The impact of anthropogenic pollution on limnological characteristics of a subtropical highland reservoir “Lago de Guadalupe”, Mexico

Impact de la pollution anthropique sur les caractéristiques limnologiques d’un réservoir subtropical de montagne, le « Lago de Guadalupe », Mexique

¹ Department of Biotechnology and Bioengineering, Cinvestav Av. IPN 2508, Col. San Pedro Zacatenco, MX 07360, Mexico City, Mexico
² School of Biosciences, Division of Agricultural and Environmental Science, University of Nottingham, Sutton Bonington Campus Loughborough,UK LE12 5RD, Nottingham, UK
³ Department of Hydrobiology, Autonomous Metropolitan University, UAM-I, Av. San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, MX 09340, Mexico City, Mexico
⁴ Abacus, Cinvestav Av. IPN 2508, Col. San Pedro Zacatenco, MX 07360, Mexico City, Mexico

^⋆ Corresponding author: thalasso@cinvestav.mx

Received: 14 January 2013
Revised: 28 May 2013
Accepted: 6 June 2013

Abstract

“Lago de Guadalupe” is an important freshwater ecosystem located in the northern part of the metropolitan area surrounding Mexico City, under high demographic pressure. It receives approximately 15 hm³·y^-1 of untreated municipal wastewater from the surrounding municipalities. In order to develop a comparative assessment of the pollution effect over the limnological characteristics of Lago de Guadalupe, this lake was characterised from February 2006 to July 2009, and the results were compared with those obtained from a non-polluted lake “Lago el Llano” located in the same drainage area. Lago de Guadalupe was hypereutrophic with anoxic conditions throughout most of the water column. In contrast, Lago el Llano was mesotrophic with high dissolved oxygen concentrations throughout the entire water column with a clinograde profile. Both reservoirs had a monomictic mixing regime. The longitudinal zonation of physicochemical and biological variables were investigated in order to better understand the processes controlling the water quality across the reservoir during its residence time. This study shows the impact of anthropogenic pollution on the limnological characteristics of a subtropical reservoir and confirms that under adequate management schemes, namely avoiding pollution and wastewater discharges, subtropical reservoirs can be prevented from developing eutrophic conditions.

Résumé

Le Lago de Guadalupe est un important écosystème aquatique situé dans la partie nord de la zone urbaine de la ville de Mexico, subissant une forte pression démographique. Ce lac artificiel d’environ 60 hectomètres cubes, reçoit environ 15 hectomètres cubes par an d’eaux usées provenant des agglomérations environnantes. Afin d’évaluer l’effet de la pollution sur les caractéristiques limnologiques du Lago de Guadalupe, ce lac a été caractérisé de février 2006 à juillet 2009. Les résultats ont été comparés avec ceux observés dans un autre lac artificiel, non pollué : Lago el Llano, situé dans le même bassin versant et soumis au même climat que le Lago de Guadalupe. Les résultats obtenus montrent que le Lago de Guadalupe est hypereutrophe comme en témoignent les conditions anaérobies rencontrées dans la majeure partie de la colonne d’eau. En revanche, le Lago el Llano est mésotrophe avec présence d’oxygène dans toute la colonne d’eau. Les deux lacs présentent un régime monomictique. La zonation longitudinale des variables physico-chimiques et biologiques a été étudiée afin de mieux comprendre les processus qui contrôlent la qualité de l’eau. Cette étude montre l’impact de la pollution anthropogénique sur les caractéristiques limnologiques de lacs subtropicaux et confirme l’importance de réduire les apports anthropogéniques de nutriments pour ralentir le phénomène d’eutrophisation.