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Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 711 Evaluación de la calidad y contaminación del agua del rio Tuxpan, Michoacán, México. Assessment of the water quality and pollution of the Tuxpan river, Michoacán, México. 1Miriam Cristina Ayala Ruiz, 2Idolina Molina León, 3Ricardo Miguel Pérez Munguía, 4Ángel Sebastián Sánchez Ríos, 5Rosenda Aguilar Aguilar. Facultad de Biología de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Avenida Francisco J. Mújica s/n, Colonia Felicitas del Río, C.P 58030, Morelia, México, teléfono (443) 3 16 74 12, correo electrónico: miriamayalaps1@gmail.com RESUMEN. Los ríos son corrientes naturales sometidas a cambios climáticos y características propias de la cuenca, la calidad de su agua varía naturalmente a lo largo del tiempo y de su curso debido a la combinación de factores ambientales. Sin embargo, las actividades humanas alteran a veces de manera irreversible el abastecimiento de agua para uso y consumo humano con calidad adecuada. En el presente trabajo se evaluaron parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos en época de estiaje y precipitación en nueve sitios seleccionados que forman parte de la red hidráulica superficial del Río Tuxpan. Se determinaron veintiún parámetros fisicoquímicos y microbiológicos siguiendo las normas mexicanas actuales. Se estableció la calidad del agua mediante la escala de indicadores de la Comisión Nacional del Agua para DBO5, concluyendo que el agua del Río Tuxpan es de calidad Excelente, y aceptable solo en un sitio, también se establecieron los usos potenciales del agua con base en la modificación a la NOM-127-SSA1-1994, no es apta para uso y consumo humano por la presencia de coliformes y con los Criterios Ecológicos de la Calidad del Agua CE-CCA-001/89 es apta para: uso recreativo con contacto primario, protección a la vida acuática, mientras que el uso como fuente de abastecimiento de agua potable y riego agrícola queda restringido por el sitio más contaminado debido a la concentración alta de fósforo en época de estiaje. El sitio que limita el uso del agua es el que presenta la mayor actividad antropogénica como descargas domésticas, pastoreo de ganado, escorrentía agrícola, actividades turísticas, construcción de puente y carretera que son alteraciones que están modificando la capacidad de autodepuración del río. Palabras claves: Actividades Antropogénicas, Aguas Superficiales, Capacidad de Resiliencia, Contaminación Ambiental. Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 712 INTRODUCCIÓN El agua es considerada como un factor crítico para el desarrollo de las naciones y quizá sea el recurso que define los límites del desarrollo sustentable, ya que no sólo es indispensable para el desarrollo económico y social de la humanidad sino también para el funcionamiento de los ecosistemas del planeta (SEMARNAT, 2008), el 70% de la superficie del planeta está cubierta de agua, de este, el 97.5% es agua salada que se encuentra en océanos y mares, el restante es agua dulce. De esta última, el 68.7% se encuentra en los glaciares, el 30.1% es agua subterránea, el 0.8% es permafrost; de manera que del total del agua en el planeta, únicamente el 0.4% es agua superficial (ríos y lagos principalmente) y de la atmósfera, potencialmente útil para el mantenimiento de la biodiversidad y para abasto de las actividades humanas. Los ríos son corrientes naturales sometidas a los cambios climáticos y a las características propias de la cuenca, la calidad de su agua varía naturalmente a lo largo del tiempo y de su curso debido a la combinación de factores ambientales. Sin embargo, las actividades humanas alteran, a veces de manera irreversible, las características físicas, químicas y biológicas del agua. Las principales fuentes de contaminación de estos sistemas son las descargas de tipo municipal e industrial, así como lo flujos de retorno generados por las actividades agropecuarias. Las fuentes de agua superficial son eje de desarrollo de los seres humanos que permiten el abastecimiento para las diferentes actividades socioeconómicas llevadas a cabo en los asentamientos poblacionales; no obstante, de forma paradójica muchas de estas actividades causan alteración y deterioro de las mismas. En general, las aguas superficiales están sometidas a contaminación natural como arrastre de material particulado y disuelto así como la presencia de materia orgánica natural y de origen antrópico como descargas de aguas residuales domésticas, escorrentía agrícola, efluentes de procesos industriales, entre otros. En la problemática de la contaminación del agua existe una clasificación de los contaminantes que incluye tres rubros: químicos, físicos y biológicos. Los contaminantes en las aguas residuales son normalmente una mezcla compleja de compuestos orgánicos e inorgánicos. El aspecto fundamental resultante de la contaminación por compuestos orgánicos es la disminución del oxígeno disuelto que lleva a perturbaciones indeseables del medio y los seres en los asentados. En el caso de los contaminantes inorgánicos el resultado más importante es su posible efecto toxico en seres los vivos, más que la disminución de oxígeno. Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 713 En condiciones naturales los ríos tienen una elevada capacidad de autodepurarse, pero son alterados por el hombre. Las bacterias descomponen los desechos orgánicos, los cuales alimentan a peces y plantas, que a su vez hacen retornar a la biosfera el oxígeno y el carbono. Al aumentar la población humana se complican los ciclos ecológicos de las aguas, se descargan los residuos a los ríos generalmente sin depuración previa, contaminándolos hasta hacerlo peligrosos para la salud humana. La industria libera pesticidas, desechos químicos y metales pesados en las aguas, en cantidades que superan la capacidad de las bacterias para eliminarlas. La calidad del agua de un río cambia en el espacio y en el tiempo; los desperdicios varían en cada descarga, siendo necesario analizar la calidad del agua continuamente. La calidad del agua se define como una serie de propiedades y de características físicas, químicas y biológicas de un cuerpo de agua que condicionan el uso o destino que se le da. La composición fisicoquímica del agua depende de la presencia de sustancias provenientes de fuentes naturales y de actividades realizadas por el hombre (Mata-Jiménez & Quevedo, 2005). La calidad del agua potable es una cuestión que preocupa en países de todo el mundo, en desarrollo y desarrollados, por su repercusión en la salud de la población. Las enfermedades relacionadas con la contaminación del agua de consumo tienen una gran repercusión en la salud de las personas. Existe un número considerable de problemas graves de salud que pueden producirse como consecuencia de la contaminación química y microbiológica del agua de consumo humano (WHO, 2011). El marcado deterioro de los cuerpos de agua superficial hace prioritaria su evaluación con el fin de tomar acciones de control y mitigación del nivel de riesgo que será determinante en la complejidad y costos del tratamiento del agua para consumo humano, como lo evidencia la reglamentación vigente para aguas superficiales destinadas al consumo humano. METODOLOGÍA El Rio Tuxpan se localiza en el estado de Michoacán, forma parte de la Región Hidrológica No.18 llamada Río Balsas, en la Cuenca delRío Cutzamala y Subcuencas del río Tuxpan y río Zitácuaro los sitios de muestreo son: 7 Llano de las Papas perteneciente al municipio de Angangueo, 5 Ocampo, 6 Parteaguas ambos corresponden al municipio de Ocampo y los sitios 1 Pucuato, 2 Cascada el manantial, 3 Rio San Pedro, 4 Grutas de Tziranda, , 8 Manantial San Pedro y 9 El Arco al municipio de Cd. Hidalgo (Figura 1 y 2). Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 714 Figura 1. Localización geográfica de los sitios de muestreo en el cauce principal del Río Tuxpan Los sitios se seleccionaron por su accesibilidad, las alteraciones antropogénicas que afectan directamente al cauce y así como que formaran parte de la red hidráulica superficial del Río Tuxpan. Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 715 Figura 2.- Sitios de muestreo de la red hidráulica del Río Tuxpan Para el trabajo de campo (Figura 3) se tomaron muestras superficiales de agua en contenedores de tres litros y las muestras bacteriológicas se colectaron en bolsas Whirl-pak estériles y herméticamente selladas, posteriormente se transportaron en hieleras para conservar la temperatura adecuada para su posterior análisis. En campo los parámetros in situ como: Temperatura ambiente y del agua, pH, Conductividad eléctrica, Sólidos disueltos totales, Salinidad, % de saturación de oxígeno y Turbidez se midieron con un multiparamétrico Hydrolab Quanta Water Quality Monitoring System y la determinación de Oxígeno disuelto se realizó por el método Winkler. Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 716 Figura 3. Toma de datos fisicoquímicos in situ, toma de muestras y caudal En México, existen normas tanto mexicanas (NMX) como oficiales mexicanas (NOM) que se utilizan en la determinación de parámetros de laboratorio, mediante las técnicas que se deben emplear para llegar a un valor que será comprobado con el límite máximo permitido que marcan las mismas normas. De igual manera describen los equipos e instrumentos que se deben emplear en el análisis, en el laboratorio se determinó: Acidez, Alcalinidad, Cloruros, Dureza total, Dureza de calcio por análisis volumétrico, Dureza de magnesio por cálculo, DBO5, Coliformes totales y fecales por el número más probable. En la determinación de Fósforo, Sulfatos, Nitritos y Nitrógeno amoniacal se usó el espectrofotómetro VE-5600UV (Figura 4), estos parámetros se realizaron bajo la normatividad mexicana actual (NMX), la comparación de los resultados se realizó con la modificación a la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 Salud ambiental. Agua para Uso y Consumo Humano, así como con los Criterios Ecológicos de Calidad del Agua CE-CCA-001/89 para determinar los diferentes usos que se le puede dar a estos cuerpos de agua como son fuente de abastecimiento de agua potable, en actividades recreativas con contacto primario, para riego agrícola, para uso pecuario, en la acuacultura, o para la protección de la vida acuática. Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 717 Figura 4. Determinación de parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos RESULTADOS Y DISCUSIÓN La evaluación de los parámetros determinados como: temperatura ambiente, temperatura del agua, salinidad, saturación de oxígeno, acidez, alcalinidad, dureza total, potencial de hidrógeno, sólidos disueltos totales, oxígeno disuelto, cloruros, conductividad eléctrica, nitrógeno amoniacal, sólidos sedimentables, de los cuales, los que están normados resultaron dentro de los límites máximos permisibles como se muestra en el gráfico (Figura 5) donde aparecen los parámetros más representativos. Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 718 Figura 5.- Variables fisicoquímicas que están dentro de los límites máximos permisibles De acuerdo a la escala de indicadores de calidad del agua establecidos por la Comisión Nacional del Agua (2008) (Tabla 1) con base en la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), el agua se cataloga de categoría excelente para todos los sitios, excepto para el sitio 6 que resulto de buena calidad y el 4 de calidad aceptable. Tabla1. Escala de indicadores de calidad del agua establecidos por la Comisión Nacional del Agua Color Calificación DBO5 Azul Excelente No contaminada DBO5 ≤ 3 Verde Buena Calidad Aguas superficiales con bajo contenido de materia orgánica biodegradable y solidos suspendidos 3 ˂ DBO5 ≤ 6 Amarillo Aceptable Con indicio de contaminación, aguas superficiales con capacidad de autodepuración con descargas de aguas residuales tratadas biológicamente. Condición regular para peces. Riego agrícola restringido 6 ˂ DBO5 ≤ 30 Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 719 Mientras que turbidez, nitritos, sulfatos, fosfatos, coliformes totales y fecales rebasan los límites máximos permisibles (Figura 6). Por lo que con base a la modificación a la NOM- 127-SSA1-1994 no es apta para uso y consumo humano debido a la presencia de coliformes totales y fecales en todos los sitios excepto el sitio 8 que presento ausencia de bacterias coliformes. Con base a los criterios ecológicos de la calidad del agua CE-CCA-001/89 es apta para uso pecuario, quedando restringido su uso como fuente de abastecimiento de agua potable, recreativo con contacto primario, riego agrícola y protección a la vida acuática debido a que rebasa los límites de fósforo, nitritos, sulfatos y organismos patógenos termoestables. Figura 6. Variables fisicoquímicas que rebasan los límites máximos permisibles Naranja Contaminada Aguas superficiales con descargas de agua residuales crudas principalmente de origen municipal. Agua con alto contenido de material suspendido 30 ˂ DBO5 ≤ 120 Rojo Fuertemente Contaminada Aguas superficiales con fuerte impacto de descargas de aguas residuales crudas municipales y no municipales con alta carga contaminante. Mala condición para peces. DBO5 ˃ 120 Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 720 En la investigación realizada se encontró que los sitios S3, S4, S9 mostraron alteración en la calidad del agua, ya que presentan el mayor grado de afectación debido a las diversas actividades antropogénicas (Figura 7) que tienen en común la construcción de un puente, vado, cultivos agrícolas, pastoreo de ganado, construcción de viviendas aledañas a los sitios. Además en el caso del sitio S3 la escasa vegetación riparia y ribereña ha permitido la entrada de terrígenos y contaminantes, el S4 recibe descargas domésticas que son vertidas directamente al cauce, presenta una zona turística como consecuencia de la visita a las grutas que ahí están localizadas; en el sitio S9 se tiene la canalizaciónde agua a una represa para abastecimiento. En conjunto estas actividades alteran el flujo del cauce del río Tuxpan, sin embargo estas aún no han impactado de manera significante la autodepuración de la red hidráulica en estudio. . Figura 7.- Actividades antropogénicas que afectan la calidad del agua del Rio Tuxpan Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 721 CONCLUSIONES Los resultados de las evaluaciones mostraron que los sitios del cauce del río Tuxpan de acuerdo a la temperatura se caracterizan por ser sistemas de aguas templadas con un pH que oscila ligeramente de ácidas a neutras, la concentración de CaCO3 y MgCO3 indica que son aguas blandas con una mineralización débil y media para los sitios contaminados, están bien oxigenados permitiendo el establecimiento de organismos acuáticos, la demanda bioquímica de oxígeno muestra baja carga orgánica. En los sistemas loticos en estudio se encontró que las actividades turísticas, deportivas, agrícolas, construcción de puentes, vados, casas, descargas domésticas entre otras, están alterando la capacidad de resiliencia o autodepuración del cauce que aún y con todas estas actividades antrópicas tiende a recuperar sus condiciones iniciales, pudiendo de tal forma encontrar sitios que pueden ser considerados como sitios de referencia ya que sus condiciones, físicas, químicas y biológicas los clasifican de calidad buena a excelente. BIBLIOGRAFÍA Álvaro-Arcos, L.Y. 2013. Eficiencia de un sistema natural de tratamiento para la remoción de materia orgánica. Tesis profesional. Departamento de riego y drenaje. Universidad autónoma agraria Antonio narro división de ingeniería. Saltillo, Coahuila, México. Castañé y col., 1998. Caracterización y variación espacial de parámetros fisicoquímicos y del plancton en un río urbano contaminado (río Reconquista, Argentina). Rev. Int. Contam. Ambie. 14, 69–77. Chapman D. (1996). Water quality assessment. A guide to the use of biota, sediments and water in environmental monitoring. 2a. ed. UNESCO/WHO/UNEP. Champan & Hall. P. 626. Londres, Reino Unido. CONAGUA, 2008. Programa Nacional Hídrico 2007-2012. ISBN 968-817-836-5 e ISBN 978-968-817-836-2. Editor SEMARNAT. Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 711-722 2018 Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales 722 CONAGUA, 2009. Programa Hídrico visión 2030 del Estado de Michoacán de Ocampo. ISBN 978-968-817-915-4. Editor SEMARNAT. DOF. 1989. CECCA-001/89. Acuerdo por el que se establecen los Criterios Ecológicos de Calidad del Agua. Diario Oficial de la Federación. México D.F. DOF. 2000. Modificación a la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994. Salud ambiental. Agua para uso y consumo humano límites permisibles de calidad y tratamientos a que debe someterse el agua para su potabilización. Diario Oficial de la Federación. México D.F. Fernández, N., Ramírez, A., & Solano, F. (2013). Dinámica Fisicoquímica y Calidad del Agua en la Microcuenca el Volcán, Municipio de Pamplona, Colombia. Bistua Revista de la Facultad de Ciencias Basicas, 3(1). Jiménez C., Galizia T. (2012). Diagnóstico del agua en las Américas. Interamerican Network of Academies of Sciences. 448. Jiménez M., Vélez M. (2006). Análisis comparativo de indicadores de la calidad de agua superficial. Avances en Recursos Hidráulicos, 14, 53-69. León L.F. (1991). Índice de calidad del agua, ICA. Inf. # SH- 9101/01, Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, México, 36. Mittermeier, R. A., Farrell, T. A., Harrison, I. J., Upgren, A. J. y Brooks, T. M., 2010, El Agua Dulce la Esencia de la Vida. CEMEX. P. 299. México. Pérez M., Pineda L. 2005. Diseño de un Índice de Integridad Biótica, para ríos y arroyos del Centro de México, usando las asociaciones de Macroinvertebrados. Entomología Mexicana. 4: 241-245. WHO (World Health Organization). 2011. Guidelines for Drinking Water Quality. Fourth edition. SWI: World Health Organization. Geneva, Switzerland. Torres, P., Cruz, C.H., Patiño, P., Índices de calidad de agua en fuentes superficiales utilizadas en la producción de agua para consumo humano., Una revisión crítica., Revista Ingenierías Universidad de Medellín, Vol. 8, No. 15 suppl.1, Jul., 2009, pp.79-94.
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