ESTUDIO LIMNOLÓGICO DE LA CALIDAD DE AGUA Y BIOTA DEL LAGO LANALHUE
INTRODUCCIÓN
En la cuenca del lago Lanalhue, tenemos 4 grandes actividades humanas (antrópicas) que generan impacto en la salud del lago. Estas actividades son: la Agricultura, la Ganadería, El monocultivo forestal y el Turismo-Habitantes del territorio que aportan aguas servidas.
Estas actividades aportan nutrientes, contaminantes y materia orgánica a través de los ríos tributarios al lago como El Peral, Elicura, Calebu, Natri, Tromen y otros, generando un aumento en los nutrientes que es alimento para la vida acuática que habita el lago. Con este alimento y la luz del sol, las plantas y algas hacen fotosíntesis y pueden proliferar, ya que tienen excelentes condiciones para crecer con alimento y luz, por lo tanto, el lago se vuelve muy productivo. Esto, a veces genera un problema cuando el crecimiento es excesivo pues genera un sistema (lago) Eutrófico, que significa muy productivo o con exceso de nutrientes.
Por otro lado, la temperatura y oxígeno disponible es bueno, tanto así que permite que los peces tengan el oxígeno suficiente para respirar, así como también es muy bueno exista una mayor presencia de peces nativos por sobre especies introducidas; 8 especies nativas y 2 introducidas, como la Carpa y la Trucha arcoiris. Además, tenemos algunas especies endémicas, es decir que sólo habitan en esta zona del mundo y también hay otras especies en peligro de extinción, por lo cual se merecen el mayor cuidado para su conservación.
RESULTADOS DEL ESTUDIO.
FISICOQUIMICO Y BIOLÓGICO
El nitrógeno es un compuesto que proviene de muchos lugares, como las raíces de los árboles, fertilizantes, la orina humana que contiene urea, la orina de los animales que bordean el lago pastando, etc. Se midió la cantidad de nitrógeno que hay presente en el lago y se detectó que se mantiene en niveles bajos, excepto en algunos episodios como en marzo de 2020 donde en el sector de la poza, frente a Licahue, fue casi 2 veces la concentración típica del lago.
El fósforo es un nutriente que proviene de sustancias o compuestos fosfatados, como detergentes, fertilizantes, fecas, etc. En el caso del lago Lanalhue, hay un exceso de fósforo que ingresa al lago a través de los ríos tributarios* que drenan la cuenca del lago.
La Clorofila es un pigmento (imagen 1) que está presente en todas las plantas y algas y que les permite hacer fotosíntesis, que es el proceso por el que obtienen energía para vivir. Cuando la luz del sol llega hasta las plantas y algas, estas comienzan la fotosíntesis para transformar esa luz del sol, en energía; La clorofila ayuda a que esto ocurra.
*Los ríos tributarios son aquellos ríos y esteros que aportan agua al lago, cuando bajan desde la Cordillera de Nahuelbuta fluyendo hacia el lago y desembocan en él.
Imagen 1. Molécula de clorofila vista al microscopio que, al reflejar la luz del sol, puede provocar cambios en el color del agua.
Se midió la concentración de clorofila en el lago, es decir, medimos cuanta energía se está produciendo y así sabemos “la cantidad de algas o plantas” que están presentes en el agua del lago. Con esto podemos evaluar el estado trófico (nivel de productividad) y también detectar floraciones masivas de algas o blooms (similar a las mareas rojas provocadas por algas rojas), que cuando están en altas concentraciones, los pigmentos de la clorofila reflejan la luz del sol de color verde por ejemplo, lo hace que el color del agua cambie (café o verdosa). Las mediciones realizadas en el lago muestran que el lago presenta desde una media a una alta productividad (figura 1), lo que lo clasifica como Meso-Eutrófico (mediano-alto exceso de nutrientes). Según la Norma de Calidad de agua NCh 1333/78 que define los diferentes usos, el lago clasifica como “apto para recreación con contacto directo”.
Figura 1. Estado Trófico (nivel de productividad) de las diferentes estaciones de muestreo del lago Lanalhue.
Los gráficos anteriores muestran que, si evaluamos el estado trófico usando el fósforo, el lago se presenta como eutrófico e hipereutrófico, es decir, tiene un exceso de nutrientes y en algunas estaciones y épocas un alto exceso de nutrientes (hipereutrófico). Ahora si evaluamos el estado trófico usando la concentración de clorofila en el lago, el estado es meso-eutrófico (medio a alto exceso de nutrientes o una alta productividad) con excepciones como las estaciones L1 y L2 en verano 2020 que clasifica como hipereutrófico. Lo anterior, significa que el lago está enfermando, pues la “eutroficación” es uno de los problemas mundiales en lagos más común en estos días, ya que genera problemas y limita el uso de estos cuerpos de agua, así como también puede generar malos olores y otros problemas a la salud de las personas por contacto directo.
OXÍGENO Y TRANSPARENCIA
En cuanto al oxígeno disponible en la columna de agua, que permite que ocurran reacciones de degradación (oxidación) de materia orgánica por bacterias o algo tan vital como permitir la respiración de los peces, las concentraciones medidas en este estudio arrojaron que es bastante bueno, es decir, tenemos un lago bien oxigenado en la superficie, pero no así en el fondo del lago, pues en ciertas estaciones existe ausencia de oxígeno en el fondo (anoxia). Esto, provoca que actúen ciertas bacterias y que degradan todo lo que llega al fondo, como sedimentos, plantas y “bichitos” que viven en el agua y que cuando mueren se van al fondo. Esta degradación de la materia orgánica e inorgánica del fondo del lago también permite que la ecología del lago funcione como un todo (como un sistema vivo y complejo).
Figura 2. Disco Secchi para medir transparencia en lagos
Figura 3. Transparencia en el lago usando disco Secchi con valor máximo en estación Chan Chan (L5).
RÍOS Y ESTEROS TRIBUTARIOS Y SUS APORTES
En el caso de los ríos y esteros tributarios del lago, se midieron diferentes parámetros fisicoquímicos, de los cuales es importante destacar:
Temperatura
Este parámetro presentó un comportamiento estacional, con mayores temperaturas en verano y menores en invierno como era de esperar. En verano de 2020 (marzo) fue donde se registró la mayor temperatura, lo que coincide con la época en que hubo más calor en el territorio, así como bajos caudales en los ríos (si traen poca agua se calienta más).
Conductividad
Este parámetro registró valores bajos en general indicando que el sistema (lago) está amortiguando bien la intervención antrópica (humana) de la cuenca, a excepción en la estación R4 estero El Peral, lo que muestra la influencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Servidas (PTAS) del ESSBIO ubicada en Contulmo
Fósforo Total
Los valores para este nutriente fueron más bajas en R11 (estero San Carlos) y la más alta en R4 El Peral, mostrando además que las mayores concentraciones se obtuvieron en invierno, lo que indica que con las lluvias de invierno se producen los mayores aportes desde la cuenca por contaminación difusa. Esto es importante comprenderlo, pues las lluvias juegan un rol fundamental en todo lo que se arrastra (lava el suelo) hacia el lago desde las actividades humanas que ocurren en el territorio (ganadería, forestal, turismo, agricultura)
Nitrógeno Total
Este nutriente, al igual que el fósforo mostró la mayor concentración en R4 el Peral en marzo 2020. Además, los valores indican una fuerte influencia de la descarga de la PTAS de ESSBIO en Contulmo para todos los periodos muestreados.
Coliformes fecales
Este parámetro es indicador de fecas humanas y animales; es un parámetro importante pues altos valores significan que el agua contiene restos de fecas, por lo que si alguien consume esta agua puede provocarle algún problema a la salud. Los valores medidos muestran que en R4, nuevamente estero El Peral, mostró la concentración más alta y varias estaciones muestran valores 5 veces por sobre el límite permitido por la Norma NCh 1333, lo cual es preocupante. Esto se explica por los asentamientos humanos así como por la gran cantidad de ganadería que pastorea por el borde de los esteros y borde del lago. Es por esto, que el programa PRELA está ejecutando “exclusión de ganado”, construyendo cercos para que estos animales no lleguen a la orilla de ríos y lago, evitando así que sus fecas y orinas lleguen al agua. En la figura 4 se muestran los valores en cada estación y se identifica con una línea roja horizontal, el límite que propone la norma para este parámetro.
Tabla 1. Valores promedios medidos en esteros y ríos tributarios del lago Lanalhue.
Figura 4. Concentración de coliformes fecales en cada estación para las 4 campañas de monitoreo
Como se aprecia en el gráfico muchas estaciones están por sobre la línea roja sobre todo en verano 2019, es decir, exceden el límite (1000 NMP/100 ml) que propone la normativa.
SEDIMENTOS (FONDO DEL LAGO)
Dentro de cualquier estudio que pretenda evaluar las condiciones ambientales de estos sistemas acuáticos, es imprescindible considerar los sedimentos de fondo del lago. El sedimento de fondo de los lagos presenta una única oportunidad para realizar una reconstrucción de las condiciones ambientales pasadas tanto del lago, como de la cuenca que lo rodea (Smol, 2002). Esta información puede incluso ser más representativa en términos temporales, que los datos recopilados en un monitoreo de calidad de agua, debido a que los sedimentos, al ir acumulándose en el fondo (figura 5), van “promediando” las características ambientales del lago y su entorno. Esta aproximación se basa en que los sedimentos van decantando en forma ordenada en el fondo del lago, de manera que los estratos inferiores del sedimento representan condiciones de mayor antigüedad que los sedimentos de los estratos superiores, o que recién están llegando a depositarse al fondo.
A su vez, junto con la entrada de sedimentos al lago, también van ingresando diversos materiales, como materia orgánica, nutrientes y partículas minerales entre otras. La acumulación gradual de nutrientes en los sistemas acuáticos, va produciendo de manera paulatina una degradación de estos sistemas, caracterizándose por incrementos de la biomasa algal, pérdida de biodiversidad (reducción del número de especies, o floraciones algales nocivas) y la generación o establecimiento de condiciones de falta y/o ausencia de oxígeno en la columna de agua y sedimentos (Rabalais et al., 2009), conociéndose esta condición como eutrofización.
Desde este modo, además de evaluar la calidad de agua de un sistema lacustre, la determinación de diferentes parámetros en los sedimentos de fondo, pasa a ser una herramienta preponderante en la evaluación de la “calidad ambiental” de estos ecosistemas y su integración con los parámetros químicos y biológicos en el cuerpo de agua, es fundamental en la determinación de las tendencias de cambio y en el establecimiento de objetivos a alcanzar, en iniciativas de gestión/remediación.
Figura 5. Sedimentos de un lago y acumulación con el paso de los años
Fuente: imagen extraída desde “Saber más, revista de divulgación” (https://www.sabermas.umich.mx/archivo/articulos/453-numero-52/863-los-lagos-testigos-del-pasado.html)
A continuación en la figura 6, se presentan los resultados del análisis de los sedimentos para las cuatro campañas realizadas, entre Septiembre 2018 y Marzo 2020, considerando la concentración de materia orgánica. En la figura 7, se muestran los resultados del fósforo a lo largo del lago (los colores indican mayor o menor concentración según indica el recuadro de la imagen).
Figura 6. Concentración de materia orgánica del sedimento, en las estaciones de monitoreo del lago.
Figura 7. Valores de fósforo a distribuidos a lo largo del lago (interpolación de valores)
BALANCE NUTRIENTES
En un sistema lacustre (lago) se desarrollan procesos que pueden reducirse a un sistema de entradas y salidas, donde las entradas son las cantidades de agua y compuestos que recibe el lago desde el exterior y las salidas son lo que se pueden llamar las pérdidas de éste (efluentes, regeneración o circulación de sustancias a la columna de agua o pérdidas a la atmósfera) (Galaz y Préndez 1999). Así, se puede estudiar un cuerpo de agua como un sistema de balance de materia (figura 8), en el cual se pueden determinar las cantidades de nutrientes que entran y salen del lago. En este sentido, uno de los principales objetivos de implementar un balance, es determinar la carga de nutrientes que posee un lago, así como también, identificar los principales afluentes que aportan en una mayor medida al valor total de estos (Guerrini 2017).
Figura 8. Esquema de un balance de materia o nutrientes que entran y salen de un lago.
Para realizar el cálculo, se utiliza una ecuación que se resume como sigue:
En la ecuación anterior, para simplificar no se considera la sedimentación ni las reacciones mostradas en la figura 8. Por lo tanto, todo lo que llega a través de los ríos y esteros tributarios hacia el lago producto de la lluvia que lava los suelos, se le resta lo que sale del lago a través de su efluente que corresponde al río Paicaví. Con este cálculo, podemos saber si el lago está botando más nutrientes de lo que ingresa o bien está acumulando (sale menos de lo que llega).
A modo de resumen, a continuación se muestra una tabla que indica por campaña, cuanto sale y cuanto entra al lago. Valores negativos quiere decir que “nutrientes salen del lago” y valores positivos significan que “nutrientes llegan o se acumulan en el lago”. Los valores están expresados en kilógramos de nutrientes por mes.
Tabla 2.
De acuerdo a lo anterior, solo para la campaña de Julio 2019 se ven valores positivos en la columna “entradas – salidas”, lo que significa que es la única campaña o época del año donde los nutrientes fósforo y nitrógeno se estarían acumulando. En el resto de campañas los valores negativos indican que está saliendo más de lo que entra.
Por otro lado, el balance nos indica cuales son los esteros o ríos que más aportan nutrientes al lago, ya sea por ser mas grandes (mayor caudal) o por tener una cuenca más grande. Los tributarios que más aportan al lago son El Peral, Natri, Calebu y Elicura que aportan casi el 90% de los nutrientes que llegan al lago.
Figura 9. Porcentaje de aporte por tributario
FITOPLANCTON, PECES y AVES
El fitoplancton corresponde a microalgas que viven en los sistemas acuáticos (mar, lagos y ríos), los cuales son indicadores de la productividad del sistema. Algunas especies llamadas comúnmente oportunistas, pueden rápidamente aumentar la abundancia y dominar el sistema. Esta característica de las microalgas con respecto a su tolerancia (o preferencia) a determinadas condiciones ambientales, ha sido descrita principalmente en diatomeas y cianobacterias, y sirve para indicar diferentes cambios en el ecosistema, como por ejemplo el tipo y nivel de contaminación.
En este sentido, aguas eutróficas y/o contaminadas por nutrientes, tenderán a albergar una mayor abundancia de aquellas especies fitoplanctónicas que pueden sobrevivir y adaptarse a condiciones extremas de hábitat, como baja transparencia del agua, pH básico y alta concentración de nutrientes (UNE, 2015). Un estado eutrófico en un ecosistema, significa un proceso avanzado de contaminación por nutrientes (fósforo y nitrógeno) lo que disminuye la calidad del agua.
En este tipo de ecosistemas, algunas microalgas como cianobacterias, algas verdes y diatomeas, aumentan su abundancia en concentraciones muy superiores a las que se encontraban inicialmente, a este proceso se le conoce como floración o “blooms” de microalgas. En los últimos años, se ha registrado principalmente a las cianobacterias (especies oportunistas) como frecuentes habitantes de lagos, lagunas y ríos con altas concentraciones de fósforo y nitrógeno, la mayoría crecen exponencialmente y forman floraciones, lo que se considera la fase final de la eutrofización.
La agencia internacional para la investigación del cáncer ha incluido las toxinas de cianobacterias como posibles agentes cancerígenos para los seres humanos (Clase 2B) (IARC, 2007) y se han ingresado dentro de los contaminantes emergentes de los ecosistemas acuáticos continentales.
En los resultados se registró un episodio de floración la cual está clasificada por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como Alerta 2, lo que quiere decir que había una concentración mayor a 100.000 células de microalgas por litro de agua. De acuerdo a las recomendaciones de la OMS, en estos casos no es recomendable bañarse, por lo que el programa PRELA está trabajando en un sistema de monitoreo ciudadano y alerta temprana para este tipo de episodios, cuidando así la salud de las personas que visitan el lago para recrearse.
La siguiente imagen fue tomada en el lago Villarrica durante un episodio de floración o blooms, que como se aprecia, genera un cambio en el color del agua (verdosa) y podría llegar a afectar la salud de los bañistas si ingresan al lago justo en el momento del blooms. Para el caso del lago Lanalhue, se tiene registro de episodios de blooms pero en un nivel menor al de la imagen.
Las microalgas responsables de estos blooms son de tamaños pequeños por lo que es difícil de observar a simple vista, excepto cuando hay una gran cantidad como la imagen anterior. Sin embargo, al tomar una muestra de agua y llevarla al microscopio podemos observarlas sin problema como la siguiente imagen.
Imagen. Especies de cianobacterias que provocan blooms o florecimiento en el lago Lanalhue
PECES DEL LAGO
Hasta antes de que el programa PRELA realizara el estudio limnológico en el lago Lanalhue, solo se tenía registro (en el año 2003) de unas cuantas especies de peces, 2 especies introducidas o invasoras y 2 especies nativas. Al realizar el estudio actualizado de peces en ríos tributarios y lago entre 2018 y 2020 por el centro EULA-Chile por encargo de PRELA, se registraron nuevamente 2 especies invasoras (trucha arcoíris y Carpa) pero se registraron un total de 9 especies nativas (Tabla 3), lo que significa un hallazgo desde el punto de vista de la conservación de especies y la ecología. De las 9 especies nativas, 5 de ellas presentan una categoría de conservación como “Vulnerable”, lo que quiere decir que están a punto de pasar a “En Peligro”, y se encontraron así mismo 2 especies “En Peligro”, lo que significa que estas podrían desaparecer para siempre si no se toman medidas para protegerlas.
Es preciso mencionar que las especies introducidas o invasoras como la trucha arcoíris y la carpa (al igual que el pino y eucaliptus que son especies introducidas), se alimentan de nuestros peces nativos, por lo cual que existan en los ríos y el lago, implica un riesgo para la conservación de nuestras especies por ser depredadores de ellas (es similar a reemplazar bosque nativo por plantación forestal).
Tabla 3. Especie de peces nativos e introducidos detectados en el lago y sus tributarios
La siguiente figura 10 y 11 muestran las especies encontradas en lago y en los ríos tributarios.
Figura 10. Especies encontradas en el monitoreo del lago y su categoría de conservación
Figura 11. Especies encontradas en el monitoreo de los ríos tributarios y su categoría de conservación
De acuerdo a lo anterior, el lago Lanalhue presenta varias especies nativas y en estado de conservación preocupante, por lo cual es responsabilidad de todos apoyar y cuidar sus hábitat para lograr su protección y conservación.
AVES DEL LAGO
El año 2019 se realizó un estudio denominado Censo y Monitoreo de las aves acuáticas del lago Lanalhue, en el cual se estudiaron las diversas especies que ahí habitan, así como el lugar donde viven, duermen y hacen sus nidos. Además, se estudiaron los tipos de humedales presentes en el lago y la importancia que cada uno tiene para sostener la vida de estas aves. Los resultados encontrados fueron que existen 4 tipos de humedales en el borde del lago, estos son: Pantano, pradera inundable, vegas y el lago mismo. Estos 4 tipos de humedales cuando se juntan forman un complejo de humedales que es el de mayor importancia por albergar la mayor cantidad de especies. La zona donde se detectó este complejo de humedales fue en la zona Sur del lago entre Licahue y Buchoco y que por lo tanto se les atribuyó el nombre de “zonas de exclusión” como medida de protección para estas aves. A continuación, se muestra una imagen que grafica esto.
Figura 12. Humedales de importancia para la reproducción de las aves acuáticas y zonas de exclusión.
Cada humedal identificado con un color, que indica mayor o menor importancia, muestra los lugares donde se deben tomar medidas para resguardar y asegurar la conservación de estas aves.
Por otro lado, un resultado que sorprendió fue que el lago Lanalhue presenta 46 especies diferentes de aves, lo que representa casi la mitad de las aves acuáticas registradas para Chile, lo que vuelve al lago un Hot Spot de biodiversidad por albergar gran cantidad de especies diferentes de aves acuáticas, incluso más que el Humedal del Río Cruces en Valdivia, famoso por la gran cantidad de cisnes y aves que ahí viven. Así mismo, el estudio realizó un análisis donde se definieron “especies focales de aves”, lo que quiere decir que, si protegemos estas especies focales, se logra proteger a todo el resto de aves que viven en los mismos lugares que estas. Algo así como “especies paragua” porque ayudan a proteger el resto. A continuación, se muestran las 8 especies focales definidas por el análisis que realizó este estudio.
Figura 13. Afiche de especies focales de las aves acuáticas del lago Lanalhue.
AREAS VIGILANCIA PARA UNA FUTURA NSCA
(para más información como rangos de calidad y detalles de las AV, consultar estudio completo)
Actualmente el lago Lanalhue recibe la presión de todas las actividades que se desarrollan en su cuenca (comunas de Cañete y Contulmo), sin embargo, no existe ninguna regulación o ley que sancione a aquellas actividades que contaminan o provoquen algún daño a la salud del lago. Por lo anterior, es que el programa PRELA busca crear el expediente que sustentará una futura Norma de Calidad Secundaria (NSCA) para la protección del lago y su vida acuática. Así, si en un futuro se logra contar con la NSCA, quedará regulado y habrá sanciones para aquellas actividades que pudieran provocar algún daño; cumplir criterios de calidad hoy, es algo voluntario y desregulado.
Una vez que se recopiló toda la información de calidad de agua, biota, sedimentos, usos de suelo de la cuenca y sus tributarios, se propusieron Áreas de Vigilancia (AVs) para el lago Lanalhue. De acuerdo a la Guía para la Elaboración de Normas Secundarias de Calidad Ambiental en aguas Continentales y Marinas (MMA, 2017), las AVs en lagos y sus puntos de control se deben localizar en sectores que representen zonas distinguibles en función de su hidrodinámica, su nivel de contaminación y objetivos de conservación biológica presentes. Además, se entrega un programa de monitoreo físico-químico y biológico para los puntos control en el lago y sus tributarios.
La elección de las Áreas de Vigilancia requirió la delimitación inicial de las diferentes zonas presentes dentro del lago y su cuenca de drenaje: zona limnética (centro del lago), zona litoral (borde lago) y los ríos tributarios del lago. La determinación de las AVs, para cada una de estas zonas, así como los sitios a controlar en cada una de ellas, estuvo basada en los criterios propuestos por la Guía del MMA (2017). Estos criterios hacen referencia al nivel de contaminación y a los objetivos de conservación biológica de cada zona, dando especial prioridad a la “presencia de hábitats acuáticos que albergan biodiversidad y que sea significativa para la cuenca, tanto en términos de riqueza como de abundancia, y que puedan ser potencialmente afectados por la calidad del agua de la cuenca”.
Por otro lado, la ubicación de los puntos de control se ubicó considerando las actividades productivas y urbanas asociadas a cada área de vigilancia, como lo son: el uso del suelo (agrícola, forestal, urbano, ganadería, entre otros), ubicación de fosas sépticas y viviendas (figura 14). Esta información se obtuvo del Plan de Ordenamiento y Gestión Territorial para la Cuenca del Lago Lanalhue (POGT, 2019).
Figura 14. Usos de suelo de la cuenca (izquierda) y fosas sépticas y pozos negros en borde lago (anillo perilacustre).
Figura 15. Zonificación Áreas de Vigilancia y puntos de control propuestos para la la NSCA.
