miércoles, 13 de junio de 2012

Produccion y consumo de materia organica


Las aguas naturales contienen concentraciones variables de numerosos compuestos orgánicos; incluso el agua de lluvia contiene materia orgánica en concentraciones en torno a 1mg/L TOC. La mayor parte del material orgánico está presente en forma disuelta mientras que una mínima parte está en forma coloidal o particulada.
La concentración de materia orgánica es usualmente baja en aguas subterráneas y en aguas marinas, variable en aguas superficiales y puede llegar a ser bastante alta en algunos casos concretos, como en lagos eutrofizados.
Esta materia orgánica natural del agua proviene principalmente del arrastre de materia orgánica de los suelos circundantes y de reacciones biológicas, químicas y fotoquímicas que sufren los subproductos orgánicos derivados de la descomposición de plantas y animales en el medio acuoso.
La materia organica está formada por moléculas fabricadas por los seres vivos. Son moléculas hechas a base de carbono, suelen ser moléculas grandes, complejas y muy diversas, como las proteínas, hidratos de carbono o glúcidos, grasas o ácidos nucleicos.

La cantidad de materias orgánicas putrescibles se puede determinar por dos procedimientos principalmente:
·      Demanda química de oxígeno, DQO.
·      Demanda bioquímica de oxígeno, DBO.

La primera se realiza por vía química y la segunda por intermedio de las bacterias. Las dos oxidan la materia orgánica fijando el oxígeno.


Acidez y alcalinidad del agua


La calidad del agua y el valor pH están cada vez más nombrados juntos. El pH es un factor muy importante, porque algunos procesos químicos sólo se pueden actuar cuando el agua presenta un determinado valor de pH. Por ejemplo, las reacciones del cloro sólo se producen cuando el pH tiene un valor entre 6.5 y 8.

El pH: indica el valor de acidez del agua. La palabra pH es la abreviatura de pondus Hydrogenium”, que significa literalmente el peso del hidrógeno. El pH es una indicación del número de iones hidrógeno. Cuando una solución está neutra, el número de iones hidrógeno es igual al número de iones hidroxilo. Cuando el número de iones hidróxilo está superior, la solución es básica. Cuando el número de iones hidrógeno está superior, la solución es ácida.



Los ácidos inorgánicos son mucho más fuertes e imponen extrema precaución de uso. Los ácidos orgánicos, como la turba, son más débiles y más fácilmente utilizables. Personalmente, para bajar el pH solamente utilizo turba, ensartando un puñado envuelto en una media de nailon directamente en la primera parte del filtro por unos veinte días. Hay que tener particular cuidado para el valor de KH.

El pH ejerce una fuerte influencia sobre la toxicidad de ciertos parámetros químicos tales como el amonio no ionizado, que se torna mas abundante en pH alcalino y del ácido sulfhídrico (H2S), el cual aumenta porcentualmente en pH ácido.

El pH posee una estrecha interdependencia entre las comunidades vegetales, animales y el medio acuático. Este fenómeno ocurre a medida en que las comunidades acuáticas interfieren en el pH, así como el pH interfiere de diferentes maneras en el metabolismo de estas comunidades.

Con respecto a las comunidades, actúa directamente en los procesos de permeabilidad de la membrana celular de los organismos integrantes, interfiriendo en el transporte iónico entra y extracelular, así como también entre organismos en el medio. Un ejemplo de la interferencia de las comunidades acuáticas en los valores de pH del medio se observa a través de la asimilación del CO2, ya que durante el proceso fotosintético, las macrofitas acuáticas y las algas pueden elevar el pH del medio. Este factor es particularmente frecuente en aguas

Con respecto a las comunidades, actúa directamente en los procesos de permeabilidad de la membrana celular de los organismos integrantes, interfiriendo en el transporte iónico intra y extracelular, así como también entre organismos en el medio. Un ejemplo de la interferencia de las comunidades acuáticas en los valores de pH del medio se observa a través de la asimilación del CO2, ya que durante el proceso fotosintético, las macrofitas acuáticas y las algas pueden elevar el pH del medio. Este factor es particularmente frecuente en aguas

Aunque muchos compuestos pueden contribuir a la alcalinidad del agua natural, la mayor parte es causada por tres grandes grupos que se clasifican por sus altos valores de pH, las otras especies son despreciables. Estos tres grupos son: hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos.

La alcalinidad de un agua natural es un parámetro muy útil por varias razones:

1.- Es una medida de la fertilidad de un agua, puesto que a partir de su valor se puede deducir el contenido en carbono inorgánico disuelto de un agua; por consiguiente, se puede conocer la extensión de la fotosíntesis y el crecimiento de la biomasa en un reservorio natural.

2.- Mide la capacidad tamponante de un agua natural. Cuanto mayor es su alcalinidad, mayor es su capacidad de mantener su pH fijo a un valor frente a la adición de un acido.

3.- Se relaciona con la dureza temporal.


Azolvamiento


El azolvamiento de los recursos hídricos, fluviales lacustres y marítimas, se da principalmente por el fenómeno erosivo hídrico, directamente asociado a las temporadas de lluvias y que se hace más evidente cuando existen fuertes pendientes y susceptibilidad de los suelos a ser degradados por el impacto que provoca en ellos la gota de lluvia, en las áreas circundantes a las cuencas.

Por lo indicado, las características de las tierras alrededor de una cuenca fluvial, lacustre o marítima, vinculado a uso que de ellas se hace puede mantener o acelerar el fenómeno del azolvamiento.

Se puede definir al azolvamiento como: “El fenómeno en el cual se acumula el azolve en los lechos de los ríos, presas, depósitos subterráneos, etc. Y que tiene como resultado la transformación del medio ambiente, lo cual acarrea un gran impacto para el ecosistema de esa región”



El azolvamiento de las lagunas costeras, manglares, marismas y otros humedales costeros se puede considerar uno de los principales factores de impacto ambiental negativo en estos ecosistemas. Este fenómenos se produce como consecuencia directa de la erosión de los suelos, tanto de la planicie costera como de la cuenca media y alta. La erosión es el producto de usos de técnicas agrícolas y ganaderas inadecuadas y de la deforestación.

Otros efectos son el incremento de la turbulencia de las aguas y de la cantidad de sedimentos que transportan; el incremento en la frecuencia y la magnitud de las inundaciones que se producen en la parte baja de la cuenca durante la época de lluvias; la desaparición de la flora y la fauna acuáticas originales y su sustitución por otras especies más tolerantes a la desecación estacional y a las aguas turbias.

Existen varias medidas para prevenir esta situación; entre éstas se pueden encontrar la reforestación, por medio de la cual se replantan árboles y se ayuda a combatir los efectos que se puedan dar por su ausencia.


Malezas


Se denomina maleza, a cualquier especie vegetal que crece de forma silvestre en una zona cultivada o controlada por el ser humano como cultivos agrícolas o jardines. Esto hace que prácticamente cualquier planta pueda ser considerada mala hierba si crece en un lugar en el que no es deseable. Un ejemplo característico es el de la menta, que aun siendo una planta aromática, se considera indeseable en praderas de césped donde tiene tendencia a prosperar.

Por regla general las malas hierbas suelen crecer de forma natural, y además con considerable vigor por tratarse en la mayoría de las ocasiones de especies endémicas muy adaptadas al medio y por tanto con gran facilidad para extenderse. Por ello, la catalogación de malas hierbas es poco menos que imposible y además arrojando cifras tremendamente dispares en función de cada ubicación geoecológica. Las malezas son en sentido general, plantas consideradas como molestias, especialmente, entre personas dedicadas a jardinería o agricultura.

También son consideradas como maleza, las plantas que crecen en forma agresiva, impidiendo el desarrollo normal de otras especies. En términos generales, una maleza es una planta en un lugar indeseado. Las malezas son 8000 de las 250000 especies de plantas que existen, representando el 0,1% de la flora mundial. Pueden ser muy abundantes. Pueden restringir la luz a otras plantas deseables. Pueden estar utilizando nutrientes limitados del suelo de un lugar determinado. Pueden contener o esparcir patógenos que degradan la calidad de un cultivo. También pueden tener espinas y químicos que causan irritación en la piel. Otras son nocivas al comerse. Otras tienen partes que se adhieren a la ropa.

La maleza es considerada entre las plantas indeseables por varios motivos: pueden ser antiestéticas, especialmente en un jardín, en un parque u otra área natural. Pueden ser muy abundantes. Pueden restringir la luz a otras plantas deseables. Pueden estar utilizando nutrientes limitados del suelo de un lugar determinado. Pueden contener o esparcir patógenos que degradan la calidad de un cultivo. También pueden tener espinas y químicos que causan irritación en la piel. Otras son nocivas al comerse. Otras tienen partes que se adhieren a la ropa.

Las malezas presentan características que casi todas comparten, como su adaptabilidad. Pueden proliferar en ambientes perturbados, con el suelo y la vegetación natural dañados. Entre los ambientes perturbados naturalmente, se pueden encontrar las dunas y otras áreas barridas por el viento, las llanuras inundadas, los deltas, las riberas de los ríos, y también áreas que son quemadas con frecuencia. También se han adaptado para vivir en lugares manipulados por el hombre, como campos agrícolas, prados, obras de construcción, bordes de caminos, etc. Además, las malezas tienen la ventaja de reproducirse y crecer rápidamente, y tienen semillas que pueden durar años en los suelos. También, algunas han desarrollado alelopatía, que es un medio químico que impide el crecimiento y germinación de plantas vecinas.

Algas


Se llama algas a diversos organismos autótrofos de organización sencilla que hacen la fotosíntesis productora de oxígeno (oxigénica) y que viven en el agua o en ambientes muy húmedos. Pertenecen al reino Protista.



La función ecológica más conocida de las algas es la producción primaria, son los principales productores de materia orgánica a partir de la inorgánica en el mar, de esta manera la materia orgánica ingresa a las cadenas tróficas. Este paso puede producirse por el consumo de algas, la absorción de nutrientes disueltos de origen vegetal por otros organismos, o por la descomposición de éstas.

Sobre la distribución de las algas puede afirmarse que son cosmopolitas, es decir viven en todos los climas, se encuentran aclimatadas a las más diversas situaciones ambientales. Hay algas en todos los ambientes acuáticos donde existe luz, tanto de agua dulce como de agua salada, unas veces en el plancton otras en el bentos. Se encuentran también en ambientes terrestres húmedos, como es el caso del verdín que crece en suelos, en muros, en cortezas de árboles, etc.

Son notables las algas que forman asociaciones simbióticas con organismos heterótrofos. Éste es el caso de las que forman líquenes en asociación con hongos. También de los simbiontes unicelulares que se encuentran en muchos animales marinos.

Existen formas unicelulares hipertérmofilas, creciendo en fuentes termales, entre las algas rojas. Son de gran interés biológico, porque esta condición es única entre los organismos eucariontes.

Un fuerte interés antrópico determina el estudio de estos organismos, son por ello reseñables los afloramientos o blooms producidos por algunas algas eucariontes unicelulares que protagonizan a veces mareas tóxicas.

Algas unicelulares

Son seres formados por una sola celula. Son individuos que pueden vivir lubre, como es el caso de la Euglena. También pueden asociarse y formar colonias como es el caso de Volvox.


Algas pluricelulares

Son seres formados por muchas células, que no se agrupan formando tejidos, como en seres vivos más complejos., por lo que las células no se reparten el trabajo, sino que todas deben realizar todas las funciones. Si observamos su color, podemos clasificarlas en tres tipos:

  • Algas verdes: su color es debido a que tienen clorofila, que es una molécula que sirve para realizar la fotosíntesis. La clorofila es de color verde. Viven en aguas dulces y saladas a poca profundidad.
  • Algas pardas: el pigmento que utilizan para realizar la fotosíntesis es de color marrón amarillento. Esta molécula es más sensible a la luz que la clorofila. Por eso, las algas pardas pueden vivir a mayor profundidad.
  • Algas rojas: El pigmento que utilizan para hacer la fotosíntesis es de color rojo. Es el pigmento más sensible a la luz, por lo que estas algas pueden vivir a profundidades donde la luz que llega es muy tenue.


Simbiosis entre comunidades


La simbiosis puede clasificarse atendiendo a la relación espacial entre los organismos participantes: ectosimbiosis y endosimbiosis. En la ectosimbiosis, el simbionte vive sobre el cuerpo —en el exterior— del organismo anfitrión, incluido el interior de la superficie del recorrido digestivo o el conducto de las glándulas exocrinas. En la endosimbiosis, el simbionte vive o bien en el interior de las células del anfitrión, o bien en el espacio entre éstas.

Otros contrastes extremos en simbiosis son la diferenciación entre simbiosis facultativas u obligatorias y la de simbiosis permanentes o temporales.



 
En cuanto a la transmisión de la simbiosis se puede distinguir entre la transmisión vertical, que es en la que existe una transferencia directa de la infección desde los organismos anfitriones a su progenie, y la transmisión horizontal, en la que el simbionte es adquirido del medio ambiente en cada generación.

Un ejemplo típico de «simbiosis de comportamiento» es la relación entre la anémona de mar y el cangrejo ermitaño: el cangrejo «ofrece» desplazamiento a la anémona y ésta le ofrece protección con sus tentáculos venenosos. Otro ejemplo es el del gobio de Luther, un pez, y una gamba ciega. La gamba excava una madriguera con sus fuertes patas y permite que el pez la ocupe también. A cambio, éste actúa como lazarillo, guiando a la gamba en la búsqueda de alimento. La gamba toca con sus antenas la cola del pez y éste la mueve cuando detecta algún peligro: en ese caso, los dos se retiran hacia la madriguera. También es importante la micorriza como asociación simbiótica.

La simbiosis, el sistema en el cual miembros de especies diferentes viven en contacto físico, es un concepto arcano, un término biológico especializado que nos sorprende. Esto se debe a lo poco conscientes que somos de su abundancia. No son sólo nuestras pestañas e intestinos los que están abarrotados de simbiontes animales y bacterianos; si uno mira en su jardín o en el parque del vecindario los simbiontes quizá no sean obvios pero están omnipresentes. El trébol y la vicia, dos hierbas comunes, tienen bolitas en sus raíces. Son bacterias fijadoras de nitrógeno esenciales para su sano crecimiento en suelos pobres en este elemento. Tomemos después los árboles, el arce, el roble y el nogal americano; entretejidos en sus raíces hay del orden de trescientos hongos simbiontes diferentes: las micorrizas que nosotros podemos observar en forma de setas. O contemplemos un perro, normalmente incapaz de percatarse de los gusanos simbióticos que viven en sus intestinos.
Las anémonas protegen al cangrejo y a su vez obtienen movilidad -y así una gama de alimentación más amplia- por su asociación con el cangrejo. Los cangrejos ermitaños, que periódicamente se mudan a conchas nuevas más grandes, logran que las anémonas se muden con ellos.

Efectos de la radiacion solar



La radiación solar provee la energía necesaria para el proceso de fotosíntesis, es la principal fuente de calor en cuerpos de agua naturales y genera el calor que controla los patrones de viento en el planeta.

La luz solar es dispersada, reflejada y absorbida por moléculas de bióxido de carbono, ozono y agua. En adición, la porción de luz que incide sobre un cuerpo de agua no logra penetrar completamente la superficie del agua, ya que una parte de la luz incidente es reflejada inmediatamente. El grado de penetración de la luz en agua está determinado por el tipo y cantidad de materia suspendida y materia disuelta en el agua. Las medidas de la cantidad de luz disponible a través de la columna de agua son importantes para identificar las zonas capaces de sostener actividad fotosintética.  

La radiación solar es la principal fuente de energía en la mayoría de los ecosistemas naturales. Las algas y las plantas verdes utilizan la energía radiante proveniente del sol para sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicas que toman del medio o sea, que pueden realizar fotosíntesis-, por lo que así se convierten en la base de la vida en la Tierra. Sin embargo, la exposición a niveles altos de radiación solar, en particular de radiación ultravioleta, tiene efectos perjudiciales sobre la mayoría de los seres vivos.



La energía entra a las comunidades por la vía de la fotosíntesis. Esta energía alimenta los procesos del ecosistema. La tasa o intensidad a la cual las plantas (productores de un ecosistema) capturan y almacenan una cantidad dada de energía se denomina productividad primaria bruta, la que está determinada por la cantidad de agua y temperatura disponibles. Y producción primaria neta es la que queda luego de restar la energía que las plantas usan para su mantenimiento (como respiración, construcción de tejidos y reproducción).

El agua tiene la capacidad de absorber la radiación solar, sobre todo de los rayos infrarrojos y ultravioletas. Éstos últimos tienen más poder de penetración, efecto que provoca la tonalidad azulada de las masas de agua. La absorción de los rayos infrarrojos provoca en el agua un incremento de la temperatura que repercute en la evaporación. La capacidad de absorción de la radiación solar permite el desarrollo de vida en las masas de agua, al favorecer la fotosíntesis.

El agua también tiene la propiedad de reflejar los rayos solares en su superficie e invertir por tanto su sentido. Esta capacidad de reflexión del agua aumenta su luminosidad, sobre todo en aguas con poca agitación.

El agua tiene una capacidad de refractar los rayos solares, provocando en éstos un menor o mayor cambio de dirección según la fuerza de radiación. Esta capacidad de refracción del agua provoca efectos ópticos de distorsión cuando el agua entra en contacto con otro cuerpo. La posición del objeto en contacto con el agua es distinta de la real, si se observa desde fuera del agua.