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DIATOMEAS DE LA CUENCA DEL RÍO LOCUMBA COMO POSIBLES

BIOINDICADORES DE LA CALIDAD DE AGUA

MINISTERIO DE SALUDINSTITUTO NACIONAL DE SALUDCENTRO DE INFORMACIÓN Y DOCUMENTACIÓN CIENTÍFICA

2007

BLGO. MBLGO. CALIZAYA ANCO, JOSE ALBERTO

SERIE INFORMES TÉCNICOS Nº5

DIATOMEAS DE LA CUENCA DEL RÍO LOCUMBA COMO POSIBLES BIOINDICADORES DE LA CALIDAD DE AGUA

Diatomeas de la Cuenca del Río Locumba como posibles bioindicadores de la calidad de agua.

Fecha: 14 de Junio del 2005

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TITULO DE LA INVESTIGACIÓN

NOMBRES Y APELLIDOS COMPLETOS DE LOS DE LOS INVESTIGADORES

- Blgo. Mblgo. Jose Alberto Calizaya Anco. Investigador principal. Móvil: (052) 9297679 – (052) 9842438. Email: [email protected]. [email protected] - Ing. Miriam Avendaño. Co – Investigadora principal. Laboratorio de Salud Pública- Blga. Silvia Sakuray Montalvo. Unidad de diagnóstico clínico. Lab. de Salud Pública- Téc. Irma Sofía Delgado Vargas. Lab. de Salud Pública

INSTITUCIONES QUE PARTICIPARAN EN LA EJECUCIÓN- Laboratorio de Referencia Regional Tacna

INVESTIGADOR RESPONSABLE DE LA CORRESPONDENCIA Blgo. Mblgo. Jose Alberto Calizaya Anco. Investigador Principal. Móvil (052) 9297679 -(052)9842438 Email: [email protected], [email protected] Laboratorio de Salud Pública

UNIDAD OPERATIVA EN LA CUAL SE VA A TRABAJAR Laboratorio de Salud Pública




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INDICE

Contenido Página

- Resumen 3

- Planteamiento del problema 4

- Justificación y uso de resultados 5

- Fundamento Teórico 6

- Objetivos de la investigación 10

- Hipótesis 10

- Metodología 10

- Tipo de estudio 10

- Selección del área de estudio 10

- Sujetos 10

- Criterios de inclusión y exclusión 10

- Diseño muestral 11

- Definiciones operacionales de las variables 11

- Descripción de la intervención propuesta 11

- Procedimientos para recolección de la información 11

- Indicadores para el monitoreo 12

- Control de calidad 12

- Análisis de datos 12

- Referencias Bibliográficas 15

- Cronograma de actividades 17

- Presupuesto detallado 17

- Presupuesto mensualizado 18

- Anexos 19




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RESUMEN

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

El Proyecto Especial Tacna (PET) y la Dirección de Ecología, Protección Ambiental y Salud Ocupacional de la Dirección Ejecutiva de Salud Ambiental (DESA -TACNA), realizan el monitoreo de la calidad del agua de la Cuenca del Río Locumba mediante los análisis físicos y químicos. Los resultados de dichos análisis son sólo de cationes. Esta información no es útil para determinar el grado de contaminación orgánica. El monitoreo de la materia orgánica existente en la cuenca, requiere buena instrumentación, por lo que implica un elevado costo. Estas limitantes no permiten un monitoreo continuo de la calidad orgánica del agua, por lo que éstos análisis sólo se pueden realizar muy esporádicamente. Además el monitoreo que se realiza en la Cuenca del Río Locumba se lleva a cabo 2 ó 3 veces al año, lo que hace aún mas relativo los datos obtenidos. Los análisis físicos, químicos y microbiológicos presentan una gran sensibilidad de detectar trazas de pesticidas, venenos u otras toxinas, sin embargo los reactivos y el personal capacitado aumentarían notablemente los costos para realzar dichos análisis. En otros países con mayor tradición en monitoreos ambientales han identificado a las diatomeas como la alternativa mas adecuada para la solución a todas estas deficiencias. Visto todo lo anterior planteamos la siguiente pregunta:

¿Son las diatomeas bioindicadores sensibles para determinar la calidad orgánica del agua en la cuenca del río Locumba?

MATERIAL Y MÉTODOS: Se plantea como objetivo general, establecer si las diatomeas son organismos sensibles para determinar la calidad orgánica del agua en la cuenca del río Locumba. Es una investigación Experimental del tipo Longitudinal Prospectivo. El área de estudio, es la Cuenca del Río Locumba, que se sitúa en las provincias de Jorge Basadre Grohmann y la provincia de Candarave. Cada estación de muestreo esta formado por todo aquel tramo de río, cercano a una comunidad no menor de 300 personas.

RELEVANCIA: Hasta el momento se desconoce la verdadera situación de la calidad orgánica en la Cuenca del Río Locumba, debido a factores limitantes ya mencionados anteriormente. Basado en ello es que en el presente proyecto se plantea una herramienta alternativa para la determinación de la calidad orgánica del agua, como es el uso de las diatomeas que se muestran como los organismos más apropiados para este tipo de monitoreo ambiental, por brindar una información más rápida , ser una técnica bastante económica a comparación de los análisis tradicionales y además porque han demostrado ser muy confiables, ya que es utilizado en otros países como una herramienta en la gestión de calidad de agua de sus cuencas.

MONTO TOTAL SOLICITADO:

Asciende a la suma de 49 920 nuevos soles




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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

En la actualidad la Cuenca del Río Locumba está siendo fuertemente alterada debido al impacto negativo que las comunidades aledañas (urbanas y agrícolas) están ocasionando sobre la calidad de sus aguas. Dicha agresión ambiental hacia sus ríos es debido generalmente por la utilización de agroquímicos (pesticidas y fertilizantes) que ingresan al río de manera superficial o por filtración y a ello se suma, el ingreso de materia orgánica, debido a las aguas residuales (desagües) que no tienen tratamiento alguno y que llegan directamente al cuerpo de agua por falta de servicios de saneamiento ambiental y de un sistema de alcantarillado adecuado para la zona. La contaminación de los ríos tributarios que integran la cuenca del Río Locumba contribuyen sinergéticamente al arrastrar los residuos orgánicos e inorgánicos desde una población a otra aguas abajo, incrementando la cantidad de materia orgánica en toda esta cadena de arrastre de contaminantes. Todo esto está cambiando la calidad del agua de la Cuenca del Río Locumba y así como la salud de la población ubicada río abajo, debido a los agentes patógenos que son transportados por estas aguas provenientes desde una población altitudinalmente superior. Teniendo conocimiento de éstos problemas, el Proyecto Especial Tacna (PET) y la Dirección de Ecología, Protección Ambiental y Salud Ocupacional de la Dirección Ejecutiva de Salud Ambiental (DESA - TACNA), vienen realizando evaluaciones periódicas de la calidad del agua de lasCuencas del Río Locumba, Sama y Caplina. En caso del PET las evaluaciones de calidad de agua dependen de los estudios que se realizan para proyectos hídricos, y por lo tanto son muy esporádicos, además sus análisis se limitan a la determinación de Boro y Arsénico. La Dirección de Ecología, Protección Ambiental y Salud Ocupacional de la Dirección Ejecutiva de Salud Ambiental (DESA - TACNA) envía la mayoría de los análisis físicos y químicos a la oficina central de DIGESA en Lima, ocasionando retrasos de 2 hasta 3 meses. Es así que estos datos resultan obsoletos y hasta cierto punto un gasto mal empleado para el momento de tomar decisiones. Los análisis que actualmente se vienen realizando en el monitoreo de la calidad del agua de la Cuenca del Río Locumba son de cationes (Cadmio, Cobre, Cromo, Hierro, Manganeso, Mercurio, Plomo y Zinc), cuya información no permite determinar el grado de contaminación orgánica existente en la cuenca, esta falta de datos se debe principalmente a la falta de instrumentación y de personal capacitado para los análisis de materia orgánica. A esto hay que añadirle que el monitoreo en la Cuenca del Río Locumba se realiza 2 ó 3 veces al año, haciendo esto aún mas relativo los datos obtenidos. Además que los análisis físicos, químicos y microbiológicos por un lado presentan gran sensibilidad al detectar incluso trazas de pesticidas, venenos u otras toxinas, por otro lado los equipos, reactivos y el personal capacitado son muy limitados (y mucho peor en poblados alejados) lo que aumentaría notablemente el costo para poder contar con alguno de éstos análisis. Por último éstos resultados indican las condiciones en que ha sido tomada la muestra de agua, es decir sólo determina una “contaminación transitoria” o resultados “puntuales” en la dimensión cronológica.Es así que el presente proyecto se plantea como una alternativa de solución, el uso de las diatomeas como bioindicadores, que por sus estudios en otros lugares han demostrado ser muy útiles, confiables y económicos Por lo que nos planteamos la siguiente pregunta: ¿Son las diatomeas bioindicadores sensibles para determinar la calidad orgánica del agua en la cuenca del río Locumba?




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JUSTIFICACIÓN Y USO DE LOS RESULTADOS:

En la actualidad ninguna de las instituciones arriba nombradas, se encuentran haciendo la evaluación periódica de la calidad orgánica del agua de la Cuenca del Río Locumba, puesto que son análisis muy costosos y requieren de personal calificado. Es decir, hasta el momento se desconoce la verdadera situación de la calidad orgánica en la Cuenca del Río Locumba, debido pues a los factores limitantes ya mencionados. Es por ello que en el presente proyecto se utilizarán tecnologías nuevas, que podrían solucionar problemas ambientales mediante los datos que se puedan obtener, los mismos a su vez resultan ser mas rápidos, económicos y muy fiables, como es el uso de las diatomeas en su rol de bioindicadoras de la calidad orgánica del agua, y que actualmente son ampliamente utilizadas en varios países para resolver todas las limitantes que muestran los análisis físicos y/o químicos. Las diatomeas son los organismos mas adecuados para reflejar el verdadero estado de contaminación de un cuerpo de agua puesto que muestran un alto grado de sensibilidad frente a cambios de su medio ambiente, además que muestra ser una técnica bastante rápida ya que al establecer las diatomeas indicadoras, brindará resultados en cuestión de horas. Viene a ser económica, puesto que solo se requiere de la mínima instrumentación de laboratorio. Y quizás la ventaja mas importante con respecto a los análisis físicos y químicos, es el de ser un método fácil para adiestrar a un personal técnico que pudiera ser de la misma comunidad cercana a su río, puesto que requiere un mínimo conocimiento de taxonomía y laboratorio. El uso de las diatomeas como indicadoras es un aporte importante para la ciencia y una herramienta de solución y uso directo en los problemas ambientales así como en la determinación de políticas de saneamiento y gestión ambiental.Con los resultados obtenidos de la investigación se espera haber caracterizado el estado actual de la calidad orgánica de la Cuenca del Río Locumba mediante los análisis físicos y químicos, así como también la variación de la composición de diatomeas espacialmente y temporalmente. Se realizarán mapas hidrogeográficos de calidad de agua basados en diatomeas, de tal manera que ser logrará caracterizar zonas específicas y de distribución de cada uno de los organismos. Identificando zonas de alta, mediana y baja vulnerabilidad ante la presencia de contaminantes. Además como consecuencia de éstos análisis se crea una “verdadera línea base” de la condición ambiental existente en los ríos de la cuenca. Para determinar las condiciones antes, de un probable incremento de la contaminación por empresas (mineras, lácteas, cárnicas, etc) que se puedan instalar cerca de éstos cuerpos de agua. Y por último, en un futuro no muy lejano, se espera establecer un Índice Biológico Diatomeíco (IBD) para la cuenca del Río Locumba, cuyos datos servirían de base en la elaboración de índices similares para otros ríos de la zona Sur del País. De esta manera será relativamente fácil poder utilizar a las diatomeas como una herramienta útil en las poblaciones alejadas para que puedan determinar la calidad del agua de sus Ríos, desde el punto de vista orgánico.




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FUNDAMENTO TEÓRICO:

Las diatomeas (Bacillariophyceae) son algas microscópicas unicelulares, predominantemente de vida libre, aunque también existen individuos filamentosos o coloniales envueltos por una capa de mucílago (WETZEL, R. 1981). Se encuentran en todos los tipos de hábitat, donde la luz, temperatura y las condiciones químicas son favorables para su crecimiento, y se distribuyen en todas las latitudes y longitudes del mundo por lo que están presentes en ríos, estuarios, lagos, y ambientes marinos, ubicados sobre diversos sustratos, así también en zonas húmedas, frías y aguas termales. Actualmente las diatomeas están representadas por cerca de 250 géneros y 1000 especies que muestran una amplia distribución geográfica (cosmopolitas), (LOBO et al., 2002). El registro fósil indica que las diatomeas ya era un grupo especializado desde el Cretáceo Inferior (HARWOOD, 1992), (MAIDANA, N., DIAZ, V. & KRAMMER, K. 2002).

En su distribución, de modo general podemos dividir a las diatomeas en continentales y marinas, y además por su permanencia en el cuerpo de agua, pueden ser bentónicas y/o planctónicas. Las formas béntico-neríticas, viven sobre un sustrato y la mayoría de ellas poseen rafe y como tal presentan movimiento. Su ocurrencia depende de la penetración de la luz, así como cantidades disponibles de nutrientes, O2, H2S, CH4, CO2 y temperatura adecuada. Las formas bénticas o perifíticas, por lo común viven adheridas al medio en que se desarrollan: rocas o piedras (epilíticas), plantas (epifitas) sobre animales (epizoicas) o dentro de animales (endozoicas). Las epífitas secretan sustancias mucilaginosas que fluye a través de poros del frústulo o bien se adhieren al sustrato por medio de sus valvas. (FERNÁNDEZ, 1999), (MANGUIN, E. 1966)

Las aguas continentales varían ampliamente en su composición química, principalmente por la variabilidad litológica de la cuenca o lago, clima, vegetación y factores ambientales. Los factores de origen antropogénico también son importantes de considerar pues afectan directamente sobre la erosión del suelo, las actividades agrícola-ganaderas, la irrigación, así como el impacto negativo que se produce en el área destinada al vuelco de los desperdicios y la urbanización. Todo ello tiende a la acumulación y concentración de compuestos que, en su proceso de degradación orgánica, sustancias minerales o de iones, derivan a las aguas del río (POTAPOVA & CHARLES, 2003).

Las algas comúnmente son usadas en la caracterización biológica del ecosistema y determinación de la salubridad del recurso hídrico y su posterior uso en distintas aplicaciones, (PRYGIEL et al, 1996). La diversidad, la combinación de características morfológicas, fisiológicas y reproductivas hacen de las algas importantes organismos diagnósticos adecuados para el uso y aplicación en el análisis y evolución de los ecosistemas (LANGE-BERTALOT, H. 1979)

El conocimiento de la composición específica, en el ambiente acuático seleccionado, permitirá asignar el grado de salubridad, detectar los orígenes y gradientes de contaminación, puntual o difusa, mediante los registros específicos y la diferenciación entre especies con distintos grados de tolerancia (ALVERSON et al., 2003).

De la extensa biodiversidad algal, las diatomeas presentan una serie de ventajas para el estudio mencionado en los párrafos precedentes. Estos organismos, se desarrollan en diversos ambientes, como ser, distintos tramos a lo largo de un río, desde la naciente, hasta el estuario así como en un ambiente marino (LANGE-BERTALOT, H. 1979), (OLIVEIRA et al, 2001). Algunas especies de este grupo son muy sensibles a pequeños cambios que ocurren en el medio




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en que habitan, mientras que otras son más tolerantes, pero que responderán a mediano o largo plazo a los cambios ambientales.

A diferencia de otros tipos de algas, que su identificación depende de estructuras desarrolladas en su ciclo vital y que muchas veces no están presentes en la muestras, las diatomeas son más factibles de determinar mediante la observación de su pared celular con ornamentaciones constantes de valor taxonómico y a la vez por ser regularmente dominantes en la mayoría de cuerpos de agua (WILLIAMS, 1972).

En muchos países se han incluido, en los proyectos de investigación, el uso de las diatomeas como parte de las actividades de rutina en el monitoreo de la calidad de las aguas de sus ríos, o están en el proceso de desarrollar estas técnicas. (KELLY et al. 1998). El uso de las diatomeas como indicadores de calidad del agua de ríos ha comenzado a ser ampliamente utilizado en varios países. La relación existente entre la abundancia relativa de diatomeas, la conductividad y composición iónica del agua, a partir de una base de datos de 3239 muestras de diatomeas bentónicas colectadas de 1109 ríos en EE.UU., demuestra que estos parámetros ambientales tienen estadísticamente una relación estrecha con la composición diatómica. (POTAPOVA & CHARLES, 2003).

El incremento de la contaminación de origen orgánico, viene a constituir uno de los principales problemas en las aguas superficiales, pues está alterando la naturaleza de los ríos, arroyos, lagos, etc. Dichos ecosistemas son considerados como “la puerta trasera”, donde se deposita la mayoría de desperdicios originados por los desagües o por el vertimiento de cualquier compuesto orgánico (basura) que se ubique cerca al ecosistema del río. En la actualidad, para la evaluación de la calidad de agua se utilizan tanto los análisis físicos, químicos y microbiológicos, en la que incluyen análisis simples como temperatura, pH, conductividad, salinidad, turbidez, hasta los mas complejos como nitratos, nitritos, amonio disuelto, demanda bioquímica de oxigeno (DBO5), coliformes totales y fecales, pesticidas, metales pesados, etc. (RODRIGUES, L. M. & LOBO, E. A. 2000). El costo para cada uno de los análisis viene a ser muy elevado, considerando que se realizará por un buen periodo de tiempo. Estos problemas ya han sido resueltos en otros países, con la aplicación de organismos bioindicadores, ya sean los macroinvertebrados o las diatomeas, y en algunos casos la utilización de ambos organismos para establecer índices biológicos adecuados, capaces de reflejar la verdadera condición de calidad orgánica del agua (SLÁDECEK, V. 1973). Las diatomeas tienen la ventaja de permanecer en el tiempo por la característica de su pared celular (frústulo) y además por las asociaciones en que se presenta en una comunidad ficológica. Por ejemplo, la mayor abundancia de Cyclotella meneghiniana con Craticula cuspidata y con Navicula rhyncocephala nos indica que es un estado trófico mayor (contaminación orgánica moderada), y si además se encuentran anabaenas, microcystis u otras clorofitas como ankistrodesmus confirma que son aguas eutróficas y seguro que el indice daria en beta-mesosaprobias. Con respecto al costo, el biomonitoreo es mas barato, que el químico, (aunque no se le debe descartar sino al contrario, un análisis químico sin el biológico esta mas incompleto, que un biológico sin el químico. Los datos químicos son puntuales, sólo los del día de la toma de muestra, mientras que las comunidades algales representan una población que responde a los cambios sustituyendo una especie por otra o tolerando el cambio y eso es lo que denomina como la autoecología de cada especie, esto es constante (PRYGIEL, J. & COSTE, M. ,1993)




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Además las diatomeas también pueden ser heterotróficas, como muchas Hantzschia spp o Nitzschia spp que reflejan datos de la carga de materia orgánica y si se encuentran euglenales, se puede confirmar mas rápido que hacer un DBO o DQO. En el congreso de limnología realizado en España - Valencia en junio del 2000, quedó estipulado como obligatorio el uso de las algas como indicadoras de calidad de agua para la comunidad europea. En el congreso estaban legisladores, empresarios de varios países de Europa además de talleres de “las algas como indicadoras de calidad de agua, coordinado por los Dres. Sergi Sabater y Luc Ector,cuyas conclusiones del taller fueron: conocer la flora algal a nivel regional o por cuenca como primer paso, y en especial las diatomeas.

Indicadores biológicos:

El vuelco de efluentes con residuos orgánicos puede inhibir el desarrollo de ciertos grupos de microorganismos y macroorganismos acuáticos, o por el contrario puede llegar a estimular su desarrollo, ya sea por mecanismos de selección o por acción directa sobre éstos en merced al efecto de nutrientes (LECLERCQ, L & DEPIEREUX, E. 1987).

Esto nos indica que pueden desarrollarse bien en aguas de calidad muy diversa, en mayor grado de eutrofización, pero otros están estrechamente ligados a condiciones ambientales muy específicas; sólo estos últimos son apropiados como organismos indicadores (bioindicadores) (OLIVEIRA et al, 2002). En los saprobios un gran número de factores desempeñan un papel importante en su relación con un determinado grado de contaminación, entre ellos el oxígeno cuya demanda es muy diversa en las distintas especies. Los anaerobios o aquellos que pueden desarrollarse en microaerobiosis dependen muy poco del oxígeno disuelto, mientras que otras especies dependen de modo extremo de la concentración de oxígeno, entre ambos extremos existen todas las formas intermedias imaginables, (PRYGIEL, J. & COSTE, M. 1995). Así también, las sustancias en estado de putrefacción y eliminación de toxinas causan alteraciones en muchos seres vivos como por ejemplo el ácido sulfhídrico y amoniaco. De otro lado, los productos de descomposición de las proteínas tienen un efecto positivo sobre ciertos seres vivos y negativo sobre otros. (JOHNSON et al., 1993).

Por lo que se ha establecido que un indicador biológico es una especie, o asociación de especies, que presenta requerimientos específicos para un conjunto de variables físicas y químicas, de tal forma que cambios en su presencia/ausencia, número, morfología, fisiología o comportamiento indicará que las condiciones físicas y químicas, del medio acuático, se encuentran fuera del límite de tolerancia de aquella especie (JOHNSON et al., 1993).

Según JOHN. (1998) muchas instituciones realizan monitoreos en forma rutinaria de las condiciones y propiedades físicas y químicas de los ríos y arroyos. Estos valores registrados nos proveen datos determinados en un tiempo dado, pero no proveen una información más global de la “salud” del ecosistema. Las interacciones dinámicas (físicas, químicas y biológicas) que caracterizan a un ecosistema están mejor reflejadas por la presencia de los organismos que habitan en ese medio acuático, ya que los registros físico-químicos del agua pueden fluctuar en un relativo corto tiempo. Actualmente los organismos más utilizados son las diatomeas como indicadores biológicos, en los monitoreos de calidad de agua en los ríos que lo contienen (PRYGIEL, 2002).

Los indicadores biológicos integran las respuestas a cambios medioambientales tanto en un corto como largo plazo. Ellos deberían ser sensibles a cambios finos del medioambiente e idealmente deberían tener un buen demarcado rango de tolerancia y preferencia a variables medioambientales ante un cambio ambiental que puede ser reflejado en un cambio en la especie




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dominante. JOHN (1998) considera a Rhopalodia, Amphora y Mastogloia como sensibles a la salinidad, ya que cuando incrementa este factor, ellos incrementan su abundancia, así también Cyclotella meneghiniana fue caracterizada de lugares mesotróficos a eutróficos con elevada conductividad.

Métodos de estudio de diatomeas para determinar el grado de saprobiedad:

Para el estudio de la calidad de agua en ríos y arroyos basados en diatomeas, se puede hacer uso de cuatro métodos: Índices bióticos, Análisis multivariado, Índice de diversidad y análisis de relación abundancia – especies (LOBO et al, 1995a).

Indices Bióticos:

Refleja un dato numérico, que brinda una idea del efecto de la polución sobre las comunidades existentes. Para poder determinar dichos índices, se elaboran tablas que registran valores sapróbicos para cada especie, con dicho valor se puede determinar el DAIpo (índice para la contaminación orgánica del agua), como en Japón, o el SI (Indice Sapróbico) enAlemania, índices muy aplicados a nivel mundial (DESCY 1979, Lange BERTALOT, 1979, SCHOEMAN, 1979). El DAIpo es la transformación lineal del índice de Pantle & Buck (KOBAYASI & MAYAMA, 1989).

Análisis multivariado:

El uso del análisis multivariado tiene como objetivo resumir una gran base de datos sobre la comunidad biótica, relacionándolos con los gradientes ambientales y determinar gradientes ambientales que no relacionados previamente. Entre los análisis más utilizados e importantes para obtener interpretaciones más claras y con mayor precisión tenemos al Análisis de componentes principales (ACP), Análisis de correlación (AC), Análisis de correspondencia canónico (ACC) (LOBO et al, 2002).

Índices de Diversidad:

Estos Índices dan un reflejo de la variabilidad específica y concomitante a ello la riqueza de especies. Por lo general se fundamenta en el hecho de que la diversidad de especies disminuye conforme aumenta la contaminación, aunque cuando el grado de contaminación no indica riesgos para los organismos sino un ambiente con un alto grado de eutrofización, los valores de diversidad suelen ser altos debido a la disponibilidad de nutrientes. Son prácticos ya que no necesitan de una identificación precisa de especies, pero según LOBO et al. (2002), los datos obtenidos reducen a las especies a números anónimos y no considera sus adaptaciones ambientales.

Relación abundancia – especies:

El análisis comparativo entre las especies y su abundancia es utilizado para determinar el impacto que recibe un cuerpo de agua debido a agentes contaminantes (PATRICK et al., 1954, KOBAYASI, 1979). Su aplicación requiere el recuento de numerosos organismos por taxa.




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OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN: Objetivo General:Establecer si las diatomeas son organismos sensibles para determinar la calidad orgánica del agua en la cuenca del río Locumba.

Objetivos Específicos:1.- Identificar y cuantificar las diatomeas existentes en diferentes niveles geográficos (espacio) y en forma periódica (tiempo) en la cuenca del río Locumba. 2.- Identificar y cuantificar las algas existentes en la cuenca del río Locumba.3.-Determinar la calidad del agua desde el punto de vista físico, químico y microbiológico en diferentes niveles geográficos (espacio) y en forma periódica (tiempo) en la cuenca del río Locumba. 4.-Establecer la relación estadística entre las diatomeas y los datos físicos, químicos y microbiológicos obtenidos. 5.-Comparar los costos de medición entre las diatomeas y los métodos físicos, químicos y microbiológicos.

Hipótesis:Las diatomeas (bioindicadores) se comportan como herramientas alternativos para determinar la calidad orgánica del agua en la cuenca del río Locumba.

METODOLOGÍA

TIPO DE ESTUDIOTipo de investigación es transversal descriptivo

SELECCIÓN DEL AREA O AMBITO DE ESTUDIOEl área de estudio, es la Cuenca del Río Locumba, que se sitúa en las provincias de Jorge Basadre Grohmann y la provincia de Candarave. Tiene una superficie de 5900Km2, con una longitud de 170 Km. Sus aguas riegan alrededor de 7162 has. de cultivo. Comprende 9 distritos haciendo aproximadamente una población total de 35 652 hab. (INEI, 1992).

SUJETOSUniverso: Esta formado por todo aquel tramo (estación de muestreo) de río, cercano a una comunidad no menor de 200 personas.Muestra: Esta formado por 20 estaciones de muestreo

CRITERIOS DE INCLUSIÓN Y EXCLUSIÓNCriterios de Inclusión: Todo cuerpo de agua que:

- Se encuentre cerca de una comunidad formada por más de 200 individuos. - Se encuentre cerca a comunidades de desarrollo agrícola, ganadero o empresas con

evidente impacto ambiental negativo. - Se encuentre a comunidades con falta de servicios de alcantarillado o de tratamiento

de sus aguas residuales que las vierte al río.




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Criterios de Exclusión:Todo cuerpo de agua que:

- Se encuentre en las nacientes, donde no hay rastros de contaminación. - Se encuentre llegando al mar (estuario). - Se encuentre muy cerca de actividades mineras.

DISEÑO MUESTRAL:Se considera como el tamaño muestral, al conjunto de puntos de muestreo que

cumplen los criterios de inclusión. Las comunidades que presentan mas de 200 individuos son: Candarave, Huaytire, Mullini, Patapatani, San Pedro, Santa Cruz, Talaca, Totora, Cairani, Ancocala, Calacala, Borogueña, Camilaca, Cambaya, Corahuaya, Tacalaya, Curibaya, Huanuara, Quilahuani, Aricota, Pallata, Locumba, Ilabaya, Mirave, Toquepala.

DEFINICIONES OPERACIONALES DE LAS VARIABLES Contaminación orgánica del agua: Es el estado de alteración del agua por un contaminante de origen orgánico.Diatomeas: Son organismos sensibles ante un cambio en el grado de contaminación orgánica en un cuerpo de agua, manifestándose como la variación en cuanto a la composición de especies y en cuanto a abundancia relativa, dentro de una misma población.Análisis físico – químicos y microbiológico: Son las técnicas utilizadas para la determinación cualitativa y cuantitativa de la materia orgánica en un cuerpo de agua.

DESCRIPCIÓN DE LA INTERVENCIÓN PROPUESTA:1.- Revisión bibliográfica. 2.- Delimitación del área de muestreo. 3.- Selección de los puntos de muestreo. 4.- Preparación del material de laboratorio y capacitación a personal ayudante. 5.- Toma de muestra: evaluación de datos físico – químicos de campo y recolección de diatomeas. 6.- Evaluación de datos químicos en laboratorio y preparación e identificación de diatomeas. 7.- Análisis estadístico de las diatomeas con los parámetros ambientales. 8.- Establecimiento de las diatomeas indicadoras. 9.- Elaboración de un mapa hidrogeográfico de la calidad de agua de la Cuenca del Río Locumba.

PROCEDIMIENTOS PARA LA RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN:a)Para la muestra Biológica: Alverson, et al,(2003), Kelly, M (1998), Martínez de Fabricius, A. (1996).

- Muestreo y Transporte: Cada estación de muestreo representa 100 m de longitud del río. En cada estación se establecerán puntos equidistantes de muestreo. Se extrae la muestra a partir de las piedras presentes en el bentos de 20 a 32 cm (3cm x 3cm) de diámetro, que deben estar libres de macroalgas y macrófitas. Posteriormente la muestra es colocada y transportada en un frasco al 70% de etanol hacia el laboratorio.

- Trabajo en Laboratorio:, Se oxidará la muestra según Hasle y Fryxel (1970), con HCl, H2SO4 y H2O2 , con la finalidad de eliminar la materia orgánica que dificulta la identificación de la diatomea, la cual se basa esencialmente en la ornamentación presente en la pared celular (frústulo). Se realizará el montaje de las diatomeas en láminas portaobjeto con su respectivo cubreobjeto, utilizando una resina especial para diatomeas.




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La identificación se realizará utilizando un microscopio de transmisión de luz en objetivos de inmersión, y mediante las claves taxonómicas especializadas en Diatomeas. Luego de la identificación se realizará el conteo de todos los individuos hasta un máximo de 400.

- Evaluación Ecológica: Son herramientas útiles para poder entender el comportamiento de las diatomeas con otros grupos algales. Estos índices son: Riqueza de especies, diversidad, equitabilidad, similitud, dominancia, etc.

b)Para el análisis físico – químico y microbiológico: Díaz de Santos, E. (1998).Algunos análisis se realizarán junto con el muestreo de diatomeas. Para los análisis llevados a cabo en el laboratorio se utilizará las metodologías descritas por normas nacionales e internacionales.

RECLUTAMIENTO DE LOS PARTICIPANTES:En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio, si no con agua

INDICADORES PARA EL MONITOREO:VARIABLE: Contaminación del agua. INDICADOR: Turbidez, crecimiento de macroalgas, análisis organolépticoVARIABLE: Diatomeas indicadoras: INDICADOR: Presencia / ausencia, abundancia relativa.

VARIABLE:

Análisis físico – químicos y microbiológico INDICADOR: Temperatura, conductividad, pH, turbidez, sólidos totales, caudal, coliformes, nitratos, nitritos, fosfatos, Oxígeno disuelto, DBO5, dureza. Según la Ley General de Aguas – Perú, e internacionales

CONTROL DE CALIDAD- Los datos físico – químico y microbiológicos obtenidos, serán comparados con los resultados que pueda tener DESA – TACNA de DIGESA y del Proyecto Especial Tacna (PET).- La identificación taxonómica será verificada por: Dra. Nora Maidana de Universidad de Buenos Aires, Argentina. Dra. Ana L. Martínez de Fabricius de Universidad Río Cuarto, Argentina. PhD. Pedro Tapia de Universidad Cayetano Heredia, Perú. Dra. Haydee Montoya, Universidad Mayor San Marcos, Perú. - El procesamiento estadístico de los datos será supervisado por: PhD. Pedro Tapia. Universidad Cayetano Heredia, Perú. MSc Elmer Limache Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, Perú.




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ANÁLISIS DE LOS DATOS Primero se debe estandarizar todos los datos, esto incluye las técnicas de

normalización de datos (massage).Para luego aplicar los siguientes análisis: - Análisis de Regresión y Correlación. Serán realizados con los datos obtenidos de los índices ecológicos, indicadores fisicoquímicos y microbiológicos, además de datos del hábitat. - Análisis de componentes principales (PCA): Para reducir en una base de componentes principales todos los datos más importantes de los indicadores fisicoquímicos y microbiológicos, así como el carácter del hábitat. Esta técnica es útil cuando se trabaja con datos multivariados, primero porque muestra los cambios entre sitios, que son multivariados y segundo porque reduce el riesgo que haya correlaciones al azar, entre las variables ambientales y la composición de la flora diatomeíca.- Análisis de correspondencia (DCA): Se realizará éste procedimiento para observar los distintos cambios en cuanto a composición de especies entre los diferentes puntos de muestreo.- Análisis de correspondencia canónica (CCA): Para evaluar el mayor grado de relación entre la composición diatomeíca y los datos fisicoquímicos y microbiológicos. Según JÜTTNER et al, (2003), LOBO, E. (1997), POTAPOVA, M. & CHARLES, D. (2003).

ORGANIZACIÓN Y RESPONSABILIDADES: - Blgo. Jose Alberto Calizaya Anco:Preparación de la muestra, identificación, conteo y evaluación del trabajo- Ing. Miriam Avendaño:Toma de muestra de cada estación, y evaluar los valores ambientales in situ- Blga. Silvia Sakuray MontalvoAnálisis microbiológico de la muestra de agua- Téc. Irma Sofía Delgado Vargas:Preparación de documentos, trámites en aspectos logísticos




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ASPECTOS ÉTICOS1. PARTICIPACIÓN DE SERES HUMANOS : El estudio NO involucra la participación (o inclusión de muestras) de seres humanos (Si marca esta respuesta, entonces no es necesaria una constancia de aprobación del CEI). El estudio involucra la participación de seres humanos (Si marca esta respuesta, es necesario la revisión y aprobación del CEI).

2. PROCESO DEL CONSENTIMIENTO INFORMADO El estudio no requiere consentimiento informado El estudio requiere del consentimiento informado de los participantes

Describir y justificar el tipo de consentimiento informado que se empleará (verbal o escrito). Si usted no utilizará un consentimiento informado durante el estudio, explique el motivo.En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio

Si usted utilizará un consentimiento informado durante el estudio, explique: ¿Quién estará a cargo de su obtención?¿las personas encargadas de la obtención del consentimiento informado serán previamente capacitadas, cómo?.Nota: Recuerde adjuntar el documento de consentimiento informado que se utilizará en el estudio. Asegúrese que en el documento conste el número de versión y la fecha.En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio

3. RECLUTAMIENTO DE LOS PARTICIPANTESDescriba las medidas que serán tomadas para evitar la discriminación de participantes. En el caso de que algún grupo de participantes sea discriminado (gestantes, niños, estratos socio-económicos, etc.). Explique y justifique los motivos de esta discriminación.En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio

Describa las medidas que serán tomadas para evitar la coacción de los participantes al momento del reclutamiento y/o al momento de dar el consentimiento informado.En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio

4.- CONSECUENCIAS DE LA PARTICIPACIÓN EN EL ESTUDIO

En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio

4. PAGO A LOS PARTICIPANTESEspecifique si existirá algún tipo de pago o compensación económica, las cantidades promedio y la forma como será realizado.Los sujetos de investigación deberán pagar alguno de los procedimientos usados en el estudio? Sí / NoSi su respuesta fue afirmativa, explique cuáles y por qué?En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio

X

X




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5. CONFIDENCIALIDAD DE LA INFORMACIÓN OBTENIDADescriba las medidas que serán tomadas para proteger la confidencialidad de la información (¿Cómo serán almacenados y protegidos los documentos y resultados?, ¿Dónde se almacenará esta información?, por cuánto tiempo?, quiénes tendrán acceso a esta información?).En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio

6. INFORME DE LOS RESULTADOS DE LAS PRUEBAS A LOS PARTICIPANTES

Se les informará los resultado de sus pruebas (exámenes) a los participantes? Sí / No.Si la respuesta es afirmativa, especifique la forma cómo se realizará (quién lo hará?, en cuánto tiempo será eso?, se le explicará el resultado?). Si su respuesta es negativa, especifique las razones. En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio

7. INFORME AL PÚBLICO¿Será la información de este estudio accesible públicamente al final del mismo? Sí / NoSi su respuesta es afirmativa, por favor detalle la forma cómo será publicada. Si su respuesta es negativa, explique los motivos. Señale si existe alguna restricción.En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio

8. OTROS ASPECTOS ÉTICOS RELEVANTESExplique brevemente la forma de monitoreo, manejo y informe de los probables efectos adversos que pudieran presentarse durante el estudio.En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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37.-WETZEL, R. (1981). Limnología. Ed. Omega. S. A. Barcelona.: 259-319.

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

ACTIVIDAD/MES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15




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Rev. Bibliográfica XEquipamiento de reactivos e instrumental necesario

X

Muestreo X X X X X X X X X X X XIdentificación y conteo de algas X X X X X X X X X X XAnálisis físico y químico del agua X X X X X X X X X X XAnálisis estadístico (univariada) X X X X X XAnálisis estadístico (multivariada) X X X X X XMapa de calidad de agua X X XElaboración del informe X X X X

PRESUPUESTO DETALLADO

RUBRO MEDIDACOSTO UNITARIO (soles) CANTIDAD COSTO TOTAL

REVISION BIBLIOGRAFICA

Fotocopias 01 hoja 0.1 200 20

Libros especializados 01 libro 300 3 900

Internet 01 hora 1 200 200

PREPARACION DE REACTIVOS E INSTRUMENTAL

GPS alquiler por dia 70 3 210

Material de escritorio paquete 60 1 60

Fotografías revelado 01 rollo 24 4 96

MUESTREO

Combustible un viaje (25 glns) 325 12 3900

Viáticos para conductor un dia 50 12 600

Cooler unidad 120 4 480

Analisis fisico quimico de campoalquiler de

equipo 40 12 480

Análisis microbiológico de campo02 kits (para 10

pruebas) 280 12 3360

Frascos para transporte de muestra unidad 4 200 800

Conservantes unidad 70 4 280

Investigador principalservicios no personales 800 15 12000

IDENTIFICACION Y CONTEO DE ALGAS

Resina para montaje de algas unidad 250 2 500

Tela nanzú metro 4 2 8

aceite de cedro frasco 60 1 60

Laminas porta objeto caja 30 20 600

Laminas cubreobjetos caja 30 20 600

Peroxido de hidrógeno concentrado litro 11 30 330

alcohol litro 12 4 48




20

Frascos para conservación unidad 4 200 800

Internet hora 1 100 100


Fotografías en MEB revelado 01 rollo 100 3 300

ANALISIS FISICO - QUÍMICO DE LABORATORIO

Nitratosprueba por

salida de campo 400 12 4800

Nitritos prueba 400 12 4800

DBO5 prueba 800 12 9600


ANALISIS ESTADISTICO UNIVARIADO


Servicios profesionales honorarios 1000 1 1000

ANALISIS ESTADISTICO MULTIVARIADO



MAPA CALIDAD DEL AGUA



ELABORACION DEL INFORME



Papel Bond A4paquete de

millar 36 1 36

Tipeo e impresión hoja 0.5 400 200

TOTAL: 49 920




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PRESUPUESTO MENSUALIZADO

RUBRO/MES 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15RECURSOS

HUMANO 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800MATERIAL E

INSUMOS 5061 5461 2291 2291 2291 2291 2291 2291 2291 2291 2291 2743 1440 1666 630

5511 5911 2741 2741 2741 2741 2741 2741 2741 2741 2741 3193 1440 1666 630

TOTAL:49 920

ANEXOS

- Diagrama de flujo de trabajo- Tarjetas de recolección de información- Mapa Hidrográfico de la Cuenca del Río Locumba




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DIATOMEAS DE LA CUENCA DEL RÍO LOCUMBA COMO POSIBLES … · monitoreo de la calidad del agua de la...

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