Il nitrato accumulato nel terreno nella zona ripariale scorre nell'acqua del torrente quando piove. Credito:Urumu Tsunogai
I ricercatori dell'Università di Nagoya in Giappone hanno riferito che i nitrati accumulati nei corsi d'acqua al confine con il suolo svolgono un ruolo importante nell'aumento dei livelli di nitrati nell'acqua del torrente quando piove. Le loro scoperte, pubblicate sulla rivista Biogeosciences , può aiutare a ridurre l'inquinamento da azoto e migliorare la qualità dell'acqua nei corpi idrici a valle, come laghi e acque costiere.
Il nitrato è un nutriente essenziale per le piante e il fitoplancton, ma livelli eccessivi di nitrati nei corsi d'acqua possono danneggiare la qualità dell'acqua, causare eutrofizzazione (l'eccessivo arricchimento dell'acqua da parte dei nutrienti) e rappresentare un rischio per la salute degli animali e dell'uomo. Sebbene sia noto che i livelli di nitrati nei corsi d'acqua aumentano quando piove, la ragione di ciò non è chiara.
Ci sono due teorie principali su come il nitrato di flusso aumenta quando piove. Secondo la prima teoria, il nitrato nell'atmosfera si dissolve nell'acqua piovana e cade direttamente nei corsi d'acqua. Mentre la seconda teoria è che, quando piove, i nitrati del suolo nell'area che costeggia il torrente, nota come zona ripariale, defluiscono nell'acqua del torrente.
Per indagare ulteriormente sulla fonte del nitrato, un gruppo di ricerca dell'Università di Nagoya guidato dal professor Urumu Tsunogai presso la Graduate School of Environmental Studies, in collaborazione con l'Asia Center for Air Pollution Research, ha condotto uno studio per analizzare i cambiamenti nelle composizioni isotopiche dell'azoto e ossigeno nei nitrati e l'aumento delle concentrazioni di nitrati in un ruscello durante i temporali.
Studi precedenti hanno riportato che le concentrazioni di nitrati aumentano significativamente durante le tempeste nei corsi d'acqua del fiume Kajikawa superiore a Niigata, nel nord-ovest del Giappone. I ricercatori hanno raccolto campioni d'acqua dal bacino idrografico di Kajikawa, che comprende i corsi d'acqua della parte superiore del fiume. Hanno utilizzato un campionatore d'acqua automatico per prelevare campioni dall'acqua del bacino idrografico a intervalli di un'ora per 24 ore durante tre tempeste.
Misurando le concentrazioni e le composizioni isotopiche dei nitrati nell'acqua del torrente, il gruppo ha poi confrontato i risultati con le concentrazioni e le composizioni isotopiche del nitrato nel suolo nella zona ripariale del torrente. As a result, they found that most of the nitrate came from the soil in the zone rather than rainwater.
"We concluded that the flushing of soil nitrate in the riparian zone into the stream due to the rising of both stream water and groundwater level was primarily responsible for the increase in stream nitrate during the storm event," said Dr. Weitian Ding of Nagoya University, the corresponding author of the study.
The research group also analyzed the impact of atmospheric nitrate on increasing stream nitrate during the storms. Regardless of an increase in precipitation, atmospheric nitrate in stream water remained constant, suggesting that the atmospheric sources of nitrate had a minimal effect.
The researchers also found that the soil nitrate in the riparian zone was produced by soil-dwelling microorganisms. "Microbe-derived nitrate is thought to be accumulated in soil in the riparian zone only in summer and autumn in Japan," explained Professor Tsunogai. "From this perspective, we can predict that the increase of stream nitrate due to rain occurs only in these seasons." Understanding the seasonality of nitrate increases could be an important finding to help ensure safe fresh water. + Esplora ulteriormente
