El agua dulce se vuelve ácida cuando las entradas de ácido superan la cantidad de bases producidas en el reservorio a través del desgaste de las rocas o por la reducción de aniones ácidos, como sulfato y nitrato dentro del lago. [1] La principal razón de la acidificación del agua dulce son las deposiciones atmosféricas y la lixiviación del suelo de SO x y NO x. [1] En un ecosistema sensible a los ácidos, que incluye lecho rocoso de meteorización lenta y depósitos de cationes de base agotados, el SO x y el NO x de la escorrentía irán acompañados de iones de hidrógeno acidificantes y aluminio inorgánico, que pueden ser tóxicos para los organismos marinos. [1] Lluvia ácidaTambién contribuye a la acidificación del agua dulce; sin embargo, la lluvia ácida se forma cuando el SO x y el NO x reaccionan con el agua, el oxígeno y los oxidantes dentro de las nubes. [2] Además de SO x y NO x, la capacidad amortiguadora de suelos y lechos rocosos dentro del ecosistema de agua dulce puede contribuir a la acidez del agua. Cada depósito de agua dulce tiene la capacidad de amortiguar los ácidos. [1] Sin embargo, con un exceso de entrada de ácidos en el depósito, la capacidad de amortiguación esencialmente se "agotará" y el agua eventualmente se volverá más ácida. [1] El aumento del CO 2 atmosférico afecta la acidez del agua dulce de manera muy similar a la forma en que el aumento del CO 2 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 CO 2 antropogénico . [4] Por último, el aumento de la acidificación del agua dulce es perjudicial para varios organismos acuáticos.
Acidificación del agua dulce frente a los océanos
El océano y la atmósfera intercambian constantemente cantidades masivas de CO 2 . [3] Durante los últimos 800 000 años, la concentración de CO 2 en la atmósfera se mantuvo en torno a 172-300 partes por millón en volumen (ppmv). [3] Sin embargo, con las recientes emisiones antropogénicas de CO 2 , este número ha aumentado a 387 ppmv en 2009. [3] Entre 2000 y 2008, el océano absorbió el 26% del CO 2 antropogénico . [3] Aunque la acidificación del océano también es causada por otras adiciones y remociones químicas, el CO 2 es el factor principal que afecta el pH. [3] Una vez que el CO 2 se disuelve en el agua de mar, se convierte en un ácido débil que afecta principalmente a la química de los carbonatos. [3] El CO 2 disuelto aumenta la concentración de iones bicarbonato (HCO 3 - ), carbono inorgánico disuelto (C T ) y reduce el pH. [3] El agua dulce también absorbe el CO 2 atmosférico , lo que también puede reducir el pH. [4] Además del CO 2 , los valores de pH del embalse de agua dulce se ven alterados por la lluvia ácida, la escorrentía de nutrientes y otros contaminantes antropogénicos. [4] El agua dulce absorbe CO 2 en el mismo mecanismo que el agua de mar, sin embargo, la alcalinidad del agua dulce es mucho más baja que el agua de mar, debido a la ausencia de un tampón de sal. [4] Debido a la falta de tampón salino, los cambios de pH en el agua dulce tienden a ser mucho mayores que en el agua del océano, debido a que los iones H + recién liberados no están amortiguados por tantos iones de bicarbonato (HCO 3 - ) como el agua del océano. [4] Por lo tanto, la biota de agua dulce tiende a tener una mayor tolerancia al pH evolutivo que la biota de agua de mar. [4]
Causas
SO x y NO x
La quema acelerada de combustibles fósiles durante el siglo pasado 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 lo siguió 10 años después. [5] Los principales contribuyentes a la acidificación del agua dulce son SO x y NO x. Los aumentos en la concentración de sulfato en la escorrentía, debido al aumento de los aportes de acidez, se combinan con un aumento en la escorrentía de cationes básicos y una disminución de bicarbonato, creando el efecto acidificante que se observa en los ecosistemas de agua dulce. [6] En estado natural, la vegetación utilizará la mayor parte del nitrógeno introducido en los ecosistemas de agua dulce. [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]
Capacidad de almacenamiento
Además de SO x y NO x , las bajas capacidades de amortiguación de los ecosistemas también pueden conducir a la acidez del agua dulce. Por ejemplo, el Atlántico de Canadá tiene las tasas de deposición ácida más bajas del este de América del Norte, con las aguas más ácidas del continente. [7] Esto se debe al bajo nivel de amortiguación del lecho rocoso regional ya la adición de ácidos orgánicos naturales producidos por los humedales cercanos. [7] Específicamente, en el suroeste y este de Nueva Escocia, existe una combinación de alta acidez orgánica, mala amortiguación y alta deposición ácida para producir un pH de agua superficial muy bajo y valores de capacidad de neutralización de ácido (ANC). [7] En la mayor parte de la región atlántica, se encuentran lechos rocosos de granito y pizarra, que contienen muy poco material amortiguador. [7] El suelo formado a partir de materiales de baja amortiguación y las aguas que drenan de ellos son, por lo tanto, susceptibles a la acidificación, incluso en condiciones de baja deposición ácida. [7]
CO 2
En los océanos, el CO 2 de la atmósfera puede disolverse en la superficie del agua y formar ácido carbónico. [8] El carbono inorgánico total en el agua dulce incluye CO 2 libre (o H 2 CO 3 ), HCO 3 - y carbonato (CO 3 2- ). [9] El porcentaje de todos estos componentes también depende del pH del cuerpo de agua. [9] Cuando el agua es ácida, contiene principalmente CO 2 . [9] A menudo es difícil cuantificar los efectos de los niveles de pCO 2 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 CO 2 absorbida. [8] Sin embargo, ha habido un claro aumento de pCO 2 en los ecosistemas de agua dulce en el último siglo debido a la influencia antropogénica. [8] A medida que la vegetación cercana a los ecosistemas de agua dulce crece y se multiplica, debido al exceso de pCO 2 que alimenta a estas plantas, aumenta el carbono disponible al morir y durante la descomposición. [8] Entonces, la precipitación, la intemperie y la escorrentía arrastrarán esta tierra al agua cercana. [8] Cuando el pCO 2 de la vegetación en descomposición reacciona con el agua, forma ácido carbónico, que contribuye a un nivel de pH más bajo.
Efectos nocivos en los ecosistemas acuáticos
Con una mayor acidificación en los ecosistemas de agua dulce, habrá una disminución de la biodiversidad, con una mayor pérdida de especies sensibles a los ácidos. [10] Una caída en el pH a 6 afectaría drásticamente a las especies de caracoles y 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 10-30% en la trucha debido a la acidificación del agua dulce. [10] Además, la diversidad de especies de zooplancton se ve afectada por la acidificación del agua dulce. [11]
En la mayoría de los reservorios 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] Sphagnum tiene una alta capacidad para intercambiar H + por cationes básicos en el agua dulce. [10] La capa gruesa de Sphagnum está restringiendo el intercambio entre el agua superficial y los sedimentos, lo que contribuye aún más a la reducción del ciclo de nutrientes en el ecosistema. [10]
Referencias
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