Eutrofización y contaminación térmica
Cada verano, una "zona muerta" del tamaño de un estado pequeño aparece en el Golfo de México, frente a Luisiana y Texas. Los camarones y los peces se alejan o se asfixian. El origen está a cientos de millas, en los campos de maíz de Iowa y Illinois. ¿Cómo puede un fertilizante echado en una granja dejar sin aire al mar? Lo resolveremos en este apartado.
Oxígeno disuelto: el "aire" del agua
Los peces respiran oxígeno, pero no el que está en la molécula de agua (H₂O), sino el gas O₂ disuelto entre las moléculas. A esa cantidad la llamamos oxígeno disuelto (OD) y se mide en mg/L.
El OD entra al agua por dos vías: se difunde desde el aire (más rápido si el agua se agita, como en los rápidos de un arroyo) y lo producen las algas y las plantas acuáticas al hacer fotosíntesis. Sale cuando respiran los organismos, sobre todo los descomponedores.
Una regla útil para interpretar datos:
| OD (mg/L) | Qué significa |
|---|---|
| 8 o más | Agua muy oxigenada; tolerada por truchas |
| 5–8 | Buena para la mayoría de los peces |
| 4–5 | Estrés leve; sensibles en riesgo |
| 2–4 | Estrés; sobreviven pocas especies |
| menos de 2 | Hipoxia: casi nada sobrevive |
La temperatura también importa. Los gases se disuelven mejor en agua fría que en agua tibia. Piensa en un refresco: se queda con su gas si está frío y se "va" más rápido cuando se calienta.
Indica qué mide el oxígeno disuelto* (OD) y si un arroyo saludable con truchas tendría OD alto o bajo. Da una razón.
Indica qué mide el oxígeno disuelto (OD) y si un arroyo saludable con truchas tendría OD alto o bajo. Da una razón.
Eutrofización: demasiados nutrientes
Un ecosistema acuático natural tiene pocos nutrientes, sobre todo nitrógeno (en forma de nitratos) y fósforo (fosfatos). Son los nutrientes limitantes: si aumentan, las algas crecen sin freno.
Las fuentes humanas más comunes son:
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Escurrimiento agrícola de fertilizantes y estiércol (fuente no puntual).
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Aguas residuales de plantas de tratamiento y de fosas sépticas (fuente puntual).
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Escurrimiento urbano: fertilizantes de céspedes, detergentes con fosfatos.
La secuencia es una cadena de causas y efectos:
Fíjate en el detalle clave: las algas no son las que matan al pez por sí mismas. Mientras están vivas, hacen fotosíntesis y hasta suben el OD de la superficie. El daño llega cuando mueren: los descomponedores (bacterias) las consumen y, al respirar, gastan el oxígeno del agua profunda. Además, una capa densa de algas bloquea la luz y mata las plantas del fondo.
El resultado es la hipoxia (OD menor de 2 mg/L) y las zonas muertas, donde los peces escapan y los organismos que no se mueven, como las almejas, mueren.
Define eutrofización*. Nombra dos nutrientes que la causan comúnmente en lagos y aguas costeras.
Define eutrofización. Nombra dos nutrientes que la causan comúnmente en lagos y aguas costeras.
El escurrimiento de fertilizantes de las granjas de la cuenca del río Misisipi fluye hacia el Golfo de México. Explica la secuencia de eventos, desde la llegada de los…
El escurrimiento de fertilizantes de las granjas de la cuenca del río Misisipi fluye hacia el Golfo de México. Explica la secuencia de eventos, desde la llegada de los nitratos hasta la formación de una "zona muerta" hipóxica. Incluye el papel de las floraciones de algas y de los descomponedores.
Estudiantes de una escuela secundaria (high school) de Ohio analizan un estanque en tres sitios. | Sitio | Nitrato (mg/L) | Oxígeno disuelto (mg/L) | |---|---|---| |…
Estudiantes de una escuela secundaria (high school) de Ohio analizan un estanque en tres sitios.
| Sitio | Nitrato (mg/L) | Oxígeno disuelto (mg/L) |
|---|---|---|
| Cerca de un campo agrícola | 14 | 3 |
| Centro del estanque | 6 | 6 |
| Cerca de un bosque | 1 | 9 |
(a) Identifica el sitio más afectado por la contaminación por nutrientes.
(b) Explica la relación entre el nitrato y el oxígeno disuelto que muestran los datos.
(c) Sugiere una forma de reducir la entrada de nitrato cerca de la granja.
Se monitorea durante un verano un lago cerca de Chicago. | Mes | Algas (células/mL) | OD en la superficie (mg/L) | OD en el fondo (mg/L) | |---|---|---|---| | Mayo |…
Se monitorea durante un verano un lago cerca de Chicago.
| Mes | Algas (células/mL) | OD en la superficie (mg/L) | OD en el fondo (mg/L) |
|---|---|---|---|
| Mayo | 2,000 | 9.0 | 8.0 |
| Julio | 60,000 | 11.0 | 2.0 |
| Septiembre | 8,000 | 7.0 | 0.5 |
(a) Explica por qué el OD de la superficie sube en julio aunque el OD del fondo baja.
(b) Explica por qué el OD del fondo es el más bajo en septiembre, después del máximo de algas.
(c) Predice el efecto en los peces que viven cerca del fondo y propón dos acciones para reducir el problema, una para las granjas y otra para las ciudades.
Contaminación térmica
Muchas plantas eléctricas, fábricas y refinerías usan agua de ríos o lagos para enfriarse. Esa agua sale más caliente de lo que entró y vuelve al río. A este calentamiento artificial del agua lo llamamos contaminación térmica. También la causan el escurrimiento de pavimentos calientes y la tala de árboles que daban sombra a un arroyo.
Los efectos vienen de dos cosas:
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Solubilidad: el agua más caliente disuelve menos O₂. Baja el OD.
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Metabolismo: los peces son de sangre fría. Si el agua se calienta, su metabolismo se acelera y necesitan más oxígeno justo cuando hay menos. Eso causa estrés, menor reproducción y muerte.
Las especies de agua fría, como la trucha y el salmón, son las primeras en desaparecer. Se quedan las que toleran el agua tibia y poco oxígeno, como la carpa. Además, un cambio brusco, como cuando la planta se apaga en invierno, puede provocar un choque térmico que mata a los peces.
Para reducirla se usan torres de enfriamiento o estanques de enfriamiento, donde el agua suelta calor antes de volver al río. También se puede reutilizar el calor, o plantar árboles en las orillas.
Cómo se miden
El OD y el nitrato se miden con sondas electrónicas o con kits de prueba químicos (reactivos que cambian de color). También se usa la demanda bioquímica de oxígeno (DBO, o BOD): el oxígeno que consumen los microorganismos al descomponer la materia orgánica en una muestra durante varios días. Una DBO alta indica mucha materia orgánica y riesgo de bajo OD.
Una planta eléctrica libera agua caliente a un río. Nombra este tipo de contaminación e indica un efecto inmediato en el oxígeno disuelto del agua.
Una planta eléctrica libera agua caliente a un río. Nombra este tipo de contaminación e indica un efecto inmediato en el oxígeno disuelto del agua.
Explica por qué el agua tibia retiene menos oxígeno disuelto que el agua fría. Luego describe dos efectos que la contaminación térmica de una fábrica puede tener en las…
Explica por qué el agua tibia retiene menos oxígeno disuelto que el agua fría. Luego describe dos efectos que la contaminación térmica de una fábrica puede tener en las poblaciones de peces de un arroyo.
Un río recibe agua tratada a 30 °C de una planta eléctrica. Río arriba el río está a 14 °C. Los peces río abajo muestran estrés y se encuentran menos especies de agua…
Un río recibe agua tratada a 30 °C de una planta eléctrica. Río arriba el río está a 14 °C. Los peces río abajo muestran estrés y se encuentran menos especies de agua fría.
(a) Explica, usando la solubilidad y el metabolismo, por qué la temperatura más alta daña a los peces.
(b) Describe un diseño de sistema de enfriamiento que podría reducir la contaminación térmica.
(c) Compara la contaminación térmica con la eutrofización: ¿en qué se parecen sus efectos sobre el OD y en qué se diferencian sus causas?
Vuelve al principio: los nitratos de los campos del Misisipi alimentan algas en el Golfo; al morir, los descomponedores agotan el oxígeno y se forma la zona muerta.
Resumen
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El OD (mg/L) es el oxígeno disponible para los peces; el agua fría y agitada tiene más.
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La eutrofización es el exceso de nitrógeno y fósforo: floración de algas → muerte → descomponedores gastan el OD → hipoxia y zona muerta.
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Las fuentes principales son el escurrimiento agrícola, las aguas residuales y el escurrimiento urbano.
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Reducir la eutrofización: menos fertilizante, cultivos de cobertura, franjas de amortiguamiento, humedales y mejor tratamiento de aguas residuales.
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La contaminación térmica calienta el agua: baja la solubilidad del O₂ y acelera el metabolismo de los peces, y desplaza a las especies de agua fría.
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Se reduce con torres o estanques de enfriamiento.