Misurazione del rilascio di fosforo nei microcosmi di laboratorio per la valutazione della qualità dell'acqua

Il fosforo (P) è un nutriente fondamentale per la produttività delle colture e della biomassa acquatica. L’idrologia delle acque superficiali è uno dei principali motori del destino e del trasporto di P, in quanto controlla il trasporto fisico di sedimenti e P, influenzando anche il potenziale di remobilizzazione durante gli eventi di decomposizione e allagamento/ponding. Vari metodi di estrazione basati su laboratorio sono tipicamente utilizzati per stimare il rilascio di P su scala di campo in condizioni ossidanti. Mentre diversi meccanismi possono contribuire al rilascio di P, la dissoluzione riduttiva dei fosfati di ferro è un meccanismo di reazione ben consolidato che può portare a grandi flussi di ortopedia-p all’acqua^{1,2,3, 4}. In una revisione dei meccanismi che controllano la biogeochimica della P nelle zone umide, si è ipotizzato che lo stato di redox sia la variabile principale che controlla il rilascio di P nei suoli e nelle acque sotterranee poco profonde⁵. Di conseguenza, i test P tradizionali potrebbero non essere predittori affidabili del rilascio di P in saturazione prolungata.

Data l’importanza del tempo di residenza dell’acqua e dello stato di redox sul destino e sui trasporti P, gli approcci di laboratorio progettati per simulare meglio le condizioni in situ potrebbero portare a un miglioramento degli indici di rischio del trasporto P per gli ecosistemi agricoli e delle aree umide soggetti a saturazione variabile. Poiché l’ortopedo è immediatamente biodisponibile, il tasso e l’entità della desorption durante la saturazione possono essere utilizzati come indice del rischio di inquinamento P di origine non distaccata. Il nostro metodo è stato progettato per quantificare la desorgtizione P all’acqua di pore (PW) e la mobilitazione alle acque alluvionali (FW), una condizione tipica nelle aree con idrologia di origine variabile (ad esempio, campi agricoli allagati, zone umide, fossati di drenaggio e zone di quasi-flusso). Il metodo è stato originariamente sviluppato per caratterizzare il potenziale di rilascio di P nei suoli stagionalmente allagati dal nord di New York (USA) e recentemente applicato per quantificare il potenziale di spedizione P dei suoli ripariali dal bacino del lago Champlain del Vermont nord-occidentale⁶ . Qui, forniamo un protocollo per il metodo del microcosmo di laboratorio ed evidenziamo i risultati di uno studio recentemente pubblicato che dimostra la sua capacità di quantificare il potenziale di P desorption. Dimostriamo anche la relazione tra il potenziale di rilascio P e l’affidabilità dei test del suolo di routine (P, pH labile) per prevedere il rilascio tra i siti.

L’esecuzione del metodo richiede l’accesso a un laboratorio analitico con un adeguato controllo del clima, ventilazione, acqua e un adeguato sistema di smaltimento dei rifiuti acidi. Il metodo presuppone l’accesso a reagenti chimici di routine e attrezzature di laboratorio (lavandini, cappe, vetro, ecc.). Al di là delle esigenze di laboratorio di routine, è necessario un sistema di filtrazione a membrana (0,45 m) e uno spettrofotometro UV per misurare P. È inoltre consigliato ma non richiesto un misuratore di pH o una sonda multiparametrica di qualità dell’acqua. La temperatura di laboratorio è un fattore importante e deve essere mantenuta costante a meno che la temperatura stessa non venga studiata come fattore sperimentale (si raccomandano 20 gradi centigradi). L’accesso senza ostacoli a un laboratorio analitico adeguato con attrezzature adeguate è un prerequisito per eseguire correttamente il metodo e generare risultati significativi.