Diagnostico De La Calidad Del Agua Del Star El Tarullal Usando Macro In Vertebra Dos Y Algas Como Bioindicadores

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DIAGNOSTICO DE LA CALIDAD DEL AGUA EN EL SISTEMA DE LAGUNAS DE ESTABILIZACION “EL TARULLAL” DE LA CIUDAD DE VALLEDUPAR (COLOMBIA) AL IGUAL QUE SU FUENTE RECEPTORA RIO GUATAPURI UTILIZANDO DIATOMEAS Y MACROINVERTEBRADOS BENTONICOS COMO BIOINDICADORES Nuñez, J.C* & Villero, J.L** CONSULTORIAS Y PROYECTOS DEL CESAR LTDA. Cra.:19E2 – No. 11B – 85 / Tel.: 5713332 - Cel 310-3637294. Valledupar – Cesar Email: [email protected] *[email protected] **[email protected]

RESUMEN: Desde hace varios años muchos países han generado conocimientos y desarrollos de técnicas de biomonitoreo basados en indicadores biológicos, a través de la evaluación de reacciones e índices de sensibilidad de organismos vivos ante la presencia de substancias contaminantes en los sistemas acuáticos. Basado en esto se llevo a cabo el diagnostico de la calidad del agua del STAR El Tarullal y su fuente receptora el Rio Guatapuri a través de la utilización de bioindicadores como los macroinvertebrados y diatomeas. Se tomo muestra de macroinvertebrados en las lagunas facultativas y en el Rio Guatapuri en los tramos aguas arriba y aguas abajo, la muestra de diatomeas se tomo en el efluente del STAR El Tarullal. Los resultados mediante el método BMWP demostraron que las aguas de las lagunas facultativas 1 y 2 son aguas muy contaminadas de calidad critica y que los organismos encontrados son propios de estas aguas, las aguas del Rio Guatapuri según el puntaje BMWP no están siendo seriamente impactadas en el tramo aguas abajo después del vertimiento debido a su gran poder de autodepuración; el IDG demostró que las aguas del efluente que son vertidas al Rio son de polución fuerte y que debido a esto hay desaparición de especies sensibles. El STAR El Tarullal funciona de manera regular esto debido a que al parecer lagunas facultativas no está diseñada para depurar el agua sin un proceso anaeróbico previo. PALABRAS CLAVES: Calidad de aguas, macroinvertebrados, diatomeas, bioindicadores, aguas residuales

INTRODUCCION La eutrofización es un proceso natural en los ecosistemas acuáticos, producidos por el enriquecimiento del cuerpo de agua con nutrientes (Ramírez & Viña, 2000), durante los últimos 200 años el hombre ha acelerado estos procesos de eutrofización modificando tanto la calidad de las aguas, como la estructuras de las comunidades biológicas debido al aumento en la carga orgánica e inorgánica de los cuerpos de agua (Burkholder, 2001). En los últimos años el concepto “Calidad de aguas” ha ido cambiando rápidamente de un enfoque puramente fisicoquímico a otro que integra todos los componentes del ecosistema (Roldan, 2003). Recientemente, el Parlamento Europeo aceptó el término estado ecológico como una medida de la calidad de aguas. La Norma Europea citada establece como factores 1

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esenciales para la determinación del estado ecológico de las aguas, las comunidades de organismos como bioindicadores; estas variables deben ir acompañadas de las mediciones fisicoquímicas correspondientes. La literatura revela que de los organismos acuáticos, los macroinvertebrados y microalgas son los dos grupos que ha menudo se recomienda usar en evaluaciones de la calidad del agua (Hellawell 1986, Christie et al, 1993; Kelly & Whitton, 1995, Roldan 1999). El uso de macroinvertebrados para valorar y determinar la calidad del agua tiene cuando menos 100 años de antigüedad. De estas técnicas, los insectos acuáticos (entre un 70-90% de la fauna de macroinvertebrados dulceacuícolas) han sido el grupo más estudiado para evaluar la calidad del agua por muchos investigadores (Hellawell, 1986; Abel; 1989; Rosenberg & Resh; 1993, 1996). Los ensayos con algas han sido reconocidos por las autoridades reguladoras como relevantes y sensibles, considerándose indicadores primarios de contaminación (Fargašová, 1997). De las microalgas, las diatomeas son preferidas para los monitoreos debido a que son generalmente el grupo autotrófico dominante, además que la identificación de las especies de diatomeas es más simple que la de otros componentes (Cianobacterias, Chlorophyceae, etc.), además, las diatomeas están presentes a lo largo de todo el río, y presentes a través de todo el año, no presentan complicaciones en su ciclo y ecológicamente son mejor conocidos que otros grupos (Round, 1993). Consiente de la evolución y grado de desarrollo de los programas de monitoreo ambiental, EMDUPAR S.A. E.P.S., acogiéndose a los compromisos estipulados en la Resolución 365 del 1º de junio de 2004, por medio de la cual se otorga viabilidad al Plan de Manejo Ambiental del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales “El Tarullal”, ha venido desarrollando el programa de Caracterización Biológica como un instrumento técnico para medir la eficiencia de los sistemas de lagunas de estabilización y el efecto que produce su vertimiento sobre el río Guatapurí y que años antes ha implementado a satisfacción sobre el Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales El Salguero, evaluando el efecto del vertimiento sobre las aguas del río Cesar, principal arteria hídrica del departamento. La finalidad de este estudio fue caracterizar el sistema de tratamiento de aguas residuales el Tarullal y su fuente receptora el Rio Guatapuri a través de bioindicadores de la calidad del agua como los Macroinvertebrados acuáticos y las Diatomeas a travez de la aplicación del método BMWP/Col y el Indice diatómico general (IDG); y así conocer el grado de funcionalidad del STAR el Tarullal y el impacto que este genera al Rio Guatapuri.

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MATERIALES Y METODOS El sistema de Lagunas para el tratamiento de aguas residuales el Tarullal se encuentra ubicado en el sector suroccidental de la ciudad, a la altura de los Barrios Los Cocos y Amaneceres del Valle, ocupa un área de 20 hectáreas en la margen derecha del rio Guatapuri, quien recibe las aguas después de someterse al tratamiento del sistema de las dos (2) lagunas facultativas. Posteriormente el Rio Guatapuri le entrega las aguas al Rio Cesar a unos 5 kilómetros. A continuación se presentan las coordenadas del STAR el Tarullal. X= 1.097.200 E

Y= 1.646.000 N

Figura 1. Zonificación del área de estudio

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Para la toma de muestra de macroinvertebrados acuáticos se recolecto la mayor diversidad posible de macro invertebrados, explorando cada uno de los hábitats en cada punto de muestreo; esto incluye el sustrato del fondo, macrófitas acuáticas, raíces sumergidas, sustratos artificiales (si es el caso). El esfuerzo de muestreo incluyó un área entre 5 a 10 m2 durante 20 a 30 minutos. El tipo de método fue cualitativo. Para la toma de muestras se utilizó una Red D-Net de 0.25mm de ojo de malla en los sistemas de lagunas del Salguero y una red de mano para el muestreo en el río. Se establecieron 6 puntos de muestreo: dos puntos en la laguna Facultativa No 1, dos puntos en la laguna Facultativa No 2 y dos puntos de muestreo sobre el Rio Guatapuri (500 mts antes y después del vertimiento). Se establecieron dos muestras por estación (Angulo, J & Rengifo, J. 2003) Las muestras de macroinvertebrados fueron almacenadas en frascos plásticos, etiquetados y fijados con alcohol al 90%, para su posterior separación e identificación. Los macroinvertebrados identificados fueron preservados en alcohol al 70% en viales de vidrios debidamente rotulados según (Roldan, G. 1988). Los ejemplares fueron identificados en el laboratorio de la empresa EMDUPAR S.A. E.S.P. Para la identificación de los organismos se utilizo un microscopio en objetivo de 4x y se contó con bibliografía especializada (Roldan G; 1988, 1996, 1997,2003) (Rengifo J, 2002), (Nuñez, J & Zuluaga, C. 2007). Se analizo la estructura de la comunidad de organismos con el cálculo del índice BMWP/Col (Zamora, G. 1999). La toma de muestras para diatomeas se realizo en el efluente del STAR el Tarullal tomando una muestra horaria durante 10 horas. Para la toma de muestra se dispuso a lanzar el muestreador al punto de muestreo, se retiro el muestreador con cierta cantidad de muestra recogida la muestra tomada es depositada en un frasco plástico envuelto en papel aluminio con capacidad de 80 ml que contenía solución Transeau (Conformada por agua destilada, alcohol al 90% y formol al 40%, mezclados en proporción 6:3:1), para luego ser transportada al lugar de análisis. El frasco es debidamente rotulado con: número de muestra, hora de muestreo, fecha de muestreo, lugar de muestreo, tipo de conservación y recolector de la misma. La identificación de especies se llevo a cabo en el laboratorio de la empresa EMDUPAR S.A. E.S.P. Para la identificación de los organismos se utilizo un microscopio en objetivo de 40x y se realizo con base en claves taxonómicas, dibujos y descripciones como la de (Bicudo y Bicudo, 1970), (Yacubson, 1972), (Streble y Krauter, 1987), (Needham & Needham, 1978) y (Pinilla, 1998).

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RESULTADOS Macroinvertebrados acuáticos El listado general de taxa registrado en toda el área de estudio y que incluye los muestreos cualitativos, son presentados en la tabla 1. En toda el área de estudio se presentaron una cantidad considerables de ejemplares pertenecientes a (4 clases, 13 órdenes y 31 familias), la mayoría de los cuales corresponde a estados inmaduros de insectos.

Figura 2. Algunos macroinvertebrados hallados en el área de estudio; de izquierda a derecha familias: Tabanidae, Gerridae, Elmidae y Leptophlebiidae [Fotos: Julio Nuñez].

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CLASE

ORDEN

DIPTERA

HEMIPTERA

PLECOPTERA LEPIDOPTERA INSECTA COLEOPTERA

FAMILIA CULICIDAE CHIRONOMIDAE SYRPHIDAE PSYCHODIDAE TABANIDAE EPHYDRIDAE CORIXIDAE VELLIDAE GERRIDAE NAUCORIDAE PERLIDAE PYRALIDAE ELMIDAE DYTISCIDAE NOTERIDAE DRYOPIDAE LIMNAEIDAE HYDROPHIILIDAE

EPHEMEROPTERA

BAETIDAE LEPTOPHLEBIDAE LEPTOHYPHIDAE

TRICHOPTERA

HIDROPSYCHIDAE LEPTOCERIDAE

ODONATA

GOMPHIDAE COENAGRIONIDAE LIBELLULIDAE

NEUROPTERA CORYDALIDAE BASOMMATOPHORA PLANORBIDAE GASTROPODA MESOGASTROPODA BULIMIDAE BIVALVIA SPHAERIDAE SPHAERIDAE OLIGOCHAETA HAPLOTAXIDA TUBIFICIDAE Tabla 1. Lista de Macroinvertebrados hallados en los sistemas de lagunas facultativas y sobre el Rio Guatapuri.

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A través del cálculo del índice BMWP, se obtuvieron los siguientes valores de calidad de agua dentro del sistema de lagunas del STAR el Tarullal y su fuente receptora el Rio Guatapuri. (Tabla 2).

PUNTOS DE MUESTREOS Laguna Facultativa 1

CLASE

CALIDAD

PUNTAJE

CRITICA

SIGNIFICADO

COLOR CARTOG

Aguas muy contaminadas

V

19

NARANJA

Laguna V

CRITICA

41

Aguas muy contaminadas

NARANJA

Rio Guatapuri 500 mts antes vertimiento

II

BUENA

112

Aguas limpias

AZUL CLARO

Rio Guatapuri 500 mts después vertimiento

III

ACEPTABLE

78

Aguas medianamente contaminadas

VERDE

Facultativa 2

Tabla 2. Valor obtenido del Índice BMWP/Col en los sistemas de lagunas del STAR el Tarullal y el Rio Guatapuri. El sistema de lagunas facultativas y en especial, la Laguna Facultativa No.1 presenta condiciones de contaminación muy elevados, con presencia de material flotante, procesos de digestión anaeróbica de la materia orgánica, gran sedimentación, esto debido a que al parecer no está diseñada para depurar el agua sin un proceso anaeróbico previo. En esta laguna se hallaron pocas comunidades de macro invertebrados de tipo predador que mantienen a raya a las comunidades de Dípteros. El puntaje obtenido de la aplicación del índice BMWP es 19, lo que ubica al sistema dentro de la categoría V, aguas de calidad crítica, cuyo significado es que la laguna facultativa es un depósito de aguas muy contaminadas. La laguna Facultativa No. 2 presenta mejores condiciones ecológicas, ya que se evidencian menos material flotante que los vistos en la laguna Facultativa No. 1; el paso de las aguas entre laguna y laguna a través del sistema de flautas oxigena un poco el agua. Debido a esto las comunidades de macro invertebrados es más biodiversa y se presentan bioindicadores de calidad de agua con mayor puntaje BMWP. A pesar de que las condiciones de la calidad de aguas mejoran en la laguna No.2, las comunidades de macro invertebrados halladas describen condiciones reales de alta contaminación, y concentraciones elevadas de materia 7

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orgánica y bajas concentraciones de oxigenación. La presencia de dípteros de la Familia Culicidae, Shyrphidae, Ephydriidae y Chironomidae indican la muy baja calidad del agua. Al igual que en la laguna Facultativa No.1, la calidad de las aguas presentes el la laguna Facultativa No.2 son de calidad crítica, siendo aguas muy contaminadas y que corresponden a las aguas que son vertidas al río Guatapuri. En el Rio Guatapuri aguas arriba se presenta un listado de macro invertebrados indicadores de aguas limpias y bien oxigenadas, característicos de ríos con gran pendiente como lo es el Guatapuri, bien oxigenados y de aguas limpias y frías. Con la aplicación del índice BMWP se evidencia que la calidad del agua en éste tramo es buena cuyo puntaje obtenido es 112 que son aguas limpias, indicando que en este tramo el rio Guatapuri no es impactado por ningún tipo de contaminación de origen químico y orgánica. En el Rio Guatapuri aguas abajo del vertimiento a pesar de presentarse buenos bioindicadores, también se evidencia la aparición de grupos de macro invertebrados indicadores de aguas de pésima calidad como los Dípteros de la familia Ephydriidae, Culicidae y Chironomidae los cuales pudieron haber sido arrastrados por las corrientes. El puntaje obtenido en la aplicación del índice BMWP fue de 78, lo que clasifica las aguas de ese tramo como Aguas medianamente contaminadas, de calidad aceptable, es normal encontrar este tipo de aguas ya que este punto recibe permanentemente el vertimiento de aguas residuales del STAR el Tarullal. Diatomeas El listado general de especies registrado en el efluente del STAR El Tarullal y que incluye los muestreos cualitativos, son presentados en la tabla 2. En el área de estudio se presentaron especies pertenecientes a (7 géneros).

Figura 3. Algunas diatomeas identificadas en el efluente del STAR El Tarullal; de izquierda a derecha los géneros: Fragilaria, Navicula, Cymatopleura y Gomphonema [Fotos: Jorge Villero].

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FAMILIA GOMPHONEMATACEAE FRUSTULIACEAE BACILLARIACEAE NAVICULACEAE FRAGILARIACEAE FRAGILARIACEAE SURIRELLACEAE

GENERO Gomphonema sp Frustulia sp Nitzschia sp Navicula sp Fragilaria sp Synedra sp Cymatopleura sp Tabla 3. Lista de Diatomeas halladas en el efluente del STAR El Tarullal y sobre el Rio Guatapuri. A través del cálculo del Indice Diatómico General (IDG), se obtuvieron los siguientes valores de calidad de agua dentro del efluente del sistema de lagunas del STAR el Tarullal (Tabla 4). PUNTOS DE MUESTREO Efluente STAR El Tarullal

PUNTAJE

SIGNIFICADO

COLOR CARTOGRAFICO

2.44

Desaparición de especies sensibles. Polución fuerte.

NARANJA

Tabla 4. Valor obtenido del IDG en el efluente del STAR el Tarullal. El efluente del sistema de tratamiento de aguas residuales El Tarullal presenta polución fuerte lo que se refleja en la pérdida de diversidad de organismos bioindicadores, el IDG clasifica estas aguas como contaminadas lo que es normal para este tipo de vertimientos que lleva consigo una carga orgánica considerable que no la hace apta para consumo humano ni para muchas especies de algas que no logran sobrevivir en este tipo de habitas debido a su alto grado de contaminación y que terminan por desaparecer, y que corresponden a las aguas que son vertidas al río Guatapuri.

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200 112

100 19

41

78

2,44

0

IDG BMWP

BMWP IDG

Figura 4. Índice de calidad de aguas en el sistema de tratamiento de aguas residuales El Tarullal y el Rio Guatapuri. DISCUSION DE RESULTADOS En el sistema de tratamiento del STAR el Tarullal el sistema de lagunas facultativas cumplen con su función, la calidad del agua son propias de estos sistemas y al aplicar el índice biológico BMWP, se encontró que son de calidad crítica, siendo aguas muy contaminadas a pesar de la gran cantidad de natas y flotantes, se pudo comprobar que la laguna numero dos presenta mejores condiciones ecológicas, ya que se evidencian menos material flotante que los vistos en la laguna Facultativa No. 1; el paso de las aguas entre laguna y laguna a través del sistema de flautas oxigena un poco el agua. Según el índice de Calidad de Aguas BMWP en el rio Guatapuri aguas arriba se evidencia que no hay ningún tipo de contaminación y que sus aguas son limpias, en el tramo aguas abajo estas se encuentran clasificadas como aguas de Calidad Aceptable, siendo aguas medianamente contaminadas, en las aguas abajo del vertimiento no se observa un gran impacto debido al vertimiento de las aguas residuales del STAR el Tarullal esto probablemente se debe a que el Rio Guatapuri tiene un buen poder de autodepuración. Las comunidades de macro invertebrados halladas se asocian a procesos de contaminación leve, aunque existen comunidades bentónicas asociadas a aguas muy limpias (Trichopteros, Plecópteros y Ephemeropteros). Las aguas del efluente del STAR El Tarullal son propias de este tipo de vertimientos y que al aplicar el IDG se encontró que son aguas con polución fuerte lo que las hace inhabitable para muchas especies de algas. 10

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CONCLUSIONES Según las comunidades de macro invertebrados hallados en las aguas contenidas en el sistema de lagunas facultativas, muestran que la calidad es crítica siendo aguas muy contaminadas y que la laguna facultativa N° 2 presenta mejores condiciones ecológicas para los organismos bentónicos. En cuanto a los vertimientos y los efectos que produce a la cuenca baja del río Guatapurí, las aguas encontradas en el tramo después del vertimiento pertenece a aguas medianamente contaminadas de calidad aceptable, según el índice BMWP; demostrando que no se genera un gran impacto asía las aguas del rio debido a su alto poder de autodepuración. Las aguas arribas en el Guatapuri demostraron ser de buena calidad, aguas limpias evidenciándose que no hay ningún tipo de contaminación que afecten sus aguas. Es importante monitorear los parámetros biológicos del agua para así determinar el estado de la misma, con ello podemos determinar el tratamiento a realizar para su descontaminación y el uso que le podemos dar dependiendo del análisis. Según los resultados obtenidos al aplicar el índice IDG el tramo comprendido en el área de influencia del vertimiento es de Polución fuerte. El sistema de lagunas facultativas del STAR El Tarullal función de manera rregular debido a que el al parecer no están diseñadas para depurar el agua sin un tratamiento anaeróbico previo. Como en cualquier modelo, los presentes índices simplifican y organizan la inmensa cantidad de datos de calidad en un marco homogéneo que permite comunicar y evaluar el estado del cuerpo de agua en una forma comprensible y sin una distorsión importante en la información de calidad del agua. Es importante unificar criterios y unir esfuerzos con la autoridad ambiental para ejecutar un programa de monitoreo de calidad de aguas que sirva para un ordenamiento de la cuenca del Guatapurí.

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