De un vistazo las aguas cristalinas de la costa del sur de California parecen saludables. Pero una inmersión más profunda en la composición química del agua revela altos niveles de algas y bajos niveles de oxígeno.

Los aproximadamente 23 millones de personas que viven a lo largo de la costa de Tijuana, México, a Santa Bárbara, California, producen toneladas de aguas residuales cada día. Las aguas residuales se tratan en instalaciones de tratamiento de agua para eliminar algunos de los productos químicos potencialmente dañinos y luego se descargan en las profundidades de la superficie del océano.

Pero incluso después de que se trata, las aguas residuales todavía contienen nitrógeno. Y los expertos habían supuesto que debido a que las aguas residuales se inyectan tan profundamente por debajo de la superficie, unos 50 metros, o 164 pies, cuando llegó a la superficie del agua, el nitrógeno restante se diluiría lo suficiente como para no causar consecuencias negativas graves.

Pero en un nuevo estudio, Los investigadores de UCLA encontraron que el nitrógeno en las aguas residuales tratadas está impulsando un crecimiento masivo de algas oceánicas y la pérdida de oxígeno. lo que probablemente tendrá efectos duraderos en el ecosistema de la región. De 1997 a 2000, por ejemplo, el crecimiento de algas marinas microscópicas llamadas fitoplancton fue 79% más alto de lo que hubiera sido sin el nitrógeno de las aguas residuales humanas en las aguas a lo largo de la costa desde la península de Baja California hasta Santa Bárbara.

El problema se produce en gran parte porque el agua dulce de las aguas residuales es menos densa que el agua de mar en la que se inyecta. que hace que las aguas residuales suban a la superficie, donde vive el fitoplancton. El fenómeno se ve reforzado por poderosos afloramientos a lo largo de la costa, un proceso en el que el frío, El agua rica en nutrientes sube a la superficie para reemplazar el agua empujada por el viento. El fitoplancton usa nitrógeno para crecer, y el exceso de nitrógeno de las aguas residuales hace que el fitoplancton crezca a un ritmo mucho más alto que el natural, un proceso llamado eutrofización.

Cuando el fitoplancton se descompone, consumen oxígeno del agua, dejando zonas del océano con poco oxígeno donde es difícil para los animales marinos sobrevivir. El fenómeno se ha observado principalmente debido a la escorrentía de entornos agrícolas, pero el estudio de UCLA es uno de los primeros en demostrar que el problema podría ocurrir debido a los desechos producidos por las personas que viven en las ciudades.

"La idea de que una ciudad importante en una costa expuesta a fuertes corrientes pueda experimentar eutrofización es muy nueva, "dijo James McWilliams, el autor principal del estudio, Profesor Louis B. Slichter de UCLA de Geofísica y Física Planetaria y miembro del Instituto de Medio Ambiente y Sostenibilidad de UCLA.

Varias agencias recolectan muestras químicas de las aguas costeras del sur de California por temporadas, convirtiéndolo en uno de los ecosistemas costeros mejor monitoreados del mundo. Entonces, los investigadores sabían que la química del océano estaba cambiando, y que el cambio estaba siendo causado por alguna combinación de aguas residuales humanas, emisiones de dióxido de carbono, y el afloramiento que se produce cada primavera y verano, alimentando las floraciones de fitoplancton.

Pero los científicos no pudieron decir qué proporciones de los cambios fueron causados ​​por cada uno de esos factores.

En el nuevo estudio, McWilliams y su equipo desenredan el impacto de cada uno de los diversos efectos, encontrando que el 97% del nitrógeno agregado al océano de fuentes humanas proviene de aguas residuales. Los investigadores crearon un modelo informático para reconstruir las cantidades de nutrientes locales de los ríos, aguas residuales y lluvias que van al océano, y explicar cómo los complejos procesos oceánicos y atmosféricos influyen en cómo esos nutrientes afectan la química del agua.

Para confirmar la precisión del modelo, los investigadores compararon sus resultados con observaciones de campo y mediciones de satélite del mismo período de tiempo.

Los investigadores ejecutaron el modelo en dos escenarios:uno que asumía condiciones naturales sin nitrógeno agregado y otro que incluía nitrógeno de las aguas residuales. ríos y la atmósfera. Cuando se compararon las dos simulaciones, los investigadores encontraron que habría la mitad de la cantidad de fitoplancton si se eliminara la contaminación humana.

Fayçal Kessouri, un investigador postdoctoral de UCLA, dirigió el estudio; otros autores son de la Universidad de Washington, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y el Proyecto de Investigación de Aguas Costeras del Sur de California.

El estudio podría inspirar recomendaciones para mejorar el tratamiento del nitrógeno en la gestión de desechos humanos. Sin embargo, según Daniele Bianchi, un profesor asistente de UCLA de ciencias atmosféricas y oceánicas y coautor del estudio, Un obstáculo para mejorar las prácticas actuales es que los tratamientos actuales de aguas residuales para eliminar el nitrógeno de las aguas residuales son muy costosos. Dijo que mejorar los sistemas de reutilización de aguas residuales o usar algas para eliminar productos químicos podrían ser opciones menos costosas.

Actualmente se están realizando más investigaciones para comprender cómo la eutrofización está afectando la vida marina del sur de California.

El estudio se publica en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .