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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

INFORME TÉCNICO DE PROYECTO SIP 20080140

Generación de un índice de calidad del agua para los ríos Tecolutla y Tuxpan, Veracruz

M. EN C. JACINTO ELÍAS SEDEÑO DÍAZ

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Resumen

Se estudiaron los ríos Tecolutla y Tuxpan en el estado de Veracruz. Según la CONABIO, el río Tecolutla es uno de los mejor conservados en ese Estado. Se realizaron tres muestreos en cada uno de los ríos y se obtuvo información de variables ambientales, muestras de agua para análisis fisicoquímicos, muestras de sedimentos y material biológico, particularmente, muestras de moluscos gasterópodos de la especie Tarebia granifera. Se calculó el índice de calidad del agua propuesto por Dinius en 1987 (ICA) y se determinó la cantidad de materia orgánica. Con relación a los organismos colectados, se obtuvo información poblacional para determinar la densidad en cada sitio de estudio, el número de cohortes, la talla de la primera y última cohortes y el valor de la constante “b” de la relación talla – peso. Con base en el procedimiento descrito por Beliaef y Burgeot para el cálculo de la respuesta integrada de biomarcadores, se diseñó un índice que incluyera como variables el ICA (representando el medio ambiente abiótico), la cantidad de materia orgánica de los sedimentos (representando la disponibilidad de alimento) y las variables poblacionales mencionadas (representado el estado crecimiento de la especie centinela). De esta forma se obtiene el Índice de Calidad Ambiental que da cuenta del bienestar de la especie centinela en cada uno de los sitios de estudio. Esto permitió comparar ambos ríos. El ICA resultó ser mayor en el río Tecolutla, lo que fortalece la opinión de CONABIO, en el sentido de que existe una mejor condición abiótica.

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Introducción

La intensidad de drenaje de los ríos y corrientes se evalúa mediante el método de Horton, que

asigna un orden a cada ramal de un río en una cuenca de captación. Las cabeceras de los ríos

que no tienen un tributario, se dice que son de primer orden; cuando se incorpora un tributario a

esta corriente, aguas abajo, la corriente resultante constituye un curso de agua de segundo

orden, incrementándose el orden conforme aumenta el número de tributarios (Angelier 2000).

Los ríos, generalmente presentan zonas características dentro de su curso. Generalmente la

porción cercana a la cabecera o nacimiento del mismo se le conoce como zona alta, que se

distingue por tener pendientes inclinadas, mayor velocidad de la corriente y sustrato rocoso. La

parte media y zona de meandros corresponde a una pendiente menos inclinada, el ancho del

cauce se incrementa y el sustrato tiende a ser más arenoso, y finalmente, una parte baja con

influencia de la cuña salina con un fondo lodoso. Otras características importantes en los ríos

son la pendiente o gradiente, el ancho del cauce, la velocidad de la corriente y el tipo de

sustrato, todas ellas influyen en el proceso de asimilación y dilución de contaminantes que

llegan al cuerpo de agua como resultado de los usos del suelo adyacente (cuenca de captación)

y de fenómenos naturales tales como los escurrimientos pluviales y la precipitación atmosférica.

Actualmente, los cuerpos de agua que reciben mayor influencia de las actividades antrópicas se

ven más afectados en la calidad del agua. Se reconoce que existen muy pocos cuerpos de

agua con poca o ninguna alteración, por lo que es importante identificarlos y considerarlos como

sitios de referencia para efectos de evaluación de otros ecosistemas homólogos.

Está bien reconocido que la contaminación de los ecosistemas acuáticos afecta a la biota y a

los servicios ambientales que prestan éstos; sin embargo, el monitoreo de un cuerpo de agua

para detectar su grado de contaminación, conduce a obtener una inmensa cantidad de datos de

diferentes parámetros, incluso dimensionalmente heterogéneos, que hace difícil definir la

calidad del agua; un sistema para clasificar la calidad del agua en términos de un índice

numérico ofrece una herramienta en la administración del control de la contaminación del agua;

permite evaluar las condiciones de calidad del agua en términos de valores comparativos entre

diferentes cuerpos de agua y/o en diferentes espacios temporales, integrando los valores de

numerosas variables fisicoquímicas. Desde 1976, la Comisión Oceanográfica

Intergubernamental de la UNESCO y la UNEP identificaron que la región del Golfo de México y

el Caribe son una de las regiones más grandes del mundo productoras de petróleo, entre las

cuales se pueden mencionar Louisiana y Texas en EUA., el lago Maracaibo en Venezuela, el

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Golfo de Paria en Trinidad y la sonda de Campeche en México; así como también reconoció

que es una amplia región afectada por contaminantes derivados del petróleo, cuyas principales

fuentes son resultado de las actividades de explotación y transportación del petróleo y sus

derivados, residuos químicos provenientes de la refinación, así como también accidentes en

líneas de conducción y centros de explotación; además de descargas urbanas y municipales.

Tal es el caso de la zona de Poza Rica que se localiza entre los ríos Tuxpan y Tecolutla,

provocando que contaminantes derivados de la industria del petróleo migren al subsuelo y a los

lechos de los ríos a través de escurrimientos y arrastres. Se ha identificado que algunos

campos petroleros están sobre la rivera de algunos ríos de Veracruz, como por ejemplo, el

Tecolutla en zonas cercanas al Puente Remolino.

Efectos adversos de este tipo de contaminación se reflejan en la pérdida de servicios

ambientales de muchas playas y riveras, estrés y mortandad de la biota dulceacuícola y marina,

y respuestas en las actividades enzimáticas que se han correlacionado con disminuciones en el

éxito reproductivo de muchas especies. Finalmente, se ha reportado la presencia de

hidrocarburos aromáticos policíclicos en los tejidos de especies de importancia económica,

generando un riesgo potencial a la salud pública debido al potencial carcinogenético de estos

compuestos (Botello 1996).

La determinación de regiones hidrológicas prioritarias por CONABIO toma en consideración

varios aspectos, entre ellos: la diversidad presente en esa área, el uso (lo cual en ocasiones

puede coincidir con zonas de alta diversidad) que representa una posible amenaza en la región,

y finalmente las áreas de desconocimiento, por lo cual existe la necesidad de realizar

actividades de recolecta en estas para incorporar información acerca de las especies presentes

en la región. Bajo estas premisas, se cuenta con 110 regiones hidrológicas prioritarias

determinadas por Arriaga et al. (2002).

De acuerdo con la CONABIO, el río Tecolutla se considera una región hidrológica prioritaria

(Región número 76), presenta problemas de desforestación, modificación de la vegetación

excepto en cañadas, ganadería extensiva, pérdida de suelos por deslave, desecación de ríos y

mantos freáticos, además de contaminación por agroquímicos y cuentas de coliformes en las

cuencas baja y media; sin embargo, lo considera como uno de los ríos mejor conservados del

Estado de Veracruz. Así también su desembocadura en Tecolutla está incluida entre las

regiones marinas prioritarias (Región número 78) (Arriaga et al., 2002).

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En el caso de la cuenca del río Tuxpan, la CONABIO no tiene considerada ninguna región

hidrológica prioritaria, pero si se incluye una porción de la Laguna de Tampamachoco, en su

desembocadura, dentro de las regiones marítimas prioritarias (la número 47). Hidrológicamente

está considerada dentro de la Región Tuxpan-Nautla. Ésta, es la segunda región en extensión

dentro del territorio veracruzano. El sistema fluvial determinante es la cuenca de los Ríos

Tuxpan-Nautla, además de los cauces secundarios y sistemas lagunares estuarinos asociados

a esta región, entre ellos Tamiahua y otros de menor dimensión. Esta región se caracteriza por

presentar las principales expresiones geomorfológicas del litoral como son las dunas e islas de

barrera que se apoyan en arrecifes para formar extensos sistemas lagunares-estuarinos como

Tamiahua y otros de menor dimensión. Ocupa el 25.70% del total de la superficie del territorio

estatal. Ocupa el primer lugar en superficie de manglar y el tercer lugar en descarga fluvial.

Cubre una extensión de 18 259 km2 (25.07% del total de las regiones en su parte veracruzana)

y la extensión total de manglar para dicha porción es de 21 544 ha que corresponde al 49.17%

del total del estado; la descarga fluvial es de 14 193 millones de metros cúbicos, lo que

representa el 13.39% del total estatal.

Justificación

La problemática del río Tuxpan está asociada principalmente a la tala de los bosques, que

disminuye la capacidad de recarga de los acuíferos, provocando cambios en el caudal de los

ríos y generando daños en los ecosistemas costeros y marinos; pérdida de servicios

ambientales que se manifiesta en una fuerte contaminación del agua por las descargas de

aguas negras de los centros de población, zonas agrícolas e industriales.

Las autoridades federales reconocen que la posibilidad de utilizar el agua está determinada no

sólo por los volúmenes disponibles sino también por su calidad. En el Programa Hidráulico de la

Región Golfo Centro de la Comisión Nacional del Agua, se señala que en Veracruz, la mayoría

de los ríos que cruzan por las principales localidades, reciben descargas de aguas residuales

generalmente sin tratar, por lo que el grado de contaminación limita el aprovechamiento del

recurso para ciertos usos. Entre estos ríos se encuentra el río Tuxpan.

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Por otra parte, tomando en consideración que la CONABIO, dentro de sus regiones hidrológicas

prioritarias señala al río Tecolutla como uno de los mejor conservados del Estado de Veracruz,

es también importante evaluar su estado actual para dar directrices de conservación, y conocer

además, las condiciones de un cuerpo de agua sujeto a menor presión ambiental de orden

antropogénico.

Para lograr un manejo sustentable de nuestros recursos, debemos encausar acciones

destinadas a preservar la calidad del recurso y del medio ambiente. Los esfuerzos normativos

por regular el ingreso de contaminantes a los ríos no han sido suficientes para llevar la calidad

de los cuerpos de agua a un nivel mínimo de contaminación en el cual los procesos de

asimilación y dilución sean suficientes para abatir los efectos contaminantes. Es necesario, por

tanto, llevar a cabo evaluaciones que permitan encontrar sitios de referencia e identificar las

condiciones pristinas sobre las cuales se puedan comparar otros cuerpos de agua con mayor

deterioro y determinar el daño y los efectos de contaminantes y sus mezclas para fijar las metas

de calidad y saneamiento de los cuerpos de agua. Este es un gran reto en la evaluación del

impacto y riesgo ambiental, el cual, actualmente se está enfrentando a través de identificar los

efectos dañinos de la contaminación en los organismos sentinelas, a través de pruebas

ecotoxicológicas o biomarcadores. Estos ensayos proveen información sobre el estado de salud

de individuos y poblaciones basada en muestras pequeñas de individuos.

Objetivo General

Generación de un índice de calidad del agua para los ríos Tecolutla y Tuxpan, Veracruz.

Métodos

Área de estudio

Visión global: Región hidrológica 27, Tuxpan – Nautla

Esta región hidrológica se extiende en la Planicie Costera del Golfo Norte, y parte de la vertiente

este de la Sierra Madre Oriental; ocupa casi toda la parte norte del estado de Puebla y se

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extiende hasta los estados de Veracruz-Llave e Hidalgo. Principalmente esta representada por

las cuencas de los ríos Nautla; Tecolutla; Cazones y Tuxpan.

Esta zona registra precipitaciones de lluvia entre 1,500 a 3,000 mm al año, pero se han llegado

a registrar hasta 6,000 mm. La temperatura media anual, oscila desde 14°C en las partes más

altas de la sierra, hasta 24°C en los dominios de la planicie costera. El coeficiente de

escurrimiento alcanza en general, valores altos, dadas las abruptas pendientes y la creciente

deforestación; fluctúa del 10 a más del 30% para la mayor parte de la región. Estas condiciones

propician un escurrimiento anual en esta área de aproximadamente 6,697Mm3. De este

volumen, 4,333Mm3 anuales fluyen al estado de Veracruz-Llave.

La cuenca del río Tuxpan se encuentra localizada geográficamente entre los 20°18’ y 21°15’

latitud Norte, y entre 97°17’ y 98°32’ longitud Oeste; tiene un área aproximada de 5,899 km2,

distribuida entre los estados de Hidalgo, Puebla y Veracruz. Para este último estado, la cuenca

comprende ocho municipios: Alamo, Castillo de Teayo, Huayacocotla, Ixhuatlán de Madero,

Texcatepec, Tlachichilco, Tuxpan, y Zacualpan.

1. Trabajo de Campo

Por la ubicación geográfica de los ríos Tuxpan y Tecolutla se diferencian tres épocas del año

correspondientes a la sequía, la lluvia, además de la época de nortes, por lo que en este

estudio, el trabajo de campo se realizó considerando estas tres diferentes épocas del año,

correspondiente a los meses de agosto/septiembre (2007), diciembre 2007/enero2008 y

marzo/abril (2008).

a) Ubicación de sitios de estudio

i. Río Tecolutla: Se establecieron 9 sitios de monitoreo ubicados a lo largo del río

en su sección correspondiente al estado de Veracruz. Para la elección de los

sitios de estudio se consideraron, aquellos sitios donde la calidad del agua se

viera afectada por la confluencia de tributarios y descargas de aguas residuales

importantes. Se incluyeron sitios de mayor impacto y sitios de menor impacto por

actividades antrópicas de tal forma que su carácter de sitio de referencia no se

viera sesgado por el muestreo en sitios no afectados:

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Sitio 1.- Entabladero. Sitio 2.- Arenal. Sitio 3.- El Chacal. Sitio 4.- Espinal. Sitio 5.- Paso de Valencia Sitio 6.- Puente Remolino Sitio 7.- Ignacio Muñoz Zapotal. Sitio 8.- Puente Chalana. Sitio 9.- Tecolutla.

Fig. 1.- Curso del río Tecolutla y ubicación de los sitios de estudio.

ii. Río Tuxpan: En este cuerpo de agua se establecieron 11 sitios de monitoreo

ubicados también a lo largo del río en su sección correspondiente al estado de

Veracruz. Para la elección de los sitios de estudio se consideraron los mismos

criterios que para el río Tecolutla:

Sitio 1.- La Reforma. (Tx1) Sitio 2.- Úrsulo Galván. (Tx2) Sitio 3.- Rancho el Cieruelo. (Tx3) Sitio 4.- San Antonio. (Tx4) Sitio 5.- Chapopote Nuñez. (Tx5) Sitio 6.- Buena Vista. (Tx6) Sitio 7.- Tampiquillo. (Tx7)

9

Sitio 8.- El Higueral (Tx8) Sitio 9.- Quinta Las Puertas. (Tx9) Sitio 10.- Puente Tuxpan. (Tx10) Sitio 11.- Boca de la Laguna de Tampamachoco. (Tx11)

Fig. 2.- Curso del río Tuxpan y ubicación de los sitios de estudio.

b) Registro de factores ambientales.- En cada uno de los sitios de estudio se registraron los

siguientes factores ambientales y físico-químicos: temperatura del aire (°C) y velocidad

del viento (m/s), con un termo-anemómetro (Extech instruments, mini Termo-

Anemoneter), profundidad (m), con una sondalesa, hora de muestreo y velocidad de la

corriente con un flujómetro (General Oceanic, Environmental). Con respecto a los

parámetros físico-químicos, se realizaron registros in situ de los siguientes factores:

temperatura del agua (°C), oxígeno disuelto (mg/l), pH, sólidos totales disueltos (mg/l),

turbidez (NTU) y conductividad específica (mS/cm) utilizando una sonda de diseño

Hydrolab (Quanta).

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c) Toma de muestras de agua. En cada sitio de estudio se tomaron muestras de agua de

500 mL por duplicado, en botellas de polipropileno y se almacenaron en condiciones de

refrigeración (4 °C) y oscuridad hasta su análisis en el laboratorio. Las muestras para la

determinación de la calidad bacteriológica del agua (coliformes totales y fecales) se

colectaron mediante el empleo de bolsas Whirl-Pak con capacidad de 100 ml específicas

para la colecta de estos microorganismos.

d) En cada uno de los sitios de estudio para ambos ríos se tomaron muestras de

sedimentos, recolectadas en frascos de polipropileno, con capacidad de 1000 mL

respectivamente.

e) Se recolectaron organismos macroivertebrados dirigiendo el muestreo principalmente a

moluscos, lo cual se hizo de forma manual, dentro de un área aproximada de 1 m2 (esta

superficie fue variable de acuerdo con la abundancia de los organismos), con una red

Surber de 812.25 cm2 y mediante tamizado de sedimentos. Las muestras se fijaron con

formalina al 10% y se trasladaron al laboratorio en frascos de polipropileno de 1000 mL.

2. Actividades de laboratorio

Las muestras de agua se analizaron con las técnicas espectrofotométricas autorizadas por la

EPA-USA mediante un espectrofotómetro Hach DR-2500, para determinar las concentraciones

de: nitratos y color. Los cloruros, demanda bioquímica de oxígeno y alcalinidad se determinaron

mediante las técnicas de APHA (1985). La dureza se obtuvo mediante titulación con EDTA en

medio alcalino. Los coliformes totales y fecales se determinaron a partir de las muestras de

agua tomadas ex profeso con bolsas Whirl-Pack, mediante la técnica de número más probable

(NMP).

Índice de calidad del agua

Una vez obtenidos los resultados de las determinaciones de las variables ambientales (factores

fisicoquímicos y bacteriológicos), se procedió a calcular el índice de calidad del agua (ICA) de

Dinius (1987). Este índice de tipo geométrico agrupa los valores de las variables de calidad del

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agua para obtener un valor absoluto cuya magnitud se relaciona con el estado de

contaminación del agua en una escala numérica. La selección de este índice para el presente

estudio se basa en las conclusiones de Landwehr et al. (1976) quien demostró que los índices

geométricos son más sensibles que los aritméticos.

El algoritmo sobre el cual se basa este índice es:

ICA I i

w

i

n

i

1

En donde:

ICA = Índice de Calidad del Agua

Ii = Subíndice de Calidad para el iesimo parámetro y, 0 ≤ i ≤ 100.

wi = Peso de importancia del iesimo parámetro y, wi = 1

n = Número de Parámetros

Las funciones para la obtención de los subíndices de calidad del agua de cada

parámetro involucrado Ii, se listan a continuación:

I ODOD 0 82 10 56. .

Oxígeno Disuelto

I DBODBO 1080 3494.

Demanda Bioquímica de Oxígeno (mg/l)

I NONO3125 3

0 2718.

Nitrógeno de Nitratos (mg/l)

I ColTotColTot 1360 1311.

Coliformes Totales (NMP/100 ml)

I E coliCol Fec 1060 1286

..

Escherichia coli (coli/ ml)

I ALCALC 1100 1342.

Alcalinidad (mg/l)

I DURDUR 5520 4488.

Dureza Total (mg/l)

I ClorurosCloruros 3910 4488.

Cloruros (mg/l)

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IT C

T Ta s

102 004 0 0382. .

Temperatura (°C)

I CONDCOND 5060 3315.

Conductividad Eléctrica (µmhos/cm)

I para pHpH

pH10 69

0 6803 0 1856. ..

I para pHpH 100 6 9 71. .

I para pHpH

pH10 71

3 65 0 2216. ..

Potencial de Hidrógeno (unidades)

I ColorColor 1270 2394.

Color (Unidades Pt-Co)

Los valores de ponderación para cada parámetro están dados en una escala de 0 a 1 y se

muestran en la tabla 1 (Dinius, 1987).

Tabla 1.- Valores de ponderación para las subfunciones del ICA.

Parámetro Valor Parámetro Valor

Oxígeno Disuelto 0.109 Alcalinidad 0.063

Demanda Bioquímica de Oxígeno 0.097 Cloruros 0.074

Coliformes Totales 0.090 Conductividad Eléctrica 0.079

Coliformes Fecales 0.116 Potencial de Hidrógeno 0.077

Nitrógeno de Nitratos 0.090 Temperatura 0.077

Dureza Total 0.065 Color 0.063

Este índice de calidad del agua tiene una escala de 0 a 100, correspondiendo el valor de cero al

nivel de calidad más bajo y el cien al más alto, y su calificación varia con base en el uso

asignado, real o propuesto para el cuerpo de agua (Fig. 3).

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FIG. 3.- CALIFICACIÓN DE LOS USOS DEL AGUA CON RESPECTO AL ICA

En donde los usos calificados son:

AP: Uso para abastecimiento de agua potable

AGR: Uso para riego agrícola

PES: Uso para pesca y protección de la vida acuática

IND: Uso en la industria

REC: Uso recreativo con contacto primario

Materia orgánica en sedimentos

Las muestras de sedimento se secaron en un horno a 60 °C y posteriormente se tamizaron para

retirar organismos que hayan permanecido en la muestra.

Se calculó materia orgánica de acuerdo con el método Walkey y Black, descrito en Valdés

(1990) y se clasificó el tipo de suelo de acuerdo con su contenido de materia orgánica,

conforme a la técnica descrita por Valdés (1990).

Muestras biológicas

En laboratorio los organismos recolectados se separaron y preservaron en alcohol al 70%.

Dentro de los organismos recolectados, se eligió como centinelas las especies que mostraron la

mayor amplitud en su distribución y que además resultaron ser las más abundantes. La

determinación taxonómica se llevó acabo con las claves de Pennak (1989) y Pennak y Smith

(2001), además se verificó la determinación con especialistas. Las conchas de los gasterópodos

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se midieron en su altura (H) y ancho (A) (Fig. 4); para los organismos juveniles se utilizó

microscopio estereoscópico Zeiss; se registró el peso (W) de los organismos con una balanza

analítica Adam (con precisión de 0.001 g).

Se calculó el factor de condición con la fórmula descrita por Guerra-Sierra y Sánchez-Lizaso

(1998):

1003H

Wk

Donde

k= factor de condición

W= Peso

H= altura, que también se puede usar la longitud anteroposterior (L), según sea el organismo.

Figura 4. Criterio utilizado para la medida de las conchas de los Gasterópodos centinela.

Para las poblaciones de gasterópodos se obtuvieron relaciones morfométricas: altura-ancho

(H:A) y altura-peso (H:W).

Con el método de Battacharya descrito por Guerra-Sierra y Sánchez-Lizaso (1998), se

obtuvieron el número de cohortes y la talla media de cada cohorte.

Índice de calidad ambiental

Para el desarrollo del índice de calidad ambiental (ICAM) se emplearon gráficas de estrella, en

dónde cada vector es una variable a considerar en el ICAM. El área del polígono que se forma

A)

Altura

Ancho

15

por la unión de los extremos de los vectores representa el ICAM y se estimó de acuerdo con

Beliaeff y Burgeot (2002).

El método de áreas de estrellas es un método gráfico multivariado que originalmente fue creado

para integrar las respuestas de biomarcadores de daño temprano. Este método utiliza gráficas

de estrella, donde se encierra un área, cuyo valor representa la respuesta integrada de

biomarcadores (RIB). El tratamiento se puede hacer por parámetro (biomarcador) o por estación

de estudio.

Dado que los biomarcadores o algunos factores merísticos se expresan en diferentes unidades

de medida, los datos se deben estandarizar para eliminar estas diferencias en unidades y poder

construir las gráficas de estrella. La estandarización se desarrolla con la siguiente fórmula:

MinYS

Donde:

S Resultado del parámetro estandarizado

Y Valor normalizado de cada parámetro con media cero y varianza 1: s

mXY

Min Absoluto del mínimo de los parámetros a tratar

X Valores individuales de cada parámetro

m Media general del parámetro

s desviación estándar

Para calcular el área encerrada en la gráfica se toman en cuenta los ángulos y la longitud de los

radios de cada parámetro usando la siguiente fórmula

n

ii

ARIB1

Donde

RIB valor del área encerrada en la gráfica de estrella

Ai área entre cada radio, y senSSsenS

Aii

i

i 1cos

2,

16

Dondecos

tan1

1

ii

i

SS

senSArc y n/2

n número de parámetros

S resultado del parámetro estandarizado

La RIB puede aplicarse como un índice de la tensión ambiental, resultando ser una herramienta

para la visualización y comparación numérica de los efectos biológicos.

Para este trabajo se siguió la metodología para calcular la RIB, con los parámetros elegidos,

ahora se denominará Índice de Calidad Ambiental ICAM, este indicará la condición ambiental y

permitirá hacer comparaciones entre los sitios de estudio, para este trabajo se consideró el

promedio de las tres campañas de muestreo para cada sitio. La comparación se podrá realizar

de forma cualitativa (comparando la forma de las gráficas de estrella) y cuantitativa

(comparando el valor del área de cada gráfica de estrella), donde mayor valor del área

representará una mejor condición ambiental para la especie en estudio.

Las variables que se utilizaron para la elaboración del índice fueron dos componentes del

hábitat y cinco indicadores poblacionales. Dentro de los componentes del hábitat se

consideraron el ICA, ya que forma parte de la integración de algunos factores fisicoquímicos del

agua y la materia orgánica de los sedimentos, dado que los organismos en estudio son

bentónicos, y representa una parte del hábitat, y principalmente, la disponibilidad de alimento

que puede presentarse en el sitio

Los indicadores poblacionales elegidos para formar parte del ICAM fueron: la densidad

poblacional, que representa la capacidad de la población para colonizar un sitio; la constante b

de la relación talla-peso, muestra el cambio en la longitud y el peso de un organismo, es decir,

su crecimiento; el número de cohortes, que describe la estructura por tallas en la población; la

talla de la primera cohorte refleja los posibles organismos que se reclutan a la población, y la

talla de la última cohorte representa a los organismos más longevos. Estos indicadores denotan

de forma simplificada la dinámica poblacional de las especies en estudio.

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Resultados

Calidad del Agua

Las tablas 2 y 3 muestran los resultados del índice de calidad del agua (ICA) de cada una de las

campañas de muestreo y su valor promedio, en los ríos Tecolutla y Tuxpan, respectivamente.

Asimismo, las figuras 5 y 6, muestran las gráficas de calidad del agua de cada río.

Tabla 2.- Resultados del ICA del río Tecolutla

Estación Agosto/2007 Diciembre/2007 Marzo/2008 Promedio

Entabladero 73.41 68.76 66.75 69.64

Arenal 83.38 74.31 65.59 74.43

Chacal 70.13 76.09 62.70 69.64

Espinal 71.95 74.01 64.49 70.15

Paso de Valencia 76.40 73.81 57.51 69.24

Puente Remolino 76.62 75.55 60.15 70.77

Ignacio Muñoz Zapotal 72.31 71.28 61.64 68.41

Puente Chalana 71.48 77.31 60.55 69.78

Tecolutla 62.75 53.52 42.19 52.82

Los valores del ICA en el río Tecolutla varían entre 42.19 en el sitio de estudio “Tecolutla”,

durante el mes de marzo, que corresponde a la época de sequía, y un valor de 83.38 que

corresponde a la estación “Arenal” en el mes de agosto de 2007 (tabla 4). La estación

“Tecolutla” corresponde al frente marino, desembocadura del río Tecoltua, recibe la influencia

marina y puede abatir los valores del ICA debido a las concentraciones de cloruros, alcalinidad

y dureza. El valor promedio en este sitio fue el más bajo en todo el curso del río (52.82)

El sitio Arenal durante el mes de agosto alcanzó el máximo valor (83.38), posiblemente debido a

los efectos de dilución de las lluvias que ocurrieron durante los días previos al muestreo, y

también se detectó que hay zonas de manantiales en esta zona. El valor promedio en este sitio

de muestreo fue de 74.43.

Se observa que los valores mas bajos del ICA para cada sitio de estudio se presentan durante

marzo en el periodo de sequía, lo cual puede estar reflejando un efecto de concentración de

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contaminantes. En forma opuesta el periodo de lluvias (agosto) y en el de nortes (diciembre) los

valores del ICA son mayores.

El valor promedio del ICA para todas las estaciones del curso del río para los tres periodos de

muestreos fue de 68.32.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

ICA

TO

1 E

nta

bla

dero

TO

2 A

renal

TO

3 C

hacal

TO

4 E

spin

al

TO

5 P

aso d

e V

ale

ncia

TO

6 P

uente

Rem

olin

o

TO

7 Ignacio

Muñoz Z

apota

l

TO

8 P

te. C

hala

na

TO

9 T

ecolu

tla

Índice de Calidad del Agua del Río Tecolutla

Agostode 2007

Diciembre de 2007

Marzo de 2008

FIG. 5.- ÍNDICE DE CALIDAD DEL AGUA EN LOS SITIOS DE ESTUDIO DEL RÍO TECOLUTLA.

De acuerdo con la tabla 3, el ICA en el río Tuxpan fluctuó de 44.74 en el sitio de estudio “Puente

Tuxpan” (ubicada justo frente a la ciudad de Tuxpan), a 79.47 en el sitio “La Reforma”. Este

último sitio corresponde a la parte más alta del río Tuxpan dentro del estado de Veracruz para

los sitios de estudio considerados.

Los valores del ICA en durante el monitoreo de la sequía (abril) fueron los mas bajos para todas

las estaciones de estudio, con excepción de Rancho de Ciruelo, Chapopote Núñez y Puente

Tuxpam en donde los valores mas bajos fueron en la época de nortes, mientras que los mas

altos ICAs se obtuvieron durante las lluvias (septiembre).

El valor promedio del ICA de todos los sitios de estudio de septiembre de 2007 a abril de 2008

fue de 60.58.

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Tabla 3.- Resultados del ICA del río Tuxpan.

Estación Septiembre/2007 Enero/2008 Abril/2008 Promedio

La Reforma 79.47 69.82 61.33 70.21

Úrsulo Galván 69.97 65.59 62.23 65.93

Rancho el Ciruelo 69.53 64.57 64.67 66.26

San Antonio 73.47 65.24 62.78 67.16

Chapopote Nuñez 68.63 61.71 66.69 65.68

Buenavista 75.86 57.05 68.88 67.26

Tampiquillo 67.24 58.01 51.84 59.03

Higueral 64.91 54.46 52.96 57.44

Quinta Las Puertas 59.47 53.14 46.54 53.05

Puente Tuxpan 57.53 44.74 45.41 49.23

Tampamachoco 49.11 43.99 42.19 45.09

La figura 6 muestra los valores del ICA del río Tuxpan en cada uno de los sitios de estudio y durante las tres campañas de muestreo.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

ICA

1 L

a R

efo

rma

2 U

rsulo

Galv

an

3 R

ancho e

l Ciruelo

4 S

an A

nto

nio

5 C

hapopote

Nuñez

6 B

uenavis

ta

7 T

am

piq

uillo

8 H

iguera

l

9 Q

uin

ta L

as P

uert

as

10 P

uente

Tuxpan

11 T

am

pam

achoco

Índice de Calidad del Agua del Río Tuxpam

Septiembre de 2007

Enero de 2008

Abril de 2008

FIG. 6.- ÍNDICE DE CALIDAD DEL AGUA EN LOS SITIOS DE ESTUDIO DEL RÍO TUXPAN.

Las figuras 7 y 8 muestran el valor promedio del ICA para cada sitio de estudio en los ríos

Tecolutla y Tuxpan, respectivamente.

Al comparar los valores promedio del ICA de cada río mediante una dócima “t” de Student, se

encontró que al nivel de significancia = 0.05, existen diferencias significativas entre ambos

valores promedio (68.32 en el río Tecolutla y 60.58 en el río Tuxpan), lo cual quiere decir que el

río Tecolutla presentó un valor promedio de ICA más alto que el río Tuxpan.

20

ICA Promedio Tecolutla

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

TO

1 E

nta

bla

dero

TO

2 A

renal

TO

3 C

hacal

TO

4 E

spin

al

TO

5 P

aso d

e V

ale

ncia

TO

6 P

uente

Rem

olin

o

TO

7 I

gnacio

Muñoz

Zapota

l

TO

8 P

te.

Chala

na

TO

9 T

ecolu

tla

FIG. 7.- ÍNDICE DE CALIDAD DEL AGUA PROMEDIO EN LOS SITIOS DE ESTUDIO EN EL RÍO TECOLUTLA.

(Las barras indican el error estándar). ICA Promedio Tuxpam

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1 L

a R

efo

rma

2 U

rsulo

Galv

an

3 R

ancho e

l C

iruelo

4 S

an A

nto

nio

5 C

hapopote

Nuñez

6 B

uenavis

ta

7 T

am

piq

uill

o

8 H

iguera

l

9 Q

uin

ta L

as P

uert

as

10 P

uente

Tuxpan

11 T

am

pam

achoco

ICA

FIG. 8.- ÍNDICE DE CALIDAD DEL AGUA EN LOS SITIOS DE ESTUDIO DEL RÍO TUXPAN.

(Las barras indican el error estándar).

Usos del agua

Río Tecolutla

Los resultados del ICA de acuerdo con la figura 3 muestran que el río Tecolutla es apto para los

siguientes usos:

21

Riego agrícola.- De acuerdo con las barras de dispersión, los sitios 1 a 8 tienen calidad

aceptable ó contaminación leve para el riego agrícola; las estaciones ubicadas en la parte

más baja 7 y 8, pueden tener restricciones con respecto a la concentración de sólidos

disueltos totales que pudieran provocar contaminación por sales en los suelos agrícolas.

Pesca y acuacultura.- Es este caso, la calidad del agua para los sitios de estudio 1 a 8 es de

excelente a buena calidad. El sitio 9 presenta contaminación leve.

Recreación.- Los sitios de estudio 1 a 8 presentan una excelente a buena calidad para la

recreación sin contacto primario. El sitio 9 definitivamente ya no es recomendable para la

recreación debido a los valores tan bajos de calidad del agua (50% respecto al máximo

posible) que presenta este sitio.

Industrial.- La calidad del agua para uso industrial en todos los sitios de estudio del río

Tecolutla varía desde calidad aceptable hasta contaminada; sin embargo, durante las

incursiones de muestreo no se detectó una actividad industrial significativa sobre el curso

del río.

Definitivamente el uso para abastecimiento de agua potable no es recomendable en

ninguna sección del río Tecolutla comprendida dentro del área de estudio. Se requiere de

forma obligada un tratamiento previo para su uso en abastecimiento.

Para el caso del río Tuxpan, los usos del cuerpo de agua que de acuerdo con la figura 2 y los

valores del ICA obtenidos se tiene lo siguiente:

Riego agrícola.- De acuerdo con las barras de dispersión, sólo las estaciones 1 y 6 tienen

calidad aceptable ó contaminación leve para el riego agrícola; los sitios 2 a 5 y 7 a 11

definitivamente no son aptas para el riego agrícola, ya que su calificación los ubica con

aguas contaminadas y contaminación leve. Asimismo, los sitios ubicados en la porción más

baja del río Tuxpan pueden provocar contaminación por sales en los suelos agrícolas.

22

Pesca y acuacultura.- Es este caso, la calidad del agua para los sitios de estudio 1 a 6 es

buena. Aguas abajo del sitio 6 (sitio de estudio 7 a 11) presenta aguas con fuerte

contaminación a contaminación leve.

Recreación.- Los sitios de estudio 1 a 6 presentan una buena calidad del agua para la

recreación sin contacto primario. Los sitios subsiguientes aguas abajo ya no se

recomiendan para la recreación debido a las calificaciones del ICA que van de leve a fuerte

contaminación.

Industrial.- La calidad del agua para uso industrial en todos los sitios de estudio del río

Tuxpan varía desde contaminación leve a contaminada. Se ha observado que sólo en la

región de la ciudad de Tuxpan se tienen actividades industriales. Aguas arriba se ha

observado que se tienen centros de acopio de cítricos y descargas propias de las

localidades por las cuales pasa el río.

Nuevamente y con mayor restricción por los valores del ICA obtenidos, el uso para

abastecimiento de agua potable no es recomendable en ninguna sección del río Tuxpan

comprendida dentro del área de estudio. Se requiere de forma obligada un tratamiento

previo para su uso en abastecimiento.

Durante el intervalo de tiempo que se realizó el monitoreo de la calidad del agua, los valores del

ICA en el río Tuxpam muestran que a partir de la estación Tampiquillo y río abajo hasta Tuxpam

la calidad del agua decrece en forma notable. Por otro lado los valores del ICA mostraron que

en el río Tecolutla prevalecen mejores condiciones de calidad del agua y contrario a lo que

sucede en el Río Tuxpam, solo se observa una caída en la calidad del agua en la localidad

Tecolutla.

Índice de Calidad Ambiental

La especie centinela seleccionada fue Tarebia granifera. Los valores del ICAM utilizando los

parámetros biológicos obtenidos de T. granifera se presentan en la Fig. 9. La estación con el

valor más bajo fue T3 con 3.32 y la estación con el valor más alto fue T8 con 11.16.

23

FIGURA 9. GRÁFICAS DE ESTRELLA DEL ICAM CON TAREBIA GRANIFERA. ICA-ÍNDICE DE CALIDAD DEL AGUA, MO-

MATERIA ORGÁNICA, DEN-DENSIDAD, BH:W-CONSTANTE B DE LA RELACIÓN TALLA-PESO, NC-NÚMERO DE

COHORTES, TPC-TALLA DE LA PRIMERA COHORTE, TUC-TALLA DE LA PRIMERA COHORTE.

ICAM 11.16

T8

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

ICA

mo

Den

bH:WNC

TPC

TUC

ICAM

7.39

T7

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

ICA

mo

Den

bH:WNC

TPC

TUC

ICAM 9.12

T6

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

ICA

mo

Den

bH:WNC

TPC

TUC

ICAM 5.67

T5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

ICA

mo

Den

bH:WNC

TPC

TUC

ICAM

5.23

T4

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

ICA

mo

Den

bH:WNC

TPC

TUC

ICAM3.32

T3

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

ICA

mo

Den

bH:WNC

TPC

TUC

24

Los resultados del ICAM para el río Tuxpan se muestran en la tabla 4. En el río Tuxpan Tarebia granifera se distribuyó solamente entra las estaciones Tx1 a la Tx6. Tabla 4.- Resultados del ICAM en los sitios de estudio del río Tuxpan donde coincidió la presencia de T. granifera.

Sitio ICAM

Tx1 8,64

Tx2 7,11

Tx3 5,23

Tx4 3,16

Tx5 7,20

Tx6 10,13

Cuando se compararon los resultados del ICAM del río Tecolutla con el río Tuxpam, no se encontraron diferencias entre ambos ríos, de tal forma que Tarebia granifera está creciendo de forma similar en los dos ríos pese a que el río Tecolutla tiene mejor calidad que el río tuxpan.

Conclusiones La calidad del agua en el río Tecolutla presenta diferencias estacionales, teniendo las mejores calificaciones en los meses de agosto y diciembre. Disminuye hacia el mes de marzo con la época de estiaje. Los valores del índice de calidad del agua en las 11 estaciones del Río Tuxpan siguen un gradiente de disminución hacia la estación 11 en la parte más baja del río, probablemente debido a la influencia de poblados de mayor importancia. En el río Tecolutla se encontraron las siguientes calificaciones para el uso del agua: a) riego agrícola, contaminación leve a calidad aceptable; b) pesca, contaminación leve a calidad excelente; c) recreación, calidad aceptable a excelente, y d) abastecimiento de agua potable, contaminada a calidad aceptable. Los posibles usos del agua en el río Tuxpan de acuerdo al ICA excluyen a la parte baja del río para uso como agua potable. Los sitios, Tx10 y Tx11 presentan una contaminación fuerte; Tx7, Tx8 y Tx9 requieren de un tratamiento previo para uso potable, pero pueden ser usados en agricultura y en la industria, Tx2, Tx3, Tx4, Tx5 y Tx6, también requieren tratamiento para consumo humano, se pueden usar en la agricultura y para aguas de cultivo de peces sensibles a la contaminación; Tx1 requiere tratamiento para uso potable, pero además es posible usarla para recreación, siendo la estación con mejores características de calidad del agua. El ICA en el río Tecolutla es significativamente más alto que el ICA del río Tuxpan El Índice de Calidad Ambiental (ICAM) resulta ser una herramienta útil para comparar al nivel poblacional, la calidad ecológica que prevalece para una especie centinela en dos cuerpos de agua diferentes.

25

En este caso, la calidad ambiental para Tarebia granifera resultó ser similar tanto en el río Tecolutla como en el río Tuxpan.

Literatura Citada

Angelier, E. 2000. Ecology of streams and rivers. Science Publishers Inc. USA. 215 pp.

APHA. 1985. Standard methods for examination of water and wastewater. APHA-AWWAWPCF,

Washington.

Arriaga, L., V. Aguilar, J. Alcocer. 2002. Aguas continentales y diversidad biológica de México.

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. México. 327pp.

Botello, A.V. (Edit.). 1996. Golfo de México, Contaminación e Impacto Ambiental: Diagnóstico y

Tendencias. EPOMEX Serie Científica 5. Universidad Autónoma de Campeche-EPOMEX-SEP.

Campeche, Camp., México.

Dinius SH (1987) Design of an index of water quality. Water Resour Bull 23(5):833–843.

Landwehr, J. M. and Deininger, R. A. (1976) A comparison of several water quality indices.

Water Pollution Control Federation 48(5), 954-958.