Posiblemente para que los mensajes sean claro, en general cuando se habla de cambio climático nos centramos fundamentalmente en la emisión de gases invernaderos por la quema de combustibles fósiles. Aunque esa es la causa más relevante, el aumento de los niveles de CO2 en la atmósfera se debe obviamente al aumento de las emisiones directas al aire de ese gas por motivos antropogénicos. Pero igualmente a la disminución de los sumideros del CO2 también debidos al factor humano. En ese sentido, tiene una especial relevancia las emisiones de aguas no depuradas, o depuradas parcialmente, a los océanos.
En efecto, el aumento de las concentración de CO2 en la atmósfera, que en 40 años ha pasado de unos 240 ppm a prácticamente el doble, es paralelo a la disminución de la biota en los mares. En especial el la desaparición del 40% del fitoplacton, en idéntico periodo y la reducción masiva de las grandes praderas de fanerógamas. Es lo que ha ocurrido con los sebadales, de las plataformas marinas. En particular en la isla de Tenerife.
Quema combustibles fósiles ==> |
atmósfera |
<== Contaminación mares |
Aumento de emisiones de CO2 |
disminución sumideros de CO2 |
|
Calentamiento disminuye solubilidad gases agua |
Fitoplacton, praderas sebadales |
|
Emisión CH4, hidrato de metano fondo marino y permafrost |
Turbidez: reducción luz fondo |
Por otro lado, fenómenos de acumulación de patógenos y otras plagas en las pesquerías, como el aumento de la ciguatera, (acumulación de ciguatotoxina en las partes grasas de los peces) está relacionados con el crecimiento oportunista de poblaciones de bacterias, como dinoflagelados y algunas especies de cianobacterias que generan hepatotoxinas y neurotoxinas. Ambientes alterados y tóxicos favorecen estos crecimientos.
Por último, la creciente turbidez o opacidad del agua marina y el asentimiento en los lechos submarinos de microplásticos ha irrumpido velozmente en pocas décadas. Ello se debe a los vertidos de aguas provenientes de industrias y del lavado doméstico de textiles sintéticos. También es causa disminución de la conveniente oxigenación de las aguas litorales.
De acuerdo con los acuerdos internacionales firmado por España para reducir los gases invernaderos en la atmósfera (Kioto y siguientes), las sociedades debería hacer especial énfasis en la reducción de la contaminación marina.
Algunos aspectos relevantes de la contaminación marina son los siguientes:
Aumento de los nutrientes, N, F, y moléculas persistentes que favorecen la eutrofización y la reducción de O2 por el incremento de líquenes y algas.
Aumento de la turbidez debida a las aguas sucias que disminuyen la luz en aguas originariamente pobres y, por ende, transparente. Esa disminución reduce enormemente la producción de O2 por la caída de la fotosíntesis del fitoplacton y fanerógamas.
Los sedimentos orgánicos acumulados cerda de los emisarios, procedente de las aguas negras, fermentan de manera anaerobia pero no reductora. Se produce la degradación parcial de las cadenas largas de ácido grasos y polisacáridos en moléculas simples de ácidos como el acético. A su vez, estas reaccionan con aminas procedentes de la degradación de proteínas y ácidos nucleicos para sintetizar moléculas tóxicas como amidas simples e iminas.
Efecto catalítico sombre las poblaciones bacterianas de moléculas persistentes que no son degradadas en procesos cortos de depuración, como la de lodos activados. Así sobresalen las vitaminas, medicamentos e, incluso, radioisótopos usados en terapias.
Tapizado de polímero de los fondos marinos por microplásticos. Esos fondos de partículas de pequeño tamaño, de colores vistosos, absorbentes que constituyen nichos ideales para la estabilización de bacterias aportadas por las aguas fecales, en particular las de lo Clostridium prefigens.
Contaminación de las espumas, que toman colores pardos y no blanco, con mares de leva debido a los lechos con residuos decantados. Estas espumas son cada vez más frecuentes, desagradables, a la larga insalubres y tienen efectos negativos sobre el turismo.
Efectos locales de variación del pH y de la temperatura en la proximidad de la boca del emisario y en el cono de ascendencia, que puede modificar los nichos ecológicos próximos.
Aumento del efecto invernadero de la atmósfera.
(i) Los vertidos marinos son, en esencia, purines, como cualesquiera de los residuos de origen orgánico, como aguas residuales y restos de vegetales, cosechas, semillas, concentraciones de animales muertos, pesca, comida, excrementos sólidos o líquidos, o mezcla de ellos, fermentados o con capacidad de fermentar que tienen impacto medioambiental. Esos componentes están en parte disueltos y en otra parte dispersos.
Los materiales dispersos forman extensiones de lechos de sedimentos crecientes en el tiempo. Los Clostridium perfringens resisten en los mismos por su capacidad de supervivencia, sobre todo porque puede adherirse a las partículas de la arena y de microplasticos generando así un nicho que resiste los cambios de temperatura o salinidad. Mucho de esos granos, de sílice o polímeros son ingeridos por seres vivos con lo que, aunque en principio tienen carácter químico inerte, son vectores de las enfermedades propagadas por esas bacterias. Aunque el grano sea posteriormente devuelto o excretado, la bacteria afectará al pez, molusco o mamífero hospedante.
(II) Los ecosistemas próximos a los lechos marinos procedente de las aguas negras tienen una evolución compleja. Como veremos, producen sustancias tóxicas que hacen que las especies que deberían ocupar desaparezcan. Así, desaparecen la práctica totalidad de las fanerógamas como los sebadales, el ambiente es turbio, por lo que tampoco se produce la fotosíntesis microscópica. Ello implica un ambiente anaerobio o falto de oxígeno. Los medios anaerobios se pueden dividir en dos grandes categorías:
(a) Ambiente anaerobio cerrado y reductor o hidrogenante, en los que se produce y digiere hidrógeno por bacterias hidrogenotróficas. Las cadenas de ácidos orgánicos y polisacáridos se degradan hasta CH4 y CO2. Las purinas y aminoácidos terminan en NH3 o aniones amonios NH4+.
(b) Ambiente anaerobio abierto no reductivo, en los que el hidrógeno producido se escapa. En estos casos las cadenas orgánicas se degradan hasta ácido acético: CH3-COOH y R1R2RN-H
Los lechos marinos son del tipo “b” no reductor producen ácidos de cadena corta que, a su vez reaccionan con las aminas para producir amidas muy tóxicas.
CH3-COOH + HR2R3N = CH3-CONR2R3 (amida tóxica) + H2O
La generación de estos tóxicos además encuentran un medio absorbente por el que pueden percolar como si fueran lixiviados, eliminan las especies capaces de la fotosíntesis y por eso desaparece el carácter de sumidero de CO2 que debe tener un mar sano. Ello contribuye al cambio climático.
Pero otro aspecto asociado a la desaparición de las especies endémicas propias es la aparición de otras oportunistas. Importante son aquellas que se desarrollan en medios anaerobio, como los fondos marinos a profundidades superiores a los 20 metros. Es el caso de dinoflagelados, que generan en su biología ciguatotoxina y otras toxinas. Estas neuro y hepato toxinas son acumuladas en los tejidos grasos de peces y moluscos en la zona bentónica. Así, medregales, meros, cabrillas, lapas…. Pueden, sin que a ellos les afecten, acumular cantidades importantes de estos tóxicos que, en ocasiones producen la muerte de los consumidores de pescado fresco. (Ciguatotoxina)
Componentes químicos de las aguas residuales tienen demostrados efecto de catalizadores en las poblaciones de estos competidores oportunistas. Destacan vitaminas y hormonas. Sus cinéticas están descritas en la literatura científica como responsables de emergencias bacterianas. Estas sustancias orgánicas se agrupan en un colectivo denominado compuestos persistentes pues los mismo, en los ciclos rápidos de depuración no se degradan. De hecho, estas moléculas persistentes terminan degradándose en sus elementos esenciales (CO2, N2, H2O) pasado al menos en 96 horas.
Al cabo del tiempo, los nutrientes remanentes terminan mineralizandose con lo que pueden llegar a la litogénesis. Bacterias sulfatorreductoras, bacterias metanogénicas, sedimentos costeros, en mares como los canarios, cada vez más tropicales se relacionan con cambios locales del pH, la salinidad y el contenido de sulfatos de esos fondos. Ello implica, en poco tiempo, la muerte final de esas zonas como soporte de vida. Obviamente ello implica a una reducción pronta de la productividad en la actividad pesquera artesanal.
Por suficientemente conocido, no voy a insistir en la importancia que tienen los nutrientes fósforo P y nitrato N, en los medios lacustres y en los litorales costeros. Son los responsable del deterioro de humedales y mares interiores como el Mar Menor.
La mayoría de los detergentes usan derivados fosforados pues estos permiten la generación de espumas con aguas duras. La UE regula a tal efecto los contenidos de estos detergentes y de las aguas que vierten en el mar y que, por tal motivo, deben ser tratadas para disminuir, al mínimo estos fitonutrientes. Obviamente, en este trabajo que se refiere a aguas a las que ni siquiera se le aplique una proceso secundario en un EDAR no debe lugar a ninguna duda que, en caso de deficiente dilución, se produzca la eutrofización.
Microplásticos y dirruptores hormonales.
Bisfenoles, BPA, vinilos, carbamatos... son moléculas que se liberan de los polímeros que constituyen los materiales de los envases, Los microplásticos son polímeros, no moléculas, es decir plásticos de pequeño tamaño pero observables mediante microscopios.
monómero+ monómero+monómero+ …...= polímero (Síntesis)
polímero (acción T, UV)= disfenoles, monómeros (ruptura química)
Plásticos => Acción mecánica => microplástico. (ruptura física)
Trozos pequeños de plástico, osea un microplástico, por muy pequeños, serán miles de millones de veces mayor que cualquiera de las molécula que libera el plástico.
Los microplasticos pueden separarse de las aguas residuales gracias a una adecuada decantación o, mejor, por microfiltración. En cambio, las moléculas de disfenoles y otros disrruptores están disueltas por lo que no pueden separarse por medios físicos del agua. Solo una eficiente depuración puede, como con el resto de las moléculas persistente, degradarse.
Los polímeros, plásticos y microplásticos, pueden producir efectos mecánicos.
La adsorción, o absorción en las paredes de las partículas, es un mecanismo que acelera la transformación posterior de los residuos hacia productos tóxicos, como los que explicamos más arriba, en el ambiente anaerobio pero no reductor del fondo marino.
Las dos vías cómo llegan los microplásticos a los lechos marinos son:
(1) Erosión física de las bolsa y botellas y su arrastre por las aguas superficiales. Las bolsas abandonadas afectan de otra forma a los peces y aves marinas.
(2)El agua de lavadoras domésticas e industriales vertida a la red de saneamiento, que, además de derivados del fósforo, propios de los detergentes, aportan cantidades altas superiores, en ocasiones, a los 20 mg/L de pequeños hilos de acrílicos enormemente comunes actualmente en la ropa.
Ambas vías se decantan en los lechos marinos junto a los nutrientes presentes en las aguas depuradas y en los rechazos de la regeneración de aguas en la proximidad a las bocas de los emisarios. Los fondos se convierten, con el tiempo, en zonas de nula oxigenación, impidiendo, como hemos visto, la disminución de la fotosíntesis y, por tanto, el estímulo de procesos complejos que terminan generando tóxicos.
Por supuesto, los peces y aves que se tragan esas perlas de plástico, como si fueran piedras y granos de arena, al buche, en sus mecanismos de digestión. A lo largo de la vida, los granos de “arena sintética” sometidos a los jugos gástricos pueden ir liberando las moléculas que en muchos casos tienen efectos biológicos. Pero el efecto más grave es que se convierte en vectores de enfermedades por las bacterias adheridas.
Bisfenoles y otros derivados del plástico se encuentran en la aguas mal saneadas, poseen actividad biológica a nivel celular. Son cancerígenos y disrruptores hormonales en humanos. Posiblemente tengan efectos equivalente en los peces y moluscos que interactúan en las zonas próximas a los emisarios.
Julio Muñiz Padilla.
Químico.
Profesor de Depuración de Aguas. Responsable del Ciclo Suprior de Química Ambiental.
