INSTITUTO COSTARRICENSE DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS LABORATORIO NACIONAL DE AGUAS CALIDAD MICROBIOLOGICA DEL RIO GRANDE DE TERRABA PERIODO 2002

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1 INSTITUTO COSTARRICENSE DE ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS LABORATORIO NACIONAL DE AGUAS CALIDAD MICROBIOLOGICA DEL RIO GRANDE DE TERRABA PERIODO 2002 PREPARADO POR: Carlos Felipe Portuguez B. M.Sc. Darner Mora Alvarado Gustavo Brenes Salas 2002

2 CALIDAD MICROBIOLOGICA DEL RIO GRANDE DE TERRABA PERIODO 2002 Carlos Felipe Portuguez B. (1) Darner Mora Alvarado (2) Gustavo Brenes Salas (3) RESUMEN La elaboración de un diagnóstico que permita tener una idea de la calidad de las aguas superficiales, que podrían ser utilizadas en el desarrollo de las actividades humanas, es una iniciativa que debe desarrollarse lenta pero permanentemente. El personal del Laboratorio Nacional de Aguas de AyA (LNA) se ha dado a la tares de evaluar microbiológica y físicamente diferentes ríos, entre ello el Grande de Térraba, por constituir una de las cuencas de mayor tamaño del país. Para ello se seleccionaron 14 puntos de muestreo ubicados a todo lo largo de la cuenca, los cuales se muestrearon mensualmente, con la intención de determinar la concentración de Coliformes fecales, color y turbiedad, tanto en la totalidad del período evaluado (año 2002) como en las épocas de verano (enero-junio) e invierno (julio-diciembre). Los resultados promedio fueron analizados y comparados contra los valores presentados en el documento Criterios Microbiológicos para Evaluar la Calidad del Agua en sus Diferentes Usos, específicamente los de potabilización, natación, irrigación, navegación y piscicultura. Los resultados indican que las aguas de este río presentan una buena calidad para potabilización, debido a que en la evaluación anual solamente un punto sobrepasó los 1000 CF/100 ml. Por otro lado, se logró demostrar que la fuerte precipitación de la zona provoca un fuerte impacto en la calidad microbiológica del agua, sin que esta llegue a niveles alarmantes. En la comparación con otros cauces evaluados, como los ríos Grande de Tárcoles, Liberia y Reventazón, sus aguas pueden considerarse poco contaminadas. Por último, en forma general, sus aguas pueden ser utilizadas para irrigación, navegación y cultivo de peces en la mayoría de los puntos evaluados. Palabras clave: río, agua superficial, calidad microbiológica, usos del agua, contaminación fecal. (1) Licenciado en Gestión Ambiental Funcionario del Lab. Nal. de Aguas (2) Licenciado en Microbiología y Master en Salud Pública Director Lab. Nal. Aguas (3) Asistente de Laboratorio - -Funcionario del Lab. Nal. Aguas CALIDAD MICROBIOLOGICA DEL RIO GRANDE DE TERRABA PERIODO INTRODUCCIÓN En estos tiempos, en que se vislumbra una grave situación en cuanto a la disponibilidad de agua que pueda ser utilizada para consumo humano, resulta de suma importancia la calidad de todas las potenciales fuentes que puedan ser aprovechadas para este fin, sean estas subterráneas o superficiales; en el segundo grupo podemos considerar la utilización de ríos, lagos, embalses, etc. Debido a que Costa Rica cuenta con una enorme riqueza en cuanto a ríos, personal del Laboratorio Nacional de Aguas de AyA (LNA) se ha dado a la tarea e evaluar la calidad microbiológica y física de las aguas de diferentes cauces (1, 2, y 3), para valorar la posibilidad de utilizar sus aguas para potabilización. Una de las cuencas seleccionadas es la del río Grande de Térraba, conocida también como El Diquis, el cual constituye el mayor río de la zona sur costarricense (4). Se localiza entre la Cordillera de Talamanca y

3 la Fila Costera, y cuenta con km 2 de área de drenaje, siendo una de las de mayor tamaño del país. Está conformada por cuatro subcuencas a saber: General, Coto Brus, Limón y Grande de Térraba, esta última constituida aguas abajo por la unión de los dos primeros ríos citados (General y Coto Brus). La precipitación lluviosa anual varía entre 2000 mm en la zona sureste y 5600 mm en la parte norte y media, factor que favorece la presencia de frecuentes deslizamientos a lo largo del cauce (5). Contrario a las cuencas ubicadas en la parte central del país, el río Grande de Térraba se ubica en una zona en donde el desarrollo se ha manifestado lentamente y de una forma sectorizada. Esto podría hacer suponer que el impacto de la contaminación fecal no ha sido tan alta como en otros cauces, como por ejemplo el río Grande de Tárcoles, el cual recibe el impacto directo de las aguas residuales del Gran Área Metropolitana; no obstante, esta situación se debe demostrar con datos científicos objetivos. El presente trabajo pretende comprobar si la situación expuesta anteriormente es real, y si el grado de contaminación de origen fecal de este río permite que sus aguas puedan ser consideradas como fuente potencial de agua para consumo, irrigación, natación, navegación y piscicultura. Por otro lado, constituye un paso más en la tarea de identificar fuentes de agua que puedan ser utilizadas en un futuro no muy lejano, luego de ser sometidas a los tratamientos convencionales establecidos para las aguas superficiales. 2. OBJETIVOS 2.1 General Identificar las características microbiológicas del agua, de diferentes puntos ubicados a lo largo del río Grande de Térraba, utilizando la densidad de Coliformes fecales por cada 100 ml de agua durante el año 2002, para evaluar su calidad con respecto a los criterios establecidos en el LNA para evaluar los diferentes usos del agua. 2.2 Específicos Determinar el grado de contaminación fecal de los 14 puntos de muestreo, ubicados a lo largo del río Grande de Térraba y algunos de sus principales afluentes. Comparar los valores promedio de CF/100 ml con los criterios microbiológicos establecidos por el LNA para evaluar el agua en sus diferentes usos. Comparar la concentración de contaminación de origen fecal, color y turbiedad de las aguas del río, en las épocas de verano e invierno. Definir si las aguas del río Grande de Térraba pueden ser utilizadas como fuente de agua potable, irrigación, natación, navegación y piscicultura, de acuerdo a los criterios establecidos por el LNA para estos fines. 3. METODOLOGIA Para la elaboración de este trabajo se siguieron las siguientes etapas: 3.1 Tipo de investigación La presente investigación es de tipo descriptiva, porque permite evaluar el grado de contaminación fecal de los 14 puntos de muestreo seleccionados, de acuerdo a los criterios microbiológicos establecidos para los diferentes usos del agua y utilizando los datos obtenidos durante el año Selección de puntos de muestreo Para conocer la calidad microbiológica de las aguas del río Grande de Térraba se seleccionaron 14 puntos de muestreo, cuya identificación se presenta a continuación:

4 PUNTOS DE MUESTREO DE LA CUENCA DEL RIO GRANDE DE TERRABA PERIODO 2002 CODIGO UBICACIÓN Q1 Entrada Planta de Tratamiento de San Isidro de Pérez Zeledón BV1 Bajo el puente en Rivas de Pérez Zeledón CE1 Bajo el puente de la Carretera Interamericana en El Ceibo P1 Bajo el puente carretera a Pejibaye de Pérez Zeledón G1 Bajo el puente General Viejo G2 En el Bajo de Río Grande en Volcán de Buenos Aires G3 Bajo puente El Brujo, Ruta 2 CH1 Bajo el puente en San Gerardo de Rivas de Pérez Zeledón CB1 Bajo el puente carretera a Potrero Grande TE1 Bajo el puente en Paso Real TE2 Cajón, detrás de la planta hidroeléctrica TE3 Bajo puente en Palmar Norte, Ruta 2 TE4 TE5 Desembarcadero de Ciudad Cortés 800 metros antes de la desembocadura Mediante una inspección sanitaria realizada previamente se escogieron los mencionados puntos, los cuales se ubican en diferentes sectores a lo largo de la totalidad del cauce del río, lo cual nos permitirá evaluar integralmente la cuenca. La figura 1 permite visualizar con mayor facilidad la ubicación de los puntos de muestreo.

5 Río Quebrada Q 1 Río San Isidro BV1 Río Buena Vista CH1 Río Chirripó FIGURA 1 CROQUIS RIO GRANDE DE TERRABA CB 1 Río Coto Río Ceibo Carretera San Vito Carretera a Palma G 1 P 1 Río General TE 1 Río Térraba TE 2 CE 1 Río Pacuar G 3 Carretera Interamericana TE 3 PUNTOS DE MUESTREO G 2 TE 4 Q 1: Entrada Planta Agua Potable P. Z. AyA BV 1: Bajo puente en Buena Vista. CE 1: Bajo puente Río Ceibo Carretera Interamericana P 1: Bajo puente carretera a Pejibaye de P.Z. G 1: General Viejo. G2: En el bajo de Río Grande Volcán. G 3: Bajo puente en El Brujo-Ruta 2. CH1: Bajo puente en Chirripó. CB 1: Bajo puente carretera a Potrero Grande. TE 1: Bajo puente en Paso Real. TE 2: Cajón, detrás proyecto hidroeléctrico. TE 3: Bajo puente Ruta 2 Palmar Norte. TE 4: Desembarcadero Ciudad Cortés. TE 5: 800 metros antes desembocadura al mar. TE 5

6 3.3 Frecuencia de muestreo Los 14 puntos de muestreo seleccionados fueron sometidos a muestreos continuos, con una periodicidad mensual durante todo el año Para recolectar las muestras se procedió a introducir los recipientes contra corriente, a una distancia tal que permitiera sumergirlos a 30 cm de la superficie. En los puntos donde existe puente las muestras se recolectaron en el centro del cauce, utilizando cuerda y un muestreador mecánico. 3.4 Parámetros de evaluación Durante todas las evaluaciones se determinaron 3 variables, una microbiológica y 2 físicas. La primera consistió en la determinación del número más probable de Coliformes fecales por cada 100 mililitros de muestra (CF/100 ml), información que permitirá evaluar el grado de contaminación con heces humanas o animales presente en sus aguas. Debido a la estrecha relación con la variable antes mencionada, también se identificaron las variables físicas del color y la turbiedad del agua. Por motivo de espacio en la elaboración de este trabajo, la evaluación de los resultados se realizó utilizando el promedio geométrico para los CF/100 ml y el aritmético para el color y la turbiedad. 3.5 Análisis de laboratorio Los análisis de laboratorio se realizan de acuerdo a lo establecido en los Standard Methods (6). La determinación de CF/100 ml se hizo por medio de la técnica de tubos múltiples, que permite identificar el número más probable de este indicador presente en el agua. Dichas pruebas se hacen dentro de las 24 horas siguientes a la recolección de las muestras, las cuales son trasladadas al laboratorio a una temperatura de 4-8 C. Las muestras fueron recolectadas en envases de vidrio estéril para la determinación de CF, y en envases plásticos para el color y la turbiedad. 3.6 Criterios para evaluar los usos del agua Utilizando como parámetro el documento Actualización de los Criterios Microbiológicos para Evaluar la Calidad del Agua en sus Diferentes Usos (7), publicado por el Dr. Darner Mora en el año 1998, los resultados serán comparados con la intención de lograr identificar para que fines pueden ser utilizadas las aguas objeto de estudio. Dicho análisis se efectuará tanto para la totalidad del período (enero-diciembre) como para la épocas de verano (enero-junio) e invierno (julio-diciembre). Para efectos de una mejor comprensión a la hora de realizar la evaluación de los datos obtenidos, de acuerdo a los criterios para los diferentes usos del agua, adjunto encontrará cuatro tablas que resumen los mismos. TABLA 1. CRITERIOS DE AGUAS CRUDAS PARA POTABILIZACION INDICADOR UNIDAD CALIDAD Excelente Buena Regular Mala Coliformes Fecales NMP/100 ml < >6000 Color U PtCo < >200 Tuerbiedad UNT < >500 NOTA: Criterios Microbiológicos modificados por Mora, Darner. TABLA 2. CRITERIOS MICROBIOLOGICOS PARA AGUAS DULCES UTILIZADAS PARA RECREACION INDICADOR PROMEDIO GEOMETRICO POR 100/mL Contacto primario (natación) Contacto secundario (navegación) Coliformes fecales E.coli Staphylococos aureus NOTAS: Frecuencia de muestreo mensual Mínimo 12 datos Muestras recolectadas contra corriente a 30 cm de profundidad. Contacto terciario (paisaje)

7 TABLA 3. CRITERIOS MICROBIOLOGICOS PARA AGUAS USADAS EN ACUICULTURA INDICADOR 100 ml PISCICULTURA CULTIVO DE CAMARON Coliformes fecales Estreptococcus fecales CULTIVO DE ALMEJA TABLA 4. CRITERIOS MICROBIOLOGICOS PARA IRRIGACION DE CULTIVOS AGRICOLAS TIPO DE CULTIVO PROMEDIO DE Coliformes fecales/100 ml 1. Riego de todo tipo de zonas verdes Sirvicultura y aguas donde el acceso al <=1000 público es prohibido 3. Aspersión cualquier cultivo comestible 100 crudo 4. Riego de cultivos con tratamiento físicoquímico antes de vender al consumidor <=1000 (melones) 5. Riego de para ganado y semillas <= DISCUSION Y RESULTADOS 4.1 Evaluación general de las aguas del río Grande de Térraba En el cuadro 1 se presentan los resultados mínimos, promedio y máximos de CF/100 ml, color y turbiedad, de los 14 puntos de muestreo evaluados, tanto para la totalidad del período (2002) como para las épocas de verano e invierno por separado: Cuadro 1. Resultados de CF/100 ml, color y turbiedad en el río Grande de Térraba durante la totalidad del período evaluado y las épocas de verano e invierno Punto de muestreo Todo el año Verano Invierno CF Color Turb. CF Color Turb. CF Color Turb. Min , , ,72 Q1 Prom , ,4 0,9 96 1,6 1,8 Max , ,2 Min , , ,2 BV1 Prom 119 1,7 2, ,8 2, ,6 2,7 Max Min , , ,3 CE1 Prom 505 9,4 8, ,8 6, ,7 Max Min , , ,2 P1 Prom , ,8 28, ,5 21,8 Max Min , , ,4 G1 Prom 137 7,6 6, , ,3 4,8 Max ,4 Min 9,1 0 0,45 9,1 0 0, ,6 G2 Prom ,8 36, , ,5 61,3 Max Min 3,6 0 1,3 3,6 0 1, ,5

8 G3 Prom ,5 32, ,3 11, ,9 Max Min Neg 0 0, ,31 Neg 0 0,89 CH1 Prom 45 37, ,4 1, ,5 52,1 Max , Min , , ,4 CB1 Prom ,7 13, , ,8 Max Min , TE1 Prom ,4 38, ,3 23, ,5 51,8 Max Min , , ,3 TE2 Prom ,8 48, ,3 6, ,3 91 Max Min , , ,7 TE3 Prom , ,9 10, ,3 88,4 Max Min , , ,4 TE4 Prom ,6 48, ,8 14, ,3 91,7 Max Min 3,6 0 1,6 3,6 0 1, ,6 TE5 Prom , ,6 24, ,1 Max Los datos obtenidos permiten observar que todos los puntos evaluados presentan algún grado de contaminación fecal, típico de las aguas superficiales; no obstante, en la evaluación anual solamente el punto P1 Presenta un valor promedio superior a los 1000 CF/100 ml; en los restantes 13 puntos, los valores obtenidos no superan los 800 CF/100 ml. Estos datos indican que las aguas de este río son de muy buena calidad microbiológica, pese a su condición de agua superficial. Si se considera que las fuentes de contaminación fecal a que se exponen estas aguas están muy dispersas y lejanas unas de otras, se puede pensar que esta situación favorece la auto depuración natural del río. Sin embargo, es evidente que conforme el agua circula y se acerca más a la desembocadura, los datos de CF, color y turbiedad aumentan a valores importantes. Los resultados obtenidos durante la época de verano presentan un comportamiento característico de un agua superficial poco contaminada, con valores máximos promedio que alcanzan los 638 CF/100 ml, 26.3 de color y 28.7 de turbiedad. Al comparar estos datos con los obtenidos durante la época de invierno, es claro el impacto que provocan las lluvias en las características de la calidad del agua, pues los valores aumentan considerablemente a 4646 CF/100 ml, 116 de color y 91.7 de turbiedad. Pese a este comportamiento, los valores obtenidos no son alarmantes y por el contrario indican que, a pesar del aporte que pueden hacer las lluvias en el detrimento de la calidad del agua de este río, la calidad natural de estas aguas superficiales hace que se conviertan en una importante fuente de agua para consumo humano, previo sometimiento al tratamiento convencional y desinfección. Las figuras 2 y 3 presentan gráficamente esta situación.

9 Figura 2. Valores promedio de los CF/100 ml por punto de muestreo en el río Grande de Térraba en épocas de invierno y verano Figura 3. Valores promedio de color y turbiedad por punto de muestreo en el río Grande de Térraba en épocas de invierno y verano Miles de CF/100 ml Q1 BV1 CE1 P1 G1 G2 G3 CH1 CB1 TE1 TE2 TE3 TE4 TE5 Verano Invierno Q1 BV1 CE1 P1 G1 G2 G3 CH1 CB1 TE1 TE2 TE3 TE4 TE5 Color verano Color invierno Turb. verano Turb. invierno NOTA: La unidad de medida del color es U Pt-Co, mientras que para la turbiedad es U.N.T. 4.2 Evaluación de los usos del agua Por su parte, el cuadro 2 permite visualizar los valores promedio de los 14 puntos evaluados y su comparación con los criterios para los diferentes usos del agua. Cuadro 2. Cumplimiento de los puntos de muestreo del rio Grande de Térraba de acuerdo a los criterios microbiológicos para los diferentes usos del agua 2002 Punto Xg CF/100 ml Clasificación para potabilización Irrigación * Q1 103 Buena Sirvicultura, BV1 119 Buena Sirvicultura, CE1 505 Buena Sirvicultura, P Buena Sirvicultura, G1 137 Buena Sirvicultura, G2 382 Buena Sirvicultura, G3 420 Buena Sirvicultura, CH1 45 Buena Zonas verdes y legumbres Natación Navegación Piscicultura Sí Sí Peces Sí Sí Peces No Sí Peces No Sí No utilizable Sí Sí Peces Sí Sí Peces Sí Sí Peces Sí Sí Peces y camarón

10 CB1 349 Buena Sirvicultura, Sí Sí Peces TE1 453 Buena Sirvicultura, Sí Si Peces TE2 651 Buena Sirvicultura, No Sí Peces TE3 749 Buena Sirvicultura, No Sí Peces TE4 790 Buena Sirvicultura, No Sí Peces TE5 296 Buena Sirvicultura, Sí Sí Peces *Para mayor especificidad referirse a la TABLA 4 de los criterios. La valoración permite observar que todos los puntos presentan valores promedio que clasifican el agua como de buena calidad para ser potabilizada, de acuerdo a los parámetros que para este fin propone el LNA (8) ; sin embargo, esta clasificación es altamente valiosa si consideramos que estos criterios son muy estrictos, pues califican el agua como excelente solamente cuando presenta valores inferiores a 20 CF/100 ml, lo cual es sumamente difícil encontrar en una agua de origen superficial. Igual situación sucede con el color y la turbiedad, pues esta máxima clasificación se le da a aguas que presentan valores inferiores a 20 y 10, respectivamente. Con respecto al uso de estas aguas para irrigación todos los puntos, excepto el P1, pueden ser utilizadas para irrigar parques públicos, campos deportivos, zonas verdes y árboles frutales; sin embargo, el riego de legumbres solamente se puede hacer con las aguas del punto CH1, que presenta un valor de 45 CF/100 ml, inferior a los 100 CF/100 ml establecidos para este fin. Por otra parte, CE1, P1, TE2, TE3 y TE4 sobrepasan los 500 CF/100 ml del criterios para natación, por lo que esta actividad no debe ser realizada en esos sectores. Todos los puntos presentan valores promedio menores a los 5000 CF/100 ml del criterio para navegación, por lo que esta actividad se puede desarrollar a lo largo de todo el cauce. Por último, en todos los puntos se puede practicar el cultivo de peces (1000 CF/100 ml), excepto en el P1, y solamente en el punto CH1 se acepta el cultivo de camarones (máximo de 100 CF/100 ml). En ninguno de los sectores evaluados se permite el cultivo de almejas, pues todos los valores sobrepasan los 4 CF/100 ml establecidos como criterio. Esta valoración muestra que las aguas del río Grande de Térraba aún presentan condiciones de calidad que permiten al hombre realizar diversas actividades, incluso como fuente de agua para consumo. Esta situación contrasta con la problemática que presentan otros cauces como el Grande de Tárcoles, Reventazón y Liberia.

11 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El análisis de los datos obtenidos en los 14 puntos de muestreo, evaluados a lo largo del cauce del río Grande de Térraba permiten concluir que: 5.1 Conclusiones La cuenca del río Grande de Térraba abarca una extensión de 5077 km 2, convirtiéndola en la de mayor tamaño de la zona sur y una de las de mayor tamaño del país. Las aguas de este río presentan una contaminación fecal típica de un agua superficial; no obstante, los valores promedio muestran que la misma no es de gran envergadura y que en comparación con otros cauces, su calidad microbiológica es digna de resaltar. Los valores promedio anuales muestran que, durante el año 2002, solamente el punto P1 presentó cifras superiores a los 1000 CF/100 ml. En época de verano el valor promedio máximo fue de 638 CF/100 ml, mientras que en el invierno alcanza los 4646 CF/100 ml, lo que muestra un importante impacto de la precipitación sobre la calidad microbiológica del agua; una situación similar muestran los datos promedio de color y turbiedad. Las aguas de todos los puntos se clasifican como buenas para ser sometidas a tratamientos de potabilización. De igual manera, pueden ser utilizadas para la irrigación de campos verdes, pero solo el punto CH1 es apto para el riego de legumbres. En cuanto a la natación, los puntos CE1, P1 y TE2, 3 y 4, no deben ser utilizados para este fin, debido a que los promedios sobrepasan los 500 CF/100mL establecidos como criterio. Finalmente, todos los puntos, excepto P1, pueden ser utilizados para el cultivo de peces, solamente CH1 para el cultivo de camarones y ninguno presenta condiciones microbiológicas para el cultivo de almejas. 5.2 Recomendaciones Se deben considerar las aguas de este río como una excelente opción para ser utilizada como fuente de agua para potabilización, previa realización del tratamiento convencional y la desinfección a que deben ser sometidas las aguas superficiales. Es necesario, al igual que en los demás cauces del territorio nacional, realizar un diagnóstico detallado de las fuentes de contaminación que alteran la calidad del agua. Debido a que este estudio limita sus alcances a la contaminación fecal, color y turbiedad, es indispensable realizar estudios más profundos y detallados que abarquen variables químicas como agroquímicos, principalmente si pensamos en la actividad agrícola a gran escala que se desarrolla en la zona sur del país. El LNA debe revisar los criterios utilizados para evaluar las aguas crudas para potabilización, ya que solamente considera un agua como excelente cuando los valores no sobrepasan los 20 CF/100 ml, característica que es sumamente difícil encontrar en un agua de origen superficial.

12 BIBLIOGRAFÍA Mora, Darner. Contaminación fecal del Río Reventazón, Período Revista Costarricense de Salud Pública 1997, Año 6, No. 10. Mora, Darner. Calidad Sanitaria de los Canales del Tortuguero y su efecto sobre los diferentes usos del agua. Revista Costarricense de Salud Pública, Año 6, No Mora, Darner; Portuguez, Carlos; Brenes, Gustavo. Evaluación de la Contaminación Fecal de la Cuenca del Río Tempisque Revista Costarricense de Salud Pública 1997, Año 6, No Castro M., Benjamín. Cuencas y ríos de Costa Rica y su contaminación ambiental. San José, Costa Rica Instituto Costarricense de Electricidad. Plan maestro cuenca media del río Grande de Térraba. Evaluación preliminar del potencial hidroeléctrico aprovechable de Costa Rica. Dirección de Planificación Eléctrica. San José, Costa Rica : Pág APHA, AWWA, WPCF. Standard methods for examination of water and wastewater. Washington. 20 edición. APHQ, Mora A. Darner. Actualización de los criterios microbiológicos para evaluar la calidad del agua en sus diferentes usos. Tres Ríos, Cartago Laboratorio Nacional de Aguas. Criterios de aguas crudas para potabilización. Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados. Tres Ríos, Cartago.