Eutrofización

Guía para la utilización de las Valijas Viajeras - (2-eutrofización)
Eutrofización
En líneas generales un sistema acuático puede clasificarse como: oligotrófico (pobre en
nutrientes), mesotrófico (estado intermedio) y eutrófico (rico en nutrientes). Un cuarto
estado, el distrófico se caracteriza por una elevada concentración de sustancias húmicas
(aguas marrón-amarillentas) y es independiente de la carga de nutrientes.
Si bien la eutrofización es un lento proceso natural dado por el aporte desde la cuenca
de nutrientes a los sistemas acuáticos, el uso de fertilizantes, detergentes y el vertido
directo de materia orgánica, han acelerado increíblemente el proceso. Este fenómeno se
ha denominado "eutrofización antrópica" o de origen humano.
Por extensión de los principios termodinámicos a la ecología, se esperaría que la
productividad primaria en los lagos sea una función de la disponibilidad de nutrientes.
Concordantemente, la oligotrofia se caracteriza generalmente por baja biomasa
fitoplanctónica y alta transparencia del agua, y la eutrofia por la intensa proliferación
de productores primarios (figura 1).
antes de la eutrofización después de la eutrofización
Figura 1.- Experimento de fertilización (eutrofización artificial) de un lago. Las fotos
muestran el aspecto anterior y posterior al agregado del nutriente limitante (fósforo).
Concepto de nutriente limitante
El concepto de nutriente limitante se basa en la premisa que, dada una determinada
estequiometría celular, el nutriente que controlará la máxima cantidad de biomasa es
aquél que primero se consume o que alcanza un mínimo antes que los otros nutrientes
relativos a tal estequiometría.
Aclararemos este concepto. Imagine que una cianobacteria está compuesta por una
relación entre átomos de fósforo (P) y átomos de nitrógeno (N) de 1 a 15 (por cada
átomo de fósforo que compone la célula, estarán presentes 15 de nitrógeno). Esta es su
estequiometría celular. Si en el medio de donde este organismo autótrofo se nutre, está
disponible un solo átomo de fósforo por cada 30 átomos de nitrógeno: ¿Cuál será el
reactivo limitante para la cianobacteria?
En una primera instancia, el organismo podrá tomar un átomo de fósforo y 15 de
nitrógeno de acuerdo a su estequiometría. En el instante siguiente solamente tendrá
disponible 15 átomos de nitrógeno, pero ninguno de fósforo. Limitada entonces por la
carencia de fósforo (el reactivo limitante) su desarrollo quedará interrumpido. Para 30
átomos de N, debería tener disponibles 2 de P.
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¿Cómo podemos darnos cuenta si nuestra suposición sobre cuál es el nutriente limitante
es correcta? Observando si se retoma el desarrollo celular al agregar únicamente el
limitante. Si agregamos más N al medio con relación P : N de 1 : 30: ¿la cianobacteria
continuará su desarrollo? Si el cálculo era correcto, no. Ahora si el agregado es de P,
seguramente la célula deje de estar limitada por nutrientes. Esta es exactamente la
fundamentación del uso de fertilizantes para favorecer a los cultivos: agregar del
nutriente limitante.
Problemas asociados a la eutrofización
El crecimiento no controlado de las poblaciones de fitoplancton1 (floración o bloom) es
una de las consecuencias más comunes de la contaminación antrópica por nutrientes
(eutrofización) (Tarczynska et al. 2001). Este tipo de contaminación se ha convertido en
la problemática más seria y extendida de los sistemas acuáticos tanto a nivel nacional
(Conde & Sommaruga 1999, Scasso et al. 2001), como mundial (Hosper 1997).
La abundante biomasa producida por los organismos fotosintéticos puede
descomponerse desoxigenando el agua, generando malos olores y causando la muerte
masiva de peces. Este tipo de fenómenos afecta profundamente la calidad del agua,
llegando a impedir la utilización del recurso para algunos fines (recreación,
potabilización, etc.) (Moss et al. 1996) (figura 2). Uno de los inconvenientes más serios
asociados a la eutrofización es la toxicidad de ciertos metabolitos secundarios de las
cianobacterias (cianotoxinas), que representan un creciente peligro tanto para la salud
humana como la ambiental (Jochimsen et al. 1998, Tarczynska et al. 2001) (figura 3).
La ubicuidad de este tipo de organismos, el cambio global y el esperable agravamiento
de la eutrofización antrópica (Jeppesen et al. 2005), hacen imprescindible la generación
de conocimiento aplicable tanto a la evaluación de riesgos sanitarios y ambientales,
como a la conservación y recuperación de la calidad de agua. Un sistema de monitoreo
y alerta temprana, resultaría capital. La red MAPSA es un intento por caminar en esa
línea.
Figura.2.- Problemas de calidad de agua vinculados al proceso de eutrofización. Izquierda: floración de
cianobacterias (lago Rodó, Montevideo). Derecha: desarrollo explosivo de plantas sumergidas y flotantes,
(laguna del Diario, Maldonado).
1
Por aclaraciones sobre la terminología visite http://imasd.fcien.edu.uy/difusion/educamb/
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Figura.3.- Muestra de agua con intensa floración de cianobacterias potencialmente tóxicas. Fue tomada
en al año 2005 en un tajamar eutrófico-hipereutrófico en Tala (Canelones). La coloración azul son
pigmentos fotosintéticos hidrosolubles (ficocianobilinas) liberados por la ruptura de las células.
Referencias
Conde, D. & Sommaruga. 1999. A review of the state of limnology in Uruguay. pp. 1-31. In: R.G. Wetzel & B.
Gopal (ed.) Limnology in developing countries., SIL, New Dehli.
Hosper, H. 1997. Clearing Lakes: an ecosystem approach to the restoration and management of shallow lakes in the
Netherlands. Ministry of Transport, Public Works and Water Management. Institute of Inland Water
Management and Waste Water Treatment (RIZA). Lelystad.
Jeppesen, E., M. Søndergaard, N. Mazzeo, M. Meerhoff, C.C. Branco, V. Huszar & F. Scasso. 2005. Lake restoration
and biomanipulation in temperate lakes: relevance for subtropical and tropical lakes. pp. 331-349. In: V.
Reddy (ed.) Restoration and management of tropical eutrophic lakes, Science Publishers, Inc., New
Hampshire.
Jochimsen, E.M., W.W. Carmichael, J. An, D.M. Cardo, S.T. Cookson, C.E.M. Holmes, M.B. Antunes, D.A. de
Melo Filho, T.M. Lyra, V.S.T. Barreto, S.M.F.O. Azevedo & W.R. Jarvis. 1998. Liver failure and death
after exposure to microcystins at hemodialysis center in Brazil. N. Engl. J. Med. 338: 873–878.
Moss, B., J. Madgwick & G. Phillips. 1996. A guide to the restoration of nutrient-enriched shallow lakes.
Environment Agency (CE), Norwich.
Salas, H. y P. Martino (2001-Versión actualizada) Metodologías simplificadas para la evaluación de eutrofización en
lagos cálidos tropicales, OPS/CEPIS: 63 pp.
Scasso, F., N. Mazzeo, J. Gorga, C. Kruk, G. Lacerot, J. Clemente, D. Fabian & S. Bonilla. 2001. Limnological
changes in a sub-tropical shallow hypertrophic lake during its restoration : two years of a whole-lake
experiment. Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems 11: 31-44.
Tarczynska, M., G. Nalecz-Jawecki, Z. Romanowska-Duda, J. Sawicki, K. Beattie, G. Codd & M. Zalewski. 2001.
Tests for the toxicity assessment of cyanobacterial bloom samples. Environ. Toxicol. 16: 383-390.
Esta cartilla es parte integral de la
Guía para la utilización de las Valijas Viajeras
Red de Monitoreo Ambiental Participativo de Sistemas Acuáticos
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Versión 1.0 – Junio de 2007
Autor: Guillermo Goyenola
[email protected]
http://imasd.fcien.edu.uy/difusion/educamb/
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