Sötvattenströmmar och floder rensar naturligt upp vissa former av föroreningar som härrör från stads- och jordbruksområden, men ökad stormintensitet minskar denna förmåga, vilket understryker behovet av att förbättra hanteringen av icke-punktföroreningskällor och dagvattenhantering, enligt ny forskning publicerad i Vattenresursforskning , en tidskrift från American Geophysical Union.

Forskningsresultaten främjar ansträngningar för att ytterligare förstå vattendragarnas och floders förmåga att rena föroreningar i vattendelar och bestämma hur man bäst hanterar icke-punktkvävetillförsel i samband med mänsklig aktivitet. Forskare använde en ny generation av högteknologiska sensorer placerade direkt i bäckar och floder för att kontinuerligt mäta nitratkoncentrationer under olika flödesförhållanden. Dessa sensorer förändrar förståelsen av vattenkvalitet och hur man kan förbättra dess hantering.

"Över hela världen, människor har fördubblat mängden kväve som kommer in i miljön under det senaste århundradet. Mycket av detta kväve exporteras inte genom floder till kustområden, trots att många kustområden har blivit kraftigt försämrade av kväve. En stor fråga kvarstår om vart allt det mänskliga introducerade kvävet tar vägen. Detta arbete tittar på en del av Oyster Rivers vattendelare - flodnätverket - för att se hur mycket som kan avlägsnas av det, sade Wilfred Wollheim, en professor i naturresurser och miljö vid New Hampshire Agricultural Experiment Station och huvudförfattare till studien.

Icke-punktföroreningar orsakas vanligtvis av landavrinning, atmosfäriskt nedfall, gödselmedel, septiska system och/eller hydrologisk modifiering från ständigt växande vägnät. Icke-punktföroreningar kommer från många diffusa källor som jordbruksmark, byggarbetsplatser, felaktiga septiska system och bostadsområden. Det orsakas av nederbörd eller snösmältning som rör sig över och genom marken. När avrinningen rör sig, den plockar upp och transporterar bort naturliga element och mänskliga föroreningar, slutligen deponerar dem i strömmar, floder, sjöar, våtmarker, kustvatten och grundvatten.

Specifikt, forskarna fann:

1. Stads- och jordbruksområden bidrar med mycket högre näringstillförsel till vattendrag och floder än skogar, speciellt under stormar.
2. Sötvattensekosystem kan rena en del av denna högre näringstillförsel innan den når kustområdena.
3. Sötvattens förmåga att städa upp näringsföroreningar minskar snabbt vid större stormar. Således, när stormen ökar, mer nitrat kommer att överföras till kustområdena.
4. Förbättringar måste göras i icke-punktvis näringshantering på land genom att minska tillförseln samtidigt som man tar hänsyn till olika stormintensiteter eller genom ökad dagvattenhantering. Detta gäller särskilt om klimatextrema fortsätter att förvärras.

"The Great Bay Estuary anses vara kväveförsämrad delvis på grund av icke-punktkvävekällor från dess vattendelar. Problemet skulle vara ännu värre om det inte vore för det faktum att bäckar och floder rensar upp en del av den kväveföroreningen innan den når till bukten. Det är viktigt att skydda bäckar och floder så att de kan fortsätta tillhandahålla denna viktiga ekosystemtjänst, sa Wollheim.

"Men klimatforskare förutspår att stormigheten kommer att öka i framtiden, i samband med klimatförändringar, vilket innebär mindre retention av floder. Därför, det blir ännu viktigare att minska de ursprungliga kvävekällorna, som kommer in i vattendelaren i gödselmedel, mänskligt avfall och genom luftföroreningar. Vi måste fundera på om vi behöver gödsla vår gräsmatta lika mycket, se till att våra septiska system underhålls och stöder lagstiftning för att minska näringstillförseln, speciellt när fler människor flyttar till regionen", sa han.

Går framåt, forskare planerar att undersöka reservoarernas bidrag till kväveavskiljningen i flodnätverket. Wollheim förklarade att om dammar tas bort och deras reservoarer dräneras, kväveflöden till mynningen kan också öka. Det är viktigt att isolera effekterna av reservoarer från naturliga strömmar, floder, dammar och sjöar.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.