Biorremediación
VD Edición Especial 2020
Biorremediación in situ de sedimentos marinos impactados por cultivo intensivo de salmónidos
Carlos P. Aranda1*, Mauricio Pineda2, Oscar Mora2 Departamento de Ciencias Biológicas y Biodiversidad, Universidad de Los Lagos, Osorno. 2 Unidad de Producción Acuícola (UPA), Universidad de Los Lagos, Osorno-Puerto Montt. *email: caranda@ulagos.cl
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ctualmente Chile es el segundo productor y exportador mundial de salmónidos y las razones que han contribuido a lograr este posicionamiento son varias, destacándose el clima, la geografía y la escasa eutroficación y escasa contaminación inorgánica, orgánica y biológica de los ecosistemas de soporte emplazados en los archipiélagos, canales y fiordos de la patagonia Chilena. Por lo tanto, la preservación de estos ambientes es uno de los principales desafíos de esta importante actividad productiva, y para proteger los ecosistemas se hace necesario una adecuada gestión que permita operar dentro del umbral de la capacidad de carga para prevenir, controlar y, de ser necesario, también remediar los posibles impactos.
Uno de los impactos más críticos de esta actividad es el enriquecimiento orgánico del fondo marino causado por los residuos de alimentos no consumidos y fecas de los salmónidos que caen al sedimento. En condiciones ecológicas normales la mayor parte de la materia orgánica que se deposita en los sedimentos costeros logra finalmente ser mineralizada por bacterias anaerobias reductoras de sulfato de la clase Deltaproteobacteria. Como subproducto de esta actividad se produce H2S que normalmente logra ser reoxidado en los propios sedimentos por múltiples bacterias quimiolitotróficas que dependen de la disponibilidad del poder oxidante del oxígeno, nitratos o compuestos de Fe(III) y Mn(VI) (Jørgensen y col. 2019). Sin embargo, en condiciones de alta carga orgánica, como la ocurrida bajo las instalaciones de acuicultura intensiva, se produce un incremento de la actividad de las bacterias reductoras de sulfato implicando una producción exacerbada de H2S, con la consecuente emisión de sulfuro disuelto (HS- y S-2) hacia la columna de agua. Esto estimula el enriquecimiento de una cubierta de microorganismos dominada por bacterias sulfuro oxidantes formadoras de tapete que aparecen como manchas blanquecinas en los registros de inspecciones visuales del fondo, por las propiedades ópticas de alta reflectancia asociada a los gránulos y fibras de azufre que generan. Estas cubiertas son ampliamente consideradas como buenos indicadores de impacto en los sedimentos de acuicultura marina y, de hecho, su detección filmográfica forma parte de la batería de indicadores de anaerobiosis considerados en la normativa chilena. 102
Según nuestra legislación ambiental (RAMA) y sus múltiples actualizaciones, si se reportan condiciones anaeróbicas en el fondo marino no se permite el ingreso de nuevos lotes de peces a las jaulas mientras no se restablecen las condiciones aeróbicas. El tiempo que puede tardar esta recuperación es variable según las condiciones oceanográficas y el impacto sufrido en la concesión, reportándose incluso casos con más de 4 años para aerobiosis en INFA postanaeróbico (Sernapesca 2018). Este tiempo de recuperación afecta seriamente la valorización económica, ambiental y social de las concesiones afectadas, y también entra en franco conflicto con la exigencia de productividad establecida en la actual normativa sanitaria, pudiendo así implicar su caducidad y la importante pérdida de este activo que compromete la viabilidad de las empresas. Asumiendo este desafío y consolidando el compromiso de la Universidad de Los Lagos para cultivar el conocimiento científico tecnológico y enfrentar así de manera oportuna los desafíos regionales, nuestro grupo ha desarrollado una línea de investigación tendiente a caracterizar la dinámica del impacto bentónico por enriquecimiento orgánico en los fondos marinos bajo las instalaciones de cultivo. Como principal resultado se logró caracterizar la cubierta de microorganismos estipulada en la normativa ambiental, dominada por bacterias sulfuro oxidantes gigantes formadoras de tapete de la familia Beggiatoaceae (Fig. 1), así como también algunos grupos bien definidos de la microbiota asociada en estrecha relación con el tapete, destacando una comunidad diversa de bacterias respiradoras de sulfato que incluye principalmente a las familias Desulfobacteraceae y Desulfovibrionaceae, además de múltiples oxidantes de sulfuro y otros representantes del ciclo del azufre, con familias tales como Sulfurovaceae y también Desulfobulbaceae, entre otros (Aranda y col. 2010, 2015). Vale mencionar que las bacterias filamentosas de la familia Desulfobulbaceae son ahora ampliamente reconocidas como “bacterias cable” capaces de acoplar eléctricamente la oxidación de sulfuros provenientes de capas más profundas de los primeros centímetros de sedimento con el consumo de oxígeno u otros oxidantes disponibles en la primera capa (Pfeffer y col. 2012, Burdorf y col. 2017) y hoy, junto a las bacterias formado-
