Hydra Attenuata Bioindicador Calidad de Aguas
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CONCENTRACIÓN LETAL (LC 50 ) EN Hydra attenuata (PALLAS, 1766) POR AGUAS DEL RÍO CHILI-AREQUIPA-PERÚ, RECEPTOR DE EFLUENTES DOMÉSTICOS E INDUSTRIALES, EN EL PUNTO DE MUESTREO PUENTE TIABAYA, ENERO- FEBRERO 2011 Ronald Huarachi, Rosaura Gonzales Área de Biología Acuática. Escuela Profesional y Académica de Biología. Universidad Nacional de San Agustín. Av. Alcides Carrión s/n. Arequipa – Perú. E-mail: biologo18_19@ hotmail.com RESUMEN: El bioensayo de toxicidad aguda con Hydra attenuata para evaluar la calidad de aguas del río Chili en el punto de muestreo del puente Tiabaya se realizo desde 31 de Enero al 4 de febrero del 2011 detectando a las 24 horas un 100 % de mortalidad para aquellas concentraciones del 100% seguido del 64% de mortalidad a las 48 horas y 85% de mortalidad a las 72 horas para aquellas concentraciones del 50 % y a las 96 horas de exposición se detecto un 51% de mortalidad para aquellas concentraciones del 25 %. Se observaron diferencias significativas (P<0.01) de Cambios Morfológicos de Hydra attenuata por efecto a la exposición a diferentes concentraciones (0, 1.56, 3.125, 6.25, 12.5, 25, 50 y 100%) y tiempo (24, 48, 72 y 96 hrs.) en bioensayos con aguas del sector Tiabaya. Por análisis de Probit a las 24 horas se determino la LC =61.83 % con 1.62 Unidades de toxicidad, 50 categorizándola como moderadamente Tóxica, a las 48 horas el valor de la LC = 44.19% con 2.26 Unidades de Toxicidad, a las 72 horas el valor de la 50 LC = 38.28% con 2.61 Unidades de toxicidad categorizándolas como Tóxicas 50 y a las 96 horas el valor de la LC = 21.44% con 4.66 Unidades de Toxicidad 50 clasificándola como muy Toxica. En las aguas correspondientes al punto de muestreo del Puente Tiabaya se registraron los siguientes valores: Oxigeno Disuelto (OD)= 1.89 mg/l, Cromo Hexavalente (Cr6+) = 0.01mg/l, Nitrógeno amoniacal (N-NH3)= 49.17mg/l, Fosfato (PO43-)= 4.9mg/l, Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5)= 581.42mg/l, pH=7.2, Turbidez=19.28cm, Temperatura (T°)=19.52°C, Conductividad Eléctrica (CE) =563uS/cm y Sólidos Totales Disueltos (TDS)= 394ppm. Dichos valores han sido comparados con los Estándares de Calidad Ambiental para agua (Decreto Supremo N° 002-2008 MINAM). INTRODUCCIÓN Hydra attenuata es un organismo bioindicador, por su fácil cultivo en laboratorio, de rápida reproducción, su estructura primaria (ectodermo, mesodermo y endodermo) facilita el intercambio intra e extracelular y le confiere potencial para detectar compuestos tóxicos y sensibilidad a condiciones progresivas de intoxicación manifestados a través de cambios morfológicos visibles y de fácil reconocimiento. (Trottier et al., 1997). Hydra attenuata en ensayos de biotoxicidad pone en evidencia la “subletalidad y letalidad potencial” de sustancias puras como disueltas e industriales, lixiviados, aguas superficiales o subterráneas, agua potable y agua de poro de sedimentos,etc. HIPOTESIS: Referencias de bioensayos de toxicidad aguda con Hydra attenuata, se han aplicado para determinar el grado de contaminacion de aguas receptoras de efluentes industriales con alteración de parámetros físico químicos que superan los valores límites por los Estándares de Calidad Ambiental para Aguas. En el presente, Hydra attenuata es sometida al efecto de aguas del río Chili- Arequipa, afectado con descargas de alcantarillado del punto de muestreo del puente Tiabaya, a fin de determinar la LC50 (Concentración Letal Media) a diferentes concentraciones y tiempos de exposición y la denominada “Concentración Efectiva”, que causa deformaciones morfológicas en el organismo de prueba. OBJETIVOS: - Determinar la calidad de agua en el punto de muestreo Puente Tiabaya evidenciado por los cambios morfologicos de H. attenuata bajo condiciones de intoxicación progresiva. - Determinar la mortalidad y la Concentración Letal Media (LC50) de H. attenuata por efecto de aguas del río Chili punto de muestreo del puente Tiabaya. - Determinar los parámetros de turbidez, temperatura ,pH, Oxigeno (O2), Cromo Hexavalente, Nitrogeno Amoniacal (N-NH3), fosfato, DBO5, Conductividad Eléctrica (C.E.) y Sólidos Totales Disueltos (STD) en el punto de muestreo Puente Tiabaya. MATERIALES Y METODOS: Hydra attenuata procedente de manantiales Ojo del Milagro-Characato ubicado a 16°28'16.6” S y 71° 27'43.3”O y a 2550 m.s.n.m. fue colectada de las raíces de Nasturtium officinale en 27 frascos de 1 litro en agua del manantial (Fig. Nº 1), cultivada en el laboratorio de Biología acuática de la UNSA, en medio de cultivo según Castillo, 2004 (Ensayos toxicológicos y metodos de evaluación de aguas, IDRC, IMTA Cánada) utilizando los siguientes reactivos: CaCl2(2.94g), N-tris (2.2g.), Ácido etilendiaminotetraacetico EDTA (0.080g) y 20 litros de agua destilada filtrada con carbón activado. El cultivo masivo de Hydra attenuata se llevo cabo en 3 recipientes de vidrio de fondo plano de 20 cm de diámetro los que contienen entre 2 a 3 cms de medio indicado, mantenidos a temperatura de 20 +_ 2°C , e iluminación de 800 lux aproximadamente y fotoperiodo de 16 horas de luz / 8 de oscuridad (Fig. N°2 ). Las hydras fueron alimentadas con nauplios de Artemia sp. Las pruebas de toxicidad con Hydra attenuata tuvieron una duración máxima de 96 horas, consistente en la exposición al agua problema. El agua de prueba proveniente del puente Tiabaya (Fig. Nº 3), en volumen de 100 ml fue filtrado, en un proceso semi lento, a éste se agregó 29.4 mg de Ca Cl2-H2O , 22 mg de N-tris sin EDTA. A partir de esta solución se obtuvieron las diluciones en las siguientes concentraciones expresadas en porcentaje de volumen; al 50% ,25% 6.25% 3.125%1.56%; un control negativo consistente en agua de cultivo sin EDTA y un control positivo consistente en agua problema al 100%. Por cada dilución y control se efectuó 3 replicas, acondicionadas en placas Petri de 50 mm de diámetro por 15 mm de alto (Fig. N° 4). Se inició en los distintos tratamientos del control negativo al de mayor concentración donde se dispuso 10 ml de medio en cada placa Petri (Fig. 4). Las hydras que fueron mantenidas en medio de cultivo sin EDTA fueron distribuidas en número de 10 con ayuda de una pipeta Pasteur y luego se transfirio 3 mas a cada placa Petri evitando aquellas que tuvieran gemas. Las observaciones se realizaron cada 24 horas con ayuda de un microscopio estereoscópico hasta un total de 96 horas. Los cambios morfológicos observados pueden referirse a tres tipos: el primero referido a hydras normales; el segundo organismos que presentan efectos subletales (tentáculos con bulbos y tentáculos cortos) y el tercero organismos que manifiestan efectos letales ( tulipán y desintegrados )( Figs. N° 5 al 9) Tabla Nº 1: Mortalidad y Concentración Letal Media de Hydra attenuata por efecto de las aguas colectadas del Río Chili en el punto de muestreo de Tiabaya. Tiempo LC 50 % Mortalidad (%) 0 % 1.56 % 3.125 % 6.25 % 12.5 % 25 % 50 % 100 % 24 hrs. 61.83 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 13.00 100.00 48 hrs. 44.19 0.00 0.00 0.00 0.00 3.00 64.00 100.00 72 hrs. 38.28 0.00 3.00 0.00 3.00 5.00 5.00 85.00 100.00 96 hrs. 21.44 0.00 3.00 0.00 5.00 21.00 51.00 100.00 100.00 Gráfico Nº 1: Porcentaje de Mortalidad y LC de Hydra attenuata, en el 50 bioensayo con las aguas colectadas del río Chili en el punto de muestreo de Tiabaya a las 24, 48, 72 y 96 Horas. CONCLUSIONES: En el bioensayo de aguas muestreadas del puente Tiabaya utilizando Hydra attenuata se observaron diferencias significativas (P<0.01) en los cambios morfológicos desde los 24 horas hasta las 96 horas. Las aguas del rio Chili en el punto de muestreo del puente Tiabaya presentaron valores altos de DBO5 (581 mg/l), N-amoniacal (49.17 mg/l) y fosfato (4.9 mg/l) y una concentración minima de Oxígeno disuelto (1.89 mg/l), encontrandose fuera del valor límite establecido por los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para agua, mientras que la Conductividad Electrica (563 uS/cm), Sólidos Totales Disueltos (394 ppm), pH (7.2) y Cromo Hexavalente (0.01 mg/l) se encuentran dentro de los valores límites establecidos por los Estándares de Calidad Ambiental para el Agua. En el bioensayo de aguas del punto de muestreo de Tiabaya utilizando Hydra attenuata, a las 24 horas se reporto un 100% de mortalidad para concentraciones del 100% determinando una LC igual a 61.83% de concentración 50 con 1.62 Unidades de Toxicidad categorizándolas como MODERADAMENTE TÓXICAS; a las 48 horas se reporto un 64% de mortalidad determinando una LC 50 igual a 44.19% de concentración con 2.26 Unidades de Toxicidad y a las 72 horas se reporto un 85% de mortalidad para concentraciones del 50% con una LC igual a 50 38.28% de concentración con 2.61 Unidades de Toxicidad categorizándolas como TÓXICAS y a las 96 horas se reporto un 51% de mortalidad para concentraciones del 25% determinando una LC igual a 21.44% de concentración con 4.66 50 Unidades de Toxicidad, categorizándola como MUY TÓXICA. Fig. 2: Cultivo de Hydra attenuata donde se observa tres frascos de vidrio de 20 cm de diámetro x 15 cm de altura y un frasco pequeño para el cultivo de Artemia sp. en baño Maria. Fig. 4: Sistema de prueba para bioensayo Fig. 10: Bioensayo del punto de muestreo del puente Tiabaya al 50% de concentración observándose a y s y a las 24 horas de exposición. 4 individuos con tentáculos cortos 5 individuos que presentan tentáculos con bulbo 4 individuos en estado Normal Fig. 5: NORMAL Fig.6: TENTÁCULOS CON BULBOS Fig. 7: TENTACULOS CORTOS Fig. 8: TULIPÁN Fig. 9: DESINTEGRADO a) 24 Horas b) 48 Horas c) 72 Horas d) 96 Horas Fig. 1: Zona de Colecta de Hydras - Characato Arequipa Fig. 3: Punto de muestreo del Puente Tiabaya Tabla Nº 2: Muestra individuos de Hydra attenuata que los cambios morfológicos en Estado Normal son más frecuente en los cuatro tiempos de exposición (24, 48, 72 y 96 hrs.) por efecto de las diferentes concentraciones de las aguas colectadas de río Chili provenientes del punto de muestreo del Puente Tiabaya, Tambien muestra que la prueba de ?² (chi-cuadrado), indica una diferencia significativa (P<0.01), al 99% de confianza en los cambios morfológicos de Hydra attenuata desde las 24 hasta las 96 horas por efecto del tiempo de exposición con las aguas colectadas del río Chili proveniente del punto de muestreo Puente Tiabaya. RESULTADOS Y DISCUSIONES:
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trabajo de investigación presentado en el congreso de Ecotoxicología y Química Ambiental - Lima 2012
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C O N C E N T R A C IÓ N L ET A L ( L C 5 0 ) E N H y d ra a t te n u a ta ( P A L L A S, 1 7 6 6 ) P O R A G U A S D E L R Í O
C H IL I- A R E Q U IP A - P E R Ú , R E C E P T O R D E E FL U E N T E S D O M É S T IC O S E IN D U S T R IA L E S , E N E L
P U N T O D E M U E S T R E O P U E N T E T IA B A Y A , E N E R O - F E B R E R O 2 0 1 1
R o n a ld H u a ra c h i, R o s a u ra G o n z a le s Á re a d e B io lo g í a A c uá t ic a . E s c u e la P ro f e s io n a l y A c a d é m ic a d e B io lo g ía .
U n iv e rs id a d N a c io n a l d e S a n A g u s t ín . A v . A lc ide s C a r r ió n s / n .
A r e qu ip a – P e rú . E -m a i l: b io lo go 1 8 _ 1 9 @ ho t m a i l. c o m
RESUMEN: El bioensayo de toxicidad aguda con Hydra attenuata para evaluar la calidad de aguas del río Chili en el punto de muestreo del puente Tiabaya se realizo desde 31 de Enero al 4 de febrero del 2011 detectando a las 24 horas un 100 % de mortalidad para aquellas concentraciones del 100% seguido del 64% de mortalidad a las 48 horas y 85% de mortalidad a las 72 horas para aquellas concentraciones del 50 % y a las 96 horas de exposición se detecto un 51% de mortalidad para aquellas concentraciones del 25 %.Se observaron diferencias significativas (P<0.01) de Cambios Morfológicos de Hydra attenuata por efecto a la exposición a diferentes concentraciones (0, 1.56, 3.125, 6.25, 12.5, 25, 50 y 100%) y tiempo (24, 48, 72 y 96 hrs.) en bioensayos con aguas del sector Tiabaya. Por análisis de Probit a las 24 horas se determino la LC =61.83 % con 1.62 Unidades de toxicidad, 50
categorizándola como moderadamente Tóxica, a las 48 horas el valor de la LC = 44.19% con 2.26 Unidades de Toxicidad, a las 72 horas el valor de la 50
LC = 38.28% con 2.61 Unidades de toxicidad categorizándolas como Tóxicas 50
y a las 96 horas el valor de la LC = 21.44% con 4.66 Unidades de Toxicidad 50
clasificándola como muy Toxica. En las aguas correspondientes al punto de muestreo del Puente Tiabaya se registraron los siguientes valores: Oxigeno Disuelto (OD)= 1.89 mg/l, Cromo Hexavalente (Cr6+) = 0.01mg/l, Nitrógeno amoniacal (N-NH3)= 49.17mg/l, Fosfato (PO43-)= 4.9mg/l, Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5)= 581.42mg/l, pH=7.2, Turbidez=19.28cm, Temperatura (T°)=19.52°C, Conductividad Eléctrica (CE) =563uS/cm y Sólidos Totales Disueltos (TDS)= 394ppm. Dichos valores han sido comparados con los Estándares de Calidad Ambiental para agua (Decreto Supremo N° 002-2008 MINAM).
INTRODUCCIÓN
Hydra attenuata es un organismo bioindicador, por su fácil cultivo en laboratorio, de rápida reproducción, su estructura primaria (ectodermo, mesodermo y endodermo) facilita el intercambio intra e extracelular y le confiere potencial para detectar compuestos tóxicos y sensibilidad a condiciones progresivas de intoxicación manifestados a través de cambios morfológicos visibles y de fácil reconocimiento.
(Trottier et al., 1997).
Hydra attenuata en ensayos de biotoxicidad pone en evidencia la “subletalidad y letalidad potencial” de sustancias puras como disueltas e industriales, lixiviados, aguas superficiales o subterráneas, agua potable y agua de poro de sedimentos,etc.
HIPOTESIS:
Referencias de bioensayos de toxicidad aguda con Hydra attenuata, se han aplicado para determinar el grado de contaminacion de aguas receptoras de efluentes industriales con alteración de parámetros físico químicos que superan los valores límites por los Estándares de Calidad Ambiental para Aguas.
En el presente, Hydra attenuata es sometida al efecto de aguas del río Chili-Arequipa, afectado con descargas de alcantarillado del punto de muestreo del puente Tiabaya, a fin de determinar la LC50 (Concentración Letal Media) a diferentes concentraciones y tiempos de exposición y la denominada “Concentración Efectiva”, que causa deformaciones morfológicas en el organismo de prueba.
OBJETIVOS:
- Determinar la calidad de agua en el punto de muestreo Puente Tiabaya evidenciado por los cambios morfologicos de H. attenuata bajo condiciones de intoxicación progresiva.
- Determinar la mortalidad y la Concentración Letal Media (LC50) de H. attenuata por efecto de aguas del río Chili punto de muestreo del puente Tiabaya.
- Determinar los parámetros de turbidez, temperatura ,pH, Oxigeno (O2), Cromo Hexavalente, Nitrogeno Amoniacal (N-NH3), fosfato, DBO5, Conductividad Eléctrica (C.E.) y Sólidos Totales Disueltos (STD) en el punto de muestreo Puente Tiabaya.
MATERIALES Y METODOS:
Hydra attenuata procedente de manantiales Ojo del Milagro-Characato ubicado a 16°28'16.6” S y 71° 27'43.3”O y a 2550 m.s.n.m. fue colectada de las raíces de Nasturtium officinale en 27 frascos de 1 litro en agua del manantial (Fig. Nº 1), cultivada en el laboratorio de Biología acuática de la UNSA, en medio de cultivo según Castillo, 2004 (Ensayos toxicológicos y metodos de evaluación de aguas, IDRC, IMTA Cánada) utilizando los s igu ientes react ivos: CaCl2(2.94g) , N- t r is (2 .2g. ) , Ác ido etilendiaminotetraacetico EDTA (0.080g) y 20 litros de agua destilada filtrada con carbón activado.
El cultivo masivo de Hydra attenuata se llevo cabo en 3 recipientes de vidrio de fondo plano de 20 cm de diámetro los que contienen entre 2 a 3 cms de medio indicado, mantenidos a temperatura de 20 +_ 2°C , e iluminación de 800 lux aproximadamente y fotoperiodo de 16 horas de luz / 8 de oscuridad (Fig. N°2 ). Las hydras fueron alimentadas con nauplios de Artemia sp.
Las pruebas de toxicidad con Hydra attenuata tuvieron una duración máxima de 96 horas, consistente en la exposición al agua problema.
El agua de prueba proveniente del puente Tiabaya (Fig. Nº 3), en volumen de 100 ml fue filtrado, en un proceso semi lento, a éste se agregó 29.4 mg de Ca Cl2-H2O , 22 mg de N-tris sin EDTA.
A partir de esta solución se obtuvieron las diluciones en las siguientes concentraciones expresadas en porcentaje de volumen; al 50% ,25% 6.25% 3.125%1.56%; un control negativo consistente en agua de cultivo sin EDTA y un control positivo consistente en agua problema al 100%. Por cada dilución y control se efectuó 3 replicas, acondicionadas en placas Petri de 50 mm de diámetro por 15 mm de alto (Fig. N° 4). Se inició en los distintos tratamientos del control negativo al de mayor concentración donde se dispuso 10 ml de medio en cada placa Petri (Fig. 4).
Las hydras que fueron mantenidas en medio de cultivo sin EDTA fueron distribuidas en número de 10 con ayuda de una pipeta Pasteur y luego se transfirio 3 mas a cada placa Petri evitando aquellas que tuvieran gemas. Las observaciones se realizaron cada 24 horas con ayuda de un microscopio estereoscópico hasta un total de 96 horas.
Los cambios morfológicos observados pueden referirse a tres tipos: el primero referido a hydras normales; el segundo organismos que presentan efectos subletales (tentáculos con bulbos y tentáculos cortos) y el tercero organismos que manifiestan efectos letales ( tulipán y desintegrados )( Figs. N° 5 al 9)
Tabla Nº 1: Mortalidad y Concentración Letal Media de Hydra attenuata por efecto
de las aguas colectadas del Río Chili en el punto de muestreo de Tiabaya.
Tiempo
LC50
%
Mortalidad (%)
0
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1.56
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3.125
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Gráfico Nº 1: Porcentaje de Mortalidad y LC de Hydra attenuata, en el50
bioensayo con las aguas colectadas del río Chili en el punto de muestreo de Tiabaya a las 24, 48, 72 y 96 Horas.
CONCLUSIONES:
En el bioensayo de aguas muestreadas del puente Tiabaya utilizando Hydra attenuata se observaron diferencias significativas (P<0.01) en los cambios morfológicos desde los 24 horas hasta las 96 horas. Las aguas del rio Chili en el punto de muestreo del puente Tiabaya presentaron valores altos de DBO5 (581 mg/l), N-amoniacal (49.17 mg/l) y fosfato (4.9 mg/l) yuna concentración minima de Oxígeno disuelto (1.89 mg/l), encontrandosefuera del valor límite establecido por los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para agua, mientras que la Conductividad Electrica (563 uS/cm), Sólidos Totales Disueltos (394 ppm), pH (7.2) y Cromo Hexavalente (0.01 mg/l) se encuentran dentro de los valores límites establecidos por los Estándares de Calidad Ambiental para el Agua.
En el bioensayo de aguas del punto de muestreo de Tiabaya utilizando Hydra attenuata, a las 24 horas se reporto un 100% de mortalidad para concentraciones del 100% determinando una LC igual a 61.83% de concentración 50
con 1.62 Unidades de Toxicidad categorizándolas como MODERADAMENTE TÓXICAS; a las 48 horas se reporto un 64% de mortalidad determinando una LC50
igual a 44.19% de concentración con 2.26 Unidades de Toxicidad y a las 72 horas se reporto un 85% de mortalidad para concentraciones del 50% con una LC igual a 50
38.28% de concentración con 2.61 Unidades de Toxicidad categorizándolas como TÓXICAS y a las 96 horas se reporto un 51% de mortalidad para concentraciones del 25% determinando una LC igual a 21.44% de concentración con 4.66 50
Unidades de Toxicidad, categorizándola como MUY TÓXICA.
Fig. 2: Cultivo de Hydra attenuata donde se observa tres frascos de vidrio de 20 cm de diámetro x 15 cm de altura y un frasco pequeño para el cultivo de Artemia sp. en baño Maria.
Fig. 4: Sistema de prueba para bioensayo
Fig. 10: Bioensayo del punto de muestreo del puente Tiabaya al 50% de concentración observándose a y
s y a las 24 horas de exposición.
4 individuos con tentáculos cortos 5 individuosque presentan tentáculos con bulbo 4 individuos en estado Normal
Fig. 5: NORMAL Fig.6: TENTÁCULOS CON BULBOS Fig. 7: TENTACULOS CORTOS
Fig. 8: TULIPÁN Fig. 9: DESINTEGRADO
a) 24 Horas b) 48 Horas
c) 72 Horasd) 96 Horas
Fig. 1: Zona de Colecta de Hydras - Characato Arequipa
Fig. 3: Punto de muestreo del Puente Tiabaya
Tabla Nº 2: Muestra individuos de Hydra attenuata que los cambios morfológicos en Estado Normal son más frecuente en los cuatro tiempos de exposición (24, 48, 72 y 96 hrs.) por efecto de las diferentes concentraciones de las aguas colectadas de río Chili provenientes del punto de muestreo del Puente Tiabaya, Tambien muestra que la prueba de ?² (chi-cuadrado), indica una diferencia significativa (P<0.01), al 99% de confianza en los cambios morfológicos de Hydra attenuata desde las 24 hasta las 96 horas por efecto del tiempo de exposición con las aguas colectadas del río Chili proveniente del punto d e m u e s t r e o P u e n t e T i a b a y a .
RESULTADOS Y DISCUSIONES:
