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Diagrama que muestra las fuentes y los ciclos de la precipitación de lluvia ácida.

El agua dulce se vuelve ácida cuando los ingresos de ácido superan la cantidad de bases producidas en el reservorio a través de la erosión de las rocas, o por la reducción de aniones ácidos, como el sulfato y el nitrato dentro del lago[1]​. La principal razón de la acidificación del agua dulce son las deposiciones atmosféricas y la lixiviación del suelo de SOx y NOx.[1]​ En un ecosistema sensible a los ácidos, que incluye un lecho rocoso de lenta erosión y piscinas de catión base agotadas, el SOx y el NOx de la escorrentía irá acompañado de iones de hidrógeno acidificantes y aluminio inorgánico, que pueden ser tóxicos para los organismos marinos.[1]​ La lluvia ácida también contribuye a la acidificación del agua dulce, sin embargo, la lluvia ácida se forma cuando el SOx y el NOx reaccionan con el agua, el oxígeno y los oxidantes dentro de las nubes[2]​. Además del SOx y el NOx, la capacidad de amortiguación de los suelos y los lechos rocosos dentro del ecosistema de agua dulce puede contribuir a la acidez del agua. Cada reservorio de agua dulce tiene una cierta capacidad de amortiguar los ácidos[1]​. Sin embargo, con un exceso de ingresos de ácidos en el reservorio, la capacidad de amortiguamiento se "agotará" esencialmente y el agua se volverá eventualmente más ácida.[1]​ El aumento del CO2 atmosférico afecta a la acidez del agua dulce de manera muy similar a la forma en que el aumento del CO2 afecta a los ecosistemas oceánicos[3]​. Sin embargo, debido a los diversos flujos de carbono en los ecosistemas de agua dulce, es difícil cuantificar los efectos del CO2 antropogénico[4]​. Finalmente, el aumento de la acidificación del agua dulce es perjudicial para varios organismos.

Agua dulce vs. acidificación del océano editar

 
Un resumen básico de la relación entre el CO2 antropogénico y la acidificación del océano

El océano y la atmósfera están intercambiando constantemente cantidades masivas de CO2.[3]​ Durante los últimos 800.000 años, la concentración de CO2 en la atmósfera se mantuvo alrededor de 172-300 partes por millón en volumen (ppmv).[3]​ Sin embargo, con las recientes emisiones antropogénicas de CO2, este número ha aumentado a 387 ppmv en 2009.[3]​ Entre 2000 y 2008, el 26% del CO2 antropogénico fue absorbido por el océano. Aunque la acidificación del océano también es causada por otras adiciones y eliminaciones químicas, el CO2 es el principal factor que afecta al pH.[3]​ Una vez que el CO2 se disuelve en el agua de mar, se convierte en un ácido débil que afecta principalmente a la química del carbonato.[3]​ El CO2 disuelto aumenta la concentración de iones de bicarbonato (HCO3-), carbono inorgánico disuelto (CT) y reduce el pH.[3]​ El agua dulce también absorbe el CO2 atmosférico, lo que también puede disminuir el pH.[4]​ Además del CO2, los valores de pH de los depósitos de agua dulce se ven alterados por la lluvia ácida, la escorrentía de nutrientes y otros contaminantes antropogénicos.[4]​ El agua dulce absorbe CO2 en el mismo mecanismo que el agua de mar, sin embargo, la alcalinidad del agua dulce es mucho menor que la del agua de mar, debido a la ausencia de un amortiguador de sal.[4]​ Debido a la falta de amortiguador salino, los cambios de pH en el agua dulce tienden a ser mucho mayores que en el agua oceánica, debido a que los iones H+ recién liberados no son amortiguados por tantos iones de bicarbonato (HCO3-) como el agua oceánica[4]​. Por lo tanto, la biota de agua dulce tiende a tener una mayor tolerancia evolutiva al pH que la biota de agua marina[4]​.

Causas editar

SOx y NOx editar

La quema acelerada de combustibles fósiles en el último siglo ha contribuido en gran medida a la acidificación de los ecosistemas de agua dulce. En la década de 1970, los niveles de emisiones de sulfato alcanzaron su punto máximo, y el nitrógeno le siguió 10 años más tarde.[5]​ Los principales contribuyentes a la acidificación del agua dulce son el SOx y el NOx. El aumento de la concentración de sulfato en la escorrentía, debido al aumento de los aportes de acidez, va unido a un aumento de la escorrentía de catión base y a la disminución del bicarbonato, creando el efecto acidificante que se observa en los ecosistemas de agua dulce.[6]​ En estado natural, la mayor parte del nitrógeno introducido en los ecosistemas de agua dulce será utilizado por la vegetación.[6]​ Sin embargo, en cantidades excesivas, todo el nitrógeno no puede ser utilizado por la vegetación, y el exceso de nitrógeno se encuentra como nitrato en la escorrentía del agua.[6]​ El nitrato contribuirá a la acidificación de la misma manera que el sulfato.[6]​

 
Un mapa que representa el Canadá atlántico.

Capacidad de amortiguación editar

Además del SOx y el NOx, las bajas capacidades de amortiguación de los ecosistemas también pueden provocar la acidez del agua dulce. Por ejemplo, el Canadá atlántico tiene las tasas más bajas de deposición ácida en el este de Norteamérica, con las aguas más ácidas del continente[7]​. Esto se debe al bajo amortiguamiento del lecho rocoso regional y a la adición de ácidos orgánicos naturales producidos por los humedales cercanos[7]​. Específicamente, en el suroeste y el este de Nueva Escocia, hay una combinación de alta acidez orgánica, pobre amortiguamiento y alta deposición ácida para producir un pH muy bajo en las aguas superficiales y valores de capacidad de neutralización ácida[7]​. En la mayor parte de la región del Atlántico, se encuentra un lecho de granito y esquisto que contiene muy poco material de amortiguación[7]​. El suelo formado por materiales de baja amortiguación y las aguas que drenan de ellos son, por lo tanto, susceptibles de acidificación, incluso bajo una baja deposición ácida[7]​.

CO2 editar

En los océanos, el CO2 de la atmósfera puede disolverse en la superficie del agua y formar ácido carbónico[8]​. El carbono inorgánico total en el agua dulce implica CO2 libre (o H2CO3), HCO3- y carbonato (CO32-)[9]​. El porcentaje de todos estos componentes también depende del pH del cuerpo de agua. Cuando el agua es ácida, contendrá principalmente CO2[9]​. A menudo es difícil cuantificar los efectos de los niveles de pCO2 en el agua dulce debido a las diversas fuentes de dióxido de carbono que reciben los ecosistemas de agua dulce. Factores como el ecosistema cercano, la agricultura, el uso de la tierra, la cuenca, el tamaño del lago, la precipitación, el tipo de suelo y las rocas determinan la cantidad de CO2 absorbido[8]​. Sin embargo, ha habido un claro aumento de pCO2 en los ecosistemas de agua dulce en el último siglo debido a la influencia antropogénica. A medida que la vegetación cercana a los ecosistemas de agua dulce crece y se multiplica, debido al exceso de pCO2 que alimenta a estas plantas, el carbono disponible al morir y durante la descomposición aumenta[8]​. Entonces, la precipitación, la meteorización y la escorrentía arrastrarán este suelo al agua cercana[8]​. Cuando la pCO2 de la vegetación en descomposición reacciona con el agua, forma ácido carbónico, que contribuye a un nivel de pH más bajo.

Efectos perjudiciales en los ecosistemas acuáticos editar

 
Este estanque muestra una sobreabundancia de Sphagnum.

Con el aumento de la acidificación en los ecosistemas de agua dulce, habrá una disminución de la biodiversidad, con el aumento de la pérdida de especies sensibles a los ácidos.[10]​ Una caída del pH a 6 afectaría drásticamente tanto a las especies de caracoles como a las de crustáceos dentro del agua dulce.[10]​ Por ejemplo, dentro de los lagos noruegos, estas especies representan el 45% de la fuente de alimento de la trucha, lo que resulta en una reducción del 10 al 30% de la trucha debido a la acidificación del agua dulce.[10]​ Además, la diversidad de especies del zooplancton se ve afectada por la acidificación del agua dulce.[11]​

En la mayoría de los depósitos de agua dulce ácida, habrá un aumento en el desarrollo de musgos y algas[10]​. En particular, es común ver un aumento en la abundancia del musgo Sphagnum.[10]​ El Sphagnum tiene una alta capacidad para intercambiar H+ por cationes básicos dentro del agua dulce[10]​. La gruesa capa de Sphagnum está restringiendo el intercambio entre el agua superficial y el sedimento, lo que contribuye aún más a la reducción del ciclo de nutrientes en el ecosistema[10]​.

Referencias editar

  1. ↑ a b c d e Psenner, Roland (1994-03). «Environmental impacts on freshwaters: acidification as a global problem». Science of the Total Environment (en inglés) 143 (1): 53-61. ISSN 0048-9697. doi:10.1016/0048-9697(94)90532-0. 
  2. ↑ Irwin, J. G.; Williams, M. L. (1 de enero de 1988). «Acid rain: Chemistry and transport». Environmental Pollution. Toxic Substance in the Environment (en inglés) 50 (1): 29-59. ISSN 0269-7491. doi:10.1016/0269-7491(88)90184-4. 
  3. ↑ a b c d e f g Gattuso, Jean-Pierre; Hansson, Lina (2013). Ocean acidification (en english). New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-959108-4. OCLC 975179973. 
  4. ↑ a b c d e f «CO2 System in Mackenzie River – Dr. Zhaohui Aleck Wang» (en inglés estadounidense). Consultado el 3 de enero de 2021. 
  5. ↑ Cardoso, A. C.; Free, G.; Nõges, P.; Kaste, Ø.; Poikane, S.; Solheim, A. Lyche (1 de enero de 2009). Likens, Gene E., ed. Encyclopedia of Inland Waters (en inglés). Academic Press. pp. 310-331. ISBN 978-0-12-370626-3. Consultado el 3 de enero de 2021. 
  6. ↑ a b c d Henriksen, Arne; Kämäri, Juha; Posch, Maximilian; Wilander, Anders (1992). «Critical Loads of Acidity: Nordic Surface Waters». Ambio 21 (5): 356-363. ISSN 0044-7447. Consultado el 3 de enero de 2021. 
  7. ↑ a b c d e Clair, Thomas A. ClairT A.; Dennis, Ian F. DennisI F.; Scruton, David A. ScrutonD A.; Gilliss, Mallory GillissM (28 de septiembre de 2007). «Freshwater acidification research in Atlantic Canada: a review of results and predictions for the future». Environmental Reviews (en inglés). doi:10.1139/A07-004. Consultado el 3 de enero de 2021. 
  8. ↑ a b c d Weiss, Linda C.; Pötter, Leonie; Steiger, Annika; Kruppert, Sebastian; Frost, Uwe; Tollrian, Ralph (01 22, 2018). «Rising pCO2 in Freshwater Ecosystems Has the Potential to Negatively Affect Predator-Induced Defenses in Daphnia». Current biology: CB 28 (2): 327-332.e3. ISSN 1879-0445. PMID 29337079. doi:10.1016/j.cub.2017.12.022. Consultado el 3 de enero de 2021. 
  9. ↑ a b Hasler, Caleb T.; Butman, David; Jeffrey, Jennifer D.; Suski, Cory D. (2016-01). «Freshwater biota and rising pCO2?». Ecology Letters 19 (1): 98-108. ISSN 1461-0248. PMID 26610406. doi:10.1111/ele.12549. Consultado el 3 de enero de 2021. 
  10. ↑ a b c d e f g Chadwick, M. J., ed. (1 de enero de 1987). Environmental Impacts of Coal Mining & Utilization (en inglés). Pergamon. pp. 282-318. ISBN 978-0-08-031427-3. Consultado el 3 de enero de 2021. 
  11. ↑ Muniz, Ivar P. (1990/ed). «Freshwater acidification: its effects on species and communities of freshwater microbes, plants and animals». Proceedings of the Royal Society of Edinburgh, Section B: Biological Sciences (en inglés) 97: 227-254. ISSN 2053-5910. doi:10.1017/S0269727000005364. Consultado el 3 de enero de 2021. 
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