Resumen. G. Tomasi (1) ; A. Vedia (1) ; L. Salas (1) ; P. Gómez (2) ; F. Juarez (1) ; G. Lencina (1)

Transcripción

1 Estudio Bacteriológico, Fisicoquímico y Aplicación del Índice BMWP del Agua del Arroyo El Simbolar y Piscina del Balneario de Concepción, Dpto. Capayán. Catamarca G. Tomasi (1) ; A. Vedia (1) ; L. Salas (1) ; P. Gómez (2) ; F. Juarez (1) ; G. Lencina (1) 1: Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Av. Belgrano al 300. C.P : Facultad de Ciencias Agrarias Avenida Belgrano y Maestro Quiroga - C.P Universidad Nacional de Catamarca. matildegraciela@hotmail.com; pattrigomez@gmail.com; lilianasalas17@hotmail.com Resumen El agua del arroyo El Simbolar, (Concepción, Dpto. Capayán Catamarca) es utilizada para consumo humano, riego y recreación, especialmente el balneario municipal, que cuenta con piscinas y que recibe una importante cantidad de turistas. El presente estudio tiene como objetivos: Evaluar la calidad del agua para los diferentes usos, desde el punto de vista bacteriológico, complementados con análisis fisicoquímico y el índice biótico BMWP (Biological Monitoring Work Party) y su variación estacional y Determinar la calidad bacteriológica del agua del balneario municipal (arroyo y piscina) en un periodo de 30 días en época estival. Se realizaron muestreos en las cuatro estaciones del año para los análisis bacteriológicos fisicoquímicos e insectos bentónicos y, cinco muestreos del agua del arroyo y de una piscina, durante el mes de enero. Los análisis bacteriológicos y fisicoquímicos se realizaron de acuerdo al Standard Methods (APHA, AWWA, WPCF, 1992). Los indicadores bacteriológicos mostraron que el agua del arroyo para uso recreativo fue de excelente calidad, y de la piscina satisfactoria. No apta para riego de especies comestibles sin cocción en el muestreo del verano. Como agua de consumo humano ninguno de los parámetros bacteriológicos analizados cumplen con la normativa del Código Alimentario Argentino (C.A.A.). El índice biótico BMWP clasifica el agua del arroyo como muy buena. Los valores de los parámetros fisicoquímicos se encontraron dentro de los niveles permitidos para los diferentes usos. El conjunto de los resultados obtenidos permitieron concluir que la calidad del agua del arroyo es muy satisfactoria, recomendándose su uso para riego y recreación. Con respecto al uso para consumo humano, se hace necesario aplicar el proceso de potabilización. Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 23

2 Introducción El agua es un recurso renovable que se recicla naturalmente mediante el ciclo hidrológico en un continuo proceso energético de movilización de las mismas, lo que trae como consecuencia una mejora natural de la calidad del recurso. Estos procesos naturales renuevan la característica de la calidad del agua y han permitido durante años aprovechar las mismas con mínimos tratamientos, asegurando la preservación frente a pequeños núcleos poblados y actividades controladas. Hoy, estos recursos se encuentran alterados en cuanto a calidad y cantidad por numerosas actividades provenientes de: la industrialización, la intensificación de la agricultura y el crecimiento poblacional, por lo que la demanda de agua ha ido incrementando y seguramente, esta tendencia continuará en el tiempo. En las aguas superficiales existen variaciones de cantidad y calidad en el tiempo, lo que está dado como consecuencia de condiciones climáticas, régimen hídrico y de eventuales contaminantes que pueden ser incorporados en el curso a través de aportes de diferentes orígenes. Realizando un seguimiento mediante la recopilación de información en localizaciones determinadas, a intervalos regulares, a través de un monitoreo estacional, se podrá detectar si existen variaciones en la calidad, influenciadas por variaciones estacionales. Para los diferentes usos del agua, existen una serie de normas de calidad que se utilizan (casi siempre relacionados con las concentraciones de indicadores fisico químicos y biológicas). Si el agua reúne dichos requisitos, entonces se dice que es de buena calidad, para ese proceso de consumo específico; de lo contrario se considera no apta o inaceptable. La calidad del agua implica un juicio de valor sobre este recurso en función de un uso concreto. El agua para consumo humano es la que requiere normas más severas y las de mayor calidad, mientras que las de recreación y riego, tienen menor exigencia con respecto a los índices de calidad. Dentro de las aguas naturales, las superficiales son las que albergan mayor número de microorganismos provenientes de diferentes orígenes: bacterias del agua propiamente dichas, bacterias provenientes de la tierra y bacterias de la flora intestinal de animales y del hombre, siendo éstas, potencialmente las de mayor peligrosidad por su ingestión o simple contacto de la piel. Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 24

3 En los últimos años, el empleo de la biota para evaluar y monitorear la calidad de agua se ha incrementado, al punto que hoy día son numerosas las agencias y organismos ambientales de todo el mundo, que emplean métodos para la evaluación de la calidad del agua basados en la utilización de las comunidades biológicas (Barbour &Strimbling 1991). Esto se debe a que son de bajo costo y sencillos de implementar. Actualmente, los métodos que emplean Índices Bióticos (macroinvertebrados bentónicos) para evaluar la calidad de agua están siendo muy aceptados y muy difundidos, y complementan a los indicadores químicos, bacteriológicos y algales. De los órdenes de insectos acuáticos, tres en particular: Ephemeroptera, Plecoptera y Trichopera (EPT) son muy utilizados para evaluar la calidad de agua, pues son muy sensibles a cambios de ph, así como a las bajas en las concentraciones de O 2. La realización de un monitoreo en conjunto de la calidad biológica medida en composición bacteriológica, caracterización fisicoquímica e insectos bentónicos en el arroyo en estudio, es el primero en su tipo para la provincia de Catamarca. Para el desarrollo de esta investigación se trabajó en el arroyo El Simbolar (Figs.1, 2). Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 25

4 Descripción del Área de Estudio *Localización: Concepción, Departamento Capayán, Provincia de Catamarca. *Cuenca: Gran Cuenca del Río del Valle. *Régimen: Pluvio-nival, y alimentación secundaria a partir de escurrimientos freáticos (vertientes) *Orden: arroyo de montaña de sexto orden. *Clima de la región: Árido de Sierras y bolsones; precipitaciones escasas, no superiores a 350 mm anuales, con estación marcadamente seca (invierno) y estación húmeda (noviembre a marzo), con lluvias torrenciales y crecidas de verano. *Vegetación marginal: abierta y característica del Distrito Chaco Serrano. A 10 metros a ambos lados del cauce está compuesta por especies arbóreas tales como: Acacia visco (viscote), Celtis tala (tala), Fagara coco (coco), Lithraea ternifolia (molle), Ruprechtia apetala (sacha membrillo), Schinopsis haenckera (horco quebracho), Acacia praecox (garabato hembra), Prosopis chilensis (algarrobo) y Beoffroea decorticans (chañar) De la estación de muestreo: *Posición georeferenciada: LS y LW *Altura sobre el nivel del mar: 900 m *Sustrato: grava arenosa sabulítica. Figura 1. Localización del arroyo El Simbolar (Departamento Capayán, Provincia de Catamarca) (Dirección Provincial de Catastro. Pcia. de Catamarca). Figura 2 Imagen satelital de la localización del arroyo El Simbolar (Concepción, Capayán, Catamarca) (Google Hearth). Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 26

5 El Simbolar es de gran importancia porque sus aguas son utilizadas para la provisión de agua para consumo humano en poblaciones rurales del Dpto. Capayán (Concepción, San Pablo, Choya, Capayán y Huillapima) y por tratarse de un departamento cuya actividad económica principalmente es la producción agrícola, también es utilizada para riego. Dado la belleza de sus paisajes de montañas, cuestas y quebradas, este arroyo representa un gran atractivo turístico que ha ido incrementando en los últimos tiempos por lo que sus aguas en época estival, a lo largo de todo su curso medio e inferior es utilizada con fines recreativos. En la localidad de Concepción, se encuentra un balneario municipal, cuyo camping cuenta con dos piscinas, las que se abastecen del agua del mismo arroyo, con un sistema de canales por los que el agua entra y sale permanentemente, y no se realiza desinfección alguna. Los objetivos de este trabajo fueron: Evaluar la calidad bacteriológica del agua del arroyo El Simbolar destinada para recreación, riego y consumo humano y su variación estacional, y relacionar la calidad bacteriológica del agua con los valores obtenidos para el índice biótico BMWP` y con los parámetros fisicoquímicos. Determinar la calidad bacteriológica del agua de recreación de la piscina del balneario municipal, en un periodo de treinta días en época estival y del agua del arroyo que abastece a la misma. Materiales y Métodos: A- El muestreo para los estudios bacteriológicos, físicos químicos e índice biótico BMWP se realizó en el lecho del arroyo Simbolar a la altura del balneario con una frecuencia estacional. Como estudio complementario se realizaron análisis fisicoquímicos del agua siguiendo métodos normalizados por el Standard Method (1992). Su interpretación se basó en los niveles guías propuestos por AGOSBA-OSN- SRH (1994). Además se calculó el índice biótico BMWP ajustado para el NOA (Domínguez y Fernandez 1998). B- En el balneario municipal de Concepción se obtuvieron cinco muestras en un periodo de 30 días (mes de enero) para el análisis bacteriológico de agua de una de las piscinas del mismo lugar, ya que la otra se encontraba sin agua Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 27

6 al momento del muestreo, y del arroyo el Simbolar antes de la toma de agua para la piscina. *Estudio bacteriológico: La muestra se tomó en frasco estéril, y se conservó refrigerada hasta su traslado al laboratorio. Los análisis se realizaron siguiendo las técnicas del Standard Methods (APHA, AWWA, WPCF, 1992). Para las muestras de agua del arroyo El Simbolar las determinaciones fueron: Recuento en placa de heterótrofos totales, por el método de tubos múltiples NMP (Número Más Probable) de coliformes totales; NMP de coliformes fecales y presencia/ausencia de Pseudomona aeruginosa. Mientras que para las muestras de piscinas se determinó además NMP de estreptococos fecales. En el presente trabajo desde el punto de vista bacteriológico, se consideraron las siguientes normativas de acuerdo a los diferentes usos del agua del arroyo en estudio: Aguas para consumo humano: Código Alimentario Argentino. Aguas de recreación: Standard Methods for the Examination of Water and Waster water, (16 edición, 1985). Resolución Nº 20 SISNAMA) (7) clasifica las aguas dulces, salobres o salinas destinadas a balnearios (recreación de contactos primarios) en categorías según la densidad de bacterias pertenecientes al grupo coliformes. Por otra parte Standard Methods (APHA, AWWA, WPCF, 1992), establece directrices basadas en la densidad de enterococos. Agua de riego: USEPA (OMS 1989) establece valores para coliformes. * Estudio de la entomofauna bentónica e índice BMWP`: Se empleó una red D (30cm de ancho por 26cm de alto y 16cm de profundidad y malla de 300μm de abertura), con esfuerzo de trabajo de 10 minutos. Fueron fijadas in situ con alcohol 96º. En laboratorio se procedió a la separación y determinaciones taxonómicas del material colectado hasta el Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 28

7 taxón familia, bajo lupa binocular y con las claves presentes en Fernández y Domínguez (2001). Los organismos se conservaron en alcohol 70%. Con la matriz de presencia/ausencia de familia se obtuvo el valor del índice biótico BMWP` ajustado para el NOA por Fernández y Domínguez (1998) con el que se evaluó la calidad biológica del agua del arroyo. * Estudio fisicoquímicos: Las muestras de agua fueron extraídas con botella de 1500cm 3, colocada en contra corriente en el centro del cauce, con llenado completo. Para los análisis se siguieron las técnicas del Standard Methods (APHA, AWWA, WPCF, 1992), para aguas superficiales. In situ se determinaron los siguientes parámetros: temperatura del agua, con termómetro manual; ph y conductividad con multímetro Cibar Korning, velocidad de la corriente por método indirecto. En laboratorio, se determinaron, por métodos volumétricos: concentración de carbonatos y bicarbonatos (antes de las 24 horas); alcalinidad total; materia orgánica dureza total; concentración de calcio, magnesio y cloruros; y por método espectrofotométrico, los sulfatos. Resultados y discusión. Resultados de análisis bacteriológicos: Número mas probable de: VERANO OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA CT (COLIFORMES TOTALES ) CF (COLIFORMES FECALES) 3,6 9, PSEUDOMONA Presencia Presencia Presencia Presencia RECUENTO EN PLACA HETEROTROFOS Tabla Nº 1 Parámetros bacteriológicos del arroyo El Simbolar y sus variaciones estacionales. Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 29

8 Balneario Concepción Piscina Arroyo El Simbolar CT CF CT CF MUESTREO MUESTREO MUESTREO MUESTREO MUESTREO Tabla Nº 2. Resultados de análisis para coliformes totales (CT) y fecales (CF) de cinco muestras recogidas en un periodo de 30 días en el arroyo El Simbolar y piscina del balneario Concepción. Media Geométrica (MG) de Número Mas Probables (NMP) de las muestras obtenidas del arroyo y piscina. MG de NMP Arroyo El Simbolar Toma antes de la piscina Piscina Balneario Concepción Enterococos grupo D Tabla Nº 3. Enterococos, de cinco muestras recogidas en un periodo de 30 días en el arroyo El Simbolar y piscina del balneario Concepción. Normativas tenidas en cuenta para aguas de recreación Cuando un 80 % o más de las muestras obtenidas en 5 muestreos mensual tienen como máximo: CATEGORÌA CT CF EXCELENTE MUY BUENA SATISFACTORIA IMPROPIAS Cuando no se cumple ninguno de los límites anteriores Tabla Nº 4. Escala de clasificación Standard Methods for the Examination of Water and Waster water,( 1985 ) Resolución Nº 20 SISNAMA - Métodos Normalizados establece directrices basadas en la densidad de enterococos obtenida de la media geométrica de un mínimo de 5 muestras obtenidas en un período de 30 días durante la estación de los baños, siendo la norma de 33 /100ml. Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 30

9 Normativas tenidas en cuenta para aguas de riego: Indicador bacteriológico Riego de especies comestibles sin cocción Riego de especies comestibles con cocción NMP CT/100 ml NMP CF/100 ml Tabla Nº 5. Niveles guías de las legislaciones internacionales de calidad de agua para riego. Normativas tenidas en cuenta para aguas de bebida: Código Alimentario Nacional (C.A.A.) Los análisis bacteriológicos estacionales, del agua del arroyo El Simbolar mostraron, que respecto a coliformes totales y fecales, el agua sólo resultó no apta en la estación de verano, para riego de especies comestibles sin cocción con respecto a coliformes totales. Como agua de bebida teniendo en cuenta las normativas del C. A. A. ninguno de los parámetros bacteriológicos analizados (CT. CF. Pseudomona aeruginosa y heterótrofos) cumplen con la normativa, por lo que se hace necesario su tratamiento previo para dicho uso. Las muestras obtenidas del balneario Concepción, tanto del arroyo El Simbolar como de la piscina, de las cinco muestras recogidas en un periodo de 30 días, aplicando las normativas (tabla 4), en el caso de C T el 100 % de las muestra alcanzaron un valor menor al valor límite establecido en la norma, por lo que se la puede clasificar como excelente para recreación en ambos lugares de muestreo. Mientras que con respecto a C F el agua del arroyo se la clasifica como excelente y en el caso de la piscina como satisfactoria. Si se tiene en cuenta que la toma de la muestra de agua del arroyo se obtuvo antes que la misma ingrese a la piscina, indudablemente se puede atribuir primero a que la piscina no recibe tratamiento de cloración, y en segundo lugar, si bien el agua tiene un recambio permanente, al parecer este no es suficiente, por lo Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 31

10 que aparentemente necesitaría una mayor frecuencia de desagote total y limpieza. De acuerdo a la normativa establecida para enterococos en aguas recreativas,(tabla III) son coincidentes con los resultados anteriores donde se visualiza una mayor densidad de enterococos en la piscina que en el arroyo y que a su vez en ambos casos superan escasamente el límite establecido. Analizados los muestreos estacionales a través del coeficiente de correlación Pearson (p<0,01) se observó que la temperatura ambiente estuvo correlacionada altamente significativa con coliformes totales y heterótrofos mesófilos totales mientras que el mismo parámetro se correlacionó negativa y altamente significativa con los coliformes fecales, indicando variabilidad estacional. Resultados Entomofauna bentónica índice BMWP Se colectaron ind/m 2 pertenecientes a nueve órdenes y 21 familias de Insecta. Las familias presentes en el arroyo y su correspondiente puntuación, en el índice BMWP` se presentan en la tabla siguiente: Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 32

11 Familias Puntuación Perlidae 10 Leptophlebiidae 10 Corydalidae 10 Psephenidae 10 Leptoceridae 10 Odontoceridae 10 Psephenidae 10 Pyralidae 10 Glossosomatidae 8 Hydroptilidae 6 Elmidae 5 Hydropsychidae 5 Tipulidae 5 Simuliidae 5 Baetidae 4 Dixidae 4 Stratiomyidae 4 Empididae 4 Ceratopogonidae 4 Psychodidae 4 Physidae 3 Chironomidae 2 Valor 144 Tabla Nº 6. Familias presentes en el Aº El Simbolar y su correspondiente puntuación en el Índice BMWP Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 33

12 CLASE VALOR (BMWP ) SIGNIFICADO I > Aguas muy limpias Aguas no contaminadas II Con algún grado de contaminación III Aguas contaminadas IV Aguas muy contaminadas V <10 Aguas fuertemente contaminas Tabla Nº 7. Clases de Calidad y significación de los valores del índice BMWP Los nueve órdenes reportados para el arroyo El Simbolar son coincidentes con los reportados para otros cursos de agua de la provincia y la región, localizados entre los 400 y msnm. La sola presencia de organismos representantes de las familias Leptophlebiidae (Ephemeroptera), Perlidae (Plecoptera), Corydalidae (Megaloptera); Psephenidae (Coleoptera) y Leptoceridae (Trichoptera), consideradas las más sensibles a las alteraciones y con la máxima puntuación en el índice BMWP (Tabla VI) permitieron ubicar al agua del arroyo El Simbolar, en la clase de agua I: aguas muy limpias (BMWP = 144) (Tabla VII). Resultados de los análisis fisicoquímicos Resultados de los parámetros fisicoquímicos y su variación a lo largo de las cuatro estaciones del año Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 34

13 Parámetros Verano Otoño Invierno Primavera Temperatura del agua (ºC) ,5 20 ph 7,66 7,62 7,38 7,12 Velocidad de la corriente (m/seg) 0,674 0,722 0,577 0,46 Conductividad (ms/cm(23 C) 0,222 0,257 0,262 0,264 Alcalinidad (mg/lcaco3) Dureza (ppm CaCO3) Calcio (ppm) 22, ,6 22,8 Magnesio (ppm) 3,402 4,14 12,573 8,689 Materia Orgánica (mg/l O) 2,6 1,25 1,23 1,2 Cloruros(mg/l) 3,9 3,9 7,9 3,9 Sulfatos(mg/l) 0 1,4 1 1,2 Tabla Nº 8. Parámetros físicos-químicos del agua del Arroyo El Simbolar y sus variaciones estacionales. Niveles guía: Uso I: Agua para consumo humano con tratamiento convencional. Uso II: Agua para las actividades recreativas con contacto directo. Uso III: Agua para actividades agropecuarias. Uso IV: Protección de la vida acuática. Parámetro Unidad I II III IV ph 6,5-8,5 6,5-8,5 6,5-8,5 6,5-8,5 Cloruros mg/l 250 * 250 * Sulfatos mg/l <200 * * * Dureza mg/l <100 * * * *No se adopta valor de referencia Tabla Nº 9. Niveles guía de calidad del agua en función de los diferentes usos del recurso. Fuente: anexo del libro Río de la Plata. Calidad de las aguas, franja costera sur de OSN, AGOSBA y SIHN, Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 35

14 El agua del arroyo El Simbolar presentó valores de ph entre 7,66 y 7,12, por lo que la misma fue débilmente alcalina. El ph aumentó hacia la estación seca y disminuyó en primavera. Estos valores están dentro de los rangos permitidos para la vida acuática (Tabla 9). La conductividad se incrementó, desde el verano hacia la primavera, con valores comprendidos entre 0,222 a 0,264 ms/cm., por lo que el agua se clasifica como de salinidad baja a media. La alcalinidad varió entre 97 y 165 mg/l, con su mayor valor en primavera. La dureza, expresada mg/l de CaCO3, presentó variación estacional, con un leve incremento en otoño-invierno y una disminución en primavera. Los valores determinados estuvieron por debajo del valor máximo (200 mg/l) permitido por los organismos oficiales (AGOSBA, OSN, SIHN, 1992) (Tabla 9) La evolución en la concentración iones calcio y magnesio acompaña al comportamiento de la dureza total. Los valores más altos se registraron durante la estación seca y disminuyeron en verano coincidiendo con el inicio de las lluvias. Los valores de cloruros estuvieron muy por debajo de los niveles de referencia. Los bajos valores de materia orgánica determinados, que no superaron los 2,6mm/l indican que el arroyo no posee contaminación orgánica. El contenido de Sulfatos en todas las estaciones estuvo muy por debajo de los valores máximos recomendados indicados para aguas superficiales no contaminadas (30ppm). El análisis de las características físico-químicas del agua del arroyo El Simbolar demostró que el agua es débilmente alcalina, de mineralización baja a media, libre de contaminación orgánica y con valores de iones minoritarios, por debajo de los límites permitidos para los diferentes usos: protección de la vida acuática, riego, recreación y consumo humano, previo tratamiento convencional de potabilización (Tabla 9) Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 36

15 Conclusión: El conjunto de los resultados obtenidos del muestreo estacional, desde el punto de vista bacteriológico, fisicoquímico y el índice biótico BMWP, indican que la calidad del agua del arroyo es muy satisfactoria, recomendándose su uso para riego y recreación. Con respecto al uso para consumo humano se hace necesario aplicar el proceso de potabilización. Muestran además que existen variaciones estacionales en la calidad. Del muestreo en un periodo de 30 días, el agua de la piscina evidencia mayor densidad bacteriológica que la que presenta el arroyo antes de entrar en la misma, por lo que se hace necesario un mayor control sanitario. Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 37

16 Bibliografía 1- AGOSBA OSN SRH Río de la Plata: calidad de aguas de la Franja Costera Sur (San Isidro Magdalena) Secretaria de Recursos Hídricos de la Cuenca del Plata Argentina. Selección de los niveles guía de calidad del agua en función de los diferentes usos del recurso. Informe de avance. 167 pp. 2- APHA.AWWA.WPCF. Standard Methhods for the Examination of Water and Waste water. 17 edición páginas: 9-78 a 9-95; 9-125a 9-131; 3- Barbour M. and J. Strimbling Use of habitat assesment in evaluating the Biological Integrity of stream communities. Biological Criteria: Research and Regulation: Código Alimentario Argentino Capítulo XII Bebidas Hídricas, Agua y Agua Gasificada. Artículo 982- (Res. MS y AS Nº 494 del ). 5-Domínguez, E. y H. Fernández Calidad de los ríos de la cuenca del Salí (Tucumán, Argentina) medida por un índice biótico. Serie Conservación de la Naturaleza, Fundación Miguel Lillo. Tucumán. 39 pp. 6-Fernández, H. y E. Domínguez (Eds.) Guía para la determinación de Artrópodos Bentónicos Sudamericanos. Serie Investigaciones de la UNT. Subserie Ciencias Exactas y Naturales. Secretaría de Ciencia y Técnica. Editorial Universitaria de Tucumán. 283 pp. 7- OMS PNUMA 2002 Borrador de las Guías para Ambientes Seguros en Aguas Recreativas Volumen I.- 8-Rosetti y Farace M.I Aportes para el Análisis Bacteriológico de las Aguas. Instituto Nacional de Microbiología Carlos Malbran. Ciencia, Vol. 5, Nº 16, Mayo Página 38