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Artículo técnico de Medio Ambiente
Restauración de un lago en Polonia
Conscientes de la reducción paulatina de las zonas húmedas y las especies animales y vegetales que dependen directamente de ellas, Gravera “El Puente” apostó decididamente por devolver a la sociedad la misma o más calidad ambiental que había tomado. En colaboración con un biólogo independiente se diseñó e implantó un programa de recuperación de hábitats naturales para las aves acuáticas, proporcionándoles alimento suficiente, refugio y zonas aptas para su reproducción.
Durante más de 20 años, los volúmenes de aguas residuales y de las tormentas que se han volcado en el pequeño (26,8 ha.), pero relativamente profundo (17,3 m.) lago Duglie en Olsztyn, Polonia, han causado su total degradación.


Entre 1987 y 2000 el lago ha sido tratado con aireación artificial con destratificación. Esto proporcionó una lenta pero marcada mejora de la calidad del agua, con continuación no sólo durante el experimento sino después de finalizado, las concentraciones de los principales nutrientes, nitrógeno y fósforo, se redujeron notablemente.


Los mayores cambios fueron más aparentes durante los primeros años del experimento. Más tarde, la media de descenso del fósforo decayó, por la limitación de la capacidad de absorción de los sedimentos del fondo y la cantidad de manganeso y hierro contenidas en las aguas. Esto previno permanentemente la fijación del fósforo en los sedimentos más profundos, sin contar con los buenos niveles de oxigenación. Si se quería restaurar el lago completamente, se tenía que hacer algo más para aumentar la precipitación del fósforo de las aguas y su permanente fijación en los sedimentos profundos.


Se llevó a cabo un estudio para determinar si primeramente un coagulante de aluminio hidrolizado, PAX 18, ayudaría a la restauración del lago a través de la activación del fósforo. En las restauraciones de lagos, los tradicionales coagulantes de aluminio o hierro, introducidos como granulados o en disoluciones especialmente preparadas para tal efecto, son los que más se usan, pero existen estudios que sugieren mejores resultados con el uso de coagulantes hidrolizados. Fue la primera vez que se llevó a cabo un experimento de estas características en Polonia.

Material y Método.

La inactivación de fósforo en el Lago Dlugie se efectuó en abril de 2001. Veinte toneladas de coagulante, fabricado por Kemipol Sp. Police, se introdujeron en el agua, equivalente a una dosis de 6,75 Kg. De alúmina por metro cuadrado de la superficie inferior. Se dosificó en estrechos chorros desde barriles tirados por botes, los barriles iban justo bajo la superficie del agua.

La calidad del agua se analizó cada mes entre abril y diciembre de 2001. Las muestras de agua se tomaban en tres puntos, representando los tres puntos más profundos del algo. Los análisis comprendían exámenes térmicos, de estratificación de oxígeno y químicos.

Resultados.

El Lago Dlugie es característico en depósitos con bajos niveles de movimiento de aguas. Esto involucra un corto y casi siempre incompleto movimiento de agua en primavera, estableciendo una estratificación en verano y un pequeño movimiento de aguas en otoño.

En 2001 se observo una estratificación a principios del verano, después de un corto pero profundo movimiento de aguas en primavera. En los picos del verano el agua llegaba a los 23 grados centígrados y a 4 metros de profundidad, las temperaturas se mantuvieron a 4,5 grados C por metro, entre los 4 y los 8 metros y en el fondo era más frío. No se observó un equilibrio térmico hasta la segunda mitad de noviembre, dos semanas antes de su congelación.

El mayor éxito del método de la restauración del lago fue la de reducir el contenido de mezclas fosfóricas en el agua y no se esperaba que eso impactara directamente en los niveles de oxígeno del lago. De todas formas, se observó una alta oxigenación a principios de la primavera (16,6 a 17,6 mg por litro) y en el fondo (9,g mg). Justo dos semanas después de aplicar el coagulante la concentración de oxígeno bajó considerablemente, hasta los 10 mg y se mantuvo en este nivel hasta el final del estudio.

Es importante hacer notar que en 2001 las concentraciones de oxígeno fueron ecualizadas en todo el “epilimnion”. La concentración en el “metalimnion” no bajó más de 1 mg por litro y sólo el “hypolimnion” fue completamente desoxidado. En contraste, en años anteriores una rápida bajada de oxigenación se observó en las capas inferiores del “epilimnion” y se encontró una completa desoxigenación no sólo en el hypo si no también en el “metalimnion”.

La investigación llevada a cabo a principios de primavera (dos semanas después del deshielo de la capa superior) reveló que el proceso productivo había avanzado ligeramente (alto pH, BOD3 y valores de clorofila “A”). El contenido de fosfatos era bastante bajo (0.01 a 0.043 mg por litro), por otro lado el contenido de componentes fosfóricos era alto (sobre 0,2 mg). El dominante comprendía fósforo orgánico (0,125 hasta 1,191 mg). Inmediatamente se notó una estratificación evidente, antes de introducir el coagulante, con las máximas concentraciones de fósforo en las aguas profundas.

Después de la introducción del coagulante se precipitó el fósforo mineral en las capas superiores de las aguas, pocas trazas de elementos se detectaron casi al final del estudio. La mayor reducción de fosfatos ocurrió en el epi y el metalimnion. En el hypolimnium la reducción de mineral fosfórico fue mínima, de todas formas, la liberación de fosfatos de los depósitos del fondo fue reducida considerablemente.

Sin importar las condiciones anaeróbicas de las aguas cercanas al fondo, la concentración de fósforo mineral siguió siendo la misma (sobre 0,15 mg por litro), sin embargo los años anteriores había aumentado sistemáticamente, hasta un máximo de 0,3 mg en 1996 y 0,6 mg en 1999.

El método de restauración elegido tuvo un mayor impacto en el contenido de fósforo orgánico del lago. Se comprobaron grandes reducciones durante el verano (sobre 0,02 mg por litro) y los aumentos ocurrieron solamente en otoño.

Estos cambios de contenido de fósforo mineral y orgánico del lago Dlugie redujeron significantemente el total de fósforo del agua. En 2001 la cantidad media detectada se estimó en 150 Kg., la mitad que en 1999 (303 Kg. de media) y un tercio de la de 1996 (461 Kg. de media).

La reducción del fósforo permitió un considerable descenso de materia orgánica, especialmente de la de fácil degradación. Los valores DOD3 en las capas superiores bajaron sobre 10 mg por litro, justo antes de la inactivación, a 1,5 – 2,0 mg en el pico del verano. La clorofila “A” también se redujo considerablemente, existían altas concentraciones detectadas antes del experimento (60 mg por metro cúbico) y se rebajaron a 4 mg en julio. De todas formas, a final del verano y en el otoño, se observó un aumento gradual, con un valor máximo de 21,2 mg en medio de la estación, medidas obtenidas justo antes de que los hielos congelaran el lago, y eran menores que en 1999.

Limitando la producción del fósforo, ésta afectó positivamente a las transparencia de las aguas, con una mejoría comprobada dos semanas después de añadir el coagulante. Durante todo el período del estudio la transparencia del agua variaba entre 1,5 y 1,7 metros, y el valor máximo de 1,8 metros fue medida a mediados de verano.

El trabajo no afectó al contenido de componentes de nitrógeno en el Lago Dlugie. Como en años anteriores los niveles de nitrógeno variaban entre 1,5 y 2,5 mg por litro, con la dominante de nitrógeno orgánico comprimido. Reduciendo el nivel de fósforo sin modificar las cantidades de nitrógeno causaron un aumento de la relación N/P, en 2001 la relación excedió considerablemente, algunas veces hasta 20:1, cuando en años anteriores la media era entre 5:1 y 20:1.

A pesar de las fuertes propiedades ácidas del coagulante PAX, su introducción al lago no afectó, por si misma, al pH del agua. En mayo se observó un descenso considerable del pH y esta tendencia se mantuvo hasta el final del estudio. El lago posee la suerte de cambiar el pH del agua en una buena capacidad. La alcalinizad antes de la restauración estaba entre 2,6 a 2,7 mmol por litro y después de la inactivación sólo disminuyó a 0,2 – 0,3 mmol.

De todas formas, el coagulante aumentó el nivel de clorhídricos y aluminio en el agua. Los clorhídricos que llegaban a 31-36 mg por litro, aumentaron a 41-49 mg después de la adición del coagulante, pero a lo largo de un mes de pruebas descendieron otra vez a 37 mg y así se mantuvieron hasta el final del estudio. Directamente después de dosificar el agua, los niveles medios de aluminio de 0,7 mg por litro se volvieron a medir y se llegó a extraer la totalidad de aluminio.

Conclusión y lecciones aprendidas

Los estudios en el lago Dlugie confirman la gran eficiencia de los coagulantes PAX –18 en la extracción de fósforo, la máxima reducción y la extracción total del agua se observó sólo en el epi y metalimnion. La baja reducción de mineral de fósforo en el hypolimnion se debió, seguramente, a la menor dosis aplicada.

La efectividad del tratamiento se vio también afectada por la forma y el tiempo de la restauración. El coagulante se introdujo directamente bajo la superficie del agua, durante un tiempo preestablecido, lo que entorpeció la precipitación de fosfatos del total de la masa de agua. Al mismo tiempo, el avance del proceso de producción y del mencionado alto pH, llevó a una mayor proporción de aluminio (28 por ciento) en el agua..Las pruebas demostraron que el aluminio insoluble (AL-OH-3) sólo está presente con un pH superior a 9. En el lago Dlugie, la total precipitación del agua se observó sólo cuando el Ph bajó a menos 8,3.

Estas conclusiones sugieren la estricta necesidad de controlar la restauración de lagos por el método de inactivación del fósforo. Es importante también no sólo ajustar la dosis de coagulante, si no aplicarlo a su tiempo. En el caso de lagos con baja dinámica del agua, los mejores efectos se obtienen llevando a cabo la restauración en otoño. Esto adicionalmente limita la presencia de aluminio en el agua. En un pH sobre 9, en lagos de altas características de nutrientes saludables está presente un 100 por cien de aluminio, dosis más altas serían tóxicas para los peces. Las cantidades detectadas en el Lago Dlugie eran menores y los Ph medidos no representaban peligro para los organismos vivos.

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