La prima “mappa termica” delle acque piovane illumina le acque inquinanti che incrostano le acque nello stato di Washington

Una mappa generata dalla Stormwater Heatmap mostra i livelli di inquinamento da rame nel quartiere di South Lake Union di Seattle. Sebbene in gran parte benigno per l’uomo, il rame può essere tossico per le piante e gli animali acquatici.

La pandemia di COVID-19 ci ha fatto familiarizzare con l’idea di una minaccia mortale che si diffonde invisibilmente. L’acqua piovana inquinata ha una modalità di funzionamento simile.

La pioggia lava le sostanze chimiche tossiche da strade, tetti e parcheggi, scaricando la miscela sporca in ruscelli, laghi e acque marine. Per lo più non vediamo l’inquinamento, tranne forse l’occasionale lucentezza del petrolio color arcobaleno. Ma come il virus, l’acqua piovana contaminata può essere letale, uccidendo pesci sensibili e altri animali selvatici. Rende i crostacei pericolosi da mangiare e chiude i corsi d’acqua per il nuoto e la ricreazione.

Emily Howe, una scienziata acquatica con The Nature Conservancy. (Foto TNC / Kelly Compton)

Ora una mappa termica unica nel suo genere sta rendendo visibile l’inquinamento delle acque piovane attraverso lo spartiacque di 16.700 miglia quadrate che defluisce nel Puget Sound di Seattle.

The Nature Conservancy ha guidato lo sforzo di sei anni per creare la Stormwater Heatmap gratuita e interattiva, che è stata lanciata pubblicamente a marzo.

La speranza è che lo strumento aiuti a guidare gli sforzi per prevenire e ripulire l’acqua piovana, che minaccia, tra le altre creature, salmoni e orche in via di estinzione. Semplificherà la definizione delle priorità dei progetti che promettono i maggiori benefici ambientali.

Prima di questo sforzo, non sapevamo “nemmeno dove si trovano i posti peggiori in questo paesaggio, o dove si genera l’inquinamento”, ha affermato Emily Howe, la scienziata capo del progetto di Nature Conservancy.

L’acqua piovana è la fonte di inquinamento n. 1 che danneggia il Puget Sound. Gli inquinanti provengono dai gas di scarico dei veicoli, dalle perdite di olio, dai metalli rilasciati dalle pastiglie dei freni e dai pneumatici, dai pesticidi e dai fertilizzanti. Tutte le superfici dure nei paesaggi urbani impediscono all’acqua di penetrare nella terra come farebbe naturalmente, mandandola invece a correre direttamente nei corsi d’acqua.

Ciò che rende la mappa particolarmente potente è la capacità di guardare l’intero spartiacque per trovare i punti caldi dell’inquinamento regionale, mentre è anche possibile ingrandire una vista a livello della strada per aiutare a indirizzare gli sforzi del quartiere per costruire giardini pluviali e altre soluzioni per le acque piovane.

La South Lake Union di Seattle è dominata da superfici impervie tra cui tetti, strade, parcheggi, marciapiedi e l’Interstate 5. (Immagine Stormwater Heatmap)

“La Stormwater Heatmap livella il campo di gioco e offre a tutti in Puget Sound dati di altissima qualità e scienza di alta qualità su dove costruire progetti”, ha affermato Christian Nilsen, un ingegnere con Geosyntec Consultants che ha guidato lo sviluppo tecnico dello strumento.

Con la mappa, ha aggiunto, “sarà necessario uno sforzo maggiore per risolvere il problema piuttosto che raccogliere dati, pianificare e capire dove si trova il problema”.

Alcuni dettagli sulla mappa termica di Stormwater:

  • La mappa incorpora 29 fonti di dati, utilizzando una suite di strumenti Google tra cui BigQuery, Google Earth Engine e Google Cloud per gestire le informazioni.
  • La mappa presenta le tre categorie principali di strati: copertura del suolo (strade, foreste, ecc.); idrologia, come le precipitazioni; e inquinanti come metalli, azoto e fosforo.
  • Gli sviluppatori hanno utilizzato l’apprendimento automatico e le immagini specifiche del Pacifico nord-occidentale per addestrare un algoritmo per identificare con precisione i diversi tipi di copertura del suolo.
  • Il traffico è strettamente legato ai livelli di inquinamento e ai dati essenziali per la loro mappa, ma tutte le informazioni sono “dati proprietari strettamente custoditi”, ha affermato Howe. Era l’unico set di dati per cui dovevano pagare.
  • Lo strumento include dati dettagliati storici, attuali e futuri sulle precipitazioni influenzate dal clima, eseguiti attraverso un modello idrologico, generando 30 miliardi di righe di dati.
  • I dati sulla copertura del suolo scendono a una risoluzione di 1 metro quadrato.

La Nature Conservancy ha finanziato lo sforzo, basandosi principalmente sulle donazioni della Boeing e della Paul G. Allen Family Foundation. L’iniziativa costa circa $ 300.000, escluso il tempo del personale dell’organizzazione no profit.

Christian Nilsen, ingegnere senior per le risorse idriche presso Geosyntec Consultants. (Foto dei consulenti Geosyntec)

I partecipanti al progetto includevano Geosyntec, Washington Department of Fish and Wildlife, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Aardvark Design Labs e Cheva Consulting.

I creatori dello strumento immaginano una varietà di utenti, inclusi i governi locali responsabili del monitoraggio e della pulizia delle acque piovane; gruppi di conservazione che pianificano restauri e tribù di nativi americani che lavorano al recupero del salmone.

I funzionari della King County hanno già utilizzato il set di dati idrologici per identificare rapidamente i flussi di salmone bloccati, risparmiando tempo e denaro che altrimenti sarebbero stati spesi per costruire un modello e fare un’analisi.

Il team dietro la Stormwater Heatmap ha reso il processo di sviluppo trasparente e open source, ha affermato Howe. Hanno in programma di pubblicare la loro metodologia in una rivista peer-reviewed.

Il progetto ha suscitato interesse nella Columbia Britannica, in California, nella costa orientale e fino all’Australia. Sebbene ogni regione abbia le proprie fonti di dati e sfide particolari, lo sforzo potrebbe essere replicato.

“Sicuramente la metodologia può essere applicata ovunque”, ha affermato Nilsen.

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