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Una tesis de la UPCT apoya el uso de humedales artificiales para depurar aguas en el entorno del Mar Menor

Ésta es una de las propuestas que figuran en la tesis doctoral de la ingeniera agrónoma María del Carmen Tercero, defendida en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica (ETSIA) de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT).
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Fecha de publicació: 16/03/2017, 13:50 h | (39) veces leída
Construir pequeños humedales en lugares estratégicos del Campo de Cartagena, utilizando suelos y plantas de la zona, es una estrategia efectiva para depurar aguas eutrofizadas y reducir la entrada de nutrientes al Mar Menor.
Ésta es una de las propuestas que figuran en la tesis doctoral de la ingeniera agrónoma María del Carmen Tercero, defendida en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica (ETSIA) de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT).
La tesis lleva por título 'Procesos biogeoquímicos y eliminación de nitrógeno y fósforo de aguas eutrofizadas en humedales del entorno del Mar Menor: resultados experimentales en mesocosmos' y ha sido dirigida por María Nazaret González, investigadora del Programa Europeo Marie Sklodowska-Curie, y el profesor de la Politécnica José Álvarez.
El trabajo se realizó en el Grupo de Investigación Edafología Ambiental, Química y Tecnología Agrícola ('http://suelos.upct.es/es') con financiación del Ministerio de Economía y Competitividad y fondos Feder (Proyecto (CGL2010-20214).
Los tratamientos de depuración ensayados fueron altamente efectivos en la eliminación del nitrato y el fosfato del agua eutrofizada. Los mecanismos para la depuración de ambos compuestos fueron diferentes, pero en ambos casos estuvieron favorecidos por las características biológicas y físico-químicas de los suelos utilizados.
El nitrato se eliminó fundamentalmente por la actividad de los microorganismos del suelo, al convertirlo en nitrógeno gaseoso a través del proceso de desnitrificación. En apenas cinco días, se eliminó más del 90% del nitrato añadido.
"Para llevar a cabo dicho proceso es clave que los microorganismos dispongan de carbono orgánico como fuente de materia y energía", explica Álvarez Rogel.
En los experimentos realizados se añadió carbono soluble con el agua eutrofizada, pero se demostró que dicho carbono se consumió en las primeras horas tras adicionarlo y que durante la mayor parte del tiempo fue el carbono orgánico del propio suelo el que mantuvo activos a los microorganismos.
"La posibilidad de que el carbono nativo del suelo sirva de soporte a la actividad de los microorganismos permite ser optimista de cara al uso de este tipo de sistemas para la depuración de muchos de los efluentes agrícolas del Campo de Cartagena, ya que se trata de aguas salobres con alto contenido en nitrato pero sin carbono orgánico disuelto", añade Rogel.
Aunque la absorción de nitrato por el carrizo "tuvo un papel secundario en la eliminación de dicho compuesto del agua eutrofizada, la presencia de las plantas fue importante ya que facilitó la actividad de los microorganismos que llevaron a cabo el proceso de desnitrificación en el entorno de sus raíces. Por tanto, la mayor parte del nitrato del agua no quedó retenido en el sistema suelo-planta, sino que fue emitido a la atmósfera en forma de nitrógeno gaseoso", abunda.
El fosfato, a diferencia del nitrógeno, sí fue retenido en el sistema, fundamentalmente al unirse a las partículas del suelo. A las 24 horas de adicionar el agua eutrofizada más del 90% del fosfato había sido retenido y la eficiencia de los humedales tras tres semanas inundados fue del 98-99%.
"La mayor parte del fosfato fue retenido al unirse a compuestos de calcio, cuyo contenido en la mayoría de los suelos del Campo de Cartagena es abundante", recuerda.
Para el estudio experimental se construyeron humedales a pequeña escala, con suelos y plantas recolectados de un humedal costero del Mar Menor. Fueron humedales de flujo vertical, que se inundaban introduciendo el agua desde la superficie hasta que el suelo quedara completamente saturado y sumergido unos 5 cm, manteniéndose así durante 3-4 semanas.
Para esto se utilizó agua eutrofizada de alto contenido en nitrato (hasta 200 mg/L) y fosfato (hasta 60 mg/L). Tras las semanas de inundación se dejaban secar durante otras 3-4 semanas. Este ciclo se repitió seis veces durante un año.
Se ensayaron tratamientos con plantas de carrizo (Phragmites australis) y sin vegetación. Durante el experimento se hizo un exhaustivo seguimiento de los humedales experimentales, recogiendo y analizando más de 2.500 muestras de agua y más de 300 muestras de suelo y planta, y tomando más de 4.000 datos físico-químicos, biológicos y fisiológicos.
Los resultados obtenidos en esta tesis están avalados científicamente al haber sido publicados en revistas científicas internacionales de alto impacto.
Además, corroboran los datos de campo obtenidos en proyectos anteriores de este grupo de investigación, que demostraron que los humedales costeros del Mar Menor depuran las aguas eutrofizadas que los atraviesan contribuyendo a preservar la calidad del agua de la laguna.
En los próximos meses la nueva doctora, María del Carmen Tercero, continuará trabajando en el grupo de investigación donde ha realizado su tesis, en proyectos relacionados con la caracterización de la contaminación y eutrofización en el Mar Menor y su entorno y el desarrollo de medidas correctoras.

Construir pequeños humedales en lugares estratégicos del Campo de Cartagena, utilizando suelos y plantas de la zona, es una estrategia efectiva para depurar aguas eutrofizadas y reducir la entrada de nutrientes al Mar Menor.

Ésta es una de las propuestas que figuran en la tesis doctoral de la ingeniera agrónoma María del Carmen Tercero, defendida en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica (ETSIA) de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT).

La tesis lleva por título 'Procesos biogeoquímicos y eliminación de nitrógeno y fósforo de aguas eutrofizadas en humedales del entorno del Mar Menor: resultados experimentales en mesocosmos' y ha sido dirigida por María Nazaret González, investigadora del Programa Europeo Marie Sklodowska-Curie, y el profesor de la Politécnica José Álvarez.

El trabajo se realizó en el Grupo de Investigación Edafología Ambiental, Química y Tecnología Agrícola ('http://suelos.upct.es/es') con financiación del Ministerio de Economía y Competitividad y fondos Feder (Proyecto (CGL2010-20214).

Los tratamientos de depuración ensayados fueron altamente efectivos en la eliminación del nitrato y el fosfato del agua eutrofizada. Los mecanismos para la depuración de ambos compuestos fueron diferentes, pero en ambos casos estuvieron favorecidos por las características biológicas y físico-químicas de los suelos utilizados.

El nitrato se eliminó fundamentalmente por la actividad de los microorganismos del suelo, al convertirlo en nitrógeno gaseoso a través del proceso de desnitrificación. En apenas cinco días, se eliminó más del 90% del nitrato añadido.

"Para llevar a cabo dicho proceso es clave que los microorganismos dispongan de carbono orgánico como fuente de materia y energía", explica Álvarez Rogel.

En los experimentos realizados se añadió carbono soluble con el agua eutrofizada, pero se demostró que dicho carbono se consumió en las primeras horas tras adicionarlo y que durante la mayor parte del tiempo fue el carbono orgánico del propio suelo el que mantuvo activos a los microorganismos.

"La posibilidad de que el carbono nativo del suelo sirva de soporte a la actividad de los microorganismos permite ser optimista de cara al uso de este tipo de sistemas para la depuración de muchos de los efluentes agrícolas del Campo de Cartagena, ya que se trata de aguas salobres con alto contenido en nitrato pero sin carbono orgánico disuelto", añade Rogel.

Aunque la absorción de nitrato por el carrizo "tuvo un papel secundario en la eliminación de dicho compuesto del agua eutrofizada, la presencia de las plantas fue importante ya que facilitó la actividad de los microorganismos que llevaron a cabo el proceso de desnitrificación en el entorno de sus raíces. Por tanto, la mayor parte del nitrato del agua no quedó retenido en el sistema suelo-planta, sino que fue emitido a la atmósfera en forma de nitrógeno gaseoso", abunda.

El fosfato, a diferencia del nitrógeno, sí fue retenido en el sistema, fundamentalmente al unirse a las partículas del suelo. A las 24 horas de adicionar el agua eutrofizada más del 90% del fosfato había sido retenido y la eficiencia de los humedales tras tres semanas inundados fue del 98-99%.

"La mayor parte del fosfato fue retenido al unirse a compuestos de calcio, cuyo contenido en la mayoría de los suelos del Campo de Cartagena es abundante", recuerda.

Para el estudio experimental se construyeron humedales a pequeña escala, con suelos y plantas recolectados de un humedal costero del Mar Menor. Fueron humedales de flujo vertical, que se inundaban introduciendo el agua desde la superficie hasta que el suelo quedara completamente saturado y sumergido unos 5 cm, manteniéndose así durante 3-4 semanas.

Para esto se utilizó agua eutrofizada de alto contenido en nitrato (hasta 200 mg/L) y fosfato (hasta 60 mg/L). Tras las semanas de inundación se dejaban secar durante otras 3-4 semanas. Este ciclo se repitió seis veces durante un año.

Se ensayaron tratamientos con plantas de carrizo (Phragmites australis) y sin vegetación. Durante el experimento se hizo un exhaustivo seguimiento de los humedales experimentales, recogiendo y analizando más de 2.500 muestras de agua y más de 300 muestras de suelo y planta, y tomando más de 4.000 datos físico-químicos, biológicos y fisiológicos.

Los resultados obtenidos en esta tesis están avalados científicamente al haber sido publicados en revistas científicas internacionales de alto impacto.

Además, corroboran los datos de campo obtenidos en proyectos anteriores de este grupo de investigación, que demostraron que los humedales costeros del Mar Menor depuran las aguas eutrofizadas que los atraviesan contribuyendo a preservar la calidad del agua de la laguna.

En los próximos meses la nueva doctora, María del Carmen Tercero, continuará trabajando en el grupo de investigación donde ha realizado su tesis, en proyectos relacionados con la caracterización de la contaminación y eutrofización en el Mar Menor y su entorno y el desarrollo de medidas correctoras.

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