Calidad del agua de la cuenca media del ro Portoviejo. Estrategias para mitigar la contaminacin

 

Water quality of the middle basin of the Portoviejo river. Strategies to mitigate pollution

 

Qualidade da gua da bacia mdia do rio Portoviejo. Estratgias para mitigar a poluio

 

 

Julio Benito Intriago-Flores I

julio.intriago@hotmail.com

https://orcid.org/0000-0003-0822-8184

 

Luis Santiago Quiroz-Fernandez II

santiago.quiroz@utm.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-2962-0583

 

 

Correspondencia: julio.intriago@hotmail.com

Ciencias tcnicas y aplicadas

Artculo de investigacin

 

 

*Recibido: 20 de abril de 2021 *Aceptado: 18 de mayo de 2021 * Publicado: 17 de junio de 2021

 

                               I.            Estudiante de la Maestra en Hidraulica Mencin en Gestin de Recursos Hdricos en el Instituto de Posgrado de la Universidad Tcnica de Manab, Ingeniero Civil, Portoviejo, Ecuador.

                            II.            Magister en Administracion Ambiental, Doctor en Ciencias Tecnicas, Ingeniero Civil, Universidad Tcnica de Manab, Portoviejo, Ecuador.


Resumen

Este trabajo muestra la determinacin de los parmetros de calidad de la cuenca media del ro Portoviejo, en la provincia de Manab en Ecuador. La metodologa ms empleada para la obtencin del ICA a nivel mundial y a la cual se suscribe Ecuador, es la propuesta por Brown (1970) y desarrollada por la National Sanitation Fundacin (ICA-NSF). Este ndice intenta clasificar la calidad del agua en una escala de 0 a 100, segn el constituyente de evaluacin y esto permite clasificar la calidad del agua. El ICA desarrollado considera nueve parmetros de calidad de agua: temperatura, slidos disueltos, oxgeno disuelto, pH, coliformes fecales, turbidez, demanda bioqumica de oxgeno (DBO), fosfatos (PO4) y nitratos (NO3). El ICA es representativo de la calidad del agua en un rea especfica y el momento en que se tom la muestra. Para los anlisis se consideraron las tcnicas del STANDAR METHODS FOR EXAMINATION WATER AND WASTEWATER. Se establecieron tres puntos de muestreo en periodo seco. Los estudios concluyen que la cuenca media del rio Portoviejo en el punto nmero uno (1) del muestreo (san Ignacio), tiene un ndice ICA de 69, 97%, lo que le otorga una clasificacin media. En el punto dos (2) del muestreo (Puerto real), el ICA arroj 60,11%, obteniendo una tipificacin media y finalmente en el punto sealado como tres (3) para la toma de muestra, se tiene que el ICA proyect un valor de 43,26%, lo que la categoriza como mala. Se concluye que: en los tres puntos del ro Portoviejo, la calidad del agua va disminuyendo conforme avanza en el curso de su cauce, debido principalmente a los vertimientos clandestinos de aguas residuales que existen a lo largo de este afluente. Por tanto se precisa de estrategias para el control y prevencin de la contaminacin del agua en la cuenca media del ro Portoviejo.

Palabras clave: Indice de calidad del agua (ICA); cuenca media rio Portoviejo; prevencin.

 

Abstract

This work shows the determination of the quality parameters of the middle basin of the Portoviejo river, in the province of Manab in Ecuador, as strategies to mitigate its contamination. The methodology most used to obtain the ICA worldwide and to which Ecuador subscribes, is that proposed by Brown (1970) and developed by the National Sanitation Foundation (ICA-NSF). This index attempts to classify the water quality on a scale from 0 to 100, according to the constituent of evaluation and this allows to classify the water quality. The ICA developed considers nine water quality parameters: temperature, dissolved solids, dissolved oxygen, pH, fecal coliforms, turbidity, biochemical oxygen demand (BOD), phosphates (PO4) and nitrates (NO3). The ICA is representative of the water quality in a specific area and the time the sample was taken. For the analyzes, the techniques of the STANDAR METHODS FOR EXAMINATION WATER AND WASTEWATER were considered. Three sampling points were established in the dry period. The studies conclude that the middle basin of the Portoviejo river at point number one (1) of the sampling (San Ignacio), has an ICA index of 69.97%, which gives it an average classification. At point two (2) of the sampling (Real Port), the ICA yielded 60.11%, obtaining an average classification and finally at the point indicated as three (3) for sampling, the ICA projected a value of 43.26%, which categorizes it as bad. It is concluded that: in the three points of the Portoviejo river, the quality of the water decreases as it progresses in the course of its course, mainly due to the clandestine discharges of wastewater that exist along this tributary. Therefore, strategies are needed to control and prevent water pollution in the middle basin of the Portoviejo river.

Keywords: Water quality index (ICA); Portoviejo river middle basin; prevention.

 

Resumo

Este trabalho mostra a determinao dos parmetros de qualidade da bacia mdia do rio Portoviejo, na provncia de Manab, no Equador, como estratgias para mitigar sua contaminao. A metodologia mais utilizada para a obteno do ICA em todo o mundo e que o Equador subscreve a proposta por Brown (1970) e desenvolvida pela Fundao Nacional de Saneamento (ICA-NSF). Este ndice tenta classificar a qualidade da gua em uma escala de 0 a 100, de acordo com o constituinte de avaliao e isso permite classificar a qualidade da gua. O ICA desenvolvido considera nove parmetros de qualidade da gua: temperatura, slidos dissolvidos, oxignio dissolvido, pH, coliformes fecais, turbidez, demanda bioqumica de oxignio (DBO), fosfatos (PO4) e nitratos (NO3). O ICA representativo da qualidade da gua em uma rea especfica e da poca em que a amostra foi coletada. Para as anlises, foram consideradas as tcnicas dos MTODOS PADRO PARA EXAME DE GUA E RESDUOS. Trs pontos de amostragem foram estabelecidos no perodo de estiagem. Os estudos concluem que a bacia mdia do rio Portoviejo no ponto nmero um (1) da amostragem (San Ignacio), tem um ndice ICA de 69,97%, o que lhe d uma classificao mdia. No ponto dois (2) da amostragem (Porto Real), o ICA rendeu 60,11%, obtendo uma classificao mdia e por fim no ponto indicado como trs (3) para a amostragem, o ICA projetou um valor de 43,26%, que o categoriza to mau. Conclui-se que: nos trs pontos do rio Portoviejo, a qualidade da gua diminui medida que avana ao longo do seu curso, principalmente devido ao despejo clandestino de guas residuais existentes ao longo deste afluente. Portanto, estratgias so necessrias para controlar e prevenir a poluio da gua na bacia mdia do rio Portoviejo.

Palavras-chave: ndice de qualidade da gua (ICA); Bacia mdia do rio Portoviejo; preveno.

 

Introduccin

Los pases latinoamericanos gozan de las mayores reservas de agua dulce del mundo; sin embargo, tienen muchos desafos por delante respecto a la gestin de los recursos hdricos. Basndose en el anlisis y la evaluacin de los resultados de numerosas investigaciones en torno al agua, se puede afirmar que, el uso intensivo de agua, la mayor variabilidad de las precipitaciones y la contaminacin son factores que se conjugan en muchos lugares transformando al agua en uno de los principales riesgos para el progreso econmico, la erradicacin de la pobreza y el desarrollo sostenible. (Banco Mundial, 2019).

Es as que, el deterioro de la calidad del agua se ha convertido en motivo de preocupacin a nivel mundial, puesto que cada vez ms, el agua limpia escasea y escasear an ms a medida que la demanda de la poblacin y de la propia naturaleza aumente para sostener unos ecosistemas en grave peligro. (Ban Ki-moon, 2014). Por ello, se requiere garantizar acceso universal al agua, mejorar la eficiencia de su gestin y disminuir la contaminacin de los acuferos (Iriarte, 2019).

A nivel global, el principal problema relacionado con la calidad del agua lo constituye la eutrofizacin, que es el resultado de un aumento de los niveles de nutrientes (generalmente fsforo y nitrgeno) y afecta sustancialmente a los usos del agua. (ONU, 2014).

Esta situacin no es ajena al Ecuador, ya que segn (Cevallos, Gmez, & Roldan, 2015), el Ecuador es un pas rico en cantidad de agua, ms no en calidad, pues, de acuerdo a varias fuentes el 70% de los ros de Ecuador se encuentran en procesos crticos de contaminacin. Estos autores tambin refieren que; los Ros ms contaminados a nivel nacional son el ro Guayas en la provincia de Guayas, el ro Machngara en la provincia de Pichincha, el ro Esmeraldas en la provincia de Esmeraldas, el ro Cutuchi en la provincia de Cotopaxi, los ros Sicalpa, Chibunga y Chambo en la provincia de Chimborazo. (Cevallos, Gmez, & Roldan, 2015)

En lnea con lo anterior, (Macias & Diaz, 2010), han expresado que otro de los recursos hdricos del Ecuador que ha visto comprometido la calidad de sus aguas es la cuenca del ro Portoviejo, se sabe que, los principales problemas de contaminacin, derivan del manejo inadecuado de los suelos y cultivos, adems de otras fuentes de contaminacin como las lubricadoras, hospitales, camales, y poblaciones cercanas que descargan directamente al ro sin ningn tipo de control.

Frente a este panorama, se requiere asegurar un suministro de agua limpia y saludable tanto para los humanos como para otros organismos y, de este modo, asegurar la sobrevivencia de los ecosistemas terrestres y con ello, preservar la vida de las personas y del planeta. Todo lo cual est en consonancia con uno de los 17 Objetivos Globales de la nueva Agenda para el Desarrollo Sostenible, el objetivo 6, el cual tiene como meta general, a decir del Sustainable Development Goals Fund (SDGF, 2019), garantizar la disponibilidad de agua y su gestin sostenible y el saneamiento para todos.

En tal sentido, la utilizacin de los sistemas hdricos est condicionada a la calidad de la masa de agua que contenga. Por lo general, la calidad del agua, se determina comparando las caractersticas fsicas y qumicas de una muestra de agua con unas directrices de calidad del agua o estndares. (ONU, 2014). En cuanto a los parmetros de calidad del agua segn (Olgun, Gonzlez, Snchez, & Zamora, 2010) se tienen: los fsicos, qumicos y microbiolgicos, cuyos ensayos y pruebas en laboratorio son los mtodos cuantitativos utilizados. De este modo, la evaluacin de la calidad del agua permite tomar acciones de control y mitigacin del mismo, garantizando el suministro de agua segura. (Torres, Cruz, & Patino, 2018)

Para evaluar la calidad de agua se han aplicado diferentes sistemas, entre ellos se tiene el ndice de Calidad de Agua (ICA) que es una herramienta estadstica para estimar la calidad de un cuerpo de agua. Sobre este particular, (Espinosa & Rodrguez, 2016) han planteado que este ndice propone clasificar en una escala de 0 a 100 la calidad representativa del agua, de acuerdo con los constituyentes evaluados; y esto, a su vez, hace posible calificar el agua segn su estado como: Excelente, Bueno, Medio, Malo o Muy Malo.

 

Tabla 1: Rango de clasificacin del ICA de acuerdo al criterio general.

Clase

Calidad

ndice de calidad

Significado

I

Excelente

91-100

Aguas muy limpias

II

Buena

71-90

Aguas ligeramente contaminadas

III

Media

51-70

Aguas moderadamente contaminadas

IV

Mala

26-50

Aguas muy contaminadas

V

Muy Mala

0-25

Aguas fuertemente contaminadas

Fuente: (Quiroz & Menndez, 2016)

 

De este modo, la metodologa ms empleada para la obtencin del ICA a nivel mundial y a la cual se suscribe Ecuador, es la propuesta por Brown (1970) y desarrollada por la National Sanitation Fundacin (ICA-NSF). A este propsito, el ICA-NSF, comprende un rango entre 0 y 100 [unidades], que es un promedio ponderado de nueve parmetros de calidad de agua que contiene: temperatura, slidos disueltos, oxgeno disuelto, pH, coliformes fecales, turbidez, demanda bioqumica de oxgeno (DBO), fosfatos (PO4) y nitratos (NO3). (Mayorga, Ramrez, & Mayorga, 2000).

Finalmente, los ndices por parmetros son promediados a fin de obtener el ICA-NSF de la muestra de agua. Segn (Gonzlez, 2019), este mtodo se basa en un procedimiento que tiene en cuenta el promedio aritmtico ponderado de nueve variables, y se determina a travs de la ecuacin (1)

(1)

Dnde:

ICA-NSF: ndice de Calidad de Agua mtodo NSF

Si: Subndice del parmetro i

Wi: Factor de ponderacin para el Subndice i

As, el ICA obtenido representa un valor puntual, por lo que es caracterstico de la calidad del agua del lugar y en el momento especfico donde se tomaron las muestras. (Espinosa & Rodrguez, 2016).

Sobre la base de estas afirmaciones, se tiene que el objetivo general de esta investigacin fue analizar la calidad del agua de la cuenca media del ro Portoviejo, mediante el mtodo ICA-NSF para el establecimiento de estrategias de prevencin y control de esta problemtica.

 

Metodologa

La presente investigacin es de tipo experimental descriptiva, la cual se desarroll con el objetivo de analizar la calidad del agua de la cuenca media del ro Portoviejo. La cuenca del ro Portoviejo est ubicada en la provincia de Manab. Segn (Giler, Donoso, & Zaldumbide, 2020), est conformada por los cantones Portoviejo, Rocafuerte, Santa Ana y una parte del cantn 24 de Mayo, la cual consta de un rea total de 2.105,07 km2. A continuacin se evidencia la informacin de la morfologa bsica de la cuenca media del ro Portoviejo.

 

Tabla 2: Principales datos morfolgicos de la cuenca media del rio Portoviejo

Descripcin

Cantidad

rea (km2)

2.105,07

Permetro (km)

293,58

Largo (km)

62,02

Ancho (Km)

36,30

Fuente: (Giler, Donoso, & Zaldumbide, 2020).

 

El principal uso del suelo de la cuenca del rio Portoviejo, es agropecuario, con 105642.00 hectreas (ha) que corresponden a cultivos, es decir el 50,56% del rea total. Los pastos ocupan 63340.00 ha y corresponden al 30.31% y 36878 ha de bosques representan el 17.65%. Zonas cubiertas de agua son 714 ha que representan el 0.34 %; las reas urbanas son 1319.00 ha, representando un 0,63%, y 1067.00 ha corresponden a otros tipos de utilizacin y representan el 0.51%. (Montilla & Pacheco, 2017)

Para la seleccin del lugar o los puntos para la toma de muestras, se realiz un recorrido a toda la cuenca del rio Portoviejo, y se escogi de manera visual bajo parmetros o indicadores tanto biticos (tipos de plantas, rboles y musgos a la orilla del rio, especies contaminadas de animales que habitan en el ecosistema, restos en descomposicin) y abiticos (tipos de suelo que poseen los taludes del ro, desechos de qumicos industriales y aguas residuales vertidas de manera directa). La imagen satelital da cuenta de las ubicaciones de los tres puntos en los cuales se realiz el muestreo y anlisis de los parmetros establecidos por el ICA-NSF.


Ilustracin 1: Imagen Satelital de ubicacin de los tres puntos de muestreo

 

De esta forma las coordenadas de la zona de muestreo, se exponen a continuacin

 

Tabla 3: Georreferenciacin de los tres puntos en la zona de muestreo

Punto

Ubicacin

Coordenadas (UTM)

Observacin

1

Puente San Ignacio (parroquia Coln)

565644
9877503

La toma de muestra se realiz en el mes de septiembre del 2020

2

Puente Puerto Real

561202
9882424

La toma de muestra se realiz en el mes de septiembre del 2020

3

Puente Meja

5888995
9890571

La toma de muestra se realiz en el mes de septiembre del 2020

Fuente: Elaboracin propia.

 

Materiales y equipos

En el desarrollo de las actividades de la toma de muestra in situ y la realizacin de los ensayos de laboratorio, se necesit del uso de los siguientes equipos y materiales para la medicin de los parmetros de anlisis.

 

Tabla 4: Equipos utilizados

#

Parmetro

Sitio

Equipo

Mtodo de referencia APHA

1

OD

In situ

Multiparmetro con 2 sondas marca HACH

4500-OG.

 

2

Coliformes fecales(CF)

Laboratorio

Incubadora,

Cabina de flujo laminar,

Mechero BUNSEN

9221 F

 

3

pH

In situ

pH metro marca HACH SENSON Ion1

4500-HB

4

Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5)

Laboratorio

Incubadora marca HACH

Espirmetro marca HACH

5210 D

5

Fosfatos (

Laboratorio

Espectrofotmetro

Kit de reactivos para fosfatos

4500-PE

6

Nitratos ()

Laboratorio

Espectrofotmetro

Kit de reactivos para nitratos

4500-E

7

Temperatura

 

In situ

Multiparmetro con 2 sondas marca HACH.

2550 B

8

Solidos Totales Disueltos(STD)

In situ

Multiparmetro con 2 sondas marca HACH.

JF-AF-04

9

Turbiedad (Turb)

Laboratorio

Turbidmetro marca HACH

2130 B

Fuente: Elaboracin propia

 

Metodologa de medicin de los parmetros de anlisis

Determinacin de nitratos

Una vez obtenidas las muestras, se llevaron a laboratorio tomando las medidas de custodia establecidas en los protocolos, y posteriormente se ejecutaron las pruebas respectivas con el equipo Espectrofotmetro HACH, siguiendo siete pasos que a continuacin se detallan, aplicando el mtodo de referencia APHA-4500-NO_3 E.

1.      Seleccionar el test.

2.      Insertar el adaptador con el alojamiento para cubetas de una pulgada cuadradas y llenar la cubeta cuadrada hasta la marca de 10ml con la muestra.

3.      La muestra preparada: aadir el contenido de un sobre de reactivo de nitrato NitraVer 3 en polvo a la cubeta. Agitar la cubeta con rotacin, para mezclar, y seleccionar en la pantalla el smbolo de temporizador y pulsar ok. Comienza un periodo de reaccin de 10 minutos.

4.      Preparacin del blanco: despus de que suene el temporizador llenar otra cubeta cuadrada hasta la marca de 10 ml con muestra.

5.      Limpiar bien el exterior de la cubeta (el blanco) y colocar el blanco en el equipo, cerrar la tapa, seleccionar en la pantalla cero.

6.      Limpiar bien el exterior de la cubeta (la muestra preparada) y colocar en el equipo. Cerrar la tapa. El resultado aparecer en mg/L NO3N.

7.      Registrar los valores obtenidos.

 

Determinacin de coliformes fecales [NMP]

Una vez obtenidas las muestras, se llevaron al laboratorio tomando las medidas de custodia antes mencionadas, y se ejecut las pruebas respectivas, aplicando el mtodo de referencia APHA 9221 F. Importante indicar que para la ejecucin de la prueba se dividi en dos partes, una aprueba presuntiva y una confirmativa, que a continuacin se detallan:

Prueba presuntiva

1.      Tomar una batera con 15 tubos de ensayo distribuidos de 5 en 5.

2.      En los primeros 5 tubos, (los que contienen caldo lactosa doble concentracin) inocular con pipeta esterilizada, 10 ml de la muestra de agua a ser probada, en cada tubo (dilucin 1:1).

3.      En los 10 tubos restantes (los que contienen caldo lactosado simple concentracin), inocular en los 5 primeros, 1 ml de la muestra (Dilucin 1:10) y en los 5 ltimos tubos, inocular 0,1 ml de la muestra, en cada tubo (dilucin 1:100).

4.      Mezclar.

5.      Incubar a 35 0,5oC durante 24/48 horas;

6.      Si al cabo de 24/48 horas, haya la formacin de gas dentro del tubo de Durham, significa que la prueba presuntiva ha sido positiva. En este caso, hacer prueba confirmativa. Si no hay la formacin de gas durante el perodo de incubacin, la prueba termina en esta fase y se considera el resultado de la prueba negativo.

 

 

Prueba confirmativa

1.      Tomar el nmero de tubos de prueba presuntiva que resultaron positivos (formacin de gas) en las 3 diluciones 1:1; 1:10 y 1:100.

2.      Tomar igual nmero de tubos conteniendo el medio de cultivo verde brillante bilis a 2%.

3.      Con el asa de platina, previamente flameada y fra, retirar de cada tubo positivo una porcin de muestra e inocular en el tubo correspondiente conteniendo el medio verde brillante. A este procedimiento se da el nombre de trasplante.

4.      Identificar los tubos.

5.      Incubar durante 24/48 horas a 35 0,5C.

6.      Si al final del perodo de 24/48 horas haya la formacin de gas dentro del tubo de Durham, la prueba es considerada positiva, caso no haya formacin de gas, la prueba es considerada negativa.

 

Determinacin del pH

La medicin del pH en los tres puntos establecidos, se realiz in situ utilizando el pH-metro o potencimetro basado en el mtodo de referencia APHA 4500-HB, mediante los siguientes pasos:

1.         Conectar el equipo y esperar su estabilizacin.

2.         Lavar los electrodos con agua destilada y secarlos con papel absorbente.

3.         Calibrar el equipo con las soluciones estndares (pH 4 7 o 10).

4.         Lavar otra vez los electrodos con agua destilada y secarlos.

5.         Introducir los electrodos en la muestra a ser probada y hacer la lectura.

6.         Lavar una vez ms y dejarlos inmersos en agua destilada.

7.         Desconectar el equipo.

 

Determinacin de la turbiedad

Para la determinacin de la turbiedad se llev a cabo el procedimiento que a continuacin se detalla, aplicando el mtodo de referencia APHA 2130 B.

1.        Calibrar el turbidmetro de acuerdo a las instrucciones del fabricante.

2.        Agitar la muestra suavemente y esperar hasta que las burbujas de aire desaparezcan y ponerla en la clula de muestra del turbidmetro; hacer la lectura de la turbidez directamente en la escala del instrumento o en la curva de calibracin apropiada.

 

Determinacin de la temperatura

La medicin de la temperatura, se la realiz in situ, utilizando un equipo multiparmetro, basados en el mtodo de referencia APHA 2550B, por medio de los siguientes pasos:

1.         Recolectar un poco de agua en un becker de 250 ml.

2.         Sumergir el termmetro en el agua.

3.         Esperar hasta que el material dilatante (mercurio) se estabilice.

4.         Hacer la lectura con el bulbo del termmetro aun dentro del agua.

 

Determinacin de fosfatos

Para la determinacin de la turbiedad se efectuaron los pasos que a continuacin se detallan, aplicando el mtodo de referencia APHA 4500-PE.

1.      Encender el reactor de DQO (Demanda qumica de oxgeno). Calentar a150C. Colocar el escudo plstico adelante del reactor.

2.      Ingresar el nmero de programa almacenado por el usuario para fsforo reactivo, Test 'N Tube.Presionar:535 ENTER En la pantalla se leer: Fijar nm par 890.

3.      Girar el cuadrante de la longitud de onda hasta que la pantalla pequea muestre: 890 nm Cuando se ajuste la longitud de onda correcta, en la pantalla aparecer rpidamente: Muestra cero luego: mg/L PO43TNT.

4.      Utilizar una pipeta Ten Sette para agregar 5,0 ml de muestra a un tubo para fsforo total e hidrolizable con cido.

5.      Con un embudo, agregar el contenido de una bolsa de polvo de persulfato de potasio para fosfato al tubo.

6.      Tapar hermticamente y agitar para disolver.

7.      Calentar el tubo durante 30 minutos a 150C.

8.      Retirar cuidadosamente el tubo del reactor. Colocarlo en un soporte para tubos de ensayo y dejar enfriar a temperatura ambiente.

9.      Utilizar una pipeta Ten Sette para agregar 2 ml de hidrxido de sodio 1,54 N al tubo. Tapar y mezclar.

10.  Colocar el adaptador de DQO en el soporte de la celda con el indicador a la derecha.

11.  Limpiar el exterior del tubo con una toalla.

12.  Colocar el tubo de muestreo en el adaptador con el logotipo de Hach de cara al frente del instrumento. Colocar la tapa en el adaptador.

13.  Presionar ZERO en la pantalla se leer: Puesta a cero luego: 0.00 mg/L PO4 3TNT Con un embudo, agregar los contenidos de una bolsa de polvo de reactivo de fosfato Phos y ver 3 en el tubo.

14.  Tapar hermticamente y agitar durante 10 a 15 segundos.

15.  Presionar: SHIFT TIMER. Comenzar un perodo de espera de 2 minutos.

16.  Cuando suene el cronmetro, limpiar el exterior del tubo de muestreo con una toalla.

17.  Colocar el tubo de muestreo preparado en el adaptador con el logo de Hach de cara al frente del instrumento. Tapar el adaptador.

18.  Presionar: READ, en la pantalla se leer: Leyendo...luego en la pantalla aparecern los resultados en mg/l de PO4 3.

 

Determinacin de la demanda bioqumica de oxgeno (DBO)

La determinacin de la demanda bioqumica de oxigeno (DBO), se llev a efecto a travs del procedimiento que a continuacin se detalla. Se aplic el mtodo de referencia APHA 5210D.

1.      Preparar el agua para diluir la muestra utilizando una bolsa de solucin tampn de nutriente de DBO.

2.      Determinar el rango de los volmenes de las muestras requeridos por la muestra.

3.      Medir con una pipeta serolgica una serie graduada de por lo menos cuatro cm, pero preferentemente cinco o seis porciones de muestra bien mezclada y transferirlas a botellas separadas de DBO de 300 ml y con tapn de vidrio. Agitar la muestra con la pipeta antes de colocar con la pipeta cada porcin.

4.      Agregar dos chorros de inhibidor de nitrificacin (aproximadamente 0,16 g) a cada botella, si se desea.

5.      Llenar cada botella exactamente hasta el pico con agua de dilucin sembrada o sin sembrar. Al agregar el agua, dejar que la misma caiga lentamente por los lados de la botella para evitar la formacin de burbujas.

6.      Tapar la botella cuidando de no atrapar ninguna burbuja de aire. Apretar el tapn de la botella con el dedo, luego invertir la botella varias veces para que se mezcle.

7.      Agregar al pico de la botella DBO agua de dilucin suficiente para formar un sello de agua.

8.      Colocar una tapa de plstico en el pico de cada botella y colocar las botellas en una incubadora a 20 1C. Incubar en la oscuridad durante cinco das.

9.      Cuando se haya completado el perodo de incubacin, determinar el contenido de oxgeno disuelto (mg/l de OD restante) en cada botella. Nota: Este procedimiento ha sido aprobado por la EPA (Agencia para la proteccin del ambiente).

 

Determinacin de los slidos totales disueltos

La medicin de los slidos totales disueltos, se la realiz en situ, utilizando un equipo multiparmetro, basados en el mtodo de referencia (conductivmetro) APHA JF-AF-04, siguiendo los siguientes pasos:

1.      Enjuague la celda con la solucin de KCI estndar y ajuste el equipo al valor de 1412 de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

2.      Enjuague la celda con varias porciones de la muestra, pase la muestra a un beaker, ajuste la temperatura de la muestra a 25C e introduzca la celda en la muestra.

3.      Tome la lectura directamente del equipo.

 

Determinacin del oxgeno disuelto

La medicin del oxgeno disuelto, se la realiz en situ, utilizando un equipo multiparmetro, basados en el mtodo electromtrico, de referencia APHA 4500-OG.

Posterior a la calibracin del instrumento proceder a hacer la medicin de la(s) muestra(s) siguiendo el procedimiento descrito a continuacin:

1.      Se calibra el equipo.

2.      Introducir el electrodo previamente lavado con agua a la muestra.

3.      Agitar uniformemente y leer directamente del instrumento la concentracin de oxgeno.

 

Resultados

Una vez analizados los parmetros de las muestras de agua recogidas in situ y procesadas en el laboratorio, se calcul el ICA-NSF aplicando la ecuacin 1. Los resultados obtenidos de la concentracin de los nueve parmetros ICA-NSF, en los tres puntos de muestreo (P1, P2, P3) de la cuenca media del Ro Portoviejo se evidencian en la siguiente tabla de datos. (Ver tabla 5).

 

 

Tabla 5: Valores de concentracin de parmetros contemplados para la obtencin del ICA

Parmetro

Unidades

Punto 1

Punto 2

Punto 3

Wi

1

Coliformes fecales

NMP/100ml

4000,00

17000,00

1000,00

0,15

2

pH

Unidad pH

7,74

7,78

7,93

0,12

3

DBO5

mg / L

2,70

36,00

93,00

0,10

4

Nitratos

mg / L

1,00

1,60

2,40

0,10

5

Fosfatos

mg / L

0,90

0,71

2,36

0,10

6

Cambio de Temperatura

֯C

0,70

0,90

1,00

0,10

7

Turbidez

NTU

6,55

20,80

7,12

0,08

8

Solidos totales disueltos

mg / L

315,00

368,00

550,00

0,08

9

Oxgeno Disuelto

% saturacin

91,44

90,55

15,87

0,17

Fuente: Elaboracin propia.

 

As mismo, se realiz un anlisis mediante grficos estadsticos de los resultados obtenidos para cada parmetro:

 

Coliformes Fecales (CF). Resultados obtenidos

De acuerdo a los resultados obtenidos del parmetro CF, segn la ilustracin N 2, el pico ms alto lo tenemos en el punto dos, puente Puerto Real, lo que concuerda con las 28 conexiones clandestinas de aguas negras clausuradas en el ao 2019 por el GADM Portoviejo, la mayora en el sector de incidencia en la parroquia Andrs de Vera y Simn Bolvar. Al presentarse estos CF en el agua, indican que existe contaminacin de tipo microbiolgica, lo que puede provocar enfermedades de todo tipo en personas que la consuman.

Los valores obtenidos de este parmetro, de acuerdo a norma ecuatoriana vigente, NO cumplen los lmites mximos permisibles para aguas de consumo humano y uso domstico.

 


Ilustracin 2: Resultados obtenidos para el parmetro Coliformes Fecales (CF) en tres puntos de la cuenca media del ro Portoviejo.

 

Potencial de Hidrgeno (pH): Resultados obtenidos

De acuerdo a los resultados obtenidos del parmetro pH, segn la ilustracin N 3, se puede observar que va en aumento con el paso de la ciudad, del punto uno al tres, siendo el pico ms alto el punto tres que es en el puente Meja. Los valores obtenidos de este parmetro, segn la norma ecuatoriana vigente, se encuentra dentro de los lmites mximos permisibles para aguas de consumo humano y uso domstico.

 


Ilustracin 3: Concentraciones de pH en tres puntos de la cuenca media del rio Portoviejo

 

Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO5). Resultados obtenidos

Los resultados obtenidos del parmetro (DBO5), segn la ilustracin N 4, los valores ms altos se tienen en el punto tres que corresponde en el puente Meja. Adems, se puede evidenciar un incremento conforme va pasando por la urbe. Los hallazgos obtenidos para los niveles de DBO5 evidencian que un incremento de este parmetro, denotan a su vez una reduccin de la cantidad de oxgeno, debido a que la demanda de oxgeno por parte de las bacterias es alta.

Los valores obtenidos de este parmetro en los puntos uno, dos y tres, segn la tabla 19 del acuerdo del Ministerio del Ambiente de Ecuador (MAE, 2015) Acuerdo 097A, NO cumplen los lmites mximos permisibles para aguas de consumo humano y uso domstico.

 


Ilustracin 4: Concentraciones de la demanda bioqumica de oxgeno en tres puntos de la cuenca media del ro Portoviejo

 

Nitratos: Resultados obtenidos

La concentracin de nitratos a lo largo del ro va en aumento conforme avanza aguas abajo, crece desde el punto uno al tres, siendo este ltimo su mayor pico, como se puede observar en la ilustracin N 5. La existencia de tierras agrcolas, pastos, aguas negras, detergentes y desechos de animales, evidencia el aumento de este (N-NO_3 ) y la disminucin del oxgeno.

Los valores obtenidos de este parmetro en los puntos uno, dos y tres, de acuerdo a norma ecuatoriana vigente, se encuentra dentro de los lmites mximos permisibles para aguas de consumo humano y uso domstico.

 

Ilustracin 5: Concentracin de Nitratos (NO3) en tres puntos de la cuenca media del rio Portoviejo


Fosfatos (PO4): Resultados obtenidos

La concentracin de Fosfato se encuentra en el punto tres, como se puede observar en la ilustracin N 6. Las cantidades excesivas de fosfato producen un excesivo crecimiento de algas y plantas en los cuerpos de agua, lo que concuerda con lo evidenciado en el punto tres- puente Meja. Estas algas consumen grandes cantidades de oxgeno como lo expresa. (Carrillo & Urgils, 2016)

 


Ilustracin 6: Concentracin de fosfatos (PO4) en tres puntos de la cuenca media del rio Portoviejo

 

Cambio de Temperatura: Resultados obtenidos

Los resultados obtenidos del parmetro cambio de temperatura, segn la ilustracin N 7, se puede el incremento de variacin de temperatura desde el punto uno al tres, el pico ms alto se encuentra en el punto tres, que es en el puente Meja.

 


Ilustracin 7: Concentracin de cambio de temperatura en los tres puntos de la cuenca media del ro Portoviejo

 

Turbidez: Resultados obtenidos

De acuerdo a los resultados obtenidos de turbidez, segn la ilustracin N 8, se puede evidenciar el pico mximo que est en el punto dos. Los valores obtenidos de este parmetro, de acuerdo a norma ecuatoriana vigente, se encuentra dentro de los lmites mximos permisibles para aguas de consumo humano y uso domstico.


Ilustracin 8: Concentraciones de turbidez en tres puntos de la cuenca media del ro Portoviejo

 

Solidos totales disueltos (STD): Resultados Obtenidos

De acuerdo a los resultados obtenidos del parmetro STD, segn la ilustracin N 9, se puede evidenciar que va en aumento con el paso de la ciudad, del punto uno al tres, siendo el pico ms alto el punto tres que es en el puente Meja. La presencia de altas cantidades de slidos disueltos totales puede cambiar la calidad del agua, provocando que esta tenga un sabor amargo a metal o salado; adems, los slidos disueltos afectan la penetracin de luz en la columna de agua y la absorcin selectiva de las diferentes longitudes de onda que integran el espectro visible. (Carrillo & Urgils, 2016)


Ilustracin 9: Concentraciones de slidos totales disueltos en tres puntos de la cuenca media del ro Portoviejo

 

Oxgeno Disuelto (OD): Resultados Obtenidos

Conforme a los resultados obtenidos del parmetro OD, segn la ilustracin 10, se puede evidenciar, que segn recorre la ciudad disminuye la concentracin de Oxgeno Disuelto desde el punto uno al tres, siendo el punto ms bajo el punto 3 en el puente Meja. La medida de oxgeno disuelto expresa informacin sobre las reacciones biolgicas y bioqumicas que ocurren en las aguas. Niveles bajos de oxgeno disuelto pueden ser causados por vertidos con carga orgnica como materia animal y vegetal ya que las bacterias requieren oxgeno para descomponer la materia orgnica y por lo tanto disminuyen el oxgeno del agua, alterando toda la estructura del sistema acutico. (Carrillo & Urgils, 2016)

Se hace evidente que la mayora de los nueve parmetros tomados como referencia para el clculo del ICA-NSF se deteriora a lo largo de la seccin estudiada del ro. A continuacin, en la tabla 6 , se expone el resumen de los ICA-NSF obtenidos, en el punto 1 que corresponde al puente San Ignacio con una calidad media; en el punto 2, en el puente Puerto Real, una calidad media; y en el punto 3 una calidad mala

 

Tabla 6: Resultados del ICA en los tres puntos tomados en las muestras

1 (San Ignacio)

2 (Puerto Real)

3 (Meja)

ICA

CALIDAD

ICA

CALIDAD

ICA

CALIDAD

69,97

Media

60,11

Media

43,26

Mala

Fuente: Elaboracin propia

 

Discusin de los resultados obtenidos

El aumento en los parmetros de nitratos y fosfatos encontrados, se debe al vertimiento de fertilizantes y pesticidas utilizados en la actividad agrcola, adems de desechos de lavanderas y lubricadoras. Prcticas que son perjudiciales para la salud, que al ser ingeridos por el ser humano trae como consecuencias enfermedades de tipo gastroenteritis, cefaleas, malformaciones fetales, enfermedades de tipo vectoriales, incluso hasta la muerte.

La proliferacin excesiva de lechuguinos en el puente Meja denotan la disminucin significante del oxgeno en el agua, ya que en esa zona se encuentra un embalse artificial evitando que el agua fluya libremente, disminuyendo significativamente la velocidad del agua.

Como se puede apreciar en la tabla 6, la calidad del agua va decreciendo en el curso del cauce del ro Portoviejo, en el orden de 60,97; 60,11 y 43,26 desde el punto uno al punto tres respectivamente. Se hace notorio que la mayora de los nueve parmetros tomados como referencia para el clculo del ICA, se deterioran a lo largo de la seccin estudiada, pasando por las zonas pobladas.

En ninguno de los tramos evaluados los resultados de los ICA se pueden considerar de buena calidad, a partir del punto 2 en el puente Puerto Real, el ICA pasa del rango Medio a Malo. Este deterioro tiene mucho que ver con los vertidos clandestinos y constantes de aguas negras, basuras y animales arrojados al margen del ro Portoviejo. El Departamento ambiental del GADM del cantn Portoviejo, en el ao 2019, clausur 28 descargas clandestinas de aguas negras, ubicadas en las parroquias Andrs de Vera, Simn Bolvar, y Francisco Pacheco coincidiendo con la escasa cobertura del sistema de alcantarillado sanitario, y el incremento poblacional de los cantones que se nutren con la cuenca.

 

Estrategias a realizar

A la luz de los resultados obtenidos sobre la calidad del agua en la cuenca media del ro Portoviejo, es fundamental la implementacin de estrategias para mitigar esta problemtica ambiental. A este respecto, como un marco de orientacin general a las acciones especficas para llegar a atenuar esta problemtica, se presentan algunas consideraciones:

1.  El ordenamiento territorial, planificacin regional, urbana, econmica y ambiental, son partes importantes para la implementacin de proyectos estratgicos, y su financiamiento por parte del gobierno nacional y entes extranjeros, en los ltimos quince aos (Lpez, 2015).

2.  Incrementar la cobertura de alcantarillados sanitarios, primordialmente en parroquias de Portoviejo como Picoaza y Coln, con alta emisin de desechos sanitaros por su gran densidad poblacional y actividades econmicas (comercio, agricultura y ganadera).

3.  Mantenimiento de sistemas de alcantarillado sanitario, cambio de colectores, emisarios, lneas de conduccin, terciarias, pozos de revisin, que ya han cumplido con su vida til principalmente en la parroquia Andrs de Vera.

4.  Restauracin de ecosistemas ribereos, recuperando la vegetacin nativa y la remocin de pasto.

5.  Proteccin de microcuencas y laderas con arborizacin, que sujeten la tierra y controlen el tema de erosin.

6.  Disminucin del uso de plaguicidas qumicos, asesorando a los agricultores con nuevos productos amigables al medio ambiente, como lo indica Prez et al. (2010), ya estn siendo utilizados a mayor escala por la Unin Europa y Cuba, entre las opciones estn: trampas cromticas, insecticidas ecolgicos en elaborados a partir de hongos , bacterias y nemtodos entomopatgenos, utilizando abono orgnico, rotar los cultivos, evitar regar en exceso, inspeccionar las plantas por lo menos una vez por semana eliminando manualmente las posibles plagas, o adaptar la siembra, poda y recoleccin al ciclo de las plagas y enfermedades, otros remedios caseros como la utilizacin de nicotina, azufre o agua jabonosa sirven para controlar algunas plagas.

7.  Campaas de educacin ambiental a todos los sectores. Dada la importancia del desarrollo de campaas de educacin ambiental se ha desarrollado un plan para dar cumplimiento a esta accin dentro de la estrategia general.

Las medidas de prevencin y control de la contaminacin pasan por un tema de incremento de infraestructura pblica, ordenamiento territorial y recuperar el ecosistema degradado. Sin embargo, un factor primordial que va a darle la sostenibilidad de esta propuesta a largo plazo est enmarcada en la participacin ciudadana, en su capacidad de involucrarse no slo en reconocer la problemtica, en participar en las soluciones, sino tambin en intervenir en el seguimiento y monitoreo de las medidas, con esto ser fundamental mantener estrategias permanentes de educacin ambiental a los diversos actores, segn Macas (2010) se propone:

 

Educacin Ambiental al sector Institucional o Gubernamentales

         Eventos de sensibilizacin de la relacin existente entre la calidad del agua en el ro y el desarrollo de la regin.

         Gremios o sectores organizados. Programas de sensibilizacin de la relacin ro con sus representados.

         Sector Educativo Formal. Fortalecimiento de las actividades establecidas por parte del Ministerio de Educacin en los programas de educacin ambiental, implementando e incrementando el conocimiento sobre las agresiones al ro y las medidas que se puedan poner en prctica para evitarlas.

 

Buenas Prcticas Ambientales (BPA) en el sector Productivo

         Difundir las Buenas prcticas Ambientales en los sectores: ganaderos, agrcolas, forestales, transporte, entre otros.

         Implementar un sistema de incentivos y reconocimientos a actividades productivas que implementan BPA en sus negocios.

         Desarrollar e implementar la responsabilidad social y ambiental hacia el entorno, en la recuperacin de ecosistemas.

 

Educacin Ambiental al sector Ciudadano

         Fortaleciendo el rescate de las tradiciones culturales. o incentivando el reconocimiento del ecosistema hdrico como parte del desarrollo y bienestar local.

         Utilizando medios de comunicacin masivos informando sobre las acciones que cada ciudadano puede implementar para contribuir con las soluciones.

         Crendose espacios de participacin, veeduras, o discusin donde el tema de la contaminacin del ro se trate tanto en sus fuentes, como en las alternativas de solucin.

 

Conclusiones

Los parmetros Coliformes Fecales y DBO_5, superan los lmites permisivos establecidos por la autoridad ambiental reguladora, producto de la contaminacin por aguas negras vertidas en el ro, debido a la deficiente cobertura de alcantarillado sanitario, y el vertimiento de fertilizantes y pesticidas producido por la agricultura y ganadera.

En funcin de los resultados obtenidos del ICA-NSF, en los tres puntos del ro Portoviejo, se puede observar que la calidad del agua va disminuyendo conforme avanza en el curso de su cauce, debido principalmente a los vertimientos clandestinos de aguas residuales que existen a lo largo de este afluente.

A la luz de los resultados obtenidos, se precisa del establecimiento de medidas para el control y prevencin de la contaminacin del agua en la cuenca media del ro Portoviejo, as, las medidas de prevencin y control de la contaminacin pasan por un tema de incremento de infraestructura pblica, ordenamiento territorial y recuperar el ecosistema degradado; tambin es importante la participacin ciudadana y; el seguimiento y monitoreo de las medidas implementadas, entre otras; como forma de contribuir al fortalecimiento de la gestin ambiental de las cuencas hidrogrficas del pas en general y de esta provincia en particular.

 

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2020 por los autores. Este artculo es de acceso abierto y distribuido segn los trminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribucin-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

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