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Pesquisadores da EPA desenvolvem ferramenta de gestão de qualidade da água para atingimento das metas de carga de nutrientes

A poluição por nutrientes é um dos problemas ambientais mais difundidos, caros e desafiadores da América. Essa poluição pode ocorrer quando quantidades excessivas de nutrientes, como nitrogênio e fósforo, escoam da terra para córregos, rios, lagos e outras fontes de água.

Para ajudar os gestores de qualidade da água a reduzir a poluição por nutrientes, pesquisadores da EPA desenvolveram a Ferramenta de Suporte à Otimização de Redução de Exportação da Bacia do Rio (RBEROST), online e regional, atualmente disponível para a Bacia do Alto Connecticut/EUA, que fornece soluções de baixo custo para atender às metas de carga de nutrientes

Imagem ilustrativa

Carga de nutrientes é a quantidade total de nutrientes que entram num corpo d’água durante um período de tempo específico. As cargas de nutrientes podem vir de diferentes fontes de poluição, incluindo fontes pontuais e não pontuais.

A poluição por fonte pontual é quando a poluição vem de uma única fonte identificável, como as estações de tratamento de esgoto. A poluição de fonte não pontual ocorre quando a poluição não se origina de uma única fonte e pode vir de uma variedade de fontes, como o escoamento de nutrientes de fertilizantes para as águas superficiais e subterrâneas.

“Fontes não pontuais de poluição, como escoamento agrícola e urbano, são as principais fontes de cargas de nitrogênio e fósforo para Long Island Sound da bacia do rio Connecticut”, disse a cientista da EPA Naomi Detenbeck, que lidera o projeto. “Para prevenir e controlar essas fontes de poluição, é importante que os gestores da qualidade da água usem as melhores práticas de gestão.”

As melhores práticas de gestão visam reduzir a carga de poluentes das atividades terrestres para os cursos d’água e auxiliar os gestores de qualidade da água a cumprir as metas de qualidade da água. A ferramente RBEROST oferece vários tipos de melhores práticas de gerenciamento para reduzir a poluição de terras agrícolas, terras urbanas, estações de tratamento de águas residuais e tampões ribeirinhos, e a ferramenta considera as maneiras mais viáveis para combinar essas melhores práticas de gerenciamento em uma região.

Essa ferramenta considera as melhores práticas de gestão, incluindo lavoura de conservação, agricultura de contorno e lagoas de sedimentação, entre outras, para reduzir o escoamento de nutrientes das terras agrícolas em linha. Para reduzir a poluição do solo urbano, a RBEROST mede as melhores práticas de gestão, como bacias de biorretenção e trincheiras de infiltração.

A RBEROST também mede dois tipos de tampões ribeirinhos – tampões gramados e tampões florestais – ajudam a reduzir o escoamento de poluição de superfícies impermeáveis. Esses amortecedores ajudam a filtrar os poluentes do escoamento e remover o excesso de nutrientes das águas subterrâneas. Além disso, ela usa informações sobre como as atualizações de baixo custo feitas em estações de tratamento de águas residuais no Upper Connecticut River reduzem a poluição por nutrientes.

A ferramenta usa dados sobre eficiências de práticas de gestão, custos e carregamentos de nutrientes de linha de base para criar um modelo de otimização, que ajuda os usuários a atingir as metas de carregamento de nitrogênio total e fósforo total, em bacias hidrográficas com o menor custo financeiro.

“A RBEROST emprega um modelo que seleciona os melhores valores de uma seleção de variáveis ​​para atender um determinado objetivo. Por exemplo, as partes interessadas podem atualmente usar a ferramenta para minimizar custos”, disse Cathy Chamberlin, pós-doutoranda da EPA ORISE que trabalha com Detenbeck.

 


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Os usuários também podem considerar outras restrições e variáveis ​​de decisão, associadas ao alcance das metas de carregamento de nutrientes e podem explorar como essas variáveis ​​afetam o custo de redução da poluição por nutrientes.

Historicamente, tem sido difícil e caro atingir as metas de carregamento de nutrientes em corpos d’água que drenam para grandes bacias hidrográficas. A RBEROST equipa os gestores de qualidade da água e as partes interessadas com a capacidade de estimar os custos e a probabilidade de atingir com sucesso as metas de carregamento de nutrientes.

Para testar a eficácia da ferramenta, os cientistas da EPA conduziram um estudo de caso na Bacia do Alto Connecticut River, um um dos maiores corpos d’água que drena para o Long Island Sound, entre a região da cidade de Nova York e a costa sul da Nova Inglaterra.

A localização serviu como um local de estudo ideal, uma vez que a Bacia é afetada pelo aumento das cargas de nitrogênio e fósforo, em grande parte de fontes de poluição não pontuais. Essas concentrações aumentadas de nutrientes resultaram em problemas ambientais e de saúde humana negativos, como proliferação de algas nocivas e morte de peixes.

Ao aplicar a RBEROST na Bacia do Alto Connecticut, os pesquisadores conseguiram identificar os planos de menor custo em um período de 15 anos. Esses planos incluíam práticas de gerenciamento de nutrientes de fontes pontuais e não pontuais,

Embora os dados para RBEROST atualmente se apliquem apenas a corpos d’água na Bacia do Alto Connecticut River, a estrutura do modelo é aplicável a todo o nordeste. A equipe do projeto também está trabalhando para expandir a disponibilidade de dados para toda a região nordeste e outras áreas geográficas.

Para expandir a cobertura geográfica dos conjuntos de dados subjacentes, os cientistas da EPA têm colaborado com o US Geological Survey (USGS) para fazer um piloto com a ferramenta RBEROST na área de Puget Sound. Além disso, os cientistas planejam fazer um piloto também  na bacia do rio Mississippi e esperam que a ferramenta funcione em todos os Estados Unidos.

A RBEROST está disponível publicamente no repositório online GitHub da EPA. Embora qualquer pessoa possa usá-la, os usuários devem ter os softwares R e RStudio instalados para acessar os arquivos de dados e códigos. Uma vez instalados, a ferramenta instalará o RShiny por meio de seu segmento de configuração, que permitirá aos usuários personalizar as práticas de gerenciamento e os destinos de carregamento. A RBEROST também é compatível com o modelo SPARROW Regional Nordeste do USGS, que é usado para estimar as principais fontes e fatores ambientais que afetam o fornecimento, transporte e destino de contaminantes em córregos.

Saber mais

RBEROST

Poluição Nutricional

Política e dados de poluição por nutrientes

Informações básicas sobre poluição de fonte não pontual (NPS)

Ferramenta de Suporte à Otimização de Gerenciamento de Bacias Hidrográficas (WMOST)

Modelo SPARROW Regional Nordeste

Fonte: Water Online
Adaptado para Portal Tratamento de Água
Traduzido por Jaqueline Morinelli


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