Caracteización Fisicoquimica

Transcripción

LI
STA DE ABREVIATURAS
RLC
QJ
AL
RAP
RLP
AM
QP
RV
RLP
AV
QAB
AC
RAPC
QE
QC
HL
AC
RL
APP
QV
RB
RV
Río Lagunilla desembocadura en el Magdalena
Quebrada la Joya vereda Chorrillo
Acueducto Líbano Bocatoma
Río Azufrado Paramo
Río Lagunilla Paramo Entrevalles
Acueducto municipal Murillo
Quebrada Peñones
Río Vallecitos
Río Lagunilla puente Líbano-Villahermosa
Acueducto Villahermosa
Quebrada Agua Bonita
Acueducto Casabianca
Río Azufrado puente Villahermosa-Casabianca
Quebrada La Esperanza
Hospital Líbano
Acueducto Chorrillo
Río Lagunillas Armero
Acueducto Palma Peñitas
Quebrada Viví Alto Bledo
Río Bledo
Río vallecitos Desembocadura Lagunillas
30
INTRODUCCIÓN
El agua es uno de los recursos más importantes que posee la tierra, cubre las tres
cuartas partes de la superficie terrestre en forma de pantanos, lagos, ríos, mares y
océanos, la mayor proporción se encuentra en los mares, y el porcentaje restante
en ecosistemas dulceacuícolas. El agua constituye entre el 50 al 90% de la masa
de los seres vivos, es indispensable para el funcionamiento de la mayoría de los
procesos biológicos existentes en el planeta y es el hábitat de una gran numero de
organismos, desde los seres más simples unicelulares hasta los más complejos
como los grandes vertebrados.
La intensidad de los cambios en el ecosistema acuático está determinada por las
características propias de estas dinámicas; por lo que se hace necesario el
conocimiento de los procesos responsables del deterioro del recurso para
determinar y caracterizar la medida en que estos influyen en la calidad del sistema
evaluado (CORTOLIMA, 2000). Es de resaltar que los cambios en la calidad del
agua y la contaminación de la misma se definen por las modificaciones físicoquímicas y biológicas del recurso hídrico inducido por actividades
socioeconómicas y naturales. Por este motivo es muy importante estudiar el agua
y en especial la calidad de esta, por medio de diferentes herramientas
particularmente a partir de análisis físicos, químicos y bacteriológicos (Roldán,
2003).
Dada la importancia del Río Lagunillas para las poblaciones de los municipios de
Murillo, Líbano, Villahermosa, Casablanca, Lérida y Ambalema,
como
abastecedor de agua para el consumo humano y para las diversas actividades
agropecuarias, se realizó la caracterización de las aguas de la cuenca y sus
tributarios para determinar el estado ecológico del ecosistema y la calidad de sus
aguas a partir de la evaluación fisicoquímica y bacteriológica.
31
1.1 OBJETIVOS
1.1.1 GENERAL
Evaluar la calidad de las aguas de la cuenca del Río lagunillas por medio de la
caracterización fisicoquímica y bacteriológica y el Índice General de Calidad de
Aguas (ICA o WQI).de sus afluentes más importantes.
1.1.2 ESPECÍFICOS
•
Determinar el comportamiento espacial de los parámetros fisicoquímicos y
bacteriológicos evaluados en la cuenca del Río lagunillas.
•
Establecer comparación entre los resultados Físico-químicos y Bacteriológicos
del estudio con los valores permisibles establecidos por la legislación
colombiana sobre la calidad del agua para propósitos de consumo humano y
preservación de flora y fauna.
•
Determinar la calidad de las aguas de la cuenca del Río lagunillas empleando
el Índice General de Calidad de Aguas (ICA o WQI).
32
1.2 MARCO TEÓRICO
1.21 FACTORES FÍSICO QUÍMICOS Y BACTERÍOLÓGICOS DE LOS
ECOSISTEMAS ACUÁTICOS.
Temperatura. La radiación solar determina la calidad y cantidad de luz y
además afecta la temperatura del agua. En las zonas templadas la temperatura
varia ampliamente por el cambio de estaciones, en las zonas tropicales se
mantiene más o menos constante, se conserva siempre fría en las altas
montañas y cálida al nivel del mar. Es decir que los organismos sometidos a
cambios estaciónales soportan más los cambios de temperatura y sus ciclos de
vida están acoplados a estos cambios. Las descargas de aguas a altas
temperaturas pueden causar daños a la fauna y flora de las agua receptoras al
intervenir con la reproducción de especies, incrementar el crecimiento de
bacterias y otros organismos no alóctonos. La solubilidad del oxígeno en el
agua esta afectada por la temperatura. Así, a mayor temperatura menor
solubilidad y viceversa. Un cuerpo de agua puede aumentar la solubilidad en
cerca de un 40% al bajar la temperatura de 25ºC a 0ºC; esto se debe a que el
agua, las moléculas se unen mas, reteniendo por tanto, mayor cantidad de
oxígeno. Un cuerpo de agua posee 14.6mg/L de oxigeno a 0ºC puede bajar su
concentración a 6.4mg/L a 40ºC (Roldán, 2003). Para Faña (2002), la
temperatura está determinada por la cantidad de energía calórica (ondas del
infrarrojo que es absorbida por un cuerpo de agua, es el promedio de la
velocidad media del movimiento de átomos, iones o moléculas en una
sustancia o combinación de sustancias en un momento determinado.
Oxígeno disuelto. El oxigeno disuelto es uno de los indicadores mas
importantes de la calidad del agua. Los valores normales varían entre los 7.0 y
8.0 mg/L. La fuente principal del oxigeno es el aire, el cual se difunde
rápidamente en el agua por la turbulencia en los ríos y por el viento en los
lagos (Roldán, 2003).
Porcentaje de Saturación de Oxígeno (% SAT O2). El Porcentaje de
Saturación es la cantidad de Oxígeno Disuelto en la muestra de agua
comparada con la cantidad máxima que podría estar presente a la misma
temperatura. Por ejemplo, se dice que el agua está saturada en un 100% si
contiene la cantidad máxima de Oxígeno a esa temperatura. Una muestra de
agua que está saturada en un 50% solamente tiene la mitad de la cantidad de
Oxígeno que potencialmente podría tener a esa temperatura. A veces, el agua
se supersatura con Oxígeno debido a que el agua se mueve rápidamente. Esto
generalmente dura un período corto de tiempo, pero puede se dañino para los
peces y otros organismos acuáticos. Los valores del Porcentaje de Saturación
del OD de 80 a 120% se consideran excelentes y los valores menores al 60% o
supeRíores a 125% se consideran malos. El Porcentaje de Saturación del
Oxígeno Disuelto depende de la temperatura del agua y la elevación del sitio
33
donde se toma la muestra de agua (Sistema Básico de Información MunicipalSisBIM).
El Oxigeno se considera un compuesto ligeramente soluble en el agua y su
presencia en solución esta determinada por la solubilidad del gas, la presión, la
temperatura y la pureza del agua. Se conoce además que la concentración del
oxigeno disuelto es dependiente de factores como: reoxigenación atmosférica,
respiración animal y vegetal, demanda béntica, demanda bioquímica (Perdomo
y Gómez, 2000).
Demanda Biológica de Oxígeno (DBO). La demanda biológica de oxígeno,
también denominada demanda bioquímica de oxígeno, (DBO) es un parámetro
que mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxidada por
medios biológicos que contiene una muestra líquida, y se utiliza para
determinar su grado de contaminación. Se expresa en mg O2/litro. El método
mide la concentración de los contaminantes orgánicos y es aplicable en aguas
superficiales continentales (ríos, lagos, acuíferos, etc.), aguas residuales o
cualquier agua que pueda contener una cantidad apreciable de materia
orgánica (Wikipedia, 2007).
Demanda Química de Oxígeno (DQO). Faña (2002) define este parámetro
como la cantidad de Oxígeno requerido para oxidar la materia orgánica bajo
condiciones especificas de agente oxidante, temperatura y tiempo; permite
determinar las condiciones de biodegrabilidad y el contenido de sustancias
tóxicas, así como la eficiencia de las unidades de tratamiento. Su
determinación permite además calcular las descargas de los efectos de los
efluentes domésticos e industriales sobre la calidad de las aguas de los
cuerpos receptores.
Efecto de la materia orgánica disuelta. Las aguas naturales no contaminadas
poseen por lo general bajas concentraciones de materia orgánica disuelta
(menos de 2mg/L). La contaminación por desechos domésticos o industriales
puede agotar el oxígeno en el agua, pues la materia orgánica lo requiere para
su descomposición. La DBO (Demanda bioquímica de oxígeno) es una medida
de la valoración de la cantidad de materia orgánica que se4e encuentra en un
cuerpo de agua .El exceso de materia orgánica agota el oxigeno en el agua;
bajo estas condiciones el agua tiene apariencia de color turbio, grisáceo y
olores característicos de huevos podridos (ácido sulfhídrico). Este efecto causa
una baja diversidad (Roldán, 2003).
pH. Este parámetro es definido como el logaritmo del inverso de la
concentración de hidrogeniones (H+); (Calderón Saenz, 2002). El intervalo de
la concentración adecuado para la proliferación y desarrollo de la vida acuática
es bastante estrecha y critico, la mayoría de animales acuáticos prefieren un
rango de 6.5 a 8.0, fuera de este rango se reduce a la diversidad por estrés
fisiológico y la reproducción (Roldán, 2003).
34
Conductividad Eléctrica. Es una medida de la propiedad que poseen las
soluciones acuosas para conducir la corriente eléctrica. Esta propiedad
depende de la presencia de iones, su concentración, movilidad, valencia y la
temperatura de medición. La variación de la conductividad proporciona
información acerca de la productividad primaria y descomposición de la materia
orgánica, e igualmente contribuye a la detección de fuentes de contaminación,
a la evaluación de la actitud del agua para riego y a la evaluación de la
naturaleza geoquímica del terreno (Faña, 2002).
Turbidez. Es una expresión de la propiedad óptica que origina que la luz se
disperse y absorba en vez de transmitirse en línea recta a través de la muestra.
Es producida por materiales en suspensión como arcilla, limo, materia orgánica
e inorgánica, organismos planctónicos y demás microorganismos. Incide
directamente en la productividad y el flujo de energía dentro del ecosistema, La
turbiedad define el grado de opacidad producido en el agua por la materia
particulada en suspensión. Debido a que los materiales que provocan la
turbiedad son los responsables del color, la concentración de las sustancias
determinan la transparencia del agua puesto que limita el paso de luz a través
de ella (Roldán, 2003).
Alcalinidad. Es la capacidad de neutralizar ácidos y en una muestra es la
suma de todas las bases titulables, la alcalinidad de muchas aguas
superficiales es primariamente una función del contenido de hidroxilos,
carbonatos, bicarbonatos (calcio, potasio, sodio y magnesio) por tanto se toma
como un indicador de la concentración de estos constituyentes (Faña, 2000).
Este parámetro proporciona la acción buffer o amortiguadora de cambios de
pH al agua, conocer por tanto la alcalinidad de un cuerpo de agua es
fundamental para determinar su capacidad para mantener los procesos
biológicos y una productividad sostenida y duradera (Roldán 2003). La
alcalinidad es importante además en los proceso de coagulación química
ablandamiento y control de la corrosión (Romero Rojas, 1996).
Dureza. La dureza del agua esta definida por la cantidad de iones de calcio y
magnesio presentes en ella, evaluados como carbonato de calcio y magnesio
Las aguas con bajas durezas se denominan blandas y biológicamente son
poco productivas, por lo contraRío las aguas con dureza elevada duras son
muy productivas, la productividad esta generalmente dada por unas pocas
especies que se han adaptado a estas condiciones, aguas con durezas
intermedias pueden poseer fauna y flora mas variada pero son menos
productivas en términos de biomasa (Roldán, 2003).
Cloruros. La presencia de cloruros en las aguas naturales se atribuye a la
disolución de depósitos minerales de sal gema, contaminación proveniente de
diversos efluentes de la actividad industrial, aguas excedentarias de riegos
agrícolas y sobretodo de las minas de sales potásicas. A veces puede
presentarse un incremento esporádico del contenido en cloruros como
consecuencia de contaminaciones domesticas, en particular procedentes de la
35
orina de hombre y los animales, que contiene por termino medio 5g/l de ión CI
(Catalán y Catalán 1971)
Nitrógeno, Nitritos y Nitratos. El nitrógeno es un elemento esencial para el
crecimiento de algas y causa un aumento en la demanda de oxigeno al ser
oxidado por bacterias reduciendo por ende los niveles de este, Las diferentes
formas del nitrógeno son importantes en determinar para establecer el tiempo
transcurrido desde la polución de un cuerpo de agua. En el tratamiento
biológico de aguas residuales, los datos de nitrógeno amoniacal y orgánico son
importantes para determinar si el residuo contiene suficiente nitrógeno para
nutrir a los organismos (Roldán, 2003).
Fósforo y fosfatos. El fósforo en un cuerpo de agua permite la formación de
biomasa, la cual requiere un aumento de la demanda biológica de oxigeno para
su
oxidación aerobia, además
de los procesos de eutrofización
y
consecuentemente crecimiento de fitoplancton. El fósforo en forma de
ortofosfato es nutriente de organismos fotosintetizadores y por tanto un
componente limitante para el desarrollo de las comunidades, su determinación
es necesaria para en estudios de polución de ríos, así como en procesos
químicos de y biológicos de purificación y tratamiento de aguas (Roldán,
2003).
Sólidos suspendidos. Los sólidos suspendidos, tales como limo, arena y
virus, son generalmente responsables de impurezas visibles. La materia
suspendida consiste en partículas muy pequeñas, que no se pueden quitar por
medio de deposición (Lenntech, 2007).
Sólidos totales. Se define el contenido de sólidos totales como la materia que
se obtiene como residuo después de someter el agua a un proceso de
evaporación entre 103-105ºC. Los sólidos totales incluyen disueltos y
suspendidos, los sólidos disueltos son aquellos que quedan después del
secado de una muestra de agua a 103-105ºC previa filtración de las partículas
mayores a 1.2 µm (Metcalf y Heddy, 1985).
Coliformes Totales y Fecales. El análisis bacteriológico es vital en la
prevención de epidemias como resultado de la contaminación de agua, el
ensayo se basa en que todas las aguas contaminadas por aguas residuales
son potencialmente peligrosas, por tanto en control sanitario se realiza para
determinar la presencia de contaminación fecal. La determinación de la
presencia del grupo coliforme se constituye en un indicio de polución así como
la eficiencia y la purificación y potabilidad del agua (Roldán, 2003).
36
1.3 METODOLOGÍA
1.3.1 Área de estudio
La cuenca del río Lagunillas se ubica en el flanco oriental de la cordillera
Central, al norte del departamento del Tolima con un área aproximada de
83.335 Ha y cubre los municipios de Casabianca, Villahermosa, Armero,
Lérida, Ambalema y Líbano (Figura 6).
Figura 6. Cuenca del río Lagunilla.
Fuente: CORTOLIMA
1.3.2 METODOS
De Campo. Se establecieron 22 estaciones de muestreo a lo largo de la
cuenca del Río Lagunillas con un rango altitudinal entre los 265m y los 4005m
(Tabla 4). Se realizaron dos campañas de muestreó. La primera comprendida
entre el 29 de marzo y 7 de abril y la segunda entre el 1 y 9 de mayo del año
2008. Se seleccionaron los sitios de muestreo teniendo como base la
importancia del ecosistema acuático para los centros poblados, particularmente
se evaluaron los acueductos y zonas de abastecimiento como las bocatomas,
así mismo se evaluaron ecosistemas, no intervenidos, intervenidos, afectados
por actividades agrícolas-pecuarias, por contaminación de origen doméstico y
37
por contaminación industrial. Todas las estaciones fueron georeferenciadas con
un geoposicionador satelital (GPS).
En cada localidad se seleccionó un tramo representativo del río o corriente a
muestrear definido según representatividad del área en términos de distancia e
influencia de actividad antrópica, trama de caminos rurales que facilitaron el
acceso a los puntos de muestreo, y el uso de los cuerpos de agua para el
consumo humano. En cada uno de los sitios de muestreo se registraron in situ
la temperatura ambiente y la del agua, el oxigeno disuelto, el porcentaje de
saturación de oxigeno y la conductividad eléctrica, usando dos equipos o
sondas. Para el oxigeno, temperatura y porcentaje de saturación un oximetro
Hach sesion6 y para la conductividad un conductimetro Hannah Hi 8033.
Adicionalmente se colectaron muestras de agua para los demás análisis
fisicoquímicos requeridos.
Parámetros Bacteriológicos. Se tomaron las muestras de agua en frascos de
vidrio esterilizados con capacidad para 600ml, superficialmente y en contra
corriente, Los frascos fueron debidamente rotulados y preservados en nevera
para su transporte al laboratorio de Salud Pública del Hospital Federico Lleras
Acosta (Ibagué, Tolima) donde se analizaron los Coliformes Totales y Fecales
(coliformes/100ml ó NMP).
Parámetros Fisicoquímicos. Las muestras de agua fueron colectadas en dos
frascos plásticos cada uno con capacidad para 1000ml, superficialmente y en
contra corriente. Los frascos fueron debidamente rotulados y preservados en
nevera para su transporte al laboratorio de análisis de aguas de
CORCUENCAS (Llanitos-Ibagué) en asociación con CORTOLIMA, donde se
analizaron 14 parámetros fisicoquímicos: pH (Unidades de pH), Conductividad
Eléctrica (µS/CM), Oxigeno Disuelto (mgO2/L), Porcentaje de Saturación de
Oxígeno (% SAT.O2), Turbiedad (NTU), Alcalinidad Total y Dureza
(mgCaCO3/L), Cloruros (mg Cl/L), Nitratos (mgNO3/L), Fosfatos (mg PO4/L),
Sólidos suspendidos y Sólidos Totales (mg/L), DBO y DQO (mgO2/L).
38
Tabla 4. Estaciones de georeferenciadas donde se tomaron muestras de agua para la realización de los análisis
Fisicoquímicos en la cuenca del Río Lagunillas en los meses de marzo, abril y mayo del 2008. (Departamento del
Tolima).
No.
FUENTE
LUGAR
VEREDA
COORDENADAS
MUNICIPIO
N
1
Quebrada La Joya
La Presente Lagunillas
Acueducto de Chorrillo
Tanque, Centro poblado
3
Río Lagunilla
Desembocadura
*4
Río Lagunillas
Cerca a la Via Principal
*5
Río Bledo
Alto del Bledo
Alto del Sol
*6
Quebrada La Vida
Quebrada Vivi
San Antonio - Alto del Bledo
7
Río Lagunilla
Puente Líbano - Villahermosa
Est. Gato Negro
8
Hospital del Líbano
9
Quebrada La Cascada
10
11
Río Azufrado
12
Acueducto Libano
Acueducto Palma Peñitas
Tanque
Desembocadura Lagunillas
*2
*13
14
*15
Chorrillo
Chorrillo-4 esquinas (Hda. Lamina)
Ambalema
4°
50'
43.4''
74°
48'
31.8''
265
Ambalema
4°
50'
38.8''
74°
47'
23.0''
260
Ambalema
4°
50'
42.5''
74°
46'
10.1''
287
Armero
4°
57'
37.0''
74°
54'
56.8''
358
Lérida
4°
51'
49.2''
74°
58'
6.8''
899
Lérida - Líbano
4°
53'
34.0''
74°
58'
16.8''
951
4°
55'
20.8''
75°
4'
38.3''
1177
Líbano
4°
55'
18.3''
75°
3'
29.9''
1529
Palma Peñitas
Casabianca
5°
3'
36.9''
75°
5'
51.4''
1564
Palma Peñitas
Casabianca
5°
4'
3.4''
75°
6'
48.5''
1589
Puente vía Casabianca
Casabianca
5°
3'
5.8''
75°
7'
38.0''
1595
Bocatoma
Líbano
5°
38'
3.4''
75°
55'
2.3''
1670
Palma Peñitas
Casabianca
5º
4’
75º
7
28.39’’
1936
Villahermosa
5°
2'
3.3''
75°
7'
16.7''
2001
El Recodo
Libano
4°
53'
45.5''
75°
6'
42.9''
2040
Casabianca
5º
4'
42.7''
75º
7'
28.4''
2043
4°
53'
27.0''
75°
6'
52.2''
2054
Villahermosa
5°
1'
33.1''
75°
7'
46.6''
2066
4°
53'
39.1''
75°
6'
21.1''
2072
Quebrada Agua Bonita
Río Vallecitos
ALTURA
W
42.74’’
16
Acueducto Casabianca
17
Río Vallecitos
18
Acueducto Villahermosa
19
Quebrada Peñones
20
Acueducto Municipal de Murillo
Río Vallecitos
Las Natillas
Murillo
4°
52'
24.1''
75°
10'
44.9''
3027
21
Río Lagunilla
Páramo
Entrevalles
Villahermosa
4°
53'
32.4''
75°
15'
43.6''
3597
22
Río Azufrado
Cerca al Puente
Casabianca
4°
55'
25.8''
75°
17'
39.5''
4005
Al lado del Puente
Estaciones muestreadas solamente durante el primer muestreo.
*Estaciones muestreadas solamente durante el segundo muestreo.
Fuente: Autores (2008).
39
De Laboratorio. En el laboratorio de análisis de aguas de CORCUENCAS
(Llanitos-Ibagué), se realizaron los análisis de aguas de los parámetros
anteriormente mencionados de la siguiente manera:
Los protocolos analíticos aplicados, se basaron en las técnicas recomendadas
y establecidas por el Standards Methods of Examination of Water and
Wastewater.
• Demanda Química de Oxígeno-DQO. Este parámetro se midió utilizando el
método del reflujo cerrado con dicromato de potasio (K2Cr2O7), Este método
consiste en tomar 2 ml de muestra, los cuales se llevan a un vial Scott para
DQO de bajo rango (10-150mg/l), el vial se agita y es llevado al
termociclador entre 150º y 300ºC por 2 horas, una vez frío se determina el
dicromato de potasio residual por titulación de la muestra con sulfato de
amonio ferroso (FAS) 0.1N, utilizando una bureta digital y empleando
ferroina como indicador. Paralelo a este proceso se prepara un testigo de
agua destilada al que se le efectúa el mismo proceso definido para la
muestra.
•
Conductividad. La conductividad fue determinada por el método
conductimétrico a través de un conductímetro con sensor y prestación
interna de temperatura, con límite de detección de 0.05 µS/cm. Para medir
este parámetro se lavó el electrodo con agua desmineralizada y con una o
varias raciones de muestra, se secó y se midió la conductividad hasta
estabilización de la lectura. Se tomó la medida directa en µS/cm.
•
Alcalinidad Total. Se empleó un método titulométrico con HCL cuyo límite
de detección es de 0.5 mg/l. Fueron medidos 50 ml de muestra con una
pipeta aforada y se llevó a un erlenmeyer, se colocó en una placa para
agitación magnética y se tituló con ácido clorhídrico 0.02 N, empleando una
bureta digital utilizando naranja de metilo como indicador.
•
Dureza Total. El método utilizado fue titulométrico con EDTA que posee un
límite de detección de 0.5 mg/l. Fueron medidos 50 ml de muestra con
pipeta aforada, los cuales se llevaron a un erlenmeyer que fue colocado en
una placa de agitación magnética, luego se agregaron 2 ml de buffer de
dureza, 2 gotas de negro de eriocromo como indicador de cambio de pH y
se tituló utilizando bureta digital con ácido etileno diaminotetracético (EDTA)
0.1 N estandarizado.
•
Turbiedad. La determinación se realizó por medio del método nefelométrico
que presenta 0.05 unidades de límite de detección, para la medición se
utilizó un turbidímetro Hanna HI 95703 debidamente calibrado con
soluciones patrones de turbiedad cero y cuarenta. Se colocó la muestra en
el tubo del equipo y se toma la lectura directa en unidades nefelométricas
de turbiedad (UNT).
•
Sólidos Totales. Este parámetro fue determinado manejando el método
40
gravimétrico, técnica que presenta 1g/l de límite de detección. Para este, las
cápsulas fueron previamente secadas a una temperatura de 105ºC y
llevadas a desecador después de este proceso fueron pesadas en una
balanza analítica calibrada. La botella contenedora de muestra se agitó en
forma constante y fuertemente, se midieron 100 ml de esta y llevaron a una
cápsula, después de lo cual se secó la muestra hasta evaporación total
entre 103 y 105ºC, se dejó enfriar en desecador y se pesó.
•
Sólidos suspendidos. Se utilizó el método Filt-Crisol el cual presenta un
límite de detección de 1 g/l. Se agitó a velocidad constante y fuertemente el
frasco de recolección de muestra, luego se midió 100 ml de esta haciendo
pasar la muestra por un filtro de fibra de vidrio de 1,2µm ajustado a un
aparato de filtración al vacío. Se filtró a sequedad y se pasó el filtro a disco
de pesaje, se secó este filtro a 103-105ºC por 1 hora dejando enfriar en
desecador, pesando y repitiendo secado hasta obtener un peso constante
en la balanza analítica calibrada.
•
Fosfatos. Se realizó la medición utilizando el método espectrofotométrico,
técnica que presenta 0.03 mg/l como límite de detección. Se midieron 100ml
muestra y se llevaron a un erlenmeyer, se añadieron 4ml de solución de
molibdato de amonio, se agitó suavemente y se adicionaron 10 gotas de
solución de cloruro estañoso homogenizando la solución. Se calcularon 10
minutos exactos para proceder a la lectura en el espectrofotómetro PerkinElmer Lambda 1 a 690 nm de longitud de onda, si la muestra presentaba
turbidez se preparó un blanco de ésta y se tuvo en cuenta su absorbancia.
Semejantemente a este proceso, a partir de soluciones patrones de fosfatos
se preparó una curva de calibración con estándares de 0.0, 0.5, 0.10, 0.20,
0.40, 0.80 y 1.60 mg/l de fosfatos, efectuando en esta curva el mismo
proceso descrito para la muestra, los resultados fueron obtenidos por
regresión lineal de la curva de calibración realizada. El material de vidRío
empleado en esta prueba fue lavado con jabón libre de fosfatos. El método
utilizado es descrito en detalle en la sección 4500-P según APHA - AWWAWPCF, así como la preparación de las soluciones y la curva de calibración.
•
Nitratos. Se manejó el método del salicilato sódico con límite de detección
de 0.1 mg/l. Se midió 10 ml de muestra con pipeta aforada y llevó a una
cápsula, se alcalinizó tenuemente con solución de hidróxido de sodio, se
añadió 1 ml de solución de salicilato sódico y se llevó la cápsula a una
estufa hasta evaporación a sequedad entre 75 y 80ºC. Después de fría la
cápsula, el residuo se trató con 2ml de ácido sulfúrico concentrado
impregnando completamente y se esperaron 10 minutos. Posteriormente,
se añadieron 15ml de agua bidestilada y 15ml de solución de hidróxido de
sodio y tartrato doble de sodio y potasio, permitiendo que la muestra
obtuviera la coloración esperada para su lectura.
Las lecturas se realizaron en espectrofotómetro Perkin-Elmer Lambda 1 a
longitud de onda de 420nm. De las densidades ópticas leídas para los
patrones se descontaron los valores encontrados para los testigos.
Adjuntamente al procedimiento descrito, se preparó una curva de
calibración con concentraciones equivalentes de 0, 0.5, 1.0, 2.5, y 5 mg/l
41
sometiéndola al mismo proceso descrito para la muestra desde la
evaporación. Los resultados se obtuvieron a partir de la regresión lineal de
la curva de calibración. La solución de hidróxido de sodio y de tartrato doble
de sodio y potasio, así como las soluciones madre e hija patrón y el
procedimiento para la preparación de la curva de calibración se realizó
como es descrito por Rodier (1981).
•
Parámetros Bacteriológicos. Tanto la siembra como el conteo se
realizaron siguiendo la metodología de 3M TM Petrifilm. Se efectuó una
siembra directa para lo cual la muestra fue homogenizada y se tomó 1 ml
con pipeta estéril, con la pipeta perpendicular se sembró la alícuota en el
centro de placas de cultivo para conteo de Coliformes totales y E. coli marca
3M TM Petrifilm TM. Después de cubrir la placa con la superficie protectora, la
alícuota de muestra se extiende suavemente sobre el gel de la placa
aplicando una suave presión.
De acuerdo a la turbiedad, color de la muestra y algunas características
propias de la zona muestreada descritas en las fichas de campo se preparó
una solución salina pectonada con el fin de hacer disoluciones 1:10, 1:100,
1:1000 y facilitar el proceso de conteo de unidades formadoras de colonias.
El proceso de siembra se realizó con presencia de mecheros y con vidriería
esterilizada en autoclave a 120ºC y 15 libras de presión por 15 minutos, se
siguió un control de la esterilización sembrando placas con agua destilada
estéril como testigos. La siembra de la muestra se realizó en un tiempo de
24 horas máximo después de su colecta.
Las placas sembradas se incubaron durante 24 horas a 37ºC para conteo
de Coliformes Totales y por 48 horas a 35ºC para Echerichia coli, después
de lo cual se procedió al conteo de las unidades formadoras de colonia
(UFC/ml) sobre la cuadrícula de la placa. Se consideraron E. coli colonias
de color azul y Coliformes totales colonias rojas con presencia de gas.
De Análisis
•
Análisis de la información. Se realizaron gráficas a partir de una base de
datos Excel para visualizar el comportamiento de las 17 variables
analizadas en las estaciones del primer y segundo muestreo para el año
2008. Además se empleó el método multivariado denominado Análisis
Factorial de Componentes Principales –ACP. Este permite ordenar un
número de variables posiblemente correlacionadas en un conjunto menor
de variables llamadas componentes principales.
•
Cálculo del Índice General de Calidad (WQI). El Índice de Calidad Ambiental
(ICA) o WQI por sus siglas en ingles (Water Quality Index) mide la calidad
fisico-química del agua en una escala de 0 a 100 referida principalmente
para potabilización (0, muy mala; 100, excelente). fue creado por la NSF
(National Sanitation Foundation), entidad gubernamental de Estados
42
Unidos. Para su empleo se toman en cuenta los valores de nueve variables:
oxígeno disuelto, coliformes fecales, pH, DQO, temperatura del agua,
fósforo total, nitratos, turbiedad y sólidos totales reunidos en una suma
lineal ponderada.
n
WQI: ∑ Wi II
i=1
Donde n es el número de parámetros que intervienen en la sumatoria, W es
el peso o ponderación de cada variable i, e I es el punto de intersección del
valor de cada parámetro sobre una curva de sensibilidad de óptimos e
indeseables. Esta curva es a su vez propia de cada variable debido a la
naturaleza intrínseca de cada una de estas. La calidad del agua puede
determinarse a partir de la puntuación obtenida por el índice (Tabla 5).
Tabla 5. Calidad del agua para uso potable con respecto al índice WQI.
Calidad
Excelente
Rango
97-100
91-96
Buena
81-90
71-80
Regular
61-70
51-60
Mala
39-50
26-38
Muy mala
13-25
0-12
Color
Fuente. Adaptado de Ramírez y Viña, 1998.
1.4. RESULTADOS
43
1.4.1 ANALISIS ESPACIAL DE PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS Y
BACTERÍOLÓGICOS. De las 22 estaciones muestreadas solo 19 fueron
comunes en ambas campañas de muestreo. Para los análisis realizados solo
se tuvieron en cuenta 16 estaciones las cuales se registraron en ambos
muestreos. El parámetro D.B.O se elimino de los análisis debido a que no se
registro en los resultados ya que los valores de este estaban por debajo del
límite de detección que fue de 2 mgO2/L.
Temperatura. La temperatura ambiente promedio para la cuenca del Río
Lagunillas durante todo el estudio realizado en los meses de marzo, abril y
mayo del 2008 fue de 23.5ºC. El menor valor de temperatura se registro en la
estación Río Azufrado Páramo, en el municipio de Villahermosa, con un valor
de 12.6 ºC y el mayor valor se registro en el Río Lagunillas Desembocadura, en
el municipio de Ambalema, con un valor de 34.1ºC (Figura 7).
La temperatura promedio del agua para toda la cuenca del Río Lagunillas
durante todos los muestreos realizados en los meses de marzo, abril y mayo
del 2008 fue 29.8 ºC. El menor valor de temperatura del agua se registro en el
Río Lagunillas Páramo, en el municipio de Villahermosa, con un valor de 11.6
ºC y el mayor valor para este parámetro se registro en el Río Lagunillas
Desembocadura, en el municipio de Ambalema, con un valor de 29.8 ºC.
(Figura 7).
Figura 7. Variación espacial de la temperatura ambiente y del agua (°C) en 16
estaciones muestreadas en la cuenca del Río Lagunillas durante los meses de
Marzo, Abril y Mayo de 2008.
36
34
34.1
32
31.1
30
29.55 29.8
30.8
29.95
28.5 28.6
28.15
28
27.3
26.8 26.55
26
24.35
24
ºC
24
22.2
22
23.15
22.95
22.7
22
22
21.3
20
18.6
19.9
19.8
19.15
18.2 18.3
18
16
15
13.7
14
13.75
12.65
11.6
12
10
RL C
AL
QJ
RL P
QP
RL P
QAB
RA P C
QC
RA P
AM
RV
AV
AC
QE
HL
T . A M B IE NT E
T . A G UA
Estaciones
Coliformes Totales y Fecales. Los coliformes totales para toda la cuenca del
Río Lagunillas oscilaron entre 1900000 UFC/100 Ml en la Quebrada La Joya,
en el municipio de Ambalema y 0 UFC/100 Ml en el Río Azufrado Páramo, en el
municipio de Villahermosa y en el Hospital del Líbano. (Figura 8). Para toda la
44
cuenca este parámetro tuvo un valor promedio general de 199439 UFC/100 Ml
En cuanto a los coliformes fecales los valores más altos se registraron en las
estaciones Quebrada La Joya, con 63000 UFC/100 Ml y Río Lagunillas
Desembocadura, con 49000 UFC/100 Ml y los más bajos en el Río Azufrado
Páramo, Río Lagunillas Páramo, Acueducto Villahermosa, Río Azufrado Puente
vía Casabianca, Quebrada La Cascada y Hospital del Líbano cada uno con 0
UFC/100 Ml. El promedio general para toda la cuenca fue de 7088 UFC/100 Ml.
(Figura 8).
Figura 8. Variación espacial de los coliformes totales y fecales
(Coliformes/100ml o NMP) en 16 estaciones muestreadas en la cuenca del Río
Lagunillas durante los meses de Marzo, Abril y Mayo de 2008.
Line Plot (Datos Graficas Promedio 18v*16c)
2000000
1800000
70000
1.9E6
63000
60000
1600000
49000
50000
1400000
1.2E6
40000
1000000
30000
800000
20000
600000
400000
200000
0
UFC
UFC
1200000
10000
144 0
4000
0
0
34 284 212 212 0
10 10
0 500 0
40000
1000 5200 1200 10 4000 400
10 1200 2200012000
0
0
-200000
0
-10000
RLC AL RLP QP RLP QAB RAPC QC
QJ RAP AM
RV
AV
AC
QE
HL
COL. TOTALES(L)
COL. FECALES(R)
pH. El pH promedio para toda la cuenca del Río Lagunillas fue de 6.80
unidades. El valor más alto se registro en la estación Quebrada La Joya en el
municipio de Ambalema, con 7.87 unidades, y el menor en el Río Lagunillas
Páramo, con 2.98 unidades (Figura 9).
Conductividad Eléctrica. La conductividad eléctrica promedio para toda la
cuenca del Río lagunillas durante los meses de marzo, abril y mayo del 2008
fue de 83.17 µS/cm. El menor valor para este parámetro se registro en el Río
Azufrado Páramo, en el municipio de Villahermosa, con un valor de 2.25
µS/cm, y el mayor valor se registro en la estación Río Azufrado Puente vía
Casablanca, entre los municipio de Casabianca y Villahermosa, con un valor de
241 µS/cm. (Figura 9).
45
Figura 9. Variación espacial del pH en 16 estaciones muestreadas en la
cuenca del Río Lagunillas durante los meses de Marzo, Abril y Mayo de 2008.
9
7.87
8
7.52
7.23
7.08
7.03
7
6.97
7.1
7.27
7.01
6.95
7.09
7.22
6.78
6.16
pH
6
5
4
3.05
3
2.99
2
RLC
QJ
AL
RAP RLP AM
QP
RV
RLP
AV
QAB AC RAPC QE
QC
HL
Estaciones
Figura 10. Variación espacial de la conductividad eléctrica (µS/cm.) en 16
260
241
240
228
Conductividad Elecrica (µS/cm)
220
200
180
167.2
160
140
120
97.8
100
91.9
81.1
80
60
76.2
68.1
59.8
50.9
40
30.5
20
47.8
39.4
28.1
20.7
2.25
0
-20
RLC
QJ
AL
RAP RLP
AM
QP
RV
RLP
AV
QAB
AC RAPC QE
QC
HL
Estaciones
Oxígeno disuelto. Los valores del oxigeno disuelto para la toda la cuenca del
Río Lagunillas durante los meses de marzo, abril y mayo del 2008 oscilaron
entre 7.8 mg O2/L en el Acueducto Municipal de Murillo y 4.86 mg O2/L en la
Quebrada La Joya (municipio de Ambalema), con un valor promedio de 6.80
unidades (Figura 11).
Figura 11. Variación espacial del oxígeno disuelto (mgO2/L) en 16 estaciones
muestreadas en la cuenca del Río Lagunillas durante los meses de Marzo, Abril
y Mayo de 2008.
46
8.0
7.8
7.47
7.5
OXÍGENO DISUELTO (mgO2 / L)
7.25
7.25
7.16 7.18 7.21
7.1
7.01
7.0
6.86
6.58 6.59
6.52
6.5
6.25
6.0
5.7
5.5
5.0
4.86
4.5
RLC
AL
QJ
RLP
RAP
QP
AM
RLP
RV
QAB
AV
RAPC
AC
QC
QE
HL
ESTACIONES
Porcentaje de Saturación de Oxígeno (% SAT O2). El porcentaje de
saturación de oxigeno promedio para toda la cuenca del Río Lagunillas durante
los meses de marzo, abril y mayo del 2008 fue de 93.67%, el menor valor se
registro en la estación Quebrada La Joya en el municipio de Ambalema, con
67.3% y el mayor valor se registro en la estación Río Lagunillas Páramo, en el
municipio de Villahermosa, con un valor de 102.9%(Figura 12).
Figura 12. Variación espacial del porcentaje de saturación de oxigeno en 16
47
105
102.9102.85
101.7
101.05
100
% Saturacion de Oxigeno
95.3
95
94.8
95.6
96.5
95
94.4
93.5
94.05
95.15
92.2
90
85
80
76.35
75
70
67.3
65
RLC
AL
QJ
RLP
RAP
QP
AM
RLP
RV
QAB
AV
RAPC
AC
QC
QE
HL
Estaciones
Turbidez. Los valores de la turbidez del agua oscilaron para toda la cuenca del
Río Lagunillas durante los meses de marzo, abril y mayo del 2008 entre 0.65
UNT en la estación Acueducto de Casabianca y 1913 UNT en el Río Lagunillas
Páramo, municipio de Villahermosa, con un valor promedio para toda la cuenca
de 169.7 UNT
Alcalinidad total. La alcalinidad total promedio para la cuenca del Río
lagunillas durante los meses de marzo, abril y mayo del 2008 fue de 26.4 mg
CaCO3/L, el valor más alto se registro en la Quebrada La Joya, Municipio de
Ambalema, con 120.5 mg CaCO3/L y el valor más bajo se registro en las
estaciones Río Azufrado Páramo y Río Lagunillas Páramo con 0 mg CaCO3/L
(Figura 13).
Dureza. Los valores de la dureza en el agua oscilaron para toda la cuenca del
Río Lagunillas durante los meses de marzo, abril y mayo del 2008 entre 3.8 mg
CaCO3/L en la Quebrada La Cascada, en el municipio de Casabianca y 1422
mg CaCO3/L en el Río Azufrado Páramo, municipio de Villahermosa, con un
valor promedio para toda la cuenca de 130 mg CaCO3/L (Figura 13).
Figura 13. Variación espacial de la turbidez (NTU) en 16 estaciones
y Mayo de 2008.
48
2000
1913.5
1800
1600
Turbiedad
1400
1200
1000
800
600
477.17
400
200
197.75
35.825
7.865
0
4.015 2.895
4
30.75
0.89
2.84
RV
RLP
AV
QAB
0.65
32.55
1.48
1.545
1.14
QC
HL
-200
RLC
QJ
AL
RAP RLP
AM
QP
AC RAPC QE
Estaciones
Figura 14. Variación espacial de la alcalinidad total y dureza (mgCaCO3/L) en
16 estaciones muestreadas en la cuenca del Río Lagunillas durante los meses
de Marzo, Abril y Mayo de 2008.
1600
1422
1400
mg CaCO3/L
1200
1000
800
600
400
200
60.3
38.4
184
120.5
99.8
23.8
30.4
0
0
0
35.45
34.95
25.25
31.35 32.05
28.9
15.05
18.7
17
9
85.35
21.4
15.05 15.05
12.05
0.5
42.25
25.7
28.9
10.2
16.1
3.8
-200
RLC
AL
QJ
RLP
RAP
QP
AM
RLP
QAB
RV
AV
RAPC
AC
QC
QE
HL
ALCA. TOTAL
DUREZA
Estaciones
Cloruros. La cantidad promedio de cloruros para toda la cuenca del Río
Lagunillas durante los meses de marzo, abril y mayo del 2008 fue de 10.9 mg
Cl/L, el menor valor para este parámetro se registro en el Acueducto de
Villahermosa, con 1.39 mg Cl/L y el mayor valor se registro en el Río Azufrado
Páramo, en el municipio de Villahermosa, con 105.3 mg Cl/L
Figura 15. Variación espacial de los cloruros (mgCl/L) en 16 estaciones
49
y Mayo de 2008.
120
105.25
Cloruros (mg Cl/L)
100
80
60
40
20
13.3
6.25
6.9
3.6
RLC
QJ
AL
5.55
4.15
AM
QP
3.4
4
1.39
2.6
RV
RLP
AV
QAB
7.15
2.35
2.85
3.1
AC RAPC QE
QC
HL
3
0
-20
RAP RLP
Estaciones
Nitratos. Los valores de nitratos en el agua oscilaron para toda la cuenca del
Río Lagunillas durante los meses de marzo, abril y mayo del 2008 entre 0.37
mg NO3/L en el Acueducto de Casabianca y 2.6 mg NO3/L en la Quebrada La
Esperanza, en el municipio de Casabianca, con un valor promedio para toda la
cuenca de 1.0 mg NO3/L (Figura 15).
Fosfatos. La cantidad promedio de fosfatos para toda la cuenca del Río
Lagunillas durante los meses de marzo, abril y mayo del 2008 fue de 0.2 mg
PO4/L. El menor valor para este parámetro se registro en la estación Río
Azufrado Puente Vía Casablanca, entre los municipio de Villahermosa y
Casablanca, con 0.04 mg PO4/L y la mayor cantidad de fosfatos se registro en
la Quebrada La Joya, en el municipio de Ambalema, con un valor de 0.5 mg
PO4/L (Figura 16).
Nitratos mg (NO3/L)
Figura 15. Variación espacial de los nitratos (mgNO3/L) en 16 estaciones
y Mayo de 2008.
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
2.55
1.95
1.8
1.25
1.125
0.9
1.12
1.145
QC
HL
0.945
0.8
0.7
0.6
0.405
RLC
QJ
AL
RAP RLP
AM
QP
0.55
0.405
RV
RLP
AV
0.37
QAB
AC RAPC QE
Estaciones
Figura 16. Variación espacial de los fosfatos (mg PO4/L) en 16 estaciones
50
y Mayo de 2008.
Fosfatos (mg PO4/L)
0.6
0.5
0.5
0.44
0.4
0.3
0.2
0.21
0.19
0.1
0.1
0.125
0.16
0.15
0.145
0.115
0.13
0.105
0.1
0.045
0.04
0.04
AC RAPC QE
QC
0.0
RLC
QJ
AL
RAP RLP
AM
QP
RV
RLP
AV
QAB
HL
Estaciones
Sólidos suspendidos. Los valores de los sólidos suspendidos en el agua
oscilaron para toda la cuenca del Río Lagunillas durante los meses de marzo,
abril y mayo del 2008 entre 11.4 mg/L en la Quebrada Agua Bonita, municipio
de Villahermosa y 3534 mg/L en el Río Lagunillas Páramo, municipio de
Villahermosa. Este parámetro tuvo un promedio general de 679 mg/L (Figura
17).
Sólidos totales. La cantidad promedio de sólidos totales para toda la cuenca
del Río Lagunillas durante los meses de marzo, abril y mayo del 2008 fue de
684 mg/L. El menor valor para este parámetro fue de 27.3 mg/L y se registró en
el Acueducto de Casablanca, mientras que el mayor valor fue de 4803 mg/L el
cual se registró en la estación Río Lagunillas Páramo (Figura 17).
Figura 17. Variación espacial de los sólidos suspendidos y sólidos totales
(mg/L) en 16 estaciones muestreadas en la cuenca del Río Lagunillas durante
los meses de Marzo, Abril y Mayo de 2008.
5000
4803
4000
3534.5
3308.5
mg/L
3000
2000
1286
1000
0
776
529.5
374 264
18.8
142.5 111.5 146
80.4
320.5
173 64.45
142
71.4
40.15
11.4 27.3 59.4 47.8 47.95
-1000
RLC
AL
QJ
RLP
RAP
QP
AM
RLP
RV
QAB
AV
RAPC
AC
QC
QE
HL
S.SUSP
S. TOTALES
Estaciones
Demanda Biológica de Oxígeno (DBO). Los valores de este índice no se
tuvieron en cuenta en los análisis debido a que los resultados de este
51
estuvieron por debajo del límite de detección (2mgO2/L)
Demanda Química de Oxígeno (DQO). Los valores de la DQO en el agua
oscilaron para toda la cuenca del Río Lagunillas durante los meses de marzo,
abril y mayo del 2008 entre 0 mgO2/L en las estaciones Río Azufrado Páramo y
Hospital del Líbano y 77 mgO2/L en el Río Lagunillas Páramo. Con un
promedio general para toda la cuenca de 14.2 mgO2/L. (Figura 18)
Figura 18. Variación espacial de la DBO y DQO (mgO2/L) en 16 estaciones
y Mayo de 2008.
90
80
76.95
70
DQO mgO2/L
60
50
40
31.75
30
23.7
21.2
19.55
20
16.25
14
13.2
10.9
10
0
0
0
0
QP
RLP
0
0
0
-10
RLC
AL
RLP
Estaciones
52
QAB
RAPC
QC
0
1.4.2 ANÁLISIS TEMPORAL DE PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS Y
BACTERÍOLÓGICOS.
Temperatura. Con respecto a este parámetro el valor promedio fue mayor
durante el segundo muestreo con respecto al primero (23.10 °C y 26.8°C
respectivamente), al igual que los valores de temperatura máximos y mínimos
observados (Tabla 6).
La temperatura del agua tuvo un promedio de 21.29°C en el segundo muestreo
y de 20.21 ºC en el primero, así mismo en el segundo muestreo se registraron
los valores más bajos y más altos de la temperatura del agua. (Tabla 6).
Coliformes Totales y Fecales. Los valores de los coliformes fecales y totales
de la cuenca del Río Lagunillas, solo se calcularon durante el segundo
muestreo (Tabla 6).
pH. El promedio general y los valores máximos de pH para de la cuenca del
Río Lagunillas en el primer muestreo fueron mayores que en el segundo (6.78 y
6.50 unidades respectivamente), de igual forma los valores más bajos también
se registraron durante el primer muestreo (Tabla 6).
Conductividad Eléctrica. La conductividad eléctrica para la cuenca del Río
Lagunillas tuvo un valor promedio valores máximos mucho mayores durante el
primer muestreo (327.35 µS/cm) y los valores más bajos fueron registrados
durante el segundo muestreo. (Tabla 6).
Oxígeno disuelto. El promedio general y el valor máximo de oxígeno disuelto
en el agua de la cuenca del Río Lagunillas en el primer muestreo fue mayor
que el del segundo (6,78 mgO2/L y 6,5mgO2/L respectivamente), sin embargo,
se observó la situación inversa para el valor mínimo (Tabla 6).
Porcentaje de Saturación de Oxígeno (% SAT O2). El porcentaje de
saturación de O2 tuvo un promedio de 92.62% en el primer muestreo y de
89.49% en el segundo. Así mismo, el valor mínimo del porcentaje de saturación
de oxigeno fue inferior en el segundo muestreo; aunque se presentó la
situación inversa para el valor máximo (Tabla 6).
Turbidez. El promedio general para la turbidez del agua de la cuenca del Río
Lagunilas en el primer muestreo fue mayor que el del segundo (263.22 UNT y
23.91 UNT respectivamente), al igual el valor máximo y mínimo de turbidez
observado. (Tabla 6).
Alcalinidad total. La alcalinidad total tuvo un promedio de 33.58 mg CaCO3/L
en el segundo muestreo y de 26,72 mg CaCO3/L en el primero. Así mismo, los
valores máximos y mínimos de la alcalinidad total en el agua fueron superiores
en el segundo muestreo (Tabla 6).
Dureza. El promedio general de la dureza en el agua de la cuenca del Río
53
Lagunillas en el primer muestreo fue mayor que el del segundo (119.85 mg
CaCO3/L y 116.08 mg CaCO3/L respectivamente), al igual que los valores de
alcalinidad máximos y mínimos observados (Tabla 6).
Cloruros. Los cloruros en el agua tuvieron un promedio de 10.44 mgCl/L en el
primer muestreo y de 9.10 mgCl/L en el segundo. Así mismo, el valor máximo
de los cloruros en el agua fue superior en el primer muestreo, al igual que el
valor mínimo. (Tabla 6).
Nitratos. El promedio general para los nitratos en el agua de la cuenca del Río
Lagunillas en el primer muestreo fue menor que en el segundo (1,48 mgNO3/L
y 0.49) mgNO3/L respectivamente), al igual que los valores de nitratos máximos
y mínimos observados (Tabla 6).
Fosfatos. Los fosfatos en el agua tuvieron un promedio de 0,19 mgPO3/L en el
primer muestreo y de 0,12 mgPO3/L en el segundo. Así mismo, los valores
máximos de los fosfatos en el agua fueron superiores en el primer muestreo
mientras que los valores más bajos se registraron en el segundo. (Tabla 6).
Sólidos suspendidos. El promedio general de los sólidos suspendidos en el
agua de la cuenca del Río Lagunillas en el primer muestreo fue mayor que en
el segundo (1789 mg/L y 101 mg/L respectivamente), al igual que los valores
máximos observados, sin embargo el valor más bajo se registro durante la
segunda época de muestreo. (Tabla 6).
Sólidos totales. Los sólidos totales en el agua tuvieron un promedio de 842.68
mg/L en el primer muestreo y de 366,28 mg/L en el segundo. De la misma
forma el valor máximo se registro en el primer muestreo, sin embargo el valor
minimo o mas bajo se registro durante el segundo (Tabla 6).
Demanda Biológica de Oxígeno (DBO). Los valores de este índice no se
tuvieron en cuenta en los análisis debido a que los resultados de este
estuvieron por debajo del límite de detección (2mgO2/L)
Demanda Química de Oxígeno (DQO). Los valores de la demanda Química
de Oxigeno de la cuenca del Río Lagunillas, solo se calcularon durante el
segundo muestreos, por motivos ajenos a los investigadores (Tabla 6).
54
Tabla 6. Valores promedio, máximos y mínimos de los parámetros
fisicoquímicos evaluados en la cuenca del Río Lagunillas (Tolima) en dos
períodos de muestreo en los meses de Marzo y Abril (M1) y Mayo (M2) del
2008.
M1 (Marzo, Abril 2008)
PARAMETRO
M2 (Mayo 2008)
PROMEDIO
MIN
MAX
PROMEDIO
T. AMBIENTE (°C)
23.10
13.3
32.3
26.82
12
34.1
T. AGUA (°C)
20.21
13.0
29.1
21.29
11.6
30.5
6.85
4.3
8.8
6.42
2.71
7.47
92.62
59.1
111.8
38
3.02
2.25
106.1
7.95
241
0.75
207
OX. DIS. (mg O2/L)
SAT. Ox (% Sat. O2)
6.78
2.95
7.92
C.E (µS/cm)
327.35
25.3
3310
89.49
6.50
78.02
TURBIEDAD (UNT)
263.22
0.55
3620
23.91
pH (UNID. pH)
ALCA. TOTAL (mg CaCO3/L)
MIN
MAX
26.72
0
123
33.58
0
184
DUREZA (mg CaCO3/L)
119.85
3
1518
116.08
4.2
1326
CLORUROS (mg Cl/L)
10.44
0.48
119
9.10
1.3
91.5
NITRATOS (mg NO3/L)
0.49
0
2
1.48
0.54
3.1
FOSFATOS (mg PO4/L)
0.19
0.08
0.74
0.12
0
0.52
1788.98
12.3
6906
100.78
11.4
335
842.68
2.2
8543
366.28
48.9
3040
DQO (mgO2/L)
46.74
10.8
133
19.60
10.9
36.5
DBO (mgO2/L)
N.D
N.D
N.D
L.D
L.D
L.D
COLIFORMES (Colif/100ml)
COLIF.FECALES
(Colif/100ml)
N.R
N.R
N.R
235846.32
0
1900000
N.R
N.R
N.R
8179.26
0
63000
S.SUSP (mg/L)
S. TOTALES (mg/L)
1.4.3 ANÁLISIS DE
PRINCIPALES: ACP).
ORDENACIÓN
(ANÁLISIS
DE
COMPONENTES
Con base en los datos de las variables fisicoquímicas del muestreo realizado
durante los meses de marzo, abril y mayo de 2008 en la cuenca del Río
Lagunillas y a través del análisis de componentes principales es de resaltar que
las dos primeras componentes en la ordenación de los valores respondieron al
88.57% de la varianza acumulada de los mismos. La primera componente
presentó el valor propio más alto con 10.80 mientras que la segunda
componente registró un valor propio de 5.14.
En general el análisis permitió determinar que en el primer componente las
variables de mayor peso o más significativas fueron: Tº Agua, pH, Turbiedad,
Tº Ambiente, S. Suspendidos y S. Sólidos Totales (Tabla 7, Figura 19), por
otra parte en el segundo componente las variables más significativas y con
mayor varianza fueron: Dureza, Nitratos y Fosfatos (Tabla 7, Figura 19).
Tabla 7. Resultados del análisis de ordenamiento por componentes principales
ACP de los parámetros fisicoquímicos evaluados en la cuenca del Río
55
Lagunillas durante los meses de Marzo, Abril y Mayo de 2008.
Factor 1
T. AGUA
Factor 2
0.083674
DUREZA
0.104806
pH
0.083510
NITRATOS
0.100935
TURBIEDAD
0.073705
FOSFATOS
0.091459
T. AMBIENTE
0.073513
COL. TOTALES
0.089856
S.SUSP
0.073051
CLORUROS
0.089583
S. TOTALES
0.071665
COL. FECALES
0.083576
DQO
0.065465
C.E
0.073747
OX. DIS.
0.063146
ALCA. TOTAL
0.065665
SAT. Ox
0.060056
SAT. Ox
0.058091
C.E
0.053221
OX. DIS.
0.047679
ALCA. TOTAL
0.052070
S. TOTALES
0.041723
COL. TOTALES
0.048213
DQO
0.040558
COL. FECALES
0.047589
TURBIEDAD
0.032673
CLORUROS
0.039248
C.E in situ
0.027019
DUREZA
0.032853
S.SUSP
0.026701
FOSFATOS
0.032699
pH
0.012994
NITRATOS
0.025640
T. AMBIENTE
0.011371
C.E in situ
0.020681
T. AGUA
0.001563
Figura 18. Proyección gráfica según los componentes principales de los
parámetros fisicoquímicos evaluados en la cuenca del Río lagunillas durante
los meses de Marzo, Abril y Mayo de 2008.
1 .0
SAT. Ox
OX. DIS.
Factor 2 : 28.57%
0 .5
pH
T. AMBIENTE
0 .0
T. AGUA
C.E in situ
-0 .5
S.SUSP
TURBIEDAD
S. DQO
TOTALES
ALCA. TOTAL
COL. TOTALES
FECALES
COL.
FOSFATOS
NITRATOS
C.E
CLORUROS
DUREZA
-1 .0
-1 .0
-0 .5
0 .0
0 .5
Fa cto r 1 : 6 0 .0 0 %
56
1 .0
1.4.4 ÍNDICE GENERAL DE CALIDAD HÍDRICA (WQI Ó ICA)
En el estudio desarrollado durante los meses de marzo, abril y mayo de 2008
en la cuenca del Río Lagunillas, el índice de calidad de agua fluctuó entre 63
en la estación Río Lagunillas Páramo, en el municipio de Villahermosa y 94
puntos en la Quebrada la Cascada, en el municipio de Casablanca (Figura 19).
De forma general, la mayoría de las estaciones muestreadas en la cuenca del
Río Lagunillas tuvieron una calidad de agua buena, con excepción de la
estación Río Lagunillas Páramo en el municipio de Villahemosa, la cual
presento una calidad regular, algunas estaciones como el Acueducto
Villahermosa, Q Agua Bonita, Acueducto Casablanca, Quebrada La Cascada y
Hospital del Líbano, presentaron una calidad de agua excelente. (Tabla 8).
Figura 19. Fluctuación del ICA en la cuenca del Río lagunillas durante los
meses de Marzo, Abril y Mayo de 2008.
ICA
95
93.5 93
93
91 90.5
90
88
87
87
84
85
83.5
Puntaje
82
80
78.5
74.5
75
72
72
70
65
63
60
RLC
AL
RLP
QP
RLP
Estaciones
57
QAB
RAPC
QC
Tabla 8. Puntuación del ICA para la cuenca del Río lagunillas durante los
meses de Marzo, Abril y Mayo de 2008.
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
FUENTE
ALTURA
RLC
QJ
AL
RAP
RLP
AM
QP
RV
RLP
AV
QAB
AC
RAPC
QE
QC
HL
287
265
COORDENADAS
N
W
4°
4°
50'
50'
42.5''
43.4''
74°
74°
46'
48'
10.1''
31.8''
1670
5°
38'
3.4''
75°
55'
2.3''
4005
3597
3027
2072
2054
1177
2066
2001
4°
4°
4°
4°
4°
4°
5°
5°
55'
53'
52'
53'
53'
55'
1'
2'
25.8''
32.4''
24.1''
39.1''
27.0''
20.8''
33.1''
3.3''
75°
75°
75°
75°
75°
75°
75°
75°
17'
15'
10'
6'
6'
4'
7'
7'
39.5''
43.6''
44.9''
21.1''
52.2''
38.3''
46.6''
16.7''
2043
5º
4'
42.7''
75º
7'
28.4''
1595
5°
3'
5.8''
75°
7'
38.0''
1589
1564
1529
5°
5°
4°
4'
3'
55'
3.4''
36.9''
18.3''
75°
75°
75°
6'
5'
3'
48.5''
51.4''
29.9''
58
ICA
72
72
78.5
74.5
63
88
84
87
82
93
91
91
84
87
94
93
INDICATIVO
1.5 DISCUSIÓN
Los parámetros fisicoquímicos evaluados permiten determinar el estado en el
que se encuentran los cuerpos de agua, ya que estos reflejan características
propias de los cuerpos de agua, como procesos de contaminación,
oxidorreducción, mineralización etc. estos parámetros dependen del
comportamiento de un conjunto de factores, los cuales intervienen en la
dinámica de la cuenca, como por ejemplo: el clima, los tipos de suelo, la
precipitación, la cantidad de organismos vegetales y animales que habitan los
cuerpos de agua entre otros. De la misma forma cada ecosistema estudiado es
único ya que existen diferencias espaciales como la altura, temperatura etc.,
aun cuando se presentan rasgos en común en las estaciones de muestreo.
Durante todo el estudio realizado en la cuenca del Río Lagunillas, se observó
una variación en las diferentes estaciones estudiadas, hecho que se atribuye
posiblemente a las cambios espacio temporales, los cuales pueden estar
relacionados con la altura, el caudal, la topografía del terreno, la precipitación
entre otros, características propias de cada cuerpo de agua, las cuales generan
variaciones de los parámetros de un lugar a otro.
Algunos parámetros estudiados se encuentran estrechamente relacionados, tal
es el caso de la temperatura ambiente, la temperatura del agua y la altura, en
la cual se noto una estrecha relación, a medida que la altura aumentaba sobre
el nivel del mar los valores de temperatura disminuían, siendo mayor la
temperatura en la desembocadura del Río Lagunillas en el Río Magdalena a
287 m que en el Río Azufrado Páramo en el municipio de Villahermosa a 4005
m.
De la misma manera, el comportamiento espacial y temporal de variables como
coliformes fecales y totales fue heterogéneo y relativamente bajo, sin embargo
algunas estaciones como Quebrada La Joya y Río Lagunillas Desembocadura,
presentaron valores muy altos de ambas variables, los cuales sobrepasaron los
niveles establecidos por la Norma Colombiana de Salud Pública, indicando que
no son aptas para el consumo humano. Estas estaciones se encuentran
localizadas en la zona más baja de la cuenca y se evidencia la intervención a
través de las descargas de sus vertimientos de la mayoría de fincas y zonas
agropecuarias, generando un gran aumento en los coliformes fecales y totales.
Variables como el pH y la Conductividad eléctrica se caracterizaron por
presentar un comportamiento homogéneo sin cambios muy abruptos, con cierta
tendencia a la disminución a medida que se incrementa la altura, según
algunos autores como Yepes, 2004, el promedio de la Conductividad en aguas
tropicales de cuencas bajas poco intervenidas se encuentra entre 150-200
µS/cm, rango bajo el cual se registraron la mayoría de las estaciones con la
excepción de La Quebrada La Joya, la cual presento un valor de 228 µS/cm,
hecho que se debe quizás a que esta estación como anteriormente se
menciono se encuentra altamente intervenida por la gran cantidad de
coliformes detectadas y por las condiciones topográficas en las cuales esta se
encuentra.
Variables estrechamente relacionadas como el Oxigeno Disuelto y el DQO, que
59
están relacionadas con procesos de oxidorreducción de la materia orgánica,
exhibieron un comportamiento muy heterogéneo, con algunas variaciones
grandes como por ejemplo la Quebrada La Joya y el Río Lagunillas
Desembocadura, las cuales presentaron valores muy bajos de oxigeno disuelto
y altos de DQO, características típicas según Ramírez et al (1998), de
ecosistemas intervenidos y con algún grado de contaminación, además de esto
se presento una situación muy particular ya que el Río Lagunillas Páramo
presento un valor muy alto de Oxigeno disuelto y de % de saturación de
Oxigeno, sin embargo a su vez también registro el valor más alto de DQO,
hecho que posiblemente se debe a las condiciones en las cuales nace el
cuerpo de agua, en este caso origen Glacial, con intervención de algunas
emanaciones volcánicas.
Para la alcalinidad algunos autores como Roldán (2000), consideran que los
valores ideales de esta son de 100 mg/CaCo3 en zonas andinas, sin embargo
los resultados del estudio en la cuenca del Río Lagunillas se encuentran muy
por debajo de este valor, sin embargo este parámetro no es muy utilizado para
identificar problemas de contaminación en los cuerpo de agua. En cuanto a la
Dureza la mayoría de estaciones muestran valores que se adaptan a las
exigencias de la legislación en cuanto a potabilidad, pues este límite es de 160
mg/CaCo3.
Con respecto a la Turbidez en la cuenca del Río Lagunillas diez (10) de las
dieciséis (16) estaciones no sobrepasaron el limite el cual es de 10 U.N.T,
algunas estaciones como el Río Lagunillas Páramo y el Río Lagunillas
Desembocadura, registraron valores muy altos, los cuales están relacionados
con los sólidos totales y sólidos disueltos, sin embargo el hecho de que estas
estaciones presenten estos valores tan altos, no necesariamente debe ser
atribuido a problemas de contaminación ya que estos parámetros dependen en
gran medida de partículas suspendidas en el cuerpo de agua, tal es el caso
observado en el Río Lagunillas Páramo, el cual el día de la toma de la muestra,
poseía un color gris claro proveniente de las cenizas, que son descargadas en
este a causa de su cercanía al nevado del Ruiz.
Con respecto al análisis de componentes principales (ACP), se presento una
estrecha relación entre ciertos grupos de variables como por ejemplo:
Temperatura ambiente, temperatura del agua y pH grupo 1, el grupo 2 reunió a
los sólidos totales, suspendidos y a la turbiedad y por último el grupo 3 con la
Saturación de Oxigeno y Oxigeno disuelto. Los grupos anteriormente
mencionados son los que más peso tienen en la evaluación de los cuerpos de
agua de la cuenca del Río Lagunillas, es decir que las variables de los primeros
dos grupos son las de más importancia para los cuerpos de agua. El primer
grupo de variables según la literatura está relacionado con factores físicos y
químicos, los cuales intervienen muy marcadamente en los cuerpos de agua
según el ACP, los grupos restantes están relacionados el primero con procesos
de mineralización del agua y el otro con procesos de oxidorreducción de la
materia orgánica.
El índice de calidad de agua tiene como objeto la estimación de un valor o un
puntaje, con el cual se pueda evaluar un cuerpo de agua, por medio de la
60
utilización de 9 variables fisicoquímicas. Según este índice la mayoría de las
estaciones de la cuenca del Río Lagunillas se encontraron en un nivel bueno y
unas pocas en excelente, exceptuando el Río Lagunillas Páramo, el cual
obtuvo un valor de 63 indicando un nivel regular. Algunas estaciones como la
Quebrada La Joya y el Río Lagunillas Desembocadura, en la vereda de
Chorrillo - Ambalema, presentaron características que indicaban ciertos grados
de contaminación y de intervención antrópica, sin embargo al aplicar el índice
obtuvieron valores de calidad buena, casi en el límite con regular. Este hecho
se debe posiblemente a que este índice tiene en cuenta 9 variables las cuales
al promediar no ofrecen una información tan especifica como lo hace cada
parámetro por individual. De forma general se puede decir que la calidad del
agua de la cuenca del Río lagunillas es buena y hay que conservarla de esta
manera.
A nivel temporal no se observaron cambios significativos en los parámetros a
excepción de la turbiedad, Sólidos Suspendidos y Sólidos Totales, los cuales
presentaron valores muy altos durante el primer muestreo debido a que en la
estación Río Lagunillas Páramo, se presento una descarga de cenizas en el
cuerpo de agua por parte del Nevado del Ruiz lo que incremento los valores de
estos parámetros.
61
CONCLUSIONES
De manera general la cuenca del Río Lagunillas presenta una calidad de agua
buena, con excepción de muy pocas estaciones, en las cuales es muy notorio
el grado de intervención antrópica y la contaminación por materia orgánica.
Las estaciones con los grados de intervención más alto se registraron en las
zonas más bajas de la cuenca cerca a la desembocadura del Río Lagunillas en
el Río Magdalena en el municipio de Ambalema.
En la mayoría de las estaciones se observo que a medida que la altura
aumentaba la calidad del agua mejoraba, debido a la poca o nula intervención
antrópica.
A nivel temporal los cambios que se registraron no fueron muy significativos,
sin embargo en algunos parámetros como Turbiedad, Sólidos Totales y
Disueltos cambiaron drásticamente en el Río Lagunillas Páramo durante primer
muestreo debido a los materiales alóctonos como las cenizas arrojadas por el
nevado del Ruiz a este.
62
RECOMENDACIONES
Es necesario establecer más periodos de muestreo y aumentar el número de
muestras para así poder hacer un análisis más exacto de los datos.
Es de vital importancia tomar el mismo número de muestras y conservar los
puntos de un muestreo a otro, para de esta manera poder realizar un análisis
más completo a los datos.
En la realización de los análisis fisicoquímicos, es necesario evaluar las
mismas variables para cada una de las épocas muestreadas y así poder
establecer un punto de comparación más confiable y exacta.
Se deben realizar este tipo de muestreos con más periodicidad para así poder
establecer de una manera más verídica el estado total de toda la cuenca no
solo del lagunilla sino de todo el departamento.
Se deben fomentar más programas de conservación de los cuerpos de agua en
especial en las zonas bajas ya que son las que presentan los valores más altos
de contaminación y de intervención antrópica.
Se deben fomentar más programas de conservación de los páramos ya que
estos son las fuentes de agua no solo del departamento sino de todo el país.
63
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Caracteización Fisicoquimica

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