Raccolta della ricerca

di Scott Schrage | Comunicazione e Marketing d'Ateneo

Benvenuti al Research Roundup: una raccolta di punti salienti delle ultime attività creative e di ricerca di Husker.

Stretta tra il suolo superficiale della Terra e i serbatoi sotterranei di acqua dolce noti come falde acquifere, la zona vadosa è costituita da suolo e roccia intervallati da sacche d'acqua e aria. Ma quella zona può anche fungere da serbatoio per l’arsenico, l’uranio e altri cosiddetti contaminanti geogenici che risultano naturalmente dai processi geologici. L’eccessiva applicazione di fertilizzanti a base di azoto sulla superficie, nel frattempo, può provocare la lisciviazione di nitrati e ammonio nella zona vadosa, dove possono interagire con l’arsenico e l’uranio.

Essendo un passaggio geologico verso le acque sotterranee che funge da acqua potabile per circa l'80% degli abitanti del Nebraska e più di un terzo degli americani, la zona vadosa ha attirato una crescente attenzione da parte dei ricercatori. Arindam Malakar e Daniel Snow del Nebraska Water Center hanno recentemente condotto uno studio su come l'irrigazione e l'applicazione di fertilizzanti possano contribuire alla lisciviazione dei nitrati, che a sua volta può innescare reazioni chimiche che potenzialmente mobilitano arsenico e uranio. Nel loro insieme, questi processi stanno probabilmente contribuendo al declino della qualità dell’acqua in alcune fonti di acqua potabile pubbliche e private nello Stato di Cornhusker.

Il team, che comprendeva il direttore del centro Chittaranjan Ray e gli studenti laureati Craig Adams e Jordan Shields, ha analizzato 32 carote di sedimento estratte dalla zona vadosa intorno a Hastings, nel Nebraska. Alcuni produttori della regione si affidano alla cosiddetta irrigazione a gravità o a solco, che può portare a notevoli perdite di acqua e alla lisciviazione di nitrati durante l'irrigazione. Altri si sono rivolti all’irrigazione pivot, una tecnica più efficiente basata sugli irrigatori che utilizza fino al 70% di acqua in meno. Indipendentemente dal tipo di irrigazione, lo studio Husker ha rilevato che le concentrazioni sia di nitrato che di ammonio nella zona vadosa erano generalmente aumentate nell’arco di cinque anni. Le concentrazioni di nitrati sono state valutate più alte nelle aree irrigate mediante irrigazione a gravità, mentre l’ammonio ha superato i nitrati nelle aree irrigate con sistemi a perno.

Il team ha scoperto che i sedimenti ricchi di ferro all’interno della zona vadosa generalmente ospitavano una maggiore quantità di arsenico presente in natura, sebbene i livelli dell’elemento fossero simili nelle aree irrigate per gravità e a perno, suggerendo che il contaminante era relativamente immobile. Le concentrazioni di uranio, al contrario, sono state registrate circa otto volte più basse nelle aree irrigate per gravità piuttosto che con sistemi a perno, e tali livelli di uranio tendono a diminuire anche in presenza di nitrati.

Questi ultimi risultati rafforzano la ricerca precedente, condotta da Karrie Weber del Nebraska, indicando che l’eccesso di fertilizzante azotato – e la lisciviazione di nitrato nella zona vadosa – corrisponde alla presenza di più uranio nelle acque sotterranee sottostanti. In questo caso, hanno detto i ricercatori, la maggiore quantità di acqua persa tramite l’irrigazione per gravità potrebbe facilitare il flusso di uranio. Sebbene le domande rimangano, lo studio suggerisce in generale che il passaggio all’irrigazione pivot potrebbe aiutare a rallentare la migrazione dell’uranio nelle acque sotterranee e mitigare la sua presenza nell’acqua potabile.

Negli ultimi decenni la prevenzione dei batteri nocivi e di altri organismi patogeni dalla carne rossa e dal pollame è diventata una delle principali priorità di salute pubblica. I moderni controlli di qualità e gli sforzi igienico-sanitari hanno ampiamente avuto successo su questo fronte. Sfortunatamente, alcune misure standard del settore – che includono il riscaldamento della carne a più di 100 gradi Fahrenheit, quindi la sigillatura sottovuoto per allontanare l’ossigeno – potrebbero anche contribuire all’evoluzione di batteri che rovinano la carne e che possono sopravvivere a quelle dure condizioni. Ricerche recenti hanno scoperto che le specie batteriche del genere Pseudomonas possono rovinare i salumi trattati termicamente e privati ​​di ossigeno.

Gary Sullivan e colleghi del Dipartimento di Scienze animali si sono recentemente uniti a Byron Chaves del Dipartimento di Scienze e tecnologie alimentari nel mettere alla prova le specie Pseudomonas. Come parte dei loro esperimenti, il gruppo ha raccolto Pseudomonas dal tacchino avariato, ha introdotto i batteri in una miscela di carne magra, quindi l'ha cotta, sigillata sotto vuoto e refrigerata.