Bekämpar stora gårdsföroreningar med en liten växt

February 17, 2022 paramo Svenska Artiklar 0

PHOENIX, Ariz. – Ibland kan ett kranvattenförbud bevisa en vetenskaplig väckarklocka.

När Toledo, Ohio sa åt sina invånare att inte dricka kranvatten 2014, lade Julia Hunckler, 17, märke till det. Denna junior från Marian High School bodde tvärs över delstatsgränsen i Mishawaka, Ind. Förbudet i Ohio berodde på gifter i Lake Erie. En sommarblomning av alger hade fläckat sjön, som användes som dricksvattenkälla. Kemiska gödselmedel som sköljdes bort från närliggande gårdar hade runnit ut i sjön. Där fick vattengiftsframställare ett tillväxtlyft av gödselmedlet. Julia bestämde sig för att spana efter något som kan ta bort den där algförstärkaren. Hennes lösning: en liten sötvattenväxt.

Kallas andmat, det slurpade verkligen upp gödsel. Senare kan den andmaten skördas som foder till lokala kor, säger Julia.

Tonåringen presenterade sina resultat här, förra månaden på Intel International Science & Engineering Fair 2016. Denna tävling, skapad av Society for Science & the Public och sponsrad av Intel, samlade mer än 1 700 studenter från 75 länder för att visa upp sina science fair-projekt. (Sällskapet publicerar också Science News for Students

.)

Jordbrukare och trädgårdsmästare gödslar sina växter genom att ge dem extra tillväxtfrämjande kväve

och fosfor. Men inte allt gödselmedel stannar i växterna eller jorden runt deras rötter. En del rinner av i regnet och rinner ut i bäckar, floder och sjöar — inklusive Lake Erie.

Forskare säger: Eutrofiering

Dessa extra näringsämnen kommer också att underblåsa tillväxten av vattenorganismer. Speciellt alger. Vatten rikt på näringsämnen kan få dessa vattenlevande organismer att reproducera sig snabbt, eller blomning. Eftersom algerna flyter på ytan, kan dessa blomningar skära av solljus till växter som lever under, vilket gör att vissa dör. Undervattensväxter producerar syre. Så deras döende kan minska syrenivåerna i vattnet. Eftersom även alger på vattenytan så småningom dör kommer bakterier att bryta ner dem. Dessa mikrober kan sedan använda upp det återstående syret i vattnet. Denna syrenedbrytande cykel är känd som eutrofiering

. Och där det förekommer kan det finnas lite syre över till djur, till exempel fisk.

Men det kanske inte är det enda problemet. Vissa typer av alger är giftiga. De producerar ett eller flera gifter som kan skada fiskar. Samma gifter kan förgifta människor i städer som är beroende av sjön för att dricka vatten. Det var därför Toledo var tvungen att varna invånarna för att inte dricka kranvatten.

“När jag hörde talas om algblomningen i Lake Erie ville jag göra något”, säger Julia. Hon bestämde sig för att fokusera på källan till problemet: gödseln. Och det slog henne att den lilla andmaten kanske klarar av jobbet.

Att förvandlas till andmat

Varje planta är mycket liten. Dess små blad är bara 2 till 5 millimeter (0,08 till 0,2 tum) långa. Det är mindre än halva längden av ett riskorn. Varje uppsättning blad har en enda rot som sträcker sig ner i vattnet. Andmat tenderar att växa i klasar som bildar täta mattor vid ytan.

Denna växt behöver kväve och fosfor, precis som algerna gör. Julia resonerade att andmat kan suga upp en del av fosforn från gödselmedel avrinning

innan den når algerna.

För att testa detta fyllde hon nio glasbehållare med vatten och tillsatte sedan fosfor. För att ta reda på hur mycket fosfor hon skulle lägga till använde Julia ett testkit från sin lokala djuraffär. Om du lägger till kitets kemikalier till ett vattenprov blir det blått när fosfor är närvarande. Ljusblått signalerar en liten mängd. Mörkblått pekar på mycket.

I tre glas tillsatte Julia tillräckligt med fosfor för att skapa mörkast möjliga blå. I ytterligare tre tillade hon bara tillräckligt för att skapa den minsta blå nyans. Sedan lade hon till 50 andmatsplantor från sin lokala damm till vart och ett av glasen. Tre sista glasen fungerade som hennes kontroller. En hade andmat, men ingen fosfor. De andra två hade ingen andmat alls, bara höga eller låga halter av fosfor.

Efter att ha väntat 25 dagar räknade Julia noggrant antalet blad på varje andmatsväxt. Hon mätte också längden på varje växts rot. Hennes mål var att räkna ut hur mycket var och en hade växt. Hon testade också hur mycket fosfor som fanns kvar i varje glas vatten.

Andmat drog ut fosfor ur både hög- och lågfosforvattenproverna. I processen växte växterna också “jätte, riktigt snabbt”, säger Julia. “Jag insåg att detta kunde orsaka problem i framtiden om Lake Erie plötsligt hade massor av andmat.” När allt kommer omkring kan ytmattor av andmat blockera solljus precis som algerna kan.

Så tonåringen läste mer. Hon lärde sig snart att andmat är ett näringsrikt foder för boskap. Allt bönder skulle behöva göra är att ösa bort det från vattnet. “Eftersom det är lätt att skörda kan bönder använda andmaten för att mata sina boskap”, avslutar hon.

Hittills har tonåringen endast data från de nio kopparna vatten. Så småningom skulle hon vilja göra experiment i Lake Erie själv. Men först, säger hon, måste hon få mer data – och mer andmat.