LOS HUMEDALES Y SU PAPEL PARA LIMPIAR EL AGUA Y RECUPERAR SU CALIDAD

María Elizabeth Hernández Especialista en Biogeoquímica de nutrientes y contaminantes en humedales. Instituto de Ecología, A.C., Xalapa.

Los humedales son las zonas de transición entre los sistemas acuáticos y terrestres, constituyen áreas de inundación temporal o permanente, la duración de la inundación debe ser lo suficientemente larga para permitir el desarrollo de suelos hídricos y de vegetación acuática, que ha experimentado adaptaciones para vivir en ambientes inundados. La hidrología en los humedales es muy dinámica, siendo permanente o intermitente. Los humedales pueden ser de agua salina o de agua dulce y pueden o no estar influenciados por las mareas. Los humedales por lo general están conectados hidrológicamente a un cuerpo de agua superficial, como lagos, lagunas, ríos y el mar. Sin embargo, también existen humedales aislados de cuerpos de aguas superficiales pero que tienen conexión a aguas subterráneas. Los humedales proveen múltiples beneficios o servicios ambientales, entre los que destaca su capacidad para mejorar la calidad del agua. A los humedales se les ha llamado los riñones de la tierra, en una comparación con el papel que juegan los riñones en el cuerpo humano, ya que ellos limpian la sangre, manteniendo la fisiología humana y los humedales purifican el agua en el planeta. Esta capacidad se debe a su posición en el paisaje, ya que al ser zonas de transición en los sistemas terrestres y acuáticos, el agua pasa por los humedales antes de llegar a los cuerpos de agua. El proceso de limpieza del agua en los humedales se debe a procesos físicos como la sedimentación y la adsorción, así como también por procesos biológicos llevados a cabo por los microorganismos y las plantas (Figura 1).

 

Figura 1. Esquema de los mecanismos de depuración del agua en humedales.  

Los humedales pueden funcionar como pozas de sedimentación y bajo este mecanismo, grandes cantidades de sólidos pueden ser removidos del agua. La adsorción se lleva a cabo en las partículas del suelo, las cuales están cargadas eléctricamente, por lo que retienen sustancias disueltas en el agua con cargas opuestas, un ejemplo de este tipo de fenómeno es el la remoción de los fosfatos. Sin embargo, los mecanismos de remoción de contaminantes en el agua más importantes en los humedales son de tipo biológico en donde intervienen la biodiversidad de los microorganismos en el suelo y las plantas. Debido a la dinámica hidrológica, la actividad microbiana en los suelos de los humedales es muy alta, pudiendo existir microorganismos capaces de crecer sin oxígeno (anaerobios) y microorganismos que necesitan oxígeno para su metabolismo (anaerobios). Las plantas, proveen carbono que sirve de alimento para los microorganismos y cuando el suelo está inundado, ellas transportan oxígeno de la

parte aérea a la raíz, creando microambientes con oxígeno en el suelo inundado. Esta dinámica biológica entre microorganismos y plantas ocasiona que se remueva del agua el nitrógeno en sus formas de amonio y nitratos a través del proceso microbiano de la desnistrificación. De no ser eliminados del agua este tipo de iones de nitrógeno causan problemas en las zonas costeras. Por ejemplo, en la parte norte del Golfo de México, cada año durante el verano, se presenta zona extensa

de hipoxia (ausencia de oxígeno) enfrente a las costas de Luisiana

Estados Unidos, debida a la alta concentración de nitratos provenientes de los campos agrícolas que producen maíz y soya. Actualmente como una estrategia de mitigación a este problema, se están restaurando y creando humedales riparios a lo largo de las cuencas del los ríos Mississippi, Ohio y Missouri para que estos intercepten los nitratos y así evitar que lleguen a las zona costera (Figura 2). Se ha demostrado que este tipo de humedales son capaces de remover hasta 403 kg N h-1 año-1, cantidad de nitrógeno que no llega a la zona costera, mitigando los problemas de contaminación.

 

Figura 2. Esquema de la estrategia de restauración de humedales para el control de la contaminación por fuentes no puntuales (escurrimientos agrícolas).

En México existen graves problemas de contaminación en las lagunas costeras, por lo que la conservación y restauración de los humedales en los alrededores de las mismas podría ser una estrategia de mitigación de la contaminación. Es importante resaltar que la capacidad de los humedales naturales para depurar el agua, tiene un umbral y que no debe mal entenderse que se pueden verter aguas residuales a los humedales naturales y que éstos las limpiaran. Si bien los

humedales tienen la capacidad purificadora, el verter aguas residuales a los humedales naturales, puede ocasionar graves cambios en la estructura y funcionamiento de los ecosistemas. El primer cambio sería la disminución de la biodiversidad de la fauna y flora acuática, ya que no todos los organismos son resistentes a altas concentraciones de contaminantes en el agua. Los humedales naturales pueden ser muy efectivos para mitigar problemas de contaminación por fuentes no puntuales, que contienen concentraciones diluidas de contaminantes, como

los escurrimientos de campos agrícolas, que arrastran excesos de

fertilizantes y agroquímicos. Sin embargo si se necesita controlar fuentes puntuales

de

contaminación,

como

las

aguas

residuales

municipales,

agroindustriales e industriales, las cuales contienen más altas concentraciones de contaminantes; la estrategia del usos de humedales construidos es más adecuada. Los humedales construidos son sistemas diseñados por el hombre, inspirados en las características y funciones de los humedales naturales; generalmente consisten de canales con sustrato, que puede ser suelo o grava y vegetación, a través de los cuales fluye el agua residual y por los mismos mecanismos descritos, el agua es depurada. Una combinación de humedales construidos antes de que llegue el agua a los humedales naturales puede ser una estrategia para mejorar la calidad del agua y mantener la estructura y funcionamiento de los humedales naturales. Según datos de dos años de operación, humedales a escala piloto en la Ciudad de Xalapa, Veracruz, han sido capaces de disminuir la concentración de amonio en un rango de 10-92% en el río Sordo, el cual se encuentra altamente contaminado por las aguas residuales de la parte Oeste de la Ciudad de Xalapa, Ver. (Figura 3)

 

HFS

CFS

HFSS

CFSS

ENTRADA

20 15 10 5

27‐Nov

20‐Nov

13‐Nov

06‐Nov

30‐Oct

23‐Oct

16‐Oct

09‐Oct

02‐Oct

25‐Sep

18‐Sep

11‐Sep

04‐Sep

28‐Ago

21‐Ago

14‐Ago

07‐Ago

31‐Jul

24‐Jul

17‐Jul

10‐Jul

03‐Jul

26‐Jun

19‐Jun

12‐Jun

0 05‐Jun

CONCENTRACIÓN NH4  (mg L‐1)

25

2009 Figura 3. Variación de la concentración de Nitrógeno Amoniacal en el río Sordo (entrada) y en los humedales construidos con diferente tipo de flujo. HFS= Humedal de Flujo Superficial, CFS= Control de Flujo Superficial, HFSS= Humedal de Flujo Subsuperficial, CFSS= Control de Flujo Subsuperficial.

 

María Elizabeth Hernández Especialista en Biogeoquímica de nutrientes y contaminantes en humedales. Instituto de Ecología, A.C., Xalapa.