مناطق مرده چگونه احیاء می شوند؟/اختراع جدید می تواند دو آلوده کننده آب را از حوزه های کشاورزی حذف کند

شکوفه های جلبک در خلیج مکزیک بخش عمده اکسیژن آب را مصرف می کنند، این امر منجر به ایجاد "مناطق مرده" بیشتر می شود، مناطقی که نمی توانند از ماهی ها یا سایر جانوران وحشی حمایت کنند. مجرم کیست؟ نیترات که از زمین های کشاورزی و از طریق سیستم زهکشی لوله ای بر سطح زمین جاری می شود. اما نیترات تنها بخشی از مشکل است. جلبک در دریاچه های آب شیرین و تالاب ها، زمانی که در معرض یک آلوده کننده متفاوت آب مانند فسفر قرار گیرد شکوفه می دهد، مقدار بسیار کم این آلاینده ها نیز برای شکوفه دادن جلبک کافی است.

به گزارش ایانا از سایت ساینس دیلی، ایلینویز و ۱۱ ایالت دیگر که بخش عمده آب خود را به رودخانه می سی سی پی می گیرند، اهداف سخت گیرانه ای برای کاهش آلودگی نیترات و فسفر در خلیج مکزیک قرار داده اند. برای دستیابی به این اهداف و کاهش میزان زیاد منابع فسفر روش هایی مانند گیاهان تصفیه کننده فاضلاب، برای سرمایه گذاری در زیرساخت های جدید مورد نیاز هستند. اما پژوهش های جدید نشان می دهد که کشاورزان ممکن است به همان اندازه نقش ایفا کنند.

لارا کریستیانسن، استادیار کیفیت آب در دپارتمان علوم کشاورزی در دانشگاه ایلینویز، متخصص در رآکتورهایی است که با تراشه چوب کار می کند. او تحقیق گسترده ای برای نشان دادن پتانسیل تراشه های چوب در حذف نیترات از آب لوله های زهکشی شده در زمین های زراعی ایلینویز انجام داد.

کریستیانسن توضیح می دهد: "تراشه های چوب و نیترات برای کامل کردن چرخه زندگی باکتری ها ضروری هستند. به دلیل این که آن ها نیترات را مصرف می کنند و در نتیجه این ماده از آب حذف می شود. این یک فرایند بیولوژیک است."

در یک مطالعه جدید، کریستیانسن و چند همکار او نگاهی به این مسئله انداخته اند که آیا آن ها می توانند همچنین فسفر را با اضافه کردن یک "پی-فیلتر" خاص که برای به دام انداختن آلوده کننده های ناشی از کودها طراحی شده است حذف کنند یا خیر؟ این تیم دو نوع از ضایعات تولیدات صنعتی را در پی- فیلتر مورد آزمایش قرار دادند: باقیمانده های اسید از زهکشی معدن و تفاله ی فلز. فسفر در عناصری چون آهن، کلسیوم و آلومینیوم موجود در این محصولات محصور می شود و در نتیجه از آب پاک می شود.

به جای مخلوط کردن اسید معدن یا تفاله فلز با تراشه های چوب در یک ماشین بزرگ حذف کننده نیترات و فسفر، این تیم دو فیلتر مجزای پی را در قسمت بالا یا پایین بیوراکتوری که در مقیاس آزمایشگاه بود قرار دادند. آن ها از طریق این سیستم، فاضلاب را از طریق یک مخزن آبزی پروری جاری کردند و میزان نیترات و فسفر را در نقاط مختلف در طول مسیر اندازه گیری کردند.

صرف نظر از نوع فیلتر پی و این که این فیلتر در قسمت بالای رآکتور قرار گیرد یا پایین آن، حذف نیترات به صورت بی تناقضی انجام می شد. کریستیانسن می گوید: "این فیلتر به طور متوسط ۸۰ تا ۹۰ درصد فسفر را حذف کرده است». «این بسیار بسیار خوب است. عالی است."

از طرف دیگر تفاله فلز تنها حدود ۲۵ درصد فسفر را حذف کرد. کریستیانسن می گوید: "اما یافتن تفاله فلز در بخش مرکزی غربی بسیار آسان تر است. طبق استراتژی کاهش تلفات مواد مغذی ایلینویز، ما تلاش می کنیم تنها ۴۵ درصد فسفری را که به قسمت پایین دست رودخانه می فرستیم حذف کنیم. از آن جایی که کشاورزی فقط مسئولیت نیمی از آن را بر عهده دارد، ۲۵ درصد بسیار خوب خواهد بود."

این سیستم به وضوح پتانسیل این کار را دارد اما مسائل ناشناخته همچنان باقی است. بیورآکتورها و پی- فیلترهای با هم جفت شده هنوز در شرایط دنیای واقعی آزمایش نشده اند، اگرچه تعداد انگشت شماری در ایالات متحده نصب شده اند. شاید مهمتر از همه این باشد که پژوهشگران به خوبی قادر به مهار کردن این که چه میزان فسفر از زمین های کشاورزی وارد زهکشی لوله ای می کنند نباشند.

او می گوید: "ما مشکوک هستیم که زهکشی لوله ای ما در ایلینویز فسفر کافی در خود نداشته باشد، اما می دانیم که مقداری وجود دارد". "ما اکنون مدیدریت بهتری بر این مسئله داریم که چه میزان فسفر داریم"."ما می دانیم که فسفر برای جاری شدن در سطح زمین آماده تر است. زمانی که فرسایش خاک وجود دارد و آب گل آلود و قهوه ای است، معمولا فسفر چسبیده به خاک هم وجود دارد. راه آسان برای جمع بندی کردن این مسئله این است که اگر شما زهکشی لوله ای دارید باید بیشتر نگران از دست رفتن نیترات خاک باشید، اما اگر سرزمین های تپه ای دارید باید بیشتر نگران فرسایش خاک و از دست دادن فسفر باشید."

مترجم: بهاران پدرام