Resultados

Tarea 0. Calibración y validación del tiempo de recuperación /Tarea desarrollada en el proyecto Puente (CTM2008-03800/TECNO).

En este estudio se determinó que:

• la zona de la Grúa de Piedra, localizada en el interior de la bahía de Santander, y susceptible de verse afectada por uno de los principales vertidos urbanos esporádicos mostró una susceptibilidad “baja” debido a la alta capacidad de renovación.
• la zona de Puertochico presentó una susceptibilidad “alta” de verse afectada por eventos contaminantes debido a la baja renovación de las aguas.
• Por último, la zona control mostró una susceptibilidad “muy baja” de verse afectada por eventos contaminantes (alta capacidad de renovación).

Tarea 1. Subtarea 1.1. Ensayos de bioacumulación

Análisis químicos en agua y mejillones

Durante el período de estudio, no se detectó la presencia de metales en muestras de agua en ninguna de las zonas (Grúa de Piedra (vertido urbano esporádico), Puertochico (escorrentía y derrame de hidrocarburos de la gasolinera) y San Vicente (control)) durante el período de estudio. En el caso de la Grúa de Piedra, estos resultados dan a entender que los alivios producidos durante los dos eventos de lluvia registrados en los meses de junio y julio de 2011 (Figura 1) muestran una elevada dilución en la zona, hasta alcanzar concentraciones prácticamente inapreciables a escasos metros del vertido (< 5m). Los mejillones trasplantados en la Grúa de Piedra y Puertochico tampoco mostraron acumulación de metales. De hecho, las concentraciones de hierro, cadmio y plomo son significativamente inferiores a las cuantificadas en el control; asimismo, la concentración media de Cr fue significativamente inferior a la cuantificada en la Grúa de Piedra.

En cuanto a la presencia de compuestos orgánicos, no se detectaron concentraciones de ftalatos, alquilfenoles ni bisfenol A en muestras de agua por encima de las Normas de Calidad Ambiental (NCA) establecidas por la Directiva 2008/105/CE, permaneciendo, en su mayoría, por debajo de los límites de cuantificación de las técnicas analíticas. Únicamente, se cuantifican, puntualmente, 91 ng/L de DEHP en la Grúa de Piedra después del primer evento de lluvia abundante.
En mejillones se han cuantificado 0,119 y 0,045 ng/g de DEP en la Grúa de Piedra (vertido urbano esporádico) y San Vicente (control), respectivamente, al cabo de 2 meses de experimento, mostrando por tanto una leve bioacumulación de esta sustancia. En el resto de muestras no se detecta la presencia de ninguno de estos compuestos, permaneciendo por debajo del límite de cuantificación (Tabla 1).

Por el contrario, se han cuantificado hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) en muestras de agua de San Vicente, de la Grúa de Piedra y de Puertochico (Tabla 1). Las concentraciones más bajas se registraron en San Vicente (control) y las más elevadas en Puertochico (probablemente debido al lavado de calles y de la zona donde se ubica el punto de suministro de combustible a la marina). Las concentraciones registradas en Puertochico fluctuaron en concordancia con los dos eventos de abundantes lluvias, viéndose incrementadas después de los principales aportes de agua y disminuyendo una vez las lluvias cesaron (Figura 2). A pesar de ello, las concentraciones registradas en todas las zonas durante el período de estudio permanecieron por debajo de las NCA establecidas en la vigente normativa.

Por otro lado, los mejillones trasplantados a las zonas de la Grúa de Piedra y Puertochico mostraron concentraciones de HAPs similares y superiores a las cuantificadas en los mejillones trasplantados en San Vicente. A pesar de ello, los HAPs en mejillones en ambas zonas (Grúa de Piedra y Puertochico) fueron bajos, permaneciendo en torno a los niveles de referencia establecidos por OSPAR-CEMP 2009 y por la Estrategia Marina.

Tarea 1. Subtarea 1.2. Ensayos de biomarcadores y contraste de resultados

Biomarcadores de efecto

Durante los ensayos de biomarcadores realizados, con el fin de analizar la respuesta de los organismos marinos a la exposición de contaminantes, se han registrado elevados índices de mortalidad de los mejillones en todas las zonas de estudio y tiempos de muestreo (entre 18% – 40%). El valor más elevado (40% mortalidad) se registró en los mejillones trasplantados en la Grúa de Piedra durante 42 días (T4). La elevada mortalidad registrada, tanto en las zonas de estudio como en la zona de referencia (control), puede ser atribuida al propio traslado, acondicionamiento y trasplante de los organismos para la realización de los ensayos.

Los mejillones trasplantados a Puertochico mostraron signos de estrés general después del segundo evento de lluvia. Por otro lado, los mejillones trasplantados en la Grúa de Piedra presentaron signos de estrés general después del primero de dichos eventos, recuperando niveles normales al cesar la lluvia.
El análisis histológico de la glándula digestiva indica que los mejillones trasplantados a la Grúa de Piedra y a Puertochico han sufrido una ligera atrofia en el epitelio digestivo, efecto observado en otros estudios ante situaciones de falta de alimento o exposición a contaminantes. El análisis histológico de las gónadas de los mejillones trasplantados indica que el desarrollo gametogénico tanto de machos como de hembras fue normal, no observándose, por tanto, evidencias de alteraciones en la reproducción en ninguna de las zonas de estudio. Estos resultados concuerdan con los bajos niveles de transcripción del gen de vitelogenina en todos los grupos de estudio.

Biomarcadores de exposición

El análisis indirecto de proliferación de peroxisomas mediante el análisis de la actividad AOX no mostró indicios de exposición a contaminantes orgánicos dado que los niveles de actividad de dicha enzima se corresponden a valores correspondientes a zonas poco contaminadas. Las variaciones observadas en nuestro estudio fueron atribuidas al carácter estacional del biomarcador.

Las frecuencias de micronúcleos cuantificadas en los mejillones trasplantados a ambas zonas de estudio fueron moderadas. El único grupo que presentó diferencias significativas en este parámetro con respecto de los mejillones de T0 fue el de los mejillones trasplantados a Puertochico. En San Vicente, uno de los mejillones trasplantados presentó una elevada frecuencia de micronúcleos pero, dada la variabilidad dentro del propio grupo, las diferencias con los demás grupos no fueron estadísticamente significativas. De estos resultados y de los observados en los análisis químicos no se puede concluir que haya habido exposición a compuestos genotóxicos.

Además de los análisis químicos de concentración de metales en mejillones, se cuantificó la acumulación de iones metálicos en la glándula digestiva mediante un biomarcador de exposición. Los resultados observados mediante el análisis de este biomarcador revelaron, al igual que los análisis químicos, que no hubo acumulación de metales con respecto a los mejillones T0. Los mejillones trasplantados a la Grúa de Piedra y a la zona de referencia presentaron valores bajos de acumulación en la glándula digestiva. De entre los mejillones trasplantados a Puertochico, algunos presentaron valores elevados de acumulación de metales pero, dada la variabilidad dentro del grupo, las diferencias no fueron estadísticamente significativas.

Al integrar la información de los ensayos se observó que, los análisis químicos de concentración de metales en tejido blando de mejillón así como la estimación de acumulación intralisosómica de metales en la glándula digestiva medida mediante autometalografía revelaron una baja exposición a metales en la Grúa de Piedra y Puertochico durante el período de estudio.

Asimismo, los niveles de expresión del gen de vitelogenina cuantificados en machos así como el normal desarrollo de las gónadas de machos y hembras concordaron con la ausencia de alquilfenoles y bisfenol A en mejillones y con la baja concentración de DEP cuantificada en los mejillones de la Grúa de Piedra.

En cuanto a la salud global de los mejillones transplantados, se apreció una leve alteración de la misma en los mejillones transplantados en la Grúa de Piedra, determinada por la reducción en la estabilidad de la membrana lisosómica en células digestivas. Además, se observó un aumento en la densidad volumétrica de células basófilas (VvBAS) tras 42 días de transplante.

En resumen, los parámetros estudiados al principio y al final del experimento en las zonas de estudio (exposición a metales, compuestos genotóxicos y disruptores endocrinos, análisis histopatológico y estudio del desarrollo gametogénico) no revelaron alteraciones en los organismos trasplantados que pudiesen ser debidos a los alivios contaminantes generados durante los eventos de lluvia analizados. Los resultados obtenidos en la Grúa de Piedra revelaron que los vertidos esporádicos e intermitentes de aguas residuales urbanas procedentes de redes de saneamiento de las características de la de Santander (elevado caudal de lluvia a lo largo del año) no parecen afectar, de manera significativa, a los organismos asentados. Asimismo, no se observaron respuestas biológicas asociables a la presencia de contaminantes. De este modo, la contaminación difusa en esta zona de baja renovación no parece haber tenido efecto significativo a corto plazo sobre los organismos asentados.

Contraste de resultados

Por último, en el contraste de resultados, se ha comparado los resultados de los modelos numéricos con los resultados de los ensayos de bioacumulación y biomarcadores.

Para llevar a cabo el modelado numérico del vertido desde el 1 de junio hasta el 31 de agosto de 2011 (2208 horas) se utilizaron una serie de herramientas matemáticas. En primer lugar, se calcularon los caudales descargados por el alivio a partir de la ejecución del modelo dinámico de precipitación-escorrentía Storm Water Management Model (SWMM) que permite simular un evento único o continuo de escorrentía en áreas urbanas. Dicho es un código numérico que permite simular el comportamiento hidrológico-hidráulico de un sistema de drenaje urbano, tanto en términos de cantidad de agua como en la calidad de la misma. Los datos de la lluvia se introducen al programa y el modelo se utiliza para predecir la respuesta del sistema a corto plazo.

En segundo lugar, se evaluó la hidrodinámica en la Bahía de Santander mediante el empleo del modelo numérico tridimensional Delft3D, cuyas formulaciones permiten tener en cuenta múltiples variables, que afectan al resultado final del modelo. Finalmente, se analizó el impacto del alivio sobre el medio receptor a partir del uso del programa VISJET (herramienta de visualización de flujos que permite describir la evolución e interacción de vertidos con diferentes ángulos en un medio fluido).

Los resultados del modelo numérico muestran que la pluma de vertido no alcanzó directamente (campo cercano), en ningún momento del período de estudio, la localización exacta donde estaban trasplantados los mejillones (a 2 metros de distancia de la salida del alivio) tal y como indica el gráfico de salinidad (Figura 3). El caudal liberado durante los alivios de tormenta fue muy bajo, en relación con el volumen de agua afectada, y poco denso por lo que tendió a flotar rápidamente nada más ser liberado al medio. De este modo, los mejillones trasplantados apenas se vieron expuestos directamente al influjo de los alivios, tal y como se preveía antes de ser colocados (Figuras 4, 5 y 6). Este hecho corrobora que la ubicación de los mejillones fue la idónea, permaneciendo los organismos trasplantados en el entorno inmediato de afección del vertido pero sin llegar a verse afectados directamente por la pluma del mismo.

Estos resultados concuerdan con los resultados de bioacumulación y biomarcadores realizados en mejillones en los que no se observaron afecciones significativas. Asimismo, las bajas concentraciones de metales e hidrocarburos aromáticos policíclicos observadas en agua, así como la práctica ausencia de disruptores endocrinos en las muestras concuerdan con la rápida dilución y dispersión del efluente una vez vertido.
A pesar del esfuerzo realizado para la realización del estudio no se pudo obtener una muestra de agua del efluente durante el momento de alivio necesaria para el modelado la concentración de contaminantes en el punto exacto donde estaban trasplantados los mejillones (campo lejano). Esto fue debido a que no había acceso posible al tanque de tormenta ni modo alguno de poder tomar la muestra bruta del efluente. De este modo, únicamente tenemos la dilución de la pluma de vertido del alivio, pero no la difusión de estos contaminantes y su concentración en el medio. Cabe destacar, sin embargo, que las bajas o inapreciables concentraciones de contaminantes medidas en la superficie del agua a escasos 2 metros de la boca del alivio hacen predecir una rápida difusión de los contaminantes liberados al medio debido a la alta renovación de las aguas y a la dilución observada en el ascenso de la pluma de vertido (entre 1:4 y 1:7). Los resultados obtenidos muestran la baja vulnerabilidad de la masa de agua estuarina frente a este tipo de vertidos, tal y como predecía la metodología para el análisis de riesgos ambiental elaborada por esta Universidad y financiada en el proyecto puente (CTM2008-03800/TECNO).

Tarea 2. Desarrollo de una herramienta informática aplicable a la gestión de riesgos ambientales que permita integrar los resultados del modelado numérico en SIG

Una vez establecidos los procedimientos metodológicos que permiten:

i) la gestión de mallas de cálculo (incluyendo transformaciones entre distintos formatos),
ii) los procesos de modificación y visualización de mallas de cálculo,
iii) la interpolación de datos puntuales para generación de mallas que contengan la información de algún parámetro determinado con base en los resultados obtenidos de campañas de campo,
iv) el análisis estadístico de los resultados por celda o por zona,
v) la determinación del grado de cumplimiento de normas u objetivos de calidad ambiental,
vi) el establecimiento de puntos de control y muestreo y/o,
vii) la superposición de información de distinto tipo así como los procesos relativos a la visualización de los resultados generados,

Se llevó a cabo la integración de los mismos al entorno SIG, reduciendo así la laboriosidad propia de su manejo y, por tanto, propiciando su utilización por un usuario final. La herramienta generada permite utilizar los resultados de los modelos numéricos en favor de los requerimientos propios de las labores de gestión del riesgo ambiental. Además, el apoyo técnico que supone su integración, ofrece la posibilidad de optimizar recursos sin la necesidad de un alto nivel de especialización informática o programadora por parte del usuario.