Índices de Calidad del Agua (ICAs)

Índices de Calidad del Agua (ICAs) Una expresión simple de una combinación mas o menos compleja de un número de parámetros Parámetro Valores Coliformes Fecales (NMP) 9,7x10 5 ph (unidades de ph) 6.2 DBO 5 (mg/l) 560 Nitratos(mg/L) 120 Fosfatos(mg/L) 15 Temperatura ( C) 25 Turbidez (NTU) 122 Sólidos disueltos totales (mg/l) 365 Oxígeno disuelto (mg/l) 3.2 22 Muy mala

Pros y contras de los ICAs Beneficios Toma información compleja y la sintetiza de manera que la hace fácilmente entendible Ayuda a transformar gran variedad de indicadores en un sistema fácil de comunicación La información derivada de su aplicación, es de utilidad tanto para personas estrechamente relacionadas con el tema, como para personas apenas familiarizadas Limitaciones Puede generalizarse demasiado y terminar en juicios subjetivos, dado el peso de algunas variables Un solo índice puede no ser indicativo de toda la dinámica del sistema Un índice esta limitado en términos espacio temporales

Usos de los ICAs Manejo del recurso Clasificación de áreas Aplicación de la normatividad Análisis de la tendencia Información pública Investigación científica

Procedimiento general para la formulación de un índice de calidad del agua Selección de parámetros o variables Categorías Variables que representan Nivel de oxígeno Eutrofización Aspectos de salud Características físicas Selección de variables por Dunnette, 1979

Determinación de valores para cada parámetro: Subíndice Tiene como propósito la transformación de las variables de una escala dimensional a una adimensional para permitir su agregación.

Determinación del índice por agregación de subíndices ICA= Índice de la calidad del agua n = Número de parámetros qi= Escala de calidad subíndice del parámetro i Wi = Factor de ponderación del parámetro i

Estados Unidos ICA Variables incluidas Tipo de estimación ISNF Dinius (1987) Agua de Oregon OWQI Idaho Temperatura, ph, OD, DBO, SDT, turbiedad, coliformes fecales, NO3 -N y fosfatos total Temperatura (aire-superficie), ph, OD, DBO, color, conductividad, NO3 -N, alcalinidad, dureza, cloruros, coliformes totales y fecales Temperatura, ph, OD, DBO, ST, NO2, -N, NO3.N, NH4.N, fosfatos totales y coliformes fecales OD, turbidez, fosfatos totales, coliformes fecales y conductividad Curvas - Promedio Ecuación - Media geométrica ponderada Ecuaciones - Cuadrado de la media armónica Ecuación Proporción logarítmica Canadá ICA Variables incluidas Tipo de estimación British Columbia Se basa en consecución de objetivos los cuales son los límites seguros de las variables dadas por la normatividad. Fórmulas. Raíz cuadrada de la sumatoria

México ICA Variables incluidas Tipo de estimación León (1998) Montoya (1997) Diferencia de Temperatura, ph, OD, DBO5, DQO, SST, NO3.N, NH4.N, fosfatos, alcalinidad, Dureza, fenoles, cloruros, coliformes totales y fecales Conductividad, ph, OD, DBO5, ST, SST, NO2 -N, NO3.N, NH4.N, Turbiedad, color, alcalinidad, dureza, cloruros, grasas y aceites, fosfatos, detergentes, coliformes totales y fecales Fórmulas. Promedio geométrico ponderado Ecuaciones. Promedio ponderado Brasil ICA Variables incluidas Tipo de estimación CETESB (2002) Temperatura, ph, OD, DBO5, ST, turbiedad, coliformes fecales, nitrógeno total y fósforo total Curvas - Promedio ponderado

Colombia ICA Variables incluidas Tipo de estimación Behar et al. (1997) OD, DBO5 y coliformes fecales Curvas Promedio ph, OD, DBO ponderado 5, ST, Turbiedad y coliformes Rojas (1991) Icauca ph, OD, DBO ST, turbiedad y coliformes, fecales ph, OD, color, turbiedad, DBO5, nitrógeno total, fósforo total, ST, SST y coliformes Fecales Curvas - Promedio ponderado Comunidad Europea ICA Variables incluidas Tipo de estimación UWQI Cadmio, cianuro, mercurio, selenio, arsénico, fluoruro, NO³, N, OD, DBO 5,, fûsforo total, ph y coliformes totales Ecuación Promedio aritmético

España ICA Variables incluidas Tipo de estimación Calidad general ICG Considera 23 par metros, 9 Básicos (coliformes totales, OD, DQO, DBO 5, conductividad, fosfatos totales, SST, NO 3 N, y ph) y 14 complementarios Grafica - Promedio aritmético ponderado (ISQA) Temperatura, OD, DQO, SST y conductividad Curva - Sumatoria

Índice de la Fundación Nacional de Saneamiento (INSF) Metodología del diseño i Sub i W i 1 Coliformes Fecales 0.15 2 ph 0.12 3 DBO 5 0.10 4 Nitratos 0.10 5 Fosfatos 0.10 6 temperatura 0.10 7 Turbidez 0.08 8 Sólidos totales 0.08 9 Oxígeno disuelto 0.17

Curvas de Función Coliformes Fecales Sub 1 Nota: Si CF > 10 5 Sub 1 =3 Figura 1. Valoración de la calidad del agua en función de Coliformes fecales

ph Sub 2 Nota: Si ph < 2, Sub 2 =2 y si ph>12 Sub 2 =3 Figura 2. Valoración de la calidad del agua en función del ph

DBO 5 Sub 3 Nota: Si DBO 5 > 30, Sub 3 = 2 Figura 3. Valoración de la calidad del agua en función de la DBO 5

Nitratos Sub 4 Nota: Si NT>100, Sub 4 =2 Figura 4. Valoración de la calidad del agua en función de los nitratos

Fosfatos Sub 5 Nota: Si PO 4 = >10, Sub 5 =5 Figura 5. Valoración de la calidad del agua en función del fosforo

Temperatura Sub 6 Nota: Si ΔT>15 C Sub 6 =9 Figura 6. Valoración de la calidad del agua en función de la temperatura

Turbidez Sub 7 Nota: Si turbidez >100, Sub 7 = 5 Figura 7. Valoración de la calidad del agua en función de la turbidez

Sólidos Totales Sub 8 Nota: Si ST >500, Sub 8 = 3 Figura 8. Valoración de la calidad del agua en función de los sólidos disueltos totales

Oxígeno Disuelto Nota: Si O.D % saturación >140, Sub 9 = 47 Figura 9. Valoración de la calidad del agua en función del oxígeno disuelto

Valor INSF Calificación del agua 91 100 Excelente 71 90 Buena 51 70 Regular 26 50 Mala 0 25 Muy mala

Índices de Contaminación de Agua (ICOs) Ramirez, et al, 1999 Índice de contaminación por mineralización - ICOMI Índice de contaminación por materia orgánica - ICOMO

Índice de contaminación por trofia- ICOTRO Se calcula sobre la base de la concentración de fosforo total en mg/l Oligotrofico < 0.01 Mesotrófico 0.01 0.02 Eutrofico 0.02 1.0 Hipereutrofico > 1.0 Índice de contaminación por temperatura- ICOTEMP

Índice de contaminación por ph- ICOpH Significancia de los índices de contaminación ICOS ICO Grado de contaminación Escala de color 0 0.2 Ninguna 0.2 0.4 Baja 0.4 0.6 Media 0.6 0.8 Alta 0.8-1 Muy alta

Industria petrolera Índice de contaminación por hidrocarburos aromáticos Índice de contaminación por hidrocarburos alifáticos

Índices Biológicos de la Calidad del Agua BMWP (Biological Monitoring Working Party Score) Es un índice de calidad de agua basado tanto en la estructura y composición de macro-invertebrados acuáticos. Son razonablemente sedentarios, están directamente afectados por las sustancias vertidas en las aguas. Tienen un ciclo de vida largo en comparación con otros organismos Abarcan en su conjunto un amplio espectro ecológico Tienen un tamaño aceptable frente a otros microorganismos

SENSIBILIDAD CALIDAD DE AGUA CALIFICACIÓN No aceptan contaminantes Muy buena 9-10 Aceptan muy pocos contaminantes Buena 7-8 Aceptan pocos contaminantes Regular 5-6 Aceptan mayor cantidad de contaminantes Mala 3-4 Aceptan muchos contaminantes Muy mala 1-2

Crustáceos Anélidos Moluscos Aracnidos Miriapodos

Insectos

Lugares donde pueden vivir los macroinvertebrados acuáticos Hojas flotantes y en sus restos Troncos caídos y en descomposición Lodo o arena en el fondo del rio Sobre o debajo de las piedras Donde el agua es mas correntosa Donde el agua es tranquila o estancada

Fuentes de alimento de los macroinvertebrados acuáticos Plantas acuáticas y restos de plantas Otros invertebrados y peces Elementos en descomposición Animales en descomposición

Como se hace el monitoreo Seleccionar el lugar a monitorear Colectar los macroinvertebrados Piedras y hojaraza Red de patada Identificar los macroinvertebrados Analizar la información

Clase Puntaje Calificación del agua I 100-120 No contaminada II 61-99 Inicio de contaminación III 36-60 Contaminada IV 16-35 Muy contaminada V < 16 Séptica

Índice de la Calidad del Hábitat QHEI (Qualitative Habitat Evaluation Index) Es una técnica para evaluar y cuantificar las condiciones de los hábitats acuáticos en corrientes hídricas (Willamson,1999) Es un índice de hábitat físico diseñado para proporcionar una evaluación empírica y cuantificada de las características de los macro-hábitats acuáticos (OhioEPA, 2010)

Escalas Espaciales de estudio en los sistemas Loticos Hojas y detritos adheridos al margen Arena y limo sobre piedras Franja transversal sobre las piedras Musgo sobre las rocas Segmento de la corriente Segmento del sistema Presa de escombros Extensión del sistema Sistema de rápidos y remansos Parche de grava fina Sistema de microhábitat www.usda.gov/stream_restoration/chap1.html

HABITATS EN BUEN ESTADO HABITATS MODIFICADOS

Integridad Biológica "La capacidad de soportar y mantener una comunidad biológica equilibrada, integrada y adaptada, conforme a su organización en la composición de especies, la diversidad y funcionalidad comparable de sus hábitats naturales dentro de una región" (Karr,1981)

Zonas con mínima intervención Zonas fuertemente impactadas

Sustrato Tipos Arenoso Rocoso Grava

Cobertura Vegetal Tipo Herbácea Arbórea Pastizal Cultivo

Cantidad Denso Semi-denso Ralo Distribución Pioneras Intermedias Avanzadas

Morfología de Canales Sinuosidad Canalización

Estado de los corredores riparios y erosión de la banca

Estructuras remansos/rápidos

Comparación entre Métodos Químicos y el uso de Bioindicadores Métodos Químicos INSF Bioindicadores BMWP Comunicación al público Evaluación Cualitativa QHEI Específicos No integra valoración ecosistémica Instantáneos Puntuales Integran varios factores de valoración de calidad ecosistémica Integran en el tiempo Integran en el espacio Muy Costoso Costo Moderado Bajo Costo

Integridad del Recurso Hídrico INSF Variables químicas Régimen del flujo HIDROLOGIA BMWP Factores bióticos QHEI Fuente de Energía Estructura del hábitat