Noves tecnologies per a avaluar els riscos de la contaminació

Andreu Rico
10 novembre, 2023

L’aiguamoll de l’Albufera és un sistema altament antropitzat. Això implica que tant la seua diversitat com els cicles biològics viuen a la mercé de les diferents pressions causades per l’activitat humana. La contaminació de les aigües és una de les pressions més notables sobre l’ecosistema. El color verdós de l’aigua és senyal d’eutrofització, resultat de l’aportació històrica de nutrients. Més enllà de la contaminació per nutrients, l’ecosistema es troba afectat per un gran nombre de contaminants orgànics i inorgànics, les fonts d’emissió principals dels quals són l’agricultura intensiva i les aigües residuals generades per les indústries i els nuclis urbans. En l’Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva, de la Universitat de València, desenvolupem diversos projectes amb la finalitat d’estudiar les causes d’esta contaminació i els impactes que genera sobre les espècies i els cicles biològics del Parc Natural.

Efectes de mescles complexes

En el marc del projecte CICLIC, finançat pel Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, en col·laboració amb investigadors de l’IDAEA-CSIC, hem estudiat la presència de més de 130 fàrmacs i plaguicides en les aigües del parc. El mostreig, realitzat en setembre de 2020 durant el període de desguàs dels camps d’arròs, ens indica que les aigües del llac contenen fins a 50 contaminants, amb formes d’acció molt diferents, com insecticides, herbicides, fungicides, antibiòtics, estimulants, antiinflamatoris i antidepressius, entre d’altres. L’aplicació de models probabilístics ha demostrat que aproximadament el 15 per cent de les espècies que habiten el llac podrien vore’s afectades per la mescla de contaminants a mitjà i llarg termini. A més, ens permet detectar quins són els contaminants de major risc per a estes espècies. Com a resultat de l’anàlisi, es va observar que alguns dels plaguicides usats en el cultiu de l’arròs (ex. el fungicida azoxistrobin o l’insecticida acetamiprid), juntament amb alguns fàrmacs (ex. ibuprofén), van ser els més nocius per a les espècies del llac durant el període en què es va desenvolupar l’estudi. A més, es va avaluar el paper del filtre verd del Tancat de Mília en l’eliminació dels referits contaminants (Figura 1). Es va observar que la càrrega de contaminació present a les aigües d’entrada del filtre, procedents de l’EDAR Albufera Sud, es redueix fins a un 70 per cent en passar pel filtre.

Figura 1 (imatge destacada, imatge d’inici). Mostreig de contaminants a l’eixida del Tancat de Mília. Figura 2 (sobre estes línies). Mapa de contaminació per plaguicides al llac de l’Albufera.

Models espacials per a determinar els focus de contaminació

Un dels principals reptes a fi de reduir el risc de la contaminació resideix a determinar quins són els focus d’emissió i el seu transport a l’entorn del parc. En el projecte ERAHUMED finançat per la Conselleria d’Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital, s’estan implementant models d’emissió de contaminants al medi aquàtic (RICEWQ) i models de dispersió d’estos en el llac (DELFT), els quals van ser inicialment desenvolupats per l’Agència de Protecció Mediambiental dels Estats Units i l’Institut Deltares d’Holanda. Estos models permeten predir amb escala temporal precisa (dies) com es dispersen els plaguicides usats en el cultiu de l’arròs i així determinar les concentracions que arriben al llac (Figura 2). Això ens permet identificar la presència de zones vulnerables a la contaminació i determinar el risc que estos contaminants comporten per a algunes poblacions d’aus i macròfits aquàtics.

Estació de mesocosmos aquàtics

En gener de 2021 es va establir la primera estació de mesocosmos aquàtics del parc (Figura 3). Els mesocosmos són sistemes d’experimentació que permeten estudiar els efectes dels contaminants i altres factors d’estrés ambiental sobre comunitats aquàtiques representatives d’un ecosistema. Actualment es disposa de 24 tancs de més d’un metre cúbic, ubicats en l’Oficina de Gestió Tècnica del Parc Natural, que estan poblats amb diferents espècies de plàncton, macroinvertebrats i macròfits autòctons. Estos mesocosmos pertanyen a l’Estació Biològica de l’Albufera (EBA), una iniciativa promoguda per la Universitat de València, en col·laboració amb la Generalitat Valenciana i l’Ajuntament de València, amb la finalitat d’enfortir la investigació i la difusió de la ciència realitzada al parc.

Els mesocosmos aquàtics han sigut utilitzats per a estudiar els efectes dels principals plaguicides emprats en el cultiu de l’arròs sobre les poblacions del parc. Un primer estudi realitzat amb el fungicida azoxystrobin, que sol aplicar-se a l’agost, revela que les concentracions mesurades en el llac podrien tindre un efecte nociu sobre l’abundància d’algunes espècies emblemàtiques, com la gambeta, i diverses espècies de plàncton; a més pot interferir amb alguns processos ecològics importants, com la descomposició de la matèria orgànica i el creixement d’alguns macròfits. Recentment, en el marc del projecte C-QUEST, finançat per la convocatòria de Transició Ecològica del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, s’està estudiant com els diferents contaminants poden afectar l’estructura de les comunitats microbianes i els cicles biogeoquímics en els quals estan implicades, com per exemple el cicle del carboni i l’emissió de gasos d’efecte d’hivernacle a l’atmosfera.

Figura 3. Estació de mesocosmos aquàtics situada en l’exterior de la seu de l’Oficina de Gestió Tècnica del Parc Natural de l’Albufera.

Ciència al servei de la societat

Un dels principals objectius de la investigació és contribuir a la millora de l’estat ecològic del Parc Natural de l’Albufera. Com s’ha dit, els resultats d’esta investigació adverteixen de la presència de substàncies perilloses que han de ser controlades i de l’existència d’àrees més sensibles a la contaminació i fins i tot d’espècies que poden estar sent afectades. La implementació de models i tecnologies ambientals permet avaluar l’impacte de diferents polítiques i escenaris de maneig mediambiental, ajudant així a la presa de decisions per part dels òrgans competents que vetlen pel foment de la biodiversitat i els serveis ambientals al parc. A més, durant el període d’execució dels projectes descrits, es realitzen jornades informatives i de difusió de resultats que són de lliure accés i que seran anunciades en la web d’Erahumed.

Andreu Rico és doctor, investigador distingit del pla Gen-T. Institut Cavanilles de Biodiversitat i Biologia Evolutiva de la Universitat de València (andreu.rico@uv.es).

Versión en castellano:

Nuevas tecnologías para evaluar los riesgos de la contaminación

El humedal de L’Albufera es un sistema altamente antropizado. Esto implica que tanto la diversidad de este como sus ciclos biológicos viven a la merced de las diferentes presiones causadas por la actividad humana. La contaminación de las aguas es una de las presiones más notables sobre el ecosistema. El color verdoso del agua es señal de eutrofización, resultado del aporte histórico de nutrientes. Más allá de la contaminación por nutrientes, el ecosistema se halla afectado por un gran número de contaminantes orgánicos e inorgánicos, cuyas fuentes de emisión principal son la agricultura intensiva y las aguas residuales generadas por las industrias y los núcleos urbanos. En el Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva, de la Universitat de València, desarrollamos varios proyectos con el fin de estudiar las causas de dicha contaminación y los impactos que esta genera sobre las especies y los ciclos biológicos del Parque Natural.

Efectos de mezclas complejas

En el marco del proyecto CICLIC, financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, en colaboración con investigadores del IDAEA-CSIC, hemos estudiado la presencia de más de 130 fármacos y plaguicidas en las aguas del parque. El muestreo, realizado en septiembre de 2020 durante el periodo de vaciado de los campos de arroz, nos indica que las aguas del lago contienen hasta 50 contaminantes, con modos de acción muy distintos, como insecticidas, herbicidas, fungicidas, antibióticos, estimulantes, antiinflamatorios y antidepresivos, entre otros. La aplicación de modelos probabilísticos ha demostrado que aproximadamente el 15 por ciento de las especies que habitan el lago podrían verse afectadas por la mezcla de contaminantes a medio y largo plazo. Además, nos permite detectar cuáles son los contaminantes de mayor riesgo para estas especies. Como resultado del análisis, se observó que algunos de los plaguicidas usados en el cultivo del arroz (ej. el fungicida azoxistrobin o el insecticida acetamiprid), junto con algunos fármacos (ej. ibuprofeno), fueron los más nocivos para las especies del lago en el periodo en el que se desarrolló el estudio. Además, se evaluó el papel del filtro verde del Tancat de Mília en la eliminación de dichos contaminantes (Figura 1). Se observó que la carga de contaminación presente en las aguas de entrada del filtro, procedentes de la EDAR Albufera Sur, se reduce hasta en un 70 por ciento tras su paso por el filtro.

Modelos espaciales para determinar los focos de contaminación

Uno de los principales retos para reducir el riesgo de la contaminación reside en determinar cuáles son los focos de emisión y su transporte en el entorno del parque. En el proyecto ERAHUMED financiado por la Conselleria de Innovación, Universidades, Ciencia y Sociedad Digital, se están implementando modelos de emisión de contaminantes al medio acuático (RICEWQ) y modelos de dispersión de estos en el lago (DELFT), los cuales fueron inicialmente desarrollados por la Agencia de Protección Medioambiental de Estados Unidos y el Instituto Deltares de Holanda. Dichos modelos permiten predecir con escala temporal precisa (días) cómo se dispersan los plaguicidas usados en el cultivo del arroz y así determinar las concentraciones que llegan al lago (Figura 2). Esto nos permite identificar la presencia de zonas vulnerables a la contaminación y determinar el riesgo que estos contaminantes conllevan para algunas poblaciones de aves y macrófitos acuáticos.

Estación de mesocosmos acuáticos

En enero de 2021 se estableció la primera estación de mesocosmos acuáticos del parque (Figura 3). Los mesocosmos son sistemas de experimentación que permiten estudiar los efectos de los contaminantes y otros factores de estrés ambiental sobre comunidades acuáticas representativas de un ecosistema. Actualmente se dispone de 24 tanques de más de un metro cúbico, ubicados en la Oficina de Gestión Técnica del Parque Natural, que están poblados con diferentes especies de plancton, macroinvertebrados y macrófitos autóctonos. Dichos mesocosmos pertenecen a la Estación Biológica de L’Albufera (EBA), una iniciativa promovida por la Universitat de València, en colaboración con la Generalitat Valenciana y el Ayuntamiento de Valencia, con el fin de fortalecer la investigación y la difusión de la ciencia realizada en el parque.

Los mesocosmos acuáticos han sido utilizados para estudiar los efectos de los principales plaguicidas empleados en el cultivo del arroz sobre las poblaciones del parque. Un primer estudio realizado con el fungicida azoxystrobin, que suele aplicarse en agosto, revela que las concentraciones medidas en el lago podrían tener un efecto nocivo sobre la abundancia de algunas especies emblemáticas, como la gambeta, y diversas especies de plancton; además puede interferir con algunos procesos ecológicos importantes, como la descomposición de la materia orgánica y el crecimiento de algunos macrófitos. Recientemente, en el marco del proyecto C-QUEST, financiado por la convocatoria de Transición Ecológica del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, se está estudiando cómo los diferentes contaminantes pueden afectar a la estructura de las comunidades microbianas y a los ciclos biogeoquímicos en los que están implicadas, como por ejemplo el ciclo del carbono o la emisión de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

Ciencia al servicio de la sociedad

Uno de los principales objetivos de la investigación es contribuir a la mejora del estado ecológico del Parque Natural de L’Albufera. Como se ha dicho, los resultados de esta investigación advierten de la presencia de sustancias peligrosas que deben ser controladas y de la existencia de áreas más sensibles a la contaminación e incluso de especies que pueden estar siendo afectadas. La implementación de modelos y tecnologías ambientales permite evaluar el impacto de diferentes políticas y escenarios de manejo medioambiental, ayudando así a la toma de decisiones por parte de los órganos competentes que velan por el fomento de la biodiversidad y los servicios ambientales en el parque. Además, durante el periodo de ejecución de los proyectos descritos, se realizan jornadas informativas y de difusión de resultados que son de libre acceso y que serán anunciadas en la web de Erahumed.

Andreu Rico es doctor, investigador distinguido del plan Gen-T. Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universitat de València (andreu.rico@uv.es).

Share This