V MACROINVERTEBRADOS BIOINDICADORES DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS LOTICAS EN EL SALVADOR

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1 V MACROINVERTEBRADOS BIOINDICADORES DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS LOTICAS EN EL SALVADOR Rafael Eduardo Rubio Fabian (1) Ingeniero Bioquímico del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM), México. Estudios de Maestría en Ciencias Marinas, (ITESM) México. Especialización en Hidrología, Universidad de Roma, Italia. Asesor en Recursos Hídricos, Dirección General de Recursos Naturales Renovables. MAG. El Salvador. Dirección (1) : Jardines San Luis, Bulevard Universitario y Pasaje 13, Block 4 Nº1, San Salvador, El Salvador, C.A. - Tel: (503) rtshanthi@hotmail.com RESUMEN Durante el período de tiempo entre los años 1977 y 1983 se efectuó el muestreo de los macroinvertebrados bénticos y del perifiton en 120 sitios localizados en arroyos y ríos del territorio nacional y los cuales se ubican en zonas montañosas, valles y planicies costeras y en donde las actividades antropogénicas generan diversos grados de impacto ambiental negativo en términos de contaminación orgánica. Se realizó la colecta de los organismos acuáticos en cada sitio de muestreo, evaluándose la abundancia relativa de los grupos o taxones por unidad de área de sustrato de fondo (m 2 ) y realizándose las determinaciones in situ de parámetros físico químicos (Oxigeno disuelto, Temperatura, Conductividad eléctrica y ph) colectándose ocasionalmente muestras de agua compuestas, para posterior análisis en laboratorio de parámetros indicadores de contaminación orgánica: DBO5, Turbidez, Color, Nitrógeno amoniacal, Cloruros, Sólidos (totales, suspendidos y sedimentales) y coliformes (totales y fecales), habiéndose caracterizado el ambiente utilizando ficha de campo para registro de velocidad de la corriente, profundidad y ancho del cuerpo lótico, tipo de fondo y condición climática. Se efectuó la clasificación taxonómica de los organismos bajo la unidad sistemática permitida por las claves utilizadas y la colaboración de especialistas de otros países. Se proceso la información obtenida de los análisis de campo y laboratorio tipificándose los grupos de macroinvertebrados con respecto a los valores de O.D. en las aguas y se agruparon en tres categorías en relación a sus exigencias de O.D. y se compararon estos resultados con los reportados por otros autores según publicación E.P.A. habiéndose obtenido similares conclusiones. PALABRAS-CLAVES: Macroinvertebrados, Bioindicador, Calidad del Agua, Lótico, Contaminación. INTRODUCCION Las aguas superficiales corrientes (arroyos, ríos) son ecosistemas acuáticos que albergan en su seno, una amplia diversidad de organismos pertenecientes a diferentes, Taxa o grupos taxonómicos los cuales según sus dimensiones, se agrupan en microscópicos y macroscópicos. Los organismos macroscópicos son fácilmente visibles al ojo humano y dentro de estos se encuentran los macroinvertebrados, los cuales por estar en contacto directo al medio acuático, son un reflejo real en el tiempo de las condiciones del ecosistema en que se desarrollan. Los ingenieros discuten los problemas de contaminación y eutroficación en término de carga orgánica (Kg DBO) los biólogos lo hacen en relación a la presencia o ausencia de especies claves del ecosistema acuático. La contaminación es esencialmente un fenómeno biológico por lo que su efecto primario será sobre los seres vivos del ambiente acuático. De manera que considerando la abundancia relativa de estos organismos acuáticos en relación a los cambios ambientales antropogénicos (principalmente en la disponibilidad de oxígeno) es posible categorizar estos grupos (Taxones) de organismos con respecto al grado de sensibilidad a la contaminación orgánica, considerando como factor limitante al oxígeno disuelto. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 El presente trabajo se limito a la identificación de los organismos invertebrados macroscópicos que residen en las aguas superficiales corrientes y que debido a sus preferencias con respecto a las características físico químicas biológicas del medio en que se desarrollan (dada su etología, morfología, anatomía y/o fisiología) son indicadores de ciertas condiciones ambientales en relación a la introducción de carga orgánica al ecosistema acuático. El trabajo fue ejecutado en dos etapas. La primera se realizó en el campo habiéndose considerado 120 sitios ubicados en diversos arroyos y ríos localizados en diferentes escenarios ambientales del territorio nacional (montañas, valles, planicies costeras) y en los cuales se identifican variados grados de perturbación antrópica en términos de contaminación, realizándose la colecta y conteo de los organismos y determinaciones físico químicas in situ. La segunda etapa se realizó en el laboratorio en donde se efectuaron las identificaciones taxonómicas de los organismos acuáticos y se realizaron los análisis físico químicos biológicos complementarios para caracterizar el ambiente acuático en que residen los organismos identificados. El desenvolvimiento de este trabajo contó con el apoyo de los laboratorios de la Dirección General de Recursos Naturales Renovables del Ministerio de Agricultura y Ganadería. MATERIALES Y METODOS Las guías metodológicas para la realización de los muestreos biológicos en el campo, fueron las establecidas por la Environmental Protection Agency (EPA) y las contenidas en la obra de J. Schwoerbel Métodos de Hidrobiología. La colecta de las muestras de agua y los análisis de los parámetros físico químicos realizados in situ y en los laboratorios, se efectuaron siguiendo las guías metodológicas del Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, APHA, AWWA, WPCF. Para las clasificaciones taxonómicas se utilizaron las claves contenidas en la obra Fresh Water Biology (Ward & Whipple) y en las de Fresh-Water Invertebrates of the United States (R.W. Pennak). Auxiliándose de otras claves específicas para los grupos o taxones y contando con el apoyo de especialistas de otros países (Alemania, Austria, Holanda, Canadá y Estados Unidos de Norteamérica). Las dos etapas ejecutadas durante el trabajo se presentan a continuación: PRIMERA ETAPA: ESTUDIOS DE CAMPO En cada sitio de muestreo se procedió a realizar básicamente 4 tipos de actividades: - Muestreo de los organismos acuáticos del fondo pertenecientes a las comunidades del Bentos y Perifiton, utilizando en ríos profundos draga tipo Ekman, y en los de poca profundidad muestreador de fondo de tipo red (mesh equivalente a tamiz Nº30 U.S. Standard) y por remoción doble del sustrato y redes sencillas de mano en donde fue conveniente por la poca profundidad. Se consideró la representatividad de todas las partes estructurales del fondo, removiéndose hasta cm de profundidad y colectándose muestras tanto en la zona de remanso como de rabiones. Los muestreos se efectuaron por metro cuadrado en secuencia de 10 replicas y el material colectado fue tamizado y depositado en bandejas blancas de poca profundidad, utilizando pinzas o pinceles para su captura. El tamiz utilizado fue el Nº30 (U.S. Standard) o redes de mesh equivalente que garantice la retención de organismos de tamaño mayor o igual a 3mm. Se efectuó el conteo por taxones y se estableció su abundancia relativa por metro cuadrado, auxiliándose de lupas o magnificadores. Las especies colectadas para su posterior clasificación taxonómica se preservaron en etanol al 70%. - Determinaciones in situ de los parámetros físico químicos mostrados en tabla Nº1, utilizando las técnicas mencionadas y en secuencia de tres replicas. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Tabla Nº1 Determinaciones in situ. Parámetros Técnica Analítica Unidad Temperatura Termómetro de mercurio escala Grados centígrados PH Potenciómetro Portátil escala 1 14 Conductividad eléctrica Conductivímetro Portátil escala (4 rangos) Micromhos/cm Oxígeno disuelto Standard Methods. Winkler modificado (titulación) ppm (mg/l) - Colecta de muestras compuestas de agua (3 horas) para posterior análisis en laboratorio a fin determinar otros parámetros físico químicos indicadores de contaminación orgánica y refrigeración en hielera portátil durante traslado. - Utilizando ficha de campo se registro información del ambiente y del cuerpo de agua lótico (condición climática, velocidad de la corriente, ancho y profundidad, tipo de fondo, olor y apariencia de las aguas). SEGUNDA ETAPA: ESTUDIOS DE LABORATORIO Las actividades de laboratorio se relacionan a dos aspectos: el de los análisis de las muestras de agua colectadas y el de la clasificación taxonómica de los organismos acuáticos. Los parámetros físico químico biológicos complementarios como indicadores de contaminación orgánica, sujetos de análisis fueron los siguientes: Demanda Bioquímica de Oxigeno; turbidez, color, nitrógeno amoniacal, cloruros, sólidos (totales, suspendidos y sedimentales) y coliformes (totales y fecales). Las técnicas analíticas utilizadas fueron las recomendadas por Standard Methods for examination of water y wastewater (APHA). La identificación taxonómica de los especimenes colectados se realizó con el auxilio de las claves adecuadas mencionadas anteriormente y contando con el material óptico necesario. La clasificación taxonómica en es y s fue posible utilizando magnificadores o microscopio estereoscopico (>50X). Las determinaciones de género y especie requirieron del uso de microscopio binocular compuesto, equipado con contraste de fase (objetivos 10, 45 y 100x). Se contó además con la colaboración de especialistas de otros países. RESULTADOS - De los parámetros evaluados in situ únicamente los valores para O.D. mostraron un amplio rango de variación ( ppm) los demás se mantuvieron dentro de los rangos aceptables para el normal desarrollo de la vida acuática. - La ausencia o dominancia de los diferentes grupos o taxones se relacionó directamente a los valores de O.D. - Se identificaron 9 grupos o taxones de macroinvertebrados claves para la interpretación de la calidad ambiental de los ecosistemas acuáticos lóticos en relación a sus requerimientos de O.D. - Los 9 taxones claves se agrupan en 3 categorías: sensibles (I), facultativos (II) y resistentes (III). - De los grupos o taxones de las categorías I (sensibles) y II (facultativos) se establece según sensibilidad a las deficiencias de O.D. una jerarquización según el grado de contaminación orgánica. Siendo en orden decreciente a la calidad del agua, tal como se presenta a continuación: ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 PLECOPTERA MEGALOPTERA TRICHOPTERA EPHEMEROPTERA ODONATA - Se obtuvieron 4 escenarios de dominancia de categorías de bioindicadores en función al rango de valores de oxígeno disuelto. - Bajo condiciones críticas de O.D. (0 2 ppm) los macroinvertebrados dominantes son los Dípteros de los generos Chironomus, Psychoda y Eristalis; así como los Anélidos (Oligoquetos) del género Tubifex. Presentándose en tabla Nº2 su clasificación taxonómica y valores de O.D. en algunos sitios de muestreo. Tabla Nº2. Clasificación taxonómica y valores de O.D. Organismo (genero) Posición taxonómica Tipo de adaptación Sitio y fecha de colecta Valor del parámetro relacionado a la carga orgánica. Oxigeno Tubifex Tubifera (Eristalis) Psychoda Chironomus (Tendipes) Annelidae Clase Oligochaeta Plesiopora Tubificidae (Gusano) Arthropoda Clase Insecta Diptera Syrphidae (Larva de mosca) Arthropoda Clase Insecta Diptera Psychodidae (Larva de mosca) Arthropoda Clase Insecta Diptera Chironomidae (Larva de Zancudo) Posee pigmento rojo (Hemoglobina) que le da mayor eficiencia en el transporte de oxigeno. Posee tubo telescópico de 7 a 10 cm de longitud por el que incorpora aire atmosférico. Abertura terminal posterior para incorporar aire atmosférico. Río Acelhuate (San Diego) Río Ilohuapa (Km 7 Planes de Renderos) Río Ilohuapa (Km 7 Planes de Renderos) Río Agua Caliente (Beneficio Agua Caliente) Río Las Cañas (Puente Tonacatepeque) Río Acelhuate (Puente Aguilares) Río Agua Caliente (Beneficio Ahuachapan) Río Las Calles (puente Viejo Destilería Salvadoreña) Posee pigmento rojo Río San Antonio (Km. 7 (Hemoglobina) para Abajo Nejapa) mayor eficiencia al Río Ilohuapa (Km. 7 Los transporte del oxigeno. Planes) Río Acelhuate (San Diego) Río Grande de San Miguel (Puente Moscoso) Río Acelhuate Hacienda La Germania) Río El Sauce (Puente Santa Ana-Metapan) Disuelto (ppm) ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 CONCLUSIONES! Los valores reportados para los parámetros físico químico biológicos evaluados en el laboratorio permitieron complementar la caracterización del hábitat en términos de contaminación; efectuada bajo las evaluaciones in situ.! De los resultados obtenidos en el campo y en el laboratorio con respecto a los bioindicadores y valores del parámetro de calidad seleccionado, se establece el contenido presentado en Tabla Nº3. Tabla Nº3. Categorías de bioindicadores y parámetro de calidad. CARACTERÍSTICAS GRUPO CATEGORIA (TAXA) I (SENSIBLES O INTOLERANTES) II (FACULTATIVOS) III (RESISTENTES O TOLERANTES) Organismos que no se encuentran asociados aún a moderados niveles de contaminación orgánica y son generalmente intolerantes aún a moderadas reducciones del oxigeno disuelto. Organismos con un amplio rango de tolerancia y frecuentemente asociados con moderados niveles de contaminación orgánica. Organismos frecuentemente asociados con una fuerte o extrema contaminación orgánica y capaces de prosperar bajo condiciones anaeróbicas. Plecoptera Megaloptera Trichoptera UNIDAD SISTEMATICA Ephemeroptera Odonata Chironomus (Tendipes) Tubifex Psychoda Eristalis (Tubifera) CONDICION PARA SU DOMINANCIA (50% - 100%) Aguas limpias o con leve (mínima) contaminación orgánica. Rango de valores de O.D. (6 8.5ppm) Aguas mediana o moderadamente contaminadas. Rango de valores de O.D. (4 6ppm) Aguas fuerte a extremadamente contaminadas. Rango de valor de O.D. (0 4ppm)! Considerando el contenido de la tabla Nº3, la representación porcentual de las categorías de bioindicadores en los escenarios obtenidos en relación a los rangos de valores de O.D (ppm) es la siguiente: Rango valores O.D.: Grado de contaminación: Extrema Fuerte ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 Rango valores O.D.: Grado de contaminación: Moderado Leve o Nula CATEGORIA I II III COLOR AZUL VERDE ROJO! Al comparar los resultados obtenidos respecto a la inclusión de los diferentes taxones en las categorías de sensibilidad a la contaminación orgánica, con la información de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norteamérica, relativa a la categorización de los bioindicadores según varios autores; se observa una contundente similitud.! Previo a que se consideren las unidades sistemáticas incluidas en las diversas categorías como indicadores biológicos claves para la interpretación de la calidad ambiental de los ecosistemas acuáticos lóticos del país es recomendable se amplíen estudios relativos al significado sanitario de su presencia o ausencia, a través de proyectos de investigación en el área sanitaria - ambiental y así también se establezcan comparaciones de estas categorías con las identificadas y propuestas en otros países de la región, a fin de consolidar y uniformizar la aplicación de estos bioindicadores en la evaluación de la contaminación orgánica de los ecosistemas acuáticos lóticos. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Pennak, R.W. Fresh Water Invertebrates of the United States, The Ronald Press Co. N.Y. U.S.A Weber, C.I. Biological Field and Laboratory Methods for Measuring the Quality of Surface waters and effluents. EPA 670/ National Environment Research Center U.S.A., Hynes, H.B.N. The Biology of Polluted waters University of Toronto Press, Canada Mason, W. T. An Introduction to the identification of Chironomid Larval. Division of Pollution Surveillance, U.S. Department of the Interior. Cincinnati, Ohio. U.S.A Besh, W.K., Informe durante estancia en El Salvador, oficina especializada del agua, Ministerio de Planificación y Coordinación del Desarrollo Económico y Social. El Salvador. C.A Alayo, D.P. Guía Elemental de las Aguas Dulces de Cuba Nueva Serie Nº37. Consejo Nacional de Cultura, Cuba Schwoerbel, J. Métodos de Hidrobiología, H. Blume Ediciones, España, Ward & Whipple, Fresh Water Biology 2nd Edition, John Wiley & Sons Inc. 9. Warren & Doudoroff, Biology and Water Pollution Control. W. B. Saunders Co. Philadelphia U.S.A., APHA, AWWA, WPCF Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, APHA, Washington, D.C., U.S.A. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6