualità dell'acqua da loro."

Controllare il deflusso della pioggia e intrappolare i sedimenti è sempre stato un obiettivo di questi bacini onnipresenti, ma nuove tecniche potrebbero renderli adatti anche per rimuovere i nitrati dall'acqua. I bacini esaminati dai ricercatori si trovano in aree urbane e suburbane, e il nitrato proviene dalla deposizione atmosferica sulle strade, combustione di automobili e fertilizzanti per prati.

"Questi bacini sono sempre stati trattati come scatole nere per quanto riguarda l'acqua in entrata e l'efficienza percentuale, " ha detto McPhillips. "Tuttavia, diversi design di questi bacini si comportano in modo diverso, e ora stiamo esaminando le prestazioni e i meccanismi specifici per la rimozione dell'azoto".

L'azoto è l'obiettivo perché, mentre la nostra atmosfera è composta per il 78% da azoto gassoso, altre forme dell'elemento come il nitrato causano la crescita eccessiva di alghe nei corpi idrici. Questa eutrofizzazione rimuove l'ossigeno dall'acqua e crea deserti sottomarini dove pesci e altre creature acquatiche non possono vivere.

Generalmente, i bacini delle acque piovane sono bacini umidi o bacini asciutti. L'acqua passa attraverso bacini asciutti in pochi giorni, mentre i bacini umidi hanno acqua stagnante per molto più tempo. Una varietà di cose può accadere al nitrato nel bacino. Può passare nelle acque sotterranee e poi nei fiumi, ruscelli e laghi; può essere assorbito dalla vegetazione; oppure può essere convertito in altri composti dai microbi che vivono nei bacini.

Mentre il decadimento della vegetazione del bacino riporta il nitrato nel bacino e nelle acque sotterranee, alcune associazioni microbiche possono convertire i nitrati fino all'azoto gassoso, rimuovendolo. I ricercatori hanno campionato i bacini e controllato il DNA microbico per un gene che può consentire la conversione del nitrato in gas azoto. Questo gene produce un enzima in grado di convertire il nitrato in azoto gassoso.

"Tipicamente, le vasche sono progettate per essere asciutte, ma come si accumulano i sedimenti di ruscellamento e la vegetazione che cresce nei bacini, possono diventare bacini bagnati, ", ha detto McPhillips.

Hanno scoperto che la capacità di produrre azoto gassoso era maggiore nei bacini umidi rispetto ai bacini asciutti. Però, hanno anche scoperto che la conversione parziale produce ossidi di azoto e che il consumo di materia organica produce metano, entrambi i gas serra. I bacini umidi hanno mostrato livelli più elevati del gene che consente la conversione completa del nitrato in azoto gassoso.

Secondo McPhillips, progettare i bacini per contenere l'acqua fin dall'inizio potrebbe diminuire la produzione di ossidi di azoto, perché più a lungo i bacini trattengono l'acqua, tanto più completa è la conversione da nitrato ad azoto gassoso.

Per quanto riguarda il metano, McPhillips suggerisce che l'ingegneria dei bacini in modo che lo strato di ritenzione idrica sia sotto terra e non sulla superficie del bacino potrebbe impedire il rilascio di metano nell'atmosfera. Intrappolato nel suolo, l'ossigeno degraderebbe il metano.

McPhillips sta ora esaminando i bacini di ritenzione delle acque piovane nel campus della Penn State's University Park per ulteriori ricerche.