Calidad de Agua y Desarrollo Sustentable

Transcripción

1 Calidad de Agua y Desarrollo Sustentable

2 Esta presentación se centra en: análisis de algunos aspectos del estado del conocimiento en ecología de sistemas lénticos someros una revisión del estado del conocimiento de la Laguna Blanca realizar una propuesta de gestión tendiente a la conservación y a asegurar la utilización sustentable del recurso agua en la Laguna Blanca

3 Uruguay gran disponibilidad hídrica

4 + Desarrollo demográfico, industrial, agronómico y turístico Subvaloración Detrimento de la calidad de agua + Inadecuados o inexistentes planes de manejo Degradación ambiental

5 Investigación científica planes de manejo Degradación ambiental

6 Degradación de los Sistemas acuáticos en el Uruguay tipos de perturbaciones: 1) la eutrofización 2) uso de pesticidas, metales pesados y vertimiento de basura sólida La La eutrofización se ha convertido en la problemática más seria y extendida de los sistemas acuáticos tanto a nivel nacional, como mundial.

7 EUTROFIZACIÓN En líneas generales un sistema acuático puede clasificarse como: oligotrófico (pobre en nutrientes) mesotrófico (estado intermedio) eutrófico (rico en nutrientes) Las diferencias químicas conllevan diferencias biológicas

8 oligotrofia

9 mesotrofia

10 eutrofia

11 EUTROFIZACIÓN: causas aporte de nutrientes desde la cuenca El análisis a nivel de Cuenca pluviómetro evapotranspiración precipitación Suelo Divisoria de aguas roca

12 EUTROFIZACIÓN: causas eutrofización antrópica, cultural o de origen humano: Uso de fertilizantes Detergentes Vertido directo de materia orgánica Erosión

13 causas y consecuencias Aumento de la disponibilidad de nutrientes Aumento de la productividad primaria Descomposición generación de malos olores Anoxia o hipoxia otras aumento de la productividad primaria Interferencias con potabilización Gravísimos riesgos sanitarios Muerte masiva de peces

14 Lago Rivera Montevideo Foto: M.Meerhoff

15 LA CALIDAD DEL AGUA DE LA LAGUNA BLANCA: SUS CAUSAS Y RESPUESTAS FACULTAD DE CIENCIAS SECCION LIMNOLOGIA 2001 PROYECTO FINANCIADO POR AGUAS DE LA COSTA S.A. Y CSIC (VINCULACION CON EL SECTOR PRODUCTIVO) PEDECIBA-DAAD

16 Laguna Blanca fuente de agua potable - Cambios drásticos del nivel del agua (1997/98) - Proliferación litoral del alga Egeria densa - Mortalidad de Peces - Problemas de sabor y olor LIMITE DE LA CUENCA CARCAVAS DE EROSION RUTA 104 ZONAS FORESTADAS CON PINOS RUTA 10 OCEANO ATLANTICO PLANTA DE AGUAS DE LA COSTA S.A. AREA TOTAL= 40.5há AREA DE DRENAJE = 0.54km 2 PROF.: m

17 OBJETIVOS Y TAREAS 1) Causas históricas que condujeron al estado actual del cuerpo de agua - Cuando comenzaron los síntomas de deterioro ambiental - Cuales fueron las causas y que consecuencias - Magnitud 2) Evaluar las condiciones actuales del cuerpo de agua: - Físicas (transparencia, KD) - Químicas (Oxigeno disuelto, N, P, Conductividad, Alcalinidad) - Biológicas (fitoplancton, zooplancton, peces, algas) REALIZAR LA FICHA CLINICA DEL CUERPO ACUATICO Proponer estrategias de manejo que permitan mejorar la calidad del agua de acuerdo al uso del sistema natural y prevenir la aparición de problemas a futuro

18 Sobre el PASADO: Paleolimnología Ciencia interdisciplinaria que utiliza la información química, física y biológica del registro sedimentario, para reconstruir condiciones limnológicas históricas de cuerpos acuáticos y sus cuencas de drenaje Sistema acuático: lagos, lagunas, ríos, humedales, océano, etc.

19 Componentes alóctonos Componentes alóctonos Componentes autóctonos Sedimentación Utilidad de la información paleolimnológica - Suplir falta de información limnológica - Establecer condiciones de línea de base - ANTES y DESPUES del impacto humano

20 La PALEOLIMNOLOGÍA es la herramienta para analizar las causas históricas que condujeron al estado actual del cuerpo de agua Lo anterior implica que es posible inferir el proceso histórico de eutrofización

21 Modelos cronológicos de evolución limnologica histórica Edad del sedimento: con que escala de tiempo trabajamos? 14 C = 250 miles de años (escala geológica) 210 Pb = años (dinámicas de sedimentación contemporáneas) 137 Cs = 1 50 años

22 COMPONENTES DEL REGISTRO FOSIL Componentes acuáticos Biológicos Diatomeas Crisofitas Dinoflagelados Cladóceros Quironomidos Ostracodos Moluscos Escamas de peces Físicos Tipo de sedimento arena limo arcilla Componentes terrestres Biológicos Polen Silicofitolitos Pedazos de tejidos vegetales Huesos Químicos Materia orgánica Carbonato N P C Pigmentos fotosintéticos 18 Oxigeno 13 Carbono

23 Lake Blanca Depth [cm] EL TIPO DE SEDIMENTO La observación visual del registro de sedimento es importante para establecer unidades sedimentarias que pueden traducirse a eventos históricos.

24 Determinación del porcentaje relativo de diferentes fracciones de sedimento Limo (sistema continental) Arena (sistema costero)

25 Componentes biológicos y principio del Actualismo Las condiciones ambientales que representan los organismos actuales pueden traducirse al registro fósil. LAS DIATOMEAS Especie biológica actual Especie biológica fósil Amphitetras antediluviana

26 Especies fósiles en la columna de sedimento y zonación (similitud de muestras en composición de diatomeas) ZAD I: Especies de agua dulce ZAD II: Especies salobres => Inferencia de los cambios en paleosalinidad ZAD III: Especias marinas

27 POLEN Cambios en la composición de la flora de las cuencas de los sistemas acuáticos a) Fabaceae b) Briofitas c,d,e) Angiospermas f,g) Asteraceae

28 BLANCA POLEN Zonas de Asociaciones de Polen (ZAP) PAZ I: Árboles, hierba, acuáticos 80% PAZII: 100% acuático PAZIII: 80% acuático, 20% hierbas xerofilas PAZ IV: Sin polen (antes de 2200 aap)

29 Geoquímica: inferencias sobre cambios del estado trofico, aportes internos y externos y composición de la materia orgánica sedimentaria.

30 Integración de la información múltiple => Modelos integrados de evolución paleoambiental Colonización de diatomeas agua dulce Sedimentos tipo limo Granos de polen Cambios del estado trafico Impacto humanos Colonización de diatomeas salobres agua dulce Sedimentos tipo limo Granos de polen Cambios del estado trofico Colonización de diatomeas marinas Sedimentos arenosos Fósiles de moluscos Cambios del estado trofico Ausencia de diatomeas y otros organismos acuáticos

31 Después 1880: remoción de suelos, ~ 1943 ganadería intensiva> aumento de la tasa de sedimentación

32 Cuerpo de agua mesotrófico hasta la forestación (antes de los 60)

33 Luego de la forestación se intensifica la eutrofización por uso de fosforita

34 Luego de la forestación incremento de lluvias

35 El Niño: poco lluvia, mucha evaporación, alta demanda de agua potable => reducción área lago (~ 30 %) Luego del llenado de la laguna => proliferación de Egeria densa El Niño

36 Proliferación de macrófitas

37 EL CASO LAGUNA BLANCA La Laguna se origino hace ~ 7000 años Características marino salobres hasta hace ~ 2500 años Salobre dulceacuícolas 1000-presente dulceacuícolas Siglo XX tasas de sedimentación aumentaron significativamente 1960 se registra un aumento de la concentración de nutrientes, materia orgánica y de la biomasa de productores primarios debido a la forestación 1980 se intensifica eutrofización debido a actividades culturales 1998 El Niño => alta evaporación + demanda => reducción del volumen 1999 Llenado de la laguna => proliferación de macrófitas litorales

38 Sobre el PRESENTE N (Ya no tanto) Limnología

39 % de Volumen de agua invadido por Egeria densa Zonas de acumulación en el litoral SISTEMA DOMINADO POR Egeria densa cubre un 45% del espejo de agua MACROFITAS LITORALES PVI 0-20% 20-40% 40-60% 60-80% % 100%

40

41 Sustancias húmicas Concentraciones moderadas a altas => color amarillento Humus puede generar problema de potabilización Exceso de humus podría provocar acidificación a niveles críticos SUSTANCIAS HUMICAS (CDOM/nm) 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 ABR JUL SET NOV DIC Con plantas superficie Con plantas fondo Sin plantas superficie Sin plantas fondo ENE FEB MAR

42 Relación inversa entre alcalinidad (contenido de sales), conductividad (contenido de iones) y profundidad ALCALINIDAD (mg CaCO /L) CONDUCTIVIDAD (µs/ cm ) PROFUNDIDAD (m) ABR MAY JUL SET NOV DIC ENE FEB MAR

43 FOSFORO (g) FOSFORO (g) SEDIMENTO AGUA E.densa AREA CON E.densa MAY JUL SET NOV DIC ENE FEB MAR SEDIMENTO AGUA AREA SIN E.densa MAY JUL SET NOV DIC ENE FEB MAR El sistema presenta una gran carga interna de fósforo en el sedimento.

44 Grupos dominantes del fitoplancton. Las mayores abundancias se registraron durante primavera y verano. Cianofitas potencialmente problemáticas ocurren en el verano. 9e+7 ABUNDANCIA FITOPLANCTONICA (ind/l) 8e+7 7e+7 6e+7 5e+7 4e+7 3e+7 2e+7 1e+7 0 CP SP ABR CLORO CYANO DIATO DINO EUGLENO CRIPTO CRISO PICO CP SP MAY CP SP JUL CP SP SET CP SP NOV CP SP DIC CP SP ENE CP SP FEB CP SP MAR

45 COMUNIDAD NECTÓNICA COMUNIDAD ÍCTICA CON UNA MUY REDUCIDA RIQUEZA ESPECIFICA Y MODERADA A ALTA BIOMASA SISTEMA DOMINADO POR OMNíVOROS-PLANCTíVOROS

46 PROBLEMAS DE SABOR Y OLOR DESCENSO DEL NIVEL DEL AGUA CONDUCE A PROCESOS DE DESCOMPOSICIÓN ANAERÓBICA (PRINCIPAL CAUSANTE DE MALOS OLORES) SEDIMENTO Y SU AGUA INTERSTICIAL PRESENTA UN FUERTE Y PENETRANTE OLOR A TIERRA

47 Al 2001: IMPORTANTE CARGA DE INTERNA O RESERVA DE NUTRIENTES ESTADO TRÓFICO EUTROFIA - HIPEREUTROFIA SISTEMA EN FASE DE AGUA CLARA (transparencia>1m) ELEVADA COBERTURA DE MACRÓFITAS SUMERGIDAS BIOMASA FITOPLANCTÓNICA MODERADA A BAJA (EN ALGUNOS PERIODOS INDETECTABLE POR LOS METODOS TRADICIONALES)

48 ASPECTOS CLAVE DEL FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA Las plantas retienen nutrientes de la columna de agua. Por lo tanto restringen el desarrollo del fitoplancton (competencia por N y P, luz, etc.) ESTO IMPLICA QUE LAS PLANTAS FUNCIONAN COMO AMORTIGUADORES DE LA CARGA DE NUTRIENTES Y OCURRENCIA DE FLORACIONES FITOPLANCTÓNICAS NO DESEADAS

49 ASPECTOS CLAVE DEL FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA Débil presión por depredación Peces piscívoros Peces zooplanctívoros zooplancton Fuerte presión por depredación Efecto en cascada Fuerte presión por herbivoría Peces piscívoros Peces zooplanctívoros zooplancton Sin presión por depredación Fuerte presión por depredación Débil presión por herbivoría A) Esquema de interacciones tróficas en lagos someros B) Esquema trófico en un sistema carente de piscívoros como la Laguna Blanca actualmente. A) fitoplancton fitoplancton B)

50 FACTORES FORZANTES EGERIA DENSA COMPETENCIA POR RECURSOS CON LA COMUNIDAD FITOPLANCTONICA CONTRIBUCION AL CONTENIDO DE SUSTANCIAS HUMICAS REFUGIO PARA EL ZOOPLANCTON GRAN RESERVA DE NUTRIENTES EN EL SEDIMENTO PRESENCIA DE CIANOBACTERIAS EN EL VERANO COMUNIDAD NECTÓNICA DOMINADA POR PLANCTIVOROS-BENTÍVOROS AGUA CLARA PREDOMINIO DE HIDROFITAS AGUA TURBIA PREDOMINIO FITOPLANCTON CONCENTRACION DE NUTRIENTES

51 Propuestas de MANEJO (2001) MEDIDAS INTERNAS Manejo del nivel del agua sin superar el nivel critico de 1.80m (z máx ). Cosecha de Egeria densa en la zonas de acumulación de biomasa Recomposición de la trama trófica, introducción de piscívoros autóctonos Anticipación ante eventos de el niño MEDIDAS EXTERNAS Uso y conservación de la cuenca de drenaje de acuerdo a la finalidad de este cuerpo de agua MONITOREO

52 Y al ??? El área cubierto por macrófitas sumergidas disminuyó

53 FACTORES FORZANTES EGERIA DENSA COMPETENCIA POR RECURSOS CON LA COMUNIDAD FITOPLANCTONICA CONTRIBUCION AL CONTENIDO DE SUSTANCIAS HUMICAS REFUGIO PARA EL ZOOPLANCTON GRAN RESERVA DE NUTRIENTES EN EL SEDIMENTO PRESENCIA DE CIANOBACTERIAS EN EL VERANO COMUNIDAD NECTÓNICA DOMINADA POR PLANCTIVOROS-BENTÍVOROS AGUA CLARA PREDOMINIO DE HIDROFITAS AGUA TURBIA PREDOMINIO FITOPLANCTON CONCENTRACION DE NUTRIENTES

54 mar-05 ene-05 nov-04 sep-04 jul-04 may-04 mar-04 ene-04 color/40 jul-03 sep-03 nov-03 may-03 mar-03 color/40 nov-02 ene-03 sep-02 jul-02 may-02 mar-02 ene-02

55 Qué cabría esperar de la calidad de agua de la Laguna Blanca?

56 Nuestra propuesta MODIFICACIÓN DE LA TRAMA TRÓFICA EN LA LAGUNA BLANCA TENDIENTE A ASEGURAR EL SUMINISTRO DE AGUA POTABLE AL ESTE DEL ARROYO MALDONADO

57 Conlleva el comienzo de la recuperación de la diversidad íctica mediante la introducción de peces piscívoros

58 ASPECTOS CLAVE DEL FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA Débil presión por depredación Peces piscívoros Peces zooplanctívoros zooplancton Fuerte presión por depredación Efecto en cascada Fuerte presión por herbivoría Peces piscívoros Peces zooplanctívoros zooplancton Sin presión por depredación Fuerte presión por depredación Débil presión por herbivoría A) Esquema de interacciones tróficas en lagos someros B) Esquema trófico en un sistema carente de piscívoros como la Laguna Blanca actualmente. A) fitoplancton fitoplancton B)

59 Muchas gracias por la atención, estamos a las órdenes. Lic. Guillermo Goyenola