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史蒂文斯如何通过修整养分流失有助于节省海洋和湖泊

研究人员开发有前途的新的绿色方法,以减少在城市和郊区的水域打造“死区”的营养素

Lake covered with green algae

它读取像恐怖小说。

一个巨大的“死区”已经出现在墨西哥湾的 - 因为它每年夏天 - 杀死鱼类和贝类和关闭数千受欢迎的海滩,由于不健康的游泳条件。暑假前就到了,该区域可能增长大8000平方英里为:新泽西整个国家的大致规模。

说到新泽西州,在绿藻该州最大的湖泊,在盛夏在记忆中第一次哽咽坐了几个星期。不祥“水是有害的”追逐远离霍帕康湖平时的迹象游泳和划船,直到八月下旬。

纽约的东河和长岛海峡暑假期间发展自己,更小的低氧区,同时,有时增长到曼哈顿岛大小的五倍。

这究竟是为什么?气温上升,降水量增多和急性郊区蔓延的致命的组合是罪魁祸首。

污水,化肥径流和其他的巨量倒入浅,受限制的区域,如墨西哥,纽约港和发展环抱湖泊全年的鸿沟。然后,随着夏季温度升高,混合营养物质转化为多余的那些温暖的水域,创造的藻类块滤波阳光向下穿过水柱,关停自然光合作用过程巨大的花朵完美的条件。 (一些藻类产生毒素危害也对人类和海洋生物一样,比如那些造成“赤潮”。)

后来,随着藻类死亡和分解在海底或湖底,他们烧了额外的氧 - 鱼类和贝类窒息的过程中。

最近的气候变化,受全球变暖的带动下,带来的是每年的降雨较重和温暖的夏季年。这意味着问题只会变得 更差 在将来。

image of Gulf of Mexico dead zone and rivers flowing into it
是巨大的化肥,废渣等径流的强大流动创造墨西哥的死区的海湾。 [信用:NOAA]

“我们在纽约市地区问题变得不太重视,因为它是规模较小,”解释太阳城网站网址 环境工程 专家 dibyendu萨卡。 “但它在它的心脏同样的问题:一个更大的‘死区’等待发生。”

现在史蒂文斯的研究人员和他们的教师学生团队都希望能保留城市海洋和渔业的健康为时已晚之前。

怎么样?通过将“灰色”基础设施 - 混凝土管道和集水池,气候变化和过度开发前设计存在的 - 以更环保的方法即重新利用废水和利用植物,花园和有机矿物质,去掉多余的营养物质才可以湖泊扼杀,河流和海洋。

聪明的雨水渠,再生水的处理

通过新泽西州海洋基金会财团由NOAA的支持,萨卡和他的研究生学生团队正在测试方法从人口稠密地区钝径流充满了垃圾,化肥,有毒化学品和营养过剩的几个影响地下。

第一工作包括最近在萨卡的实验室开发了一种新型的,正在申请专利的过滤材料。所述粒状材料工业废物从再循环,与有机原料制成的,并且可以被安装到集水槽中下水道用于金属和磷接近其来源治疗径流。

“有我们在砖,新泽西2条雨水渠测试该过滤介质,我们将很快再次在校园史蒂文斯,这是目前遇到的建筑活动中,两个水渠测试他们”萨卡笔记。

涉及的另一项努力创造一个修改木屑覆盖的可波及沿海到绿色基础设施,雨水花园:如来吸收过量的磷。

护根,在萨卡的实验室 - ,铁 - 开发并从基于铝的饮用水处理过程作为活性成分的ITS采用残差。

“这些污泥是从在美国饮用水处理工艺无害残差”萨卡解释。 “已经他们被巨大的批量生产,每天和我们不使用他们生产的东西是很容易ESTA地膜,使:你基本上胶水木屑残留的材料。”

这些粉状残差REACT随着磷径流,在化学反应结合起来 - 有效再利用废品被填埋,否则对环境效益。

在实验室初步试验史蒂文斯,护根的两英寸层改性放置在砂床降低了磷的负载实验中的一列,最多通过流动的废水 三分之二 从他们的高浓度的最初阶段。

“下一步是规模这件事,”萨卡说。为了实现这一目标,今年秋天,他的团队将运用盖土雨花园州Secaucus定期监测和磷水平。

浮动一个新的思路

第三,最雄心勃勃的努力治疗包括浮动平台,对待水的被动和连续的河流,池塘和河口围堵时放入。

这个概念听起来有点像科幻小说 - 但史蒂文斯团队将在2020年夏天的浮动平台将由高生物量,无菌氮和磷填充测试在锡考克斯雨水滞洪区的原型平台卫生组织-accumulator厂:香根草。

萨卡的研究小组先前研究天然香根草滤清器他们的潜力,捕捉营养物质和有毒双方重金属,运行双 在得克萨斯州和新泽西州的试点项目.

“香根草有一个惊人的容量为氮和磷的滤光器,以及某些金属,当然,这是100%的天然,”我指出。 “那我们真的很乐观,我们可以在规模证明治疗香根草为基础的浮动平台的概念。”

Professor Dibyendu “Dibs” Sarkar
Dibyendu萨卡教授图谋处理径流和废水的方法

今年夏天,该概念将在2020年全面示范项目启动前进行的初步测试一年在温室环境。

放眼望去,萨卡的集团将继续合作,与其他机构和机构,包括砖和锡考克斯镇,新泽西理工学院,梅多兰兹研究和sirom环境研究所科学的解决方案,启动成立萨卡密歇根州与同事。

“技术需要用户友好,易于实施和易于为了维护被广泛接受,”总结了萨卡。 “这将进入我们的沿海水域停止营养素”。

“但首先,我们已经成功地执行这些示范项目。”

雨水花园,吸收养分的矿物质粉末

史蒂文斯等研究团队也从应对的角度独特多余的营养挑战。

Rain garden graphic
天然雨水花园和其他过滤系统提供了一个潜在的绿色解决方案,从雨水径流和去除多余养分的挑战

伊丽莎白环境工程教授Fassman - 贝克,在城市设计中的世界领先的专家之一 雨水花园和屋顶花园,自然创造融入系统,即城市景观 收集和过滤雨水 在屋顶上,吸收污染物和多种轻轻将水输送到流出系统。营养减少早已是她的研究中心的目标。

和教授 晓光萌,工作与研究人员在Rutgers和两个中国的大学,研究了另一种潜在的新的解决方案的挑战。孟和他的合作者廉价用于结合粉状镁向上废水中的磷。

在最近的测试中,报道 高校化学环境工程所述的镁除去从实验样品水完全磷的85%,结晶成软矿物鸟粪石,可以从废水中被分离容易机械地流。