El exceso de nutrientes en las aguas, es un grave problema para la vida acuática, ya que puede acabar con ella. En este artículo, vamos a hablar de este suceso denominado eutrofización, que afecta tanto al mar como a ríos, lagos y embalses.
¿Qué es la eutrofización y cuáles son sus efectos?
La eutrofización de las aguas es un proceso de deterioro de la calidad del agua producido por el enriquecimiento de nutrientes, principalmente nitrógeno y fósforo, que afecta a infinidad de lagos, humedales, embalses, estuarios y aguas marítimas en todo el mundo.
El término “eutrofización” deriva del griego, que significa “bien nutrido”. Por tanto, no es un sinónimo o equivalente de contaminación. La eutrofización se refiere al proceso natural o artificial de adición de nutrientes a los cuerpos de agua y los efectos resultantes de esta adición.
La eutrofización natural es parte del proceso de envejecimiento de los lagos y ocurre independientemente de las actividades del hombre. Así como también da lugar a la aparición de algas tóxicas que causan las mareas rojas, frecuentes en los esteros y mares cerrados en verano.
Sin embargo, la eutrofización también es una consecuencia de la contaminación del agua de mares, ríos, embalses y lagos, la cual se debe a dicho aporte extra de bionutrientes, compuestos que contienen nitrógeno y fósforo de forma inorgánica (nitritos, nitratos y fostatos) o de forma orgánica (aminoácidos, proteínas, organofosforados), a través de vertidos de origen agrícola y doméstico.
Ejemplos de eutrofización
El fenómeno de eutrofización se observó y estudió con detalle en la zona de los Grandes Lagos, en la frontera entre Estados Unidos y Canadá. Estos lagos embalsan enormes cantidades de agua (el 20% de las aguas dulces del mundo) y en ellos se vertían las aguas residuales de las grandes ciudades situadas en sus orillas, como Chicago, Detroit, etc.
En la década de 1960 se observó que en muchos lugares de estos Grandes Lagos, especialmente en el Eire, que es el lago menos profundo de ellos, se estaban produciendo grandes mortandades de peces, proliferación de bacterias y contaminación con desechos. El proceso de eutrofización estaba siendo tan grave que tuvieron que cerrar muchas playas por exceso de contaminación y un gran número de poblaciones de peces nativos desaparecieron.
A partir de 1972 se empezó un programa de control de la contaminación, con inversiones de más de 19 mil millones de dólares, que ha rebajado mucho los niveles de fosfatos y de otros contaminantes como las bacterias coliformes y sustancias tóxicas de origen industrial.
Por otro lado, también se pueden observar procesos naturales de eutrofización en lagunas formadas por los cauces antiguos de los ríos amazónicos, que se transforman en pantanos y posteriormente se cubren de vegetación.
Cómo se produce la eutrofización
Antes de nada, cabe indicar que los ríos pueden contrarrestar la contaminación mediante su dinámica, cosa que los lagos no pueden por ser masas de agua estáticas, siendo todavía más vulnerables.
En las aguas sin contaminar existe un equilibrio biológico entre la fauna y la flora, el cual se rompe por la presencia de los contaminantes, dando lugar a que alguna especies desaparezcan o que otras se desarrollen demasiado, tal y como ocurre en la eutrofización.
Cuando un lago o embalse es pobre en nutrientes (oligotrófico) tiene las aguas claras, la luz penetra bien, el crecimiento de las algas es pequeño y mantiene a pocos animales. Las plantas y animales que se pueden encontrar en estas aguas son los característicos de aguas bien oxigenadas, como las truchas.
Un río, un lago o un embalse se vuelve eutrófico o eutrofizado cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes. Aunque en un principio podría parecer algo bueno que las aguas estén llenas de nutrientes para que puedan vivir más fácilmente los seres vivos; la situación no es tan sencilla, ya que si hay exceso de nutrientes, crecen en abundancia las algas y otros organismos que causan turbidez del agua.
En general, en las aguas dulces como los lagos, el principal factor limitante es el fósforo (suele ser escaso pero determinante para que haya un equilibrio), ya que el nitrógeno puede ser fijado por las algas cianofíceas.
El proceso de eutrofización comienza con un crecimiento explosivo de algas microscópicas diatomeas y clorofíceas que utilizan esos bionutrientes añadidos, y acaba con las explosiones de cianofíceas o cianobacterias en su última fase, produciendo el agotamiento de N y P, hasta que éste elemento actúa como limitante de la producción primaria (algas y fitoplancton). Estas cianobacterias forman una capa o “película” en la superficie que impide el paso de la luz solar y la fotosíntesis por debajo de ellas, por lo que la producción primaria no puede existir a mayores profundidades.
Causas de la eutrofización
Como os hemos indicado, las causas de la eutrofización pueden tener un origen natural (la eutrofización de lagos se va produciendo lentamente de forma natural en todos los lagos del mundo, ya que todos reciben nutrientes), o antrópico o humano (los vertidos humanos aceleran el proceso natural de eutrofización hasta convertirlo en un grave problema medioambiental).
En el segundo caso, la principal causa antropogénica de procesos de eutrofización es la contaminación química, donde las formas más importantes de ésta son: los vertidos urbanos e industriales que llevan detergentes y desechos orgánicos, los vertidos ganaderos y agrícolas que aportan fertilizantes, y desechos orgánicos y otros residuos ricos en fosfatos y nitratos. Asimismo, la contaminación atmosférica que causa lluvia ácida sobre ecosistemas acuáticos y residuos de actividades forestales, también son fuentes de estos nutrientes.
Las aguas domésticas no depuradas y la escorrentía pluvial procedente de zonas agrícolas y urbanas, contienen habitualmente elevadas concentraciones de nitrógeno y fósforo que acaban en las aguas. Estos nutrientes son esenciales para el crecimiento y desarrollo de organismos fitoplanctónicos como las algas verdes, las cianobacterias o las algas diatomeas. Sin embargo, una entrada excesiva de nutrientes en el agua puede disparar el crecimiento del fitoplancton y causar la eutrofización del agua.
Nutrientes que eutrofizan las aguas
Los nutrientes que más influyen en la eutrofización de los cuerpos acuáticos son los fosfatos y los nitratos. En algunos ecosistemas el factor limitante es el fosfato, como sucede en la mayoría de los lagos de agua dulce, pero en muchos mares el factor limitante es el nitrógeno para la mayoría de las especies de plantas. En los últimos 20 o 30 años, las concentraciones de nitrógeno y fósforo en muchos mares y lagos casi se han duplicado. La mayor parte les llega por los ríos.
En el caso del nitrógeno, una elevada proporción (alrededor del 30%), llega a través de la contaminación atmosférica. Además, el nitrógeno es más móvil que el fósforo y puede ser lavado a través del suelo o pasar al aire por evaporación del amoniaco o por desnitrificación.
El fósforo, por su parte, es absorbido con más facilidad por las partículas del suelo y es arrastrado por la erosión o disuelto por las aguas de escorrentía superficiales, tal y como se explica en el ciclo del fósforo.
En condiciones naturales, entra a un sistema acuático menos de 1Kg de fosfato por hectárea y año; pero con los vertidos humanos esta cantidad sube mucho.
Durante muchos años, los jabones y detergentes fueron los principales causantes de este problema. En las décadas de los 60 y 70, el 65% del peso de los detergentes era un compuesto de fósforo, el tripolifosfato sódico, que se usaba para “sujetar” (quelar) a los iones Ca, Mg, Fe y Mn. De esta forma, se conseguía que estos iones no impidieran el trabajo de las moléculas surfactantes que hacen el lavado. Estos detergentes tenían alrededor de un 16% en peso de fósforo. El resultado era que los vertidos domésticos y de lavanderías contenían una gran proporción de ion fosfato.
A partir de 1973, Canadá primero y luego otros países, prohibieron el uso de detergentes que tuvieran más de un 2,2% de fósforo, obligando así a usar otros quelantes con menor contenido de este elemento. Algunas legislaciones han llegado a prohibir los detergentes con más de 0,5% de fósforo.
Consecuencias de la eutrofización en las aguas
Las algas y otros organismos, cuando mueren, son descompuestos por la actividad de las bacterias con lo que se gasta el oxígeno. No pueden vivir peces que necesitan aguas ricas en oxígeno, por eso en un lago eutrofizado encontraremos barbos, percas y otros organismos de aguas poco aireadas. Y el fondo del lago se va rellenando de sedimentos (muchos de restos de organismos) y su profundidad va disminuyendo, lo que conllevará a la colmatación y destrucción del ecosistema acuático.
La eutrofización afecta a la calidad del agua, ya que al aumentar la podredumbre y agotarse el oxígeno, las aguas adquieren un olor nauseabundo. El olor de estas aguas puede ocasionar pérdidas económicas (turismo, áreas que pierden valor…), problemas respiratorios y su consumo puede ocasionar problemas sanitarios a las personas de la zona.
También se ve afectada la producción piscícola de la zona, ya sea ésta extracción o mediante el cultivo. La acuicultura puede producir un mayor aporte de nutrientes a las aguas circundantes por lo que deben ser supervisadas y gestionadas con delicadeza.
Además, algunos de los brotes de algas producen tóxicos. Estas sustancias pueden ocasionar la muerte de animales al ser consumidas. Y los animales afectados pueden a su vez, actuar como vector afectando a otras especies y alcanzar a los humanos.
Asimismo, las condiciones anóxicas del fondo dan lugar al crecimiento de bacterias que producen toxinas letales para pájaros y mamíferos que no se ven directamente afectados por la falta de oxígeno de las aguas.
Por tanto, la eutrofización causa pérdida de biodiversidad y destrucción de los ecosistemas acuáticos. En cuanto a los seres vivos, cabe indicar que las especies propias o endémicas se ven desplazadas por especies invasoras que se aprovechan del cambio de condiciones del ambiente.
Soluciones y tratamiento de la eutrofización
Antes de aplicar un tratamiento u otro en el agua eutrofizada, es importante conocer su nivel de eutrofización. Esto se realiza midiendo el contenido de clorofila de las algas en la columna de agua, junto a la medición de otros parámetros, como el contenido de fósforo y nitrógeno y el valor de penetración de la luz.
La gestión de sistemas acuáticos eutróficos es fundamental para garantizar la buena salud del medio hídrico en el largo plazo. Actualmente, se puede abordar de múltiples maneras. La mejor forma de evitar la eutrofización es corregir la entrada de nutrientes, especialmente el fósforo, en su origen. Sin embargo, esto no es siempre posible desde un punto de vista logístico o financiero.
Una técnica en ocasiones empleada, es la biomanipulación. Esta acción se basa en el aumento del control ”topdown”, o la idea de que manipular las cadenas tróficas de lagos y embalses ayuda a eliminar la eutrofización. Por ejemplo, los lagos eutróficos tienen generalmente tres niveles tróficos: organismos fitoplanctónicos, zooplancton y organismos zooplanctívoros, fundamentalmente pequeños peces que se alimentan de zooplancton. Añadiendo un cuarto nivel a esta cadena trófica, constituido por peces piscívoros que se alimenten de peces zooplanctívoros, se consigue un efecto en cascada, aumentando el consumo del zooplancton sobre el fitoplancton, evitando finalmente la proliferación masiva de éste.
Es aconsejable que las especies seleccionadas en biomanipulación sean de interés piscícola, de tal forma que puedan ser controladas mediante pesca deportiva, a la vez que se ofrece una actividad de recreo a los amantes de la pesca.
Otra alternativa de biomanipulación consiste en reducir la abundancia de peces que se alimentan de zooplancton. Esto permite que haya más cantidad de zooplancton en el agua, y por consiguiente, que el consumo de fitoplancton aumente.
La biomanipulación ha sido probada en Europa y Estados Unidos con distintos resultados y una eficacia discutible. Se ha comprobado que esta técnica funciona bien en lagos someros porque en ellos, los organismos no tienen la posibilidad de segregarse a distintas profundidades. Esto es importante porque la biomanipulación solo funciona si los depredadores introducidos pueden encontrar a sus presas dentro del agua.
Sin embargo, cabe señalar que se ha observado que cuando la carga de nutrientes acumulados en un lago es alta, el fitoplancton puede recuperarse en un plazo corto de tiempo, neutralizando los esfuerzos realizados para su eliminación.
Medidas para evitar la eutrofización
No obstante, lo más eficaz para luchar contra la eutrofización es disminuir la cantidad de fosfatos y nitratos en los vertidos, usando detergentes con baja proporción de fosfatos, empleando menor cantidad de detergentes, no abonando en exceso los campos, usando los desechos agrícolas y ganaderos como fertilizantes, en vez de verterlos, etc. En concreto, realizar medidas de prevención como:
- Tratar las aguas residuales en EDAR (estaciones depuradoras de aguas residuales) que incluyan tratamientos biológicos y químicos que eliminan el fósforo y el nitrógeno.
- Almacenar adecuadamente el estiércol que se usa en agricultura.
- Usar los fertilizantes más eficientemente.
- Cambiar las prácticas de cultivo a otras menos contaminantes. Por ejemplo, retrasar el arado y la preparación de los campos para el cultivo hasta la primavera y plantar los cultivos de cereal en otoño, asegura tener cubiertas las tierras con vegetación durante el invierno con lo que se reduce la erosión.
- Reducir las emisiones de NOx y amoniaco.
- Realizar un menor uso de detergentes con polifosfatos.
- Inyectar O2 puro en lagos y embalses afectados
En cuanto a leyes y normativas, la legislación Europea regula este tipo de situaciones mediante la Directiva sobre el tratamiento de las aguas residuales urbanas. Para ello, impone a los estados miembros unas normas mínimas de recogida y tratamiento de las aguas residuales en aquellos puntos generadores o vulnerables. Según la Directiva, los Estados miembros, por un lado debían haber determinado sus zonas vulnerables el 31 de diciembre de 1993; y por otro, haber implantado normas de regulación de vertidos directos o indirectos a las mismas antes del 31 de diciembre de 1998, incluida la eliminación de los nutrientes que contribuyen a la eutrofización.
En España, son las Comunidades Autónomas las responsables de determinar estas zonas sensibles, tanto en aguas interiores como costeras, y el gobierno nacional en aquellas aguas compartidas por dos o más Comunidades. Por el momento, la mayor parte de las regiones autónomas tienen pendientes estos estudios.
Fuentes: iagua, Smasa, Verde Zona y Wikipedia
