Un gran número de nuevas plantas de tratamiento de aguas residuales en los países en desarrollo ha provocado un desequilibrio entre el fósforo y el nitrógeno en las aguas superficiales. El resultado podría ser un crecimiento excesivo de algas potencialmente venenosas con preferencia por el nitrógeno. Un nuevo estudio pide una mejor reducción de nutrientes para mantener la biodiversidad de los ecosistemas en los lagos y otras masas de agua superficiales.

Como uno de los 17 objetivos de desarrollo sostenible de la ONU, el agua potable y el saneamiento reciben mucha atención. Para alcanzar este objetivo integral, La gestión eficiente de las aguas residuales municipales juega un papel importante. La mayoría de las actividades humanas producen aguas residuales, y la producción anual de aguas residuales municipales en todo el mundo ahora excede la cantidad de agua liberada por el enorme río Amazonas al Océano Atlántico en aproximadamente 12 días.

"El volumen de aguas residuales sigue creciendo con la urbanización y el aumento de población asociado. El aumento de la producción de aguas residuales, junto con instalaciones inadecuadas de recolección y tratamiento, han tenido impactos negativos en la calidad del agua, ", Dijo el investigador de NIVA Yan Lin.

Según Lin, muchos países en desarrollo están abordando el problema mediante la construcción rápida de nuevas plantas de tratamiento de aguas residuales.

"La diferencia en la eficiencia de eliminación de nitrógeno y fósforo, sin embargo, ha provocado un desequilibrio del nitrógeno en relación con el fósforo en los cuerpos de agua. Esto puede tener implicaciones negativas para la diversidad biológica y el funcionamiento general del ecosistema acuático receptor. "Dijo Lin.

En este articulo, analizaremos más de cerca el nitrógeno y el fósforo y el impacto de estos dos elementos en los ecosistemas acuáticos. Tanto el nitrógeno como el fósforo son elementos esenciales para el crecimiento de los organismos. Sin embargo, ya que el exceso de nutrientes puede causar la eutrofización de las masas de agua, es muy importante controlar los flujos de nutrientes en estas aguas.

Auge del tratamiento de aguas residuales en China

Muchos países están abordando el problema del exceso de nutrientes aumentando la capacidad de tratamiento de aguas residuales municipales. A menudo, esto es más factible que reducir las fuentes de nutrientes no puntuales, por ejemplo, mediante la reducción de las tasas de aplicación de fertilizantes y las prácticas de conservación de las cuencas hidrográficas. En China, que se centrará en este artículo, la construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales ha crecido rápidamente en los últimos quince años.

En 2005, el porcentaje de aguas residuales municipales que se tratan a escala nacional en China era solo de alrededor del 40%. En 2017, alcanzó más del 90%.

Sin embargo, Se desconocen los resultados de este cambio de medidas en relación con las concentraciones de nutrientes en los lagos.

Puede provocar la proliferación de algas

En el PNAS publicación "La mejora en el tratamiento de aguas residuales municipales altera las proporciones de nitrógeno a fósforo de los lagos en regiones pobladas, "un amplio consorcio de científicos, incluidos los expertos del Instituto Noruego de Investigación del Agua (NIVA) muestran que este auge del tratamiento de aguas residuales municipales en China es un factor importante para el aumento de las proporciones de masa de nitrógeno / fósforo en los lagos del país. Esto es especialmente significativo en el este de China, más poblado.

La razón principal es que el fósforo se elimina con mayor eficacia que el nitrógeno de las aguas residuales en la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales actuales. argumentan los investigadores.

"Investigamos los cambios en el estado nutricional de 46 lagos principales en China. Si bien el agua en general se está volviendo más limpia, los hallazgos muestran que el fósforo está disminuyendo a un ritmo mucho más rápido, "Lin, investigador de NIVA, dijo.

Los resultados muestran que en la última década, La concentración de fósforo en la mayoría de los lagos del este de China ha disminuido significativamente. Concentración de nitrógeno, por otra parte, ha sido mayormente estable. Por lo tanto, la proporción de nitrógeno a fósforo ha seguido aumentando.

Según Lin, esto puede traer algunas consecuencias inesperadas para el funcionamiento de las redes tróficas acuáticas, como la creciente prevalencia de ciertos tipos de cianobacterias en los lagos eutróficos.

"Nuestros hallazgos destacan la necesidad de una reducción de nitrógeno más eficiente además de la reducción de fósforo en el tratamiento de aguas residuales para reducir el riesgo de proliferación de fitoplancton y producción de toxinas y para mantener la biodiversidad del ecosistema en los cuerpos de agua río abajo, "Dijo Lin.

Buen equilibrio esencial

¿No está familiarizado con el término estequiometría de nutrientes? El término puede describirse como una ciencia que explora el equilibrio de elementos vitales importantes como el carbono, nitrógeno, y fósforo en diversos procesos ecológicos. Su núcleo es revelar el impacto de los cambios en el entorno de vida y la composición de los elementos biológicos en la función general de los ecosistemas terrestres y acuáticos.

Así como los seres humanos prosperan mejor con una dieta con un buen equilibrio entre los carbohidratos, proteínas y grasas, la naturaleza también tiene ciertas preferencias. Un buen equilibrio entre nutrientes como el nitrógeno y el fósforo es fundamental.

Para mantener aguas saludables con buena biodiversidad, Se han instalado plantas de tratamiento de aguas residuales para evitar que se depositen demasiados nutrientes en la naturaleza. Sin embargo, En el nuevo artículo de PNAS, los investigadores argumentan que ya es hora de que las plantas de tratamiento de aguas residuales desarrollen tecnologías de eliminación de nitrógeno más eficientes.

"El dominio de la evolución a largo plazo de las características estequiométricas del nitrógeno y el fósforo en las masas de agua es un requisito previo para aclarar los cambios en la productividad primaria de la ecología acuática y descubrir los posibles impulsores de las consecuencias ecológicas negativas, "Dijo Lin.

Llame para nuevas regulaciones

El investigador de NIVA sostiene que los resultados del proyecto deben tenerse en cuenta al evaluar la implementación de medidas de manejo ambiental y formular metas futuras de manejo y control de nutrientes.

"El creciente desequilibrio entre el nitrógeno y el fósforo tiene importantes implicaciones para la ecología acuática que siguen siendo poco consideradas y comprendidas, "Dijo Lin.

"La normativa actual debe actualizarse para incluir los parámetros de estequiometría de nutrientes en lugar de valores límite de un solo nutriente, " él dijo.

En particular, los resultados del estudio deberían tener grandes implicaciones para la formulación de políticas de tratamiento de aguas residuales en los países en desarrollo, donde desarrollos masivos de infraestructura, incluidas las plantas de tratamiento de aguas residuales, están sufriendo.

"El diseño de las plantas de tratamiento de aguas residuales debería reducir de manera más eficiente el nitrógeno además del fósforo, para mantener equilibrada la relación de masa nitrógeno / fósforo, "Lin concluyó.