Calidad de Agua y Desarrollo Sustentableimasd.fcien.edu.uy/difusion/blanca/docs/presentacion.pdf ·...

Calidad de Agua y

Desarrollo Sustentable

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

UruguayUruguay

gran disponibilidad hídricagran disponibilidad hídrica

SubvaloraciónSubvaloración

+ Desarrollo demográfico, industrial, + Desarrollo demográfico, industrial, agronómico y turísticoagronómico y turístico

+ + Inadecuados o inexistentes Inadecuados o inexistentes

planes de manejoplanes de manejo

Degradación ambientalDegradación ambiental

Detrimento de laDetrimento de lacalidad de aguacalidad de agua

planes de manejoplanes de manejo

Investigación científicaInvestigación científica

Degradación ambientalDegradación ambiental

Degradación de los Sistemas acuáticos Degradación de los Sistemas acuáticos en el Uruguayen el Uruguay

tipos de perturbaciones:tipos de perturbaciones:

1)1) la eutrofización la eutrofización 2)2) uso de pesticidas, uso de pesticidas,

metales pesados y metales pesados y vertimiento de vertimiento de basura sólida…basura sólida…

►►La La eutrofizacióneutrofización se ha convertido en la se ha convertido en la problemática más seria y extendida de los problemática más seria y extendida de los sistemas acuáticos tanto a nivel nacional, sistemas acuáticos tanto a nivel nacional,

como mundial.como mundial.

EUTROFIZACIÓNEUTROFIZACIÓN

En líneas generales un sistema acuático puede En líneas generales un sistema acuático puede clasificarse como: clasificarse como:

oligotrófico oligotrófico (pobre en nutrientes)(pobre en nutrientes)

mesotrófico mesotrófico (estado intermedio)(estado intermedio)

eutrófico eutrófico (rico en nutrientes)(rico en nutrientes)

Las diferencias químicas conllevan diferencias biológicas

oligotrofiaoligotrofia

mesotrofiamesotrofia

eutrofiaeutrofia

aporte de nutrientes desde la cuencaaporte de nutrientes desde la cuenca

EUTROFIZACIÓN: causasEUTROFIZACIÓN: causas

El análisis a nivel de Cuenca

pluviómetro

evapotranspiración

Divisoria de aguas

precipitación

Suelo

roca

eutrofización “antrópica”, “cultural” o de origen eutrofización “antrópica”, “cultural” o de origen humano:humano:

Uso de fertilizantesUso de fertilizantesDetergentesDetergentesVertido directo de materia orgánicaVertido directo de materia orgánicaErosión…Erosión…

EUTROFIZACIÓN: causasEUTROFIZACIÓN: causas

Aumento de laAumento de ladisponibilidad dedisponibilidad de

nutrientesnutrientes

causas y consecuenciascausas y consecuenciasAumento de la Aumento de la productividad productividad

primariaprimaria

aumento de la aumento de la productividad primariaproductividad primaria

DescomposiciónDescomposicióngeneración de malos oloresgeneración de malos olores

Anoxia o hipoxiaAnoxia o hipoxia

Muerte masivaMuerte masivade pecesde pecesGravísimos riesgos Gravísimos riesgos

sanitariossanitariosInterferencias conInterferencias con

potabilizaciónpotabilización

otrasotras

Lago RiveraLago RiveraMontevideoMontevideo

Foto: M.MeerhoffFoto: M.Meerhoff

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

LIMITE DE LA CUENCA

CARCAVAS DEEROSION

ZONAS FORESTADASCON PINOS

OCEANO ATLANTICORUTA 104

RUTA 10

PLANTA DEAGUAS DE LACOSTA S.A.

AREA TOTAL= 40.5háAREA DE DRENAJE = 0.54km2

PROF.: 1.5-3.6m

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

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

OBJETIVOS Y TAREAS

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.

Sobre el PASADO:Paleolimnología

Sedimentación

Componentes alóctonos Componentes alóctonos

Componentes autóctonos

Utilidad de la información paleolimnológica

- Suplir falta de información limnológica

- Establecer condiciones de línea de base

- ANTES y DESPUES del impacto humano

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 procesohistórico de eutrofización

Modelos cronológicos de evolución limnologica histórica

Edad del sedimento: con que escala de tiempo trabajamos?

14C = 250 – miles de años (escala geológica)

210Pb = 1 - 200 años (dinámicas de sedimentación contemporáneas)

137Cs = 1 – 50 años

Componentes acuáticos

Biológicos• Diatomeas• Crisofitas• Dinoflagelados• Cladóceros• Quironomidos• Ostracodos• Moluscos• Escamas de peces

•Químicos• Materia orgánica• Carbonato• N P C• Pigmentos fotosintéticos• 18Oxigeno• 13Carbono

Componentes terrestres

Biológicos

• Polen• Silicofitolitos• Pedazos de tejidos vegetales• Huesos

Físicos

Tipo de sedimento• arena• limo • arcilla

COMPONENTES DEL REGISTRO FOSIL

Dep

th [c

m]

0 - 100 100 - 200 200 - 300 300 - 400 400 - 500 500 - 545

Lake Blanca

EL TIPO DE SEDIMENTO

La observación visual del registrode sedimento es importante para establecer unidades sedimentariasque pueden traducirse a eventoshistóricos.

Determinación del porcentaje relativo de diferentes fracciones de sedimento

Arena(sistema costero)

Limo (sistema continental)

Componentes biológicos y principio del Actualismo

Las condiciones ambientales que representan los organismos actuales pueden traducirse al registro fósil.

Especie biológica actual Especie biológica fósil

Amphitetras antediluviana

LAS DIATOMEAS

Especies fósiles en la columna de sedimento y zonación (similitud de muestras en composición de diatomeas)

ZAD I: Especies de agua dulceZAD II: Especies salobresZAD III: Especias marinas

=> Inferencia de los cambios en paleosalinidad

a) Fabaceaeb) Briofitasc,d,e) Angiospermasf,g) Asteraceae

POLEN

Cambios en la composición de la flora de las cuencas de los sistemas acuáticos

Zonas de Asociaciones de Polen (ZAP)

PAZ I: Árboles, hierba, acuáticos 80%PAZII: 100% acuáticoPAZIII: 80% acuático, 20% hierbas xerofilasPAZ IV: Sin polen (antes de 2200 aAP)

BLANCA

POLEN

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

Integración de la información múltiple => Modelos integrados de evolución paleoambiental

Ausencia de diatomeas y otros organismos acuáticos

Colonización de diatomeas marinasSedimentos arenososFósiles de moluscosCambios del estado trofico

Colonización de diatomeas salobresagua dulceSedimentos tipo limoGranos de polenCambios del estado trofico

Colonización de diatomeas agua dulceSedimentos tipo limoGranos de polenCambios del estado traficoImpacto humanos

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

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

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

Luego de la forestación incremento de lluvias

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

Proliferación de macrófitas

EL CASO LAGUNA BLANCA

• La Laguna se origino hace ~ 7000 años

• Características marino salobres hasta hace ~ 2500 años

• 2500-1000 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

N

Sobre el PRESENTE(Ya no tanto)

Limnología

0-20%20-40%40-60%60-80%80-100%100%

PVI

% de Volumen de agua invadido por Egeria densa

Zonas de acumulación en el litoral SISTEMA DOMINADO POREgeria densa cubre un 45% del espejo de agua MACROFITAS LITORALES

SUSTAN

CIAS HU

MICAS (CD

OM

/nm) 0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0Con plantas superficie Con plantas fondo Sin plantas superficie Sin plantas fondo

ABR NOVSETJUL ENEDIC MARFEB

Sustancias húmicas

Concentraciones moderadas a altas => color amarillentoHumus puede generar problema de potabilizaciónExceso de humus podría provocar acidificación a niveles críticos

ABR MAY JUL SET NOV DIC ENE FEB MAR200

250

300

350

400

450

500

2

3

4

40

50

60

70

80

90

100

110

CON

DU

CTIVIDAD

(µS/ cm )

PRO

FUN

DID

AD (

m)

ALCALINID

AD (m

g CaCO3/L)

Relación inversa entre alcalinidad (contenido de sales), conductividad(contenido de iones) y profundidad

AREA CON E.densa

MAY JUL SET NOV DIC ENE FEB MAR

FOSFO

RO

(g)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20SEDIMENTO AGUA E.densa

MAY JUL SET NOV DIC ENE FEB MAR0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

SEDIMENTOAGUA

FOSFO

RO

(g)

AREA SIN E.densa

El sistema presenta una grancarga interna de fósforo enel sedimento.

ABUN

DAN

CIA FITOPLAN

CTON

ICA (ind/l)

CP SPABR

CP SPMAY

CP SPJUL

CP SPSET

CP SPNOV

CP SPDIC

CP SPENE

CP SPFEB

CP SPMAR

0

1e+7

2e+7

3e+7

4e+7

5e+7

6e+7

7e+7

8e+7

9e+7

CLOROCYANODIATODINOEUGLENOCRIPTOCRISOPICO

Grupos dominantes del fitoplancton. Las mayores abundancias se registraron durante primavera y verano. Cianofitas potencialmente problemáticas ocurren en el verano.

COMUNIDAD ÍCTICA CON UNA MUY REDUCIDA RIQUEZA ESPECIFICA Y MODERADA A ALTA BIOMASA

SISTEMA DOMINADO POR OMNíVOROS-PLANCTíVOROS

COMUNIDAD NECTÓNICA

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

PROBLEMAS DE SABOR Y OLOR

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)

Al 2001:

Las plantas retienen nutrientes de la columna de agua.

Por lo tanto restringen el desarrollo del fitoplancton (competencia por N y

P, luz, etc.)

ASPECTOS CLAVE DEL FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA

ESTO IMPLICA QUE LAS PLANTAS FUNCIONAN COMO AMORTIGUADORES

DE LA CARGA DE NUTRIENTES Y OCURRENCIA DE FLORACIONES

FITOPLANCTÓNICAS NO DESEADAS

Fuerte presión por depredación

B)

Peces piscívoros

fitoplancton

zooplancton

Peces zooplanctívoros

Peces piscívoros

fitoplancton

zooplancton

Peces zooplanctívoros

Débil presión por depredación

Fuerte presión por herbivoría

Sin presión por depredación

Débil presión por herbivoría

Fuerte presión por depredación Efecto en

cascada

A)

ASPECTOS CLAVE DEL FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA

A) Esquema de interacciones

tróficas en lagos

someros

B) Esquema trófico en un

sistema carente de piscívoros como la Laguna Blanca

actualmente.

CONCENTRACION DE NUTRIENTES

AGUA CLARAPREDOMINIO DE HIDROFITAS

AGUA TURBIAPREDOMINIO FITOPLANCTON

EGERIA DENSA

COMPETENCIA POR RECURSOS CON LA COMUNIDAD FITOPLANCTONICACONTRIBUCION AL

CONTENIDO DE SUSTANCIAS HUMICASREFUGIO PARA EL

ZOOPLANCTON

GRAN RESERVA DE NUTRIENTES EN EL SEDIMENTOPRESENCIA DE

CIANOBACTERIAS EN EL VERANOCOMUNIDAD NECTÓNICA

DOMINADA POR PLANCTIVOROS-BENTÍVOROS

FACTORES FORZANTES

MEDIDAS INTERNAS

Manejo del nivel del agua sin superar el nivel critico de 1.80m (zmáx).

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

Propuestas de MANEJO (2001)

El área cubierto por macrófitas sumergidas disminuyó

Y al 2003-2004???

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 12000

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

CONCENTRACION DE NUTRIENTES

AGUA CLARAPREDOMINIO DE HIDROFITAS

AGUA TURBIAPREDOMINIO FITOPLANCTON

EGERIA DENSA

COMPETENCIA POR RECURSOS CON LA COMUNIDAD FITOPLANCTONICACONTRIBUCION AL

CONTENIDO DE SUSTANCIAS HUMICASREFUGIO PARA EL

ZOOPLANCTON

GRAN RESERVA DE NUTRIENTES EN EL SEDIMENTOPRESENCIA DE

CIANOBACTERIAS EN EL VERANOCOMUNIDAD NECTÓNICA

DOMINADA POR PLANCTIVOROS-BENTÍVOROS

FACTORES FORZANTES

color/40

ene-0

2mar-

02may

-02 jul-02

sep-0

2no

v-02

ene-0

3mar-

03may

-03 jul-03

sep-0

3no

v-03

ene-0

4mar-

04may

-04 jul-04

sep-0

4no

v-04

ene-0

5mar-

05

color/40

¿Qué cabría esperar de la

calidad de agua de la Laguna Blanca?

Nuestra propuestaNuestra propuesta

MODIFICACIÓN DE LA TRAMA MODIFICACIÓN DE LA TRAMA TRÓFICA EN LA LAGUNA BLANCATRÓFICA EN LA LAGUNA BLANCA

TENDIENTE A ASEGURAR EL TENDIENTE A ASEGURAR EL SUMINISTRO DE AGUA POTABLE AL SUMINISTRO DE AGUA POTABLE AL

ESTE DEL ARROYO MALDONADOESTE DEL ARROYO MALDONADO

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

Fuerte presión por depredación

B)

Peces piscívoros

fitoplancton

zooplancton

Peces zooplanctívoros

Peces piscívoros

fitoplancton

zooplancton

Peces zooplanctívoros

Débil presión por depredación

Fuerte presión por herbivoría

Sin presión por depredación

Débil presión por herbivoría

Fuerte presión por depredación Efecto en

cascada

A)

ASPECTOS CLAVE DEL FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA

A) Esquema de interacciones

tróficas en lagos

someros

B) Esquema trófico en un

sistema carente de piscívoros como la Laguna Blanca

actualmente.

Muchas gracias por la atención, estamos a las órdenes.

Lic. Guillermo Goyenola