Araztegietako isurketen ezkutuko ondorioak

2020/10/19 Olatz Pereda Iriondo - Biologian doktorea Iturria: Elhuyar aldizkaria

Gizakiok garapena bilatu izan dugu maiz, horrek ingurumenari zer kalte eragin dizkion erreparatu gabe. Garai batean, esaterako, Euskal Herriko erreka gehienak egoera penagarrian izan ziren. Baina, zorionez, askotariko koloreak loratu dira gaur egungo argazkiotan, ingurumena hobeto kudeatzearen ondorioz (1. irudia). Eraldaketa horretan, araztegiak funtsezkoak izan dira, ezinbesteko lana egiten baitute hondakin-urak ingurunera askatu aurretik. Baina arazoa erabat konpontzen al dute? Nik behintzat, tesia hasi aurretik, hala uste nuen.

1. irudia. Urumea ibaia, Donostian, 1960ko hamarkadan (ezkerrean) eta 2018an (eskuinean). Agerikoa da nola egin dezakeen hobera uraren kalitateak, kudeaketa egokia bada. Arg. Arturo Elosegi

Araztegiek iristen zaizkien hondakin-ur zikinak tratatzen dituzte prozesu konplexuen bitartez, eta, garbitu ostean, ingurunera askatzen dituzte. Hala ere, zer eragin dute ustezko ur garbi horiek ingurunean? Galdera  horrek garrantzi handia du, gero eta handiagoa baita ur araztu horien proportzioa, gure erreka, ibai eta kostaldean. Tamalez, eskura dugun informazioa mugatua da oraindik, eta, maiz, ikerketek emaitza kontrajarriak islatzen dituzte. Gainera, kutsadura gero eta konplexuago bilakatuz doa, produktu kimiko berrien sintesi eta erabileraren ondorioz. Adibidez, gizartea gero eta zaharragoa den honetan, botiken kontsumoa nabarmen handituz doa; gero eta botika gehiago iristen da araztegietara, eta araztegiek ezin dituzte horiek guztiz ezabatu. Horregatik, araztegiek askatutako ura oso koktel kimiko konplexua bilakatu da, eta kezkatzekoa da horrek izan ditzakeen ondorio ekologikoak. Ur araztu horien konposizioaz gain, isuriak erreka hartzailean duen amaierako kontzentrazioak ere badu garrantzia, ez baita berdin urok emari handiko ibaietan edo ia agortuta doazen errekastoetan askatzea. Horregatik, isurketa horiek erreketan nolako eragina duten aztertzea izan da doktore-tesi honen helburua.

Zenbait indarren aldibereko lana

Naturan ohikoa da estres-iturri ugarik aldi berean eragitea bizidunei. Erreketan, gero eta estres-iturri garrantzitsuagoa da ur-eskasia, klima-aldaketaren zein ur-erauzketen ondorioz. Gainera, ur-eskasiak murriztu egiten du errekak isurketak diluitzeko duen gaitasuna. Kasurik larrienetan, erreka bera agortu egiten da, eta ibilgutik doan ura araztegiko isurketa hutsa da. Horrenbestez, lehengo urrats batean, isurketak jasotzen zituzten erreka naturalak izan nituen aztergai, ur-eskasiaren eta araztegi-uren kutsaduraren elkarrekintzaren ondorioak behatzeko.

2. irudia. La Sènia erreka (Tarragona), isurketa jaso aurretik (ezkerrean) eta ondoren (eskuinean). Erreka hau, berez, agortu egiten da, eta beheko aldean doan ur guztia araztu gabeko estolda batetik dator. Beraz, kutsadura- eta lehorte-gradientearen muturrean dago. Arg. Arturo Elosegi

Errealitatearen ahalik eta argazki zehatzena lortzeko, kutsadura-kontzentrazioaren zein ur-eskasiaren gradiente zabalak behar nituen, eta Katalunian aurkitu nituen Ebro ibaiaren 13 ibaiadarretan: erreka batzuk udan agortu egiten ziren, beste batzuk ez; batzuek kutsadura handia jasotzen zuten, beste batzuek, gutxiago. Isurketen eragina bereizteko, bi alde definitu nituen erreka guztietan, bat isurketa-puntutik gora eta bestea behera (2. irudia), eta urte oso batez aztertu. Uraren kalitatea eta ekosistemaren funtzionamendua izan ziren nire aztergaiak (ekosistemaren arnasketa, mantenugaiak birziklatzeko gaitasuna eta abar). 

Aztertutako isurketek nabarmen jaitsi zuten uraren kalitatea, oxigeno-kontzentrazioa murriztuz eta mantenugai zein farmakoen kontzentrazioak emendatuz. Eragina, noski, askoz handiagoa zen araztu gabeko urak agortutako erreketara iristean. Uraren kalitatean gertatutako aldaketek, gainera, eragina izan zuten aztertutako funtzio gehienetan. Hala ere, erantzuna ez zen uniformea: prozesu batzuk azkartu egin ziren (arnasketa, adibidez); beste batzuk apaldu (adibidez, mantenugaiak xurgatzeko gaitasuna); eta izan ziren aldatu ez ziren prozesuak ere (esaterako, materia organikoaren deskonposizioa) .

3. Irudia. Erreken funtzionamenduaren aldakortasun-eragileak islatzen dituen diagrama. Irudiko balioek adierazten dute eragile bakoitzak eta haien arteko elkarrekintzak duten pisua. Guztira behatutako aldakortasunaren % 70 baino gehiago azaltzen da. Arg. Olatz Pereda

Baina zein estres-iturrik eragin zuen gehiago erreken funtzionamenduan: ur-eskasiak ala kutsadurak? Horretarako, erreketan neurtutako aldagai guztiak (100 baino gehiago!) lau taldetan sailkatu nituen, haien izaera eta eragiteko moduaren arabera: uraren ezaugarri kimiko “arruntak”, konposatu farmazeutiko biozidak (antibiotiko eta antifungikoak), bestelako farmakoak eta aldagai hidrologikoak. Neurtutako prozesuetan, alde kimikoaren eragina gailendu zen, batik bat bioziden eta ez-bioziden elkarrekintzen bidez (3. irudia). Hidrologiak, bestalde, erreketan begi-bistako ondorioak utzi bazituen ere, ez zuen funtzionamendua esangarriki baldintzatu.

Kutsatu, zientziaren mesedetan

Klima zein kudeaketa hobearen ondorioz, Euskal Herrian nekez aurkitu genitzake Katalunian ikusitakoen pareko erreka zikinak. Hemen, isurketa gehienak ondo arazten dira eta, klima ez denez hain lehorra, gehiago diluitzen dira. Hala ere, ziur al gaude araztutako urak ez duela eraginik ingurunean? Hori neurtzea zaila da, araztutako urak jasotzen dituzten erreka guztiak lehendik ere nahikoa zigortuta daudelako.

Gabezia horri aurre egiteko, baimena lortu genuen erreka garbi bat araztegi bateko isurketekin kutsatzeko (4. irudia). Munduan erreka bat berariaz kutsatzen zen lehenengo aldia izan zen hura! Horretarako, Elgoibarko Apraitzeko araztegia aukeratu genuen, Euskal Herriko araztegi onenetariko bat, zeinak Deba ibaira isurtzen baititu araztutako urak. Ikerketarako, uren parte bat desbideratu genuen (sekulako ingeniaritza-lanaren bidez!), araztegiaren ondotik igarotzen den Apraitz errekastora askatzeko, eta haren azken 100 metroak kutsatzeko. Isurketaren efektuak isolatzeko, oraingoan ere, bi alde definitu nituen errekan, isurketaren sarrera berritik gora eta behera, eta bi urtez aztertu; urtebetez aritu nintzen erreka aztertzen, isurketa askatu baino lehen, eta beste urtebetez, ondoren. Bi urte horietan, errekan gakoak diren funtzioak bi hilabeterik behin aztertu nituen, aldiro 10 pertsonako lantaldea bertaratu ginelarik. Ikerketarako espresuki abiarazitako isurketak Apraitzeko araztegizkoak Deban duen diluzio bera erakutsi zuenez, ikerketa honen ondorioak Euskal Herriko beste erreka askoren egoeraren isla izan daitezke.

4. irudia. Apraitz errekan egin genuen ikerketaren eskema. Isurketa ikusgai dago esteka honetan: https://youtu.be/IwvEhhLQ2uk. Arg. Olatz Pereda (bideoa: Arturo Elosegi)
5. irudia. Apraitzeko algek fosforoa atxikitzeko zuten gaitasuna. Urdinez, araztutako uren sarreratik gorako aldea, eta gorriz, beherakoa adierazten da. Lerro etenak ur hori askatzen hasi ginen unea adierazten du. Arg. Olatz Pereda

Araztutako urak, nahiz eta % 3raino diluitu erreka hartzailean, ondorio ekologiko nabarmenak izan zituen errekaren egitura eta funtzionamenduan, aztertutako prozesu gehienak aldatu baitzituen. Araztutako urak errekaren funtzio gehienak aldatu zituen. Adibidez, nabarmen murriztu zen algek mantenugaiak atxikitzeko duten gaitasuna (5. irudia). Esperimentuaren emaitzek mezu garrantzitsu bat ematen dute aditzera, ekosistemen kudeaketan edota gizartean ere inplikazio garrantzitsuak izan ditzakeena: ondo tratatutako hondakin-urek ere eragin konplexuak izan ditzakete erreka hartzaileetan.

Errekak laborategira ekarriz

Aurreko bi lanek erakutsi zuten araztutako urek oso eragin aldakorra izan dezaketela erreketan, bai isurien kalitatearen baita erreka hartzailearen lehorte-mailaren arabera ere. Horrek iradokitzen du erabakigarria izan daitekeela araztutako urak erreka hartzailean zer  kontzentrazio duen. Eta, hain zuzen, hauxe izan zen tesiaren hurrengo galdera: nola erantzungo lukete ekosistemaren prozesuek kutsadura gradiente baten aurrean?

6. irudia. Esperimenturako erabilitako erreka artifizialak. Arg. Olatz Pereda

Horrelako gradiente bat naturan aurkitzea ezinezkoa izanik, laborategian simulatzea erabaki nuen. Beste behin ere, Kataluniara jo nuen, Gironako Uraren Ikerketarako Institutu Katalanak dituen erreka artifizialetara (6. irudia). Erreka artifizialak atontzeko, egoitzatik gertu zegoen kutsatu gabeko erreka bateko sedimentu eta harriez baliatu nintzen, baita araztegi batean araztutako urez ere. Hala, eskura zeuden 24 erreka artifizialetan, 8 diluzio-maila finkatu nituen, erreka-ur garbitik hasi eta araztegian tratatutako ur hutsera. Horrela, aztertu ahal izan genuen alga-komunitatearekin erlazionatutako prozesuek kutsaduraren gradientearen aurrean zer erantzun zuten. Kasu honetan, erantzun bakoitzaren forma edo patroia aztertzea zen helburua, eta, horregatik, lortutako emaitzak hainbat eredu matematikotara doitu ziren, horietatik zeini egokitzen zitzaion hobeto aztertu ahal izateko (7. irudia).

7. irudia. Esperimentuko emaitzei doitutako eredu matematikoak: a) Zuzena, b) Esponentziala, c) Potentziala, d) Logistikoa, e) Logit, f) Monod, g) Haldane, eta h) Koadratikoa. Arg. Olatz Pereda

Oraingoan ere, araztutako urek erantzun konplexuak eragin zituzten alga-komunitatearen funtzionamenduan. Nire hasierako hipotesiek iragartzen zuten kontzentrazio altuenean toxikotasuna sumatuko zela, baina, nire harridurarako, neurtutako prozesu gehienak azkartu egin ziren, ez moteldu. Horrelako emendio orokor baten aurrean, hala ere, prozesuek oso patroi desberdinak erakutsi zituzten (8. irudia). Prozesu batzuk, komunitatearen arnasketa edota deskonposizioa adibidez, mugarik gabe azkartu ziren (baita kontzentrazio altuenetan ere!); baina beste prozesu batzuen erantzunak, ekoizpen primario gordinarena edo biomasarena esaterako, ase egin ziren tarteko kutsadura-mailatik aurrera. Bestalde, mantenugaien atxikimendua, berriz ere, moteldu egin zen. Azpimarratzekoa da emaitza hauek iradokitzen dutena: erreken funtzionamenduaren prozesu sentikorrenetako bat izan daiteke algen jarduera, batik bat algek mantenugaiak atxikitzeko duten gaitasuna, eta, ondorioz, adierazle ona izan daiteke kutsaduraren eraginak hautemateko.

8. irudia. Araztutako urak erabiliz neurtutako prozesuek erakutsi zituzten formen adibideak: (a) komunitatearen ekoizpena eta (b) arnasketa (ezkerrean), materia organikoaren deskonposizioa (eskuinean, goian), eta algen biomasa (eskuinean, behean). Lerroek datuei hobekien doitutako funtzio matematikoa erakusten dute. Arg. Olatz Pereda

Iraganeko jardueren zantzuak

Tesi honen emaitzek argi erakusten dute herri eta hirietako hondakin-urek, baita araztutakoek ere, erantzun konplexuak eragin ditzaketela ekosistemen funtzionamenduan. Gaur egun, kutsadurari irtenbidea emateko gero eta aurrerapen teknologiko gehiago daude, baina noiz desagertzen dira ingurunean eragindako kalteak? Honakoa izan zen, beraz, nire tesiaren azken galdera: nola eragingo dio iraganeko kutsaduraren zantzuak ekosistemaren susperraldiari?

Galdera horri erantzuteko, beste atal bat erantsi nion aurreko esperimentuari. Bigarren fase honetan, errekak hilabetez kutsatuta mantendu ondoren, ur garbitan utzi ziren beste hilabetez, eta horren ondoren berriro ere aztertu ekosistemaren erantzun berak, ikusteko ea behin kutsadura desagertuta erantzun-patroiak mantentzen ziren. Errekek, hilabetez errekako ur garbia izan arren, aurreko faseko eragin nabarmena erakusten zuten oraindik. Izan ere, prozesu guztien erantzunak lehenengo fasean erakutsitakoen berdinak izan ziren. Horrek erakusten du araztutako uren efektuak denboran zehar luzaro manten daitezkeela.

Isileko udaberria

60ko hamarkadan Rachel Carsonek gizartea ohartarazi zuen kutsadura kimikoak bizidunon osasunean izan ditzakeen kalteez. Ordutik, aldarrikapen horretara etengabe gehituz joan dira zientzialariak, eta, egun, kutsadura kimikoa da aldaketa globalaren atal garrantzitsuenetako bat. Tesi honen emaitzak norabide berean doaz, araztegiek kutsadura larriena edo begi-bistakoena kentzen baitute, baina oraindik ere isileko kalte ugari eragin baititzakete erreken osasun eta funtzionamenduan. Argi dago, ingurumen-arazoei aurre egiteko, kudeaketa hobetu behar dela. Baina horretarako ezinbestekoa da populazio osoa arazoaz jabetzea. Izan ere, azken urteotan, denok ikusi ditugu izugarrizko hobekuntzak Euskal Herriko erreken kalitatean, baina oraindik badugu zer hobetu! Eta orain, inoiz baino gehiago, gure esku dago!

Bibliografia

Arroita M., Elosegi A. eta Hall R.O. (2018). Twenty years of daily metabolism show riverine recovery following sewage abatement. Limnology eta Oceanography, 64: S77-S92. doi: 10.1002/lno.11053

Carlson R. (1962). Silent Spring. Houghton Mifflin Company (Boston) eta The Riverside Press (Massachusetts).

Pereda O., Acuña V., von Schiller D., Sabater S. eta Elosegi A. (2019). Immediate and legacy effects of urban pollution on river ecosystem functioning: A mesocosm experiment. Ecotoxicology and Environmental Safety, 169: 960-970. doi: 10.1016/j.ecoenv.2018.11.103

Pereda O., Solagaistua L., Atristain M., de Guzmán I., Larrañaga A., von Schiller D. eta Elosegi A. (2020). Impact of wastewater effluent pollution on stream functioning: A whole-ecosystem manipulation experiment. Environmental Pollution, 258: 113719. doi: 10.1016/j.envpol.2019.113719

Pereda O., von Schiller D., García-Baquero G., Mor J.R., Acuña V., , Sabater S. eta Elosegi A. (2021). Combined effects of urban pollution and hydrological stress on ecosystem functions of Mediterranean streams. Science of the Total Environment, 141971. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.141971

Rodriguez-Mozaz S., Chamorro S., Martí E., Huerta B., Gros M., Sànchez-Melsió A., Borrego C.M., Barceló D. eta Balcázar J.L. (2015). Occurrence of antibiotics and antibiotic resistance genes in hospital and urban wastewaters and their impact on the receiving river. Water Research, 69: 234-242. doi: 10.1016/j.watres.2014.11.021

Rosi-Marshall E.J., Snow D., Bartelt-Hunt S.L., Paspalof A. eta Tank J.L. (2015). A review of ecological effects and environmental fate of illicit drugs in aquatic ecosystems. Journal of Hazardous Materials, 282: 18-25. doi: 10.1016/j.jhazmat.2014.06.062

Sabater S., Elosegi A. eta Ludwig R. (2018). Multiple stressors in river ecosystems. Status, impacts and prospects for the future. (Eds. Sabater S., Elosegi A eta Ludwig R.), Elsevier, 404 orrialde. ISBN: 978-0-12-811713-2. doi: 10.1016/C2016-0-01770-9

Gai honi buruzko eduki gehiago

Elhuyarrek garatutako teknologia