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Calidad del agua de la cuenca media del r�o Portoviejo.� Estrategias para mitigar la contaminaci�n
Water quality of the middle basin of the Portoviejo river. Strategies to mitigate pollution
Qualidade da �gua da bacia m�dia do rio Portoviejo. Estrat�gias para mitigar a polui��o
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 t�cnicas y aplicadas
Art�culo de investigaci�n
*Recibido: 20 de abril de 2021 *Aceptado: 18 de mayo de 2021 * Publicado: 17 de junio de 2021
I. Estudiante de la Maestr�a en Hidraulica Menci�n en Gesti�n de Recursos H�dricos en el Instituto de Posgrado de la Universidad T�cnica de Manab�, Ingeniero Civil, Portoviejo, Ecuador.
II. Magister en Administracion Ambiental, Doctor en Ciencias Tecnicas, Ingeniero Civil, Universidad T�cnica de Manab�, Portoviejo, Ecuador.
Resumen
Este trabajo muestra la determinaci�n de los par�metros de calidad de la cuenca media del r�o Portoviejo, en la provincia de Manab� en Ecuador. La metodolog�a m�s empleada para la obtenci�n del ICA a nivel mundial y a la cual se suscribe Ecuador, es la propuesta por Brown (1970) y desarrollada por la National Sanitation Fundaci�n (ICA-NSF). Este �ndice intenta clasificar la calidad del agua en una escala de 0 a 100, seg�n el constituyente de evaluaci�n y esto permite clasificar la calidad del agua. El ICA desarrollado considera nueve par�metros de calidad de agua: temperatura, s�lidos disueltos, ox�geno disuelto, pH, coliformes fecales, turbidez, demanda bioqu�mica de ox�geno (DBO), fosfatos (PO4) y nitratos (NO3). El ICA es representativo de la calidad del agua en un �rea espec�fica y el momento en que se tom� la muestra. Para los an�lisis se consideraron las t�cnicas 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 n�mero uno (1) del muestreo (san Ignacio), tiene un �ndice ICA de 69, 97%, lo que le otorga una clasificaci�n media. En el punto dos (2) del muestreo (Puerto real), el ICA arroj� 60,11%, obteniendo una tipificaci�n media y finalmente en el punto se�alado 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 r�o 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 prevenci�n de la contaminaci�n del agua en la cuenca media del r�o Portoviejo.
�Palabras clave: Indice de calidad del agua (ICA); cuenca media rio Portoviejo; prevenci�n.
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 determina��o dos par�metros de qualidade da bacia m�dia do rio Portoviejo, na prov�ncia de Manab�, no Equador, como estrat�gias para mitigar sua contamina��o. A metodologia mais utilizada para a obten��o do ICA em todo o mundo e que o Equador subscreve � a proposta por Brown (1970) e desenvolvida pela Funda��o 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 avalia��o e isso permite classificar a qualidade da �gua. O ICA desenvolvido considera nove par�metros de qualidade da �gua: temperatura, s�lidos dissolvidos, oxig�nio dissolvido, pH, coliformes fecais, turbidez, demanda bioqu�mica de oxig�nio (DBO), fosfatos (PO4) e nitratos (NO3). O ICA � representativo da qualidade da �gua em uma �rea espec�fica e da �poca em que a amostra foi coletada. Para as an�lises, foram consideradas as t�cnicas dos M�TODOS PADR�O PARA EXAME DE �GUA E RES�DUOS. Tr�s pontos de amostragem foram estabelecidos no per�odo de estiagem. Os estudos concluem que a bacia m�dia do rio Portoviejo no ponto n�mero um (1) da amostragem (San Ignacio), tem um �ndice ICA de 69,97%, o que lhe d� uma classifica��o m�dia. No ponto dois (2) da amostragem (Porto Real), o ICA rendeu 60,11%, obtendo uma classifica��o m�dia e por fim no ponto indicado como tr�s (3) para a amostragem, o ICA projetou um valor de 43,26%, que o categoriza t�o mau. Conclui-se que: nos tr�s pontos do rio Portoviejo, a qualidade da �gua diminui � medida que avan�a ao longo do seu curso, principalmente devido ao despejo clandestino de �guas residuais existentes ao longo deste afluente. Portanto, estrat�gias s�o necess�rias para controlar e prevenir a polui��o da �gua na bacia m�dia do rio Portoviejo.
�Palavras-chave: �ndice de qualidade da �gua (ICA); Bacia m�dia do rio Portoviejo; preven��o.
Introducci�n
Los pa�ses latinoamericanos gozan de las mayores reservas de agua dulce del mundo; sin embargo, tienen muchos desaf�os por delante respecto a la gesti�n de los recursos h�dricos. Bas�ndose en el an�lisis y la evaluaci�n 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 contaminaci�n son factores que se conjugan en muchos lugares transformando al agua en uno de los principales riesgos para el progreso econ�mico, la erradicaci�n 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 preocupaci�n a nivel mundial, puesto que cada vez m�s, el agua limpia escasea y escasear� a�n m�s a medida que la demanda de la poblaci�n 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 gesti�n y disminuir la contaminaci�n de los acu�feros (Iriarte, 2019).
A nivel global, el principal problema relacionado con la calidad del agua lo constituye la eutrofizaci�n, que es el resultado de un aumento de los niveles de nutrientes (generalmente f�sforo y nitr�geno) y afecta sustancialmente a los usos del agua. (ONU, 2014).
Esta situaci�n no es ajena al Ecuador, ya que seg�n (Cevallos, G�mez, & Roldan, 2015), el Ecuador es un pa�s rico en cantidad de agua, m�s no en calidad, pues, de acuerdo a varias fuentes el 70% de los r�os de Ecuador se encuentran en procesos cr�ticos de contaminaci�n. Estos autores tambi�n refieren que; los R�os m�s contaminados a nivel nacional son el r�o Guayas en la provincia de Guayas, el r�o Mach�ngara en la provincia de Pichincha, el r�o Esmeraldas en la provincia de Esmeraldas, el r�o Cutuchi en la provincia de Cotopaxi, los r�os Sicalpa, Chibunga y Chambo en la provincia de Chimborazo. (Cevallos, G�mez, & Roldan, 2015)
En l�nea con lo anterior, (Macias & Diaz, 2010), han expresado que otro de los recursos h�dricos del Ecuador que ha visto comprometido la calidad de sus aguas es la cuenca del r�o Portoviejo, se sabe que, los principales problemas de contaminaci�n, derivan del manejo inadecuado de los suelos y cultivos, adem�s de otras fuentes de contaminaci�n como las lubricadoras, hospitales, camales, y poblaciones cercanas que descargan directamente al r�o sin ning�n 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 gesti�n sostenible y el saneamiento para todos.
En tal sentido, la utilizaci�n de los sistemas h�dricos est� condicionada a la calidad de la masa de agua que contenga. Por lo general, la calidad del agua, se determina comparando las caracter�sticas f�sicas y qu�micas de una muestra de agua con unas directrices de calidad del agua o est�ndares. (ONU, 2014). En cuanto a los par�metros de calidad del agua seg�n (Olgu�n, Gonz�lez, S�nchez, & Zamora, 2010) se tienen: los f�sicos, qu�micos y microbiol�gicos, cuyos ensayos y pruebas en laboratorio son los m�todos cuantitativos utilizados. De este modo, la evaluaci�n de la calidad del agua permite tomar acciones de control y mitigaci�n 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 estad�stica para estimar la calidad de un cuerpo de agua. Sobre este particular, (Espinosa & Rodr�guez, 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 seg�n su estado como: Excelente, Bueno, Medio, Malo o Muy Malo.
Tabla 1: Rango de clasificaci�n 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 & Men�ndez, 2016)
De este modo, la metodolog�a m�s empleada para la obtenci�n del ICA a nivel mundial y a la cual se suscribe Ecuador, es la propuesta por Brown (1970) y desarrollada por la National Sanitation Fundaci�n (ICA-NSF). A este prop�sito, el ICA-NSF, comprende un rango entre 0 y 100 [unidades], que es un promedio ponderado de nueve par�metros de calidad de agua que contiene: temperatura, s�lidos disueltos, ox�geno disuelto, pH, coliformes fecales, turbidez, demanda bioqu�mica de ox�geno (DBO), fosfatos (PO4) y nitratos (NO3). (Mayorga, Ram�rez, & Mayorga, 2000).
Finalmente, los �ndices por par�metros son promediados a fin de obtener el ICA-NSF de la muestra de agua. Seg�n (Gonz�lez, 2019), este� m�todo se basa en un procedimiento que tiene en cuenta el promedio aritm�tico ponderado de nueve variables, y se determina a trav�s de la ecuaci�n (1)
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(1)
D�nde:
ICA-NSF: �ndice de Calidad de Agua m�todo NSF
Si: Sub�ndice del par�metro i
Wi: Factor de ponderaci�n para el Sub�ndice i
As�, el ICA obtenido representa un valor puntual, por lo que es caracter�stico de la calidad del agua del lugar y en el momento espec�fico donde se tomaron las muestras. (Espinosa & Rodr�guez, 2016).
Sobre la base de estas afirmaciones, se tiene que el objetivo general de esta investigaci�n� fue analizar la calidad del agua de la cuenca media del r�o Portoviejo, mediante el m�todo ICA-NSF para el establecimiento de estrategias de prevenci�n y control de esta problem�tica.
Metodolog�a
La presente investigaci�n es de tipo experimental descriptiva, la cual se desarroll� con el objetivo de analizar la calidad del agua de la cuenca media del r�o Portoviejo. La cuenca del r�o Portoviejo est� ubicada en la provincia de Manab�. Seg�n (Giler, Donoso, & Zaldumbide, 2020), est� conformada por los cantones Portoviejo, Rocafuerte, Santa Ana y una parte del cant�n 24 de Mayo, la cual consta de un �rea total de 2.105,07 km2. A continuaci�n se evidencia la informaci�n de la morfolog�a b�sica de la cuenca media del r�o Portoviejo.
Tabla 2: Principales datos morfol�gicos de la cuenca media del rio Portoviejo
Descripci�n |
Cantidad |
�rea (km2) |
2.105,07 |
Per�metro (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 hect�reas (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 utilizaci�n y representan el 0.51%. (Montilla & Pacheco, 2017)
Para la selecci�n 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 par�metros o indicadores tanto bi�ticos (tipos de plantas, �rboles y musgos a la orilla del rio, especies contaminadas de animales que habitan en el ecosistema, restos en descomposici�n) y abi�ticos (tipos de suelo que poseen los taludes del r�o, desechos de qu�micos 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 an�lisis de los par�metros establecidos por el ICA-NSF.
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Ilustraci�n 1: Imagen Satelital de ubicaci�n de los tres puntos de muestreo
De esta forma las coordenadas de la� zona de muestreo, se exponen a continuaci�n
Tabla 3: Georreferenciaci�n de los tres puntos en la zona de muestreo
Punto |
Ubicaci�n |
Coordenadas (UTM) |
Observaci�n |
1 |
Puente San Ignacio (parroquia Col�n) |
565644 |
La toma de muestra se� realiz� en el mes de septiembre del 2020 |
2 |
Puente Puerto Real |
561202 |
La toma de muestra se� realiz� en el mes de septiembre del 2020 |
3 |
Puente Mej�a |
5888995 |
La toma de muestra se realiz� en el mes de septiembre del 2020 |
Fuente: Elaboraci�n propia.
Materiales y equipos
En el desarrollo de las actividades de la toma de muestra in situ y la realizaci�n de los ensayos de laboratorio, se necesit� del uso de los siguientes equipos y materiales para la medici�n de los par�metros de an�lisis.
Tabla 4: Equipos utilizados
# |
Par�metro |
Sitio |
Equipo |
M�todo de referencia APHA |
1 |
OD |
In situ |
Multipar�metro 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 Bioqu�mica de Ox�geno (DBO5) |
Laboratorio |
Incubadora marca HACH Espir�metro marca HACH |
5210 D |
5 |
Fosfatos ( |
Laboratorio |
Espectrofot�metro Kit de reactivos para fosfatos |
4500-PE |
6 |
Nitratos ( |
Laboratorio |
Espectrofot�metro Kit de reactivos para nitratos |
4500- |
7 |
Temperatura
|
In situ |
Multipar�metro con 2 sondas marca HACH. |
2550 B |
8 |
Solidos Totales Disueltos(STD) |
In situ |
Multipar�metro con 2 sondas marca HACH. |
JF-AF-04 |
9 |
Turbiedad (Turb) |
Laboratorio |
Turbid�metro marca HACH |
2130 B |
Fuente: Elaboraci�n propia
Metodolog�a de medici�n de los par�metros de an�lisis
Determinaci�n 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 Espectrofot�metro HACH, siguiendo siete pasos que a continuaci�n se detallan, aplicando el m�todo 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: a�adir el contenido de un sobre de reactivo de nitrato NitraVer 3 en polvo a la cubeta. Agitar la cubeta con rotaci�n, para mezclar, y seleccionar en la pantalla el s�mbolo de temporizador y pulsar ok. Comienza un periodo de reacci�n de 10 minutos.
4. Preparaci�n del blanco: despu�s 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 NO3�N.
7. Registrar los valores obtenidos.
Determinaci�n 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 m�todo de referencia APHA 9221 F. Importante indicar que para la ejecuci�n de la prueba se dividi� en dos partes, una aprueba presuntiva y una confirmativa, que a continuaci�n se detallan:
Prueba presuntiva
1. Tomar una bater�a con 15 tubos de ensayo distribuidos de 5 en 5.
2. En los primeros 5 tubos, (los que contienen caldo lactosa doble concentraci�n) inocular con pipeta esterilizada, 10 ml de la muestra de agua a ser probada, en cada tubo (diluci�n 1:1).
3. En los 10 tubos restantes (los que contienen caldo lactosado simple concentraci�n), inocular en los 5 primeros, 1 ml de la muestra (Diluci�n 1:10) y en los 5 �ltimos tubos, inocular 0,1 ml de la muestra, en cada tubo (diluci�n 1:100).
4. Mezclar.
5. Incubar a 35 � 0,5oC durante 24/48 horas;
6. Si al cabo de 24/48 horas, haya la formaci�n 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 formaci�n de gas durante el per�odo de incubaci�n, la prueba termina en esta fase y se considera el resultado de la prueba negativo.
Prueba confirmativa
1. Tomar el n�mero de tubos de prueba presuntiva que resultaron positivos (formaci�n de gas) en las 3 diluciones 1:1; 1:10 y 1:100.
2. Tomar igual n�mero de tubos conteniendo el medio de cultivo verde brillante bilis a 2%.
3. Con el asa de platina, previamente flameada y fr�a, retirar de cada tubo positivo una porci�n 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 � 0,5�C.
6. Si al final del per�odo de 24/48 horas haya la formaci�n de gas dentro del tubo de Durham, la prueba es considerada positiva, caso no haya formaci�n de gas, la prueba es considerada negativa.
Determinaci�n del pH
La medici�n del pH en los tres puntos establecidos, se realiz� in situ utilizando el pH-metro� o potenci�metro basado en el m�todo de referencia APHA 4500-HB, mediante los siguientes pasos:
1. Conectar el equipo y esperar su estabilizaci�n.
2. Lavar los electrodos con agua destilada y secarlos con papel absorbente.
3. Calibrar el equipo con las soluciones est�ndares (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 m�s y dejarlos inmersos en agua destilada.
7. Desconectar el equipo.
Determinaci�n de la turbiedad
Para la determinaci�n de la turbiedad se llev� a cabo el procedimiento que a continuaci�n se detalla, aplicando el m�todo de referencia APHA 2130 B.
1. Calibrar el turbid�metro 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 c�lula de muestra del turbid�metro; hacer la lectura de la turbidez directamente en la escala del instrumento o en la curva de calibraci�n apropiada.
Determinaci�n de la temperatura
La medici�n de la temperatura, se la realiz� in situ, utilizando un equipo multipar�metro, basados en el m�todo 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 term�metro en el agua.
3. Esperar hasta que el material dilatante (mercurio) se estabilice.
4. Hacer la lectura con el bulbo del term�metro aun dentro del agua.
Determinaci�n de fosfatos
Para la determinaci�n de la turbiedad se efectuaron los pasos que a continuaci�n se detallan, aplicando el m�todo de referencia APHA 4500-PE.
1. Encender el reactor de DQO (Demanda qu�mica de ox�geno). Calentar a150�C. Colocar el escudo pl�stico adelante del reactor.
2. Ingresar el n�mero de programa almacenado por el usuario para f�sforo 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 peque�a muestre: 890 nm Cuando se ajuste la longitud de onda correcta, en la pantalla aparecer� r�pidamente: Muestra cero luego: mg/L PO43�TNT.
4. Utilizar una pipeta Ten Sette para agregar 5,0 ml de muestra a un tubo para f�sforo 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 herm�ticamente y agitar para disolver.
7. � Calentar el tubo durante 30 minutos a 150�C.
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 hidr�xido 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 3�TNT Con un embudo, agregar los contenidos de una bolsa de polvo de reactivo de fosfato Phos y ver 3 en el tubo.
14. � Tapar herm�ticamente y agitar durante 10 a 15 segundos.
15. � Presionar: SHIFT TIMER. Comenzar� un per�odo de espera de 2 minutos.
16. � Cuando suene el cron�metro, 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 aparecer�n los resultados en mg/l de PO4 3.
Determinaci�n de la demanda bioqu�mica de ox�geno (DBO)
La determinaci�n de la demanda bioqu�mica de oxigeno (DBO), se llev� a efecto a trav�s del procedimiento que a continuaci�n se detalla. Se aplic� el m�todo de referencia APHA 5210D.
1. Preparar el agua para diluir la muestra utilizando una bolsa de soluci�n tamp�n de nutriente de DBO.
2. Determinar el rango de los vol�menes de las muestras requeridos por la muestra.
3. Medir con una pipeta serol�gica 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 tap�n de vidrio. Agitar la muestra con la pipeta antes de colocar con la pipeta cada porci�n.
4. Agregar dos chorros de inhibidor de nitrificaci�n (aproximadamente 0,16 g) a cada botella, si se desea.
5. Llenar cada botella exactamente hasta el pico con agua de diluci�n sembrada o sin sembrar. Al agregar el agua, dejar que la misma caiga lentamente por los lados de la botella para evitar la formaci�n de burbujas.
6. Tapar la botella cuidando de no atrapar ninguna burbuja de aire. Apretar el tap�n 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 diluci�n suficiente para formar un sello de agua.
8. Colocar una tapa de pl�stico en el pico de cada botella y colocar las botellas en una incubadora a 20 � 1�C. Incubar en la oscuridad durante cinco d�as.
9. Cuando se haya completado el per�odo de incubaci�n, determinar el contenido de ox�geno disuelto (mg/l de OD restante) en cada botella. Nota: Este procedimiento ha sido aprobado por la EPA (Agencia para la protecci�n del ambiente).
Determinaci�n de los s�lidos totales disueltos
La medici�n de los s�lidos totales disueltos, se la realiz� en situ, utilizando un equipo multipar�metro, basados en el m�todo de referencia (conductiv�metro) APHA JF-AF-04, siguiendo los siguientes pasos:
1. Enjuague la celda con la soluci�n de KCI est�ndar 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 25�C e introduzca la celda en la muestra.
3. Tome la lectura directamente del equipo.
Determinaci�n del ox�geno disuelto
La medici�n del ox�geno disuelto, se la realiz� en situ, utilizando un equipo multipar�metro, basados en el m�todo electrom�trico, de referencia APHA 4500-OG.
Posterior a la calibraci�n del instrumento proceder a hacer la medici�n de la(s) muestra(s) siguiendo el procedimiento descrito a continuaci�n:
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 concentraci�n de ox�geno.
Resultados
Una vez analizados los par�metros de las muestras de agua recogidas in situ y procesadas en el laboratorio,� se calcul� el ICA-NSF aplicando la ecuaci�n 1. Los resultados obtenidos de la concentraci�n de los nueve par�metros ICA-NSF, en los tres puntos de muestreo (P1, P2, P3) de la cuenca media del R�o Portoviejo se evidencian en la siguiente tabla de datos. (Ver tabla 5).
Tabla 5: Valores de concentraci�n de par�metros contemplados para la obtenci�n del ICA
Par�metro |
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 |
Ox�geno Disuelto |
% saturaci�n |
91,44 |
90,55 |
15,87 |
0,17 |
Fuente: Elaboraci�n propia.
As� mismo, se realiz� un an�lisis mediante gr�ficos estad�sticos de los resultados obtenidos para cada par�metro:
Coliformes Fecales (CF). Resultados obtenidos
De acuerdo a los resultados obtenidos del par�metro CF, seg�n la ilustraci�n N� 2, el pico m�s alto lo tenemos en el punto dos, puente Puerto Real, lo que concuerda con las 28 conexiones clandestinas de aguas negras clausuradas en el a�o 2019 por el GADM Portoviejo, la mayor�a en el sector de incidencia en la parroquia Andr�s de Vera y Sim�n Bol�var. Al presentarse estos CF en el agua, indican que existe contaminaci�n de tipo microbiol�gica, lo que puede provocar enfermedades de todo tipo en personas que la consuman.
Los valores obtenidos de este par�metro, de acuerdo a norma ecuatoriana vigente, NO cumplen los l�mites m�ximos permisibles para aguas de consumo humano y uso dom�stico.
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Ilustraci�n 2: Resultados obtenidos para el par�metro Coliformes Fecales (CF) en tres puntos de la cuenca media del r�o Portoviejo.
Potencial de Hidr�geno (pH): Resultados obtenidos
De acuerdo a los resultados obtenidos del par�metro pH, seg�n la ilustraci�n N� 3, se puede observar que va en aumento con el paso de la ciudad, del punto uno al tres, siendo el pico m�s alto el punto tres que es en el puente Mej�a. Los valores obtenidos de este par�metro, seg�n la norma ecuatoriana vigente, se encuentra dentro de los l�mites m�ximos permisibles para aguas de consumo humano y uso dom�stico.
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Ilustraci�n 3: Concentraciones de pH en tres puntos de la cuenca media del rio Portoviejo
Demanda Bioqu�mica de Ox�geno (DBO5). Resultados obtenidos
Los resultados obtenidos del par�metro (DBO5), seg�n la ilustraci�n N� 4, los valores m�s altos se tienen en el punto tres que corresponde en el puente Mej�a. Adem�s, 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 par�metro,� denotan a su vez una reducci�n de la cantidad de ox�geno, debido a que la demanda de ox�geno por parte de las bacterias es alta.
Los valores obtenidos de este par�metro en los puntos uno, dos y tres, seg�n la tabla 19 del acuerdo del Ministerio del Ambiente de Ecuador (MAE, 2015) Acuerdo 097A, NO cumplen los l�mites m�ximos permisibles para aguas de consumo humano y uso dom�stico.
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Ilustraci�n 4: Concentraciones de la demanda bioqu�mica de ox�geno en tres puntos de la cuenca media del r�o Portoviejo
Nitratos:
Resultados
obtenidos
La concentraci�n de nitratos a lo largo del r�o 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 ilustraci�n N� 5. La existencia de tierras agr�colas, pastos, aguas negras, detergentes y desechos de animales, evidencia el aumento de este 〖 (N-NO〗_3� )� y la disminuci�n del ox�geno.
Los valores obtenidos de este par�metro en los puntos uno, dos y tres, de acuerdo a norma ecuatoriana vigente, se encuentra dentro de los l�mites m�ximos permisibles para aguas de consumo humano y uso dom�stico.
Ilustraci�n 5: Concentraci�n de Nitratos (NO3) en tres puntos de la cuenca media del rio Portoviejo
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Fosfatos (PO4): Resultados obtenidos
La concentraci�n de Fosfato se encuentra en el punto tres, como se puede observar en la ilustraci�n 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 Mej�a. Estas algas consumen grandes cantidades de ox�geno como lo expresa. (Carrillo & Urgil�s, 2016)
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Ilustraci�n 6: Concentraci�n de fosfatos (PO4) en tres puntos de la cuenca media del rio Portoviejo
Cambio de Temperatura: Resultados obtenidos
Los resultados obtenidos del par�metro cambio de temperatura, seg�n la ilustraci�n N� 7, se puede el incremento de variaci�n de temperatura desde el punto uno al tres, el pico m�s alto se encuentra en el punto tres, que es en el puente Mej�a.
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Ilustraci�n 7: Concentraci�n de cambio de temperatura en los tres puntos de la cuenca media del r�o Portoviejo
Turbidez: Resultados obtenidos
De acuerdo a los resultados obtenidos de turbidez, seg�n la ilustraci�n N� 8, se puede evidenciar el pico m�ximo que est� en el punto dos. Los valores obtenidos de este par�metro, de acuerdo a norma ecuatoriana vigente, se encuentra dentro de los l�mites m�ximos permisibles para aguas de consumo humano y uso dom�stico.
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Ilustraci�n 8: Concentraciones de turbidez en tres puntos de la cuenca media del r�o Portoviejo
Solidos totales disueltos (STD): Resultados Obtenidos
De acuerdo a los resultados obtenidos del par�metro STD, seg�n la ilustraci�n N� 9, se puede evidenciar que va en aumento con el paso de la ciudad, del punto uno al tres, siendo el pico m�s alto el punto tres que es en el puente Mej�a. La presencia de altas cantidades de s�lidos disueltos totales puede cambiar la calidad del agua, provocando que esta tenga un sabor amargo a metal o salado; adem�s, los s�lidos disueltos afectan la penetraci�n de luz en la columna de agua y la absorci�n selectiva de las diferentes longitudes de onda que integran el espectro visible. (Carrillo & Urgil�s, 2016)
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Ilustraci�n 9: Concentraciones de s�lidos totales disueltos en tres puntos de la cuenca media del r�o Portoviejo
Ox�geno Disuelto (OD): Resultados Obtenidos
�Conforme a los resultados obtenidos del par�metro OD, seg�n la ilustraci�n 10, se puede evidenciar, que seg�n recorre�� la ciudad disminuye la concentraci�n de Ox�geno Disuelto desde el punto uno al tres, siendo el punto m�s bajo el punto 3 en el puente Mej�a. La medida de ox�geno disuelto expresa informaci�n sobre las reacciones biol�gicas y bioqu�micas que ocurren en las aguas. Niveles bajos de ox�geno disuelto pueden ser causados por vertidos con carga org�nica como materia animal y vegetal ya que las bacterias requieren ox�geno para descomponer la materia org�nica y por lo tanto disminuyen el ox�geno del agua, alterando toda la estructura del sistema acu�tico. (Carrillo & Urgil�s, 2016)�
Se hace evidente que la mayor�a de los nueve par�metros tomados como referencia para el c�lculo del ICA-NSF se deteriora a lo largo de la secci�n estudiada del r�o. A continuaci�n, 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 (Mej�a) |
|||
ICA |
CALIDAD |
ICA |
CALIDAD |
ICA |
CALIDAD |
69,97 |
Media |
60,11 |
Media |
43,26 |
Mala |
Fuente: Elaboraci�n propia
Discusi�n de los resultados obtenidos
El aumento en�� los par�metros de�� nitratos y fosfatos encontrados, se debe al vertimiento de fertilizantes y pesticidas utilizados en la actividad agr�cola, adem�s de desechos de lavander�as y lubricadoras. Pr�cticas 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 proliferaci�n excesiva de lechuguinos en el puente Mej�a denotan la disminuci�n significante del ox�geno 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 r�o 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 mayor�a de los nueve par�metros tomados como referencia para el c�lculo del ICA, se deterioran a lo largo de la secci�n 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 r�o Portoviejo. El Departamento ambiental del GADM del cant�n Portoviejo, en el a�o 2019, clausur� 28 descargas clandestinas de aguas negras, ubicadas en las parroquias Andr�s de Vera, Sim�n Bol�var, 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 r�o Portoviejo, es fundamental la implementaci�n de estrategias para mitigar esta problem�tica ambiental. A este respecto, como un marco de orientaci�n general a las acciones espec�ficas para llegar a atenuar esta problem�tica, se presentan algunas consideraciones:
1. El ordenamiento territorial, planificaci�n regional, urbana, econ�mica y ambiental, son� partes importantes� para la implementaci�n de proyectos estrat�gicos, y su financiamiento por parte�� del gobierno nacional y entes extranjeros, en los �ltimos quince a�os (L�pez, 2015).
2. Incrementar la cobertura de alcantarillados sanitarios, primordialmente en parroquias de Portoviejo como Picoaza y Col�n, con alta emisi�n de desechos sanitaros por su gran densidad poblacional y actividades econ�micas (comercio, agricultura y ganader�a).
3. Mantenimiento de sistemas de alcantarillado sanitario, cambio de colectores, emisarios, l�neas de conducci�n, terciarias, pozos de revisi�n, que ya han cumplido con su vida �til principalmente en la parroquia Andr�s de Vera.
4. Restauraci�n de ecosistemas ribere�os, recuperando la vegetaci�n nativa y la remoci�n de pasto.
5. Protecci�n de microcuencas y laderas con arborizaci�n, que sujeten la tierra y controlen el tema de erosi�n.
6. Disminuci�n del uso de plaguicidas qu�micos, asesorando a los agricultores con nuevos productos amigables al medio ambiente, como lo indica P�rez et al. (2010), ya est�n siendo utilizados a mayor escala por la Uni�n� Europa y Cuba, entre las opciones est�n: trampas crom�ticas, insecticidas ecol�gicos en� elaborados� a partir de� hongos , bacterias y nem�todos entomopat�genos, utilizando abono org�nico, 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 recolecci�n al ciclo de las plagas y enfermedades, otros remedios �caseros� como la utilizaci�n de nicotina, azufre o agua jabonosa sirven para controlar algunas plagas.
7. Campa�as de educaci�n ambiental a todos los sectores. Dada la importancia del desarrollo de campa�as de educaci�n ambiental se ha desarrollado un plan para dar cumplimiento a esta acci�n dentro de la estrategia general.
Las medidas de prevenci�n y control de la contaminaci�n pasan por un tema de incremento de infraestructura p�blica, 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 participaci�n ciudadana, en su capacidad de involucrarse no s�lo en reconocer la problem�tica, en participar en las soluciones, sino tambi�n en intervenir en el seguimiento y monitoreo de las medidas, con esto ser� fundamental mantener estrategias permanentes de educaci�n ambiental a los diversos actores, seg�n Mac�as (2010) se� propone:
�Educaci�n Ambiental al sector Institucional o Gubernamentales
� Eventos de sensibilizaci�n de la relaci�n existente entre la calidad del agua en el r�o y el desarrollo de la regi�n.
� Gremios o sectores organizados. Programas de sensibilizaci�n de la relaci�n r�o con sus representados.
� Sector Educativo Formal. Fortalecimiento de las actividades establecidas por parte del Ministerio de Educaci�n en los programas de educaci�n ambiental, implementando e incrementando el conocimiento sobre las agresiones al r�o y las medidas que se puedan poner en pr�ctica� para evitarlas.
�Buenas Pr�cticas Ambientales (BPA) en el sector Productivo
� Difundir las Buenas pr�cticas Ambientales en los sectores: ganaderos, agr�colas, 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 recuperaci�n de ecosistemas.
�Educaci�n Ambiental al sector Ciudadano
� Fortaleciendo el rescate de las tradiciones culturales. o incentivando el reconocimiento del ecosistema h�drico como parte del desarrollo y bienestar local.
� Utilizando medios de comunicaci�n masivos informando sobre las acciones que cada ciudadano puede implementar para contribuir con las soluciones.
� Cre�ndose espacios de participaci�n, veedur�as, o discusi�n donde el tema de la contaminaci�n del r�o se trate tanto en sus fuentes, como en las alternativas de soluci�n.
Conclusiones
Los par�metros Coliformes Fecales y 〖DBO〗_5, superan los l�mites permisivos establecidos por la autoridad ambiental reguladora, producto de la contaminaci�n por aguas negras vertidas en el r�o, debido a la deficiente cobertura de alcantarillado sanitario, y el vertimiento de fertilizantes y pesticidas producido por la agricultura y ganader�a.
En funci�n de los resultados obtenidos del ICA-NSF, en los tres puntos del r�o 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 prevenci�n de la contaminaci�n del agua en la cuenca media del r�o Portoviejo, as�, las medidas de prevenci�n y control de la contaminaci�n pasan por un tema de incremento de infraestructura p�blica, ordenamiento territorial y recuperar el ecosistema degradado; tambi�n es importante la participaci�n ciudadana y; el� seguimiento y monitoreo de las medidas implementadas, entre otras; como forma de contribuir al fortalecimiento de la gesti�n ambiental de las cuencas hidrogr�ficas del pa�s en general y de esta provincia en particular.
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� 2020 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)
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