När det gäller att förbättra vattnet i Chesapeake Bay, en forskare från Penn State Harrisburg föreslår att man tar den långa utsikten. Som geolog, Jennifer Sliko, biträdande lärare i jord- och geovetenskap vid vetenskapshögskolan, Teknik, och teknik, är van vid att studera jorden i samband med tusentals år. Men för viken, hon pratar just nu om årtionden.

Sliko och kollegan Shirley Clark, professor i miljöteknik, leder en grupp grund- och doktorander för att studera effekterna av strömåterställningar på bukten, världens största mynning och en stor fiske- och ekologisk resurs. Bukten har drabbats av dålig vattenkvalitet som har förstört områdets ekosystem.

Pennsylvania har cirka 86, 000 miles av vattendrag, varav många leder till bukten. Sliko sa att för att fixa bukten, den allmänna tanken har varit att fixa strömmarna som tappar vatten i den. Ett sätt att göra det är genom renoveringsaktiviteter som att stabilisera vattendrag eller skapa våtmarker. Dessa åtgärder hjälper arter som lever i och runt en bäck, minska bäckens erosion och förbättra vattenkvaliteten.

"De drivande frågorna bakom vår forskning är att fråga om strömåterställningar, som är ganska dyra, rengör faktiskt vattnet som går ner till bukten, och använder vi våra ansträngningar på bästa sätt för att effektivt återställa strömmen på lång sikt, "Sa Sliko.

Hon förklarade att även om dessa restaureringsmetoder har testats på kort sikt, typ 10 år, hon och hennes studenter tittar på om restaureringen kommer att bli effektiv eller inte "om 30, 40, eller 50 år på vägen. "

"Vi tittar på olika restaureringar och jämför deras effektivitet, och även restaureringens ålder - något som ofta förbises, "Sa Sliko.

Under sommaren 2018, Sliko, Clark, och deras elever - Elizabeth Bell, Larissa Ogora, Jeremy Ricketts, Sarah Ryan och Rachel Smolinski - studerade flera vattendrag främst i Susquehanna River Watershed, nära college campus och även i Lancaster County. Den kommande sommaren, Sliko planerar att utöka forskningen till fler strömmar.

I en ström som restaurerades för cirka 20 år sedan, gruppen fann en minskning av vattenkvaliteten och de försöker avgöra vad som kan göras för att säkerställa att restaureringen är hållbar på lång sikt.

"Denna restaurering har pågått sedan 1990 -talet, och förbättringen av vattenkvaliteten har avtagit lite. Det är möjligt att markanvändningen har förändrats, så kanske folk i omgivningen inte följer några av strängare miljöstandarder, "Sliko sa." Det förstärker behovet av vår forskning; vi måste titta på dessa saker på längden, inte bara en gång. "

Projektet finansierades till stor del genom Penn State College of Engineering Multi-Campus Research Experience for Undergraduates Students (MCREU) -program, låta gruppen samarbeta med fakulteter och använda laboratorier vid University Park.

På fältet, de gör lite analys i strömmen, och ta sedan tillbaka vattenprover till laboratorierna för vidare testning.

"Vi tittar på olika parametrar för strömhälsa, såsom upplöst syre, PH, grumlighet (grumlighet i vattnet), salthalt, "Ryan, en doktorand som studerar miljöföroreningar, sa.

Vid labbet i Penn State Harrisburg, de testar kväve och fosfor i vattnet. Studenterna gör också labbarbete på University Park, där de testar för olika typer av metaller, kväve och fosfor i jorden.

"Eftersom vi inte har möjlighet att titta på många tungmetaller här på högskolan, vi utnyttjade REU -samarbetet, "Sliko sa." Det var ett bra tillfälle för studenterna att utsättas för resurser på campus och på University Park och det finns potential för framtida samarbeten, också."

Gruppens enighet är att det finns värde i breda restaureringar som återansluter strömmen till dess översvämningsplan - landområdet intill en bäck eller flod. Ju mer du skapar en naturlig anslutning av strömmen till landet, ju bättre strömmen fungerar, enligt Sliko.

"Dessa breda restaureringar är de mest effektiva, "Sa Sliko." Men du måste också titta på markanvändningspolitiken i vattendelen och de yttre faktorerna, till exempel om du har en avloppsanläggning som dumpar i en bäck eller en bonde som släpper ut näringsrikt vatten. Den politik som reglerar vad som dumpas i vattendragen kan spela en viktigare roll än själva strömmen. "

Sliko tillade att breda restaureringar också är fördelaktiga eftersom de ger en lagringsplats för översvämningsvatten.

"Ju mer du banar, lägga ner byggnader eller gator eller parkeringsplatser, vatten kan inte sugas in i marken. Det rinner över marken, tappar i en bäck och skapar mer översvämningar, "sa hon." Stora restaureringar, medan det är dyrare, är mer effektiva för att minska översvämningar. "

En gemenskapsinsats

En av de strömmar som gruppen testade ligger vid pensionatssamhället Masonic Village några miles från campus i Elizabethtown, Pennsylvania. 2008, i samarbete med flera lokala organisationer, byn slutförde en bred restaurering av en flodbredd av en del av Conoy Creek som ligger längs fastigheten. Projektet tog bort århundraden av näringsrika sediment och restaurerade 3, 200 fot av bäckens översvämning, inklusive rekonstruktion av våtmarksmiljön som fanns mellan 300 och 5, 000 år sedan.

Clark, som samarbetar med Sliko i forskningsprojektet, förklarade, "För länge sedan, detta område översvämmade inte så mycket eftersom vi inte byggde så nära bäcken. Invånarna är glada över restaureringen eftersom det gör att naturen kan sakta ner vattnet, låt en del av det suga ner i jorden, fyll på grundvattnet, och även, med denna breda bank av träd och buskar, det tar mycket mer energi att driva igenom vatten, so it slows the water down and the flood wave gets lower and lower until eventually it is back in the banks."

At Conoy Creek, the group collected samples and conducted their tests upstream and downstream of the restoration. They are trying to determine if the water quality improves, or at least stays the same. They collected water samples for lab analysis, did bacterial analysis, and collected sediment; they also measured for dissolved oxygen, another indicator of water health.

Sliko said that future research involves looking at insects that live in the water as another indication of stream health.

"It's the start of a great project, " Smolinski, an environmental pollution control graduate student, added. "We looked at six streams and it makes us a little more curious about more streams and if there are other things we can learn."

Ogora, a civil engineering senior, said that she was fascinated by the results.

"You would think that the stream had been fixed by the restoration, and the water would be improved, " said Ogora. "This research answered the first question, but opened up so many others."