UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONÓMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES

ZARAGOZA

Caracterización y evaluación de la calidad de agua e impacto antropogénico presentes en la cuenca Malpaís, Queréndaro, Michoacán.Laboratorio de Investigación Formativa VI BIOLOGÍA

Elabora: Arias García Luz Angélica, Basilio Bernal Liliana, Flores Velasco José Francisco, Horta Vargas Gerardo, Lagunes Rodríguez Elisa Alejandra, Maldonado Murillo Karina, Miranda López Armando, Moreno Santos Jesús Ángel, Rodríguez Ortega Ana Karen, Zetina Bautista Eduardo Enrique, Ledesma Morales Lucero Bibiana.

LUZ04/11/2011

Caracterización y evaluación de la calidad de agua e impacto antropogénico presentes en la cuenca Malpaís, Queréndaro, Michoacán. RESUMEN

Se expone la importancia que tiene la Subcuenca Malpais en la región y la necesidad de conservarla ya que es una fuente significativa de capital y recursos biológicos.En el presente estudio se determina la calidad de agua a través del Índice de Calidad de Agua (ICA) para evaluar parámetros físicos, químicos y biológicos de las aguas en la Subcuenca Malpais. De acuerdo con los resultados, se encontró que las variables oxígeno disuelto, alcalinidad, dureza total, dureza de Ca, bióxido de carbono, nitritos, fosfatos, amonio; así como temperatura, pH, saturación y visibilidad, son las que determinan las categorías de calidad óptima, subóptima y pobre.

La calidad de agua presente en la presa Malpais resulta ineficaz para consumo humano.

Palabras clave: subcuenca, calidad de agua, parámetros.

Introducción

El agua es considerada como un factor critico para el desarrollo de las naciones y quizá sea el recurso que define los limites del desarrollo sustentable ya que no solo es indispensable para el desarrollo económico y social de la humanidad si no también para el funcionamiento de los ecosistemas del planeta (SEMARNAT 2010. En la actualidad este recurso se ve afectado por serios problemas de contaminación (Molina, 2011)

En la actualidad el problema de contaminación difusa en el país no ha sido caracterizado; no existe un diagnóstico que muestre la magnitud del aporte de escurrimientos pluviales contaminados hacia los cuerpos receptores. En países

desarrollados, se ha demostrado que el riesgo ecológico de contaminantes de origen no puntual en ocasiones es más importante que el que representa las descargas puntuales y el riesgo a la salud es equiparable (Villegas, 2002)

Los distintos ecosistemas con que cuenta el territorio mexicano brindan un numero vasto de recursos ya sean sustentables o no, algunos, por ejemplo, los brindan los bosques, llamados también servicios ambientales estos son a nivel local, regional y en algunos casos mundial y son: fuente de abastecimiento de agua, centros de diversidad biológica, productos madereros (fijación de carbono), y no madereros, lugares de recreación y belleza escénica

además de conservación del suelo frente a los procesos erosivos (Treviño et al.,2002).

A su vez otras áreas que ofrecen servicios ambientales son las cuencas hidrológicas o hidrográficas las cuales según Villegas (2002) se definen como: una porción de la superficie terrestre drenada por una corriente de agua y sus tributarios que forman una unidad hidrológica funcional. Una cuenca puede ser parte de un paisaje o varios paisajes según la superficie y ubicación, de manera que el limite de la cuenca puede o no coincidir con el límite de una unidad de paisaje, esta definición es apoyada por la CONAGUA (2010) quien la define como una unidad natural definida por la existencia de una división de las aguas en un territorio dado. Las cuencas hidrográficas son unidades morfológicas superficiales. Sus límites quedan establecidos por la división geográfica principal de las aguas de las precipitaciones pluviales; también conocido como “parteaguas”

Las cuencas hidrográficas representan un espacio importante para uso y explotación de recursos, además de contener una alta diversidad biológica. Las cuencas son sistemas ambientales con elementos y procesos de elevada complejidad. Es por ello que su gestión integrada debe sustentarse necesariamente en investigación científica. Así mismo CONAGUA (2010) establece que las cuencas son territorios hacia los que fluyen las aguas y en el que el medio ambiente, los asentamientos humanos, los procesos económicos y las políticas de gobierno sustentable constituyen un sistema interdependiente, como apoyo a la definición simple que esta misma organización otorga. De una manera más simple se conoce como cuenca hidrográfica al área drenada por un rio. La cuenca es una unidad natural hidrológica y geofísica, con límites definidos que facilitan la planificaci6n y el aprovechamiento de sus recursos. Los límites de la cuenca dependen de su

topografía y están determinados por la línea divisoria de aguas. En la cuenca es posible efectuar un balance del ciclo hidrológico, cuantificando con mayor precisión el agua disponible.

En el territorio mexicano, el agua presenta una distribución irregular; existen regiones donde la situación de escasez se acentúa por la baja eficiencia con que se usa el recurso

México recibe 1,522 millones de m3 al año de precipitaciones pluviales; el 70% se evapora, el 27% se dirige a los escurrimientos superficiales y el 3% para la recarga de los acuíferos del subsuelo (Bali, 2001). En México el agua se distribuye en los usos siguientes: 80% para riego agrícola; gran parte de esta agua se pierde por su uso deficiente (de cada 100 litros que se utilizan para riego realmente se utilizan 50, el resto se pierde en la conducción o se evaporan), 12% para el consumo de la población, 5% para la industria y el resto se emplea en otros usos (Bali, 2001).

Así entonces, las cuencas hidrográficas facilitan la percepción del efecto negativo de las acciones del hombre sobre su entorno, evidenciándolas en la contaminación y en la calidad del agua evacuada por la cuenca, así como el deterioro del relieve que compone a la cuenca, la transformación que este sufre con fines de agricultura transformando zonas boscosas en zonas de pastizal y de cultivo.

En todas las civilizaciones el agua siempre ha sido importante para su desarrollo, pero en la actualidad es tal la extracción de agua que se esta llegado a la sobreexplotación de los mantos acuíferos ocasionando desequilibrios ecológicos, económicos y sociales (Ayala et. al. 1996 op.cit. Villegas 2000).

La expansión de la superficie urbana y el crecimiento de la población originan una mayor demanda de agua para su consumo. El

uso del agua para las actividades productivas del hombre es la principal causa de que esta no llegue al Lago de Cuitzeo y sus múltiples sub-estaciones . La actividad industrial es baja pero consume grandes volúmenes de agua. El agua para la agricultura se incrementó debido al crecimiento de la superficie de riego y al incremento en el volumen de agua por ha. La cuenca se encuentra en un proceso de ganaderización debido al incremento del ganado y al número de los bordos que se usan para abrevadero además de tener un uso de tipo pesquero, donde principalmente se siembran especies exóticas, tales como la tilapia, carpa y bagre, y especies endémicas en menor proporción como el charal, el acocil y cangrejos

Los impactos antropogenicos sobre estas zonas ecológicas no solo se dirigen hacia un punto específico, es por eso que las investigaciones sobre estos importantes generadores de recursos abarcan , desde la calidad de agua, escorrentía, y captación , hasta la calidad de suelos, tipos de minerales presentes , llegando a la formación de mapas topográficos de dichas zonas y estudios o caracterizaciones ecológicas de las mismas, es por eso que las cuencas hidrografías representan una importancia para la investigación. Una de esas investigaciones son los Índices de calidad de agua (ICA) los cuales incluyen diversos parámetros importantes tal como los indica Lanza Espino (1990) y a su vez son citados por Jiménez er. Al (2000), estos parámetros son: temperatura, luz, sólidos suspendidos, gases disueltos, salinidad, sulfatos, nutrientes y acidez así como los niveles de oxigeno. Todos estos parámetros conforman una definición compacta sobre los ICA, los cuales son considerados estudios que permiten el empleo del recurso agua para diversos fines clasificándolos según sus características físico químicas inclusive aun después de su tratamiento (Lanza Espino, 1990)

Así entonces los análisis físicos y químicos tienen como objetivo conocer las propiedades del cuerpo acuífero, lo cual representa un criterio indispensable para la industria y sociedad, tomando en cuenta que la recepción de aguas contaminadas se da a través de dos fenómenos: las aguas de lluvia que discurren por el suelo y el subsuelo que, luego de su contacto con ellos, arrastran subproductos de las actividades humanas que cambian su calidad natural; y las aguas que luego de ser usadas, y transformada su calidad físico-química, son reintegradas a los cuerpos de agua naturales

El estudio de la calidad de agua tanto epicontinental como marina del tipo costero, es de gran importancia dados los efectos de deterioro por los asentamientos humanos, desarrollo industrial y agrícola, accidentes fortuitos, mal manejo del recurso e información sobre pesca, acuicultura, los cuales han llevado a la modificación parcial o total de las condiciones naturales del medio acuático.

En la actualidad los ICA no solo se ven determinados por parámetros físico-químicos, si no también por parámetros ecológicos como son la abundancia de especies nativas. A partir de la identificación y abundancia de los organismos, se calculan matemáticamente los Índices Biológicos o Bióticos, con base en valores numéricos de cada grupo de organismos (familias de moluscos, crustáceos, anélidos e insectos acuáticos) que corresponden a sus particulares grados de sensibilidad o tolerancia a la contaminación. Los índices así obtenidos, corresponden en forma significativa con el grado de impacto antropogénico (Thorne y Williams, 1997; Chessman y McEvoy,1998 op.cit López Hernández, et-al, 2002)

El uso de ICA en México es la única forma normalizada para valorar la condición ambiental de los ecosistemas acuáticos

considerado que solo informa sobre aspectos relacionados con contaminación puntual y no puntual, y que no reconoce las alternativas morfológicas sobre los cauces, asi como no reconoce las fuentes de contaminación en algunos casos, pero aun asi es considerablemente la forma mas practica y eficaz hasta el momento de determinar las condiciones para el uso del recurso (Molina, 2011)

Los análisis de ICA permiten la interpretación de la capacidad productiva de los recursos acuatices, y su comportamiento en el tiempo y en el espacio, aunque estos análisis se han malinterpretado debido a la búsqueda de explotación continua, lo que ha llevado a disfrazar condiciones reales lo que provoca una disminución en la confianza de estos estudios. Sin embargo las bases de estos índices permiten comprender el impacto y el grado que este tiene sobre un ecosistema en este caso La presa Malpaís perteneciente a la Cuenca de Cuitzeo, así entonces es de vital interés analizar la calidad del agua presente en la presa mencionada así como relacionar y evaluar el grado de impacto presentes y como es que afecta al entorno

Área de estudio

El municipio de Queréndaro se localiza al norte del Estado de Michoacán, en las coordenadas 19º48’ de latitud norte y 100º53’ de longitud oeste, tiene una superficie de 186.23km y está a una altura de 1,840 metros sobre el nivel del mar. Limita al norte con Santa Ana Maya y el Estado de Guanajuato, al este con Zinapécuaro, al sur con Ciudad Hidalgo, y al oeste con Indaparapeo y Alvaro Obregón (INEGI 2011). Su relieve lo constituyen el sistema volcánico transversal; la sierra de Otzumatlán o Mil Cumbres, los cerros Blanco, Peña, Rajada y Calvario y los valles de Queréndaro. En cuanto a su hidrografía se constituye por los ríos Queréndaro y Otzumatlán, la Laguna de Cuitzeo y los arroyos El Peral, Pocitos y Las

Pilas. El clima es templado, con lluvias en verano y tiene una precipitación pluvial anual de 1,165 mm, con temperaturas que oscilan de 4.9 a 37.0º C. (Juárez et.al., 2007)

Su flora está formada por bosque mixto con pino y aile, bosque de coníferas con oyamel y pino, matorrales y pastizales. Su fauna se conforma por armadillo, coyote, liebre, mapache, tlacuache, zorrillo, gallina de monte, güilota, pato, torcaza, charal y pez blanco (Juárez et. Al., 2007).

Dependiendo de su actividad económica se reconocen a los agricultores, ganaderos, pesquería y comerciantes. La actividad más importante es la agricultura, en donde los agricultores producen principalmente maíz, alfalfa, sorgo, chile seco y garbanzo. Los ganaderos crían ganado bovino, porcino, equino, caprino, ovino y aves de corral. (Juárez et. Al., 2007).

La subcuenca de Queréndaro tiene un área de 134 Km² (Carlón y Mendoza 2007).

El río Queréndaro, drena una superficie de 549 km2, se localiza en su mayor parte en el municipio del mismo nombre y su principal afluente es el río Zinapécuaro. El río Queréndaro da origen a la presa de Malpaís en la confluencia de los ríos Queréndaro y Zinapécuaro, con 23.7 millones de metros cúbicos y después desemboca en el lago por la parte sur. (Gobierno del Estado de Michoacán 2011).

La subcuenca de Queréndaro presenta basaltos, dacitas, conos andesíticos y depósitos de caída con el desarrollo de luvisoles, andosoles y acrisoles, la cobertura vegetal es de bosque de pino-encino, matorral y agricultura. La subcuenca de Queréndaro se describe por 74 polígonos, agrupados en 66 categorías geopedológicas. Las categorías más representativas son: laderas escarpadas de montañas con la

presencia de conos andesíticos y andosoles (21%); laderas escarpadas de montañas con basaltos y dacitas y desarrollo de acrisoles (12.5%); laderas muy suaves en colinas sobre depósitos de caída con luvisoles (9%); laderas escarpadas de montañas con basaltos y

dacitas y desarrollo de luvisoles (8.5%); laderas muy suaves de colinas con depósitos superficiales y vertisoles (6%). (Carlón y Mendoza 2007).

Mapa 2. Representación topográfica de la Cuenca Cuitzeo perteneciente al Estado de Michoacán.

Microcuenca del rio Queréndaro, se encuentra dentro de la Subcuenca Cuizeo-Patzcuaro, en la Cuenca Lerma-Chapala-Pátzcuaro, dentro de la región hidrológica N. 12 del país.

Objetivo general

Caracterizar la presa Malpaís y analizar la calidad de agua presente, así como el impacto antropogénico sobre esta unidad ecológica

Objetivos particulares

-Evaluar el estado de conservación de la Laguna de Agua Azul en Queréndaro, Michoacán

-Evaluar la calidad del agua mediante la aplicación de análisis físico-químicos en muestras recolectadas en diferentes estaciones de muestreo.

-Realizar la caracterización ecológica de la subcuenca de Queréndaro, Michoacan tomando en cuenta datos generales tales como, vegetación, pendiente, fauna entre otros.

Material y Método

Se prepararon reactivos para evaluar la calidad de agua presente en el área de muestreo; los reactivos preparados fueron: Sulfato manganoso, almidón, solución de heptamolibdato, solución estándar de fosfato, estos últimos se prepararon tal y como indica el Manual de análisis de aguas naturales y su aplicación a la micro escala (2011), estos reactivos fueron resguardados en frascos ámbar para su posterior traslado y uso en campo.

Trabajo en campoSe caracterizó la zona mediante observaciones directas y el uso de instrumentos de Sistema Internacional Geográfico (SIG) tal y como establece Troll (2003), se utilizó GPS para determinar las coordenadas de los puntos donde se tomaron muestras de suelo y agua, así como brújulas y clisímetros para determinar las pendientes existentes en la primer estación

de muestreo. Se registraron en la bitácora aspectos como estratos presentes (Villegas, 2002), altitud, medida de la pendiente y tipo de suelo. Se determinó la escorrentía y la capacidad de infiltración mediante la utilización de tubo pvc de 25 cm de altura y 8 cm de diámetro y agua.

Para la evaluación del índice de calidad de agua (ICA), las muestras fueron tomadas de la presa Malpaís la cual fue dividida en estaciones para optimizar su estudio, antes de recolectar muestras se caracterizó la zona y de nueva cuenta con ayuda de SIG se obtuvo información precisa de la ubicación de la localidad (Troll 2003). Las muestras de agua fueron tomadas mediante el uso de botella Van-Dorn tanto a nivel de superficie como de profundad, posteriormente fueron resguardadas en botellas de plástico y vasos DBO para su posterior estudio y verificación de oxígeno mediante el método de Winkler tal como lo establece el Manual de análisis de aguas naturales y su aplicación a la micro escala (2011). Tras la obtención. Las muestras de agua fueron sometidas a una serie de pruebas para determinar algunos parámetros fisicoquímicos, tales como pH mediante método instrumental, temperatura con ayuda de termómetro ambiental, y la visibilidad con ayuda de un disco de Secchi.

Los parámetros químicos fueron realizados mediante la implantación a micro escala, se obtuvo la cantidad de oxígeno disuelto mediante método instrumental apoyado de un oximetro (Hama instrumentos. woonsocriet-RI-USA No 02321524) y método de Winkler, así como la presencia de CO2 mediante el método volumétrico, se registró a su vez la alcalinidad mediante el método de indicadores, la dureza total fue tomada mediante el método de titulación con EDTA, la dureza de calcio fue tomada mediante el método complejométrico, todos ellos fueron realizados tal como indica el Manual de análisis de aguas naturales y su aplicación a la micro escala (2011)

Trabajo de laboratorioSe analizaron las muestras de agua trasladadas a laboratorio para cuantificar la cantidad implícita de Nitritos, fosfatos y amonio, mediante el método de ácido sulfanilico, método fosdomolibdato, y método de azul de indo-fenol respectivamente. Se obtuvieron absorbancias para cada una de estas pruebas mediante el uso de espectrofotómetro, datos que fueron registrados para su comparación posterior con curvas patrón. Las curvas patrón se calibraron mediante el método de regresión lineal en base a modelos estadísticos ya establecidos (Marquez, Lopez, et. al, 2000)

Resultados

Resultados MUESTRA DE LA

BOMBAMUESTRA LAGUNA

Estacion..Estacion I Estacion II

PARAMETROS M1 REPETICION

M2 REPETICION

ESTACION I SUPERFICIE Superficie Fondo

TEMPERATURA 20.5 °C 25°C 24.6° C 24.6º 22º pH 7.66 6.81 7.03 7.01 7.07SATURACION 9.22ppm 6.6ppm / / /VISIBILIDAD 240 cm 25 cm / 17.5 cm Datos en mgL-1

OXIGENO DISUELTO 16.21 14.18 16.21 16.21 / 2.7081 mgL-1

17.05 mgL-1

ALCALINIDAD 76 81 68 74 29 mgL-1 30 mg 16 mgDUREZA TOTAL 66.06 60.6 70.07 74.07 45.045mgL-1 41.041

mgL-145.045 mgL-1

DUREZA DE Ca+ 20.2 20.2 26.026 20.02 43.5435mgL-1 30.03 mgL-1

20.02 mg L-1

BIOXIDO DE CARBONO

59.92 79.9 59.92 79.9 1.9976mgL-1 399.52 mgL-1

399.52 mg L-1

PARAMETROS EN LABORATORIO

AMONIO 0.516 mgL-1 1.26 mgL-1 1.483 2.5026 1.4052NITRITOS 1.13 mgL-1 1.454 mgL-1 0.90 Abs 0.36 0.069FOSFATOS 0.029345 mgL-1 0.04232 mgL-1 0.282 Abs 0.068

Nivel del aguacm

Tiempomin

13 0 12 1.77 3.3

6 4.4

1 5.1

Tabla 1. Datos obtenidos tras la prueba de escorrentía,

Muestra Nitritos mgL-1 Fosfatos mgL-1

Amonio mgL-1

Ojo de agua 0.082 0.102 0.067Compuerta 0.026 0.0013 1.168

Estación II dentro de la laguna Superficie 0.0688 0.05 2.5Fondo 0.0422 0.061 1.401

Bomba de agua 1.13 0.029345 0.516

v

Tabla 3. Análisis de NO3,PO4 y amonio presentes en diferentes estaciones de la presa Malpaís

Grafico 1 .Curva patrón de Nitritos con regresión lineal correspondiente

Discusión

La ubicación geográfica de las zonas de estudio cercana a la zona tropical, el tipo de suelo y vegetación (en su mayoría bosque) garantizan el desarrollo de diversas especies, sin embargo, el cambio de uso de suelo (agrícola y urbano en ambos casos) limita el desarrollo optimo de organismos y disminuye la riqueza de especies adaptadas a determinadas condiciones ambientales perdiendo así parte importante de la diversidad del país.

Acorde a los parámetros obtenidos y su comparación con las Normas Oficiales para la Calidad del Agua (2010) los resultados arrojan una serie de datos con respecto al estado ecológico de la estación. Para la estación ubicada como “ojo de agua” la concentración de fosfatos está ubicada en el rango permisible según la RTS la cual establece como nivel guía 400g/l (P2O3) y como nivel máximo admisible 1.500 g/l en función a la cercanía con el parte aguas dela cuenca y los nutrientes que llegan a esta , ya que como lo menciona Neil et al. (2005) el aporte del fosforo a sistemas hidrológicos es principalmente por escorrentía, es decir, de los suelos donde el fosforo es captado por los organismos y que posteriormente es arrastrado por agua. Los valores arrojados por el estudio sugieren de acuerdo a Parra y Molina (1989,2011) que el sistema está sufriendo un proceso de eutrofización, indicando como principales factores de este proceso la actividad antropogénica, en particular el desembalse de aguas residuales a los sistemas acuíferos, o bien a la cercanía de la cuenca a zonas de cultivo donde los fertilizantes y pesticidas son arrastrados por la lluvia. La zona de estudio se ve afectada en gran parte por las zonas de cultivos que hay en la periferia. La norma NMX-AA-029-SCFI-2001 establece que las formas de fosfatos provienen de una gran cantidad de fuentes, tales como productos de limpieza, fertilizantes, procesos biológicos, etc. Y que a su vez el fósforo

es un nutriente esencial para el crecimiento de organismos, por lo que la descarga de fosfatos en cuerpos de aguas puede estimular el crecimiento de macro y microorganismos fotosintéticos en cantidades nocivas.

Lo anterior contrasta con la investigación de Toro et al. (2004), Encontrando que concentraciones de 0.01-0-45mg/L de PO4 no guardan una relación totalmente directa con el grado de contaminación de las aguas y existen otros parámetros más significativos que indican el deterioro de un sistema hidrológico, tales como amonio en concentraciones altas u oxígeno disuelto en bajas concentraciones., en cambio concuerda con el autor en la manera de recuperar y obtener los niveles de P y PO4 a través de procesos de retención y obtención de P a través de organismos foto sintetizadores así como el traslado de partículas ricas en P por escorrentía, datos que también concuerdan por lo establecido por Petra Ruiz (2009), en donde se establece que uno de los puntos que permite la ganancia de mayor numero de PO4 en cuerpos acuáticos es por escorrentía

Para las concentraciones de nitritos, éstas presentan casi el mismo comportamiento que los fosfatos, lo cual nos sugiere de acuerdo a Ortega et al. y Molina León (1988,2011), que la escorrentía trae consigo a nutrientes provenientes de las tierras de cultivo en las cuencas de drenaje. Asimismo nos señala que el principal aporte de este nutriente viene dado por la actividad agrícola, teniendo mayores concentraciones que las aportadas de fosforo.

A su vez Parra asocia las concentraciones de 0.1 a 0.768mg/L para determinar una cuenca como contaminada y con un grado de eutrofización alto, determinado por la excesiva descarga de aguas residuales. Esto concuerda con lo que menciona Sardiñas et al. (2006), donde las concentraciones mayores a 1.23mg/L son un aporte excesivo de las aguas residuales lo que

Grafico 2 .Curva patrón de fosfatos con regresión lineal correspondiente

nos llegaría a indicar grandes cantidades de materia fecal en las aguas residuales, datos que contrastan con los obtenidos en la Presa Malpaís, donde las cantidades no son tan altas para estos nutrientes por lo que los niveles de contaminación por estos compuestos son bajos, mas sin embargo acorde a las Normas Oficiales Mexicanas para Uso y Consumo de Agua (2010), los valores de Nitritos para algunas estaciones de muestreo son ligeramente altos por lo que se debe implementar un nuevo sistema de conserva para mejorar la calidad de agua para el consumo ya que una de las estaciones(ojo de agua)es usada para consumo de la población. De igual manera se debe tomar en cuenta lo establecido por Molina León (2011) quien afirma que los resultados con respecto a la calidad de agua son modificados por factores estacionales, lo que desencadena procesos de escorrentía y por la existencia de un periodo de recuperación de las dinámicas estacionales propias de los cuerpos acuáticos.

Para el respectivo caso de amonio los resultados obtenidos contrastan con las investigaciones hechas por Cole (1983) donde se afirma que las aguas superficiales bien aireadas generalmente contienen poco amoníaco y que aguas poco polucionadas de cauces naturales no suelen presentar más de 0,10 mg NH3/L. Niveles superiores de amoníaco son indicativos de una contaminación reciente. En contraste con Cole la Presa Malpaís presenta una buena aeración y presenta niveles altos de amonio. La principal fuente de contaminación de amonio son las aguas residuales. En las aguas residuales, el amoníaco proviene de la descomposición de la urea, CO(NH2)2, por parte de las bacterias ureasas y a partir dela presencia de amoniaco la presencia de amonio será consecuente y por efecto de contaminación de aguas residuales en las zonas mas cercanas a la fuente de contaminación la relación de amonio-nitratos es directamente proporcional(Rodríguez Gil, 2006)

Los valores de Calcio (Dureza) están por debajo del valor citado por (Rodier, 1990), el cual menciona que: Las aguas de buena calidad

contienen de 100 a 140 mg/L de Calcio por lo cual la Laguna Agua Azul no presenta serios inconvenientes para usos domésticos o en general; también se aprecia que a un pH más bajo la dureza aumenta, por ejemplo: A pH de 6.4 y 6.7 les corresponde un valor de dureza de 63.4 mg/L y 69.09 mg/L respectivamente, estos son los valores más altos registrados en cuanto a dureza; por el contrario encontramos que a valores más alto de pH (7.21) le corresponde una de las concentraciones de dureza más bajas (29.09 mg/L), se puede afirmar que la relación es inversamente proporcional.

Respecto a la dureza total, los valores obtenidos se encuentran rango numérico desde el más bajo correspondiente a 41.041 mg/L a 45.045 mg/L como el valor más alto, según Rodier (1990): Una dureza de 80 a 100 mg/L puede considerarse como satisfactoria. En la columna respectiva las variaciones no son muy significativas y tal vez pudiesen deberse a la descomposición de la parte vegetal de la Laguna ya que puede conducir a la liberación de grandes cantidades de anhídrido carbónico que por infiltración puede disolver el calcio del suelo.

En conjunto el impacto antropogénico es alto, esto es visible no solo tras análisis físico-químicos si no en la organización vegetal y faunística, los cuales se modifican conforme los parámetros mencionados cambian. A nivel faunístico, en la búsqueda de explotar económicamente el potencial de la cuenca se han introducido especies exóticas de peces, las cuales presentan un crecimiento rápido y toleran ambientes con bajo nivel biótico, esto extermina a las especies endémicas ya sea por competición directa o por modificación del ambiente acuático tal y como lo menciona a su vez Villegas (2002) quien establece la problemática que presentan las especies exóticas sobre las endémicas

En general ha habido modificación del entorno, los cuerpos de agua han sido impactados por altas densidades de población y actividades productivas de la región. Sobreexplotación de mantos acuíferos, desforestación intensiva y

construcción de carreteras. Los lagos de Pátzcuaro, Zirahuén (reducto de bosque mesófilo) y Cuitzeo presentan azolvamiento continuo del vaso lacustre y reducción de la cuenca lacustre por aportes de sedimentos, producto de la desforestación y erosión severa de los suelos, desecación del cuerpo de agua y salinización del suelo, presencia de malezas acuáticas así como de descargas de basura, aguas negras, fertilizantes y biocidas (CONABIO, 2011).

Además la presa malpaís tiene problemas de maleza acuática, se trata del lirio acuático Echhornia crassipes, que tiene diversos efectos perjudiciales, entre los que se pueden mencionar el entorpecimiento de la navegación en la presa, la elevación de los índices de evaporación y el impedimento del paso de la luz al fondo de los estanques, lo que trae como consecuencia la eliminación de microalgas que son el alimento de crustáceos y peces.

La dispersión del lirio y su establecimiento exitoso están directamente relacionados con las características ambientales abióticas y bióticas. A pesar de la amplia tolerancia a los factores abióticos del medio, y de ser una especie que puede llegar a invadir cuerpos de agua en regiones templadas y a altitudes considerables, el lirio acuático no soporta las heladas y su crecimiento es limitado por la salinidad. En todo el mundo su crecimiento óptimo se da a pH de 7 y adquiere el rango de infestación masiva entre 6.2 y 7, el pH de la presa es el óptimo para el lirio acuático. La química del agua no limita el crecimiento del lirio acuático, pues su rango de tolerancia es amplio y el único factor que lo afecta es la carencia de fósforo, en la presa no hay carencia de éste nutrimento, así que también beneficia a esta maleza. El lirio puede establecerse en aguas con pocos nutrientes, debido a las asociaciones microbianas que presenta en la rizosfera, y mientras más eutrófico sea el medio, más éxito tiene su propagación.

La presencia del lirio acuático en ecosistemas lacustres estables con una alta biodiversidad es un fenómeno raro y su condición de planta “oportunista” sólo ocurre con la alteración del hábitat, especialmente cuando se presenta un incremento de nutrientes (eutrofización) por el derrame de fertilizantes o aguas negras.

Conclusiones

La expansión de la superficie humana y el crecimiento de la población están originando una mayor demanda de agua para su consumo. La cuenca se encuentra en un proceso de ganaderizacion debido al incremento de ganado y al número de los bordos que se usan para abrevadero.

A su vez la calidad de agua presente en la presa Malpais resulta ineficaz para consumo humano a excepción de la zona denominada “ojo de agua”, la cual resulta ser un manantial apto, sin embargo la presencia de diversos factores contaminantes parece también ponerle en riesgo

Las condiciones de esta cuenca, las cuales son mostradas tras los ICA’s permite su uso agrícola, es decir , para riego, los parámetros analizados liberan una serie de condiciones que son aptas únicamente para esta actividad que requiere a grandes rasgos una moderación y buen manejo para evitar un aumento en la contaminación de este cuerpo acuífero, aunque la presa comienza a desarrollar un proceso de eutrofización debido a la contaminación por fertilizantes y el desemboque de aguas residuales

El crecimiento desmesurado de especies fotosintéticas, en esta microcuenca en particular, el lirio acuático, evita el desarrollo de otras especies nativas de la zona, alterando las cualidades naturales

Por lo anterior es necesario crear conciencia en la población sobre lo importante que es el recurso para todas nuestras actividades y la necesidad de hacer un uso eficiente del mismo

Aunado a estos datos físico-químicos la presencia de especies no endémicas de la zona ha causado daños muy importantes a la zona, los cambios inclusive de pH, oxigeno disuelto entre otros, se ven ligadas a la presencia de especies ajenas a la fauna y flora de la localidad. Con la intención de mejorar la calidad económica de la población y disminuir la tasa de mortalidad para especies endémicas, la creación de sistemas de acuicultura es de vital importancia para la zona, evitando la pesca desmedida, permitiendo el crecimiento normal y restablecimiento de la población endémica de la zona, generando a su vez un beneficio económico. Los sistemas de acuicultura permitirían producir sin alterar de manera constante la ecología de la presa.

Resulta indispensable la creación de plantas de tratamiento de aguas residuales en las cabeceras municipales con el objeto de reducir al mínimo los problemas que causa la contaminación del agua en la producción agrícola, en los terrenos agrícolas y en el lago , así como en los regímenes de salud de la sociedad.

Bibliografía

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Anexo I.- Conclusiones

Conclusión 1La calidad de agua de la Subcuenca Malpais es pobre, debido a que sus condiciones físico-químicas resultaron no ser aptas para el consumo humano. Esto gracias a la actividad antropogénicas presente en la zona y a la cantidad de de especies, tanto de flora y fauna, ajenas a la zona. Dando como resultado alteraciones en pH, oxígeno disuelto, CO2, entre otros parámetros que provocan un efecto negativo en el desarrollo de especies endémicas de la presa y de esta manera se modifican las condiciones naturales de ésta.Aunado a esto, la presa muestra a un proceso de eutrofización debido a la contaminación por fertilizantes y el desemboque de aguas residuales. Lo cual la deja en un grado de deterioro notable.Bajo este escenario es de suma importancia la participación de instituciones gubernamentales, conocimiento e investigación de especialistas universitarios y de la sociedad civil para que juntos dirigir los objetivos hacia una política de agua, que de solución a la distribución, uso y consumo del agua, con una calidad aceptable o excelente de este recurso

Conclusión 2Hoy en día es alarmante la modificación de los ambientes acuáticos naturales asi como el tipo de uso al que son sometidos . El aumento de La eutroficación que presenta la presa malpaís es causada principalmente por las descargas de aguas negras y fertilizantes, todos estos desechos alteran las condiciones fisicoquímicas del agua y se desencadenan problemas como la invasión en la presa de maleza, en este caso de lirio acuático, y la introducción de especies foráneas, las cuales pueden desplazar a las nativas. Es importante procurar un manejo consiente del recurso en general y concientizar a la población porque al fin de cuentas son las que resienten las consecuencias directas de lo que está ocurriendo en el sitio. Es igual de importante generar información, encontrar y aplicar soluciones para atenuar el escenario negativo que ya se avecina si todo continúa avanzando por el mismo camino.

Conclusión 3La calidad de agua presente en la presa Malpaís resulta ineficaz para consumo humano a excepción de la zona denominada “ojo de agua”, la cual resulta ser un manantial apto , sin embargo la presencia de diversos factores contaminantes parece también ponerle en riesgo

Las condiciones que marcan los estudios ICA definen a esta zona para uso agrícola, es decir , para riego, los parámetros analizados liberan una serie de condiciones que son aptas únicamente para esta actividad que requiere a grandes rasgos una moderación y buen manejo para evitar un aumento en la contaminación de este cuerpo acuífero, aunque la presa comienza a desarrollar un proceso de eutrofización debido a la contaminación por fertilizantes y el desemboque de aguas residuales, teniendo un aporte excesivo de nutrientes. Esto provoca un crecimiento desmesurado de especies fotosintéticas, en esta microcuenca en particular, el lirio acuático, lo que evita el desarrollo de otras especies nativas de la zona.

A su vez el consumo de agua que se presenta en menor rango es otro factor que aumenta la contaminación y explotación desmedida de la presa, por lo anterior es necesario crear conciencia en la población sobre lo importante que es el recurso para todas nuestras actividades y la necesidad de hacer un uso eficiente del agua. El volumen de agua de origen superficial y subterráneo que se extrae para su uso es mayor que el volumen de agua que la población

demanda; lo que indica que no se está empleando de manera adecuada el recurso, esto implica una sobreexplotación del manto acuífero.

Aunado a estos datos físico-químicos la presencia de especies no endémicas de la zona ha causado daños muy importantes a la zona, los cambios inclusive de pH, oxigeno disuelto entre otros, se ven ligadas a la presencia de especies ajenas a la fauna y flora de la localidad. Con la intención de mejorar la calidad económica de la población se han introducido especies de ciclos biológicos cortos y crecimiento alto, los cuales son llevados posteriormente a dos vías: la venta de estas especies o el consumo directo, ambas fomentan el beneficio económico de los pobladores, pero a su vez fomentan la desaparición de especies endémicas las cuales no pueden competir o son exterminadas directamente por los nuevos pobladores. La creación de sistemas de acuicultura es de vital importancia para la zona, evitando la pesca desmedida, permitiendo el crecimiento normal y restablecimiento de la población endémica de la zona, generando a su vez un beneficio económico. Los sistemas de acuicultura permitirían producir sin alterar de manera constante la ecología de la presa.

Resulta indispensable la creación de plantas de tratamiento de aguas residuales en las cabeceras municipales con el objeto de reducir al mínimo los problemas que causa la contaminación del agua en la producción agrícola, en los terrenos agrícolas y en el lago, así como en los regímenes de salud de la sociedad.

Conclusión 4Las cuestiones ambientales referidas al agua son de las preocupaciones más importantes en el mundo actual; en este sentido, el problema global de la contaminación de agua y de la perdida de cuerpos acuáticos en cuanto a su extensión y a su calidad es especialmente significativo. Los cuerpos de agua pertenecientes a las cuencas hidrológicas como la laguna de Queréndaro suponen un hábitat esencial para la preservación de especies animales y vegetalesEl análisis de agua actualmente es de suma importancia para conocer las condiciones en las que se encuentra un cuerpo de agua y con base en ello determinar que enfoque tendrá su uso, además de dochos análisis se debe tomar en cuenta el grado de afectación de la acción antropogenica que afectan directa e indirectaente la Cuenca en la que se encuentra el cuerpo de agua; ya que, como sabemos, el agua arrastra contaminantes del suelo (fertilizantes de uso agrícola, pesticidas, detergentes, aceites, entre otras) de las zonas aledañas y estos van directaente a depositarse en las aguas de la Cuencas Endorreicas, afectando así de sobre manera la calidad del agua, afectando a algunas especies y beneficiando a otras.En el caso de la subcuenca de Queréndaro, los datos obtenidos así como las observaciones hechas en la zona de estudio permiten obtener una primera vista de una gran afectación a las aguas de la Laguna Azul. En cuanto a las especies presentes en la zona, se encuentra una gran cantidad de plantas invasivas (lirio acuático) que han llevado al agua a condiciones de muy bajo oxígeno disuelto y gran acidez, condiciones no aptas para la mayoría de los animales acuaticos, estas condiciones provocasas pueden afeactar el equilibrio del ecosistema al desestabilizar las poblaciones de las especies endémicas y las especies originarias de la zona aledaña a la subcuenca de Querendaro.

Aunque la laguna de Querendaro se encuentra afectada por la actividad desmedida del hombre, existen estaciones que ppresentan niveles de parametros aceptables para el consumo humano según la WHO . La cuenca que rodea a este lago ha sido modificado de un bosque de coníferas a un suelo agrícola, y con el cambio del aprovechamiento del suelo se presenta un cambio a un pH

ácido que necesita de la mano del hombre al aplicar fertilizantes y pesticidas de los cuales las partículas residuales son arrastrados y depositados por acción del medio ambiente con lluvias o por acción del aire a la laguna ocasionando que los niveles de Nitratos, Fosfatos y Nitritos se eleven y favorezcan el desarrollo de plantas y microorganismos y que a la larga provoquen un deterioro en el paisaje original de la subcuenca.

Es imperativo proponer a los administradores de los recursos del país que se hagan estudios de mayor presicion para el cuidado de nuestras cuencas, que además de guardar el vital liquido, fungen como hábitat para especies endémicas de alto valor ecológico.

Conclusion 5 El análisis realizado en el área de trabajo, nos muestra que en la laguna no se presenta alguna anormalidad significativa, por lo que es viable utilizar el agua para usos agropecuarios o industriales. En general la subcuenca de Cuitzeo presenta condiciones admisibles para la realización de actividades antropogénicas (excepto como agua potable).

Conclusión 6 El uso apropiado y la aplicación de ICA permiten obtener resultados de una manera eficaz, rápida y simplificada y determinar así el declive en la calidad del agua de la cuenca de malpaís, con la finalidad de prevenir potenciales impactos en la producción y conservación del ecosistema por lo tanto este análisis sirve de herramienta en la toma de decisiones, al identificar los principales desequilibrios que pudieran presentarse como puede ser un alto nivel de coliformes o un bajo nivel de oxigeno pudiendo provocar impactos ambientales ,dándonos el tiempo necesario para determinar las medidas de prevención respectivas, a través de un manejo ambiental y unificando todos los componentes de la cuenca por lo cual es importante también la caracterización de la cuenca para tener un mejor aprovechamiento del recurso hídrico.

Anexo IILa expansión de la superficie humana y el crecimiento de la población están originando una mayor demanda de agua para su consumo. El uso del agua para las actividades productivas del hombre son la principal causa de que esta no llegue al lago de cuitzeo. La actividad industrial es baja pero consume grandes volúmenes de agua. El agua para la agricultura se incrementó debido al crecimiento de la superficie de riego y al incremento en el volumen de agua por ha. La cuenca se encuentra en un proceso de ganaderizacion debido al incremento de ganado y al número de los bordos que se usan para abrevadero.

El agua en Michoacán

El estado de Michoacán presenta cuatro Regiones Hidrológicas (CNA, 1997):

1) Lerma–Santiago, tiene una extensión de 17,306 km2 (28.9% de la superficie del estado), está integrada por las cuencas de los ríos Lerma, Angulo y Duero, además de los Lagos de Pátzcuaro, Cuitzeo y Chapala.

2) Balsas, tiene una superficie de 32,189 km2 (45% de la superficie del estado), está formada por los ríos Balsas, Tepalcatepec, Cutzamala, Tacámbaro y Cupatitzio.

3) Costa de Michoacán, con una extensión de 8,686 km2 (14.51% de la superficie estatal), incluye las cuencas de los ríos Nexpa, Cachán y otros que se originan en la porción costera de la Sierra Madre del Sur y desembocan en el Océano Pacífico.

4) Armería-Coahuayana con 1,683 km2 (2.81% del estado), integrado por la cuenca del río Coahuayana.

En el estado, la precipitación media anual es de 929 mm. La disponibilidad neta de las aguas superficiales es de 7,985 millones de metros cúbicos (Mm3), de este volumen, el 72.2% se encuentra en la región Balsas, el 21.5% y en la costa de Michoacán y el 2.3% en Armería-Coahuayana. En la región Lerma (donde se localiza la zona de estudio) no hay disponibilidad de agua porque la demanda (3,285.8 Mm3) excede a la disponibilidad natural (2,157.2 Mm3).

En el estado se han detectado 21 acuíferos, con una superficie de 11,476 km2, un volumen de recarga de 1,343.5 Mm3, y una extracción de 954 Mm3, originando una disponibilidad neta de 389.5 Mm3. De los 21 acuíferos, 9 están en la Región Lerma, 9 en Balsas, 2 en la Costa Michoacana y 1 en Armería-Coahuayana.

La disponibilidad es de 376.6 Mm3 anuales, 129.5 Mm3 (34.4%) son de origen superficial y 247.1 Mm3 (65.6%) son de origen subterráneo.

En Michoacán hay 3,826 industrias que se encuentran principalmente en los municipios de Morelia, Uruapan, Jacona, Zamora, Lázaro Cárdenas y La Piedad.

La demanda de agua para la industria es de 356.7 Mm3; de los cuales 288.1 Mm3 de origen superficial y 68.6 Mm3 son de origen subterráneo.

Es importante realizar estudios sobre el uso del agua con el propósito de evitar los problemas ocasionados por su explotación.

Los sistemas lacustres están estrechamente relacionados con los ecosistemas terrestres por medio de una retroalimentación constante, especialmente a través del ciclo hidrológico. Por consiguiente, es importante conocer cuál es la distribución del agua en la cuenca de Lago de Cuitzeo para poder entender cuál es el uso que se le está dando al recurso. Arias (1996) clasifica la cuenca en cuatro subcuencas, de acuerdo a su conformación hidrológica, las cuales presentan problemáticas específicas por el deterioro de la calidad del agua:

1) Subcuenca de Cointzio en ésta se encuentra la presa de Cointzio, sus aguas se emplean para el uso doméstico de la ciudad de Morelia y para el riego en los municipios de Morelia, Tarímbaro, Álvaro Obregón y Queréndaro. La presa de Cointzio se construyó en los años treintas y ocupa el tercer lugar en el estado, con una capacidad de 85 Mm3. Ésta subcuenca presenta diversos manantiales para uso doméstico, riego y abrevadero, y la presa Umécuaro para la pesca y recreación. Ésta es la región más arbolada, de manera que la conservación del bosque en ésta subcuenca es importante para no alterar el ciclo hidrológico, conservar el caudal de los manantiales y evitar el azolve del vaso de Cointzio. Las aportaciones de aguas residuales en ésta área provienen de poblaciones pequeñas, tales como Acuítzio, Santiago Undameo y otras.

2) Subcuenca de la presa Malpaís: que recibe las aguas del río Queréndaro que posteriormente se utilizan para riego, y los únicos problemas que presenta son el azolve y las malezas acuáticas.

3) Subcuenca del Río Zinapécuaro: recibe aporte de 20 manantiales desde su parteaguas en los Azufres; al llegar a la ciudad de Zinapécuaro recibe las aguas residuales municipales que se mezclan con aguas claras que posteriormente se utilizan para riego y en épocas de lluvias desembocan en el Lago de Cuitzeo.

4) Subcuenca del vaso de Cuitzeo: se presenta el problema más fuerte de la cuenca; las aguas residuales de más de 700,000 habitantes son descargadas en los afluentes del lago, que antes de llegar al vaso son utilizadas para riego del valle de Morelia-Tarímbaro-Álvaro Obregón y Queréndaro.

Fisiografía

La cuenca del Lago de Cuitzeo se ubica dentro de la provincia fisiográfica del Sistema Volcánico Transversal y la subprovincia de las Sierras y Bajíos Michoacanos (Rojas, 1991). Cuitzeo se originó a finales del periodo Terciario entre el Plioceno y el Pleistoceno, en la misma actividad tectónica y volcánica que dio origen al Sistema Volcánico Transversal (Tamayo, 1962 en Rojas Op. Cit.).

En la parte sur de la cuenca se localizan las sierras de pendientes fuertes, sobresaliendo la de Otzumatlán y la de Mil Cumbres; la parte central de la cuenca presenta una serie de planicies escalonadas, de pendientes suaves, destacando las de Undameo, Morelia, Queréndaro y Zinapécuaro, las cuales están rodeados por lomeríos y sierras con laderas de pendientes medias (Pompa-López, 1995).

3.2 Cuenca lago de Cuitzeo

La cuenca del lago de Cuitzeo, se localiza en la parte norte del estado de Michoacán, su extensión total de la cuenca es de 3943 km2.

Dentro de la cuenca del lago de Cuitzeo los dos embalses más importantes son: la presa de Cointzio y la presa Malpaís que abastecen parte del Distrito de riego 020 (DR 020). Asimismo la primera cubre parte de la demanda de agua potable de la ciudad de Morelia.

La presa Cointzio tiene una capacidad total de 84.80 Millones de metros cúbicos (Mm3) y una capacidad útil de 74.8 Mm3; dicha presa se encuentra sobre el río Grande de Morelia. En tanto la presa Malpaís tiene una capacidad total de 23.7 Mm3 y una capacidad útil de 18.9 Mm3, se encuentra sobre el río Queréndaro. En tanto el lago tiene una capacidad máxima de almacenamiento de 1028.88 Mm3, cabe señalar que el lago se encuentra escindido y la parte oriente –como se le conoce- es la que tiene mayor tamaño e influencia dentro de la cuenca.

En este caso se estableció una política de operación de ambas presas, tal que :

1. se satisficieran las demandas de riego y agua potable

2. no existiera déficit durante el periodo simulado

3. el volumen mínimo garantizado fuera al menos el 50% del total de la máxima concesión

4. se garantizará un volumen mínimo al lago, considerando la evaporación que existe en la cuenca.

En los resultados mostrados a continuación, se incluyeron las demandas del distrito de riego, así como el consumo por agua potable para la ciudad de Morelia.

Figura 4. Política óptima de operación, presa Cointzio, sistema Cuitzeo.

Figura 5. Evolución almacenamientos lago de Cuitzeo

La primera de las gráficas muestra la política de operación para la presa de Cointzio, donde se aprecia la rama ascendente y la correspondiente al máximo volumen concesionado. En el caso de Malpaís, su política (no presentada) se inclina por el mínimo, ello originado por mantener un volumen mínimo en el lago de Cuitzeo.

La última gráfica muestra la comparación entre el almacenamiento que con demanda cero en la cuenca -eliminando todos los usos-, y el que ocurre satisfaciendo las demandas agrícola y de agua potable. En este caso ensayado, el promedio del almacenamiento en el lago de Cuitzeo son 353.2 Mm³ contra los 502 Mm³ del caso sin demandas; lo cual establece un rango de 148.8 Mm³; es

decir, indica el margen en el que puede moverse la operación de los embalses para proporcionar agua al lago.

Los resultados obtenidos corroboraron que el rango para generar diferentes alternativas es limitado, por la alta evaporación que existe.