Eutroficación y floraciones algales

EUTROFICACION Y FLORACIONES
ALGALES
Prof. Roberto Urrutia P.
Dr. Roberto Urrutia P.
Centro EULA-Chile
Facultad de Ciencias Ambientales
Noviembre de 2014
Planetary Safe Operating Spaces
La humanidad ha excedido los limites de seguridad para
biodiversidad, ciclo del nitrógeno y clima …..idea basada en la
tipologia de “cambios abruptos”……….
Rockström et al 2009 Nature
A SAFE OPERATING SPACE FOR HUMANITY
Humanity has already exceeded safe limits for
biodiversity, nitrogen cycle and climate…..idea
based on typology of ‘abrupt changes’……….
Rockström et al 2009 Nature
Eutrofización
Definición
• Degradación ambiental natural de los lagos y
lagunas, generado por el aumento de la
concentración de nutrientes principalmente de
nitrógeno y fósforo, lo que ocasiona una
proliferación y posterior acumulación de algas y
plantas acuáticas.
EUTROFICACION
Proceso de enriquecimiento de nutrientes de cualquier
cuerpo de agua (por factores naturales o de origen
antrópico) que se manifiesta en un aumento de la
abundancia y/o biomasa de los productores primarios.
EUTROFIZACIÓN: es el proceso natural de cambio de un estado trófico
a otro nivel superior por adición de nutrientes (eutrophos: bien nutrido).
La adición de fósforo y nitrógeno condiciona una
cadena de eventos que producen el incremento del
crecimiento de los productores primarios.
Las algas perifíticas y las macrófitas sumergidas
generalmente presentan un incremento de su biomasa
durante el inicio del proceso.
EUTROFIZACION
Si el incremento de nutrientes continua el predominio
de los productores primarios se desplaza hacia el
fitoplancton, en especial hacia las cianobacterias.
La reducción de la transparencia y el aumento de la
producción de biomasa conllevan a una gran
acumulación de material orgánico en las capas más
profundas.
Tipos
Determinante de los efectos
Eutrofización
“El enriquecimiento en nutrientes de las aguas, que provoca la estimulación
de una serie de cambios sintomáticos, entre los que se encuentra el
incremento en producción de algas y macrofitas, el deterioro de la calidad
de agua y otros cambios sintomáticos resultan indeseables e interfieren con
la utilización del agua” (OCDE, 1982).
Nutrientes
(Nitrógeno y Fosforo)
Algas
(microalgas)
Macrofitas
(plantas acuáticas)
Alimento
Terminologia trófica (metabolismo de nutrición)
Oligotrofía – bajos nutrientes y
“productividad”; usualmente alta
transparencia
Mesotrofía – nutrientes moderados,
“productividad” y transparente
Eutrofía – alta concentracion de
nutrientes y “productividad”; baja
transparencia
PROCESO DE EUTROFICACION
Tiempo 1:
Oligotrófico
Tiempo 2:
Mesotrófico
Tiempo 3:
Eutrófico
Tiempo 4:
Hipertrófico
Los lagos pueden presentar distintos niveles
tróficos:
Sistema oligotrófico
Sistema mesotrófico
Sistema eutrófico
Los parámetros que clasifican
a los lagos como oligotróficos y
eutróficos, en Chile son:
Categorías Tróficas
Valores límites para la clasificación trófica de lagos (OECD)
P-total
(µg l-1)
Clorofila
media
(µg l-1)
Clorofila
máxima
(µg l-1)
Prof.
Secchi
media (m)
Ultraoligotrófico
<4.0
<1.0
<2.5
>12
Oligotrófico
<10.0
<2.5
<8.0
>6
Mesotrófico
10-35
2.5-8
8-25
6-3
Eutrófico
35-100
8-25
25-75
3-1.5
>100
>25
>75
<1.5
Categoría
trófica
Hipertrófico
08:13
¿COMO SE SABE QUIEN ES EL RESPONSABLE …..?
Carbono + Nitrógeno
Carbono + Nitrógeno + Fósforo
08:13
Eutroficación presenta distintas causas
Naturales
Antrópicas
Eutrofización
Actividades desarrolladas en una cuenca:
Plantación forestal
Agricultura
Ganadería
Minería
Vivienda
Turismo
Industrias varias
Deportes acuáticos
Etc.
Eutrofización
Todas las actividades
productivas y vivienda,
desarrolladas en un
cuenca aportan sus
excedentes o desechos a
los cuerpos de agua
Eutroficación Cultural
Fuentes de Nutrientes
fósforo/fosfatos
nitrógeno/nitratos
Fertilizantes
Precipitación
Detergentes
Desechos animales
Agua servidas
Ambas fuentes de nutrientes
Rocas fosfatadas
Maquinaria mecánica y tiro animal, de labranza convencional
Cárcavas en suelo erosionado en 100%, IX Región
(imagen muestra estructuras de control de cárcavas)
Mala aplicación del riego por surco
EUTROFICACION
Disminución de transparencia del agua
Malos
olores
Blooms de
microalgas
Acumulación de
sedimento
Anoxia o
Hipoxia
Incremento de las poblaciones bacterianas
08:13
Ejemplos de eutrofización
Golfo de México
Floraciones algales
08:13
Eutroficación de Lagos
Floraciones de
cianoficeas
Microalgas
Vacas bebiendo agua contaminada con
cianobacterias, India.
Muerte masiva de peces por asfixia o
intoxicación por toxinas
Muerte de 16 vacas, en las cercanías de
Manitoba (Canadá) (Krebs, 1994)
Cyanobacteria
• Muchas cyanobacteria (algas verdeazules) producen toxinas:
– Problemas a la salud humana.
– Problemas para mascotas, ganado y
vida salvaje.
Guías recreacionales
Guías recreacionales para lagos con floraciones de
cyanobacterias para la proteccion de la salud de las personas
• Permiten:
• Cerrar el lago.
• Prohibición de bañarse.
Caso de estudio: “Situación
ambiental de las
Lagunas de concepción”
Dr. Roberto Urrutia P.
Unidad de Sistemas Acuáticos
Centro de Ciencias Ambientales, EULA-Chile
Universidad de Concepción
Concepción, la ciudad de las lagunas.
L. Lo Mendez
L. Redonda
L. Lo Galindo
L. Las Tres Pasculas
LAGUNA LAS TRES PASCUALAS
1990
2000
08:13
08:13
Caso de estudio: Eutroficación lago
Lanalhue
Unidad de Sistemas Acuáticos, Centro EULA-Chile
Universidad de Concepción
Distribución Egeria densa – camping – privados
45
ESTACIONES DE MUESTREO EN EL LAGO
Estero
Calebu
Estero
Buchoco
Estero El
Peral
4,5
4
3,5
mg/L
3
2,5
Estero el Peral
2
Estero Buchoco
Estero Calebu
1,5
1
0,5
0
Fósforo Total
Fósforo Total
Primavera
Verano
Nitrógeno Total Nitrógeno Total
Primavera
Verano
0,9
0,8
0,7
mg/L
0,6
E-1S
E-1F
0,5
E-2S
0,4
E-2F
0,3
E-3S
E-3F
0,2
0,1
0
Fósforo Total
Fósforo Total
Nitrógeno Total
Nitrógeno Total
Primavera
Verano
Primavera
Verano
1,4
1,2
mg/L
1
0,8
Estero el Peral
0,6
Estero Buchoco
0,4
Estero Calebu
0,2
0
0,045
Nitrato
Nitrato
Primavera
Verano
0,04
0,035
mg/L
0,03
0,025
Estero el Peral
0,02
Estero Buchoco
0,015
Estero Calebu
0,01
0,005
0
Nitrito
Nitrito
Primavera
Verano
0,7
0,6
mg/L
0,5
0,4
Estero el Peral
0,3
Estero Buchoco
0,2
Estero Calebu
0,1
0
Orto-Fosfato
Orto-Fosfato
Primavera
Verano
Curso de capacitación: “Efectos ambienales de planteles porcinos”
Centro de Ciencias Ambientales EULA-Chile, 26-28 de Mayo 2009
Caso de Estudio:
Eutroficación del embalse Rapel
Dr. Roberto Urrutia P.
Unidad de Sistemas Acuáticos
Presencia de cianobacterias
productoras de toxinas en este
evento de floración algal
Antecedentes – Embalse Rapel
Eutrofización – Embalse Rapel
• Actividades desarrolladas en la cuenca:
•
•
•
•
•
Sector agropecuario
Turismo y recreación
Habitacional
Elaboración de alimentos (humano y animal)
Sector vitivinícola.
Antes de Bloom
Después de Bloom
Lago rapel en la prensa
Eutrofización – Embalse Rapel
• Blooms de microalgas
–
–
–
–
–
Vectores (moscas, roedores)
Muerte de peces
Descomposición de microalgas (malos olores)
Incompatibilidad con actividades de contacto directo (p.e. natación)
Disminución de calidad paisajística
Vista general de las distintas actividades productivas en las comunas de influencia al embalse Rapel
RESULTADOS ACTIVIDADES
PRODUCTIVAS
A)
C)
Actividades productivas de acuerdo al Código CIIU
B)
D)
RESULTADOS ACTIVIDADES
PRODUCTIVAS
13%
7%
7%
27%
46%
Criaderos de Aves
Criadero de Cerdo
Mina
Actividades productivas en el río Alhué
Paking
Viña
Río Blanco
Río Pangal
Río Catedral
Río Cipreses
Río Azufre
Río Las Palmas
Río Claro
Río Coya
FAENADORA SAN VICENTE
AGROSUPER SAN VICENTE
Estero Chimbarongo
CODELCO
Estero Las Cadenas
Estero Zambrano
Estero Las Cadenas
San Vicente**
Rancagua
CRIADERO AGROSUPER
Peumo
Doñihue**
Pichidehua
Coltauco
Estero Maquis
INDUSTRIA
MALLOA
Estero Palmilla
RIO TINGUIRIRICA
AGROSUPER
LO MIRANDA
Las Cabras***
RIO CACHAPOAL
Estero Las Palmas
EMBALSE RAPEL
Estero Coipué
Estero Alhué
MINERÍA LA
FLORIDA
Embalse
Carén
RIO RAPEL
Punto de muestreo
Descarga de RIL
Descarga de aguas servidas con y sin tratamiento
(**Lagunas Facultativas, ***Lagunas aireadas)
Río, estero.
Principales cargas contaminantes en la cuenca del río Cachapoal (*).
Actividades
Cantidad
Volumen
(m3/año)
Carga
orgánica
(KgDBO5
/año)
% Carga
total
Crianza de cerdos (cabezas /año)
2.959.605
16.573.788
17.402.477
97,8
Crianza de aves (cabezas /año)
3.436.412
32.990
68.728
0,39
160.510.694
1.123.575
321.021
Viñas (L/año)
*
1,8
Datos obtenidos del estudio realizado por ARCADIS GEOTECNICA
Carga orgánica emitida por el número de cerdos en la cuenca del Cachapoal,
generaría una carga orgánica equivalente a una población de 1.200.000
habitantes. En cuanto a viñas, la carga orgánica sería similar a la de una
población de 22.000 habitantes aproximadamente.