Estudio de impacto por metales y radionucleidos de la central nuclear de Trillo sobre el agua, sedimentos, algas y peces en la cuenca alta del río Tajo

Abstract

Los datos incluidos en este estudio proceden del desarrollo de dos programas de muestreo para el control y seguimiento del ecosistema fluvial durante 17 años (desde 1992 a 2008), en un tramo de la cuenca alta del río Tajo, influenciado por la operación de la instalación nuclear de Trillo. Este estudio aúna las tareas de distintos grupos de trabajo y trata de buscar patrones de comportamiento del ecosistema fluvial, desde el punto de vista ecológico, a partir del estudio de las características físico-químicas y radiológicas del agua, concentración de metales y radionucleidos en sedimentos y peces y concentración de metales en algas bentónicas, explorando los factores que más contribuyen sobre la variabilidad de los elementos de estudio, a corto, medio y largo plazo, frente a las perturbaciones identificadas durante el período de estudio El trabajo aborda el estudio de la información contenida en los resultados analíticos de seguimiento del ecosistema acuático del río Tajo, en plena fase de operación comercial iniciada en 1988 y cuyos programas de muestreo se vienen desarrollando de forma ininterrumpida desde su fase preoperacional hasta la actualidad, en cumplimiento de unos requisitos administrativos que se exigen a su titular, entre ellos, someterse a una evaluación de impacto ambiental. El agua de río y embalse mostró valores de pH, conductividad, DQO, NO3-y oxígeno disuelto (OD) dentro de un rango considerado de buena calidad y se encontró que el índice de calidad del agua (WQI) estaba dentro de un rango de 71-90. El análisis quimiométrico reveló un desplazamiento en el agua del río (de aguas arriba a aguas abajo) afectado por la concentración de sales y metales de origen natural, como Fe y Al, y se detectaron ligeras variaciones de temperatura y actividad radiológica debido a las descargas de la central nuclear (CN). Las condiciones hídricas contribuyeron a aumentar o disminuir la concentración de metales del agua del río, los sedimentos del embalse, las algas y los peces, afectando el equilibrio precipitación/sedimentación. Además, el Fe y el Al se encontraron en mayor concentración durante los períodos de sequía y se acumularon en sedimentos, algas y peces a lo largo del curso del río. Los radionucleidos naturales y artificiales más significativos encontrados fueron 40K con un promedio de 245 Bq/kg en sedimentos de ríos, 499 Bq/kg en sedimentos de embalses y 121 Bq / kg en peces, y 90Sr con un rango de concentración entre 0,40 a 1,30 Bq/kg en sedimentos. Un estudio multivariado reveló que el efecto más fuerte sobre la concentración de radionucleidos en los sedimentos del río y del embalse estaba relacionado con el pH. La contaminación del ecosistema acuático con metales y radionucleidos fue baja según la legislación europea. En conclusión, este estudio aporta elementos adicionales encaminados a comprender la dinámica de ecosistemas fluviales y lénticos bajo la influencia de diferentes perturbaciones, como inundaciones, sequías, climatología estacional, obras de acondicionamiento del río o vertidos de centrales nucleares. El trabajo permite afirmar que la dinámica del ecosistema responde a un cuadro hidrológico complejo y que, siendo el caudal registrado durante los muestreos, el factor que dirige la variabilidad del comportamiento del ecosistema, se pone de manifiesto la importancia de considerar la historia hidrológica y las perturbaciones ocurridas previamente a los muestreos y que el ecosistema muestra una resiliencia, tendiendo a retornar a las condiciones dinámicas habituales, tras la ocurrencia de dichas perturbaciones.

The data included in this paper come from the development of two control and monitoring programs, all along 17 years (from 1992 to 2008), of the river ecosystem on a stretch of the upper basin of the Tagus river, influenced by the Trillo nuclear power facility operation. This study combines the tasks of different multidisciplinary teams and tries to find patterns of behavior of the river ecosystem, from the ecological point of view, using data provided by the physical- chemical properties of the water, metal and radionuclides concentration in sediments and fishes and metal concentration in benthic algae; due to disturbances that occur at short-, medium- and long-term time periods. River and reservoir water showed pH, conductivity, COD, NO3- and DO values within a range considered as good quality and the water quality index (WQI) was found to be within a range of 71–90. Chemometric analysis revealed a shift in the river water (from upstream to downstream) affected by the concentration of salts and metals of natural origin, such as Fe and Al, and slight variations in temperature and radiological activity were detected due to the discharges from the nuclear power plant (NPP). The hydric conditions contributed to increase or decrease the metal concentration of the river water, the reservoir sediments, algae and fish, affecting the precipitation/sedimentation balance. Moreover, Fe and Al were found in higher concentration during drought periods and accumulated in sediments, algae and fish along the river course (from SP1 to SP3). The most significant natural and artificial radionuclides found were 40K with an average of 245 Bq/kg in river sediments, 499 Bq/kg in reservoir sediments and 121 Bq/kg in fish, and 90Sr with a concentration range between 0.40 to 1.30 Bq/kg in sediments. A multivariate study revealed that the strongest effect on the concentration of radionuclides in the river and reservoir sediments was related to pH. Contamination of the aquatic ecosystem with metals and radionuclides was low according to European legislation. In conclusion, this study provides additional elements aimed at understanding the dynamics of fluvial and lentic ecosystems under the influence of different disturbances, such as floods, droughts, seasonal weather, conditioning works of the river or NPP discharges. The study makes a possible to affirm that the dynamics of the various components of the river ecosystem responds to a complex hydrological picture and considering that flow during the sampling is the main factor that directs the behavior of ecosystem variability, it is highlighted the importance to considering the hydrological history and the disturbances that occurred previously to sampling and that the aquatic ecosystem showed a resilience returning to its usual conditions to the identified disturbances.