Vart du än går finns det bassänger för dagvattenuppehåll byggda nära stora byggprojekt avsedda att kontrollera flödet av regnvatten och avrinning. Nu, dessa bassänger kan hjälpa till att kontrollera kväveavrinning till floder och sjöar, enligt Lauren E. McPhillips, biträdande professor i civil- och miljöteknik vid Penn State.

Talar idag (12 augusti) vid årsmötet för Ecological Society of America i Louisville, Kentucky, hon förklarade att hon och kollegor vid Cornell University tittade på dagvattenbassänger i området runt Ithaca, New York.

"En del av målet för dagvattenbassänger är att hantera flödet, sade McPhillips. Alltmer, vi försöker få ut fler vattenkvalitetsmål ur dem."

Att kontrollera avrinning från regn och fånga sediment har alltid varit ett mål för dessa allestädes närvarande bassänger, men nya tekniker kan göra dem lämpliga för att ta bort nitrat också från vattnet. De bassänger som forskarna undersökte finns i stads- och förortsområden, och nitrat kommer från atmosfärisk nedfall på vägar, bilförbränning och gödningsmedel för gräsmattor.

"Dessa bassänger har alltid behandlats som svarta lådor som tittar på vatten i och procentuell effektivitet, " sade McPhillips. "Men, olika utformningar av dessa bassänger fungerar olika, och nu tittar vi på prestanda och specifika mekanismer för avlägsnande av kväve."

Kväve är målet eftersom, medan vår atmosfär består av 78 % gasformigt kväve, andra former av grundämnet som nitrat orsakar överväxt av alger i vattendrag. Denna övergödning tar bort syre från vattnet och skapar undervattensöknar där fiskar och andra vattenvarelser inte kan leva.

I allmänhet, dagvattenbassänger är antingen våta bassänger eller torra bassänger. Vatten passerar genom torra bassänger på några dagar, medan våta bassänger har stående vatten mycket längre. En mängd olika saker kan hända med nitratet i bassängen. Det kan passera in i grundvattnet och sedan till floder, bäckar och sjöar; den kan tas upp av vegetation; eller det kan omvandlas till andra föreningar av mikrober som lever i bassängerna.

Medan förfall av bassängvegetation placerar nitratet tillbaka i bassängen och grundvattnet, vissa mikrobiella sammansättningar kan omvandla nitrat hela vägen till gasformigt kväve, tar bort den. Forskarna tog prover från bassängerna och kontrollerade mikrobiellt DNA för en gen som kan tillåta omvandling av nitrat till kvävgas. Denna gen producerar ett enzym som kan omvandla nitrat till gasformigt kväve.

"Vanligtvis, bassängerna är utformade för att vara torra, men när sediment från avrinning och vegetation som växer i bassängerna byggs upp, de kan bli våta bassänger, sa McPhillips.

De fann att förmågan att producera gasformigt kväve var högre i våta bassänger än torra bassänger. Dock, de fann också att partiell omvandling producerade dikväveoxider och att konsumtion av organiskt material producerar metan, båda växthusgaserna. De våta bassängerna visade högre halter av genen som möjliggör fullständig omvandling av nitrat till gasformigt kväve.

Enligt McPhillips, att designa bassängerna för att hålla vatten från början kan minska produktionen av dikväveoxider, för ju längre bassängerna håller vattnet, desto fullständigare är omvandlingen från nitrat till gasformigt kväve.

När det gäller metan, McPhillips föreslår att konstruering av bassängerna så att vattenretentionslagret ligger under marken och inte på bassängens yta skulle kunna förhindra att metan släpps ut i atmosfären. Instängd i jorden, syre skulle bryta ned metanet.

McPhillips tittar nu på dagvattenretentionsbassänger på Penn State University Park campus för vidare forskning.