Sistemes costaners

 Moltes zones costaneres, a més de ser subjectes a factors intrínsecs que les fan ser sistemes molt fràgils (menor fondària, circulació d’aigua limitada, aports de materials des de terra), són exposades a una major pressió antropogènica.

• Blooms d’algues • Blooms de Cocolitofòrids • Bancs de meduses • Algues tòxiques • Hipòxia/anòxia • Eutroficació costanera • Productes extracel·lulars • Invasió d’espècies • Extinció d’espècies

• Alteració de la línia de costa • Regeneració de platges • Erosió costanera • Canvis en les conques fluvials • Canvis en la circulació marina • Canvi del nivell del mar • Escalfament de l’aigua de mar • Canvis en salinitat

  Oligotròfic – pobre en nutrients, biomassa escassa

  Mesotròfic – sistema entremig

  Eutròfic – ric en nutrients, biomassa elevada

106 CO2 + 16 HNO3 + H3PO4 + 122 H2O

(CH2O)106 (NH3)16 H3PO4 + 138 O2

Fotosíntesi Respiració

  Excepte alguns microorganismes, tots els components de l’ecosistema, inclosos els fotosintètics, tenen necessitat de respirar (oxidació de la matèria orgànica a CO2) obtenint així l’energia necessària per al manteniment dels processos vitals.

  En presència d’oxigen, els organismes utilitzen directament aquest element en la respiració aeròbica.

  Hipòxia te lloc quan les concentracions de l’oxigen cauen per sota de 3 mg/l

  Anòxia te lloc quan les concentracions de l’oxigen cauen per sota del límit de detecció

El Nitrogen mostra diversos estats d’oxidació en funció del pE. La concentració de N2 (aq) màxima es 5 x 10-4 M, que correspon a l’equilibri amb una pN2 de 0.77 atm.

Per a la major part del rang aquàtic de pE, l’N2 gas és la forma més estable.

A pE reductor, l’amoniac predomina mentre que, a pE oxidant, predomina el nitrat.

El fet de que el nitrogen gas no s’hagi convertit en nitrat en major proporció en les condicions aeròbiques predominantes indica la manca d’una mediació biològica eficient.

L’amonificació és la conversió del nitrogen orgànic (amines) a NH4

+ per l’activitat bacteriana i d’altres descomponedors.

La nitrificació o oxidació de NH4+ a NO2

- i a NO3- és efectuada

per bacteris autòtrofs que fixen C amb l’energia derivada d’aquest procés.

La desnitrificació té lloc per un mecanisme indirecte, la reducció de NO3

- a NO2- seguida per la reacció de NO2

- amb NH4+ per a

produïr N2(g) i H2O.

La fixació de nitrogen pot tenir lloc amb reducció de N2(g) a NH4+

en ambients amb pE inferior a -4.5. Els organismes fotosintètics no poden dur a terme la fixació de nitrogen.

Seitzinger, 2000

  “Augment en l’entrada de matèria orgànica a un ecosistema” Nixon (1995)

  L’eutroficació és un fenomen que apareix en llacs, embassaments i algunes zones costaneres com a resultat de l’adaptació de l’ecosistema a una elevada càrrega de nutrients.

  L’eutroficació pot presentar-se en zones estuarines i llacunes litorals tot i trobar-se en estat pristí.

  Més freqüentment és el resultat de pressions antropogèniques (contaminació).

  Els símptomes que defineixen un sistema eutròfic són: –  Elevada producció de biomassa fitoplanctònica –  Elevada densitat de macròfits bentònics –  Elevades taxes de respiració tant en la columna d’aigua

com en els sediments –  Presència de llots anòxics en sediments a escassa

profunditat en el seu interior –  Esdeveniments d’anóxia amb producció de gasos (CH4,

H2S, etc.) causants de la mortalitat d’organismes superiors

  Com a qualsevol ecosistema aquàtic, els sistemes eutròfics es basen en els següents processos: –  Producció primària –  Respiració i remineralització –  Sedimentació –  Oxidació anaeròbica

  Els sistemes eutròfics mostren una elevada intensitat de tots aquests processos que duen l’ecosistema a situacions crítiques en relació a la capacitat de càrrega del sistema.

  Llei de variació de la concentració de nutrient en una massa d’aigua segons la salinitat de la barreja.

Pinckney et al. 2001

  La concentració del nutrient limitant en una massa d’aigua exposada a la llum solar condiciona la capacitat màxima de producció de biomassa

  En un règim de mescla entre aigua dolça (rica en nutrient) i aigua de mar (pobre en nutrient), la capacitat màxima de producció depèn de la proporció relativa entre ambdues aigües

  En un estuari o albufera oberts, amb descàrrega de rius o aigües residuals, la capacitat màxima de producció depèn dels fluxos relatius d’aigua dolça i aigua de mar

  L’estat tròfic depèn a més a més d’altres factors tals com l’agitació, la taxa de sedimentació, bioturbació, etc

  Càrrega de nutrient (massa) = Concentració (massa/volum o massa/massa) x Flux d’aigua (volum/temps o massa/temps)

  QN tm/s = [N] tm/m3 * Φ m3/s

Causes d’Eutroficació

  La causa remota de l’eutroficació és un augment en la càrrega de matèria orgànica (MO): – MO alòctona – MO autòctona ∼ Càrrega de Nutrient

Agricultura Desenvolupament Urbà Tractament aigües residuals

  Font puntual és una font de nutrients orgànics o inorgànics que pot ser atribuïda a una localitat específica p.ex. l’extrem d’un tub de descàrrega. La major part de les fonts puntuals pertanyen a plantes de tractament tot i que algunes poden provenir d’indústries o complexos urbans concrets i també de rius que, al seu torn, reben els nutrients de fonts difoses.

  Fonts difoses de nutrients són les que no poden ser fàcilment identificades. Per exemple, les fonts referides a l’Agricultura ja sigui a través d’aigües superficials o subterrànies, la deposició atmosfèrica tot i que aquesta sigui deguda a les emissions per part de fonts puntuals, etc