El Lago Orta Como Caso De Recuperación De Un Lago Grande, Profundo Y Acidificado Al Norte De Italia

El lago Orta como caso de recuperación de un lago grande, profundo y acidificado al norte de Italia.

C. Bonacina, A. Calderoni y R. Mosello

lstituto Italiano di Idrobiologia, Pallanza, Italia

G. Bonomi y G. Salmoiraghi

Dipartamento di Biologia Evoluzionistica Sperimentale, Universitá di Bologna, Italia

G. Tartarl1

CNR-lstituto di Recerca sulle Acque, Brugherio, Italia

La densa contaminación industrial (cobre y sulfato de amonio) de una fábrica de rayón fue la responsable de la desaparición de casi toda forma de vida en el lago Orta desde fines de los veintes. La oxidación de N NH4 dentro del lago produjo una acumulación gradual de N NO3 y una fuerte disminución progresiva del pH por debajo de valores cercanos a 4. La concentración de cobre alcanzó un pico de a mitad de los sesentas, cuando surgieron fuentes adicionales de metales pesados (Cu, Zn,Cr) en las orillas occidentales de lago. En la nueva ley italiana sobre contaminación del agua obligó a dicha fábrica a instalar una nueva planta de tratamiento para la recuperación del cobre y del sulfato de amonio; al mismo tiempo, entraron en operación nuevas plantas para los efluentes industriales y domésticos. Esto provocó un cambio inmediato en la composición del agua del lago, particularmente en la concentración de N NH4 y empezó a haber indicios de recuperación en la comunidad biológica. Con base en un modelo provisional, se calculó que una recuperación total del lago tomaría demasiado tiempo -de a años-; por ello, el CNR-Instituto Italiano de Hidrobiología propuso en un plan para la intervención directa en la recuperación del lago, aplicando un tratamiento de cal, es decir, la neutralización de las aguas mediante la adición de carbonato de calcio. La primera parte de la intervención se realizó durante agregando al lago BOO ton de carbonato crudo. Este artículo aborda los resultados más importantes de esta operación, en particular las modificaciones positivas en la química del lago (pH, alcalinidad, concentración de nitrógeno de nitrato, nitrógeno de amonio, metales pesados) y los primeros indicios de recuperación de las comunidades biológicas. El tratamiento de cal del lago requiere aproximadamente de ton adicionales de carbonato crudo.

Introducción e historia de caso (de a 1979) ggiore, a través de los ríos Nigoglia, Strona y Toce (véase ilustración 1). Geológicamente, la El lago Orta se localiza al norte de Italia, en el cuenca de captación del lago es un mosaico de noroeste de Milán. Su efluente, que fluye des- rocas ácidas (granito, gneiss), de tal forma que de el extremo norte, es tributario del lago Ma- las corrientes entrantes transportan aguas de baja Originalmente la población de zooplancton era normal (Pavesi, 1879; Monti, 1930). Se registraron siete especies de cladóceros (cuatro de ellas Da- phnia spp.) y cinco de copépodos, y deben haber sido muy abundantes, si Pavesi pudo escribir al respecto: extraordinariamente abundantes, de forma que el fondo de la red estaba lleno de una sus- tan c ia geIatinosaformada por entomostráceos” (Pavesi, 1879). Se sabe que también eran abundantes los rotíferos (Monti, 1930) y que el lago era rico en algas (alrededor de especies), en particular desmidias y diatomeas (Parona, 1880; Giaj-Levra, 1925). Conforme a De Agostini la trucha ártica (Salvelinus alpinus) era el pescado comercial más importante en el lago, aunque hubiera otras especies con altas densidades, entre otras, la anguila (Anguilla anguila), el lucio (Esox lucius), el sábalo (Alosa ficta lacustris), la tenca (Tinca tinca), la perca (Perca fluviatilis), el barbo (Barbus barbus), la lota (Lota iota) y el cacho (Leuciscus cephalus). En todo caso, la pesca comercial era la actividad económica mas importante para los habitantes de los pequeños poblados que rodeaban al lago (De Agostini, 1927). Desde el lago Orta empezó a ser gra- vemente contaminado por los efluentes de una alcalinidad. Se trata de un lago glacial, con un fabrica de rayón localizada en su extremo sureste area de km2, un volumen de m3, (véase ilustración la cual usaba (y aún lo ha- una profundidad máxima de m y una cuenca ce) grandes cantidades (12 m3 es decir de captación de km2. La relación del area d-1, alrededor del de la descarga media efluente) del lago con la cuenca de captación es de su agua pura para los procesos de fabricación el tiempo teórico de renovación del agua es y, durante un periodo de casi años, descargó años y el de permanencia media es de Por en el lago cantidades cada vez mas grandes de tanto, desde el punto de vista hidrológico, el lago cobre y sulfato de amonio por la fabricación de Orta no tiene capacidad para tolerar las grandes celulosa y por las sales de hierro provenientes cantidades de contaminantes que recibe. Una vez de un proceso de recuperación parcial del cobre. fue clasificado como monomíctico, pero ahora, gracias a intensos estudios térmicos realizados en En los muestreos de agua del lago abierto los últimos años, está claro que no admite una carecían de fito y zooplancton (Bachmann, in litte- circulación completa todos los años (Ambrosetti et ris, tomado de Baldi, 1949); para práctica- ai., en prensa). mente no había peces y las aguas eran definidas El lago se ubica en una región de baja densidad como “estériles” (Monti, 1930). de población humana, con un escaso desarrollo Esta serie poco común de eventos se atribuyó, agrícola. De ahí que el impacto de la contamina- como lo demostró Monti al efecto gla- ción de fuentes agrícolas y domésticas sea insig- cial de las sales de cobre que mataron a todo nificante comparado con el de la industrial. el fitoplancton, destruyendo así el primer nivel de La información acerca de sus condiciones quí- la cadena alimentaria. Con una lógica irrefuta- micas naturales es mas bien escasa: se sabe que ble, a la desaparición del fitoplancton siguió la el pH varió entre y en la primera capa de del zooplancton; en cuanto a los peces, dañados m y entre y a una profundidad de m por la acción puramente mecánica de los iones (Vollenweider, 1963). En se registró un valor férricos y cúpricos que obstruían sus branquias, de alcalinidad de meq (Baldi, 1949). y sin alimento, no podían hacer otra cosa que morir, aunque con más lentitud que las algas y los microcrustáceos (Monti, 1930). Respecto al N-NH4, era fácil prever que las enormes cantidades de sulfato de amonio derra- madas en el lago provocarían un incremento del nitrógeno nítrico derivado de la oxidación del amonio, una acidificación progresiva causada por la nitrificación, un fuerte decremento del oxígeno disuelto y, al final, la destrucción de la reserva alcalina del lago que originalmente fue mal absorbida debido a la naturaleza ígnea de la cuenca de cap- tación. Con los años se realizaron varias investigacio- nes que permitieron seguir, paso a paso, la evo- lución de las características químicas y biológicas del Orta. El primer estudio sistemático planeado bajo una base anual fue el de Baldi (1949), del cual fue posible deducir, para 1947, una concen- tración media de amonio de alrededor de 0.4- 0.5 mg N-NH4 I-1, una concentración media de y unidades de pH) y una reducción mayor nitrato de mg N-NO3I-1 y valoresde pH del oxígeno (el consumo de oxígeno hipolimnético que variaban de a respecto de los valores se calculó en ton para y para de ácido prevalecientes (23.1 de los datos se También se midió una concentración media refieren a un valor de 6.4). En el mismo estudio, de cobre de Baldi afirmó que esa "población de plancton en el En el lapso (Bonacina, la con- lago Orta es casi nula". centración media de aumentó a mg En (Corbella et al, se calculó una N-NH4 En el mismoperiodo, la concentración media concentración media anual de mg N-NO3I-1, de alcanzó un valor de mg (véase con un incremento de casi mg sobre los valo- N-NO3 ilustración 4). Esto significa que la tasa de ni- res de 1947; se puede considerar que los valores trificación era limitada, probablemente por el pH deN NH4 permanecieron intactos (véase ilustra- bajo; la nitrificación reducida provocó un ligero ción 2). AI mismo tiempo, el de los valores de incremento de los valores del pH, cuya clase mas pH fue menor de y comenzó a evidenciarse un representativa varía entre y El consumo déficit considerable de oxígeno hipolímnico (una de oxígeno hipolimnético se calculó en ton de las características principales del lago en los a-1. años subsecuentes). De en adelante, Prácticamente se recu- peró el cobre de los efluentes de la fábrica de rayón (se calculó una carga media anual de ton de cobre para el periodo contra un valor de ton para el periodo anterior de aunque en el mismo lapso surgió una nueva fuente de cobre y de otros metales pesados (véase ilustración constituida por muchas pe- queñas industrias de orfebrería localizadas en la parte suroeste de la cuenca de captación (una carga media de ton de Cu a-1, Bonacina etal.,

De octubre de a septiembre de (Vo- Ilenweider, se observaron concentraciones medias de mg N-NH4I-1y mg N-NO3I-1 (véase ilustración 3). En el mismo periodo el autor señaló una tendencia hacia una acidificación mas intensa (20% de los valores medidos variaron entre (Cyclotella sp., Fragilaria sp., Synedra sp.) Oscillatoria limnetica (azul-verde) y Coccomyxa minor (verde). No había animales bénticos en el lago. Los peces estaban representados por unos cuantos es- pecímenes de lucios, anguilas y brecas, que se encontraban sólo en el litoral (Bonacina y Bonomi, 984).

Situación entre el abatimiento de la principal fuente de contaminación Industrial y el inicio del tratamiento con cal (de a 1988)

El año de marcó un hito en la historia del lago porque en ese momento entró en operación una planta de tratamiento para combatir la principal fuente de contaminación industrial que recuperó casi por completo las descargas de cobre y amonio; en un lapso de dos años la descarga anual de N-NH4 se redujo de ton (descarga máxima en 1970) a cerca de ton y la descar- En (Barbanti et al., la concentra- ga anualde cobre se abatió de a ton; por ción media de N-NH4 alcanzó mg y la de tanto, se respetaron los límites impuestos por la mg (véase ilustración 5); el valor N-NO3, nueva ley italiana sobre contaminación del agua medio delpH llegó a y la saturación media de para la descarga de desechos industria- oxígeno, a les al lago. Este reaccionó con rapidez a estas Los análisis esporádicos realizados de a variaciones (Bonacina et al. Mosello et al. confirmaron la situación arriba señalada. Bonacina, et al., de (véase ilustración 6). febrero de a febrero de (periodos de Por lo que Se refiere a la sección biológica, tras circulación), la concentración media de N-NH4 la total desaparición de la biota causada por la disminuyó de a mg y la de N-NO3, de contaminación inicial, se estableció en el lago una a mg (véase ilustración No obstan- comunidad pequeña y muy desbalanceada forma- te, las aguas siguieron siendo muy ácidas (el valor da por Cyclops abyssorum (crustácea copépoda) máximo del pH con el cambio de en a unas cuantas especies de rotíferos (e. g. Hexarthra un valor mínimo de en el contenido de fennica, Brachionus urceolaris), algunas diatomeas cobre no mostró ninguna disminución significativa y los procesos de nitrificación fueron muy lentos debido al bajo pH (Calderoni etal., 1990). La puesta en operación de la mencionada planta de tratamiento, con el consiguiente fuerte abatimiento de las cargas de amonio y cobre, implicó un viraje importante en la historia biológica del Orta. En cuanto al fitoplancton, ya para las dos especies dominantes (Oscillatoria limnetica y Coc- comycsa minor) fueron acompañadas por la Micro- cystis aeruginosa (azul-verde) que desapareció en los años siguientes, Scenedesmus armatus (verde) y Achanantes minutissima (diatomea) (Bonacina et al., Los estudios efectuados durante años posteriores revelaron grandes y continuas modificaciones en la composición del fitoplancton, que han permanecido hasta la fecha. Una amplia in- vestigación realizada en que incluyó me- diciones de la producción primaria, proporcionó un panorama detallado de la población de fitoplancton y de su actividad fotosintética antes del tratamiento con cal (Pizzolon etal., en prensa). La característica más sobresaliente derivada de este trabajo es que, por primera vez, la comunidad de fitoplancton mostró una organización y secuencias estacionales comparables a las prevalecientes en los lagos profundos de la zona templada. La principal diferencia consistió en su composición específica, que dependía claramente de la quími- ca peculiar del lago; desde esta perspectiva, la y Hexarthrafennica (rotífera, monogononta) fueron permanente ausencia de diatomeas (reemplaza- acompañadas por la Asplanchna brightwelli (rotífe- das por algas verdes), la persistencia de la Coc- ra) en 1981; la B. urceolaris (rotífera) y la Bosmina comycsa minor como la especie más importante, la longirostris (cladócera), en 1984; la Daphnia obtusa y disminución de las algas azul-verdes en compa- Chydorus sphaericus (cladócera), en (Bonaci- ración con años anteriores Y la gran densidad del na et al., 1987). En aparecieron D. longispina ultraplancton tuvieron gran importancia (Ruggiu et (cladócera) Keratella cochlearis, K. quadrata, Leca- al., en prensa). ne luna y Anuraeopsis fissa (rotífera) (Bonacina, sin Durante los años siguientes, las observacio- publicar). Por último, en se encontraron By- nes regulares confirmaron la variación y falta de thotrephes longimanus y Alona rectangula (cladóce- estabilidad de la comunidad de fitoplancton. A ra) (Bonacina, sin publicar). De esta manera, la fines de las algas azul-verdes casi habían población de zooplancton está adquiriendo una desaparecido y la antes dominante Coccomycsa estructura compleja, caracterizada por la presen- minor mostraba una marcadadisminución (Ruggiu cia contemporánea de micro y macro filtradores y Morabito, en prensa). Seguía sin haber diato- y depredadores. La aparición de D. obtusa en meas y toda la comunidad se caracterizaba por septiembre de fue notable; esta población clorofíceas (Ruggiu etal., en prensa). ahora es estable en el lago Orta, con densidades muy altas y con una estructura de población pe- El zooplancton también reaccionó rápidamen- culiar, en la que los machos representan a veces te a la reducida cantidad de amoniaco disuelto, casi el de la población total, y una ausencia mostrando una tendencia hacia una mayor com- total de huevecillos, De noviembre de a plejidad de la estructura comunitaria: a partir de enero de se realizó un estudio muy interesan- las tres especies que representaban las úni- te sobre algunas características genéticas de los cas poblaciones de zooplancton Cyclops abysso- muestreos mensuales de esta especie (Bachiorri, rum (crustácea, copépoda), Brachionus calyciflorus Bachiorri et al., en prensa). A partir de un análisis electroporético de sistemas enzi- máticos, se demostró que la D. obtusa en el Orta está compuesta de sólo un genotipo multilocus y que no tiene variabilidad genética temporal o espacial, característica nunca encontrada en la misma especie en otros medios italianos. Tam- bién se hicieron dos experimentos de estadísticas de “expectativas de vida”, usando como medio el agua del Orta y del Maggiore: el tiempo de sobrevivencia, el tamaño medio de la nidada y la tasa intrínseca de crecimiento resultaron significativamente más altos en los clones del Orta (Bachiorri et al., en prensa); para poblaciones de otros medios, las aguas del Orta parecían ser tóxicas. La dinámica de la población de D. obtusa del lago parece basarse en unagran sobrevivencia y producción de huevos, esta Última sostenida en un ambiente difícil, a expensas del crecimiento del cuerpo (Bachiorri, 1990). Las poblaciones bénticas profundas estuvieron parece iniciarse con un pH tan elevado como ausentes en el lago Orta desde los inicios de la y se detiene con un pH inferior a La contaminación, como lo demostró el estudio sobre nitrificación es una reacción que produce iones núcleos de sedimento tomados en distintas partes de hidrógeno y, a resultas de esto, una acidifi- del fondo lacustre (Bonacina etal., 1986). Sola- cación ambiental. Por lo tanto, tan pronto como mente se pudo encontrar una escasa población se desencadena la reacción, tiende a producir protozoaria en los sedimentos profundos en algún las condiciones que detienen dicha nitrificación. momento entre (Corbella etal., 1958) y Después, el pH crece gradualmente en el lago, (Ruggiu, 1969). Sin embargo, en el fondo de debido a la alcalinidad de la cuenca de captación todo el lago, desde hasta m de profundi- producida por las aguas entrantes, y de nuevo dad, fue colonizado por una abundante población alcanza valores compatibles con la nitrificación. de Tubifex tubifex, especie muy común en los me- Era evidente que sólo el restablecimiento de una dios de aguas dulces, pero que no se encontraba reserva alcalina adecuada permitiría la oxidación en las profundidades del Orta desde Un completa del N-NH4 residual y el mantenimiento estudio detallado sobre las variaciones estacio- de valores casi neutrales del pH. nales y la biología de esta población, terminado en (Bonacina et al., demostró que Operaciones del tratamiento la abundancia de T. tubifex había sufrido amplios cambios numéricos, principalmente en lo tocante El año de vio el inicio de un programa de in- a los individuos inmaduros; la población crecía de vestigación encaminado a evaluar la acumulación enero a junio, declinaba en forma dramática en química del lago, tomando en cuenta las entradas julio, alcanzaba su máxima densidad a fines del de los tributarios, la deposición atmosférica en verano y disminuía otra vez en noviembre. El ta- la superficie lacustre, los efluentes de la fábrica maño de la nidada (hueva o embriones-capullos) de rayón y las salidas por la descarga (Mosello de esta T. tubifex que vivía en el lago era mayor que et al., en prensa). Los resultados entre las poblaciones previamente estudiadas de obtenidos, junto con la variación en la química de otros lagos, y la mortalidad de los individuos ma- las aguas del lago, permitieron calibrar un modelo duros y con posibilidad de reproducción parecía de entrada-salida que considera el efecto de la muy baja. entrada de alcalinidad procedente de la cuenca En los pescadores proporcionaron el sobre la acidez del lago. El modelo obtuvo un primer indicio de la aparición de percas (Perca flu- lapso entre y años como tiempo necesario viatilis). Una amplia investigación de la comunidad para que el lago alcanzara una alcalinidad total de peces empezada en permitió asegurar entre y (Bonacina et al., que estaba compuesta principalmente (entre Y Mosello et al., en prensa; Mosello y Calderoni, por percas, mientras que las otras especies eran los cachos (Leuciscus cephalus) y Eupomotis Por todo lo anterior, el CNR-Instituto Italiano de gibbosus. Debido a la situación biológica del lago, Hidrobiología propuso (Bonacina etal., un en particular a la ausencia de brecas (Alburnus “Plan para una intervención de recuperación direc- albidus), chopas (Scardiniuserytrophthalmus) Y otros ta”, que consistió en la neutralización de las aguas Peces comunes, las percas en el Orta crecieron del lago por medio de la adición de carbonato muy bien en los primeros tres años, pero Cuando (tratamiento con cal). Esta técnica se ha utilizado las especies se volvieron piscívoras, el crecimien- mucho en el norte de Europa para neutralizar los to disminuyó (Monti y Giussani, com. pers.). lagos y ríos acidificados por lluvias ácidas (Less- mark y Thornelof, 1986). Tratamiento con cal (de a 1990) La propuesta fue aprobada por las administra- ciones provincial y regional y auspiciada por el La remoción del nitrógeno de amonio del lago Orta Ministerio del Medio Ambiente. depende de dos mecanismos: el primero está El proyecto consistió en rociar sobre la super- conectado con la acumulación de masa (entrada ficie del Orta una lechada de cal en una cantidad desde la cuenca-salida de la descarga), que aho- equivalente a un total de ton de CaCO3 ra es negativa, tras de que la carga Bemberg se puro, usando polvo fino de cal natural. Sobre redujo fuertemente. El segundo se relaciona con la base del modelo usado, dicha cantidad debía la oxidación química del amonio a nitratos y esta producir una alcalinidad de aproximadamente estrechamente conectado con el pH; de hecho, incluso después de la oxidación completa del amonio. Hasta el momento sólo se han tenido fondos para una parte del proyecto, la adición de ton de carbonato de calcio puro. Esta cantidad se añadió al lago entre mayo de y junio de El carbonato de calcio empleado para el tratamiento era cal natural que contenía de agua; la parte seca estaba compuesta por de CaCO3, de MgCO3 y de impurezas, principalmente sílice. El contenido de metal registrado fue de y ppm de Cr, Cu,Ni y Hg, respectivamente (Mosello et al., en prensa). El tamaño medio de los gránulos de cal se muestra en la ilustración La distribución de la cal se hizo desde un bote equipado con un tanque (de casi ton), una mezcladora de concreto (de m3), un tanque mez- clador (de O m3) y una bomba de chorro para dis- persar la lechada. La capacidad diaria de rociado era de casi ton de carbonato de calcio puro. La Por esta razón se definió la alcalinidad potencial lechada, preparada con agua del lago, contenía variable de la siguiente manera: casi de cal. El carbonato de calcio se añadió al lago en una proporción de ton por se- mana, con interrupciones en agosto, septiembre y diciembre-enero, debido a problemas técnicos donde TAes la alcalinidad total, definida y medida y de financiamiento. Las operaciones empezaron según APHA (1 [H+]es la concentración del en la parte sur del lago, es decir, en la porción ion hidrógeno, calculada a partir del pH, y más alejada de la descarga (véase ilustración es la concentración de amonio. Las unidades son AI principio, se roció el carbonato de calcio en microequivalentes I-1. la superficie del lago, pero de esta manera sólo Los valores de Alk P medidos a fines del in- se quedaba en las capas superiores del agua, vierno desde después de que se detuvo la penetrando sólo en todo el epilimnion, Por ello, entrada de amonio industrial, se pueden ver en en julio de se decidió cambiar la técnica: la ilustración en comparación con los valores a partir de entonces se bombeó con una tubería calculados con el modelo de entrada-salida. La desde el bote hasta una profundidad de casi m, alcalinidad potencial aumentó de manera regular

a fin de sobrepasar el metalimnion. E! trabajotrabajo se suspendió durante una parte del invierno, porque la lechada se congelaba en los tanques y tubos. Cuando se reiniciaron las operaciones, en el periodo marzo-junio de se volvió a rociar la superficie del lago.

Evolución de la química del lago

Los efectos principales del tratamiento con cal en la química del agua afectaron al sistema ácido- base (pH, alcalinidad, nitrificación del amonio) y a las concentraciones de metales menores (Cu,Al, Zn, Cr, Fe y Mn). El sistema ácido-base del Orta se caracteriza por la presencia de amonio, cuya oxidación este- quiométrica produce dos moléculas-gramo de ion hidrógeno (acidez) por mol de amonio oxidizado. en el periodo como resultado de las cargas de carbonato derivadas de los tributarios. El agudo incremento de la curva como consecuencia del tratamiento con cal fue evidente en y en los primeros meses del año siguiente. La comparación efectuada entre los valores medidos y los calculados -si no se hubiera aplicado el tratamiento- (véase ilustración indica una ganancia de cinco años en la recuperación de la alcalinidad del lago. Las variaciones semanales detalladas de Alk P como consecuencia de la adición de cal se pre- sentan en la ilustración donde se comparan con la evolución de la situación en ausencia de la lechada. La concordancia entre los valores medidos y los calculados confirma la validez del modelo utilizado. Con el mismo modelo pudo hacerse el pro- nóstico del efecto de una adición posterior de carbonato de calcio al Orta. En la ilustración para el aluminio Y casi nulas para el cobre. Una se puede ver que la adición de ton del disminución similar en las concentraciones se de- mismo material utilizado, equivalente a casi tectó también para otros metales como el hierro, ton de carbonato de calcio puro, produciría un manganeso, zinc y cromio (véase cuadro 1). Es- incremento de la alcalinidad potencial de hasta tos resultados concuerdan tanto con el equilibrio En estas condiciones, el pH aumentaría a químico que regula la solubilidad de estos meta- valores entre en toda la masa de agua, por les, como con los experimentos del tratamiento de lo que las concentraciones de metales menores se cal en el laboratorio, efectuados en aguas del lago reducirían a valores casi nulos. Orta, como preparación del proyecto (Mosello et A propósito, en cuanto al Cu y al Al (véanse al., en prensa). ilustraciones y se observó una marcada disminución en las aguas del epilimnion, donde el Situación a partir de (inicio del pH aumentó a valores por arriba de como tratamiento) en adelante consecuencia de la lechada de cal. Las variaciones en el hipolimnion, donde el incremento del pH no ha sido tan notable, fueron mucho menores En abril de como se señaló, empezaron las operaciones. en la parte mas sureña del lago. Du- Evolución Evolución de Alk rante este año se estudiaron los movimientos del agua, su química, así como el fito y zooplancton, con el propósito de comprobar los efectos de la cal y registrar los cambios en la composición y densidad de las poblaciones. Los efectos más importantes en la química lacustre tenían que ver con el sistema ácido-base (pH, alcalinidad y ni- trificación de amonio) y los metales responsables de la toxicidad del agua. Estos efectos se pueden resumir como sigue:

Disminución en la acidez potencial media del lago, de O a meq es decir, una variación que hubiera tardado cinco años con la carga natural de alcalinidad del agua. Neutralización de la capa de agua desde la superficie hasta m de profundidad en todo el lago. En esta capa, el pH medio inicial aumentó e Enorme disminución del contenido medio de N-NH4, de (abril de a mg (nov. debido al restablecimiento de los procesos de nitrificación, que habían bajado los años anteriores por la acidez de las aguas del lago. Sin embargo, no se ha mencionado que la producción de H+ derivada de la ni- trificación del amonio tiende a neutralizar los carbonatos añadidos y a inducir valores de pH de en el agua que esta por debajo de m de profundidad. En todo caso, al finalizar las primeras operaciones del tratamiento se obtuvo un resultado importante: las concentraciones medias de la alcalinidad total y de los iones de hidrógeno eran Prácticamente iguales, por lo que fue posible predecir que con la primavera, toda la masa de agua podría alcanzar valores de pH cercanos a

de a valores fluctuantes entre y La al- Desde el principio, la reacción de la población calinidad total, que no se presentaba antes del de fitoplacton ante el tratamiento fue sumamen- tratamiento, alcanzó valores medios tan altos te favorable: los dos cambios más importantes como fueron la reaparición inmediata y masiva de las O Reducción de las concentraciones de yAl en Cu diatomeas y un fuerte aumento del número de la capa epilimnética: en realidad, la de cobre especies existentes, en especial en el caso de las disminuyó de a Y la de aluminio, clorofíceas. Otro fenómeno igualmente positivo de a La disminución estuvo es- fue la clara existencia de series estacionales. Por trechamente relacionada con el incremento del úItimo, durante se identificaron especies pH. Las concentraciones medias en todo el lago de algas (sólo de se identificaron disminuyeron en gran medida, de a Muchas de las especies que se encuentran ahora para el cobre y de a para el aluminio. en las aguas eran parte del fitoplancton original (anterior a la contaminación) del lago Orta (Ruggiu etal., en prensa). En la comunidad de zooplancton reaparecie- ron la Diaphanosoma brachyurum y la Cerodaphnia pulchella. Hasta ahora en el lago hay una sola especie de copépodo, ocho de cladóceras y de rotíferas (véase ilustración 13). No todas las especies están presentes de forma continua ni alcanzan densidades considerables. No obstan- te, el incremento en el número de especies y su complejidad estructural son una buena señal.

Experimentos de paquetes de hojas

El tratamiento de cal debía estimular la recupera- ción de la comunidad béntica y, para evaluar la efectividad de la neutralización, se recurrió a los procesos de descomposición de las hojas. Se han considerado dos aspectos de dichos procesos: los rangos de desintegración y la colonización macroinvertebrada de las hojas. Estos aspectos del proceso de descomposición no están sepa- abióticos, y el segundo, la pérdida de peso debi- rados, dado que la actividad de los invertebra- da a la actividad de micro y macro invertebrados dos regula la tasa de procesamiento de detritos (Reice, 1974). (Petersen y Cummins, 1974; Iversen, 1975; Pid- geon y Cairns, 1981). Esto sucede normalmente Resultados de la lixiviación en medios acuáticos no contaminados, aunque en general se ha afirmado que hay una reducción En los tres inviernos y las cuatro diferentes áreas, significativa en la tasa de los procesos de desin- las tasas de lixiviación y las proporciones de pér- tegración en el fondo de los lagos en compara- didas de peso fueron: ción con las corrientes (Witkamp y Frank, 1969; Webster y Simmonds, 1978). De hecho, la des- norte composición vascular de los detritos de plantas sur es producida por diversas interacciones entre la norte naturaleza química y física de determinadas hojas sur norte y las características bióticas y abióticas del me- sur dio ambiente (Petersen y Cummins, 1974; Reice, 1974; Webster y Benfield, 1986). Las diferencias de pérdida de peso por lixivia- Por tanto, losexperimentos anteriores y poste- ción de los paquetes de hojas entre lasdos áreas riores al tratamiento se diseñaron para comprobar (N y S) no fueron disímiles. El primer periodo de si el tratamiento aumentaba el procesamiento de tasa por lixiviación fue significativamente diferente hojas de Alnus glutinosa en el Orta. (p 0.05) del segundo y tercero, en tanto que Se eligieron hojas podridas de aliso como ma- no hubo diferencia entre estos úItimos, Lo más terial para losexperimentos, puesto que este árbol probable es que las variaciones de tiempo de las es muy abundante a largo de la costa lacustre, lo tasas de lixiviación observadas en el lago Orta Se seleccionarondos sitios experimentales (N tengan una influencia directa de las variaciones en y S, ilustración1) y se compararon dos profun- el pH: ya se ha observado (Carpenter etal,, didades m y m) en cada sitio. Durante Drablos y Tollan, 1980) que los valores bajos de pH los inviernos de y (pretratamiento) y incrementan la pérdida de peso por lixiviación en de 1989 a 1990 y de (postratamiento) medios acidificados. Sin embargo, esta pérdida, se colocaron seis series de cinco paquetes de en el Orta, fue de rango considerado hojas (d. w, g cada uno) en el fon- como normal para ambientes naturales (Cummins do de cada una de lascuatro estaciones. Estos etal., 1989). Por otro lado, Nyckvist (1962) mostró paquetes fueron colocados y recuperados (una una pérdida muy pequeña por lixiviación con hojas línea a la vez, después de horas y aproxima- de aliso en experimentos de laboratorio (botellas damente después de y de vidrio), grados-días) por buzos de SCUBA. Se reunieron los macroinvertebrados correspondientes: cada paquete se introdujo en una bolsa de plástico, Resultados del proceso de descomposición antes de seleccionar las cinco líneas de paquetes del fondo, para evitar la pérdida de organismos al Los valores de temperatura, pH y amoniaco en los sacarlos. Los paquetes recuperados se lavaron y dos sitios (N y S) fueron similares, en tanto que las los organismos bénticos se fijaron con formalina. diferencias menos importantes encontradas entre La pérdida de peso se midió después de horas, las estaciones localizadas en las dos profundida- a 50°C. Las tasas de procesamiento de las hojas des distintas se debieron básicamente al periodo se calcularon conforme a Petersen y Cummins de estratificación térmica. Como la temperatura (1974); (un modelo exponencial variable negativo) era mas bien constante en las cuatro estaciones y Hanson etal., (1 984) (dos modelos variables). El del experimento, el añadido de los días-grados rango de temperatura durante los periodos de ex- no intensificó significativamente los dos modelos posición se midió con un termómetro de mínimos variables. y máximos que se dejó en cada estación. Las hojas de Alnus glutinosa siguieron el mismo El procesamiento de detritos de plantas en agua patrón de desintegración en los tres periodos de dulce es resultado de dos pasos sucesivos: uno estudio. Las tasas de descomposición (k), repor- inicial, la lixiviación rápida de las sustancias solu- tadas con límites relativamente confiables (véase bles al agua, directamente afectada por factores cuadro 2) no mostraron diferencias importantes en cro (Otto y Svensson, 1983) organismos bénticos probablemente se deba a la toxicidad de los metales pesados (Webster y Benfield, 1986). Por Último, los resultados revelan un “alentamiento” del proceso de descomposición entre el primero y el segundo periodos posteriores al tratamiento con cal, lo que se puede atribuir al esfuerzo a que se vieron sometidas las comunidades micro y macrobénticas por la rápida neutralización de las aguas del lago.

Fauna colonizadora la comparación por area (norte, sur), la profundi- Los resultados relativos a este aspecto de la inves- dad (-3, m) ni en el tiempo (antes y después tigación aún no son completos para los tres perio- del tratamiento). Las ecuaciones que describen dos de estudio, dado que sólo abarcan los dos pri- las tasas de procesamiento (véase cuadro 2) fue- meros años. La fauna macrobéntica asociada con ron muy similares en el lago Orta: el análisis de los paquetes de hojas es muy escasa, compren- covariancia no reveló diferencias considerables en diendo, como lo hace, una pequeña variedad de la tendencia temporal entre las cuatro estaciones. organismos de densidad igualmente modesta. No Por lo tanto, fue evidente que las tasas de des- se observaron correlaciones importantes entre las composición eran similares y aún no habían sido tendencias de la densidad y la diversidad de las afectadas por el proceso de neutralización. asociaciones macrozoobénticas, y la tendencia en Los valores k son típicos de las especies de el proceso de descomposición de los paquetes de plantas definidas como “lentas”; esto contrasta hojas. La composición de la comunidad de ma- mucho con los resultados de experimentos en am- croinvertebrados fue bastante estable durante la bientes lacustres con un pH normal, donde las descomposición y las proporciones trituradores- hojas de alisio caen dentro de la categoría de “me- comunidad total y trituradores-colectores no cam- dias” (Triska, 1970) o “rápidas” (Cummins et al., biaron durante el proceso, como ocurre en general 1989; Fano etal., 1981). Más aún, si se comparan en medios no contaminados. Varios autores han las tasas de descomposición atribuibles sólo al destacado el papel desempeñado por este grupo elemento microfungal (Picciafuoco y Rossi, funcional en la descomposición de hojas (Benfield las tasas de la Alnus glutinosa son mayores que y Webster, 1985; Hart y Howmiller, 1975; Iversen, las del lago Orta. Esto sugiere que en este la- 1975; Petersen y Cummins, 1974; Wallace etal., go, la comunidad microfungal asociada con la 1982). mineralización de CPOM de origen vegetal muy probablemente es deficiente. Además, ha sido Sedimentación en el lago Orta muy documentada (Cummins y Klug, 1979) la es- trecha interrelación entre la naturaleza de CPOM, Los estudios de sedimentación en el Orta empe- las características ambientales, los microhongos zaron en el verano de con la instalación de y los invertebrados detritívoros, que condiciona y dos pares de trampas cilíndricas con una propor- regula el proceso de descomposición. También ción de altura/diámetro de boca de (Bloesch ha sido reconocida la especificidad de correspon- y Burns, 1980) en el punto más profundo (véase dencia entre las hojas y los microhongos (Swift, ilutración estación B). Las trampas se colocaron y lo mismo sucede respecto a que esta a una profundidad de m, donde en general se relación esta muy influida por las comunidades miden valores bajos de extinción, de por lo menos macrobentónicas, que con sus presiones de de- y cerca del fondo del lago (-140 m). Em- predación, condicionan el tipo de microhongos pezando en enero de el muestreo de seston que colonizan el detritus. Además, en los medios también se extendió a las partes central y sur del con un pH natural o antopogénico bajo, los pro- lago (estaciones D y G, respectivamente), en tanto cesos de descomposición de la materia orgánica que se mantuvo la frecuencia mensual porque los son más bien lentos (Carpenter etal., 1983; Da- flujos de materia particulada eran escasos y se nell y Andersson, 1982; Traen, dado que necesitaba un tiempo adecuado para reunir canti- la inhibición de los micro (Hall etal., 1980) y ma- dades significativas. Además, las condiciones de alta acidez (pH 4.6) y las bajas temperaturas jos en se debe achacar a las operaciones hipolimnéticas "C) no permitían la degrada- del tratamiento de cal: en el caso del fósforo, el ción bacteriana. AI principio de las operaciones crecimiento se debe a la mayor entrada causada del tratamiento con cal, en la primavera de por el contenido de fósforo del carbonato de se colocó otro par de cilindros aproximadamente a calcio utilizado en el tratamiento y, en cuanto al m del fondo en cinco estaciones suplementarias nitrógeno, a su mayor remoción producida por la localizadas a io largo de la línea de pendiente restauración de los procesos biológicos (véase la máxima (véase ilustración estaciones A, C, E, F, parte de Tratamiento dellago, en este artículo). H). La distribución de las estaciones de muestreo La baja general en la sedimentación del fósforo permitió determinar el flujo del carbonato de calcio durante el periodo de años es evidente en la insoluble como parte de la definición de la eficacia ilustración 14: los recurrentes picos altos de flujo de la restauración del lago. observados se pueden explicar como periodos de En las muestras reunidas en las estaciones prin- la gran actividad biológica en primavera y verano. cipales D, G), se analizaron el fósforo y el El proceso de restauración, como ya se mencionó, nitrógeno totales, la materia particulada del sedi- se desarrolló de sur a norte, alcanzando par- mento, la clorofila, los feopigmentos y los metales tes central Y norte del lago hasta la primavera de (Cu,Fe, Mn, Cr, Zn). En las cinco estaciones Un ejemplo de la lentitud del proceso de restantes se midieron el fósforo y nitrógeno to- restauración se muestra en las variaciones de los tales, la materia particulada del sedimento y el flujos diarios de sedimentación de calcio durante calcio. Uno de los propósitos de este estudio fue los primeros tres meses de la operación, que fue- medir los flujos de nutrientes como parte de la ron obtenidos de las trampas localizadas en definición de la remoción de nutrientes a través estaciones A, C, E, F y H (véase ilustración 1). En de la producción de algas. mayo y junio el flujo de calcio (véase ilustración 15) tendió a disminuir gradualmente de sur a norte El lagosiempre ha mostrado una sedimenta- (cuando las operaciones sólo se efectuaban en ción predominante de material orgánico particu- la porción sur del lago), en tanto que en julio, lado autóctono, al igual que los medios defini- se observó un cambio considerable en los flujos dos normalmente como oligotróficos, aunque en de las estaciones centrales, con valores máximos este caso la similitud se considera en términos por arriba de g Cu m-2 d-1, en el area en que cuantitativos (Bloesch y Vehlinger, 1986). Durante directamente se roció CaCO3. el periodo el flujo seston de la estación Tras el primer periodo del tratamiento con cal más profunda disminuyó mucho en los primeros (junio de se calculó que el del CUCO3 tres años (véase cuadro junto con la lenta aplicado se utilizó para la neutralización de las "oligotroficación" naturaldel lago que siguió a la aguas del lago;este valorconcuerda con losesti- casi total reducción de las entradas de sulfato de mados hechos antes del inicio de las operaciones. amonio (véase la primera parte de este trabajo). El leve incremento de los flujos durante el periodo se debió al tratamiento. Estas hipóte- sis se confirman en cierta medida por la tendencia de los flujos de nitrógeno y fósforo totales, que disminuyeron durante los primeros años, como resultado de las bajas entradas de fósforo y la disminución del contenido de nitrógeno al lago, mientras que el extenso crecimiento de estos flu- Tras el establecimiento de la perca (Perca fluviatilis), que conforma entre el y de la comunidad pesquera total del lago Orta, se ha prestado particular atención a la población de peces. AI respecto esta en preparación un plan para la restauración pesquera (Monti y Giussani, com. pers.) en el que se considera la introducción inmediata de dos especies: la lobina o robalo negro, de boca grande (Microperus salmoides) y un coregónido (Coregonus lavaretus maraena) Tam- A partir de los flujos medios de nutrientes anua- bién se considera la restauración de la breca (Al- les se pudieron calcular las cantidades de fósforo burnusalbidus) y el sábalo (Alosa fallaxlacustris), que y nitrógeno sedimentadas de 1987-1990; éstos se hará después de que el coregónido alcance fueron disminuyendo gradualmente en el caso del un buen número de población establecida, con fósforo (de a ton P a-1), mientras que el propósito de añadir competidores de comida. variaron de un mínimo de a un máximo de La trucha del lago (Salmo trutta fario var. lacustris) ton N a-1 en el caso del nitrógeno, lo que se introducirá después de que la población de muestra una buena coincidencia con los cálculos brecas alcance un buen desarrollo. En la zona derivados de los balances de masa de la entrada- del litoral se plantaran chopas y carpas pequeñas salida de nutrientes (Mosello et al., como competidores directos de las percas y depredadores principales. También se considera a los lucios y anguilas como parte de este proceso Conclusiones de restauración,

Los autores agradecen a las siguientes personas su colaboración: Dr. Gian- Los efectos de la aplicación del tratamiento de cal luigi Giussani y Dr. Carlo Monti, quienes proporcionaron datos aún no pu- sobre la química del agua del lago Orta han sido blicados sobre la población de peces; Dra. Marina Camusso, Dr. Lucia- no Previtali, Dra. Cristina Bartone, Dr. Giorgio Biasci, Dr. Andrea Binelli, decididamente positivos, tanto por el incremen- Dra. Alessandra Chioetto, Dr. Marco Costantini, Dra. Simona Ramponi., to de la alcalinidad potencial como por la reduc- Dr. Mila Renoldi, Dra. Paola Riva, quienes contribuyeron en la investigación sobre la sedimentación. Dra. Bruna Gumiero y Dr. Andrea Pasteris, quienes ción de las concentraciones de metales. Sin em- prepararon los paquetes de hojas y cisternatizaron los resultados de los bargo, la relación observada entre la concentra- experimentos de procesamientos de hojas. Dra. Susanna Prato, por su trabajo con los organismos macrobentónicos en los paquetes de hojas. Dr. ción de metales y el pH establece la necesidad Maurizio Bigazzi y Sr. Andrea Ferrari, por su valiosa ayuda en el trabajo de de lograr la neutralización completa de las aguas campo. Sr. Gianfranco Giudice, quien realizó las actividades submarinas lacustres. No hay duda que la disminución en las de los experimentos con los paquetes de hojas. Sr. Francesco Monte, por realizar las ilustraciones y a la Profra. Sandra Spence, por revisar parte concentraciones de metales menores fue evidente del manuscrito. sólo cuando el pH aumentó a valores por arriba de * Ponencia presentada en las Semanas Internacionales de Limnología, orga- pero esto no fue en todo el lago, aunque nizadas por la CNA; traducción: Alma Lilia Roura y Marta Hernández. sí en una gran porción de su masa de agua. El modelo utilizado permitió establecer ton de Referencias cal (7 de carbonato de calcio puro) como la cantidad necesaria para alcanzar la meta. Con el equipo de diseminación de cal ya com- Ambrosetti,W., L. Barbanti y A. Calderoni. "II controllo delle probado, el segundo paso de la operación podría operazioni di liming in rapporto all'idrodinamica lacustre terminarse en menos de seis meses, con lo que ed al ciclo termico", Documenta lst. Ital., ldrobiol., se recuperarían incluso más años que si la re- en prensa. cuperación química del lago se dejara sólo a la Bachiorri, A. Biologia di popolazioni in ambienti stressa- entrada de la carga de alcalinidad procedente de ti. La ricolonizzazione del Lago d'Orta da parte di la cuenca. Daphnia obtusa Kurz (Crustacea, Cladocera), Ph D. The- Dado que la recuperación química del lago es sis: básica para su recuperación biológica y ecológi- Bachiorri,A., V. Rossi, C. Bonacina y P. Menozzi. "Enzymatic ca, es indispensable terminar el tratamiento. Tam- variability of a colonizing population of Daphnia obtusa bién se recomienda que las próximas operaciones Kurz (Crustacea, Cladocera) in Lake Orta (Italy) ", Verh. se efectúen durante el periodo de noviembre-abril int. Ver. Limnol, (en prensa). y, si es posible y económicamente factible, se Baldi, E."II Lago d'Orta, SUO declino biologico e condizioni utilice carbonato de granos menos finos. attuali", Mem. lst. Ital., Idrobiol., Barbanti, L., C. Bonacina, G. Bonomi y D. Ruggiu. Lago Danell, K. y Anderson, A. "Dry weight loss and colonization d'Orta: situazione attuale e previsioni sulla sua evo- of plant litter by macroinvertebrates: plant species and luzione in base ad alcune ipotesi di intervento, Ed. lst. lake types compared", Hydrobiologia, Ital. Idrobiol., Pallanza: pp., De Agostini, G. Flora, fauna e pesca del Lago d'Orta. Cusia- Benfield, E. F. y Webster, J. R. "Shredder abundance and leaf na breakdown in an Appalachian mountain stream", Fresh- Drablos, D.y Tollan, A. (eds.) 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