Quando le tempeste invernali minacciano di rendere pericoloso il viaggio, le persone spesso si rivolgono al sale, spargendolo generosamente sulle autostrade, strade e marciapiedi per sciogliere neve e ghiaccio. Il sale stradale è uno strumento importante per la sicurezza, perché molte migliaia di persone muoiono o si feriscono ogni anno a causa di incidenti meteorologici. Ma un nuovo studio condotto da Sujay Kaushal dell'Università del Maryland avverte che l'introduzione di sale nell'ambiente, che si tratti di strade antighiaccio, fertilizzare terreni agricoli o altri scopi:rilascia cocktail chimici tossici che creano una minaccia globale seria e crescente per la nostra fornitura di acqua dolce e la salute umana.

Precedenti studi di Kaushal e del suo team hanno mostrato che i sali aggiunti nell'ambiente possono interagire con i terreni e le infrastrutture per rilasciare un cocktail di metalli, solidi disciolti e particelle radioattive. Kaushal e il suo team hanno chiamato questi effetti a cascata dei sali introdotti Sindrome di salinizzazione dell'acqua dolce, e può avvelenare l'acqua potabile e causare effetti negativi sulla salute umana, agricoltura, infrastruttura, fauna selvatica e la stabilità degli ecosistemi.

Il nuovo studio di Kaushal è la prima analisi completa degli effetti complicati e interconnessi causati dalla sindrome da salinizzazione dell'acqua dolce e del loro impatto sulla salute umana. Questo lavoro suggerisce che le forniture di acqua dolce del mondo potrebbero affrontare gravi minacce a livello locale, livello regionale e globale se non viene applicato un approccio coordinato di gestione e regolamentazione alle fonti umane di sale. Lo studio, che invita i regolatori ad avvicinarsi ai sali con lo stesso livello di preoccupazione delle piogge acide, perdita di biodiversità e altri problemi ambientali di alto profilo, è stato pubblicato il 12 aprile 2021, nel diario Biogeochimica.

"Pensavamo che l'aggiunta di sali non fosse un grosso problema, " disse Kaushal, un professore nel Dipartimento di Geologia e Centro interdisciplinare di scienze del sistema terrestre dell'UMD. "Pensavamo di metterlo sulle strade in inverno e viene spazzato via, ma ci siamo resi conto che si è bloccato e si è accumulato. Ora stiamo esaminando sia i rischi di esposizione acuta che la salute a lungo termine, ambientale, e i rischi infrastrutturali di tutti questi cocktail chimici che derivano dall'aggiunta di sali all'ambiente, e stiamo dicendo, "Questa sta diventando una delle minacce più gravi per la nostra fornitura di acqua dolce". E sta accadendo in molti posti in cui guardiamo negli Stati Uniti e in tutto il mondo".

Quando Kaushal e il suo team hanno confrontato i dati e rivisto gli studi delle stazioni di monitoraggio delle acque dolci in tutto il mondo, hanno riscontrato un aumento generale delle concentrazioni di cloruro su scala globale. Il cloruro è l'elemento comune in molti diversi tipi di sali come il cloruro di sodio (sale da cucina) e il cloruro di calcio (comunemente usato per il sale stradale). Analizzando i dati delle regioni target, hanno anche scoperto una tendenza trentennale di aumento della salinità in luoghi come il fiume Passaic nel nord del New Jersey e un tratto di oltre 100 miglia del fiume Potomac che fornisce acqua potabile a Washington, D.C.

La principale fonte di sale legata all'uomo in aree come il nord-est degli Stati Uniti è il sale stradale, ma altre fonti includono perdite e scarichi fognari, addolcitori d'acqua, fertilizzanti agricoli e salamoie per fracking arricchite con sali. Inoltre, fonti indirette di sali in acqua dolce includono strade corrosive, ponti ed edifici, che spesso contengono calcare, cemento o gesso, tutti rilasciano sale mentre si rompono. I fertilizzanti a base di ammonio possono anche portare al rilascio di sali nei prati urbani e nei campi agricoli. In alcuni ambienti costieri, l'innalzamento del livello del mare può essere un'altra fonte di intrusione di acqua salata.

Lo studio indica un numero crescente di ricerche da tutto il mondo che mostra come i cocktail chimici rilasciati da tutte queste fonti di sale danneggino sia gli ambienti naturali che quelli costruiti. Per esempio, cambiamenti nei livelli di sale possono consentire invasivi, specie più tolleranti al sale per prendere il controllo di un ruscello. I cocktail chimici rilasciati dai sali possono modificare i microbi nel suolo e nell'acqua, e poiché i microbi sono responsabili del decadimento e del rifornimento di nutrienti in un ecosistema, quel cambiamento può portare a ancora più cambiamenti nel rilascio di sali, nutrienti e metalli pesanti nell'ambiente.

Nell'ambiente costruito, i sali possono degradare strade e infrastrutture. Possono anche corrodere i tubi dell'acqua causando il rilascio di metalli pesanti nelle forniture di acqua potabile come hanno fatto a Flint, Michigan.

"Sono molto sorpreso dalla crescente portata e intensità di questi problemi, come evidenziato dai nostri studi, " ha detto il coautore dello studio Gene E. Likens, presidente fondatore emerito del Cary Institute of Ecosystem Studies e un distinto professore di ricerca presso l'Università del Connecticut. "L'aumento della salinizzazione delle acque superficiali sta diventando un grave problema ambientale in molti luoghi del mondo".

La varietà delle fonti e le complesse interazioni tra il sale e l'ambiente sono poco conosciute, e ogni lago, flusso e falda acquifera presenta un diverso insieme di sfide di gestione. Lo studio suggerisce che le strategie di gestione devono valutare i contributi di sale da diverse fonti a livello di ecosistema spartiacque e dare priorità alla regolamentazione di conseguenza, in modo molto simile al modo in cui vengono attualmente gestiti i carichi di nutrienti nei bacini idrografici.

I miglioramenti nella tecnologia hanno contribuito a ridurre il deflusso di nutrienti, ma non esistono ancora alternative sicure ed efficaci ai sali stradali. Kaushal spera che il regolamento, nuove tecnologie e un approccio di gestione coordinato possono ridurre le potenziali minacce della sindrome da salinizzazione dell'acqua dolce su vasta scala.

"In definitiva, abbiamo bisogno di una regolamentazione ai livelli più alti, e ci manca ancora un'adeguata protezione delle giurisdizioni locali e delle forniture idriche, " Ha detto Kaushal. "Abbiamo apportato notevoli miglioramenti alla pioggia acida e alla qualità dell'aria, e stiamo cercando di affrontare il cambiamento climatico in questo modo. Ciò di cui abbiamo bisogno qui è una comprensione molto migliore dei complicati effetti dei sali aggiunti e dei regolamenti basati su questo. Questo può permetterci di evitare un futuro davvero difficile per le forniture di acqua dolce".

Andando avanti, lo studio sottolinea l'importanza di aumentare gli sforzi di monitoraggio dell'acqua e di utilizzare la moderna tecnologia dei sensori per acquisire dati continui. I dati dei sensori ad alta frequenza consentono a scienziati e manager di rilevare picchi di salinità e flusso d'acqua che potrebbero eventualmente aiutarli a prevedere la composizione chimica e l'accumulo di tossine a causa della sindrome di salinizzazione dell'acqua dolce.

Inoltre, Kaushal ha affermato che sono necessari studi sul campo ed esperimenti che tracciano gli effetti in rapida espansione del sale nell'ambiente per migliorare la comprensione scientifica del problema. Ha condotto tali ricerche nei corsi d'acqua che attraversano e vicino al campus dell'UMD College Park, un ambiente urbano all'interno del Washington, tangenziale DC.