Proyecto Globe. Análisis de la calidad del agua del Río Liberia

Transcripción

1 Instituto de Guanacaste. Benemérito de la Cultura de Costa Rica. Proyecto Globe Análisis de la calidad del agua del Río Liberia durante la época Seca y la época Lluviosa

2 Resumen Según la Real Academia Española, el agua (del latín aqua, del griego hidra) es la sustancia formada por la combinación de un volumen de oxígeno y dos de hidrógeno, líquida, inodora, insípida, en pequeña cantidad incolora y verdosa o azulada en grandes masas. Es el componente más abundante en la superficie terrestre y más o menos pura. El agua es considerada como uno de los recursos naturales más fundamentales para el desarrollo de la vida, y junto con el aire, la tierra y la energía, constituye los cuatro recursos básicos en que se apoya el desarrollo de la naturaleza. Por tal motivo es que se hace necesario investigar y analizar con un grupo de estudiantes del Instituto de Guanacaste pertenecientes al proyecto GLOBE, los cambios que se dan en la calidad del agua del río Liberia, durante la época seca y la época lluviosa, ya que hace varios años el río se podía utilizar para lavar, regar sembradíos, y otras actividades, actualmente esto ha cambiado porque está contaminado. Ahora bien, el objetivo del proyecto es informar a la comunidad liberiana del deterioro y contaminación en que se encuentra dicho río y buscar la forma de rescatarlo. El río Liberia es una subcuenca de la cuenca del río Tempisque, cuya extensión superficial de la subcuenca es de has., lo que equivale a km2. Dado el origen volcánico de la zona montañosa al noreste de Liberia, la forma de la subcuenca tiende a ser angosta en su inicio hasta llegar a esta ciudad, para luego abrirse hasta desembocar en el río Tempisque. Nos hemos planteado la siguiente hipótesis: La calidad del agua del río Liberia cambia durante la época seca y la lluvia por que existen distintos indicadores que así lo demuestran, tales como el ph, el oxigeno disuelto, entre otros. Para comprobar nuestra hipótesis, se realizarán giras al lugar, se tomarán muestras de agua, poniendo en prácticas protocolos como la temperatura, el biomonitoreo, la cantidad de oxígeno disuelto, el PH, conductividad, coliformes fecales, entre otros, la toma de datos se hará utilizando la herramienta del GLX y distintos kit dispuestos para cada protocolo. Una vez que se hayan analizado los datos se diseñará material divulgativo, se realizarán talleres con la comunidad aledaña al río y vecina de Barrio El Capulín se implementará una campaña de conservación del Río Liberia, se llevarán a cabo análisis de las consecuencias de los cambios que sufre el agua y contaminación del río y se elaborarán planes de reforestación. 2

3 Título Análisis de la calidad del agua del río Liberia durante la época seca y la época lluviosa. Estudiantes participantes: 1. Alfaro Madrigal Sandra. 2. Bustos Gutiérrez Juan Carlos. 3. Bustos Mairena Alex. 4. Chaves Venegas Marco Vinicio. 5. Dávila Castillo Josseline. 6. Fernández Olivas Joseph Steven. 7. Fuentes Avilés José David. 8. Guido Solórzano Jennifer Isabel. 9. López Juárez Jossette Vanessa. 10. Miranda Rodríguez Carlos Miguel. 11. Romero Ruíz Eneida de Jesús. 12. Soto Contreras Katherine. Instituto de Guanacaste. Institución Benemérita de la cultura de Costa Rica Profesoras: Dinia García Cordero. Katia Ugarte Ortega. Noviembre,

4 Tabla de Contenidos Resumen... 2 Pregunta de Investigación... 5 Hipótesis Justificación Materiales y Métodos... 7 Indicadores que se analizarán:... 7 Resumen de datos Gráficos Análisis y Resultados Conclusiones Discusión Agradecimiento Referencias Bibliográficas

5 Pregunta de Investigación Cuáles son los factores que hacen que la calidad del agua en el río Liberia cambie durante la época seca y la lluviosa? Hipótesis La calidad del agua del río Liberia cambia durante la época seca y la época lluvia por que existen distintos indicadores que así lo demuestran, tales como el ph, el oxigeno disuelto, entre otros. 5

6 Justificación Durante varios años los integrantes del proyecto GLOBE del Colegio Instituto de Guanacaste han venido investigando sobre la calidad del agua del rio Liberia, este interés surge porque el río es de gran importancia para la comunidad y hemos visto el gran deterioro que ha venido sufriendo durante los últimos años y lo poco que se ha hecho por recuperarlo, es por ello, que debemos tomar medidas urgentes para minimizar el impacto de la contaminación sobre el río Liberia, el cual es uno de los más importantes de Guanacaste, para evitar la destrucción de sus ecosistemas y desarrollar una mejor cultura ambiental de protección a los ríos y mejoramiento de las condiciones de vida de las personas. Durante este año nos avocamos a realizar una investigación que trata sobre la comparación de la calidad del agua del rio durante la época y la época lluviosa, para poder determinar de qué forma algunos factores inciden sobre la calidad del agua. 6

7 Materiales y Métodos Los materiales y los métodos que se utilizaron para realizar la investigación son los siguientes: A) Un equipo electrónico Explorer Glx. Procedimiento: Se enciende el equipo, se calibran los sensores de: ph, conductividad, oxígeno disuelto y temperatura y se introducen en el agua durante cinco minutos y se anotan los datos respectivos, además se anotarán la longitud, altitud, latitud y los satélites localizados por el GPS del lugar donde se tomaron las muestras. Indicadores que se analizarán: 1) ph: El potencial hidrogeno o ph, es un parámetro de suma importancia tanto para aguas naturales como aguas residuales. El rango de ph en el cual pueden interactuar los ecosistemas y sobrevivir las especies que lo conforman, está sumamente restringido, por lo cual si este valor es alterado, los procesos biológicos que normalmente se llevan a cabo pueden ser perturbados y/o inhibidos y las consecuencias son adversas. En aguas naturales y residuales el valor del ph define si las condiciones de esta son ácidas o básicas. Un ph menor de 7.0 indica acidez en el agua, cuanto menor sea el valor del ph mayor es la concentración de iones hidrogeno y mayor es la acidez. Por encima de un ph de 7.0 se tienen condiciones básicas en el agua. La concentración de iones hidrogeno es baja y se dice que el agua es alcalina. Cuando el ph es de 7.0 se dice que el ph es neutro y el agua no tiene características ácidas ni alcalinas. En las aguas naturales y residuales el valor del ph está en el rango de 6.0 a 8.0 unidades de ph, y estos valores son los más adecuados para la actividad biológica de los ecosistemas. 2) Oxígeno disuelto: Aunque las moléculas del agua contienen un átomo de oxígeno, este oxígeno no está disponible para los organismos acuáticos que viven en nuestras aguas. Una pequeña parte de oxígeno, cerca de diez moléculas por un millón de partes de agua, se encuentra disuelta en el agua. Este oxígeno disuelto es primordial para la vida de los peces y la fauna del plancton. Un flujo rápido de agua, tal como se encuentra en un arroyo de montaña, o un río grande, tiende a contener mucho oxígeno disuelto, mientras que el agua estancada contiene poco oxígeno. La bacteria existente en el agua puede consumir oxígeno al pudrirse la materia orgánica. Por lo tanto, materia orgánica en exceso en los lagos y ríos puede hacer que se escasee el oxígeno existente en el agua. La vida acuática tiene grandes problemas para poder sobrevivir en agua estancada que tiene materia orgánica pudriéndose, especialmente durante el verano cuando los niveles de oxígeno disuelto se encuentran en sus niveles estacionales más bajos. 7

8 3) Conductividad: Conducción específica, también conocida como conductividad, es la medición de la habilidad del agua para transportar corriente eléctrica. Depende en gran medida en la cantidad de materia sólida disuelta en el agua (como la sal). Agua pura, como el agua destilada, puede tener muy poca conductividad y en contraste, agua de mar tendrá una conductividad mayor. El agua de lluvia frecuentemente disuelve los gases y el polvo que se encuentran en el aire y por lo tanto, tiene una conductividad mayor que el agua destilada. La conductividad específica es una medida importante de la calidad del agua, ya que indica la cantidad de materia disuelta en la misma. 4) Temperatura: El aumento de temperatura disminuye la solubilidad de gases (oxígeno) y aumenta, en general, la de las sales. Aumenta la velocidad de las reacciones del metabolismo, acelerando la putrefacción. La temperatura óptima del agua para beber está entre 10 y 14ºC. La temperatura del agua afecta a la concentración de oxígeno disuelto a través de dos vías: su solubilidad y a través de su efecto sobre los microorganismos. Las altas temperaturas aceleran el metabolismo (la actividad) de las bacterias descomponedoras, hongos, protozoos, algas, etc., que proliferan en el agua y sobre todo en los sedimentos. Estos microorganismos obtienen energía y nutrientes oxidando la materia orgánica, sean restos animales o vegetales cualesquiera. Esto produce un fuerte incremento en el consumo de oxígeno por parte de estos organismos, que poseen ciclos generacionales muy rápidos. Si las altas temperaturas superan los 35 ª C y el contenido en materia orgánica es elevado, como ocurre en masas de agua, en las que se producen vertidos de aguas residuales, todo el oxígeno del agua puede ser consumido, dando lugar a un estado de anoxia en el medio acuático, con un resultado fatal para los peces. A demás utilizando otros procedimientos manuales y usando otros instrumentos se harán mediciones indicadores como: de otros 1) Coliformes fecales: Para evaluar más ampliamente la calidad bacteriológica del agua se determina la presencia o ausencia de organismos coliformes. Los organismos patógenos están dentro del grupo de los coliformes, pero no todos los coliformes son patógenos, por lo que la presencia de coliformes en una muestra de agua no necesariamente indica la presencia de organismos causantes de enfermedad, sin embargo, para considerar un agua segura para beber o para actividades en las cuales el hombre tiene contacto íntimo con el agua, debe estar libre de organismos coliformes. 2) turbidez: La turbidez indica la cantidad de materia sólida suspendida en el agua y se mide por la luz que se refleja a través de esta materia. A mayor intensidad de luz dispersa, mayor nivel de turbidez. La materia que causa turbidez en el agua incluye: Arcilla Fango 8

9 Materia orgánica e inorgánica pequeña Componentes de color orgánicos solubles Plancton Organismos microscópicos La turbidez hace que el agua pierda su trasparencia y sea opaca. También para el análisis de la calidad del agua se usará bioindicadores. a) Procedimiento: Con un colador se recolectarán muestras de macro invertebrados en un área no mayor a 5 metros cuadrados y se compararán con el manual de bioindicadores. Es una nueva herramienta para conocer la calidad del agua, esto no quiere decir que desplace al método tradicional de los análisis Físico-químicos. Su uso simplifica en gran medida las actividades de campo y laboratorio, ya que su aplicación solo requiere de la identificación y cuanticación de los organismos basándose en los índices de diversidad ajustados a intervalos que califican la calidad del agua. Un organismo se considera bioindicadores siempre y cuando se conozca el grado de tolerancia del mismo, no todos pueden darnos información debido a sus hábitos alimentarios o a su ciclo de vida. Por citar algunos organismos que pueden ser usados como bioindicadores están los moluscos, insectos, anélidos, hirudíneas, peces y el plancton, también es importante considerar la abundancia con que se les encuentra y la época del año. En este trabajo se intentará recolectar macro invertebrados acuáticos que ofrecen ventajas para ser usados como indicadores de contaminación. Son generalmente abundantes, relativamente fáciles de recolectar y tienen el tamaño suficiente para ser observados a simple vista, son universales, sedentarios, extremadamente sensibles a perturbaciones, presentan ciclos de vida relativamente largos, muestran una respuesta inmediata ante un impacto, su identificación taxonómica es bien conocida y no requiere de personal especializado para el muestreo. Tomaremos como referencia el Manual de Bioindicadores de la Calidad del Agua realizado por la EARTH y la UCR. 9

10 Resumen de datos Los datos que se presentarán corresponden a dos muestreos realizados al río Liberia durante la época seca, la cual se lleva a cabo en Guanacaste durante los meses de noviembre a abril y durante la época lluviosa la cual va de mayo a octubre, siendo octubre el mes en el que más llueve. Época Seca Cuadro # 1 Datos Analizado Valor promedio Obtenido Longitud Latitud PH 7,6 Oxigeno disuelto 2,5mg/L Temperatura c Turbidez 70cm Conductividad 43.3 µs/cm Coliformes Fecales Presentes 10

11 Época Lluviosa Cuadro #2 Datos Analizados Valor promedio Obtenido Longitud Latitud ph 4,42 Oxigeno disuelto 2,5mg/L Temperatura 24,7 0 C Turbidez 20cm Conductividad 61 µs/cm Coliformes Fecales Presentes 11

12 Cuadro de Macroinvertebrados Cuadro #3 Época Seca Época Lluviosa Orden Familia Puntaje Orden Familia Puntaje Tricoptera Glossosomatidae 3 Ephemeroptera Caenidae 4 2 Diptera Chironomidae Odonata Libellulidae 6 8 leptoceridae Tricopteras Odonata Coenagrionidae 4 7 Odonata Gomphidae Odonata Calopterygidae 4 thiaridae Moluscos 3 Odonata Gomphidae 7 stratiomidae Donata

13 Gráficos Gráfico #1 Gráfico # Epoca Seca 14.6 Epoca Lluviosa Oxigeno mg/l Epoca Seca Epoca Lluviosa 13

14 Gráfico #3 Gráfico # 4 Conductividad µs/cm Epoca Seca Epoca Lluviosa Epoca Seca 58 Epoca Lluviosa 14

15 Gráfico # 5 15

16 Análisis y Resultados De acuerdo con los datos obtenidos del GLX durante la época seca comparado con los datos obtenidos durante la época lluviosa podemos determinar lo siguiente: El valor del ph captado durante la época seca fue mayor que el obtenido durante la época lluviosa, mostrando un leve cambio de la acidez del agua del río ya que durante la época lluviosa los valores del ph descendieron a valores de 4,2 lo cual nos indica que no se mantiene dentro de los parámetros normales de una afluente de agua dulce ya que el valor está en el rango de 6.0 a 8.0 unidades de ph., esta variación puede causar que la diversidad de las especies se reduzca, pues las variaciones del ph y los cambios asociados que se producen en la biodisponibilidad generan tensiones en la vida acuática e incluso pueden provocar una mortandad. La cantidad de oxígeno disuelto encontrado por el GLX en los meses de verano es baja, debido a que el caudal de los cursos de agua es generalmente menor, razón por la cual la cantidad total de oxígeno disponible es también menor, durante la época lluviosa la cantidad de oxigeno disuelto aumentó, los valores obtenidos en la época seca fueron de 2,5mg/L y durante la época lluviosa los valores fueron de 14,6mg/L. Por lo general, los niveles más elevados de oxígeno disuelto indican agua más saludable para los organismos acuático, el agua del río no muestra los valores permitidos de oxígeno disuelto ya que el rango de valores permisibles de oxígeno disuelto oscila entre 6-8 mg/l para aguas naturales. Con respecto a los valores obtenidos de la turbidez durante la época seca fue de 70 cm y durante la época lluviosa de 20 cm. La claridad tiende a ser mínima luego de las lluvias o tormentas, cuando el agua lleva más sedimentos erosionados y hay mayores perturbaciones en los materiales del lecho del río. Una alta turbidez suele asociarse a altos niveles de microorganismos como virus, parásitos y algunas bacterias. Estos organismos pueden provocar síntomas tales como nauseas, retortijones, diarreas y dolores de cabeza. Los valores de temperatura que se obtuvo durante la época seca fueron de 26,6 0 C, mientras que durante la época lluviosa hubo una leve disminución de la temperatura, ya que el valor obtenido fue de 24,7 0 C. La temperatura es uno de los parámetros más importantes de la calidad de agua. La temperatura afecta la química del agua y las funciones de los organismos acuáticos. La temperatura influye en: - La cantidad de oxígeno que se puede disolver en el agua - La velocidad de fotosíntesis de las algas y otras plantas acuáticas 16

17 - La velocidad metabólica de los organismos - La sensibilidad de organismos a desechos tóxicos, parásitos y enfermedades - Épocas de reproducción, migración y estivación de organismos acuáticos. Con respecto a los datos obtenidos en la conductividad, los cuales fueron de 43,3 µs/cm, durante la época seca y de 61 µs/cm durante la época lluviosa, se puede determinar que hubo un ligero aumento y que solamente el valor obtenido durante la época lluviosa está entre los valores aceptables ya que la conductividad de nuestros sistemas continentales generalmente es baja, variando entre 50 y µs/cm en sistemas dulceacuícolas, conductividades por fuera de este rango pueden indicar que el agua no es adecuada para la vida de ciertas especies de peces o invertebrados. Algunos afluentes industriales pueden llegar a tener más de µs/cm. Es por esto que la conductividad es una medida generalmente útil como indicador de la calidad de aguas dulces. En la identificación de la calidad de agua a través de los bioindicadores o macro invertebrados se puede decir que durante la época seca se encontraron 6 especies y se obtuvo un puntaje de 27 lo cual da como resultado aguas de muy mala calidad muy contaminadas y durante la época lluviosa se encontraron 5 especies y se obtuvo un puntaje de 25 pero con muy pocos individuos e igual se obtuvo un puntaje que se encuentra entre el rango de 16-35, dando como resultado aguas de mala calidad, muy contaminadas. Además durante las dos épocas del año se realizó la prueba de coliformes y dio positiva en ambas ocasiones. El río Liberia presenta una alta contaminación fecal, con valores promedio de a de Coliformes fecales/100 ml, causada por la descarga directa de aguas domésticas sin tratamiento y por el propio afluente de la laguna de estabilización de Liberia. Esta alta contaminación fecal, detectada en los puntos evaluados en el río Liberia, hace que estas aguas no sean aptas para los usos de, riego, recreación y acuicultura. 17

18 Conclusiones 1) Al realizar la evaluación tanto biológica como fisicoquímica se concluye que la calidad del agua del río Liberia en un contexto general es de mala calidad. 2) El número de individuos y especies fue significativamente más alto en la estación seca que en la estación lluviosa. 3) La contaminación del río Liberia a través de desechos sólidos, productos químicos, vertidos de aguas negras y claras, es un factor de riesgo en el mantenimiento de una adecuada biodiversidad del agua dulce. 4) Muchos son los factores que inciden en las prácticas de contaminación del río Liberia: densidad demográfica, pobreza, sistemas económicos que no adjudican un valor adecuado al medio ambiente, falla de los sistemas jurídicos institucionales, ausencia de planificación en el uso de suelos, invasión de terrenos en las márgenes de los ríos por parte de personas sin viviendas, deforestación, contaminación con fertilizantes y plaguicidas. 5) La atención que Guanacaste ha prestado a sus aguas superficiales y subterráneas, a los ecosistemas marino-costeros y al mar territorial es muy inferior a la que se ha puesto en los bosques y la biodiversidad. Esa situación tiene graves resultados, especialmente en lo que se refiere al agua, lo cual se ha visto reflejada en la contaminación del río Liberia. 6) En la zona de Liberia, Guanacaste, el balance hídrico muestra un déficit durante siete meses del año, recarga de humedad del suelo durante tres meses y exceso de agua durante cuatro meses. Además, los mínimos de precipitación con valores nulos se presentan entre enero y mayo, coincidente con una demanda importante de agua. 7) Las aguas del río Liberia presentan una alta contaminación por desechos líquidos y sólidos luego de su paso por la ciudad del mismo nombre, la cual es a su vez la cabecera de la Provincia. 18

19 Discusión De acuerdo con los resultados obtenidos en el proyecto de la investigación sobre la contaminación del agua del río Liberia, proponemos que instituciones como el Ministerio de Educación, la Municipalidad de Liberia, A y A, MINAET, y otras, destinen personal capacitado, recursos económicos, técnicos en la limpieza, mantenimiento y educación a las personas, para que tomen conciencia del asunto y en la práctica lo demuestren no contaminando más el río. 19

20 Agradecimiento A Dios por acompañarnos siempre, a los padres de familia por permitir trabajar con los jóvenes, a las profesoras por su guía y apoyo y a todos los compañeros por el compromiso y dedicación. A la Fundación Omar Dengo por creer en nosotros y darnos la oportunidad de investigar acerca de los problemas ambientales que nos afectan y contribuir con el planeta en el mejoramiento del mismo. 20

21 Referencias Bibliográficas ad.pdf pdf RevSerZoologicaNo2/BolTec6SerZool(2)/GiamettiyBersosa_33.pdf 21