Un estudio liderado por investigadores del CEAB-CSIC ha sido destacado por la comunidad científica como uno de los más relevantes de los últimos meses por sus aportaciones a la comprensión de los procesos de autodepuración que se producen en los ríos. La investigación, llevada a cabo en ríos mediterráneos, ha revelado que las proporciones de carbono, nitrógeno y fósforo, así como la composición del carbono, controlan la capacidad de las bacterias para eliminar nitratos del agua.
El exceso de nitratos en los ríos —debido al uso masivo de fertilizantes agrícolas, la ganadería intensiva o el tratamiento insuficiente de aguas residuales— es un problema grave que causa, a escala global, una reducción de la calidad del agua y la eutrofización de los ecosistemas acuáticos. Por este motivo, se considera de vital importancia conocer los diferentes aspectos que influyen en este proceso. Uno de estos aspectos es la autodepuración que se produce dentro de los ríos gracias, principalmente, a las comunidades bacterianas. Las bacterias heterótrofas absorben nitrato, una de las principales formas de nitrógeno, presente, entre otros, en los fertilizantes usados en agricultura. Por este motivo, las comunidades bacterianas pueden ayudar a mejorar la calidad del agua, ya que retienen parte de los nitratos que llegan en exceso a los ecosistemas acuáticos.
Además del nitrógeno como nutriente, estas bacterias también necesitan carbono orgánico para crecer, y fósforo, ya que es esencial para muchas de sus funciones biológicas. La influencia de estos otros nutrientes en la actividad de las comunidades bacterianas y en su capacidad para absorber nitratos aún no se comprende del todo. El estudio “Carbon-Nutrient Ratios Drive Nitrate Removal in Mediterranean Streams” ha aportado luz sobre este tema. La investigación —llevada a cabo por investigadores del Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC), del Instituto Catalán de Investigación del Agua (ICRA-CERCA) y del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC)— ha revelado como factores clave que condicionan la capacidad de las comunidades bacterianas para absorber nitratos, el equilibrio entre nutrientes y su origen. Por su contribución a entender mejor los ciclos biogeoquímicos, el estudio ha sido destacado como uno de los más relevantes de los últimos meses por la revista Journal of Geophysical Research de la American Geophysical Union.
El balance carbono-nitrógeno-fósforo (C:N:P)
La investigación ha demostrado que el balance entre los tres elementos controla la capacidad de los microorganismos para capturar nitratos. Cuando hay una cantidad adecuada de carbono en el agua en relación con los nitratos, las bacterias trabajan de manera más eficiente. El equilibrio con el fósforo, en forma de fosfato soluble, también es importante: si hay poco disponible, la capacidad de las bacterias para eliminar nitratos disminuye.
También ha revelado que, en lo que respecta al carbono, no solo importa la cantidad. Dependiendo de su origen —de si proviene de un tipo u otro de materia orgánica presente en el río—, el carbono presenta una composición diferente. Las formas más sencillas y fáciles de descomponer facilitan el proceso de absorción de nitratos por parte de las comunidades bacterianas.
Xavier Peñarroya, investigador del CEAB-CSIC y autor principal del estudio, explica que “Los ríos mediterráneos funcionan como auténticos laboratorios al aire libre para estudiar los ciclos biogeoquímicos y los procesos bacterianos. En estos ríos, los balances de nutrientes y la composición de la materia orgánica cambian constantemente debido a las grandes fluctuaciones en la conexión hidrológica entre el río y las aguas subterráneas, que se rompe durante los períodos secos del año. En este estudio hemos observado que para que las bacterias puedan capturar el nitrato del río, requieren de un buen balance C:N:P, y a la mayoría de los ríos que hemos estudiado les falta fósforo”.
Conocer cuáles son los factores que regulan la capacidad de autodepuración de los ríos es clave para poder implementar medidas que ayuden a conservar la calidad del agua y la salud de nuestros ecosistemas. Por ejemplo, grupos de investigación del CEAB-CSIC ya están experimentando con la aportación de restos vegetales de composición sencilla a los ríos para equilibrar el balance carbono-nitrógeno-fósforo y promover la captura de nitratos. El estudio también puede ser útil para revisar los umbrales establecidos de contaminación por nitratos, ya que sería necesario tener en cuenta el equilibrio con los otros dos elementos para aproximar mejor lo que el ecosistema es capaz de absorber (los ríos con muy poco fósforo o carbono deberían tener un umbral de contaminación por nitratos menor, porque su capacidad de autodepuración del nitrógeno también lo es).
