Una nueva investigación dirigida por la profesora adjunta de la Universidad de Nevada, Reno, Joanna Blaszczak, muestra que la hipoxia en ríos y arroyos es generalmente mucho más frecuente en todo el mundo de lo que se pensaba anteriormente. La hipoxia son niveles bajos o reducidos de oxígeno en las aguas superficiales que pueden ser perjudiciales para las especies acuáticas y, en algunos casos, pueden aumentar la producción de gases de efecto invernadero nocivos de los ríos.
La investigación, publicada recientemente en la revista Letras de limnología y oceanografíacompila más de 118 millones de lecturas de oxígeno disuelto y temperatura tomadas de más de 125 000 ubicaciones en ríos en seis continentes y 93 países y abarca más de 100 años, desde 1900 hasta 2018. Hipoxia, definida en este estudio como concentraciones de oxígeno disuelto por debajo de 2 miligramos por litro , se detectó en ríos y arroyos en 53 países, y el 12,6 % de todos los lugares exhibió al menos una medición hipóxica.
«La hipoxia en las aguas costeras y los lagos es ampliamente reconocida como un problema ambiental perjudicial, pero nos ha faltado una comprensión comparable de la hipoxia en los ríos», dijo Blaszczak, de la Facultad de Agricultura, Biotecnología y Recursos Naturales de la Universidad. «Aunque el 12,6 % puede no parecer un gran porcentaje, anteriormente se pensaba en general que los casos de hipoxia en ríos y arroyos eran extremadamente raros. Haber demostrado la presencia de hipoxia en una de cada ocho ubicaciones de ríos con datos es definitivamente un cambio de juego en términos de cómo debemos pensar y prestar atención al tema de la hipoxia en ríos y arroyos».
Blaszczak dice que los avances en la medición de la hipoxia durante los últimos 15 años utilizando tecnología de sensor de oxígeno disuelto desplegable en el campo que permite un monitoreo constante, como cada hora, ha brindado a los investigadores las herramientas para controlar mejor la presencia de hipoxia. Anteriormente, las lecturas se tomaban manualmente con una sonda de mano o recolectando muestras de agua principalmente durante el día, cuando los niveles de oxígeno son naturalmente más altos debido a la fotosíntesis que ocurre durante el día.
«La fotosíntesis de las algas produce oxígeno que se libera en la columna de agua», explica Blaszczak. «Entonces, no obtiene una imagen real de la ocurrencia de hipoxia si solo mide durante el día. Es mucho más probable que se desarrollen condiciones hipóxicas en las primeras horas de la mañana, después de la falta de fotosíntesis durante toda la noche. La tecnología más nueva nos permite para capturar esos datos».
De hecho, la investigación mostró una diferencia dramática en los resultados entre el uso de los métodos más antiguos y la tecnología más nueva, debido a las horas del día en que se toman las medidas.
«Descubrimos que si solo tomáramos muestras durante el día todos los días, entre las 8 a. m. y las 5 p. m., detectaría menos de la cantidad de lugares de ríos donde observamos hipoxia en aproximadamente un 25 %», dijo.
Blaszczak dice que gran parte de los datos del estudio son más recientes y se tomaron con la tecnología más nueva.
«No se estaban realizando muchas pruebas, especialmente antes de la década de 1950», dijo. «Incluso hasta alrededor de 2005, los datos a escala global son bastante escasos».
La investigación muestra influencias naturales y humanas.
Como era de esperar, los datos mostraron que la hipoxia en los ríos estaba más presente en aguas más tranquilas, más cálidas, más pequeñas y de menor gradiente, donde el oxígeno no se «revuelve» en el agua debido a la turbulencia. Blaszczak dice que la investigación encontró que estas condiciones ocurren con mayor frecuencia en ríos que drenan humedales naturales, así como en ríos que drenan algunas áreas urbanas, donde las acciones humanas han creado condiciones hipóxicas.
«Nosotros, como personas que manejamos las aguas, a menudo influimos en estas condiciones, por ejemplo, extrayendo agua, construyendo represas y aumentando la cantidad de materia orgánica que se libera en los ríos», dice. «Podemos establecer estas condiciones de flujos muy bajos. Los ríos rodeados de humedales y áreas urbanas tenían aproximadamente la misma probabilidad de ocurrencia de hipoxia. Eso demuestra que, si bien puede ocurrir naturalmente, también podemos crear estas condiciones que conducen a la hipoxia».
Blaszczak dice que la hipoxia a menudo no se reconoce hasta que es demasiado tarde.
«Verá un informe en los medios de comunicación de una muerte de peces causada por hipoxia, por flujos muy bajos de represas, una liberación de algo en un río u otra cosa que podamos controlar», dice ella. «Si podemos colocar más sensores para monitorear las condiciones, podemos obtener señales de advertencia tempranas y tomar medidas para solucionar el problema, como modificar el flujo de alguna manera».
Blaszczak dice que la tecnología de sensores más nueva que proporciona un monitoreo constante también es importante porque la duración de las condiciones hipóxicas afecta el daño que podría inducir.
«Los peces tienen, en algunos casos, estrategias de evasión. Entonces, si es solo por un par de horas, pueden intentar manejarse solos, permaneciendo más cerca de la superficie, por ejemplo», dice ella. «Pero si es más extenso, entonces les resulta más difícil. Y hay otros factores. El tamaño del organismo puede influir en su capacidad para sobrevivir, y algunos organismos no son tan móviles, por lo que no pueden adaptarse para sobrevivir». un evento hipóxico más prolongado».
Además del daño que la hipoxia puede causar a la vida acuática, también puede estimular la producción de metano y óxido nitroso, gases de efecto invernadero.
«Simplemente no hay nada bueno en la hipoxia en los ríos u otros cuerpos de agua», dice Blaszczak. «No podemos eliminarlo por completo, pero ciertamente podemos hacer un mejor trabajo al monitorearlo y tomar medidas para prevenirlo, en lugar de estimularlo».
Tomando una visión global
En una nota más positiva, Blaszczak dice que al observar los datos de 1950 a 2018, la investigación mostró que, a nivel mundial, no parece haber un aumento general de las condiciones hipóxicas en los ríos. Sin embargo, en ciertos lugares, hay aumentos. Y, en algunos lugares, la presencia es extrema, dice ella. Los investigadores elaboraron un mapa mundial que se presenta en el artículo de investigación, que codifica con colores la cantidad de casos de hipoxia que encontraron por región, siendo el azul los casos raros y el rojo la mayor presencia de hipoxia.
«Verá que Florida está completamente roja, fuera de serie», señaló Blaszczak.
Gran parte de los EE. UU. está en el rango amarillo o medio. Blaszczak dice que hay muchos más datos disponibles de EE. UU. en general que de otros países. Ella y un equipo de investigadores compilaron datos del trabajo respaldado por el gobierno y otros datos publicados para crear el conjunto de datos que abarca todos los continentes excepto la Antártida, pero está dominado por datos de América del Norte. Cada ubicación debía tener una coordenada geográfica, al menos una medición de oxígeno disuelto, la temperatura del agua correspondiente y un sello de fecha y hora. Blaszczak luego analizó los datos, como parte de su investigación para el Departamento de Recursos Naturales y Ciencias Ambientales y la Estación Experimental de su universidad.
Se embarcó en la dirección del estudio después de asistir a un taller en septiembre de 2018 realizado en Suiza y convocado por Jim Heffernan y Tom Battin de la Universidad de Duke. El taller tuvo como objetivo avanzar en la comprensión global de la dinámica de la hipoxia en ríos y arroyos y fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias de Suiza y la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.
En el futuro, Blaszczak dice que más monitoreo con tecnología más nueva es clave para mitigar los efectos nocivos de la hipoxia en los ríos.
«Necesitamos desarrollar aún más nuestra capacidad para identificar cuándo y dónde los ríos son vulnerables al desarrollo de condiciones hipóxicas, de modo que podamos guiar la gestión de los ríos frente al cambio continuo del clima y el uso de la tierra. Apoyar el monitoreo continuo y expandir el monitoreo a las regiones donde los datos son escasos es esencial», dijo.
Blaszczak agradece a los investigadores y gobiernos que proporcionaron los datos utilizados en el estudio y a los coautores del estudio, incluidos Lauren E. Koenig, Francine H. Mejia, Lluís Gómez-Gener, Christopher L. Dutton, Alice M. Carter, Nancy B. Grimm, Judson W. Harvey, Ashley M. Helton y Matthew J. Cohen.
