Nyt system kan fjerne to vandforurenende stoffer fra landbrugsmarker

Alger blomstrer i Den Mexicanske Golf opbruger størstedelen af ​​ilt i vandet, fører til massive "døde zoner", der ikke kan understøtte fisk eller andet dyreliv. Synderen? Nitrat, løber af landbrugsmarker gennem fliseafvandingssystemer. Men nitrat er kun en del af problemet. Alger i ferskvandssøer og damme blomstrer, når de udsættes for et andet forurenende stof, fosfor, og den mindste mængde er nok til at udløse en blomstring.

Illinois og de 11 andre stater, der sender størstedelen af ​​vandet til Mississippi -floden, satte sig aggressive mål om at reducere nitrat- og fosforforurening i Den Mexicanske Golf. For at nå disse mål, store punktkilder til fosfor, såsom rensningsanlæg til spildevand, bliver nødt til at investere i ny infrastruktur. Men ny forskning tyder på, at der kan være en rolle for landmænd, såvel.

Laura Christianson, adjunkt i vandkvalitet ved Institut for Afgrødevidenskab ved University of Illinois, er ekspert i flisbioreaktorer. Hun har udført et omfattende arbejde for at demonstrere potentialet ved de flisfyldte skyttegrave i fjernelse af nitrat fra fliseafløb i Illinois-dyrkningsområder.

"Flisen og nitratet er nødvendige for, at bakterierne kan fuldføre deres livscyklus. Da de indtager nitratet, det fjernes fra vandet. Det er en biologisk proces, ”Forklarer Christianson.

I en nylig undersøgelse, Christianson og flere kolleger kiggede på, om de også kunne fjerne fosfor ved at tilføje et specielt "P-filter", der er designet til at fange det gødningsafledte forurenende stof. Teamet testede to typer industriaffaldsprodukter i P-filtrene:resterende syredrainafvandingsbehandling (MDR) og stålslagger. Fosfor binder til elementer som jern, kalk, og aluminium indeholdt i disse produkter, fjerne det fra vandet.

I stedet for at blande MDR eller stålslagge med flis i en stor nitrat- og fosforfjernende maskine, holdet placerede et separat P-filter opstrøms eller nedstrøms for en bioreaktor i laboratorieskala. De løb spildevand fra en akvakulturtank gennem systemet og målte mængden af ​​nitrat og fosfor på forskellige punkter undervejs.

Nitratfjernelse var konsekvent, uanset P-filtertype og om P-filteret var opstrøms eller nedstrøms for bioreaktoren. Men MDR var langt bedre som et fosforfilter. "Det fjernede 80 til 90 procent af fosforet ved vores medium strømningshastighed, "Siger Christianson." Det var virkelig, virkelig godt. Fantastiske."

Stål slagger, på den anden side, fjernede kun omkring 25 procent af fosforet. "Men stålslagger er meget lettere at finde i Midtvesten. Og ifølge Illinois Nutrient Loss Reduction Strategy, vi forsøger kun at fjerne 45 procent af det fosfor, vi sender nedstrøms. Da landbruget kun er ansvarlig for halvdelen af ​​det, 25 procent ville være ret godt, ”Siger Christianson.

Systemet viser klart potentiale, men flere ubekendte er tilbage. Parrede bioreaktorer og P-filtre mangler endnu at blive testet under virkelige forhold, selvom en håndfuld er blevet installeret i USA. Måske vigtigere, forskere har ikke et godt styr på, hvor meget fosfor der løber ud af landbrugsmarker i fliseafvanding.

"Vi formoder, at vores flisdræning i Illinois ikke har meget fosfor i sig, men vi ved, at der er nogle, "siger hun." Vi får et bedre styr på lige nu, hvor meget fosfor vi har.

"Vi ved, at fosfor bevæger sig lettere ved overfladeafstrømning. Når du eroderer jorden og vandet er grumset og brunt, der er generelt fosfor knyttet til jorden. Den nemme måde at opsummere det er, hvis du har fliseafvanding, du burde være mere bekymret for at miste nitrat i det vand, men hvis du har bakket jord, du burde være mere bekymret over jorderosion og tabe fosfor. "