Embalse Dique San Roque - Fotografía Ing. Agrónomo Nelson Rivero - Diciembre de 2010
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PUBLICACIONES DEL BIÓLOGO DR. CARLOS H. PRÓSPERI
BENEFICIOS DE LA AIREACIÓN EN LAGOS EUTROFIZADOS
Prof. Dr. Carlos H. Prosperi
Director de Gestión Ambiental de los Recursos Hídricos
Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable de la Nación (Argentina)
Los ambientes acuáticos eutrofizados son aquellos en los que se produce un incremento importante en la biomasa de microalgas a causa de una acumulación de nutrientes, principalmente el nitrógeno y el fósforo.
Las microalgas que predominan en esta situación son las Cianobacterias o algas Verde-azuladas, que se caracterizan por tener una organización celular procariótica, a la manera de las bacterias, pero a la vez poseen clorofila “a” y hacen fotosíntesis oxigénica como las algas propiamente dichas.
Cuando encuentran condiciones ambientales favorables, se reproducen mediante un crecimiento exponencial, originando florecimientos o blooms que dan al agua un color verdoso. Generalmente producen también olores desagradables característicos, y en muchos casos liberan toxinas, sobre todo algunas especies de los géneros Microcystis y Anabaena.
Algunas Cianobacterias poseen células especializadas en la fijación del nitrógeno, llamadas heterocistos, que les permiten tomar dicho elemento directamente del aire y reducirlo para formar aminoácidos nitrogenados como arginina y aspartatos, de modo que la concentración de compuestos nitrogenados en el agua casi nunca se convierte en limitante de su crecimiento. No ocurre así con el fósforo: si bien pueden acumularlo como polímeros de fosfatos inorgánicos en los llamados gránulos de volutina, su carencia prolongada en el agua finalmente detiene el crecimiento de las Cianobacterias.
El fósforo está presente en los lagos de diversas formas, pero en general es reciclado por acción de las bacterias anaeróbicas ubicadas en el hipolimnion, con tenores muy bajos de oxigeno, que en cambio se encuentra en abundancia en el epilimnion a causa de los microorganismos fotosintetizantes que están en la superficie del agua.
Por todo lo antedicho, cualquier acción mecánica que contribuya a romper la termoclina de un lago y mezclar ambas fases, o que oxigene directamente el hipolimnion, o ambas acciones al mismo tiempo, disminuirá la actividad de los organismos anaeróbicos del fondo y evitará la disponibilidad del fósforo para las Cianobacterias de la superficie.
Existen diversos mecanismos de aireación para ríos y lagos, todos más o menos eficientes según las características del ambiente que se quiera tratar y según una relación de costos y beneficios que debe ser evaluada en cada caso particular.
Así por ejemplo, en Japón, en el Lago Biwa, se utiliza un sistema de bombas aspirantes e impelentes que producen altos chorros de agua; esta agua es tomada del hipolimnion, se oxigena al contacto con el aire, y vuelve al lago. En Australia se han usado con éxito difusores ubicados por debajo de la termoclina, a los que se les inyecta aire a presión desde la costa, produciendo un fino burbujeo que facilita la oxigenación desde el fondo, de manera análoga a lo que sucede en menor escala cuando los aireadores de una pecera se conectan a las rejas del fondo. Este sistema se propone para ser utilizado en el Lago San Roque, en la Provincia de Córdoba (Argentina), que tiene claros síntomas de eutrofización severa por el ingreso de líquidos cloacales crudos provenientes de las ciudades ubicadas en toda su cuenca.
Un método revolucionario es el que propone el uso de plantas aireadoras impulsadas por energía eólica. Se trata de balsas flotantes que generan energía por medio de pequeños molinos de viento, que les permiten tomar agua del hipolimnion y enviarlas al aire en forma de un chorro de algunos metros. Su costo es relativamente bajo, y al ser impulsadas por energía eólica no producen gastos energéticos ni contaminación de ningún tipo. Si se lo desea se le pueden agregar una serie de instrumentos, tales como sondas para medición de temperatura, pH, oxígeno disuelto, conductividad, etc. Y un sistema de posicionamiento satelital GPS. De este modo pueden transmitir esos datos directamente a una central de monitoreo, con lo cual no solamente cumplen su función primaria de aireación del lago sino que además se constituyen en importantes herramientas de control de los principales parámetros limnológicos y su evolución. Estas plantas de aireación han sido propuestas para utilizarse en aguas continentales de Argentina Central y también en lagunas eutróficas en las zonas aledañas a Cancún y Laguna Bojorquez, en México.
En casi todos los lagos con abundancia de nutrientes, como ya dijimos, el fósforo y algunos otros elementos se concentran en los lodos del fondo, donde se desarrollan las bacterias anaeróbicas que contribuyen a su reciclado. En el caso de que el lago reciba metales pesados, es también allí donde los mismos se concentran. Por ello debe tenerse siempre especial cuidado de que la aireación, cualquiera sea el método elegido, tome el agua en algún punto por debajo de la termoclina, pero también por arriba de la interfase líquido – sólido, evitando que se remuevan los lodos del fondo. Si estos lodos sedimentados se mezclaran con el agua seguramente se produciría en el lago un daño mucho mayor que el que se quiere remediar.
Es importante resaltar, por otro lado, que la aireación en sí misma no es una solución al problema de la eutrofización. En efecto, el saneamiento de un lago debe encararse en primer lugar combatiendo las causas que originan el ingreso desmedido de nutrientes, tales como la falta de plantas de tratamiento de líquidos cloacales en las poblaciones de la cuenca, el control de las actividades agrícolo-ganaderas e industriales que se realicen en el perilago y toda su zona de influencia, las crecientes que puedan arrastrar o lixiviar materia orgánica al cuerpo de agua, etc.
Si se adoptan todas las medidas antedichas, la aireación se convierte en una excelente herramienta para amortiguar los efectos no deseados del crecimiento excesivo de Cianobacterias, y contribuye eficientemente a acelerar el proceso de autodepuración natural en aguas continentales.
LAS ALGAS MICROSCÓPICAS Y SU EFECTO SOBRE EL AMBIENTE
Carlos H. Prósperi
Embalse del Dique San Roque - Fotografía Ingeniero Agrónomo Nelson Rivero - Diciembre de 2010
Son del reino vegetal, generalmente esponjosas, suaves y gelatinosas. Conocemos las más o menos grandes, de colores verdes, marrones o rojos y pensamos que viven sólo en ambientes marinos. Pero lo cierto, es que existen una gran variedad de algas de agua dulce, en su mayoría muy pequeñas o invisibles al ojo humano y que sólo se las ve cuando se colorea el agua o a través de un microscopio. La mayoría de las algas de agua dulce viven en lagos y lagunas (masas de aguas quietas) o en ríos y pequeñas corrientes (aguas circulantes). Si bien se distribuyen en relación al espacio y al tiempo (periodicidad estacional), la temperatura, es un factor importante porque estratifica verticalmente la masa de agua, quedando una capa fría en la parte inferior y otra caliente en la superior. Influyen además, la cantidad de oxígeno, luz y elementos nutritivos existentes en sus hábitats.
¿Cómo se las llama?
En el caso de las Algas Verde-Azules su nombre científico es Cianofíceas o también Cianobacterias. Su denominación proviene del prefijo griego "cyanos" que significa azul, aludiendo al color verde oliva o ligeramente azulado que tienen debido a sus pigmentos fotosintéticos. Por eso se las llama "Algas Verde-Azules", son microscópicas y muy parecidas a las bacterias. Los mohos o musgos que crecen en las paredes o maderas húmedas, o el verdín que se observa flotando en masas de agua más o menos quietas, muchas veces no son tales, sino Cianofíceas.
¿Por qué son importantes?
Estas algas invisibles y poco conocidas, tienen una gran importancia en nuestra vida diaria por sus efectos perjudiciales y beneficiosos. Mientras a veces, las algas verde-azules o Cianofíceas contaminan las aguas usadas para potabilización, como sucede en nuestro lago San Roque y otros embalses, también sirven como fertilizantes de arroz, permitiendo la alimentación de millones de seres humanos en varios países.
Las algas tóxicas y los lagos contaminados.
En los últimos años, nuestro lago San Roque ha tenido que soportar un severo incremento de la cantidad de nutrientes disueltos en sus aguas, como el fósforo y el nitrógeno, debido a la gran cantidad de desechos cloacales que se arrojan a sus aguas. La superpoblación de organismos descomponedores que consumen el oxígeno y provocan la muerte de los restantes componentes del lago, alteró la composición de la comunidad de algas y favoreció el crecimiento desmedido de Cianofíceas o Algas Verde-Azules por sobre las algas diatomeas (Bacilariofíceas) y Desmidiáceas (Clorofíceas). Científicamente, este proceso se llama "eutroficación", (palabra griega que significa "buena alimentación") y es provocado por un excesivo aporte de nutrientes en forma de residuos cloacales y desagües de tipo industrial o agrícola, resultante de la actividad de las poblaciones ubicadas en la cuenca del lago. Además, la irracional explotación del embalse con fines recreativos y turísticos en temporada estival, probablemente superior a la capacidad de carga sustentable de las aguas del San Roque, es otro factor que facilita la contaminación en nuestro lago.
El olor a insecticida
Cuando se produce el florecimiento o crecimiento explosivo de las Cianofíceas o Algas Verde-Azules, en la superficie del espejo de agua se observa una espuma verdosa, -que en momentos de mayor concentración celular - despide un fuerte y desagradable olor, similar al de un conocido insecticida. En esta etapa, muchas Algas Verde-Azules pueden producir también dos tipos de sustancias tóxicas: 1) las neurotóxicas, como la anatoxina y 2) las hepatotóxicas como la microcystina producida por la especie Microcystis aeruginosa.
Efectos sobre la salud humana.
Las neurotóxicas como las anatoxinas son de tipo bloqueante neuromuscular y cuando están purificadas y concentradas producen parálisis cardio-respiratoria. Las hepatotóxicas afectan al hígado por estancamiento de la sangre y hasta pueden producir un coma hepático.
Cuando las toxinas no están en su estado natural y en bajas concentraciones, pueden ser inofensivas o también producir síntomas como diarrea, vómito, fiebre, malestar general y hasta ser cancerígenas a largo plazo. Pero afortunadamente no siempre una Cianofícea es tóxica; las condiciones para que lo sean no son bien conocidas, dependiendo de muchos factores fisiológicos, genéticos y ambientales.
Efectos sobre la salud de los animales
Ante la pregunta de si las Cianobacterias producen sustancias letales para el ganado y otros animales, incluidos los humanos?, la respuesta es sí. Las hepatotoxinas y neurotoxinas no sólo son extremadamente nocivas para los vertebrados sino también para invertebrados diminutos que viven en lagos y charcas. Las toxinas (sobretodo las neurotóxicas), pueden producir la muerte de estos organismos –que usualmente son predadores de las cianofíceas- o pueden reducir el número y tamaño de su descendencia. Así como las plantas vasculares eliminan taninos, fenoles, esteroides y alcaloides para defenderse de la depredación, las Cianofíceas sintetizan venenos para protegerse de las especies que pueden competir con ellas y consumirlas.
Nuestros estilos de vida y la reacción de las algas
Frente al crecimiento de la población mundial y al consecuente incremento en la producción de desechos orgánicos, tanto cloacales como agrícolas, unido al uso de detergentes fosforados no biodegradables y ante la inexistencia de formas de tratamiento de las aguas residuales en los países en vías de desarrollo, los procesos de eutroficación en las aguas continentales siguen expandiéndose. Este fenómeno produce significativos cambios tanto en las comunidades biológicas en general como en las algas en particular. Lo que sucede comúnmente es un incremento de la frecuencia de los florecimientos algales, con un predominio de las Cianofíceas (o Algas Verde-Azules) sobre las Algas Verdes (Clorofíceas), las Algas Doradas (Crisofíceas) y las Bacillariofíceas (o Diatomeas).
Las causas del predominio de las Algas Verde-Azules o Cianofíceas son:
1.su capacidad de formar esporas de resistencia (acinetos) que perduran en condiciones ambientales muy adversas;
2.la fijación del nitrógeno atmosférico, que les permite adquirir este elemento directamente del aire;
3.la acumulación de fósforo de reserva en unos gránulos dentro de la célula, llamados gránulos de volutina;
4.la concentración de dióxido de carbono en unos orgánulos especiales (los carboxisomas), que permiten la utilización de este gas en el proceso de fotosíntesis aún en condiciones ambientales en que otras plantas no pueden utilizarlo;
5.la posibilidad de usar también bicarbonato como fuente de carbono;
6.la presencia de unas vesículas especiales, llenas de gases, que les sirven para la flotación y les permiten ubicarse en la zona donde la intensidad de luz que les llega es la óptima,
7.la presencia de sustancias mucilaginosas que evitan la desecación y
8.la producción de toxinas que eliminan competidores y evitan su ingestión por pequeños animales que podrían ser sus predadores.
Entonces, la presencia de Cianofíceas en ambientes acuáticos -sobretodo si producen florecimientos- debe ser considerada "a priori" como un indicio de eutroficación, es decir de aguas con exceso de nutrientes, anticipando además, la posible presencia de florecimientos tóxicos.
Las Algas Verde-Azules en el Mundo
Fotografía FUNEAT - Estado del Embalse del dique San Roque en Marzo de 2009
Sus efectos benéficos y perjudiciales trascienden las fronteras de cada país. Si bien en los países asiáticos son útiles porque ayudan a la producción del arroz, -principal fuente de alimento para regiones altamente pobladas-, también han producido florecimientos tóxicos en reservorios de agua para consumo humano. Mientras que en China, por ejemplo, se asocia una alta tasa de cáncer hepático con la presencia de estas algas en el embalse que se usa para potabilización, en Brasil se detectaron casos de mortandad en una clínica de hemodiálisis, donde los pacientes recibieron las toxinas directamente en su torrente sanguíneo (de aguas incorrectamente tratadas), por lo cual se intoxicaron, presentando síntomas muy similares al que provoca el cólera. Por otra parte, en EEUU y Canadá, en la zona de los Grandes Lagos (Michigan, Ontario y otros) se vienen tomando -desde hace algunas décadas- medidas para evitar el deterioro ambiental de las aguas producido por la alta actividad industrial del lugar. En tanto, en los países de la Comunidad Europea se adoptaron severas medidas de control y saneamiento de las aguas continentales, tanto de lagos y embalses como en los grandes ríos.
Y por casa….cómo andamos?.
En nuestro país la situación es variada, existiendo casos que van desde la fuerte contaminación existente en el Riachuelo y otras áreas densamente pobladas, a la limpieza de los lagos patagónicos, lugares donde casi no existen asentamientos humanos y con un significativo aporte de aguas originadas principalmente en los deshielos. En nuestros embalses y lagos cordobeses, si bien se destaca el Embalse del San Roque, tanto por su alto valor como recurso turístico como reservorio de agua para la ciudad de Córdoba, en la actualidad se encuentra muy eutroficado a causa de las descargas cloacales. La diversidad de especies que pueden encontrarse es bajísima y predominan Las Algas Verde-Azules, además de tener altos recuentos bacterianos, tanto de bacterias coliformes totales como de bacterias fecales. El Embase Piedras Moras dispone de una diversidad aceptable y predominan las Bacillariofíceas y Desmidiáceas, aunque presenta florecimientos ocasionales de Cianofíceas; por lo tanto no presenta problemas graves de eutroficación.
Por otra parte El Embalse La Quebrada, ha sufrido también florecimientos de Cianofíceas, debido probablemente a las cenizas recibidas de algunos incendios producidos que sirven como nutrientes de las algas. En tanto, El Embalse de Río Tercero, recibe el agua utilizada como refrigerante en la Central Nuclear, ubicada a sus orillas, lo que aumenta levemente su temperatura normal y favorece el crecimiento de las algas. También presentó algunos florecimientos de Algas Verde-Azules aunque en general son abundantes las Diatomeas. La laguna Suco, en Sampacho, tiene una alta densidad de Cianofíceas, pero las bacterias coliformes fecales aún están en niveles normales, por lo cual, su incremento podría deberse al ingreso de fertilizantes originados en algunos cultivos que se realizan en su cuenca. En el complejo lagunar La Brava y La Salada, si bien existen elevados valores de nutrientes orgánicos, a causa de su elevado tenor salino, es medianamente abundante en Cianofíceas. Frente a todo ésto, es urgente tomar medidas contra la creciente eutroficación de nuestras aguas continentales ya sean preventivas o de saneamiento y recuperación como en el caso del Embalse San Roque.
Las algas y la alimentación
En campos inundados, las Algas Verde-Azules son uno de los componentes principales de la microflora en cultivos de arroz. Según recientes investigaciones su utilización se ha incrementado en el laboratorio y en el campo, debido a su potencial impacto positivo en la agricultura. Las microalgas Cianofíceas usadas como biofertilizantes, mejoran las condiciones del suelo y regulan el crecimiento de las plantas superiores. Estas algas constituyen una fuente de nitrógeno para los ecosistemas naturales y cultivados, porque poseen la capacidad fisiológica de utilizar el nitrógeno del aire (donde está presente en un 80%) para la producción de sus proteínas y otros compuestos nitrogenados. Este método es muy atrayente, sobretodo para los países productores de arroz, porque al realizar una siembra de Cianofíceas en suelos húmedos (por el beneficio de su aporte de nitrógeno), el costo económico es casi cero y el impacto ambiental es nulo, gracias a su fijación biológica. En los ecosistemas de arrozales se han detectado gran diversidad de especies de Algas Verde-Azules, estando algunas de ellas, mejor adaptadas a las condiciones del medio (luz, temperatura, concentración de fósforo y nitrógeno) encontrándose por lo tanto, en mayor cantidad y con más frecuencia.
El nitrógeno como nutriente
El nitrógeno es el nutriente más limitante de la productividad de las cosechas, y a pesar de su abundancia en el aire, las plantas no lo pueden asimilar de él, sino que deben satisfacer su necesidad de los compuestos nitrogenados que encuentren en el suelo. Estos son añadidos al mismo por la mineralización microbiana de los restos orgánicos o vía biológica por fijación del nitrógeno del aire, cualidad de un número restringido de bacterias incluyendo las Cianofíceas o Cianobacterias. También es añadido como fertilizante sintético rico en nitrógeno, lo que produce residuos nitrogenados como el amonio. Este disuelto en agua es tóxico y el aprovechamiento y precio de estos fertilizantes está condicionado al costo de la energía que se requiere para su síntesis industrial.
Las algas como fertilizante natural
Las Algas Verde-Azules, en términos de fijación de nitrógeno atmósférico, tienen un potencial menor que las Leguminosas. Sin embargo cuando la siembra en el suelo es exitosa es una tecnología de bajo costo, con un promedio costo/beneficio más favorable que los abonos industriales. Numerosos estudios indican que la siembra con estas algas en los cultivos de arroz puede incrementar la producción de granos a un valor de 300 a 400 Kg/ha y por cosecha. Si bien no son utilizadas como fuente exclusiva de nitrógeno en los grandes cultivos, pueden aumentar el rendimiento en algunos centenares de Kg/ha en los sistemas de bajo rendimiento. En los países de bajos recursos, como la India y el Sudeste Asiático, donde el arroz es el principal componente de la alimentación y donde no se puede invertir en fertilizantes industriales por los altos costos, la utilización de las algas como fertilizantes naturales se presenta como un método más que interesante. Asimismo estas algas también están siendo usadas en algunos países europeos, para reducir los efectos nocivos en el ambiente, causado por el exceso de agroquímicos y donde la población prefiere consumir el así rotulado "arroz ecológico".
Presencia de Cianobacterias en los principales embalses de la
Provincia de Córdoba
Carlos H. Prosperi
Carrera de Gestión Ambiental
Universidad Blas Pascal
[email protected]
Embalse del Dique San Roque - Fotografía Ingeniero Agrónomo Nelson Rivero - Diciembre de 2010
Florecimientos de microalgas
Las microalgas son organismos unicelulares fotosintetizantes muy comunes en los cuerpos de agua, tanto continentales como marítimos.
Los blooms o floraciones de algas ocurren cuando se produce la multiplicación y acumulación de microalgas que viven libres en los sistemas acuáticos, originando un incremento importante en la biomasa de una o pocas especies, en períodos de tiempo muy breves. Si bien estos florecimientos pueden suceder por causas naturales, en la mayoría de los casos se deben a causas antrópicas, cuando el vertido de nutrientes en exceso produce la eutrofización de los cuerpos de agua.
Estas floraciones pueden ser desarrolladas por varias especies de microalgas. Entre los factores que favorecen su producción se cuentan la temperatura, el fotoperíodo, y el incremento de los niveles de nutrientes, principalmente nitrógeno y fósforo a causa de aportes de aguas residuales domésticas o industriales no tratadas, que son vertidas directa o indirectamente a los sistemas acuáticos, y también por los aportes difusos de aguas provenientes del lavado de suelos por la lluvia en campos cultivados y fertilizados, terrenos deforestados o con actividad ganadera.
Las Cianobacterias
Un grupo particular de micro-organismos acuáticos fotosintetizantes son las Algas Verde-azuladas o Cianobacterias, que pueden producir rápidamente florecimientos de gran densidad acompañados de la producción de toxinas características llamadas cianotoxinas.
Las Cianobacterias comparten con las eubacterias la característica de ser organismos procariotas, rodeadas por una pared de mureína y no de celulosa, como es lo normal en todos los vegetales. Asimismo, muchas son capaces de fijar nitrógeno, es decir, tomar el nitrógeno gaseoso de la atmósfera y convertirlo en nitrito, nitrato y amonio, para formar aminoácidos nitrogenados.
Por otro lado, comparten con las algas muchas características fisiológicas y ecológicas, entre ellas el haber desarrollado una fotosíntesis oxigénica, y un hábitat muy similar al del resto de las microalgas.
Cianotoxinas
Las toxinas producidas por las cianobacterias se denominan genéricamente cianotoxinas, como se mencionó. Pueden ser péptidos, alcaloides o lipopolisacáridos que afectan al sistema nervioso o al sistema digestivo además de provocar efectos nocivos sobre mucosas y piel. Cuando las floraciones tóxicas se dan en cuerpos de agua destinados a usos humanos, como fuente de agua potable, recreación, baños, etc., ocasionan importantes perjuicios tanto desde el punto de vista sanitario como estético.
Las hepatotoxinas, como su nombre lo indica, atacan el sistema digestivo en general y el hígado en particular. La que se registra con mayor frecuencia es la microcystina, que debe su nombre a que fue identificada primariamente en especies del género Microcystis.
Su ingestión en altas concentraciones provoca una intoxicación aguda que puede ocasionar la muerte de animales, desde pequeñas aves a ganado. La intoxicación crónica en pequeñas cantidades ocasiona efectos acumulativos, como la inducción a la formación de tumores hepáticos. Existe una fuerte correlación entre el cáncer primario de hígado y la ingesta de cianobacterias tóxicas presentes en las fuentes de agua dulce que se utilizan para consumo de la población.
Otro tipo importante de cianotoxinas son las anatoxinas, que también producen trastornos digestivos, pero son mayormente neurotóxicas, pudiendo provocar la muerte por paro cardiorrespiratorio en caso de infección aguda.
Estas consideraciones se agravan debido a que las toxinas en cuestión no se degradan con la alta temperatura al hervir el agua, o por medio de los procesos de potabilización estándares.
La presencia de estas cianotoxinas en zonas cercanas a las tomas para provisión de agua para potabilizar pone en situación de riesgo potencial la salud de las poblaciones humanas involucradas. Si bien es poco probable que la concentración de cianotoxinas llegue a niveles tan altos como para originar cuadros de intoxicación aguda, en cambio puede producir efectos subletales como diarreas, vómitos, mareos, y trastornos digestivos varios, llegando a ser cancerígenas si la ingesta es prolongada en el tiempo, es decir, cuando se da una intoxicación crónica.
La Organización Mundial de la Salud ha estimado la concentración máxima permitida en aguas para potabilización, de Cianobacterias potencialmente productoras de toxinas (Tabla 1).
ESPECIES Cél./ml
- Microcystis aeruginosa 2.000-6.500
- Anabaena circinalis 20.000
- Cylindrospermopsis raciborskii 1.500
- Nodularia spumigena 40.000
Tabla 1: Concentración máxima de Cianobacterias potencialmente productoras de toxinas, permitida por la Organización Mundial de la Salud.
Estado de algunos Embalses de Córdoba
En nuestra Provincia de Córdoba resulta emblemático el caso del Embalse San Roque, que viene recibiendo desde hace décadas efluentes cloacales con poco o nulo tratamiento, provenientes de las poblaciones localizadas en su cuenca, principalmente Carlos Paz, Cosquín, La Falda, etc.
Estos efluentes son abundantes en nitrógeno y fósforo, y favorecen el crecimiento de Cianobacterias, que se vuelven dominantes, y alteran el equilibrio natural del sistema acuático, disminuyendo drásticamente la biodiversidad.
Lo habitual es que los florecimientos se produzcan en los meses cálidos, y generalmente disminuyan durante el invierno, por influencia sobre todo de la temperatura y del fotoperíodo, y también por la variación en la densidad de las poblaciones humanas, ya que se trata de centros turísticos.
No obstante, es bastante común que se registren blooms muy importantes y acompañados con liberación de toxinas incluso en los meses de invierno.
El Embalse Los Molinos tiene problemas muy similares, y junto con el San Roque son los proveedores de agua para consumo para la ciudad de Córdoba. Otro tanto ocurre con el Embalse La Quebrada, que es el principal proveedor de las localidades del Gran Córdoba, como Unquillo, Mendiolaza, Río Ceballos, etc.
El Embalse de Río Primero tiene también frecuentes blooms cianobacterianos, en los meses cálidos, debidos a la eutrofización producida por las poblaciones aledañas, y que no guardan ninguna relación con la Central Atómica.
Los Embalses La Viña y Piedras Moras presentan una eutrofización moderada en invierno, pero muy fuerte en el verano. En el caso de este último se ha registrado la muerte de peces, aves, perros, ganado menor y hasta caballos a causa de la ingestión de agua contaminada con cianotoxinas.
La tendencia general de todos estos embalses, evaluada a los largo de varios años, es hacia un empeoramiento de su calidad de agua, con florecimientos tóxicos cada vez más frecuentes y más prolongados.
Fotografía FUNEAT - Estado del Embalse del dique San Roque en Marzo de 2009
Conclusión
Es evidente la necesidad de adoptar medidas de saneamiento inmediatas para frenar este proceso de eutrofización creciente en estos cuerpos de agua. Lo más importante es el tratamiento de los efluentes cloacales antes de ser vertidos a la cuenca, pero también deben controlarse los incendios, ya que el arrastre de las cenizas por lixiviación contribuye fuertemente a la eutrofización.
En el Embalse San Roque se ha instalado un sistema de aireadores, esperándose que la oxigenación forzada del agua elimine a las bacterias anaeróbicas que reciclan el fósforo presente en los barros del fondo, pero su efectividad aún no ha podido ser bien evaluada debido a la falta de precipitaciones y a su bajo nivel registrados en el año 2009.
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EVALUACION DE LA CONTAMINACION Y EUTROFICACION DE AGUAS
SUPERFICIALES DE LA PROVINCIA DE CORDOBA .
Prosperi,C; Rodriguez,C; Pierotto, M; Mancini, M; Daga, C; Gonella, M; Rincón, A.
Fac. Ciencias Exactas, Físicas y Naturales - Laboratorio de Hidrobiología
Av Velez Sarsfield 299 – tel: 4332100 – e.mail: [email protected]
Resumen
La calidad de los recursos hídricos se ve afectada en diferente grado en muchas cuencas del país, dependiendo de los usos para los cuales estén destinados, y la fuente de contaminación. La materia orgánica aportada en exceso altera el equilibrio químico natural del agua, y, en consecuencia, la composición del fitoplancton, y éste a su vez, por encontrarse en el inicio de la cadena trófica, altera al resto de la biota que depende directa o indirectamente para su alimentación. Es por ello que el fitoplancton es un buen indicador
ambiental.
Los embalses estudiados en este proyecto fueron: La Quebrada, La Viña, el Embalse de Río Tercero y el de Piedras Moras. Se evaluaron las variaciones temporales y espaciales en la calidad de agua de los mismos, que se determinó a través de análisis estacionales físico-químicos y ficológicos.
La calidad del agua de los embalses se encontró casi siempre dentro de límites admisibles. Los riesgos de florecimientos disminuirían en meses de menor temperatura. Los valores de clorofila-a sobrepasan los niveles tolerables en las estaciones de primavera y en menor grado en verano, por todo lo cual los embalses quedarían dentro de los niveles eutróficos a hipereutróficos.
Estos resultados son una clara señal de atención acerca del progresivo deterioro de la calidad de agua en estos ambientes, por lo cual se hacen necesarias medidas inmediatas de remediación
Introducción
El aumento de los sistemas productivos intensivos ha traído consigo un problema de manejo de excretas y un aumento de la contaminación ambiental. De este modo se hace imprescindible aplicar tecnologías alternativas para superar los inevitables inconvenientes que la mayor producción de residuos genera. La liberación de diversos desechos y contaminantes en el ambiente provoca en muchos casos problemas en la salud pública y
animal, sobre todo cuando hay florecimientos de cianobacterias, y pueden impedir hasta el aprovechamiento de tierras y acuíferos (Pizzolon et al.; 1999).
Es así que la calidad de los recursos hídricos para diversos usos se ve afectada en diferente grado en muchas cuencas del país. Las causas del deterioro incluyen entre otras, la descarga a los cursos de aguas superficiales de líquidos cloacales y pluviales, el vertido de efluentes industriales con nulo o escaso tratamiento, el aporte del arrastre de suelo con contenido de plaguicidas, fertilizantes, vertido de desechos orgánicos pecuarios y otras sustancias, cuyas aguas experimentan cambios físicos y químicos, afectando por consiguiente las distintas comunidades que en ellos viven. La materia orgánica aportada en exceso altera el equilibrio químico natural del agua, al igual que el enriquecimiento de nutrientes inorgánicos como el fósforo, que tiene como consecuencia un aumento de la producción primaria. En otro sentido, durante el proceso de eutroficación el mejor ejemplo de los cambios que se producen lo constituye la reacción del plancton, siendo las algas uno de los mejores indicadores de polución, pudiendo ser peligrosas sus floraciones para el ganado y consumo. Es bien conocido que muchas cianofíceas tienen la capacidad de producir sustancias altamente tóxicas (Lerda y Prosperi, 1994). En la actualidad la diversidad en calidad y cantidad de los desechos orgánicos sólidos y efluentes vertidos en ambientes acuáticos es tal que exige un análisis de múltiples variables que interactúan entre sí. (Mancini et al., 2003)
Los embalses estudiados en este proyecto fueron: La Quebrada, La Viña, el Embalse de Río Tercero y el de Piedras Moras. Todos ellos están ubicados en la Provincia de Córdoba y tienen una importancia muy grande ya que son en general de usos múltiples, que van desde ser reservorios de agua para potabilización a todas las formas de actividades turísticas y recreativas. Se poseían además algunos estudios previos de los cuatro embalses (Pizzolon et al., 1997; Rodriguez et al. 1997).
Objetivos
Se buscó evaluar las fluctuaciones temporales y espaciales en la calidad de agua de los mencionados embalses, y determinar la calidad del agua superficial para distintos usos a través de análisis estacionales físico-químicos y ficológicos, con especial énfasis en las Bacillariofíceas y Cianoficeas. Asimismo, establecer, de acuerdo a la calidad del agua, los riesgos potenciales para el ambiente acuático, la salud humana y animal, y predecir a través de modelos espaciales la calidad del agua de sitios no muestreados o alejados a los seleccionados.
Metodología
Se evaluaron variables físico-químicas y biológicas según métodos estandarizados. In situ se evaluaron olor, turbidez, color y temperatura y se analizaron pH, sólidos sedimentables a 10 min y 2 h y oxígeno disuelto. En laboratorio se analizaron: dureza, conductividad, cloruros, sulfatos, carbonatos y bicarbonatos, alcalinidad, sales totales, arsénico, fluoruro, DBO5, DQO Nitrógeno Kjeldhal; Nitritos+nitratos y fósforo total.
El recuento de las muestras para análisis ficológico se realizó por conteo directo, mediante microscopía óptica, expresándose en número de células/25 μl. Para la determinación de clorofila-a, se aplicaron métodos estándares. La transparencia fue evaluada in situ a través del disco de Secchi (APHA, 1992).
Para la valoración de riesgos potenciales para la salud humana y animal se utilizaron valores obligatorios (imperativos) o indicativos (guías) para aguas superficiales destinadas a la provisión de aguas para consumo, recreación y población acuática establecidas por la Comunidad Económica Europea (CEE) y la Agencia de Protección para el Medio Ambiente de Estados Unidos (USEPA, 1976) teniendo en cuenta parámetros físicos, químicos y bacteriológicos. (DAS, 1999).
Resultados
Según los promedios obtenidos para turbidez medida por medio de disco de Secchi, y a lo largo del año, las características de los embalses considerados en conjunto correspondieron al estado mesotrófico, aunque con variaciones importantes según la estación del año y el sitio de muestreo. Respecto a la concentración de clorofila-a, durante la primavera y verano fueron predominantemente eutróficos, en tanto que durante el otoño
e invierno fueron mesotróficos. (Pierotto et al., 2003).
Respecto al fitoplancton, aunque los florecimientos algales usualmente no poseen un riesgo directo sobre la salud, ciertas especies producen endo- o exo-toxinas que pueden tener efectos directos e indirectos sobre la salud humana y algunas de estas toxinas pueden entrañar peligro para la vida acuática (Prosperi, 2000). Aunque la exposición crónica a microcistinas (toxinas producidas principalmente por la Cianobacteria Mycrocistis aeruginosa) no ha sido bien estudiada, se puede hipotetizar que estas exposiciones en poblaciones naturales de peces pueden dejar severas necrosis de hepatocitos, pérdida de la funcionalidad hepática y quizás promover tumores hepáticos o muerte.
Si el agua contiene altas concentraciones de toxinas de cianobacterias o sus toxinas son ingeridas con el agua de bebida o accidentalmente durante el baño, existe un riesgo para la salud humana y animal. Existen diversos informes sobre mortandad de ganado vacuno y aves silvestres que abrevaron en lagunas con floraciones de Anabaena spiroides, Nodularia spugina, u otras cianobacterias.
Sin embargo, la relación entre la presencia de cianotoxinas y enfermedades humanas es, con algunas excepciones, poco clara. En humanos, la más común de las microcistinas (microcistina-LR) produce gastroenteritis y reacciones alérgicas o irritaciones, aunque el órgano blanco es el hígado.
Para monitorear la biomasa de cianobacterias y algas, se deben tener en cuenta los niveles de clorofila-a. Para lagos oligotróficos los valores son: 1 a 10 μg/l, en tanto que para lagos eutróficos pueden ser de 300 μg/l o más.
En nuestro país, no se han establecido estándares o criterios para calidad de agua para poblaciones algales, pero se dispone de los estándares para calidad de agua para consumo de Australia, los que limitan la concentración de cianobacterias tóxicas a un máximo de 15000 cél/ml, que equivale aproximadamente a 5-10 μg/l de clorofila-a.
En este estudio los valores de clorofila-a sobrepasan estos niveles en las estaciones de primavera y en menor grado en verano.
Los valores guías provisionales de microcistina son 1 μg/l. Para un nivel de riesgo bajo se deben considerar 10 μg/l de clorofila-a y 20000 cél/ml. Para considerar un riesgo moderado se deben tener en cuenta dos aspectos: la toxina contenida en el agua representada por el número de células dispersas (dependiendo de las especies de cianobacterias y de la toxicidad celular) y el segundo riesgo se debe al desarrollo de espuma en la superficie. Los niveles moderados tienen una densidad de 100000 cél/ml ó 50 μg /l de clorofila-a.
Según los resultados físico-químicos, la calidad del agua de los embalses se encontró casi siempre dentro de límites admisibles. Los riesgos de florecimientos disminuirían en meses de menor temperatura, encuadrándoselos como eutróficos a hipereutróficos.
Los resultados de este estudio son una clara señal de atención acerca del progresivo deterioro de la calidad de agua en estos ambientes, que se encuentran en camino de llegar a los niveles de hipertrofia conocidos para el Embalse San Roque (Prosperi, 1999 y 2002; Ruibal et al., 2001), y que reclaman la implementación de urgentes medidas desaneamiento.
Bibliografía
APHA (1992). Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water.
American Public Health Association, New York. 18 th Ed.
DAS (1999). Dirección de Agua y Saneamiento. Córdoba. Normas para la protección de Los recursos hídricos superficiales y subterráneos. 203 p.
Lerda,D. y Prosperi,C. (1994) Consideraciones sobre la potabilización del agua para consumo humano en Río Tercero (Córdoba, Argentina). Municipalidad de Marcos Juarez. 1-42.
Mancini, M.; Rodriguez, C.; Prosperi, C. y Finola, M. (2003) Monitoreo de reservorios del centro de Córdoba (Argentina) como base para una adecuada gestión ambiental.
Saneamiento y Medio Ambiente (en CDRom). Buenos Aires. Pizzolon,L.; Prosperi,C.; Silva,H. y G. de Emiliani, M. (1997) Inventario de ambientes dulceacuícolas de la Argentina con riesgo de envenenamiento por Cianobacterias. Ing. Sanit. y Ambiental 33: 26-34.
Pizzolon,L.; Tracanna,B.; Prosperi,C. and Guerrero,J. (1999) Cianobacterial blooms in argentinean inland waters. Lakes and Reservoirs 4: 101-105.
Pierotto, M.; Rincón, A.; Gonella, M.; Daga, C. y Prosperi, C. (2003) Hidrobiología del Embalse La Quebrada. Saneamiento y Medio Ambiente (en CDRom). Buenos Aires.
Prosperi,C. (1999) El problema de las algas en el Lago San Roque. Revista Asociación Profesionales del Agua 24 (77): 22-26.
Prosperi,C. (2000) Cianobacteria in human affaires. Interciencia, Revista de Ciencia y Tecnología de América 25 (6): 303-306.
Prosperi, C. (2002) Composición del fitoplancton del Embalse San Roque. Tecnología y Ciencia (Revista de la Univ. Tecnológica Nacional) 6: 13. (www.utn.edu.ar/scyt/revista).
Rodriguez C, Mancini M, Weyers A, Alcantú G, Prosperi C (1997). Algal and microbial variation in lakes of Córdoba (Argentina) International Conference on Water Problems in the Mediterranean Countries. Nicosia North Cyprus. Turkey. Capítulo de libro. Enprensa.
Ruibal, A; Yamashita, N; Tomonari, M; Matsui, S; Granero, M; Yamashiki, Y; D’Angelo, R; Prosperi, C. (2001) Phytoplancton variation and toxic Cyanobacterial blooms in San Roque Reservoir (Córdoba, Argentina). Conservation and Management ofLakes 3(1): 59-62.
USEPA (1976). Methods for chemical analysis of water and wastes. Environmental monitoring and support laboratory. EPA-625-6-74-003a. Cincinatti, Ohio.
MONITOREO DE RESERVORIOS DEL CENTRO DE CÓRDOBA (ARGENTINA) COMO BASE PARA UNA ADECUADA GESTIÓN AMBIENTAL
Mancini, M. (1); Rodriguez, C.(1); Prósperi, C. (2); Finola, M. (3)
(1) Cátedra de Ecología, Fac. Agronomía y Veterinaria - Universidad Nacional de Río Cuarto.
(2) Laboratorio de Hidrobiología - Facultad Ciencias Exactas y Naturales - Universidad Nacional de Córdoba.
(3) Cátedra de Microbiología - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Universidad Nacionald e Río Cuarto.