Resumo de pesquisa

por Scott Schrage | Comunicação e Marketing Universitário

Bem-vindo ao Research Roundup: uma coleção de destaques das últimas pesquisas e atividades criativas da Husker.

Imprensada entre a camada superficial do solo da Terra e os reservatórios subterrâneos de água doce conhecidos como aquíferos, a zona vadosa consiste em solo e rocha intercalados com bolsas de água e ar. Mas essa zona também pode funcionar como reservatório de arsénico, urânio e outros chamados contaminantes geogénicos que resultam naturalmente de processos geológicos. A aplicação excessiva de fertilizantes à base de nitrogênio na superfície, entretanto, pode resultar na lixiviação de nitrato e amônio para a zona vadosa, onde podem interagir com esse arsênico e urânio.

Como via geológica para as águas subterrâneas que servem como água potável para cerca de 80% dos nebrascanos e mais de um terço dos americanos, a zona vadosa tem atraído cada vez mais a atenção dos investigadores. Arindam Malakar e Daniel Snow, do Nebraska Water Center, conduziram recentemente um estudo sobre como a irrigação e a aplicação de fertilizantes podem contribuir para a lixiviação de nitrato, que por sua vez pode desencadear reações químicas que potencialmente mobilizam arsênico e urânio. Coletivamente, esses processos provavelmente contribuem para o declínio da qualidade da água entre algumas fontes de água potável públicas e privadas no estado de Cornhusker.

A equipe, que incluía o diretor do centro, Chittaranjan Ray, e os estudantes de pós-graduação Craig Adams e Jordan Shields, analisou 32 núcleos de sedimentos extraídos da zona vadosa em torno de Hastings, Nebraska. Alguns produtores da região dependem do que é conhecido como irrigação por gravidade ou por sulco, o que pode levar a perdas substanciais de água e lixiviação de nitrato durante a irrigação. Outros recorreram à irrigação por pivô, uma técnica mais eficiente baseada em aspersão que utiliza até 70% menos água. Independentemente do tipo de irrigação, o estudo de Husker descobriu que as concentrações de nitrato e de amónio na zona vadosa aumentaram geralmente ao longo de um período de cinco anos. As concentrações de nitrato foram mais elevadas em áreas irrigadas por irrigação por gravidade, enquanto o amônio excedeu o nitrato em áreas irrigadas com sistemas de pivô.

Os sedimentos ricos em ferro na zona vadosa geralmente abrigavam mais arsênico de ocorrência natural, descobriu a equipe, embora os níveis do elemento fossem semelhantes nas áreas irrigadas por gravidade e por pivô, sugerindo que o contaminante era relativamente imóvel. As concentrações de urânio, pelo contrário, registaram-se cerca de oito vezes mais baixas em áreas irrigadas por gravidade, em vez de sistemas de pivô, com esses níveis de urânio também a tenderem a diminuir na presença de nitrato.

Estas últimas descobertas reforçam pesquisas anteriores, lideradas por Karrie Weber, do Nebraska, ao indicar que o excesso de fertilizante azotado - e a lixiviação de nitrato na zona vadosa - corresponde à presença de mais urânio nas águas subterrâneas abaixo. Neste caso, disseram os pesquisadores, as maiores quantidades de água perdidas através da irrigação por gravidade podem estar facilitando a descarga de urânio. Embora subsistam questões, o estudo sugere genericamente que a transição para a irrigação por pivô poderia ajudar a retardar a migração do urânio para as águas subterrâneas – e mitigar a sua presença na água potável.

Manter as bactérias nocivas e outros organismos patogénicos fora da carne vermelha e das aves emergiu como uma importante prioridade de saúde pública nas últimas décadas. Os esforços modernos de controlo de qualidade e saneamento tiveram grande sucesso nessa frente. Infelizmente, certas medidas padrão da indústria – que incluem aquecer a carne a mais de 100 graus Fahrenheit e depois selá-la a vácuo para afastar o oxigénio – também podem estar a contribuir para a evolução de bactérias que estragam a carne e que podem sobreviver a essas condições adversas. Uma pesquisa recente descobriu que espécies bacterianas do gênero Pseudomonas podem estragar carnes frias tratadas termicamente e privadas de oxigênio.

Gary Sullivan e colegas do Departamento de Zootecnia juntaram-se recentemente a Byron Chaves, do Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos, para testar as espécies de Pseudomonas. Como parte de seus experimentos, o grupo coletou Pseudomonas de peru estragado, introduziu a bactéria em uma mistura de carne magra, depois cozinhou, selou a vácuo e refrigerou.