https://doi.org/10.22463/2011642X.2115
Recibido: 31 de octubre 2016 - Aprobado: 06 de diciembre 2016
Forma de citar:
Miranda, R; Ramirez, R; Angarita Castilla, W. "Análisismicrobiologico de la calidad del agua del rio algodonal en el tramo comprendido entre los municipios de Abrego y Ocaña, Norte de Santander", Ingenio, vol.11, no. 1, pp. 189-200, 2016.
Durante el período comprendido entre marzo y septiembre de 2016 se realizó la evaluación de la calidad microbiológica del Río algodonal en el tramo entre el municipio de Abrego y Ocaña,para lo cual se establecieron cinco (5) Estaciones de control y aforo (E) a lo largo del cauce principal,cuya selección se basó en a la metodologíadel IDEAM aplicada para la determinación de la calidad del agua de fuentes superficiales.Dicha investigación busco determinar la contaminación microbiológica (densidad de bacterias) de la fuente hídrica a fin de conocer la calidad sanitaria del agua cruda,la cual es destinada para consumo humano;los resultados arrojados se evaluaron de acuerdo a los parámetros definidos en los estándares nacionales e internacionales de calidad contemplados (Decreto N°1594 de 1984), la OMS (1996) y resolución 2115 de (2007).En el muestreo físico y microbiológico se tomaron muestras simples y puntuales para la evaluación de las variables microbiológicas (Coliformes fecalesy E.coli).De acuerdo a los resultados de evaluación de calidad microbiológica con base a Diagramas Box-plot (cajas y bigotes) que permiten observar gráficamente la tendencia de agrupación del 25%, 50% y 75% de los datos para interpretar la desviación de los datos, se concluye que los resultados están por debajo de los valores máximos permitidos de la normatividad,lo que significa que el agua no presenta contaminación y/o alteraciones de la calidad microbiológica. A manera de conclusión según la evaluación de la calidad del agua cruda del Rio Algodonal es apta para consumo humano previo a un adecuado tratamiento de potabilización.
Palabras clave:Contaminación microbiológica,calidad del agua,grupo de Coliformes, bacterias,agua apta consumo humano,fuentes de agua superficiales, aguas residuales, materia orgánica.
During the period between March and September 2016, the microbiological quality of the Algodonal river was carried out in the section between the municipality of Abrego and Ocaña,for which in Five seasons of (5) Control and Capacity were established along the main channel, whose selection was based on the IDEAM methodology of the applied IDEAMfor the determination of water quality from surperficial sources.This research aimed to determine the microbiological contamination (density of bacteria of the Coliformes group)from the water source in order to know the sanitary quality of the raw water, which is destined for human consumption.The results were evaluated according to the parameters defined in the national and international standards of quality contemplated (Decree No.1594 of 1984), WHO (1996) and resolution 2115 of (2007).In the physical and microbiological sampling, simple and punctual samples were taken for the evaluation of the microbiological variables (fecal coliforms and E. coli). According to the results of microbiological quality evaluation based on Box-Plot Diagrams that allow to graphically observe the tendency of grouping 25%, 50%, and 75%to interpret the deviation of the data.It is concluded that the results are below the maximum allowed values of the regulation, which means that the water does not present contamination and / or alterations of the microbiological quality.By way of conclusion according to the evaluation of the raw water quality of the Algodonal River is suitable for human consumption prior to an adequate treatment of purification.
Keywords:microbiological contamination, water quality, microbiological group, bacteria, water suitable for human consumption, surface water source, wastewater, organic matter, water management, sampling, on-site observation, flows, control station and capacity.
Durante o período entre Março e Setembro de 2016, a qualidade microbiológica do rio Algodonal foi avaliada no troço entre o município de Abrego e Ocaña, para o qual foram estabelecidas cinco (5) estações de controlo e aferição (E) ao longo do canal principal, cuja selecção foi baseada na metodologia IDEAM aplicada para determinar a qualidade da água de fontes superficiais. Esta investigação procurou determinar a contaminação microbiológica (densidade de bactérias) da fonte de água a fim de conhecer a qualidade sanitária da água bruta, que se destina ao consumo humano; os resultados foram avaliados de acordo com os parâmetros definidos nas normas de qualidade nacionais e internacionais (Decreto nº 1594 de 1984), OMS (1996) e resolução 2115 de (2007).Na amostragem física e microbiológica, foram recolhidas amostras simples e pontuais para a avaliação de variáveis microbiológicas (coliformes fecais e E.coli).De acordo com os resultados da avaliação da qualidade microbiológica baseada em diagramas de Box-plot (caixas e bigodes) que nos permitem observar graficamente a tendência de agrupamento de 25%, 50% e 75% dos dados para interpretar o desvio dos dados, conclui-se que os resultados estão abaixo dos valores máximos permitidos pela regulamentação, o que significa que a água não apresenta contaminação e/ou alterações da qualidade microbiológica. Em conclusão, de acordo com a avaliação da qualidade da água bruta do rio Algodonal, esta é adequada para consumo humano após um tratamento adequado de potabilização.
Palavras-chave: Contaminação microbiológica, qualidade da água, grupo coliforme, bactérias, água própria para consumo humano, fontes de águas superficiais, águas residuais, matéria orgânica.
Es importante resaltar que la carga contaminante de materia orgánica producto de las aguas residuales tanto urbanas como vertimientos del sector rural sin ningún pre tratamiento generan contaminación microbiológica al agua,tal como lo afirma Lozano G., Pulido M., & Álvarez J. (2010): “el continuo e impecable vertido de aguas residuales debido a los usos del agua en las cuencas hidrográficas conlleva a la degradación de los ríos en muchas cuenca en el mundo,a pesar de los esfuerzos por la descontaminación de las aguas residuales en las cuencas,ya que estos no han sido coordinados dentro de una valoración integral de acuerdo a con las condiciones en muchas de estas cuencas”.
El Rio Algodonal nace en el páramo de Jurisdicciones en el municipio de Abrego específicamente en la laguna de Pan de Azúcar, ubicada a una altura en promedio de sobre la cota 3.800 m.s.n.m., donde nace el río Frio, y río Oroque, que aguas abajo de la cuenca se forma la confluencia de ambos ríos para formar el Rio Algodonal, el cual es considerado como la principal fuente abastecedora de agua para la Población de los municipios de Abrego y Ocaña del Norte de Santander,la cual es susceptible a procesos de contaminación hídrica y reducción de caudales (oferta hídrica) debido a la fuerte presión que se ejerce sobre el recurso para el desarrollo de las diferentes actividades de la población,pues, éste se convirtió en el cuerpo receptor de todo tipo de vertimiento sin ningún tipo de tratamiento previo,es decir,una cloaca, donde las aguas residuales sobre todo domesticas vierten directamente a la fuente, factores causantes de posibles procesos de alteración a las propiedades físico-químicas y microbiológicas del recurso hídrico, situación que trae consigo afectación directa a la calidad del agua e indirecta a la salud pública y alteraciones al desarrollo y funcionamiento de los ecosistemas.
Por consiguiente es necesario el análisis periódico de la calidad microbiológico del agua del Rio Algodonal, el cual exige de un monitoreo y valoración permanente, integrando etapas de:muestreos en puntos estratégicos del rio aintervalos de tiempos bajo regulación con el fin de obtener datos con veracidad que se utilizan para determinar las condiciones de calidad2 actuales del sistema hídrico (causa-efecto) mediante la interpretación y reporte de resultados que se conviertan en un insumo técnico para la toma decisiones por parte de las autoridades competentes responsables de garantizar condiciones óptimas de calidad al recurso con el fin de responder a las necesidades de acceso al agua potables y de saneamiento
La conservación de las muestras se realizó de forma in situ, siguiendo la tabla “técnicas de preservación de muestras” estandarizada en los Standard Methods For The Examination Of Water And Wastewater, 22th, Edition,(2012).Se seleccionaron un Subgrupo de muestras seleccionadas de manera aleatoria o mecánicamente de la población presente en las cinco (5) unidades de análisis,es decir Estaciones de control y aforo(E),seleccionadas estratégicamente ubicadas a distancias aleatorias en el gradiente del río algodonal para las temporadas estacionales de más lluvias y menos lluvias típicas de la región. Desde la Confluencia de los Ríos Frío y Río Oroque hasta Aguas arriba de la planta de Tratamiento de Agua Potable de la Empresa de Servicios Público de Ocaña –ESPO-. Para distribuir las distancias entre estaciones se siguió la metodología propuesta por el IDEAM, (2006)el cual dice que entre estaciones a monitorear grupos bio-indicadores procurarse en la medida de lo posible distancias similares, excepto cuando las condiciones topográficas o de otra índole no lo permitan.
El Método seleccionado para el éxito de la investigación es Explicativobasado en la evaluación estadística que busca el análisis correlacional y determinación de la desviación estándar para la significancia estadística de los resultados de cada variable analizada a fin de evaluar su resultado según parámetro establecido en la legislación vigente para analizar la calidad físico microbiológica del agua de fuentes superficiales con fines de consumo humano (Decreto 1594/1984, Resolución 2115 de 2007 y demás normas reglamentarias) según cada valor por periodo de muestreo.La Evaluación de la calidad microbiológica del agua del Rio Algodonal se basó en el análisis Bacteriológico según Diagramas Box-plot (cajas y bigotes) que permite observar gráficamente la tendencia de agrupación del 25%, 50% y 75% de los datos para interpretar la desviación de los datos.Adicionalmente, se puede presentar los valores atípicos del muestreo
Variables
De acuerdo al estudio las variables físicas y microbiológicas que se contemplaron en el plan de muestreo para evaluar la calidad microbiológica del agua para del Rio Algodonal se muestran en la siguiente tabla:
Parámetros de Evaluación de resultados
En la siguiente tabla se establecen los estándares nacionales con los límites permisibles fijados de acuerdo al decreto 1594 (1984) para la destinación del recurso para consumo humano y la resolución 2115/2007 (criterios de agua potable) expedida por el ministerio de la protección social y ministerio de ambiente viviemda y desarrollo territorial, (2007) y los estándares internacionales expedidos por la OMS (1996).Por consiguiente los parámetros de calidad para las Aguas crudas destinadas al consumo Humano son:
Esta técnica de muestreo garantiza un volumen suficiente que permite el análisis o la posible identificación de los siguientes Grupos microbiológicos4(Standard Methods for the examination of water & wastewater, 2005):Coliformes Totales y Escherichia -coli.
Tratamiento de la información
Los resultados del análisis Bacteriológico se representaron en Diagramas Box-plot(cajas y bigotes) que permite observar gráficamente la tendencia de agrupación del 25%, 50% y 75% de los datos y presentar los valores atípicos del muestreo.Los análisis estadísticos fueron realizados Utilizando los paquetes de Software estadísticos PAST® versión 3.13 y SPSS Versión 23.
Estación 1. Presenta un color aparente amarilloso derivado quizá del contacto con el detritus orgánico como hojas y madera en diversos estados de descomposición que estuvieron presentes en las márgenes del río.Es muy probable que el aporte del color aparente café se deba también a la presencia de diatomeas y algas cianophyceae identificadas en diferentes sustratos a lo largo de la sección.Realizando una aproximación edafológica del río,presentó un estero arenoso y pedregoso que facilita el arrastre e intercambio de sedimentos en suspensión.No se detectó presencia de olores ofensivos sin embargo, la variedad de extractos vegetales en descomposición aporta un olor tolerable característico sin representar factores de contaminación importantes.
Estación 2. Presentó un color aparente café amarilloso menos profundo que la primera estación para temporada de menos lluvias.
Sin embargo a diferencia del primer punto,no se percibieron sustratos vegetales en descomposición.Por otra parte,para el segundo sub-muestro en periodo menos lluvias se percibieron olores a pescado que si bien puede provenir de clase de algas clorophyceae;también,según DIGESA (2014) puede tener su origen en vertidos de residuos municipales e industriales o en una actividad microbiana asociada con bacterias reductoras de metano.Cabe aclarar que las lluvias atípicas de días anteriores (efecto de variabilidad climática del periodo) pudieron haber provocado una reoxigenación del flujo y la activación de bacterias del género Coliformes que son útiles para destruir la materia orgánica en procesos biológicos.
Estación 3. Se observa el mismo color aparente del punto 2.No obstante, desaparecen los olores ofensivos.La presencia de un rápido en la sección,de bordes salientes con vegetación macrófita y troncos leñosos propicia hogar y sustrato para macro-invertebrados y algas bentónicas que reactivan procesos biológicos de degradación-oxigenación convirtiendo la lámina de agua en inodora, al mismo tiempo que bio-indican mejor calidad del agua.
Estación 4.Esta estación presentó la mayor concentración de sólidos en suspensión que daban al agua su color aparente.La tabla de resultados físico-químicos confirma un valor mayor de color real (26 UPtCo) frente a los demás puntos monitoreados.El estero de la sección con un sustrato fangoso compuesta por una lámina de depósitos de sedimentos acumulados en el tiempo se convierte en el mayor aporte de material en suspensión de la lámina de agua en un ciclo de depósito-remoción atribuida a las fluctuaciones de río.No obstante,la sección es inodora sin que eso esté relacionada específicamente a la presencia de actividad biológica importante.Ya que no se avistaron suficientes hábitats que pudieran generar la discusión.
Estación 5.Desde el punto de vista organoléptico es el más parecido al punto 1. Al margen de todos los afluentes que descargan vertimientos agrícolas y aguas residuales domésticas (ARD) durante todo el recorrido hasta la estación 5. El agua es café claro, por lo agregados de detritos orgánicos. Inodora con presencia de múltiples hábitats en la sección del río,con mayor diversidad de especies vegetales reconocidas a los márgenes que por rizofiltración pueden coadyuvar a la aireación del agua a la vez que sirven de sustrato a especies algales que prestan el mismo servicio.
Resultados de variables microbiológicas
De acuerdo a los resultados arrojados se realizó un análisis estadístico descriptivo de variables microbiológicas Coliformes fecales y E.Coli, cuya relación muestra la dispersión y simetría de distribución de los datos con un 95% de nivel de confianza; tal como se evidencia en la siguiente tabla:
El comportamiento de las variables entre las estaciones y periodos de muestreos es similar al observado para otros ríos de Colombia con alturas y condiciones similares como es el caso de Mosnalve D & Bustamante T,(2009)quienes determinaron interrelaciones entre los componentes del caudal ecológico en el tramo Boquía-Puente Balboa en el río Quindío. Contrarios a estos resultados son los publicados por la Orgnización Promotora Medio Ambiental, quienes en el (2008),monitorearon la cantidad y calidad del agua en once (11) tramos del río algodonal y el río obteniendo reportes de Oxigeno disuelto, DBO5, Sólidos Suspendidos totales,Nitritos,nitratos por encima de los valores maximos permisibles.
Esto significa que la calidad actual del agua el río algodonal ha mejorado significativamente respecto a los reportes de 2008.El diagrama de cajas y bigotes para Coliformes fecales(figura 10) toma los datos reportados como >1100 NMP/100 mL para Establecer la base del valor mínimo.También registra que el valor máximo con un 95% de confianza se encontró en el punto de nacimiento del río algodonal (E1) con 5400 NMP/100 mL.
Adicionalmente,la gráfica manifiesta valores atípicos en la estación aguas arriba de la bocatoma de ESPO S.A (E5)con 16000 NMP/100 mL.Es probable que estos valores se deban a una lluvia repentina que provocaron interferencias en el muestreo microbiológico por una crecida súbita del caudal del río,traducido en mayor concentración de material en suspensión y material de arrastre del fondo y márgenes del río.En consecuencia,los datos microbiológicos tomados sobre la interferencia, resultaron en valores atípicos de concentración.
Por otra parte el diagrama de cajas y bigotes para la evaluación de E. colientre las estaciones y periodos de muestreo (figura 11) presenta un resultado mínimo de 130 NMP/100 mL monitoreado en el punto aguas arriba de la bocatoma de ESPO (E5).Así mismo demuestra que el 25% de los resultados oscilan entre 330-750 NMP/100 mL y que el 50% de los resultados,se ubican posiblemente sobre la media de 945 NMP/100.Esto es, eliminando el error típico de reporte continuo a 1100 NMP/100 mL que a su vez, es el valor literal máximo reportado durante el muestreo de menos lluvias.
En términos de calidad,la concentración promedio de E. colientre las estaciones no es representativa de alta contaminación por carga orgánica en el río Algodonal que supongan condiciones rigurosas de desinfección.Tal como se evidencia en la siguiente Figura N°2 donde se representan los resultados del análisis según el Diagrama Box-Plot para Coliformes fecales y E coli:
Los resultados obtenidos en el recuento de Coliformes totales y E.coli en ambos muestreos presentan una mejoría significativa sobre el reporte publicado por la Asociación Promotora Medioambiental (2008),quienes determinaron que el NMP/100mL de coliformesfecales monitoreado en once (11) estaciones sobre el río algodonal durante tres (3) muestreos sobrepasaron los límites permisibles en las estaciones:Aguas arriba y aguas abajo de la laguna de estabilización de Abrego,Punto san Luis (E2, E3, E4) respecivamente.
En general estos registros indican que los resultados de recuentos de Coliformes totales y E.colirealizados en las cinco (5) unidades de análisis están dentro de los límites legales permisibles referidos en el artículo 38 del Decreto 1594/84 sobre la destinación del recurso para consumo humano y doméstico e indican que para su potabilización se requiere solamente tratamiento convencional (acueducto).Es decir,que la fuente de agua del río algodonal en ambos periodos de muestreo es segura para la potabilización,mas no lo es para un proceso basado solamente en desinfección.
De forma puntual en el tiempo, el nivel bajo de contaminación por sólidos suspendidos para el primer muestreo,puede estar asociado a las escorrentías derivadas de las lluvias y para el segundo muestreo,a los menores caudales propios de la época seca del año.El vertimiento de la laguna de estabilización del municipio de Abrego al río algodonal genera niveles bajos de contaminación atribuidos al cambio de temperatura al entrar en contacto con el sistema hídrico en la estación 3 (aguas debajo de la laguna de oxidación).En efecto,En igual medida,se producen alteraciones en las reacciones químicas y procesos biológicos en los diferentes niveles de profundidad de la lámina de agua donde se evidencia en la Tabla N°1 los resultados del reporte físico y microbiológico resultados que son confirmados por la presencia de macroinverterados acuáticos, detectados mediante el índice BMWP/col,los cuales reportan dinámica del ecosistema en la Estación de control(E3),lo que da indicio que no existe alteración a la calidad del agua gracias a la rápida capacidad de autodepuración del río.
El diagrama de cajas y bigotes para Coliformes fecales (figura 2)toma los datos reportados como>1100 NMP/100mL para Establecer la base del valor mínimo.También registra que el valor máximo con un 95 % de confianza se encontró en el punto de nacimiento del río algodonal (E1) con 5400 NMP/100 mL. Adicionalmente, la gráfica manifiesta valores atípicos aguas arriba de la bocatoma de ESPO S.A (E5) con 16000 NMP/100 mL.Es probable que estos valores se deban a una lluvia repentina que provocaron interferencias en el muestreo microbiológico por una crecida súbita del riotraducido en mayor concentración de material en suspensión y material de arrastre del fondo y márgenes del rio.Por otra parte el diagrama de cajas y bigotes para la evaluación de E. coli entre las estaciones y periodos de muestreo (figura 3) presenta un resultado mínimo de 130 NMP/100mL monitoreado en el punto Aguas arriba de la bocatoma de ESPO (E5).Así mismo demuestra que el 25% de los resultados oscilan entre 330-750 NMP/100mL y que el 50% de los resultados,se ubican posiblemente sobre la media de 945 NMP/100.En términos de calidad,la concentración promedio de E. coli entre las estaciones no es representativa de alta Contaminación por carga orgánica en el río Algodonal que supongan condiciones rigurosas de desinfección.
En este sentido se concluye a nivel general que las variables Microbiológicas analizadas registraron un comportamiento estable entre periodos de estudio y estaciones de muestreo.Se evidenciaron resultados inferiores en temporada de más lluvias por la dilución natural de contaminantes que se produce por el incremento en el nivel de caudal.Ninguna de los parámetros estuvo por encima de los valores máximos permitidos en el capítulo IV decreto 1594/84 “de los criterios de calidad para destinación del recurso para consumo humano” e indican que la fuente de agua es apta para un tratamiento convencional de potabilización. Sin embargo, con base en lo expresado en el artículo 42° del mismo decreto y los resultados de los análisis microbiológico,el río algodonal presenta restricciones para fines recreativos mediante contacto primario.Comportamientos que indican que las condiciones organolépticas, físicas y microbiológicas que se dan en la lámina de agua son adecuadas para el establecimiento y desarrollo de la biotaacuática.
Los resultados alarmantes del monitoreo del nivel de caudales en proceso de recuperación por un efecto de variabilidad climática como lo fue el fenómeno del niño, sugiere que es urgente el establecimiento de coberturas vegetales en las márgenes del río algodonal. Esta medida, traería un beneficio doble: la recuperación natural en los niveles de caudal y el mejoramiento de la calidad del agua en respuesta a un aumento en la calidad de la ribera.
Promover e incentivar a la comunidad universitaria de ingeniería ambiental y programas afines a proponer y desarrollar investigaciones académicas más detalladas orientadas a la evaluación de la calidad el agua de las principales corrientes hídricas y sus tributarios presentes en la cuenca del río algodonal; mediante la aplicación de índices bióticos,índices de contaminación.Que procuren más que emitir un valor de calidad, desagregar los tipos de contaminación presentes en el tiempo y espacio en las fuentes naturales de agua.
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