L'acqua tocca virtualmente ogni aspetto della società umana, e tutta la vita sulla terra lo richiede. Ancora, fresco, l'acqua pulita sta diventando sempre più scarsa:una persona su otto sul pianeta non ha accesso all'acqua pulita. Conducenti dell'inquinamento salino delle acque dolci come antighiaccio su strade e parcheggi, addolcitori d'acqua, e le acque reflue e gli scarichi industriali minacciano ulteriormente la salute dell'ecosistema di acqua dolce e la sicurezza dell'acqua umana.

"L'inquinamento da sale nelle acque dolci interne è in aumento a livello nazionale e mondiale, e abbiamo studiato il potenziale conflitto tra la gestione dell'inquinamento salino delle acque dolci e la pratica sostenibile di aumentare l'approvvigionamento idrico attraverso l'aggiunta di acque reflue altamente trattate alle acque superficiali e sotterranee, " ha detto Stanley Grant, professore di ingegneria civile e ambientale al Virginia Tech College of Engineering. "Se non riusciamo a capire come invertire presto questa tendenza all'inquinamento da sale, potrebbe diventare una delle principali sfide ambientali della nostra nazione".

Grant e i suoi collaboratori hanno recentemente pubblicato i loro risultati sulla rivista Sostenibilità della natura .

In un recente studio di modellazione, è stato previsto che l'inquinamento da sale aumenterà di oltre il 50 percento in più della metà dei corsi d'acqua degli Stati Uniti entro il 2100. L'inquinamento da sale nelle acque dolci è associato al declino della biodiversità, habitat critico d'acqua dolce, e la mancanza di acqua potabile sicura.

"Abbiamo scoperto che esistono numerose opportunità per ridurre il contributo dell'inquinamento da sale nelle acque reflue altamente trattate scaricate nel bacino idrico di Occoquan e l'inquinamento delle acque dolci più in generale, " disse Peter Vikesland, professore nel Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale e membro di facoltà affiliato al Global Change Center, ospitato all'interno del Fralin Life Sciences Institute presso Virginia Tech. "Questi sforzi richiederanno un impegno deliberativo con una comunità diversificata di parti interessate del bacino e un'attenta considerazione della politica locale, contesto sociale e ambientale”.

Da dati di serie temporali raccolti in 25 anni, i ricercatori hanno quantificato i contributi di tre fonti di salinità - acque reflue altamente trattate e deflussi da due bacini idrografici in rapida urbanizzazione nella Virginia del Nord - alla crescente concentrazione di sodio, uno ione importante associato all'inquinamento delle acque dolci.

Il bacino idrico di Occoquan, un serbatoio di acqua potabile di importanza regionale negli Stati Uniti medio-atlantici, si trova a circa 19 miglia a sud-ovest di Washington, DC, nel nord della Virginia, ed è una delle due fonti primarie di approvvigionamento idrico per quasi 2 milioni di persone nella contea di Fairfax, Virginia, e comunità circostanti. Su base annuale, circa il 95% dell'acqua che scorre nel bacino proviene dai suoi affluenti Occoquan River e Bull Run.

"Questo studio esemplifica il potere di combinare dati storici e nuovi strumenti di calcolo; sottolinea l'incredibile valore del monitoraggio a lungo termine, " ha affermato Grant, che è il co-direttore dell'Occoquan Watershed Monitoring Lab e membro di facoltà affiliato del Center for Coastal Studies del Virginia Tech. "È una testimonianza della visione di Virginia Tech e dell'Occoquan Watershed Monitoring Lab e della loro collaborazione con le parti interessate nello spartiacque, tra cui Fairfax Water e l'Upper Occoquan Service Authority, negli ultimi due decenni».

I ricercatori hanno scoperto che l'aumento dell'inquinamento salino nel bacino idrico deriva principalmente dal deflusso dei bacini idrografici durante la stagione umida e dalle acque reflue altamente trattate durante la stagione secca.

In tutte le tempistiche valutate, la concentrazione di sodio nelle acque reflue trattate è superiore a quella in uscita dai due bacini idrografici. Il sodio nelle acque reflue trattate proviene da sostanze chimiche aggiunte durante il trattamento delle acque reflue, scarichi industriali e commerciali, escrezione umana e smaltimento a valle di acqua potabile e prodotti per la casa ricchi di sodio.

"Il nostro studio è unico perché riunisce ingegneri, ecologisti, idrologi, e scienziati sociali per indagare e affrontare una delle più grandi minacce alla qualità dell'acqua mondiale, " ha detto Sujay Kaushal, un coautore sulla carta, professore di geologia all'Università del Maryland, e un esperto internazionale di salinizzazione delle acque dolci.

I ricercatori prevedono almeno quattro modi in cui è possibile ridurre l'inquinamento salino:limitare le fonti di sodio che entrano nello spartiacque (ad esempio dall'uso di antigelo), imporre requisiti di pretrattamento più rigorosi sugli scaricatori industriali e commerciali, passare a metodi di trattamento delle acque e delle acque reflue a basso contenuto di sodio, e incoraggiare le famiglie ad adottare prodotti a basso contenuto di sodio.

L'approvvigionamento di acqua potabile e i sistemi di raccolta delle acque reflue contribuiscono al sale alla prima e alla fine anche alla seconda.

"I cittadini possono iniziare oggi o domani pensando in modo più critico a ciò che hanno buttato giù e a come ciò danneggia l'ambiente, e a sua volta, la propria fornitura di acqua potabile, ", ha detto Vikesland.

Questa ricerca si allinea con la visione One Water utilizzata a livello nazionale e globale da più settori delle risorse idriche, e catalizza un solido processo decisionale guidato dalle parti interessate con obiettivi apparentemente contrastanti.

Questa ricerca faceva parte di una partnership tra Virginia Tech, Università del Maryland, Università di Vanderbilt, e la North Carolina State University. È stato finanziato da una recente sovvenzione multimilionaria che Grant e i suoi collaboratori hanno ricevuto dalla National Science Foundation per affrontare l'inquinamento da sale nelle acque dolci e fa parte del programma Growing Convergence Research (GCR) della National Science Foundation, che mira a catalizzare soluzioni alle grandi sfide della società mediante la fusione di idee, approcci, e tecnologie provenienti da campi della conoscenza ampiamente diversi per stimolare l'innovazione e la scoperta. L'esperienza acquisita e le lezioni apprese da questa ricerca saranno migliorate a livello nazionale e globale in collaborazione con The Water Research Foundation.

"Lo sforzo collaborativo di questo team altamente interdisciplinare esemplifica il tipo di scienza che cambia paradigma che cerchiamo di catalizzare e promuovere, " disse William Hopkins, professore al College of Natural Resources and Environment, direttore del Centro di cambiamento globale, e direttore esecutivo associato del Fralin Life Sciences Institute. "L'inquinamento da sale d'acqua dolce è diventato un obiettivo importante per diversi ricercatori del Virginia Tech perché il problema è così diffuso, peggiorando, e colpisce sia l'ambiente che la società. Fortunatamente, la ricerca del team fa progredire la nostra comprensione di importanti fonti di inquinamento da sale in modo che gli interventi basati sull'evidenza possano essere identificati e implementati. Lo studio ha implicazioni di vasta portata a livello globale mentre cerchiamo di risolvere questo complesso problema ambientale".

Questo studio riflette l'entusiasmante approccio convergente che il progetto finanziato dall'NSF sta adottando.

"Mentre i risultati biofisici sono in primo piano qui, riconosce i complessi contesti socio-politici in cui tali informazioni saranno applicate e prefigura la collaborazione, approcci multi-stakeholder per affrontare il problema dell'inquinamento da sale nelle acque dolci che stiamo attualmente portando avanti, " ha detto Todd Schenk, assistente professore presso la School of Public and International Affairs presso il College of Architecture and Urban Studies e membro di facoltà affiliato del Global Change Center e Center for Coastal Studies.