La minería implica mover mucha roca, por lo que es de esperar que se produzcan algunos desórdenes. Sin embargo, las operaciones mineras pueden seguir afectando a los ecosistemas mucho después de que la actividad haya terminado. Los metales pesados y las sustancias corrosivas se filtran al medio ambiente, impidiendo que la fauna y la vegetación vuelvan a la zona.
Afortunadamente, este daño puede revertirse. Un equipo de científicos, entre los que se encuentra Dave Herbst, de la Universidad de Santa Bárbara, investigó cómo responden los ecosistemas fluviales a los esfuerzos de rehabilitación. El equipo combinó décadas de datos de cuatro cuencas hidrográficas contaminadas por minas abandonadas. Se necesitó un pensamiento creativo para simplificar la compleja dinámica de casi una docena de toxinas en la miríada de especies de cada río.
Al final, la inteligente metodología del equipo demostró que la restauración puede mejorar algunos de los mayores problemas de la contaminación minera. Sus conclusiones, publicadas en la revista Freshwater Science, revelaron estrategias que funcionaron bien como patrones de recuperación en las cuatro vías fluviales. Los resultados también sugieren que la normativa debe considerar todos los contaminantes en conjunto, en lugar de establecer normas de forma individual.
La minería puede continuar afectando los ecosistemas mucho después de que la actividad haya terminado
"Hay un gran problema que tenemos con los emplazamientos mineros históricos, no sólo en Estados Unidos sino en todo el mundo", dijo Herbst, biólogo investigador del Laboratorio de Investigación Acuática de Sierra Nevada (SNARL) de la universidad en Mammoth Lakes. "Son problemas generalizados, persistentes y duraderos. Pero la buena noticia es que, con la inversión y el esfuerzo de programas como el CERCLA Superfund, podemos solucionar esos problemas."
El trabajo de Herbst se centró en Leviathan Creek, un arroyo situado a 25 millas al sureste del lago Tahoe que es objeto de un esfuerzo de restauración en el marco de la CERCLA (Comprehensive Environmental Response, Compensation, and Liability Act), también conocida como Superfund. En la zona no se extraían metales preciosos, sino azufre para fabricar ácido sulfúrico con el que procesar minerales de otros lugares. La presencia de minerales con azufre hizo que el agua fuera naturalmente un poco ácida, pero la minería a cielo abierto expuso estos minerales a los elementos. El resultado fue un ácido más fuerte que filtró al medio ambiente trazas de metales como el aluminio, el cobalto y el hierro de la roca. Los efectos combinados del aumento de la acidez y los metales tóxicos devastaron el ecosistema acuático local.
Clasificación de las normas
Cada emplazamiento minero produce una mezcla única de contaminantes. Además, los distintos ríos albergan diferentes especies de invertebrados acuáticos, con cientos de tipos diferentes en cada arroyo, explicó Herbst. Esta variabilidad dificulta las comparaciones.
Así que los investigadores se pusieron a trabajar para establecer normas y puntos de referencia. Decidieron hacer un seguimiento de los efectos de la contaminación y la restauración en insectos acuáticos como las efímeras, plecópteros y tricópteros. Estos grupos son fundamentales para la red alimentaria acuática y presentan una gran variedad de tolerancias a las distintas toxinas. En lugar de comparar especies estrechamente relacionadas, los científicos agruparon animales con características comunes, como características físicos y ciclo de vida.
A continuación, el equipo tuvo que dar sentido a todos los contaminantes. Rápidamente se dieron cuenta de que no bastaba con seguir la toxicidad de cada uno de los metales por separado, como se suele hacer en el laboratorio. Es el impacto combinado el que realmente afecta al ecosistema. Además, los científicos suelen medir la toxicidad basándose en una dosis letal. Sin embargo, la contaminación puede devastar la ecología a concentraciones mucho más bajas, explicó Herbst. Los efectos crónicos, como la reducción del crecimiento y la reproducción, pueden eliminar especies de una zona a lo largo del tiempo sin llegar a matar a ningún individuo.
Este enfoque permitió a los científicos comparar y combinar los efectos de toxinas completamente diferentes, proporcionando una validación de cómo se esperaría que ocurriera la toxicidad total en la naturaleza
Dada la variedad de toxinas, los investigadores optaron por otra norma de toxicidad: la unidad de criterio. Definieron una unidad de criterio (UC) como la concentración de una toxina que produce efectos adversos en el crecimiento y la reproducción de los organismos evaluados. Aunque la variedad de respuestas hace que la UC sea una aproximación, resultó ser una métrica sorprendentemente robusta.
La concentración en 1 CU varía de una sustancia a otra. Por ejemplo, los investigadores utilizaron un valor de 7,1 microgramos de cobalto por litro de agua como umbral tóxico para la vida acuática. Así, 7,1 µg/L equivale a 1 CU de cobalto. Por su parte, 150 µg/L de arsénico impedía a los invertebrados vivir de forma óptima, por lo que 150 µg/L se fijó como 1 CU de arsénico.
Este enfoque permitió a los científicos comparar y combinar los efectos de toxinas completamente diferentes, proporcionando una validación de cómo se esperaría que ocurriera la toxicidad total en la naturaleza. Así, 7,1 µg/L de cobalto por sí mismo, o 150 µg/L de arsénico por sí mismo, o incluso una combinación de 3,55 µg/L de cobalto más 75 µg/L de arsénico producen una unidad de criterio acumulativo (UCC) de 1, que supone problemas similares para los organismos acuáticos, independientemente de cómo se alcance.
Este efecto combinado resultó fundamental para comprender las implicaciones de la contaminación minera en el mundo real, ya que los animales están expuestos a muchas toxinas a la vez. "Hay que tener en cuenta estos metales en conjunto, no individualmente, a la hora de evaluar el umbral de toxicidad en un entorno de campo", dijo Herbst.
Así que, a pesar de la variedad de metales en diferentes lugares, al expresar la toxicidad en unidades de criterio de forma acumulativa, los científicos pudieron comparar entre ríos. Cuando la toxicidad total supera 1 UCC, la diversidad de los invertebrados se pierde.
Evaluar sus esfuerzos
El equipo tenía ahora sus sujetos (invertebrados acuáticos) y una forma sencilla de medir la contaminación (la unidad de criterio acumulativa). También contaban con más de 20 años de datos de campo de cuatro cuencas hidrográficas en las que se han llevado a cabo limpiezas por parte del Superfund. Utilizaron arroyos no contaminados cerca de cada río como referencia para juzgar el grado de avance de la restauración.
Los autores descubrieron que estos proyectos habían conseguido devolver a los ríos a unas condiciones casi naturales en un plazo de 10 a 15 años. Fue una maravillosa sorpresa. "A pesar de que había diferentes contaminantes mineros, diferentes formas de remediar el problema y diferentes tamaños de arroyos, todos los proyectos llegaron a resultados exitosos", dijo Herbst.
Los autores encontraron que estos proyectos pudieron restaurar los ríos a condiciones casi naturales en 10 a 15 años
Gran parte de la recuperación se produjo en los primeros años de tratamiento, añadió. Como las condiciones son peores al principio, incluso un pequeño esfuerzo supone una gran diferencia.
"La otra parte sorprendente fue el grado de coincidencia en las respuestas a pesar de los diferentes contaminantes y prácticas de rehabilitación", dijo Herbst. El ritmo de recuperación, el orden de retorno de las especies (basado en rasgos comunes) e incluso el plazo de tiempo a largo plazo fueron similares en los cuatro ríos. Estos resultados prometedores y las trayectorias compartidas sugieren que incluso los problemas ambientales de gran envergadura pueden resolverse con el esfuerzo y la inversión adecuados.
Lecciones y cabos sueltos
La rehabilitación de los cuatro lugares de California, Colorado, Idaho y Montana está en curso. Muchas intervenciones, como el tratamiento del agua ácida con cal, requieren una atención continua. Sin embargo, esfuerzos como la sustitución del suelo contaminado, la instalación de biorreactores microbianos y la revegetación de las zonas excavadas y ribereñas permitirán, con suerte, que la rehabilitación sea autosostenible.
Y el objetivo es una solución autosostenible, porque estos lugares pueden resultar inaccesibles en determinadas épocas del año, lo que provoca niveles variables de contaminación. Por ejemplo, la nieve impide el acceso a la mina Leviatán en invierno, por lo que la rehabilitación sólo puede realizarse entre la primavera y el otoño. Además, el deshielo primaveral disuelve más metales, creando peores condiciones que en las épocas más secas de principios de otoño.
Herbst tiene previsto volver a examinar los aspectos estacionales de la remediación en futuras investigaciones. Por ahora, cree que otras minas abandonadas deberían aplicar prácticas de remediación y seguimiento para evaluar el éxito de la restauración.
Puedes leer la noticia original en Smart Water Magazine.
