Degradación de ecosistemas fluviales urbanos: evaluación a partir de la calidad del agua, microplásticos y macroinvertebrados en el sedimento

Abstract

La urbanización es uno de los cambios en el uso del suelo que más impactos causa en los arroyos. Frente a estas posibles alteraciones, los bioindicadores más utilizados han sido los macroinvertebrados, por responder de forma específica a cambios del uso del suelo, permitiendo evaluar el estado ecológico de estos ecosistemas. En las últimas décadas, se ha evidenciado que los arroyos urbanos están expuestos a una importante diversidad de contaminantes entre ellos los microplásticos, que principalmente llegan a estos sistemas fluviales por aguas residuales o drenajes pluviales. El presente estudio evaluó los efectos del aumento de la urbanización y la cobertura de saneamiento sobre variables fisicoquímicas del agua, la acumulación de microplásticos y la biodiversidad de macroinvertebrados bentónicos en arroyos urbanos de Uruguay. El análisis se realizó en 16 subcuencas en cinco ciudades, cubriendo un gradiente de urbanización y de cobertura sanitaria. Se observó un deterioro significativo de la calidad del agua en subcuencas con alto porcentaje de población sin acceso a redes de saneamiento, evidenciado por menores concentraciones de oxígeno disuelto y mayores niveles de nutrientes, sugiriendo posibles descargas directas de aguas residuales no tratadas. Respecto a los microplásticos, se encontró una elevada densidad en los sedimentos, particularmente en sitios con mayor presión urbana. El análisis de composición polimérica mostró una predominancia de polímeros como polietileno y polipropileno, relacionados con residuos domésticos y urbanos. En cuanto al ensamble de macroinvertebrados, se evidenció una pérdida de diversidad y un cambio en la composición trófica en ambientes con mayor impacto urbano, disminuyendo los organismos filtradores y sensibles (Ephemeroptera, Trichoptera), y aumentando grupos tolerantes como Hyalellidae y Chironomidae. Estos resultados destacan la importancia de considerar no solo el porcentaje de urbanización, sino también la heterogeneidad espacial en el acceso a servicios como el saneamiento. Evidencian, además, la utilidad de integrar múltiples indicadores, fisicoquímicos, contaminantes emergentes como microplásticos y métricas ecológicas para una evaluación más amplia, para una evaluación que, aunque pueda implicar mayor esfuerzo, será más completa e informativa. Finalmente, los resultados aportan evidencia clave para el diseño de políticas públicas orientadas a mitigar los impactos de la urbanización sobre los ecosistemas acuáticos, promoviendo una gestión territorial más equitativa y sostenible.

Urbanization is one of the land use changes that has the greatest impact on streams. In response to these potential alterations, macroinvertebrates have been the most widely used bioindicators, as they respond specifically to changes in land use, allowing the ecological status of these ecosystems to be assessed. In recent decades, it has become evident that urban streams are exposed to a wide variety of pollutants, including microplastics, which mainly reach these river systems through wastewater or storm drains. This study evaluated the effects of increased urbanization and sanitation coverage on physicochemical water variables, microplastic accumulation, and the biodiversity of benthic macroinvertebrates in urban streams in Uruguay. The analysis was carried out in 16 sub-basins in five cities, covering a gradient of urbanization and sanitation coverage. A significant deterioration in water quality was observed in sub-basins with a high percentage of the population without access to sanitation networks, evidenced by lower concentrations of dissolved oxygen and higher levels of nutrients, suggesting possible direct discharges of untreated wastewater. With regard to microplastics, high densities were found in sediments, particularly in sites with greater urban pressure. Analysis of polymer composition showed a predominance of polymers such as polyethylene and polypropylene, which are associated with domestic and urban waste. In terms of macroinvertebrate assemblages, a loss of diversity and a change in trophic composition were observed in environments with greater urban impact, with a decrease in filter-feeding and sensitive organisms (Ephemeroptera, Trichoptera) and an increase in tolerant groups such as Hyalellidae and Chironomidae. These results highlight the importance of considering not only the percentage of urbanization but also the spatial heterogeneity in access to services such as sanitation. They also demonstrate the usefulness of integrating multiple indicators, including physicochemical indicators, emerging pollutants such as microplastics, and ecological metrics, for a more comprehensive assessment. Although this may require greater effort, it will result in a more complete and informative evaluation. Finally, the results provide key evidence for the design of public policies aimed at mitigating the impacts of urbanization on aquatic ecosystems, promoting more equitable and sustainable land management.