Desde la proliferación recurrente de algas nocivas, incluidas las mareas marrones, hasta pérdidas catastróficas de pastos marinos, muertes de peces y muertes inusuales de mamíferos marinos, incluido el amenazado manatí de Florida, Indian River Lagoon está en peligro ambiental. Durante décadas, los administradores del agua, los formuladores de políticas y los activistas ambientales han implicado el uso de fertilizantes como la principal fuente contribuyente responsable de aproximadamente el 71 por ciento de estos deterioros en la laguna.

En consecuencia, se han implementado restricciones de fertilizantes en condados y municipios a lo largo de la laguna Indian River de 156 millas de largo en la costa atlántica de Florida para reducir los aportes de nutrientes de los usos urbanos y agrícolas de la tierra para lograr cargas máximas diarias totales para la laguna. El exceso de aportes de nutrientes, en particular nitrógeno, a menudo da como resultado un aumento de la proliferación de algas nocivas, la muerte de pastos marinos y la muerte de peces. La esperanza era que la calidad del agua mejoraría al reducir la carga de nitrógeno.

Si bien estas restricciones fueron bien intencionadas, un nuevo estudio realizado por el Instituto Oceanográfico Harbor Branch de la Florida Atlantic University revela que el uso de fertilizantes no es la causa principal de estos problemas ambientales en Indian River Lagoon. Son aguas residuales.

Los hallazgos del estudio, publicados en la revista Marine Pollution Bulletin, muestran que las estimaciones recientes de las contribuciones residenciales de fertilizantes a Indian River Lagoon son mucho más bajas que la contribución definida originalmente del 71 por ciento. De hecho, las estimaciones actuales de carga de nitrógeno representan una contribución del 21 por ciento de los fertilizantes residenciales en comparación con el 79 por ciento de los sistemas sépticos. Estas estimaciones de carga son similares a las reportadas en otros estuarios urbanizados afectados por el sistema séptico.

Después de cinco años de apagones obligatorios de fertilizantes durante la temporada de lluvias a lo largo de la laguna, los investigadores descubrieron que la calidad del agua y la proliferación de algas nocivas han empeorado en el norte de Indian River Lagoon y Banana River, lo que ha provocado una mortandad sin precedentes de pastos marinos y la hambruna de los manatíes.

Para evaluar la efectividad de estas prohibiciones de fertilizantes, los investigadores recolectaron muestras de macroalgas y agua de mar en 20 sitios « antes » y alrededor de cinco años « después » de las prohibiciones. Lo probaron comparando las concentraciones de nutrientes disueltos en el agua de mar y los datos de isótopos y nutrientes de tejidos de las mareas marrones y las macroalgas. La recopilación de pruebas a partir de valores de isótopos de nitrógeno estables permitió a los investigadores discriminar entre aguas residuales, precipitaciones y fertilizantes, proporcionando una « huella digital » única de las muestras que recogieron.

« Nuestros datos de nutrientes comparativos antes y después de la prohibición indican que los apagones de fertilizantes de la estación húmeda no fueron tan efectivos como se esperaba », dijo Brian Lapointe, Ph.D. autor principal y profesor de investigación en FAU Harbor Branch. « Nuestros hallazgos también sugieren que las crecientes concentraciones de nitrógeno inorgánico disuelto y fósforo observadas en algunos segmentos de la laguna después de cinco años de prohibiciones de fertilizantes respaldarían la tendencia al empeoramiento de la proliferación de algas ».

Los investigadores analizaron un total de 450 muestras de macroalgas, incluidas 211 que se recolectaron antes de la prohibición y 239 recolectadas después de la prohibición. Durante la estación húmeda se recolectaron 217 muestras de macroalgas, mientras que en la estación seca se recolectaron 233. Examinaron si había una disminución asociada en los nutrientes ambientales disueltos o un cambio en los valores de nutrientes tisulares y/o isótopos estables de fitoplancton o macroalgas que sugirieran un cambio en los nutrientes disponibles y la estequiometría que alimenta la eutrofización en la laguna.

« El deterioro de las condiciones en Indian River Lagoon demuestra la necesidad urgente de acciones de mitigación más integrales, ya que es probable que las ordenanzas sobre fertilizantes no sean una solución independiente », dijo Rachel Brewton, autora correspondiente y científica investigadora de FAU Harbor Branch. « Nuestros datos indican un papel principal de la influencia de los desechos humanos en la laguna, lo que sugiere que las acciones de gestión actuales han sido insuficientes para mitigar la contaminación ambiental ».

La proporción significativamente más alta de carbono a nitrógeno de la marea marrón en 2012 en comparación con 2016 indica una mayor prohibición de enriquecimiento de nitrógeno posterior a la fertilización. Los valores más altos de isótopos estables de nitrógeno ocurrieron en el río Banana durante la marea marrón de 2016 y valores muy similares para aguas residuales parcialmente tratadas, lo que se esperaría en esta área altamente urbanizada con sistemas antiguos de recolección de aguas residuales y tratamiento secundario sin eliminación de nitrógeno.

Los investigadores observaron proporciones de nitrógeno a fósforo igualmente altas en el río Banana en la estación húmeda, lo que ilustra cómo las mareas marrones de células pequeñas pueden sostener las floraciones al eliminar nutrientes en bajas concentraciones y sesgar el nitrógeno a fósforo. Estos resultados subrayan las conclusiones de que la limitación de fósforo juega un papel clave en la dinámica de las mareas marrones, especialmente en relación con la disminución de la floración.

« La sobreestimación inicial de las contribuciones de nitrógeno de las aplicaciones residenciales de fertilizantes generó un amplio apoyo público y la aprobación de numerosas ordenanzas sobre fertilizantes a lo largo de Indian River Lagoon durante nuestro período de estudio », dijo Lapointe. « Ahora, sería prudente priorizar la reducción de las entradas de nutrientes de desechos humanos en la laguna, antes de mitigar los impactos de las fuentes internas de nutrientes, cuando sea posible ».

Los coautores del estudio son Lynn E. Wilking, bióloga marina sobre floraciones de algas nocivas de Consolidated Safety Services, Inc. bajo contrato con NOAA; y Laura Herren, científica biológica de FAU Harbor Branch.

Este trabajo fue apoyado por el fondo de matrículas especiales de Save Our Seas administrado a través de la Fundación del Instituto Oceanográfico Harbor Branch (HBOIF) y el Centro de Florida para la Salud Costera y Humana, que fue desarrollado y recibe apoyo continuo de HBOIF.