Tras la buena acogida que tuvo el número especial sobre “servicios ecosistémicos”, seguimos profundizando en este apasionante tema de la mano de Nicolás Valiente, quien nos mostrará a través de las siguientes líneas uno de los beneficios menos conocidos de entre todos los que brindan a la humanidad los humedales salinos: la depuración de las aguas.

Nicolás Valiente es investigador de la Sección de Biotecnología y Recursos Naturales de la Universidad de Castilla-La Mancha, donde estudia el papel de los humedales en la eliminación natural de contaminantes.

Nicolás Valiente, investigador de la Sección de Biotecnología y Recursos Naturales de la Universidad de Castilla-La Mancha.

Los humedales salinos: oasis de biodiversidad en entornos áridos

Según el Convenio Ramsar, un humedal es una zona de la superficie terrestre que está temporal o permanentemente inundada, regulada por factores climáticos y en constante interrelación con los seres vivos que la habitan. Entre ellos, los humedales salinos tienen la particularidad de presentar una concentración elevada de sales en sus aguas, en parte porque suelen encontrarse en entornos cuya geología favorece su acumulación y, además, porque las condiciones de aridez donde se suelen encontrar este tipo de sistemas favorecen la evaporación del agua y por tanto la concentración de sales. Estos humedales están entre los ecosistemas más productivos y diversos del planeta, proporcionando diversos servicios ecosistémicos como el mantenimiento de la biodiversidad, control de inundaciones, purificación del agua o retención de nutrientes. Sin embargo, están sometidos a numerosos impactos derivados de la actividad humana, los cuales pueden reducir la calidad y cantidad de servicios que nos ofrecen. Un claro ejemplo de estos impactos sería el aumento de nutrientes (concretamente, nitratos) procedentes de la actividad agrícola y urbana. En el estudio que os traemos hoy, Nicolás y colaboradores han estudiado el papel de la Laguna de Pétrola (situada al sureste de Albacete) en la eliminación natural de contaminantes de las aguas. Este humedal, pese a estar protegido, sufre los impactos derivados de la intensificación agrícola y urbana de su entorno.

La Laguna de Pétrola acoge una de las escasas colonias de cría de flamenco común (Phoenicopterus roseus) en la Península Ibérica. Foto: Beatriz Toledo.

¿Cómo afecta la intensificación agrícola a los humedales salinos?

Como ya vimos en anteriores entradas (ejemplo 1; ejemplo 2), el aumento de nitratos de origen agrícola o urbano favorece que ocurran procesos de eutrofización en los humedales, lagos y ríos, produciendo un deterioro de la calidad del agua. Además, si esta contaminación se extiende a las aguas subterráneas de consumo humano, supone una importante amenaza para la salud, causando enfermedades como la metahemoglobinemia y el linfoma no hodgkiniano. En este sentido, recientemente ha sido noticia el incremento de acuíferos contaminados por nitratos, dejando de ser aptos para consumo humano, incluso en el entorno de espacios protegidos. Para prevenir estos efectos, la Organización Mundial de la Salud fijó un valor máximo orientativo de 50 mg/L de nitratos en el agua de consumo (adoptado en Europa a través de la Directiva 98/83/CE).

Afortunadamente, los humedales tienen una gran capacidad autodepurativa gracias al incansable trabajo de los microorganismos que habitan tanto en sus sedimentos como en sus aguas. Estos microorganismos, adaptados a la salinidad, y llamados halófilos por su afinidad con estos medios, son capaces de utilizar la materia orgánica y otros compuestos provenientes de las actividades humanas para obtener energía, retirándolos, por tanto, del medio y depurando así las aguas. Por ejemplo, la actividad de estos microorganismos convierte los nitratos en nitrógeno gaseoso, lo que transforma un compuesto potencialmente peligroso para la vida acuática (nitrato) en otro inocuo (nitrógeno atmosférico), que escapa del agua.

Debido a la diferente densidad entre las aguas saladas de estos humedales y el agua dulce del acuífero, en estos sistemas ocurre un proceso muy particular llamado “flujo de densidad variable”. Este proceso consiste simplemente en el intercambio de sustancias entre ambas masas de agua, pero puede tener un papel importante en la eliminación de contaminantes de estos sistemas.

La importancia del flujo de densidad variable

Por este motivo, Nicolás y sus colaboradores han investigado (estudio 1, estudio 2) cómo el intercambio entre agua dulce y agua salada en los humedales salinos favorece su capacidad de autodepuración ayudando, por ejemplo, a la reducción de la carga de nitratos del agua. Este intercambio se basa en la diferencia de densidad entre ambas masas de agua, de forma que el agua salada desciende hacia el acuífero inferior mientras que la dulce asciende, como si se tratase de una “lámpara de lava” donde los fluidos recirculan constantemente. Durante este movimiento vertical descendente del agua salina, se transportan sustancias (sales, materia orgánica, etc.) hacia zonas más profundas. Conforme van descendiendo, estas sustancias se encuentran con el agua dulce del acuífero, que está cargada de contaminantes de origen agrícola (nitrato). Es en ese momento cuando los microorganismos que habitan en la fracción salina, responsables de las reacciones de depuración, se encuentran con el agua dulce cargada de nitratos de los que se “alimentan”, y tiene lugar la eliminación de los contaminantes del agua dulce.  Los autores de estos estudios, que tuvieron lugar en la laguna de Pétrola (Albacete), han comprobado que, mediante este intercambio, este humedal salino puede llegar a neutralizar el 70% de los nitratos que le llegan de las actividades agrícolas circundantes.

La depuración natural que sucede en los humedales salinos está relacionada con el “flujo de densidad variable”, que se basa en la diferencia de densidad entre el agua dulce y salada que hace que los fluidos recirculen constantemente como si de una “lámpara de lava” se tratase. Foto: SchneiderMac (CC BY 2.0).

A pesar de su enorme potencial para depurar contaminantes, los autores advierten que los humedales salinos pueden eliminar los contaminantes hasta un cierto punto, a partir del cual, el sistema se vería sobrepasado. Por este motivo, apuestan por conservar y mantener en buen estado estos valiosos ecosistemas para favorecer el proceso natural de depuración de aguas. Dado que uno de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU versa sobre el saneamiento, gestión y sostenibilidad de las masas de agua, estudios como estos ponen el foco sobre los servicios ecosistémicos que proporcionan los humedales, especialmente los salinos, ya que a pesar de ser grandes desconocidos, constituyen una poderosa herramienta para mejorar la calidad de las aguas.

Zonas reactivas o interfases de especial importancia en la eliminación de contaminantes en humedales salinos, donde destaca el papel clave del flujo de densidad variable. Fuente: Nicolás Valiente, elaboración propia.

Artículos completos:

Gómez-Alday JJ, Carrey R, Valiente N, Otero N, Soler A, Ayora C, Sanz D, Muñoz-Martín A, Castaño S, Recio C, Carnicero A & Cortijo A. 2014. Denitrification in a hypersaline lake–aquifer system (Pétrola Basin, Central Spain): The role of recent organic matter and Cretaceous organic rich sediments. Science of the Total Environment 497, 594-606. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2014.07.129

Valiente N, Carrey R, Otero N, Soler A, Sanz D, Muñoz-Martín A, Jirsa F, Wanek W & Gómez-Alday JJ. 2018. A multi-isotopic approach to investigate the influence of land use on nitrate removal in a highly saline lake-aquifer system. Science of The Total Environment 631, 649-659. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.03.059