Альтернативы и добавки к наиболее распространенной форме дорожной соли, хлориду натрия, продаются как экологически чистые заменители, поскольку они позволяют дорожным бригадам поддерживать незамерзающие дороги, применяя меньше соли. Но альтернативы и добавки могут иметь последствия для окружающей среды, сказал Рик Рельеа, директор проекта Джефферсон на озере Джордж.
«Добавки и альтернативные соли считаются менее вредными для окружающей среды, потому что они позволяют нам использовать меньше хлорида натрия, но как насчет потенциального воздействия самих добавок и альтернативных солей??"сказал Релиа, профессор биологических наук и Дэвид М. Даррин ’40 Старший председатель Политехнического института Ренсселера. «Мы почти ничего не знаем о влиянии этих добавок и альтернатив на водные экосистемы."
Исследование является частью проекта Джефферсона на озере Джордж – сотрудничества между Rensselaer, IBM Research и The FUND for Lake George – основанного для разработки новой модели технологического мониторинга окружающей среды и прогнозирования для понимания и защиты экосистемы озера Джордж. и пресноводные экосистемы по всему миру.
В рамках проекта Джефферсона лаборатория Релии провела серию экспериментов по изучению воздействия различных дорожных солей на различные аспекты водных пищевых цепей, получив некоторые удивительные результаты. Исследование, опубликованное в январе, показало, что обычные виды зоопланктона могут развить генетическую устойчивость к умеренным уровням хлорида натрия всего за два с половиной месяца.
Исследование, опубликованное в ноябре 2016 года, показало, что хлорид натрия может изменять соотношение полов в популяциях развивающихся лягушек. Дополнительные исследования выявили влияние различных дорожных солей на молодь форели, обитающую в ручьях и экосистемах водно-болотных угодий.
Во многих экспериментах используются мезокосмы, большие открытые резервуары или желоба, наполненные водой и оборудованные для имитации экосистем озера, водно-болотных угодий или ручьев.
В новом исследовании альтернатив соли – первом исследовании, когда-либо сравнивавшем влияние альтернатив и добавок дорожной соли на водные экосистемы – исследователи оснастили 64 мезокосма многими важными участниками водной пищевой сети, включая водоросли, зоопланктон, амфиподы. , равноногие и улитки.
Исследователи подготовили пять «обработок» дорожных солей: хлорид натрия (каменная соль); хлорид магния; хлорид натрия с небольшим количеством хлорида магния (е.грамм., Clear Lane®); натрия хлорид смешанный со свекольным соком (е.грамм., GeoMelt®); и хлорид магния, который был смешан с побочным продуктом перегонки (e.грамм., Волшебная соль). Они применяли каждую обработку в трех концентрациях, которые охватывают диапазон, обычно встречающийся в озерах, прудах и заболоченных территориях: 50, 100 и 200 миллиграммов на литр холорида.
Для контрольной обработки использовалась водопроводная вода, содержащая 25 миллиграммов хлорида на литр.
Через 30 дней они оценили изменения в мезокосме.
Микробы переваривали некоторые сахара в свекольном соке и побочных продуктах дистилляции, вызывая немедленное падение уровня растворенного кислорода. Микробы также, вероятно, преобразовали непригодный для использования фосфор в органических добавках в пригодный для использования фосфор, что увеличило рост водорослей. Увеличение роста водорослей утроило численность зоопланктона, что в естественных условиях могло бы увеличить рост и численность рыб и других хищников зоопланктона.
«Органические добавки похожи на добавление еды в озеро.
Они расщепляются на питательные вещества, и организмы их поедают », – сказал Мэтью Шулер, научный сотрудник постдокторантуры и первый автор статьи. «Добавки в GeoMelt и Magic Salt действуют как удобрение для водных систем."
Низкие концентрации хлорида магния, обнаруженные в Clear Lane, Magic Salt и в обычных обработках хлоридом магния, более чем в три раза увеличили численность популяций амфипод.
«Наши исследования показывают, что эти химические вещества могут вызывать изменения в пищевой сети, но мы не можем сказать вам, желательно это или нет», – сказал Рельеа. "Больше водорослей – больше зоопланктона и больше рыбы, и рыболову это может понравиться.
Но чем больше водорослей, тем мутнее вода, и домовладельцу это может не понравиться. Это субъективный общественный вопрос."