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Resúmenes ejecutivos Tesis de Doctorado PICT 2002-00090 - 1 - 21
ESTUDIOS AMBIENTALES EN ECOSISTEMAS COSTEROS PERTURBADOS (BAHÍAS DE USHUAIA).
La Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, dependiente del
Ministerio de Ciencia y Técnica, aprobó para el trienio 2004 – 2007, el Proyecto PICT
REDES 2002-00090, denominado: “Estudios ambientales en ecosistemas costeros
perturbados (bahías de Ushuaia)”. Los tres nodos participantes pertenecen al
CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Científica y Técnicas). Los mismos
fueron el CADIC (Centro Austral de Investigaciones Científicas de Uhsuaia, Provincia
de Tierra del Fuego, Antártida e Islas del Atlántico Sud); el IADO (Instituto Argentino
de Oceanografía, de Bahía Blanca, Provincia de Buenos Aires) y el CENPAT (Centro
Nacional Patagónico de Puerto Madryn, Provincia del Chubut). Los investigadores
responsables de cada nodo fueron la Dra. Mónica Hoffmeyer del IADO, el Dr. Oscar
Amín del CADIC y el Dr. José Luis Esteves del CENPAT. Este último en calidad
también de Responsable del Proyecto.
El Objetivo principal fue: “Evaluar el estado trófico del ecosistema, en base al
estudio de la estructura y evolución de los nutrientes (N, P y Si), las poblaciones
fitoplanctónicas, con énfasis en especies nocivas, las asociaciones zooplanctónicas y
los efectos de contaminantes susceptibles de alterar ecosistemas costeros, como las
bahías Golondrina, Encerrada y Ushuaia. De esta manera se espera generar
conocimientos básicos que permitan auxiliar en la toma de decisiones a los
profesionales e Instituciones responsables de la planificación y manejo de los recursos
costeros para la ciudad de Ushuaia.”
Entre los resultados esperados figuraba la transferencia de la información
colectada a los organismos decisores provinciales y municipales, independientemente
de otros sistemas de transferencia habituales como presentaciones en congresos,
charlas de divulgación o publicaciones en revistas indexadas.
Durante el período del proyecto se realizaron al menos 13 campañas por parte
de todos o algunos de los nodos, en las siguientes fechas: Agosto 2004; Octubre
2004; Diciembre 2004; Marzo 2005; Junio 2005; Septiembre 2005; Noviembre 2005;
Febrero 2006; Abril 2006; Noviembre 2006; Marzo 2007; Septiembre 2007; Octubre
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2007. Se fijaron 29 estaciones en las bahías y se muestrearon los ríos, arroyos y
efluentes que llegan a ellas (ver figura).
La figura muestra las estaciones de muestreo en el mar (puntos negros), la
ubicación de ríos, arroyos y pluviales sobre el borde costero (cuadrados).
Los parámetros estudiados fueron:
En los efluentes: temperatura, oxígeno disuelto, conductividad, pH, sólidos
suspendidos totales, residuos totales evaporables, demanda bioquímica de
oxígeno (DBO5), amonio, nitrato+nitrito, fosfato y silicato. Coliformes fecales y
totales.
En las bahías (agua y sedimento): Se recolectó agua y sedimento en 30
estaciones de muestreo. Se muestreó agua a diferente profundidad (normalmente
superficie, 10 metros, fondo), para analizar temperatura, oxígeno disuelto, pH,
salinidad, amonio, nitrato, fosfato, silicato, clorofila "a" y feofitina. El sedimento fue
colectado con draga Van-Been o mediante buceo autónomo. Se observó la
existencia de gradientes de color y se midió: potencial redox, densidad, porosidad,
materia orgánica, granulometría, amonio total.
Plancton en las bahías: Se recolectaron muestras de plancton en cuatro
campañas estacionales dentro del ciclo anual 2004 - 2005. Se determinó la
composición y su abundancia. Se calculó la biomasa, la riqueza y diversidad
específica del fitoplancton, del microzooplancton y del mesozooplancton.
D
Bahía Encerrada
Bahía Ushuaia
Bahía Golondrina
Canal Beagle
CIUDAD DE USHUAIA
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Análisis de flujos bentónicos en Bahía Ushuaia: Los flujos bentónicos de
oxígeno disuelto, amonio, nitrato y fosfato, se midieron con una campana
bentónica opaca en las bahías Encerrada y Ushuaia.
Experimentos de consumo de material particulado por parte del micro- y mesozooplancton en Bahía Ushuaia: Se realizaron experimentos de consumo de
alimento particulado natural en febrero y noviembre de 2006, en dos estaciones
dentro de la bahía Ushuaia: Club Náutico (con impacto antrópico) y una estación
de la línea externa sin influencia antrópica.
El proyecto permitió entre otros logros, la concreción de tres tesis de doctorado
en temas relacionados con el ambiente en las bahías de Ushuaia. El primero de ellos,
realizado por la Dra. Florencia Biancalana, se desarrolló en la Universidad Nacional
del Sur, en la ciudad de Bahía Blanca, mientras que los restantes, correspondientes a
la Dra. Erica Giarratano y al Dr. Américo Iadran Torres, se realizaron en la Universidad
Nacional del Comahue, en la ciudad de Bariloche. Los temas abordados por los
profesionales fueron:
Florencia Biancalana: “Dinámica del mesozooplancton y su regulación
ambiental en las bahías Ushuaia y Golondrina (Canal Beagle).”
Erica Giarratano: “Evaluación de la contaminación en la zona costera próxima a
Ushuaia (Tierra del Fuego) mediante el uso del mejillón Mytilus edulis chilensis como
especie indicadora.”
Américo Iadran Torres: “Rol del nitrógeno y del fósforo en un sistema marino
costero perturbado (bahía Encerrada - Tierra del Fuego - Argentina).”
Entre las recomendaciones comunes que fueron sugeridas
independientemente por los evaluadores de las tesis, figuraba la presentación de estos
resultados en la localidad de Ushuaia, en donde las Tesis se habían desarrollado.
Como el proyecto ha finalizado, no es posible obtener fondos desde el organismo
nacional de Ciencia y Técnica, para costear el viaje hasta Ushuaia. Mas, es claro que
una presentación personal, en donde se pudieran intercambiar opiniones sobre
conclusiones, recomendaciones o sugerencias para una gestión adecuada del litoral,
sería lo ideal. Los tres profesionales han manifestado su interés por viajar a Ushuaia
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en caso de que la Municipalidad o la Provincia estuvieran interesadas en una
interacción más directa en relación a los estudios realizados.
A continuación, se incluye el Resumen Ejecutivo de los principales logros de
cada una de las Tesis. En cada uno se incluyen los objetivos principales y
secundarios; la metodología aplicada; los resultados más trascendentes para la
comunidad y las acciones, sugerencias y recomendaciones.
Agradecemos al Sr. Director del CADIC, Dr. Adrián Schiavini, quien gentilmente
se ha comprometido a transferir este documento a las autoridades Municipales y
Provinciales.
Puerto Madryn, 21 de octubre de 2010
Dr. José Luis Esteves
Investigador Responsable
PICT 2001-00090
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DINÁMICA DEL MESOZOOPLANCTON Y SU REGULACIÓN AMBIENTAL EN LAS BAHÍAS USHUAIA Y GOLONDRINA (CANAL BEAGLE).
Dra. Florencia Biancalana
laboratorio de Ecología del Zooplancton Costero y Estuarial, Instituto Argentino de Oceanografía (IADO), CONICET. Bahía Blanca, Provincia de Buenos Aires.
Esta Tesis fue presentada como parte de los requisitos para optar al
grado Académico de Doctor en Biología, de la Universidad Nacional del Sur. La
misma contiene los resultados obtenidos en investigaciones llevadas a cabo en
el laboratorio de Ecología del Zooplancton Costero y Estuarial, perteneciente al
Instituto Argentino de Oceanografía (IADO), dependiente del Consejo Nacional
de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), durante el período
comprendido entre Marzo de 2005 y Diciembre 2008, bajo la dirección de Dra.
Mónica S. Hoffmeyer, Investigador Independiente del CONICET. El desarrollo
de esta tesis estuvo enmarcado en los proyectos: PICT Redes 2002-2009
“Estudios ambientales en ecosistemas costeros perturbados (Bahías de
Ushuaia)” (Proyecto PICTR090/2002-ANPCYT).
INTRODUCCIÓN Actualmente son escasos los antecedentes sobre la estructura de la
comunidad mesozooplanctónica de las Bahía Ushuaia y Bahía Golondrina, las
cuales se sitúan en la costa Norte del Canal Beagle (54º79'S-68º22'O y 54º85'S-
68º36'O). Tampoco se tiene conocimiento de las variaciones producidas por la
influencia antrópica en ciertas zonas sobre las condiciones físicas y químicas de
la masa de agua y su influencia directa sobre las asociaciones
mesozooplanctónicas.
OBJETIVOS PRINCIPALES En el presente trabajo se determinó la composición taxonómica del
mesozooplancton, además de estimarse su abundancia total y por especie, su
biomasa total y su diversidad especifica. También se analizaron
comparativamente los cambios en las características del mesozooplancton de
áreas impactadas y en zonas libres de la influencia antrópica, en ambas bahías
teniendo en cuenta la estructura y la dinámica espacio-temporal del mismo.
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METODOLOGÍA El trabajo de campo se efectúo en las bahías Ushuaia y Golondrina. Las
campañas de muestreo se realizaron durante un año, comenzando en agosto
de 2004 y finalizando en junio de 2005, con una frecuencia trimestral. De esta
manera, se logró obtener muestras de mesozooplancton en cada estación del
año: invierno (26-28/08/04), primavera (09/12/04), verano (02-04/03/05) y otoño
(14-15/06/05). Las primeras tareas de acondicionamiento, conservación de las
muestras en ambiente oscuro y fresco y posterior empaque, se llevaron a cabo
en el laboratorio húmedo del CADIC. El análisis cualitativo y cuantitativo de las
muestras, así como la determinación de la biomasa se realizaron en el
laboratorio de Ecología del Zooplancton Costero y Estuarial del Instituto
Argentino de Oceanografía (IADO). Se utilizaron los datos de las variables
ambientales obtenidos en el marco del proyecto PICTR Nº 090/2002 (ANPCYT).
La temperatura y la salinidad fueron registradas en cada estación de muestreo
con una sonda multiparámetros Horiba U10 ®. Se extrajeron, además, muestras
de agua con botella Van Dorn para la determinación de los nutrientes
inorgánicos (nitrato, nitrito, amonio, fosfato y silicato) y pigmentos fotosintéticos
(clorofila “a” y feofitina) que a posteriori se realizaron en el laboratorio de
Oceanografía Química y Contaminación de Aguas del CENPAT-CONICET (Pto.
Madryn, Chubut).
PRINCIPALES RESULTADOS La composición taxonómica de ambas bahías estuvo representada por
taxa del holoplancton, meroplancton y plancton adventicio, siendo esta última, la
fracción que dominó. El holoplancton se encontró representado principalmente
por el grupo Copepoda caracterizado por taxa típicos de áreas Subantárticas
(Ctenocalanus citer, Clausocalanus brevipes, Drepanopus forcipatus, entre
otros), seguido de taxa de distribución cosmopolita (Oithona similis, Paracalanus
parvus, Acartia tonsa y Eurytemora americana) y de otros grupos tales como
Cladocera, Amphipoda, Euphausiacea, Mysidacea y Appendicularia. La fracción
meroplanctónica estuvo constituida fundamentalmente por formas larvales de
invertebrados bentónicos tales como: larvas de Decapoda, Cnidaria,
Polychaeta, Copepoda, Cirripedia, Bryozoa, Asteroidea, Echinoidea,
Ophiuroidea, Bivalvia y Gastropoda, siendo las larvas de Decapoda y Cnidaria
las que presentaron mayor relevancia sobre el resto de los grupos de esta
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fracción. El plancton adventicio estuvo representado principalmente por los
copépodos del orden Harpacticoida, seguidos por Amphipoda, Cumacea,
Isopoda, Ostracoda y Nematoda. Esta fracción se halló estrechamente
relacionada con los bosques de macroalgas localizados principalmente en las
zonas costeras de ambas bahías. Estacionalmente se observó que el número
de taxa, la abundancia mesozooplanctónica total y por fracciones, la biomasa
total mesozooplanctónica así como también los índices de diversidad de
Shannon, de Simpson y de equitatividad, disminuían en otoño-invierno y
aumentaban en primavera-verano.
En bahía Ushuaia, principalmente en invierno y primavera, se destacaron
dos zonas, una ubicada al Oeste, la cual se presentó como la zona con mayor
contaminación de tipo urbano, presentando condiciones ambientales
características a las de una zona con cierto grado de eutroficación
(concentración elevada de nutrientes, salinidades bajas y alta carga orgánica),
debido a la confluencia de líquidos cloacales y aportes de agua dulce desde
bahía Encerrada. En esta zona se destacó, particularmente la presencia de E.
americana, A. tonsa y Nematoda, lo cual es indicativo de que estos taxones
encuentran en esta zonas condiciones propicias para su desarrollo, pudiendo
ser éstos considerados como posibles taxa bio-indicadoras. La otra zona
ubicada al NE de bahía Ushuaia, cercana a la desembocadura del río Olivia, fue
la que pareció recibir la mayor influencia de la descarga de agua dulce, típica de
las estaciones del año más cálidas, al superponerse precipitaciones pluviales
con condiciones propicias para el deshielo. Las características ambientales
principales que presentó esta zona en primavera-verano fueron: bajas
salinidades y altas concentraciones de silicato. Las estaciones ubicadas en esta
zona se caracterizaron por presentar bajas abundancias y un aporte importante
de plancton adventicio. En bahía Golondrina las estaciones ubicadas al Noreste
de ésta, se diferenciaron del resto. Esta zona fue la que recibió la mayor
influencia de la descarga del río Pipo. Otro factor importante e influyente en la
distribución del mesozooplancton de bahía Golondrina, fue la influencia de los
vientos predominantes del Sur-Sudoeste y Norte-Noreste que parecen cumplir
un rol fundamental sobre las corrientes.
En las cuatro estaciones del año y en ambas bahías, la zonificación
obtenida resultó de las distintas agrupaciones entre estaciones, las cuales
estaban constituidas por diferentes grupos de taxa mesozooplantónicos. Sin
dudas, la distribución del mesozooplancton mencionada fue el resultado de la
acción sinérgica de un conjunto de factores, tales como la variación estacional
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del mesozooplancton; la influencia antrópica principalmente en la zona costera;
la distribución de los bosques de Macrocystis; las condiciones especiales de
temperatura, salinidad y nutrientes; la densidad de fitoplancton y
microzooplancton; y la influencia de los vientos, de las distintas profundidades y
la circulación. Se corroboró con el Análisis de Correspondencia Canónica (ACC)
la zonificación obtenida en bahía Ushuaia, justificándose ambas zonas por la
magnitud de los gradientes de las variables ambientales mencionadas y su
correlación con las diferentes asociaciones de taxa. A grandes rasgos, las
estaciones localizadas en la zona Oeste de bahía Ushuaia estuvieron
relacionadas a los gradientes positivos de la concentración de nutrientes,
principalmente de nitrato+nitrito, amonio, fosfato, temperatura y concentración
de Clorofila “a”. Con respecto a la zona NE se comprobó con el ACC,
particularmente en primavera-verano, una relación negativa de las estaciones
ubicadas en esta zona con el gradiente de la salinidad. El resto de las
estaciones ubicadas en el centro y cercanas al Canal Beagle presentaron
relaciones inversas a las planteadas para la zona Oeste de la Bahía, denotando
ello una composición de taxa diferente con abundancias distintas. En esta zona
los taxa típicos fueron: C. citer, C. brevipes, D. forcipatus, entre otros.
La realización de este trabajo permitió obtener resultados valiosos sobre
la estructura y dinámica mesozooplanctónica, así como también de las
variaciones producidas por la influencia antrópica en ciertas zonas sobre las
condiciones físicas y químicas de la masa de agua y su directa influencia sobre
las asociaciones mesozooplanctónicas. Este estudio constituye también un
nuevo aporte de conocimientos generales acerca de las comunidades
planctónicas, de las cuales hay a la fecha muy poca información en la región de
las bahías Ushuaia y Golondrina, y acerca del impacto que sobre ellas están
produciendo las modificaciones en el ambiente natural.
RECOMENDACIONES A partir de los resultados de este estudio, se puede predecir que de
continuar el impacto antrópico y eutrofización sobre las zonas costeras, las
modificaciones probablemente seguirán ocurriendo y serán mucho más
evidentes en un futuro. Estos impactos son el resultado principalmente de las
actividades portuarias y turísticas; de instalaciones de servicios, particularmente
las concernientes al tratamiento de líquidos cloacales, drenajes pluviales y los
efluentes industriales, En virtud de lo anterior, sería conveniente intensificar los
estudios biológicos y ambientales, principalmente sobre los siguientes aspectos:
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• Comunidades planctónicas (fitoplancton, microzooplancton y
mesozooplancton, ictioplancton), bentónicas y fauna íctica,
presentes en ambas bahías.
• Metales pesados, hidrocarburos y otros compuestos tóxicos.
• Caracterización de los distintos efluentes y cauces que desaguan
en las bahías.
• Efectos ecológicos de compuestos tóxicos sobre la composición,
abundancia y diversidad de la fauna costera, como también
efectos fisiológicos y otros, a nivel organismo.
• Otras recomendaciones serían:
• Planificar una red de monitoreo permanente ambiental e
interdisciplinaria.
• Activar la puesta en funcionamiento en forma adecuada del
dispersor cloacal.
• Generar y llevar adelante auditorias ambientales que permitan
controlar vertidos clandestinos, control de efluentes y residuos.
• Mejorar las condiciones de la zona costera regulando las
construcciones sobre la costa.
• Generar programas de educación ambiental y charlas
informativas con el fin de comunicar los resultados obtenidos a
partir de los estudios recomendados.
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“EVALUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN EN LA ZONA COSTERA PRÓXIMA A USHUAIA (TIERRA DEL FUEGO) MEDIANTE EL USO DEL MEJILLÓN Mytilus
edulis chilensis COMO ESPECIE INDICADORA”
Dra. Erica Giarratano
Centro Austral de Investigaciones Científicas (CADIC – CONICET), Ushuaia, Pcia de Tierra
del Fuego, Antártida e Islas del Atlántico Sur.
Esta Tesis fue presentada como parte de los requisitos para optar al grado
Académico de Doctor en Biología de la Universidad Nacional del Comahue -
Centro Regional Universitario Bariloche (CRUB). La misma compila los resultados
obtenidos en investigaciones llevadas a cabo en el Laboratorio de Ecotoxicología y
Contaminación Marina perteneciente al Centro Austral de Investigaciones
Científicas (CADIC), dependiente del Consejo Nacional de Investigaciones
Científicas y Técnicas (CONICET). Las investigaciones se realizaron entre los
meses de septiembre de 2004 y marzo de 2009 bajo la dirección inicial del Dr.
Oscar A. Amin (CADIC-CONICET). A partir del 9 de octubre de 2009 asumieron la
dirección de la misma la Dra. Gabriela F. Malanga (PRALIB-CONICET) y la
codirección el Dr. José Luis Esteves (CENPAT-CONICET), según Resolución
CRUB Nº 504/09. El desarrollo de esta tesis estuvo enmarcado en los proyectos:
PICT Redes 2002-00090 “Estudios ambientales en ecosistemas costeros
perturbados (Bahías de Ushuaia)” y GEF/PNUD ARG 02/018 “Prevención de la
Contaminación costera y Gestión de la Diversidad Biológica Marina”.
OBJETIVOS
Caracterizar desde el punto de vista físico y químico la zona costera de la
bahía Ushuaia.
Analizar la respuesta del mejillón Mytilus edulis chilensis (proveniente de
cultivos comerciales en bahía Brown) transplantado a la bahía Ushuaia (zona con
reconocido impacto de actividades antropogénicas), a partir de la medición de
biomarcadores de contaminación.
Validar el uso de un organismo de interés local como especie indicadora.
Relacionar las respuestas de los biomarcadores con las condiciones ambientales a
las cuales estuvieron expuestos los organismos.
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Generar información básica que facilite la toma de decisiones a las
instituciones responsables de la regulación y el manejo de recursos costeros de la
ciudad de Ushuaia.
METODOLOGÍA
Se transplantaron mejillones desde bahía Brown a cinco sitios en la bahía
Ushuaia, ubicados frente a sitios de fácil reconocimiento: zona industrial, planta
Orión, club Náutico, caleta Aspirante y península Ushuaia. Los tres primeros sitios
fueron considerados a priori de alto impacto antrópico; mientras que los dos
últimos, de bajo impacto. En cada sitio se colocó un total aproximado de 150
mejillones de tamaño homogéneo. Las muestras de mejillones de cada sitio fueron
tomadas al inicio del experimento y a las semanas dos, cuatro y seis de
exposición. Muestras de agua fueron tomadas previamente a las muestras de
organismos a las semanas uno, tres y cinco para conocer las condiciones
ambientales a las cuales estuvieron expuestos los mejillones. Muestras de
sedimento fueron colectadas al inicio de cada experimento. Para incorporar el
efecto de la estacionalidad, se plantearon experimentos de verano (enero y febrero
de 2007 y de 2008) y de invierno (agosto de 2006, julio y agosto de 2007 y de
2008).
LOS PARÁMETROS MEDIDOS FUERON:
1) En agua: temperatura, oxígeno disuelto, pH y salinidad, nitrito, nitrato,
amonio, fosfato, silicato, clorofila a y materia orgánica particulada.
2) En sedimento: concentración de Cobre (Cu), Zinc (Zn), Hierro (Fe), Cadmio
(Cd) y plomo (Pb) en fracción <62 µm (micrómetros) al inicio del
experimento, tanto de la bahía Brown como de las cinco áreas de bahía
Ushuaia
3) En organismos marinos: Actividades de los siguientes biomarcadores
enzimáticos: superóxido dismutasa, catalasa y glutatión-S-transferasa en
branquia y glándula digestiva. Niveles de peroxidación lipídica en branquia
y glándula digestiva como biomarcador de daño. Lípidos totales en manto y
glándula digestiva. Contenido de ceniza, materia orgánica y agua en la
totalidad del tejido blando. Concentración de Cu, Zn, Fe, Cd y Pb en
branquia y glándula digestiva . Índice de condición
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PRINCIPALES RESULTADOS
El análisis de la calidad de agua evidenció que el sitio club Náutico mostró
características propias de un ambiente eutroficado, producto del fuerte impacto
antrópico por el agua proveniente de la bahía Encerrada y del pluvial que descarga
en ese punto costero. Allí se registraron las máximas concentraciones de amonio
(4947 µM), nitrato (240 µM), silicato (89 µM), fosfato (48 µM) y materia orgánica
particulada (2266 mg C/m3). Sin embargo, el oxígeno disuelto se mantuvo cercano
al nivel de saturación (8,6 - 11,8 mg/L), probablemente debido a la mezcla que
producen los intensos vientos en la columna de agua y a la relación inversa con
las bajas temperaturas reinantes que retrasan el desarrollo de los
descomponedores. En menor medida, la zona industrial fue afectada por el arroyo
Grande y algunos pluviales que descargan allí; ya que se encontraron valores
mínimos de salinidad (24 g/L) y altos valores de amonio (565 µM), nitrato (238
µM), silicato (17 µM) y materia orgánica particulada (1573 mg C/m3).
Bahía Brown presentó las mayores concentraciones de Cu (36 - 101 µg/g
peso seco), Zn (106 - 198 µg/g peso seco) y Fe (25 - 30 mg/g peso seco) en la
fracción fina (<62 µm) del sedimento. Sin embargo, los mejillones de dicha bahía
no presentaron las mayores concentraciones de esos metales en sus tejidos. Esas
altas concentraciones de metales encontradas en el sedimento serían de origen
natural, ya que sólo hay actividad de maricultura en esa región, y no están
disponibles para ser incorporadas por la biota. Dentro de bahía Ushuaia, las
máximas concentraciones de esos tres metales se acumularon en los tejidos de
los mejillones transplantados a club Náutico, planta Orión y zona industrial. Es
importante destacar que las máximas concentraciones de algunos metales
medidos en zona industrial y planta Orión resultaron menores a las reportadas por
Amin et al. (1996b; 1997): el Cu entre 65-95 %, el Zn entre 27-71 %, el Pb entre
69-86 % y el Fe entre 53-67 %, siendo en este último caso sólo en planta Orión.
Estos descensos evidencian un cierto recupero de la calidad de los sedimentos. Es
probable que esa disminución esté asociada a un menor ingreso de desechos
industriales como consecuencia del cierre de varias fábricas luego de la crisis
económica del 2001 y a un mejor manejo en las maniobras realizadas en la planta
de combustible planta Orión.
En los experimentos de invierno se halló que el oxígeno disuelto estimuló la
actividad de los biomarcadores mientras que los metales la inhibieron. En los
experimentos de verano sólo la actividad de glutatión-S-transferasa se asoció con
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el pH y el oxígeno disuelto, mientras que la actividad de los biomarcadores
restantes no pudo ser asociada a ninguno de los parámetros físicos o químicos
medidos en esta tesis. Es probable que en verano, el estadio del ciclo reproductivo
sea la variable que esté mayoritariamente modulando las respuestas de los
biomarcadores.
Los cambios encontrados en los biomarcadores enzimáticos estuvieron
más relacionados a las épocas y órganos estudiados que a los tiempos de
exposición y a los sitios monitoreados. La variabilidad observada entre sitios, entre
semanas de muestreo y entre años de experimentación en la respuesta de los
mejillones evidencia la necesidad de conocer el rango natural de los parámetros
evaluados en organismos saludables, para poder distinguirla del efecto causado
por los contaminantes. La peroxidación lipídica, como medida de daño, sería el
mejor biomarcador en función de que sus variaciones fueron independientes de los
órganos y las épocas analizados.
Las asociaciones entre la enzima glutatión-S-transferasa, medida en la
branquia, y la peroxidación lipídica, medida en la glándula digestiva, con ciertos
nutrientes, muestra que pueden ser considerados biomarcadores acompañantes a
otros indicadores en el análisis de la calidad del agua de la bahía Ushuaia.
RECOMENDACIONES
En base a toda la información obtenida en la presente tesis se recomienda:
1) La zona noroeste de la bahía Ushuaia, principalmente, y frente a la
zona industrial, deberían ser sometidos a saneamiento antes de que
los procesos ambientales adversos se hagan irreversibles. En estos
puntos focales se observó impacto antrópico en la calidad del agua.
2) Evaluar los efectos potenciales de los contaminantes en diferentes
especies de la fauna residente, incorporando al análisis la influencia
estacional, así como la condición reproductiva del organismo a
utilizar.
3) Planificar estudios de monitoreo ambiental periódicos que incluyan
la determinación de nutrientes y metales pesados. La frecuencia
debería estar asociada al contaminante y al sustrato (agua,
sedimento). En una primera aproximación la sugerencia es
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monitoreo estacional para nutrientes en agua y anual para metales
pesados en sedimentos.
4) Analizar y regular la calidad de los pluviales que actúan como
efluentes vertidos en las bahías Encerrada, Golondrina y Ushuaia,
aledañas a la ciudad de Ushuaia.
5) Asegurar el correcto funcionamiento del dispersor cloacal en bahía
Golondrina y evaluar la construcción de una planta de tratamiento
secundario/terciario que pueda captar los volúmenes cada vez
mayores de desechos cloacales generados por la ciudad de
Ushuaia.
6) Desarrollar una política ambiental para que todos los hogares de la
ciudad de Ushuaia estén conectados a la red cloacal y de esta
forma minimizar los vertidos clandestinos.
7) Generar acciones tendientes a concientizar a la población de
Ushuaia en lo referido al cuidado del ambiente.
8) Hacer respetar la Ley Provincial Nº 55 de Medio Ambiente que
contempla la preservación, conservación, defensa y mejoramiento
del ambiente (agua, suelo, aire y biota) de la Provincia de Tierra del
Fuego, Antártida e Islas del Atlántico Sur.
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“ROL DEL NITRÓGENO Y DEL FÓSFORO EN UN SISTEMA MARINO COSTERO PERTURBADO (BAHÍA ENCERRADA - TIERRA DEL FUEGO - ARGENTINA)”
Dr. Américo Iadran Torres
Centro Nacional Patagónico (CENPAT – CONICET). Bv. Brown 3000. (9120) Puerto Madryn.
Provincia del Chubut e-mail: americo@cenpat.edu.ar
La información que aquí se presenta, forma parte de la tesis doctoral del Lic.
Américo Iadran Torres que fue evaluada y aprobada en Junio de 2010 en el Centro
Regional Universitario Bariloche, perteneciente a la Universidad Nacional del
Comahue, como requisito para optar al grado académico de Doctor en Biología. La
misma contiene los resultados obtenidos en investigaciones llevadas a cabo en el
Centro Nacional Patagónico (Puerto Madryn-Chubut) y en el Centro Austral de
Investigaciones Científicas (Ushuaia-Tierra del Fuego), ambos organismos de
investigación dependientes del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y
Técnicas (CONICET) de la República Argentina.
Este estudio se inició en Octubre de 2004, en el marco del proyecto BID 1728/OC-AR-
PICT REDES 2002 - Nº 090, otorgado por la Agencia Nacional de Promoción
Científica y Tecnológica y se ha complementado con el Subproyecto GEF B-CB-05 del
Banco Interamericano de Desarrollo (PNUD). Fue dirigida por el Dr. José Luis Esteves,
Investigador Principal del CONICET y Profesor Adjunto de la Universidad Nacional de
la Patagonia San Juan Bosco y co-dirigida por la Dra. Mónica Noemí Gil, Profesional
Principal del CONICET y Profesora Adjunta de la misma Universidad.
PROBLEMA La ciudad de Ushuaia ha tenido un explosivo crecimiento demográfico y una
falta de planificación estratégica en el desarrollo urbano. Esta situación estuvo
acompañada de una carencia de los servicios públicos, específicamente en lo que
concierne al tratamiento de líquidos cloacales, los drenajes pluviales y los líquidos
industriales. Todos ellos responsables de que los hogares construidos provisoriamente
en las cercanías de arroyos y ríos, viertan sus líquidos cloacales crudos en éstos, lo
que ha llevado a que en el sector costero se produzcan importantes alteraciones
ambientales. Los líquidos cloacales llegan principalmente a la bahía Encerrada (BE) y
a la zona costera frente a la ciudad de Ushuaia a través de ríos, arroyos y/o pluviales.
La BE en particular es un sistema semicerrado (Fig. 1), que recibe la descarga del
arroyo Buena Esperanza (ABE) (el cual transporta agua de deshielo del glaciar Martial,
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agua de escurrimiento de turbales y descargas pluvio-cloacales) y de 3 desagües
pluvio-cloacales (denominados aquí Onas, Beban y Guaraní). El ABE tiene un caudal
medio de ~0,3m3/seg, aunque puede alcanzar un máximo de 3,0 m3/seg durante las
épocas de deshielo; los caudales de los otros efluentes se estimaron en menos de
0,01m3/seg. La BE posee una superficie aproximada de 0,27km2, un perímetro de
2,34km y una profundidad media de 0,80m. Está separada de la Bahía de Ushuaia
(BU) mediante la pasarela artificial (Luis Fique) y su comunicación con ésta es a través
de 2 aberturas (de 4,5m x 10m cada una), permitiendo el intercambio de agua en cada
ciclo de marea, haciendo que el agua ingrese (en marea creciente) desde la bahía
Ushuaia o salga (en marea bajante) hacia la misma.
En consecuencia, el aspecto más preocupante de la contaminación de esta
zona, es el que proviene de las descargas pluvio-cloacales, cuya manifestación más
importante es el aporte de nutrientes y materia orgánica que se entrega al ecosistema,
especialmente a la BE. Esto origina un incremento de la productividad primaria
(crecimiento de poblaciones algales) así como la descomposición de esa materia
orgánica por organismos anaeróbicos, produciendo olores característicos en
condiciones de marea baja y/o en días soleados de verano.
OBJETIVOS Realizar la caracterización ambiental y evaluar la capacidad de acumular,
reciclar y exportar nutrientes (en particular nitrógeno y fósforo) de la Bahía Encerrada.
Identificar posibles pautas de manejo para mitigar problemas ambientales.
Para cumplir con este objetivo general se plantearon los siguientes objetivos parciales:
1) Evaluar las características físicas, químicas y biológicas de los principales
arroyos y desagües pluvio-cloacales que descargan en BE y del agua que
se intercambia entre las bahías Encerrada y Ushuaia.
2) Caracterizar el agua de BE, a través del análisis de parámetros físicos,
químicos y biológicos en diferentes estaciones anuales.
3) Caracterizar el sedimento de BE, a través del análisis de parámetros físicos,
químicos y biológicos en diferentes estaciones anuales.
4) Cuantificar el reciclado de nutrientes en BE, a través de los flujos bentónicos
de nutrientes y de oxígeno disuelto en la interfase sedimento-agua.
5) Realizar una síntesis del funcionamiento de la BE.
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METODOLOGÍA Se aplicó la siguiente metodología de acuerdo al objetivo parcial indicado:
1) Caracterización de los líquidos vertidos en BE y del agua que se intercambia con
BU
En los arroyos y desagües pluvio-cloacales que descargan en BE (Fig. 1) se
midió in situ temperatura (T) y oxígeno disuelto (OD). En el laboratorio se determinó
conductividad, pH, sólidos suspendidos totales (SST), residuos totales evaporables
(RTE), demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y los nutrientes: amonio (NH4+),
nitrato+nitrito (NO3-), fosfato (PO4
-3) y silicato (SiO3-2). Los análisis bacteriológicos se
realizaron aplicando la técnica del número más probable, utilizando el método Colilert.
En una de las aberturas de la pasarela se tomaron muestras de agua cuando esta
salía hacia BU y de aquella que entraba en BE. Cada 15 minutos y durante un ciclo
completo de marea, se midió: pH, T, conductividad, OD y altura de la columna de
agua. Además se tomaron muestras de agua para el análisis de nutrientes.
Posteriormente, se estimaron los flujos diarios de importación y exportación de
nitrógeno y fósforo desde y hacia BU respectivamente.
2 y 3) Calidad del agua y de los sedimentos de Bahía Encerrada
Se colectaron agua y sedimentos en 8 estaciones de BE. En el agua se
determinó in situ T, OD, pH y salinidad (S) y en el laboratorio: nutrientes, clorofila "a" y
feofitina.
El sedimento se colectó con una draga Van-Been. Se observó in situ la existencia de
gradientes de color y se midió el potencial redox (Eh). En el laboratorio se
cuantificaron densidad, porosidad, materia orgánica (MO), granulometría y amonio
total. Mediante filtro de alta presión (con inyección de N2) se extrajo el agua intersticial
y se determinó su concentración de amonio.
4) Flujos en la interfase sedimento-agua de Bahía Encerrada
Estos flujos se midieron utilizando una campana bentónica opaca, la cual tiene
un volumen encerrado de 9,7 litros y una superficie de 0,09 m2.
5) Funcionamiento de Bahía Encerrada
A partir de la información obtenida en los objetivos mencionados anteriormente,
se realizó un balance de masa con el fin de comprender la dinámica de los nutrientes
en BE. Las cargas de nutrientes que ingresan desde los aportes continentales a BE,
se estimaron teniendo en cuenta sus concentraciones y caudales promedio. El aporte
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de nutrientes desde la interfase sedimento-agua, se estimó teniendo en cuenta la
superficie de toda la BE. Se estimó además, la carga de amonio, nitrato y fosfato que
fueron intercambiados con BU.
RESULTADOS Los resultados obtenidos de acuerdo a cada objetivo parcial fueron:
1) Bahía Encerrada es receptora de aguas residuales urbanas transportadas
por - al menos - 4 descargas continentales: el Arroyo Buena Esperanza y los pluviales
Onas, Guaraní y Beban. Algunas características físicas, químicas y microbiológicas de
estos vertidos corresponden a aguas típicas de líquidos cloacales crudos, reflejando
los inconvenientes serios en el saneamiento, cuando las bombas del sistema de
drenaje con que cuenta la Ciudad no funcionan. La calidad del agua que se exporta
diariamente desde BE hacia BU, sugiere la existencia de mecanismos de retención de
una parte de los nutrientes alóctonos en BE.
Siendo un sumidero de la mayor parte de los nutrientes derivados de los
aportes continentales, la BE reduce el impacto que producirían las descargas directas
de éstos en BU. Aún en ese caso, la fracción de nutrientes no fijada en el sistema se
exporta a BU.
2) El patrón de distribución espacial presentado por el amonio, el nitrato, el
fosfato y el silicato fue opuesto al presentado por la salinidad, lo cual sugiere el ingreso
de éstos a través de las aguas residuales. Teniendo en cuenta las elevadas
concentraciones de estos nutrientes hallados, podemos indicar que existe un
importante deterioro de la calidad del agua de BE. Los cuatro aportes externos
mencionados, serían los principales responsables de esta perturbación. Se ha
demostrado en BE, que los nutrientes no serían limitantes para la producción primaria
fitoplanctónica, por lo que existe un remanente de nitrógeno y fósforo en la columna de
agua, que no estarían siendo utilizados por los productores primarios en esa Bahía y
se exportan a BU. La alta concentración de feofitina hallada, es un índice de la riqueza
en materia orgánica y de los mecanismos activos puestos en funcionamiento para la
degradación de la clorofila-a. En general los valores observados de feofitina duplican a
los de clorofila-a. En este sentido, la elevada relación feof./clor-a es típica de
ambientes degradados.
Se ha observado en el agua que sale hacia BU, la presencia en elevada
abundancia, de especies mesozooplanctónicas bio-indicadoras que reflejan la calidad
ambiental del sistema como Eurytemora americana, Acartia tonsa y Podon Leuckarti.
Las dos primeras están relacionadas a zonas con perturbación antrópica.
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Se ha registrado un vasto desarrollo de macroalgas como Ulva rigida, Enteromorpha
intestinales, Cladophora falklandica indicadoras también de ambientes con elevada
carga orgánica.
3) Se observaron condiciones anóxicas en el sedimento de superficie y fondo,
en todas las estaciones muestreadas. La coloración predominante fue negra por la
presencia de sulfuros metálicos y siempre se percibió un fuerte olor desagradable. Se
hallaron elevadas concentraciones de amonio en el agua intersticial y un alto
contenido de materia orgánica (entre 7,1 y 18,8%). Esta alteración es un claro indicio
del severo impacto que ha generado y continúa realizando la ciudad de Ushuaia sobre
este ecosistema, a través de la descarga de las aguas residuales provenientes
principalmente, desde el ABE y de los tres pluvio-cloacales sin tratamiento previo.
Respecto a las dos especies de nematodes marinos hallados en el sedimento, una de
ellas (Oncholaimus antarcticus), es utilizada como indicadora de la contaminación
orgánica.
4) A través del análisis de los flujos bentónicos en la interfase sedimento-agua,
se observó una incorporación de oxígeno disuelto y nitrato por parte del sedimento y
una liberación de amonio y fosfato hacia la columna de agua. La magnitud y sentido de
estos flujos, son comparables únicamente con aquellos sitios altamente impactados.
5) El amonio en la columna de agua es aportado por un lado, desde las
descargas externas (58843 mol/d; ~1059 kg/d) y por otro lado desde la
remineralización de la materia orgánica que ocurre en el sedimento (1690 mol/d; ~30
kg/d). Esto significa que el aporte desde la Ciudad es unas 35 veces mayor que desde
los sedimentos de la BE. Sólo el 33 % de todo el amonio presente en la columna de
agua de BE, es exportado hacia BU.
En cuanto al nitrato en la columna de agua y de igual manera que el amonio,
proviene principalmente desde los aportes externos. Estos aportes proveen unos 3600
mol/d (~224 kg/d). De los cuales, el 24 % (~880 mol/d) son consumidos en la interfase
sedimento-agua y el 15 % (540 mol/d; ~34 kg/d) son exportados hacia BU, quedando
el resto retenido en la columna de agua de BE.
Respecto al fosfato, se ha observado un importante aporte externo de este
nutriente (1800 mol/d; ~176 kg/d) en BE. Adicionalmente, se ha detectado un flujo neto
de este nutriente desde el sedimento (280 mol/d; ~27 kg/d) como consecuencia de la
remineralización que sufre la materia orgánica. Esta liberación de fosfato desde el
bentos, se asocia a las características anóxicas del sedimento. De estas dos fuentes
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de fosfato, se puede concluir que el aporte que realizan las descargas externas de
este nutriente a la columna de agua de BE es 6,4 veces superior que desde el
sedimento. De esta manera y al igual que para el amonio y el nitrato, son los aportes
continentales quienes alimentan principalmente el ciclo de estos nutrientes en la BE.
Se ha estimado que el 17 % del total de este nutriente, sería exportado hacia BU.
CONCLUSIONES La interfase agua-sedimento se encontró en anoxia a lo largo de todo el
período estudiado, el aporte de materia orgánica, el reciclaje y la producción de
nutrientes amplifican el bajo potencial redox de la misma. De no existir las aberturas
que comunican con BU, el volumen de la Bahía se incrementaría como consecuencia
de los aportes continentales y el agua se degradaría a lo largo del tiempo. La
renovación de agua en BE a través de las aberturas, ya no es suficiente para
mantener una buena calidad ambiental del sistema. De todos modos, el intercambio de
agua existente con la BU, favorece la dilución de los nutrientes. Los resultados
muestran que, durante un ciclo de marea, se produce un aporte neto de nutrientes
desde BE a BU, siendo el nitrógeno el que presentó el mayor flujo másico y en menor
medida el fósforo. Estas cargas de nutrientes aportadas a BU, son semejantes a un
líquido cloacal doméstico crudo, de nivel débil y que no ha recibido tratamiento alguno.
La importante cantidad de nutrientes y materia orgánica descargadas en BU, sería uno
de los factores más relevantes en el deterioro de la calidad del agua y del sedimento
del extremo noroeste de esta Bahía. Por esta razón dicho sector de BU debería recibir
mayor atención, ya que estos aportes desde BE y desde otros conductos pluviales con
calidad pluvio-cloacal de la zona, estarían generando efectos indeseables tanto en la
columna de agua como en el sedimento.
RECOMENDACIONES El desequilibrio ambiental observado en BE, obliga a tomar medidas de
remediación en el corto plazo si se pretende iniciar su recuperación. Teniendo en
cuenta que, en sus comienzos, la BE era utilizada como una zona de recreación por la
comunidad de Ushuaia, se sugiere:
1. Un manejo adecuado de las aguas residuales de la Ciudad, con tratamiento
primario y funcionamiento adecuado del emisario submarino.
2. Control y manejo de las fuentes puntuales de nutrientes (es decir ABE, Onas,
Beban y Guaraní), eliminando en lo posible su rol como efluentes cloacales.
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3. Oxigenación de los sedimentos o dragado de la capa superficial de los mismos
para disminuir su carga orgánica.
4. Monitoreo de la calidad del agua y de los sedimentos con frecuencia – al
menos – semestral.
Figura 1: Bahía Encerrada indicando: las ocho estaciones de muestreo y las descargas del Arroyo Buena Esperanza (ABE) y los pluviales Onas, Beban y Guaraní. Detalle de las aberturas (P1 y P2) que comunican las bahías Encerrada y Ushuaia.
BAHÍA ENCERRADA
BAHÍA USHUAIA
Ushuaia
P2
P1
ABE
1
2
3
4
5
6
7
8
Guaraní Onas
Beban
Bahía Encerrada
Bahía Ushuaia
Ushuaia
P1 P2
Detalle de las aberturas (P1 y P2): largo: 10 m – ancho: 4,5 m – pof. media: 0,8 m – flujo medio: 1 m/seg.
Pasarela Luis Fique