POLUCION Puede reconocer tres orígenes:Puede reconocer tres orígenes: Aporte de nutrientes minerales (N y P) que provocan el (N y P) que provocan el desarrollo de MO autótrofos , fotótrofos en aguas desarrollo de MO autótrofos , fotótrofos en aguas superficiales llamado eutroficaciónsuperficiales llamado eutroficación Aporte de materia orgánica solubles más o menos más o menos biodegradables de aguas residuales urbanas o industriales biodegradables de aguas residuales urbanas o industriales o de la actividad agropecuaria responsable del desarrollo o de la actividad agropecuaria responsable del desarrollo de MO saprofitos y viene acompañada de eutroficación por de MO saprofitos y viene acompañada de eutroficación por aguas urbanas ricas en N y Paguas urbanas ricas en N y P Aporte de compuestos tóxicos, minerales u orgánicos de de origen industrial y susceptibles de provocar muerte origen industrial y susceptibles de provocar muerte biológica en los sistemas acuáticosbiológica en los sistemas acuáticos

CONTAMINACION POR NUTRIENTES MINERALES : EUTROFICACION Se entiende en el lenguaje común como un pasaje artificial a un estado eutrófico o hipertrófico debido a la contaminación de origen humano

EUTROFICACION Características: producción primaria excesiva y un producción primaria excesiva y un desequilibrio entre consumidores y descomponedores en desequilibrio entre consumidores y descomponedores en detrimento de los primerosdetrimento de los primeros A nivel de la cadena alimentaria: alta producción primaria, : alta producción primaria, insuficiente utilización por los consumidores, degradación y insuficiente utilización por los consumidores, degradación y mineralización por descomponedores con fuerte producción de mineralización por descomponedores con fuerte producción de desechos mineralesdesechos minerales La acción de los La acción de los descomponedores se realiza a nivel de los se realiza a nivel de los sedimentos ricos en materia orgánica proveniente de productos sedimentos ricos en materia orgánica proveniente de productos no consumidos, las no consumidos, las fermentaciones anaeróbicas producen olores producen olores nauseabundos por los compuestos derivados del Snauseabundos por los compuestos derivados del S Las Las floraciones del agua se producen por se producen por Cianobacterias que que flotan con facilidad (vacuolas gaseosas) y son independientes flotan con facilidad (vacuolas gaseosas) y son independientes de los niveles de N2, NH3 o NO3 y se seleccionan de otras algas de los niveles de N2, NH3 o NO3 y se seleccionan de otras algas con producción de olores y gustos en el aguacon producción de olores y gustos en el agua La eutroficación se traduce en una La eutroficación se traduce en una polución orgánica secundaria por muerte y descomposición de productores y sus por muerte y descomposición de productores y sus efectos son idénticos a los de una polución primaria clásicaefectos son idénticos a los de una polución primaria clásica Las aguas subterráneas no sufren eutroficación ya que los Las aguas subterráneas no sufren eutroficación ya que los responsables son lo fotótrofos: algas y cianobacteriasresponsables son lo fotótrofos: algas y cianobacterias

O LIGO TRÓ FICO EUTRÓ FICO * Bajo contenido de nutrientes (fósforo y nitrógeno) * Baja concentración de clorofila a * Baja densidad de m icroalgas * Baja concentración de m ateria orgánica * Alta concentración de oxígeno disuelto * Alta profundidad de penetración de la luz

* Alto contenido de nutrientes (fósforo y nitrógeno) * Alta concentración de clorofila a * Alta densidad de m icroalgas * Alta concentración de m ateria orgánica * Baja concentración de oxígeno disuelto * Baja profundidad de penetración de la luz

EJEMPLO: ESTADO TRÓFICO DEL CURSO INFERIOR DEL RÍO CHUBUT

Estadotrófico

Abundancia(cél/l)

Biom asaClorofila a(m g/m 3)

Biom asaPeso fresco(m g/l)

Indice dediatom eas

Índicecom puesto

Segúnbibliografía

105 - 107eutrófico(Margalef,1985)

>5eutrófico(Margalef,1985)2,5-8

m esotrófico8-25

eutrófico(7º CASyMA)

2,5-10eutrófico>10

hipertrófico(Heinonen,1980)

0,2-0,3eutrófico(Heinonen,1980)

>1 eutrófico(W etzel,1975)

Em balse F.Am eghinoy C. I. R.Chubut

105 - 107eutrófico

4,5 - 11m eso-eutrófico

2,7-13,8eu-

hipertrófico

0,37eutrófico

3,26eutrófico

EL ROL DEL FOSFORO Las reacciones de producción de la materia viva por fotosíntesis son:

106 CO2+ 16 NO3 - + HPO4 2- + 122 H2O C106H263O110N6 P + 138 O2

o bien,106 CO2+ 16 NH4 + + HPO4 2- + 108 H2O C106H263O110N6 P + 107 O2 +14 H+

Según seanSegún sean fotótrofos que usen que usen NO3 o NH3 como como fuente de N 2 En la segunda reacción la producción de iones H+ compensa En la segunda reacción la producción de iones H+ compensa el consumo de COel consumo de CO22 y NH y NH44+ y es la preferida por fotótrofos si + y es la preferida por fotótrofos si pueden elegir la fuente de N pueden elegir la fuente de N 22

El C no es limitante, el NEl C no es limitante, el N22 atmosférico puede ser asimilado atmosférico puede ser asimilado por numerosos MO e introducirlo en el ciclo del Nitrógenopor numerosos MO e introducirlo en el ciclo del Nitrógeno Sólo el Sólo el P puede ser puede ser limitante y la producción primaria es y la producción primaria es directamente proporcional a la concentración de P asimilabledirectamente proporcional a la concentración de P asimilable

LA MATRIZ DE LA EUTROFICACION

La lucha de la eutrofización pasa La lucha de la eutrofización pasa por el por el control obligado del flujo de P en el ecosistema acuáticoen el ecosistema acuático Biodisponibilidad de P: las formas : las formas insolubles naturales o las que insolubles naturales o las que tienen tendencia a insolubilizarse tienen tendencia a insolubilizarse en el ecosistema (ortofosfato en en el ecosistema (ortofosfato en presencia de Ca o Fe) presencia de Ca o Fe) Las formas insolubles pueden Las formas insolubles pueden movilizarse por vía biológica a movilizarse por vía biológica a nivel de sedimentosnivel de sedimentos La medición de la cantidad de P La medición de la cantidad de P biodisponible biodisponible La La predicción de la eutroficación de la eutroficación da resultados en el control por la da resultados en el control por la vía de la modelización : modelo OCDE vía de la modelización : modelo OCDE usado por 18 países permite un usado por 18 países permite un aprovechamiento simple a partir de aprovechamiento simple a partir de curvas probabilísticascurvas probabilísticas La La autodepuración es es lenta. Pasa . Pasa por una inmovilización del P a nivel por una inmovilización del P a nivel de los sedimentos y de una de los sedimentos y de una modificación del potencial redox y modificación del potencial redox y de la flora bacterianade la flora bacteriana

CASO DE LOS RIOS La multiplicación de productores fototrofos planctónicos es La multiplicación de productores fototrofos planctónicos es proporcional a la velocidad de la corriente:proporcional a la velocidad de la corriente: En los En los ríos de de curso rápido la incorporación de nutrientes la incorporación de nutrientes se traduce en una multiplicación importante de macrófitas se traduce en una multiplicación importante de macrófitas (plantas superiores) , algas planctónicas y el periphiton (plantas superiores) , algas planctónicas y el periphiton (algas monocelulares fijadas sobre macrófitas)(algas monocelulares fijadas sobre macrófitas) El curso de agua está más trabado por el crecimiento El curso de agua está más trabado por el crecimiento vegetal, los consumidores son las especies que se pueden vegetal, los consumidores son las especies que se pueden fijar, los descomponedores se limitan a los detrívoros, los fijar, los descomponedores se limitan a los detrívoros, los saprofitos son menos numerosos y llevados por la corriente, la saprofitos son menos numerosos y llevados por la corriente, la contaminación orgánica secundaria por muerte de productores es contaminación orgánica secundaria por muerte de productores es importante como en los lagos pero en este caso la materia importante como en los lagos pero en este caso la materia orgánica no se depositaorgánica no se deposita En los En los ríos de de curso lento el fitoplancton se desarrolla con el fitoplancton se desarrolla con predominancia de macrófitas y productores fijos, los predominancia de macrófitas y productores fijos, los consumidores están representados, descomponedores, saprofitos consumidores están representados, descomponedores, saprofitos y detrívoros son más importantes, los anareobios se y detrívoros son más importantes, los anareobios se desarrollan en el fondo por la desoxigenación del agua y desarrollan en el fondo por la desoxigenación del agua y disminución de la transparencia por las macrófitasdisminución de la transparencia por las macrófitas La La autodepuración de los ríos de curso rápido es casi de los ríos de curso rápido es casi inmediata cuando desparece la fuente de polución , en los de inmediata cuando desparece la fuente de polución , en los de curso lento es diferente por la baja velocidad del agua y los curso lento es diferente por la baja velocidad del agua y los tiempos de reciclaje de los nutrientes mineralestiempos de reciclaje de los nutrientes minerales

CASO DE LOS RIOS Evolución de compuestos nitrogenados durante una contaminación orgánica

NN22 (mg/l) (mg/l) Origen de la poluciónOrigen de la polución

N orgánicoN orgánico NHNH44

++

NONO22-- NO NO33

--

0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 5 6 7 8 9 10 díasdías

CASO DE LOS RIOS “Curva en saco”: perfil en oxígeno de un río con ingreso de perfil en oxígeno de un río con ingreso de contaminación orgánica. El consumo de Ocontaminación orgánica. El consumo de O22 se debe a la actividad de se debe a la actividad de los descomponedores y la reoxigencación a los intercambios con la los descomponedores y la reoxigencación a los intercambios con la atmósfera facilitadas por la turbulencia generada por la corrienteatmósfera facilitadas por la turbulencia generada por la corriente

OO22 mg/l mg/l ingreso de materia orgánica ingreso de materia orgánica%saturación%saturación

1010

88 tenor de oxígenotenor de oxígeno déficit máximodéficit máximo

punto críticopunto crítico

0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 días 6 7 8 9 10 días

CASO DE LOS RIOS Procesos de autodepuración de las aguas Aguas residualesAguas residuales

Hongos de aguas residuales OxígenoOxígeno

Bacterias Protozoos AlgasDBO DBO 55Sales Sustancias en suspensiónSustancias en suspensión

Distancia a la Distancia a la entrada de aguas residualesentrada de aguas residuales

AUTODEPURACION Consiste en una trasformación de la materia orgánica inerte en productos minerales por los gérmenes saprofitos del agua en este proceso también participan fenómenos de adsorción en sedimentos El último estadio deviene en un agua donde la molécula orgánica está ausente limitado por dos razones: ciertos compuestos no son degradados por los MO del agua (85-98%) y los MO oligotróficos que se desarrollan en estos ambientes muy diluidos no son capaces de usar las microtrazas de C orgánico por lo tanto la autodepuración se traduce en una disminución de la población heterótrofa Factores limitantes: los elementos que constituyen la materia orgánica C, H y O no son factores limitantes por su abundancia. No sucede lo mismo con el N y P Aguas superficiales: según su evolución se de en el tiempo (sistemas estáticos: agua durmientes) o en el espacio (sistemas dinámicos: aguas corrientes) son totalmente diferentes o mejor dicho opuestos Fotosíntesis: es la gran constante, la presencia de energía solar permite la proliferación de todos los MO fototróficos donde la autotrofia es independiente de los nutrientes orgánicos Trofia: define el estado biológico de un ecosistema acuático y más precisamente el nivel de la producción primaria (a partir de nutrientes minerales) y los diferentes estados de consumación y destrucción de la materia orgánica

AUTODEPURACION: SISTEMA DEL SAPROBIOS Es la Es la la utilización de org vivos como indicadores de la utilización de org vivos como indicadores de contaminación, cada etapa de autodepuración en un río que sufrió contaminación, cada etapa de autodepuración en un río que sufrió descarga de materia orgánica se caracteriza por la presencia de descarga de materia orgánica se caracteriza por la presencia de determinados indicadoresdeterminados indicadores Según su sensibilidad a la polución orgánica se clasifican dichas Según su sensibilidad a la polución orgánica se clasifican dichas especies como especies como intolerantes que son eliminadas progresivamente del cuerpo que son eliminadas progresivamente del cuerpo de agua, de agua, tolerantes que se benefician por la cantidad de alimento y que se benefician por la cantidad de alimento y aumentan sus poblaciones o aumentan sus poblaciones o muy tolerantes que invaden el ambiente que invaden el ambiente modificado y reemplazan a otrasmodificado y reemplazan a otras Saprobiedad es un estado de la calidad del agua respecto al contendido es un estado de la calidad del agua respecto al contendido de materia orgánica degradable que se refleja en la composición de las de materia orgánica degradable que se refleja en la composición de las especies de la comunidadespecies de la comunidad Se han creado distintos Se han creado distintos sistemas de saprobios para delinear las zonas para delinear las zonas de saprobia ordenadas de mayor a menor contaminación orgánica en el de saprobia ordenadas de mayor a menor contaminación orgánica en el proceso de autodepuración de un cuerpo de agua: proceso de autodepuración de un cuerpo de agua: Polisaprobia: predominan procesos de reducción (agua fuertemente predominan procesos de reducción (agua fuertemente contaminada)contaminada) Alfa mesosaprobia: predominan procesos oxidativos (agua muy predominan procesos oxidativos (agua muy contaminada)contaminada) Beta mesosaprobia: continúan los procesos oxidativos (agua continúan los procesos oxidativos (agua moderadamente contaminada)moderadamente contaminada) Oligosaprobia: oxidación completa (agua apenas contaminada) oxidación completa (agua apenas contaminada) Para organismos cosmopolitas el sistema de saprobios tiene valor Para organismos cosmopolitas el sistema de saprobios tiene valor mundialmundial

AUTODEPURACION: SISTEMA DEL SAPROBIOS Cada especie tiene una valencia (1 a 10) en los distintos niveles de acuerdo a su ocurrencia en el ambiente y presenta un peso indicativo (G) con valores de 1 a 5 de acuerdo a su utilidad como indicador (5: muy bueno; 3: medio; 1: malo), a partir de estas dos variables se establece el índice saprobiótico para la especie (S) Los grados de saprobiedad están relacionados con el régimen de oxígeno y la cantidad de descomponedores: Polisaprobios: gran cc de materia orgánica putrescible (DBO > 22mg/l, DQO 50 a 150 mg/l), el oxígeno se agota , ambiente reductor, presencia de CO2 y SH2, 3x10 7 bacterias /ml, fangos negros, especies indicadoras: Bacterias: Bacillus subtilis, Proteus spp, Escherichia coli, Pseudomonas spp, Flagelados incoloros: Bodo caudatus, Pleuromonas jaculans, Ciliados: Colpoda cucullus, Vorticella microstoma, Rotíferos: Rotaria neptunia Mesosaprobios: la mineralización se acelera, gran desarrollo de organismos fotosintetizadores durante el día se produce gran cantidad de O2 con déficit nocturno, la materia orgánica es menor (DQO: 20 a 50mg/l, DBO: 7-13 mg/l), fangos con tonos verdes, bacterias: 1x 10 6 /ml, especies indicadoras: Bacterias y hongos: Fusarium sp, Sphaerotilus dichotomus, Algas: Oscillatoria tenuis, Euglena proxima, Protozoos: Amoeba radiosa, Ciliados: Paramecium caudatum

AUTODEPURACION: SISTEMA DEL SAPROBIOS

Oligosaprobios: prácticamente ha terminado la prácticamente ha terminado la mineralización de la materia orgáncia (DQO: 10-mineralización de la materia orgáncia (DQO: 10-20mg/l, DBO: < 2mg/l), abundante cc de O2 incluso 20mg/l, DBO: < 2mg/l), abundante cc de O2 incluso nocturno, bacterias < 10nocturno, bacterias < 10 4 4 /ml /mlEspecies indicadoras: Algas: Mallomonas spp, Mallomonas spp, Chamaesiphon spp, Chamaesiphon spp, Ciliados: Nassula gracilis, Stentor mulleri, Nassula gracilis, Stentor mulleri, Rotíferos: Collotheca spp, Collotheca spp, Crustáceos: varias especies de cladóceros y copépodos

Para aplicar estos índices hay que tener en cuenta que existen especies con distribución reducida por factores químicos o físicos y algunas estimaciones son subjetivas y depende de la correcta determinación específica

CARACTERISTICAS DE LA TROFIA Transparencia: define la oligotrofia Producción primaria: a partir de fotótrofos o quimiotrofos Cantidad de clorofila a : variable según la trofia Metodología: se caracteriza por consideraciones biológicas (MO presentes) y se llaman saprobios, índices bióticos o índices diatómicos Medios oligotróficos: tasa de nutrientes minerales baja y producción primaria débil , gran transparencia permite actividad fotosintética a buenas profundidades y oxigenación de los fondos Distrofia: es el caso de los lagos ácidos con influencia de ácidos húmicos de aguas marrones poco mineralizadas con producción primaria baja sin especies dominantes , los descomponedores son raros y la trasformación de la materia orgánica muerta se hace por vía bioquímica a través de la formación de turba Medios mesotróficos: se define como la degradación del estado oligotrófico y se considera transitorio Medios eutróficos: producción primaria abundante con floraciones a repetición en el período estival y sedimentos ricos en materia orgánica señal de fermentación anaeróbica Medios hipertróficos: producción primaria baja, consumición casi nula, preponderancia de descomponedores, son aguas residuales diluidas

ALGAS Si bien mantienen un sistema de organización un sistema de organización primitivoprimitivo s son orgon org fotosintéticos que colonizan aguas que colonizan aguas dulces y marinas constituyendo el fitoplancton , dulces y marinas constituyendo el fitoplancton , pertenecen al grupo de los pertenecen al grupo de los productores siendo el punto siendo el punto de partida de la cadena alimentariade partida de la cadena alimentaria También se están revelando en experiencias a gran También se están revelando en experiencias a gran escala como escala como depuradoras de aguas contaminadas con de aguas contaminadas con residuos de la actividad industrial (fosfatos, residuos de la actividad industrial (fosfatos, nitritos, COnitritos, CO22, etc), etc) Hay géneros que viven en simbiosis con hongos y Hay géneros que viven en simbiosis con hongos y forman los líquenes. El estudio de las algas se llama forman los líquenes. El estudio de las algas se llama ficología y se definen como org fotosintéticos con y se definen como org fotosintéticos con clorofila a y con estructura de talo no diferenciada en clorofila a y con estructura de talo no diferenciada en raíces, tallo u hojas como las plantas vascularesraíces, tallo u hojas como las plantas vasculares Tienen una Tienen una membrana celulósica, el , el cloroplasto ocupa ocupa gran parte del volumen celular, altamente gran parte del volumen celular, altamente especializadas con especializadas con pigmentos fotosintéticos: : clorofilas, ficobilinas y carotenosclorofilas, ficobilinas y carotenos Comprenden más de 20000 especies pudiéndose Comprenden más de 20000 especies pudiéndose clasificar :clasificar : Euglenophytas:: limitadas en 450 especies limitadas en 450 especies unicelulares, próximas a las algas verdes poseen unicelulares, próximas a las algas verdes poseen clorofila a y b ,viven en aguas dulces, carecen de clorofila a y b ,viven en aguas dulces, carecen de membrana celulósica que se reemplaza por un asimilado membrana celulósica que se reemplaza por un asimilado llamado paramilón que es la reserva energética y tienen llamado paramilón que es la reserva energética y tienen pared celular que es una fina película elástica que le pared celular que es una fina película elástica que le permite cambiar forma y movimiento como las amebas, permite cambiar forma y movimiento como las amebas, poseen vacuolas que regulan la presión osmótica. Es un poseen vacuolas que regulan la presión osmótica. Es un grupo homogéneo y sencillo, su forma es ahusada con un grupo homogéneo y sencillo, su forma es ahusada con un par de flagelos, son buenas bioindicadoras, se dividen par de flagelos, son buenas bioindicadoras, se dividen por fisión binaria longitudinalpor fisión binaria longitudinal

ALGASChrisophytas: 17000 especies la mayoría unicelulares, se mueven 17000 especies la mayoría unicelulares, se mueven por flagelos, tiene dos propiedades: su membrana celulósica está por flagelos, tiene dos propiedades: su membrana celulósica está impregnada de sílice, las impregnada de sílice, las Diatomeas (clase (clase BacillariophyceaeBacillariophyceae) ) constituyen la mayor parte del fitoplancton de aguas dulces o constituyen la mayor parte del fitoplancton de aguas dulces o marinas luego de muertas se acumulan en el fondo como roca marinas luego de muertas se acumulan en el fondo como roca silícea (tierra de diatomeas) , la segunda propiedad es su silícea (tierra de diatomeas) , la segunda propiedad es su pigmentación (carotenos) amarilla o amarilla dorada típicapigmentación (carotenos) amarilla o amarilla dorada típica La pared celular se llama flústulo y se compone de dos partes La pared celular se llama flústulo y se compone de dos partes una que encaja dentro de la otra a la manera de caja de Petri. una que encaja dentro de la otra a la manera de caja de Petri. Han logrado colonizar nichos variados debido a su adaptabilidad y Han logrado colonizar nichos variados debido a su adaptabilidad y rápida multiplicación y están bien adaptadas en aguas frías donde rápida multiplicación y están bien adaptadas en aguas frías donde es el organismo dominante y son el primer eslabón de la cadena es el organismo dominante y son el primer eslabón de la cadena trófica (el krill se alimenta de diatomeas y las ballenas del trófica (el krill se alimenta de diatomeas y las ballenas del krill) y son el grupo de algas que más especies autótrofas krill) y son el grupo de algas que más especies autótrofas contienecontiene

Pyrrophytas: algas marrones, 1000 especies, los algas marrones, 1000 especies, los Dinoflagelados son los más expandidos , unicelualres, son los más expandidos , unicelualres, móviles, con membrana celulósica en forma de casco con móviles, con membrana celulósica en forma de casco con pigmentación amarilla o rojo amarronada, abundantes en pigmentación amarilla o rojo amarronada, abundantes en aguas dulces y marinas, son bien conocidas por su aguas dulces y marinas, son bien conocidas por su proliferación repentina en mares conocida como marea proliferación repentina en mares conocida como marea roja causante de muerte de gran cantidad de pecesroja causante de muerte de gran cantidad de peces Uno de sus pigmentos clorofílicos la Uno de sus pigmentos clorofílicos la xantofila ocasiona la peculiar coloración de las aguas. Su cc en ocasiona la peculiar coloración de las aguas. Su cc en agua marina es baja del orden de docenas /litro pero agua marina es baja del orden de docenas /litro pero cunado alcanza 250000 org/litro adquiere el color de cunado alcanza 250000 org/litro adquiere el color de mares de sangre y empieza la mortandad de peces por mares de sangre y empieza la mortandad de peces por asfixia dado que consumen mucho Oasfixia dado que consumen mucho O22 y empobrecen las y empobrecen las aguas, también mueren envenenados ya que producen aguas, también mueren envenenados ya que producen toxinas que afectan el sistema nervioso toxinas que afectan el sistema nervioso Gymnodium polygramma

Pyrrophytas: algas marrones, 1000 especies, los algas marrones, 1000 especies, los Dinoflagelados son los más expandidos , unicelualres, son los más expandidos , unicelualres, móviles, con membrana celulósica en forma de casco con móviles, con membrana celulósica en forma de casco con pigmentación amarilla o rojo amarronada, abundantes en pigmentación amarilla o rojo amarronada, abundantes en aguas dulces y marinas, son bien conocidas por su aguas dulces y marinas, son bien conocidas por su proliferación repentina en mares conocida como marea proliferación repentina en mares conocida como marea roja causante de muerte de gran cantidad de pecesroja causante de muerte de gran cantidad de peces Chlorohytas: 7000 especies la mayoría de agua dulce 7000 especies la mayoría de agua dulce llamadas algas verdes unicelulares (llamadas algas verdes unicelulares (Chlamydomonas), pluricelulares (pluricelulares (Ulothrix) o coloniales () o coloniales (Volvox), ), contienen clorofila a y b, almacenan almidón como sustancia de reserva