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Nov 03, 2023

I ricercatori di Cape Cod osservano un sensore come strumento per proteggere la vita marina locale

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Erin Brereton ha scritto di tecnologia, affari e altri argomenti per più di 50 riviste, giornali e pubblicazioni online.

Oltre l'80% delle soluzioni di trattamento delle acque reflue a Cape Cod, Massachusetts, sono sistemi settici in loco.

Sebbene la loro installazione abbia contribuito a ridurre molte delle minacce per la salute pubblica che possono derivare dal contatto umano con le acque reflue, come il colera, negli ultimi anni si sono intensificate le preoccupazioni per l’eccesso di azoto – un contaminante comune presente nelle acque reflue – che entra negli ambienti di acqua salata della zona.

Un aumento del contenuto di azoto può far sì che le alghe crescano a un ritmo più rapido, riducendo la quantità di ossigeno nell'acqua, afferma Brian Baumgaertel, specialista ambientale senior presso il Dipartimento di salute e ambiente della contea di Barnstable e direttore del Centro test del sistema settico alternativo del Massachusetts del dipartimento. (MASSTC).

La ridotta quantità di ossigeno può soffocare e ridurre gli habitat della vita marina, uccidere i pesci e produrre altri effetti dannosi: uno scenario potenzialmente allarmante in un’area come Cape Cod, circondata da centinaia di chilometri di costa.

"Purtroppo un sistema settico regolare e semplice non rimuove l'azoto in modo molto efficace", afferma Baumgaertel. "All'epoca venivano installati in grandi volumi, non era un vero problema per nessuno. Ora abbiamo tutta un'altra serie di problemi che si sono creati."

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I sistemi settici in uso sul promontorio possono generalmente essere sostituiti con nuove versioni o adattati con componenti per aggiungere capacità di denitrificazione, afferma Baumgaertel, un processo che aiuta a trasferire l'urea escreta nelle urine all'ammoniaca, che viene poi ulteriormente scomposta ed eventualmente dispersa come Gas di azoto.

Tuttavia, per confermare che il processo funziona in modo coerente e che i limiti di carico giornaliero massimo raccomandato per l'azoto non vengono superati, il sistema necessita di un elemento di monitoraggio, come un nuovo sensore MASSTC recentemente analizzato nella sua struttura di prova, un sensore creato da Qingzhi Zhu, professore associato presso la School of Marine and Atmospheric Sciences della Stony Brook University di New York.

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"I carichi giornalieri massimi totali sono fondamentalmente una misura di quanto puoi immettere in un corpo idrico prima che inizi ad avere un effetto negativo davvero forte", afferma Baumgaertel. "L'intento è quello di prendere di mira le tecnologie che stai utilizzando per rimuovere quel numero di chilogrammi di azoto all'anno. Il sensore ti darebbe l'opportunità di valutarlo meglio."

Misurando 1 piede cubo, il prototipo a forma di scatola è dotato di piccoli tubi utilizzati per raccogliere campioni.

"Il sensore è un piccolo pacchetto accurato", afferma Baumgaertel. "È progettato per connettersi al cloud e caricare i risultati in modo che un operatore di sistema o un regolatore possa esaminare i dati in tempo reale e valutare se quel singolo sistema settico sta rimuovendo la quantità di azoto che ci aspettavamo."

Il numero di sistemi settici esistenti potenzialmente aggiornabili per trattare l'azoto

Con la crescente attenzione alle preoccupazioni climatiche, la tecnologia dei sensori basata sull’Internet delle cose può avere una serie di applicazioni ambientali, afferma Alan Shark, direttore esecutivo del Public Technology Institute.

"Parte di ciò ha a che fare con la conformità", afferma Shark. "Nella misura in cui sono in vigore leggi statali o anche locali o federali per garantire la qualità dell'aria, della qualità dell'acqua, spetta ai governi locali e statali trovare modi per conformarsi attraverso la misurazione. È davvero il contesto normativo che ha spinto oltre".

L’Environmental Protection Agency stima che oltre 2,6 milioni di sistemi settici esistenti in aree sensibili dal punto di vista ambientale potrebbero essere aggiornati a versioni avanzate per trattare l’azoto coinvolto e proteggere il prezioso terreno costiero.