Generación de gases de efecto invernadero en los sedimentos de un humedal natural eutrofizado. Influencia de nutrientes N y P

Abstract

El presente trabajo de investigación evaluó la influencia de los nutrientes (N y P) en la generación de gases de efecto invernadero (CO2, CH4 y N2O) de los sedimentos de la Laguna de Sonso, humedal eutrofizado localizado en la jurisdicción de los municipios de Buga y Yotoco en el Departamento del Valle del Cauca. El trabajo experimental consistió en tomar muestras de sedimentos de cuatro puntos de la Laguna con diferentes características; P1(Punto influenciado por procesos de sedimentación), P2 (Punto influenciado por vertimientos de aguas residuales), P3 (Punto sin cobertura vegetal) y P4 (Punto Influenciado por cobertura vegetal) e incubarlos en reactores batch de 500 ml que fueron suministrados con una fuente adecuada de carbono y nutrientes para simular tres estados de eutrofización M (mesotrófico), E (eutrófico) y H (hipereutrófico). La producción de CO2, CH4 y N2O y la variación de parámetros ambientales tales como pH, Temperatura, DQO, NH3, NO3-, NO2-, NT, PO4-3 y PT fueron monitoreadas en los reactores durante un período de 744 horas. Los sedimentos de los cuatro puntos emitieron mayores flux de CO2 que CH4, mientras que las emisiones de N2O fueron mínimas. Las emisiones de GEI más altas registradas en los sedimentos de la Laguna de Sonso se reportaron en P1 con un flux de 12.79 y 4.10 mg.m-2.h-1 para CO2 y CH4, respectivamente; esto se debe a que P1 se encuentra influenciado por el Río Cauca, que le aporta a la Laguna de Sonso un exceso de materia orgánica y nutrientes, favoreciendo el fenómeno de eutrofización que favorece la producción de GEI. Por su parte, la máxima emisión de N2O se presentó en P4 con un flux de 5.63 ¿g.m-2.h-1; esta zona es influenciada por la vegetación (Buchón de Agua) y su principal característica son las altas concentraciones de nitrógeno en los sedimentos que favorecen la formación de este gas. Adicionalmente, no se observaron diferencias significativas en las emisiones de GEI para las diferentes condiciones de eutrofización simuladas para los sedimentos de cada punto. Ello se pudo explicar por el alto contenido de nutrientes y materia orgánica observado en todos los sedimentos colectados, lo cual sugirió que en los reactores no hubo limitación de estos elementos para que ocurriera la formación de GEI. Por otra parte, la aplicación de modelos estadísticos mostró que la emisión de GEI principalmente CO2 y CH4 se ven influenciadas por las concentraciones de materia orgánica, nitrato y nitrógeno amoniacal. El contenido de materia orgánica influenció la emisión de GEI debido a que los microorganismos al degradar la fuente de carbono desencadenan reacciones de oxidación (CH4) y reducción (CO2). Las concentraciones de NO3- influenciaron positivamente la generación de CO2 ya que al agotarse el oxígeno los microorganismos lo utilizan como aceptor de electrones alternativo para la oxidación de la materia orgánica mientras que incide negativamente sobre la producción de CH4 debido a la competencia por la fuente de carbono entre microorganismos metanógenos y desnitrificantes. En general, los modelos estadísticos que correlacionaron las concentraciones de materia orgánica y nutrientes con CO2 y CH4 mostraron que las emisiones de estos GEI se ven influenciadas principalmente por el contenido de materia orgánica y nutrientes, mientras que la emisión de N2O estuvo influenciada por las concentraciones de NO3-, sugiriendo que los sedimentos de la Laguna de Sonso son una fuente emisora de GEI.