Assessing sewage disposals in soft-bottom habitats

Resumen

La presencia de vertidos de aguas residuales urbanas es un impacto muy común en las zonas costeras. La alta densidad poblacional en el litoral del mar Mediterráneo hace de este tipo de vertidos uno de los mayores problemas relacionados con la eutrofización. La legislación actual, tanto europea como estatal, requiere una evaluación y gestión de este tipo de vertidos que permita controlar el impacto que provocan sobre el medio marino. A la hora de evaluar este tipo de vertidos se puede estudiar tanto el componente abiótico como biótico del medio. Aunque estos efluentes pueden afectar a las características físico químicas de la columna del agua, el sedimento registra a largo plazo el efecto provocado por estos vertidos, de modo que su análisis es necesario para realizar una valoración completa de las condiciones ambientales de una zona influenciada por un vertido de estas características. Sin embargo, el análisis de estos parámetros fisicoquímicos para la valoración ambiental de una zona presenta ciertos problemas derivados de la periocidad en las mediciones y la toma de datos de carácter puntual. En este sentido, el empleo de datos biológicos presenta ventajas para valorar el efecto de un impacto sobre el medio marino, dado que un bioindicador o indicador biológico permite integrar la existencia de ciertas condiciones resultantes de un grupo de factores bióticos o abióticos. Entre todas las posibilidades, el estudio de comunidades bentónicas es el más conocido y es considerado uno de los más adecuados, debido a su capacidad de reflejar impactos y a la facilidad de su estudio. Pero el empleo de las comunidades bentónicas como herramienta de evaluación medioambiental está condicionado por ciertas dificultades y es importante realizar distintos estudios a distintos rangos temporales y espaciales con el fin de clarificar la respuesta a la contaminación de las comunidades bentónicas. En este trabajo se estudio el empleo de las comunidades bentónicas para la valoración del estado ecológico analizando distintos componentes: 1) estudio de la composición de la comunidad bentónica a niveles taxonómicos altos, permite una valoración integra de los cambios que se están produciendo; 2) cálculo de índices bióticos, obteniendo resultados fácilmente interpretables ya que nos dan una valor numérico comparable con un valor de referencia dentro de una escala establecida, 3) análisis de un grupo característico y especialmente sensible a la contaminación, 4) respuesta de una sola especie característica de la comunidad, cuya presencia, abundancia o comportamiento es representativa del estado ecológico de la comunidad. 1. Se analizaron las características físico-químicas del sedimento y la comunidad bentónica de 7 localidades afectadas por vertidos de aguas residuales con diferentes caudales y nivel de depuración. El potencial redox fue el único parámetro abiótico con un patrón relacionado con la distancia al vertido, mientras que la granulometría, el porcentaje de materia orgánica, el pH o la concentración de metales no mostraron cambios debidos a la presencia de los vertidos. El análisis de la comunidad bentónica resultó ser la herramienta más eficaz. Los resultados reflejan que las estaciones más impactadas corresponden con las cercanas al vertido de mayor caudal y con menor nivel de depuración, pretratamiento. Mientras que esta tendencia disminuye en las localidades donde se realiza un tratamiento secundario. El metanálisis establece que el descenso de las abundancias de anfípodos y tanaidáceos, así como de potencial redox, son los indicadores con mejor respuesta a la presencia del vertido. 2. La aplicación de la Directiva Europea 2000/60/CE ha provocado el desarrollo de numerosos índices basados en organismos bentónicos. Estos índices tratan de resumir el estado ecológico de distintas comunidades. Sin embargo, es difícil crear un índice universal que trabaje en todas las situaciones posibles, puesto que hay demasiadas fuentes de variabilidad. Por lo tanto, es necesario comprobar y validar estos índices a distintas escalas, regiones y en distintas comunidades. Primero, se comparan los resultados de dos índices bióticos utilizados tanto en el Atlántico nororiental y el mar Mediterráneo (AMBI y BOPA). A partir de ocho estudios ya publicados se emplean un total de 922 datos, procedentes en su mayor parte del estuario del Sena (78%). La base de datos se divide en tres grupos: aguas de transición del Atlántico francés, aguas costeras del Mediterráneo y lagunas costeras del Mediterráneo. Existe una fuerte correlación entre ambos índices, sin embargo el índice BOPA tiende a sobrestimar el estado ecológico, comparándolo con los resultados obtenidos por el índice AMBI. Esto es debido principalmente a discrepancias entre los estados ecológicos "alto" y "bueno". Con el fin de reducir esta sobrestimación, se propusieron nuevos límites para el índice BOPA. A continuación, utilizamos el índice BOPA, en cinco localidades afectadas por el vertido de aguas residuales urbanas. El índice BOPA proporciona una perspectiva útil del estado de la comunidad bentónica, diferenciando las estaciones más afectadas por los vertidos. Sin embargo, al emplearlo para establecer el Estado de Calidad Ecológica, el índice parece sobreestimar la calidad a pesar de los nuevos límites propuestos. 3. El orden Amphipoda es un componente abundante y ecológicamente importante del bentos. Los anfípodos bentónicos viven en contacto directo con el sedimento y son muy sensibles a sedimentos contaminados, aunque ciertas especies pueden ser más tolerantes. Además, este grupo es ampliamente empleado en bioensayos, y un gran número de especies son utilizadas en ecotoxicología de distintos contaminantes. En este capítulo, se estudia el impacto de los vertidos de aguas residuales en los poblamientos de anfípodos de la costa de Castellón. Sin embargo, es necesario realizar un primer estudio taxonómico que nos permita constatar las especies de este orden que están presentes en la zona. Las campañas realizadas en las comunidades de fondos blandos de arenas finas han permitido la identificación de 55 especies de anfípodos (53 Gammaridea y 2 Caprellidea) a lo largo de 250 km de la costa este de la Península Ibérica (Comunidad Valenciana, España). Entre las especies encontradas, 1 fue descrita como especie nueva para la ciencia, 5 fueron identificadas por primera vez en el Mediterráneo español y 14 fueron confirmadas al ser citadas por segunda vez. De estas 20 especies, 6 son consideradas endémicas del Mediterráneo, 7 están también en el Atlántico nororiental, y las otras 7 tienen una amplia distribución geográfica en el Indo-Pacífico, Ártico y Atlántico. Un análisis multivariante de la distribución de estas especies muestra cambios entre localidades según el eje norte-sur y la profundidad, parámetros que influyen a las comunidades bentónicas. La presencia de estos vertidos provoca un descenso en la abundancia y diversidad. La mayor parte de las especies muestran una alta sensibilidad, particularmente especies como Bathyporeia borgi, Perioculodes longimanus y Autonoe spiniventris, mientras que otras son más tolerantes a estos vertidos, como es el caso de Ampelisca brevicornis. Estas diferencias en la respuesta podrían estar relacionadas con el tipo de enterramiento, siendo la especies fosoriales más sensibles que las tubícolas. 4. Como especies centinelas se estudio el tanaidáceo y el bivalvo Spisula subtruncata. Apseudopsis latreillii (Milne-Edwards, 1828) es una especie de tanaidáceo muy habitual en las comunidades de fondos blandos de las costas del Mediterráneo y del Atlántico oriental. Sin embargo, a pesar de esta amplia distribución y de presentarse en altas densidades, su sensibilidad a la contaminación no está clara, ya que ha sido considerada tanto como una especie tolerante como una especie sensible. En este capítulo se ha analizado el efecto del vertido de aguas residuales urbanas sobre poblaciones de Apseudopsis latreillii en comunidades de arenas finas de la costa de Castellón (Mediterráneo occidental). La densidad de población, distribución de tallas, sex ratio y presencia de huevos o embriones en hembras han sido analizados a distintas distancias del punto de vertido en cada una de las localidades. Los resultados reflejan que la población de A. latreillii está afectada por la presencia de estos vertidos, de modo que se detecta una descenso en la densidad y cambios en el espectro de tallas en las proximidades de los vertidos. Spisula subtruncata es una especie dominante en las comunidades de arenas medias a finas del Mediterráneo occidental, especialmente en primavera y verano, cuando es muy abundante. Además es considerada la mayor fuente de alimento para peces demersales que habitan en estas comunidades. Esta especie de bivalvo es muy común en las cinco localidades de la costa de Castellón (Mediterráneo occidental). En este capítulo, se estudia la población de S. subtruncata para detectar posibles cambios debido a la presencia de los vertidos. Se detectó un efecto de lo vertidos sobre la población de Spisula. En las estaciones más cercanas a los emisarios, la abundancia disminuyó y la talla media de Spisula subtruncata fue menor debido a la desaparición de individuos más grandes. Aunque nuevos estudios podrían ser necesarios para entender mejor estos cambios, el descenso de la abundancia y de la talla de esta especie puede ser empleado como indicador del nivel de contaminación. El análisis de parámetros abióticos resulta incompleto a la hora de evaluar el efecto del vertido de aguas residuales urbanas sobre esta integridad. Los parámetros fisicoquímicos estudiados en este trabajo no fueron afectados por la presencia del vertido, la gran cantidad de posibilidades: enriquecimiento orgánico, metales pesados, PCBs, PAHs, amonio, esteroides...complica encontrar la variable o combinación correcta de variables afectadas por este tipo de vertidos. De hecho, entre los parámetros abióticos estudiados el único que respondió a la presencia del vertido, potencial redox, depende de un proceso biológico como es la descomposición de compuestos orgánicos. El empleo de indicadores basados en la respuesta de la comunidad bentónica fueron más adecuados para evaluar el efecto de este tipo de vertidos. Sin embargo, cada una de las aproximaciones empleadas presenta una serie de limitaciones a considerar. Entre los componentes estudiados, el índice BOPA es el que menos limitaciones presenta, puesto que no requiere un nivel de esfuerzo alto, evalúa correctamente el efecto de los distintos vertidos y presenta una menor variabilidad natural. Sin embargo a la hora de clasificar las zonas afectadas con la escala propuesta para este los resultados no fueron satisfactorios, puesto que estaciones afectadas por vertidos fueron clasificadas en un estado ecológico aceptable. El empleo de una escala universal para este tipo de índices es problemático, puesto que cambios naturales locales y temporales pueden modificar su valor independientemente de la presencia o ausencia de un impacto. Este hecho no supone la no validez de este índice, o de otros como AMBI ,que en este tipo de comunidades ha mostrado un comportamiento muy similar-, sino que su empleo conlleva el empleo de zonas de referencia donde no se este produciendo un impacto. De hecho, otros índices generados para la aplicación de la DMA incluyen el empleo de una zona de referencia para el cálculo y la evaluación del estado ecológico. Además, es necesario tener en cuenta que los índices bióticos pueden simplificar o generalizar demasiado los procesos biológicos o el estado del ecosistema, de modo que no pueden remplazar un estudio completo de la comunidad bentónica. Emplear un solo indicador, aunque facilita la valoración del estado del ecosistema, es una reducción demasiado drástica de la complejidad del ecosistema. Una evaluación en la que se integren distintos bioindicadores ayudará a interpretar adecuadamente el impacto que esté generando un vertido sobre la integridad ecológica de una zona y evaluar correctamente la complejidad del ecosistema reduciendo el nivel de incertidumbre de los resultados.