Los residuos vertidos en el río Tijuana pueden viajar siete veces más lejos de lo esperado antes de volar y afectar al aire de San Diego, al menos a 20 millas de su origen, según investigaciones de UC Riverside.
El río transporta una compleja mezcla de aguas residuales sin tratar procedentes de inodoros, residuos industriales y escorrentía urbana hacia el océano Pacífico en Imperial Beach.
El estudio, publicado en Scientific Reports, encontró que los productos químicos de las aguas residuales pueden permanecer en el océano el tiempo suficiente para luego viajar hacia el norte a lo largo de la costa de San Diego antes de escapar a la atmósfera. El hallazgo ayuda a explicar por qué los investigadores detectaron contaminación vinculada al río Tijuana en el aire cerca del muelle del Instituto Scripps de Oceanografía en La Jolla, a unos 22 millas de la desembocadura del río.
“Ya se sabía que compuestos de estos desechos podían entrar en el aire, pero no nos dimos cuenta hasta ahora de lo lejos que podía viajar bajo el agua antes de emerger”, dijo la científica atmosférica y autora principal del estudio, Karolina Cysneiros de Carvalho.
Cysneiros de Carvalho realizó la investigación en la UCR y en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) en Colorado, donde fue investigadora postdoctoral visitante. Trabajó en el estudio con el científico atmosférico de UCR William Porter, la química atmosférica de UCR y NCAR Kelley Barsanti, y Kimberly Prather de UC San Diego.
Investigaciones previas demostraron que los residuos humanos que fluyen a través del río Tijuana afectan la calidad del aire en las comunidades cercanas a la frontera. Para este estudio, los investigadores querían saber si la contaminación podría extenderse más allá. En agosto y septiembre de 2024, recogieron muestras de aire en cuatro lugares que se extienden desde el río Tijuana hasta La Jolla.
El momento ofrecía un experimento natural. El verano suele ser la estación seca, cuando el caudal del río Tijuana puede caer casi a cero. Pero en 2024, volúmenes inusualmente grandes de aguas residuales fluían por el río a pesar de la falta de lluvia. Aproximadamente entre 160 y 207 millones de litros por día entraban en el Pacífico, creando un extraordinario evento de contaminación en la estación seca.
Los investigadores comenzaron rastreando el trisulfuro de dimetilo, un compuesto volátil que contiene azufre asociado con la descomposición de materia orgánica y aguas residuales. Tomaron múltiples mediciones al día en los cuatro sitios e identificaron el río Tijuana como una fuente regional fuerte de trisulfuro de dimetilo, detectando el compuesto incluso en el lugar más lejano de La Jolla.
Eso suponía un problema. El dimetiltrisulfuro no dura mucho una vez que está en el aire. Los cálculos mostraron que si hubiera viajado completamente por aire desde el río Tijuana, la mayor parte habría desaparecido mucho antes de llegar a La Jolla.
“Encontramos contaminantes lejos de la fuente que no podían explicarse solo por el viento”, dijo Porter. “Nos preguntábamos, ¿cómo ha pasado esto?”
Un cambio importante en el caudal del río proporcionó otra pista. El 10 de septiembre, una estación de bombeo comenzó a desviar aguas residuales hacia el sur, reduciendo drásticamente la cantidad que entraba en el río Tijuana. Después, los niveles de trisulfuro de dimetilo medidos en La Jolla bajaron un 86%. Parte del químico permaneció durante unos dos días, lo que sugiere que la contaminación se almacenó en algún lugar antes de llegar al aire.
Los investigadores descubrieron que el océano podía proporcionar ese sistema de almacenamiento y transporte.
Normalmente, el trisulfuro de dimetil reacciona rápidamente en el aire y desaparece. Sin embargo, en el agua puede sobrevivir mucho más tiempo. Por tanto, las corrientes oceánicas pueden llevarla hacia el norte antes de que finalmente cruce la frontera entre agua y aire. La modelización mostró que, a una profundidad de unos 10 metros, hasta el 76% del compuesto podría sobrevivir al viaje de 35 kilómetros bajo las condiciones examinadas por los investigadores.
Algunos compuestos químicos también pueden adherirse temporalmente a partículas orgánicas en el agua. Estas partículas pueden dar a los químicos otra forma de hacer autostop a lo largo de la costa, protegiéndolos de escapar inmediatamente a la atmósfera.
“Es un proceso dinámico”, dijo Porter. “Tienes partículas suspendidas, compuestos disueltos en el agua y compuestos en el aire, y siguen intercambiándose.”
Las mediciones oceánicas proporcionaron pruebas adicionales. Durante agosto y septiembre de 2024, los investigadores detectaron agua inusualmente dulce extendiéndose a lo largo de la costa. El agua cerca de Del Mar se parecía cada vez más a la medida más al sur, cerca de la región de caudal del río Tijuana. Los modelos de circulación oceánica también mostraron corrientes que se desplazaban hacia el norte durante el periodo.
El fenómeno no se limitaba a un solo químico. Los investigadores midieron cientos de compuestos orgánicos volátiles e identificaron un grupo de ellos cuyo comportamiento seguía tanto el trazador de aguas residuales como los cambios en el caudal del río. Sus propiedades químicas apoyaban que estos compuestos también podían permanecer en el agua el tiempo suficiente para viajar, pero eran lo bastante volátiles como para finalmente escapar al aire.
Los investigadores advierten que sus observaciones se produjeron durante un periodo extraordinario de vertido sostenido de aguas residuales en temporada seca. Aún no saben hasta dónde viajan estos contaminantes en condiciones más típicas, ni cómo las estaciones, las corrientes oceánicas, los vientos y los cambios en el caudal de los ríos afectan al proceso.
Pero el hallazgo podría tener implicaciones más allá del río Tijuana. Los modelos tradicionales de calidad del aire se centran principalmente en lo que ocurre con los contaminantes una vez que llegan a la atmósfera. El nuevo estudio muestra que los ríos y océanos pueden alterar ese recorrido, preservando algunos compuestos químicos y permitiendo que se eleven mucho más lejos de su fuente original de lo que el transporte atmosférico por sí solo podría predecir.
El estudio no examinó si las concentraciones de contaminantes detectadas suponen un riesgo para la salud humana. Pero el estudio podría cambiar la forma en que los científicos determinan dónde las personas pueden entrar en contacto con la contaminación. También podría mejorar los modelos de calidad del aire, que generalmente no tienen en cuenta que los contaminantes viajen largas distancias a través del agua antes de entrar en la atmósfera.
Para Porter, los hallazgos refuerzan la idea de que la contaminación del agua y del aire no debe tratarse como problemas ambientales separados.
“La calidad del agua se ha tratado, tradicionalmente, en su propio silo, y la calidad del aire por separado. Pero el universo no funciona así. Los reinos se cruzan”, dijo Porter. “No puedes simplemente cerrar la playa y dar por terminada. Tenemos que limpiar el agua no solo para nadar, sino para respirar.”
