https://doi.org/10.22463/2011642X.2070
Recibido: 29-02-2016 - Aprobado: 05-05-2016
Como citar:
Cadena, J. J., & Gomez-Torrado, R. D. (2016). Evaluación de la calidad del agua del río Tejo (Ocaña, Colombia) mediante macroinvertebrados acuáticos y parámetros fisicoquímicos. Revista Ingenio, 9(1), 121–132. https://doi.org/10.22463/2011642X.2070
Se evalúo la calidad del agua del Río Tejo en tres tramos de monitoreodurante los meses de mayo, junio y julio de 2014, mediante el uso de macroinvertebrados acuáticosy parámetros fisicoquímicos, valorados posteriormente con el uso delos índices Biological Monitoring Working Party(BMWP),ICA-NSF e índices de diversidad para cada unidad de estudio.Los índices ecológicos de diversidad, riqueza y equidad fueron relativamente bajos, confirmando aguas moderadamente contaminadas.Según el BMWP, arrojóaguas aceptables, ligeramente contaminadas o se evidencian efectos de contaminación, lo cual fue confirmado al realizar el comparativo con el ICA-NSF en donde se evidenciaunacalidad mediana en cada una de los tramos evaluados.
Palabras clave:Índice Calidad de aguas, Parámetros fisicoquímicos, Índices de Diversidad, Valoración de la calidad de ríos.
Water qualityof theRiverTejoin three installments ofmonitoringwas evaluatedduring the months ofMay, Juneand July 2012,usingaquatic macroinvertebratesandphysicochemical parameters,thenvaluedusingindicesBiological Monitoring WorkingParty (BMWP),ICA-NSFanddiversity indicesfor eachunit of study.The ecological diversity indices, richness and evenness were relatively low, confirming moderately polluted waters. According BMWP, courage acceptable water slightly contaminated or contamination effects are evident, which was confirmed by performing the comparison with the ICA-NSF where medium qualities in each of the sections are evaluated evidence.
Keywords: Water quality index, physicochemical parameters, diversity indices, rating the quality of rivers.
El uso de macroinvertebrados para valorar y determinar la calidad del agua, tiene cuando menos 100 años de antigüedad. De estas técnicas, los insectos acuáticos (entre un 70 -90% de la fauna de macroinvertebrados dulceacuícolas) han sido el grupo más estudiado para evaluar la calidad del agua por muchos investigadores (Hellawell, 1986; Abel, 1989; Rosenberg & Resh, 1993, entre otros). De esta manera, la heterogeneidad física y química, incluyendo el sustrato y la velocidad de la corriente en el canal del rio, constituyen un factor importante que puede influenciar la diversidad biótica de éste (Roldan, 1996). Por tal razón, la composición de la estructura de estas comunidades ha adquirido una creciente importanciaen los estudios de los ecosistemas acuáticos debido a que las variables fisicoquímicas sólo dan una idea puntual sobre la calidad del agua y no informan sobre las variaciones en el tiempo (Alba-Tercedor, 1996).
En este sentido, los métodos biológicos para la determinación de la calidad de agua han sido utilizados en Europa desde principios de siglo; sin embargo en la década de los cincuenta se tuvo mayor consideración en la respuesta que ofrecían las plantas y animales como evidencia directa de la contaminación. Estos métodos, básicamente trabajan sobre la premisa de la tolerancia o nivel de respuesta que los macroinvertebrados presenten frente a determinados factores. De esta manera, se resalta los métodos propuestos por Wilhm & Dorris (1968), al igual que Staub et al, (1970), en el que aplican los índices de diversidad de Shannon-Weaver para determinar la contaminación por materia orgánica, los cuales son útiles y de fácil aplicación. Para nuestro caso, además de utilizar índices de dominancia, diversidad y equidad, se hizo indispensable la utilización de los índices BMWP Colombia (Roldan, 2003), que permite en un corto tiempo determinar las puntuaciones ecológicas de las familias según su grado de tolerancia a la eutrofización, sumados al Índice ICA-NSF que en la actualidad es utilizado para supervisar la calidad de los ríos a través del tiempo y comparar aguas de abastecimiento en muchos países del Mundo (NSF, 2006).
Así mismo, partiendo de los escasos estudios acerca de la calidad del agua del río Tejo e importancia que representa dicho recurso, fue indispensable contar con herramientas concretas de gestión del recurso hídrico. Es por ello, que el presente estudio sobre diversidad de macroinvertebrados acuáticos, realizado bajo la metodología de investigación empírica de evaluación de la calidad del agua del rio Tejo, busca, mediante índices biológicos y fisicoquímicos valorar las aguas de la cuenca en un tramo de 1.5 km subdividido en tres estaciones de monitoreo, comprendiendo 300 metros antes de entrar a la zona urbana del municipio de Ocaña y 100 metros antes de la confluencia con la Quebrada Juan Sánchez.
Área de Estudio
El estudio se realizó en la Cuenca del Rio Tejo, en la zona de influencia de la Vereda la Pradera, que cuenta con 155.4 ha., localizada en el municipio de Ocaña (Norte de Santander, Colombia). Está situada a 8º 14' 15'' N y 73º 2' 26'' W y su altura sobre el nivel del mar corresponde 1.202 m. La localidad donde se ubican los puntos de monitoreo posee una temperatura media de 22ºC y precipitaciones promedio anuales de 1500 mm. La zona de vida según Holdridge (1996), corresponde a Bosque Seco premontano (Bs-Pm).
El río Tejo, que durante varios siglos fue la principal fuente de agua potable de los ocañeros, tiene una extensión 20 Km, nace en La Reserva Forestal Cuchilla de Simitarigua, Vereda Sabaneta, municipio de Ocaña, y confluyen sus aguas en límites con el municipio de San Calixto (Norte de Santander), donde entrega sus aguas al Rio Catatumbo.
Selección del área, duración del tiempo de muestreo y recolección de muestras
La recolección de la información se llevó a cabo en mayo, junio y julio del año 2014, los cuales corresponden a las unidades M1, M2 y M3. Los sitios de muestreo fueron escogidos teniendo en cuenta los cultivos de fincas aledañas, los asentamientos humanos y por el fácil acceso en el momento de realizar el monitoreo, buscando la cercanía al municipio de Ocaña en un tramo aproximado de 1.5 km. Las unidades se ubican 300 m antes de entrar a la zona urbana del municipio de Ocaña y 100 metros antes de la confluencia con la Quebrada Juan Sánchez (Figura 1). El periodo de monitoreo no coincidió altamente con precipitaciones fuertes siendo muy notoria la época de estiajes.
Los tramos para la recolección de datos estuvieron separados aproximadamente 450 m el uno del otro, tomándose un área mínima de monitoreo de 30 metros en cada punto, teniendo como longitud total una extensión de 1.5 km.
La recolección de material, en cada sitio de muestreo se realizó a través de tres réplicas multihábitat de los macroinvertebrados bentónicos, utilizando una red circular (0.02 m², 250 μm de poro), disturbando los microhábitats en una sección transversal del rio de un lado al otro de la ribera durante 30 minutos. Los individuos encontrados se extrajeron in situ y fueron fijados en alcohol 80% para su posterior identificación en el laboratorio. Cada individuo se identificó en las categorías Orden, Familia yen lo posible la especie en el que se incluían la totalidad de individuos por cada taxa. Esta práctica se realizó cada mes, siendo escogidos 15 días consecutivos en cada punto de monitoreo.
El análisis fisicoquímico y de coliformes fecales se realizóen el laboratorio de Aguas de la Universidad Francisco de Paula Santander de Ocaña, mediante muestras compuestas, en los mismos puntos donde se realizaron los muestreos biológicos y al mismo tiempo que estos.
Tratamiento de los Datos
Para describir la estructura numérica de la comunidad de macroinvertebrados se utilizaron los índices de:
Diversidad de Shannon –Weaver (H`).Este índice se mide en unidades de bits/individuo cuando la escala logarítmica es base 2. En el contexto de los ecosistemas fluviales este índice adquiere un valor máximo de 4,5 bits/individuo para las comunidades de macroinvertebrados bentónicos. Valores inferiores a 2,4 -2,5 bits/individuo son indicadores de que el ecosistema se encuentra sometido a tensión (vertidos, dragados, canalizaciones, regulación por embalses, etc.). Este índice disminuye mucho en aguas muy contaminadas.
Dominancia de Simpson (D).Este índice muestra la abundancia de las especies más comunes, por lo tanto se refiere al mayor número de especies representadas en la muestra total de individuos, su valor va de 0 a 1.
Riqueza de Margalef (R).Se refiere al mayor número de individuos representados en cada una de las muestras.
Equidad de Pielou (E).Se refiere a la distribución de los taxones en las diferentes estaciones de muestreo, su valor va de 0 a 1.
Similitud de Jaccard (S).Este índice calcula la semejanza entre las comunidades de macro invertebrados encontrados en cada una de las unidades de monitoreo.
BMWP Col (Biological Monitoring Working Party). Índice biológico que se computa sumando las ponderaciones asignadas a los distintos taxones encontrados en las muestras de macroinvertebrados y que se citan en una lista elaborada al respecto. La mayor o menor puntuación asignada a un taxón está en función de su mayor o menor sensibilidad a la contaminación orgánica y al déficitde oxigeno que este tipo de contaminación suele provocar en la mayor parte de los ríos y quebradas (Roldan, 2003).
ICA-NSF Propuesto en 1970, este índice es ampliamente utilizado para medir la calidad del agua y puede ser utilizado para medir los cambios en tramos particulares de los ríos a través del tiempo comparando la calidad del mismo. En la
En el rio Tejo se recogieron 85 macroinvertebrados, distribuidos en 6 órdenes y 13 familias (Tabla 1), siendo la (1. 17%), La familia más representativa la Coenagrionidae con 21 individuos (24.70%), seguida de Naucoridae con 20 individuos (23.52%), Beatidae y Leptophlebiidae con 9 individuos (10.58%), Hidrobiosidae con 6 individuos (7.05%), Gomphidae con 5 individuos (5.88%), Tipulidae con 4 individuos (4.70%), Libellulidae y Velidae con 3 individuos cada uno (3.52%) Oliygoneuridae 2 individuos (2.35%).Contrastando con lo anterior, las familias que presentaron la menor abundancia fueron Tubificidae, Psychodidae, Aeshnidae, cada una con un individuo actualidad es utilizado para supervisar la calidad de los ríos a través del tiempo y comparar aguas de abastecimiento en Estados Unidos y muchos países del Mundo (NSF, 2006).
Propuesto en 1970, este índice es ampliamanivel de órdenes, el que presentómayor representatividad fue Odonata con 4 familias (30.76%), seguida de Ephemeropteracon 3 familias (23.07%), sucedido por Hemíptera y Díptera con 2 familias cada uno (15.38%). En este sentido, los órdenes Trichoptera y Haplotaxida se registraron con una familia cada uno (7.69%). Hay que destacar que el orden Odonata se registró con 4 familias (30.76%)ya nivel de abundancia de individuos su aporte es el de mayor número del total de la muestra (35.29%). Ephemeroptera se registró con 3 familias (23.07%), por lo que su abundancia de individuos fue menor que Odonata (23.52%)ya diferencia del orden Hemíptera que a pesar de estar representados por 2 familias (15.38%) su número de individuos es mayor con 27.05%.
En el muestreo uno (M1), se encontraron 19 individuos (22.35%), pertenecientes a 5 familias y 2 ordenes, siendo la familia más abundante Naucoridae con 8 individuos (42.1% del totaldeencontrados en este punto de muestreo;seguida de Libelludidae, Gamphidae, Velidae, con 3 individuos cada uno (15.78%), la familia menos representativa fue Coenagrindae con 2 individuos (10.52%) y, el orden mejor representado en esta unidad fue Odonata con 3 familias (60%), seguida de Hemíptera con 2 familias (40%) (Tabla 2).
En el muestreo dos (M2), se registraron 31 individuos (36.47%), distribuidos en 6 familias y 4 órdenes. La familia predominante fue Coenagrindae con 11 individuos (35.48%), seguida por Naucoridae con 6 individuos (19.35%), Leptophlebiidae con 5 individuos (16.12%), Beatidae 4 individuos (12.9%), Tipulidae 3 individuos (9.67%), y la menos representativa corresponde a Gomphidae con 2individuos (6.45%). En este muestreo los órdenes más abundantes son Odonata y Ephemeroptera con 2 familias cada uno, (33.33%) seguida Hemíptera, y Díptera con 1 familia cada una (16.66%) (Tabla 3)
En el muestreo tres(M3), se hallaron 35 individuos (41.17%), pertenecientes a 10 familias y 6 órdenes. La familia que presentómayor cantidad de individuos fue Coenagrionidae con 8 individuos (22.85%), seguida de Naucoridae, Hidrobiosidae con 6 individuos cada una (17.14%), Beatidae con 5 individuos (14.28%), Leptophlebiidae con 4 individuos (11.42%), Oligoneuriidae con 2 individuos (5.71%), y las familias de menor representación fueron Tubificidae, Tipulidae, Psychodidae y Aeshnidae con 1 individuo cada una (2.85%). De acuerdo al orden,el de mayor representación fue Ephemeroptera con 3 familias (30%), seguidade Diptera y Odonata con 2 familias cada una (20%), Hemíptera, Haplotaxida y Trichoptera con una familia cada una (10%). Cabe destacar queeneste muestreo fue el único donde se encontró las familias Hidrobiosidae (Trichoptera) y Tubificidae (Haplotaxida).
Los cambios en la estructura numérica de la comunidad de macroinvertebrados fueron relativamente pocos. La mayor diversidad de macroinvertebrados acuáticos se registró en el muestreo 3 (2.03), lo cual se asume que se debe a las variaciones climáticas yaque el riopresentó de leve a suave aumento de caudal por lo que pudo ocurrir un arrastre de macroinvertebrados de las Unidades M1 y M2 o zonas intermedias de estos.
Por otra parte, podemos afirmar que estos cambios en cada muestreo se deben también a las perturbaciones ocasionadas por vertidos domésticos y agrícolas difusos y puntuales al rio, sumados a la extracción de arena,intermedio a la Unidad M1-M2. Sin embargo, cuando comparamos las tres unidades se presenta poca diferencia, la riqueza varía de 1.46 a2.53, presentando en el muestreo 3 el mayor valor. La dominancia fue baja en los 3 muestreos presentando su máximo valor en el muestreo1 (0.19), lo que explicaque en las tres unidades la dominancia está dada por aquellas familias con mayor número de individuos. Este comportamiento está asociado con una mayor abundancia de la familia Coenagrionidae con 21 individuos (24.70%),mientras la equidad resultóser alta en los tres muestreos.
Según la puntuación del BMWP (BiologicalMonitoringWorkingParty), este sistema puede considerarse como Aguas con Calidad Aceptables(Categoría II: 61-100), ligeramente contaminadas, queevidencian efectos de contaminación con un puntaje de 78, siendo catalogado comoun sistema oligotrófico (Tabla 6).
Esto permite visualizar, que aparentemente el rio tiene una calidad adecuada antes de entrar a la zona urbana de Ocaña, en donde las condiciones son significativamente muy malas, debido a los vertidos puntuales aguas residuales domésticas, comerciales, institucionales e industriales que sobre él se descargan.
Los índices biológicos evaluados en el rio Tejo sitio La Pradera registraron el estado trófico del agua que allí se encuentra (Tabla 7).
Por otra parte, siguiendo los lineamientos de laEvaluación de la Calidad del Agua (ICA), y lo propuesto por Fernández,et al.(2005) en el significado de interpretación de calidadpara Norte de Santander, en su evaluación del rio Pamplonita, el agua del rio Tejo se cataloga según el ICA-NSF como Mediana (51-70)para cada uno de los tramos estudiados (Tabla 8). Esto confirma, la acelerada perturbación del agua de esta importante cuenca.
Así mismo, los parámetros fisicoquímicosanalizadosindependientemente garantizan aguas de buena calidad. Por tanto, para el uso de este recurso hídrico, se debe reglamentar su uso según el Decreto 1594 del 84 para aguas destinadas para uso humano, recreativo y doméstico, lo que garantizaría a corto, mediano y largo plazo un mejor aprovechamiento del recurso del Rio Tejo para cualquier uso,pero con restricciones.
El nivel de diversidad obtenido en esta investigación(1.71),se asume bajo por el poco tiempo en la realización de los muestreos, que sumados al resto de índices ecológicos como la riqueza (2.05), Dominancia (0.16), Equidad (0.83), permiten determinar la diversidad de la biota estudiada de una manera rápida y sencilla.
Numéricamente o estructuralmente la comunidad de macroinvertebrados encontrados en este tramo de monitoreo posee diferencia en cada unidad, los cuales puede ser producto de los arrastres ocasionados en el cuerpo de agua, que implica las diferencias en cuanto a la abundancia de familias y cualitativamente a diferencias entre las familias. Sin embargo, cada taxón está bien representado, determinando sencillamente la calidad del agua en un lapso de tiempo relativamente corto.
Las variables biológicas medidas tanto con las condiciones fisicoquímicas interpretadas presentaron buenas condiciones ecológicas ambientales para toda el área de muestreo, considerando el agua del rio Tejo con una calidad aceptable, ligeramente contaminadas, en donde se evidencian efectos de contaminación moderada por materia orgánica.
A la Universidad Francisco de Paula Santander, Facultad de Educación Artes y Humanidades,Grupo de Investigación GIFEAH, a la División de Investigación y Extensión (DIE) y muy especialmente a los Jefes de Departamentos de Ciencias Básicas y Humanidades:Esp. Malka I.CabellosM.,y Esp. ClaudiaM.Dura.
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* Msc.Correo: jjcadenam@ufpso.edu.co
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