EL PROCESO DE EUTROFIZACIÓN EN MEDIOS ACUÁTICOS CONTINENTALES; DISTROFIA O EUTROFIZACIÓN ANTRÓPICA

El agua que se encuentra en la superficie de la corteza terrestre, sea dulce o salada, está sometida a las radiaciones energéticas procedentes del sol. Como consecuencia, una parte de la misma sufre un cambio de estado pasando de líquido a vapor de agua. Este vapor, bajo determinadas condiciones, se condensa formando gotas de agua que al estar agrupadas y en suspensión forman las nubes. Cuando dichas gotas adquieren la masa suficiente para precipitarse por gravedad sobre la tierra, forman lo que conocemos como lluvia. Este agua, que por precipitación alcanza la tierra, discurre una parte sobre su superficie, constituyendo las aguas de escorrentía, que unidas formarán los ríos que van a parar a lagos y mares. Otra parte se infiltrará a través de la superficie terrestre, para circular por el interior de la misma constituyendo las aguas subterráneas, que luego aflorarán de nuevo a la superficie en forma de manantiales o fuentes o por medio de pozos. Unas y otras van a parar al mar, calculándose la escorrentía anual a los océanos en 34.400 Km3. Una parte de este agua en circulación, es captada por los organismos vivos: de forma muy importante por las plantas que la aspiran del subsuelo y la devuelven mediante evaporación a la atmósfera y, en menor medida, por los animales que la ingieren en su alimentación y la devuelven en sus excrementos. Los rayos solares van evaporando el agua, dulce o salada, la cual vuelve a la atmósfera completando el ciclo hidrológico.

Todos los organismos vivos nos aprovechamos de este cambio continuo. Sin embargo, en su contacto con el hombre, el agua en su estado natural sufre una alteración en sus cualidades físicas, químicas y biológicas: se contamina. La contaminación como modificación de la composición o estado de las aguas originada por la actividad humana, consiste en la incorporación de gérmenes patógenos, materia orgánica, materia en suspensión, grasas y petróleos, ácidos y bases, sales, elementos tóxicos y elevación de la temperatura como características más representativas. El hombre ha utilizado las aguas, no sólo para su consumo sino también para el desarrollo de sus actividades productivas e incluso para su recreo y confort, convirtiendo las aguas usadas en vehículo de sus desechos.

Se dice que un curso de agua, lago o embalse se encuentra en condiciones oligotróficas cuando contiene escasas proporciones de nutrientes orgánicos e inorgánicos. A medida que aumenta el contenido de dichos nutrientes en las aguas estas se van clasificando como oligomesotróficas, mesotróficas y eutróficas.La incorporación de sustancias orgánicas a las aguas hace que la cantidad de oxígeno disponible para la vida acuática disminuya, ya que parte del oxígeno se utiliza en la oxidación de la materia orgánica; este problema se va agravando cuando en el medio aparece un exceso de nutrientes, lo cual provoca una explosión de vida (fitoplacton) que impide la aireación del fondo y por tanto, la oxigenación del medio acuático, produciéndose el fenómeno de eutrofización.Todas las aguas continentales sufren un proceso de eutrofización natural, siendo más acentuada en los medios lénticos. La actividad humana, acelera el proceso de eutrofización debido a la incorporación masiva de nutrientes al medio. Este proceso es lo que se conoce como distrofia (eutrofización antrópica en medios lénticos).Los factores más importantes de la eutrofización civilizada son las aguas residuales, domésticas e industriales, las aguas sobrantes del riego en la agricultura que han sido enriquecidas con abono, el agua de escorrentía después de talas, incendios o el uso de herbicidas, operaciones que movilizan una elevada proporción de nutrientes contenidos en el suelo.Influyen secundariamente en la eutrofización, a través de una elevación del contenido mineral, la escorrentia sobre superficies pavimentadas de ciudades, calles y carreteras, el uso de la sal

para combatir la nieve y el hielo en las carreteras y las evacuaciones de la industria a la atmósfera.Estos últimos tiempos, el uso masivo de detergentes fosforados (polifosfatos) ha sido causa de un rápido enriquecimiento en fósforo de muchos lagos y de gravísimos problemas de eutrofización.

Los compuestos orgánicos existentes en el agua, son primeramente destruidos por los descomponedores, los productos intermedios y finales pueden ser utilizados por los consumidores y por los productores primarios. De esta manera, los productos añadidos se incorporan a través de los organismos al metabolismo de las aguas. El proceso descrito se denomina autodepuración, donde también intervienen fenómenos de absorción del sedimento. Este proceso esta por tanto relacionado con los organismos, empezando por las bacterias como descomponedores, hasta los productores primarios, portadores de clorofila.

Los ríos son ecosistemas continuos con una organización longitudinal regulada por la energía externa. Los vertidos de las aguas residuales se efectúan frecuentemente en ellos; el propio río puede corregir el desequilibrio ocasionado por el vertido mediante un proceso de autodepuración siempre y cuando la contaminación no sea permanente.Los lagos y embalses están sometidos a cambios frecuentes en el sentido de la eutrofización; los lagos son ecosistemas de duración limitada, característicos de los paisajes jóvenes. Antes de su desaparición, atraviesan una etapa de eutrofización; los mecanismos de autodepuración de los lagos tienden a mantenerse en condiciones oligotróficas siempre y cuando no existan agentes eutróficos antrópicos. Los compuestos orgánicos son en general inestables y se pueden oxidar por medios biológicos o químicos a productos finales estables y relativamente inertes como dióxido de carbono y agua.Se puede obtener información del contenido orgánico de un vertido, midiendo la cantidad de oxígeno requerida para su estabilización. Esta cifra se puede expresar como:-Demanda biológica de oxígeno (DBO): medida del oxígeno requerido por los microorganismos para degradar la materia orgánica.-Demanda química de oxígeno (DQO): medida del dicromato potásico utilizado para degradar la materia orgánica.Ambos valores indican la degradabilidad de los efluentes.

Sustancias orgánicas naturales existentes en el agua

Engloba aquellas sustancias que llegan al agua sin intervención humana y cuyo contenido varía según el momento y el lugar. En primavera, son las aguas de deshielo las que traen restos del suelo como impureza, a principios de verano es, a menudo, el polen de las coníferas, el que hace florecer a muchos lagos de montaña, mientras que en otoño llegan al agua grandes aportes de materia orgánica procedentes de la caída de la hoja.Estos residuos naturales sufren los más diversos procesos químicos y biológicos. Estas impurezas naturales, son de una importancia secundaria para la calidad de las aguas, puesto que se eliminan gracias a la acción autodepuradora de las mismas.Es la adición no controlada de aguas domésticas e industriales la que puede interferir en la actuación autolimpiadora y llevar a las aguas a un estado que no sólo afecte a su viabilidad natural sino que también ponga en entredicho su aprovechamiento para usos industriales y domésticos.

La producción de mucho plancton en los lagos se considera indeseable desde el punto de vista estético y turístico, especialmente si va acompañado de macrófitos y madejas filamentosas en las orillas. Pero las consecuencias peores de la eutrofización consisten en el consumo de oxígeno en las aguas de profundidad que se tornan agresivas para el hierro y el cemento y pueden conservar materia orgánica que es origen de sabores desagradables después de la cloración.La fauna bentónica también se ve afectada y desaparece en los casos extremos de anoxia.

Principales componentes causantes de la eutrofización

- Detergentes domésticosLos detergentes son compuestos tensoactivos sintéticos cuya presencia en el agua se debe a vertidos urbanos e industriales. Pueden ser aniónicos o catiónicos de fósforo. No solo se utilizan en el lavado, también se emplean en las explotaciones mineras, la industria textil, industria de la construcción...Tienen propiedades tensoactivas de interfase. Se emplean mucho como espumantes para secuestrar diferentes moléculas en medios líquidos.Afectan a la flora microbiana del agua, al desarrollo de las larvas de anélidos y poliquetos; se acumulan en los sedimentos y hacen desaparecer los peces, crustáceos y moluscos, con las consecuencias tróficas que ello supone.Llevan a un proceso de eutrofización y anoxia; cambian la fitobiocenosis de algas por otras más anaeróbicas, por lo que pueden producir grandes blooms y distrofias.Los fosfatos, dan al agua un pH adecuado facilitando la actividad de otras sustancias de acción superficial; estas moléculas son menos degradables y persisten en el agua disminuyendo su tensión superficial.El fósforo acumulado en el sedimento, puede retornar al medio en determinadas condiciones, acentuando los procesos de eutrofización.

-Pesticidas y productos fitosanitarios: Se clasifican en: organoclorados (prohibidos en muchos países); organofosforados, de menor estabilidad y son los sustitutos de los anteriores; organonitrogenados; organometálicos y sustancias minerales. La contaminación se debe a las aguas de infiltración que arrastran estos compuestos hacia el interior. Los factores que influyen en la contaminación del agua por los pesticidas son su solubilidad, su resistencia a la degradación física y bioquímica, la naturaleza del suelo y el volumen del agua de infiltración. Los pesticidas son muy problemáticos en el medio acuático; uno de los organoclorados con mayor impacto sobre los ecosistemas es el DDT pueden entrar en las cadenas tróficas por alimentación y respiración. Sus efectos se magnifican según avanza la cadena. (biomagnificación) Si el fitoplancton y el zooplancton no son consumidos por los niveles superiores, caerá al fondo y al descomponerse la materia orgánica se liberan otra vez para ser biodegradados por los organismos del medio.

-Fertilizantes utilizados en agricultura: utilización de fosfatos y nitratos en grandes cantidades provocando una desviación paralela en los cocientes entre pares de componentes relacionados. La entrada masiva de nutrientes disminuye la capacidad de autorregulación de los ecosistemas acuáticos favoreciendo los procesos de eutrofización. Muchos fertilizantes, presentan en su composición determinados metales pesados de gran impacto sobre los ecosistemas, ya que se acumulan en ellos pudiéndose dar fenómenos de bioacumulación y bioamplificación en las cadenas tróficas produciendo enormes efectos subletales o incluso letales para los organismos.

-Desechos residuales de la celulosa: son, con mucho, las aguas residuales industriales con mayor contenido en contaminantes orgánicos. Para separar la celulosa de la madera, paja y otros productos se disuelven estos en productos químicos adecuados. Para producir una tonelada de celulosa, se produce la misma cantidad de residuos orgánicos que se hallan disueltos en las aguas residuales que posteriormente llegarán a los ecosistemas acuáticos continentales acentuando el proceso de eutrofización.-Contaminación accidental, producida por un vertido concentrado en materia contaminante, capaz de afectar tanto al agua superficial como a la profunda:

- Fenoles y derivados: estos constituyen un índice de contaminación industrial. El problema característico es el sabor a clorofenol que aparece en el agua al añadirle cloro. Los derivados fenólicos son biodegradables en distinto grado, según su composición pero

contribuyen a aumentar los procesos de eutrofización de las aguas. - Hidrocarburos: Estos, que pueden contaminar las aguas superficiales o profundas, proceden principalmente de vertidos de productos petrolíferos de diversas industrias, o de fabricas de gas, gases de combustión, etc. En el agua podemos encontrar: petróleo, queroseno, gasolina, fuel, aceites o lubricantes. Son lentamente biodegradables. En caso de contaminación accidental, su presencia es de corta duración cuando se trata de un agua superficial, pero puede ser muy larga en un agua subterránea, debido al poder de retención del suelo.

Los compuestos, cuyo vertido debe ser evitado o regulado, son aquellos que producen problemas en el tratamiento biológico. El tratamiento de los vertidos industriales, en una instalación de depuración de aguas residuales urbanas, puede dar lugar a la presencia de productos tóxicos o inhibidores de los procesos biológicos. El nivel de toxicidad de una sustancia depende de su concentración y de la presencia de otros compuestos que tengan efectos sinérgicos o antagónicos con la misma. Así, concentraciones inferiores a 1 mg/l. de cualquier metal pesado, excepto el hierro, son extremadamente tóxicas para la digestión anaerobia, no obstante, en presencia de suficiente cantidad de sulfuro, pueden tolerarse concentraciones superiores, al precipitar dichos metales y perder así su toxicidad. Otro factor a considerar es que la magnitud del efecto tóxico generado por una sustancia puede reducirse, de forma apreciable si se realiza una adición gradual de la misma. Este fenómeno de acomodación a nuevos vertidos se denomina aclimatación. Las organizaciones nacionales e internacionales que velan por la conservación del medioambiente han relacionado, de forma oficial, a través de listas toda la gama de productos que son conocidos y que, a causa de su toxicidad, persistencia y bioacumulación son especialmente nocivos para los ecosistemas naturales. Es preciso, pues, tener en cuenta estos productos, asegurar, preventivamente, su no incorporación a los efluentes industriales o verificar el rendimiento que, para su eliminación, pueden alcanzar las instalaciones depuradoras.

Prevención de la eutrofización

La mejor profilaxis es suprimir o desviar la entrada de los agentes de contaminación o eutrofización.Hay que llevar al máximo el grado de depuración de las aguas que retornan a los ríos y lagos pero en general, las EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales) se diseñan y dimensionan para tratar, básicamente, la contaminación de origen doméstico (urbana), siendo difícil, sobre todo en los grandes núcleos urbanos, prever la carga aportada por las industrias. Además, éstas generan una contaminación especial, dependiendo de sus características, tecnología, nivel de producción etc., no siempre asimilable a la contaminación doméstica, es más, en muchos casos con componentes tóxicos o inhibidores de los procesos de síntesis y descomposición biológica. En todo caso, y aunque se dota a las EDAR de sistemas de autoprotección, como pueden ser los tratamientos físico-químicos u otros especiales, se siguen teniendo problemas de explotación y unos importantes sobrecostos que no se pueden olvidar, como son: - Los relativos a los reactivos químicos empleados en las distintas etapas de tratamiento. - Los derivados de la disposición final de los fangos, en los casos de contaminación de los mismos con metales pesados, imposibilitado su uso para aplicación agrícola.

La presión de la civilización sobre los ecosistemas depende de la densidad local de la población, pero aún más de la energía externa utilizada.La tensión de los ecosistemas terrestres se trasmite a los ecosistemas acuáticos, que indican el estado de salud de todos los ecosistemas dentro de la cuenca. Las necesidades de agua aumentan a medida que la calidad de la misma disminuye; por tanto hay que preveer y contrarrestar los cambios previsibles.

No se puede abusar de la dilución de los vertidos contaminantes; hay una obligación moral de no hipotecar el futuro, obligación que no cumplimos al acumular materiales cuyo retorno va a crear problemas como son el fósforo y los materiales radiactivos y en menor grado los metales que van al sedimento.

BIBLIOGRAFÍA

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- Leithe, W, 1981: La química y la protección del medio ambiente. Ed Paraninfo

- Margalef, R. 1982: Ecología. Ed. Omega

- Margalef, R. 1983: Limnología. Ed. Omega

EL PROCESO DE EUTROFIZACIÓN EN MEDIOS ACUÁTICOS

CONTINENTALES; DISTROFIA O

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