Органические добавки, обнаруженные в альтернативах дорожной соли, например те, которые используются в коммерческих продуктах GeoMelt и Magic S alt, действуют как удобрение для водных экосистем, способствуя росту водорослей и организмов, питающихся водорослями, согласно новому опубликованному исследованию. в Журнале прикладной экологии. Низкий уровень хлорида магния - альтернативного типа соли, содержащейся в коммерческом продукте Clear Lane - увеличивает популяцию амфипод, крошечных ракообразных, которые питаются водорослями и служат важным источником пищи для рыб.
Альтернативы и добавки к самой распространенной форме дорожной соли, хлориду натрия, позиционируются как экологически безопасные заменители, поскольку они позволяют дорожным бригадам поддерживать чистоту дорог, используя меньше соли. Но альтернативы и добавки могут быть не без последствий для окружающей среды, сказал Рик Рельеа, директор проекта Джефферсона в Лейк-Джордж.
"Предполагается, что добавки и альтернативные соли менее вредны для окружающей среды, поскольку позволяют использовать меньше хлорида натрия, но как насчет потенциального воздействия самих добавок и альтернативных солей?" сказал Рельеа, профессор биологических наук и старший почетный заведующий кафедрой Дэвида М. Даррина 40-го года в Политехническом институте Ренсселера. «Мы почти ничего не знаем о влиянии этих добавок и альтернатив на водные экосистемы».
Исследование является частью проекта Джефферсона в Лейк-Джордж - сотрудничества между Rensselaer, IBM Research и FUND для Лейк-Джордж, - основанного для разработки новой модели технологически обоснованного мониторинга и прогнозирования окружающей среды для понимания и защиты окружающей среды. Экосистема озера Джордж и пресноводные экосистемы по всему миру.
В рамках проекта «Джефферсон» лаборатория Релии провела серию экспериментов по влиянию различных дорожных солей на различные аспекты водных пищевых цепей, получив неожиданные результаты. Исследование, опубликованное в январе, показало, что обычные виды зоопланктона могут развить генетическую толерантность к умеренным уровням хлорида натрия всего за два с половиной месяца. Исследование, опубликованное в ноябре 2016 года, показало, что хлорид натрия может изменить соотношение полов в популяциях развивающихся лягушек. Дополнительные исследования отслеживали влияние различных дорожных солей на молодь форели, которая живет в ручьях и экосистемах водно-болотных угодий.
Во многих экспериментах используются мезокосмы, большие открытые резервуары или желоба, заполненные водой и оборудованные для имитации экосистем озер, болот или ручьев.
В новом исследовании альтернатив соли - первом исследовании, в котором когда-либо сравнивалось влияние альтернатив дорожной соли и добавок на водные экосистемы - исследователи снабдили 64 мезокосма многими важными игроками в водной пищевой сети, включая водоросли, зоопланктон, амфиподы, изоподы и улитки. Исследователи подготовили пять «лекарств» из дорожных солей: хлорид натрия (каменная соль); хлорид магния; хлорид натрия с небольшим количеством хлорида магния (например, Clear Lane®); хлорид натрия, смешанный со свекольным соком (например, GeoMelt®); и хлорид магния, смешанный с побочным продуктом дистилляции (например, Magic S alt). Они применяли каждую обработку в трех концентрациях, которые охватывают диапазон, обычно встречающийся в озерах, прудах и водно-болотных угодьях: 50, 100 и 200 миллиграммов хлорида на литр. В контрольной обработке использовалась водопроводная вода, содержащая 25 миллиграммов хлоридов на литр.
Через 30 дней они оценили изменения в мезокосме. Микробы переварили часть сахаров в свекольном соке и побочных продуктах дистилляции, что привело к немедленному падению 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 увеличить рост и численность рыб и других хищников зоопланктона.
«Органические добавки подобны добавлению пищи в озеро. Они расщепляются на питательные вещества, и организмы их поедают», - сказал Мэтью Шулер, научный сотрудник с докторской степенью и первый автор статьи. «Добавки в GeoMelt и Magic S alt действуют как удобрение для водных систем».
Низкие концентрации хлорида магния, содержащиеся в продуктах Clear Lane, Magic S alt и в чистых растворах хлорида магния, более чем утроили численность популяций амфипод.
«Наше исследование показывает, что эти химические вещества могут вызывать изменения в пищевой сети, но мы не можем сказать вам, желательно это или нет», - сказал Рельеа. «Больше водорослей означает больше зоопланктона и больше рыбы, и рыболову это может понравиться. Но большее количество водорослей также означает мутную воду, и домовладельцу это может не понравиться. Это субъективный общественный вопрос».