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Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 9(21): 860-871 2018
Memoria en extenso. XVII Congreso Internacional XXIII Congreso Nacional de Ciencias Ambientales
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Uso de macroinvertebrados como bioindicadores de la calidad del agua del rio
Totoapan y Paso Real, Tlapacoyan, Veracruz.
Use of aquatic macroinvertebrates as bioindicators of the water quality of the rio
Totoapán and Paso Real, Tlapacoyan, Veracruz.
1Itzel Herrera Perez, §2Alan A. Rico Barragán, 1Jahir de Jesús Hernández Martino, 2Daniel
Aguayo Siqueiros, 3Ricardo Paul González Dávila.
1Estudiante de Ingeniería Ambiental del ITSM,2 Docente Investigador del ITSM, Instituto
Tecnológico Superior de Misantla. Km 1.8 Carretera Lomas del Cojolite, 93821 Misantla,
Veracruz. Teléfono y fax (235) 323 1545 ext. 126.
3Docente Investigador de la Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias, Universidad
Tecnológica Equinoccial, Sede Santo Domingo, Vía Chone Km 4.5 y Av. Italia, Santo Domingo,
Ecuador teléfono (593)23767814. §Autor para Correspondencia: aaricob@itsm.edu.mx
RESUMEN Hoy en día, la contaminación hídrica ha aumentado potencialmente, como
consecuencia de esto, surge la proliferación de enfermedades, afectando no solo a la salud
pública sino también al ecosistema acuático. En la actualidad, muchos municipios se
abastecen de aguas superficiales, un ejemplo de ello es Tlapacoyan que está localizado en
el estado de Veracruz, su suministro de agua lo obtiene de dos ríos: Totoapan y Paso Real,
estos ríos no han sido evaluados para conocer la calidad del agua. El rio Totoapan (Punto 1)
recibe descargas de aguas residuales provenientes de comunidades a lo largo de su trayecto
desde Perote, mientras que el rio Paso Real (Punto 2) recibe descargas aguas no tratadas de
industrias y uso doméstico del Teziutlán. Se ha descubierto que los organismos acuáticos
ofrecen datos sobre la calidad del agua durante un cierto periodo de tiempo, ejemplo de
ellos son los macroinvertebrados, ya que presentan un ciclo de vida largo a diferencia con
otros organismos. En comparación a otros tipos de análisis fisicoquímicos, el uso de
macroinvertebrados resulta más económico. La metodología aplicada se basó en la
selección de dos puntos de muestreo en donde exista una gran diversidad de
microecosistemas. Para la recolección de macroinvertebrados, se utiliza una red tipo D, se
procede a la remoción, estos son introducidos a frascos que contienen alcohol al 70%, por
último, por medio de la taxonomía son identificados, en orden y familia. Para los resultados
se utilizó 3 índices, el IBF, BMWP y EPT los cuales determinan el rango de
contaminación, se deduce que a pesar de que los resultados se asemejan tienen una cierta
variación, De acuerdo a la clasificación se establece que presenta una contaminación
regular.
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Palabras claves: Contaminación, Índices, Calidad del Agua.
INTRODUCCIÓN
Hoy en día, la contaminación hídrica ha aumentado potencialmente a nivel mundial, la
Organización Mundial de la Salud en el año 2010, estableció que el agua se encuentra
contaminada cuando su composición se encuentre alterada, de modo que no reúna las
condiciones necesarias para su uso inicial, como consecuencia de lo anterior, alrededor del
mundo existen miles de personas que fallecen al año debido a este problema. Existen varias
fuentes de contaminación del agua; actividades domésticas, industriales o agrícolas, así
como también los desechos del alcantarillado, residuos industriales, detergentes y pesticidas
que se escurren y desembocan en diversos ríos o en su caso canales.
Derivado de la contaminación del agua, proliferan enfermedades, tales como diarrea,
cólera, tracoma. El problema de agua contaminada no solo afecta a la salud publica si no
tan bien al ecosistema acuático, un aumento en la polución ocasiona la muerte de plantas y
animales acuáticos, provocando un impacto negativo al ecosistema. Esto quiere decir que el
agua contaminada no pueda ser utilizada para fines humanos y que las especies que habitad
en dichos cuerpos de agua con estas características se estén extinguiendo afectando el ciclo
hidrológico. (García y Martínez, 2009)
En México, más de 70% de los cuerpos de agua presentan algún grado de contaminación lo
que ocasiona graves problemas de disponibilidad y acceso a este líquido vital (CONAGUA,
2016). La disponibilidad anual de agua por habitante en el país ha tenido una dramática
reducción en los últimos 55 años, al pasar de 11,500 m3 en 1955 a 4,263 m3 en 2011. Estas
cifras indican que para el año 2025 esta cantidad se reducirá a menos de 4,000 m3. Para el
84% de los mexicanos la escasez y la contaminación del agua debe considerarse alarmante
(Swinburn y Morrison, 2010).
En la actualidad, muchos municipios abastecen a su población de aguas superficiales, un
ejemplo de ello es Tlapacoyan que está localizado en el estado de Veracruz, su suministro
de agua lo obtiene de dos ríos: Totoapan y Paso Real. Sin embargo, estos ríos no han sido
evaluados para conocer la calidad del agua, uno recibe descargas de aguas residuales
provenientes de diversas comunidades a lo largo de su trayecto desde Perote, además
Teziutlán descarga aguas no tratadas de industrias y uso doméstico en el rio Paso Real, lo
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anterior se considera como alarmante debido al constante contacto entre la población y el
recurso hídrico.
En los últimos años se ha descubierto que los macroinvertebrados acuáticos tiene un gran
impacto dentro de los ecosistemas acuáticos, ya que son considerados indicadores
biológicos de los sistemas acuáticos, estos organismos suelen ser perceptibles a las distintas
alteraciones que pueden sufrir los cuerpos de agua, como, por ejemplo, alteraciones
hidromorfológicas, físicas y/o químicas (Escudero, 2009).
Con base a estudios realizados se sabe que los macroinvertebrados tienen la capacidad de
confirmar la condición ecológica de un determinado hábitat, mediante la utilización de
índices los cuales indican el rango de contaminación que existe (Marino y Final, 2008). A
raíz de esto, estos organismos se han convertido en una herramienta fundamental para ser
utilizados en diversos programas de monitoreo de aguas (Carew y col., 2013).
Se señala que una de sus diversas cualidades que los macroinvertebrados presentan es que a
largo pueden distribuirse a lo largo de diversos cuerpos de aguas, lo que los hace más
factibles es que algunas especies tienen la capacidad de adaptarse a concentraciones de
contaminación muy altas y con base a eso se determinan resultados viables (Liess y Schulz,
19999).
En este trabajo se enfoca a obtener una evaluación de la calidad del agua de los ríos
Totoapan y Paso Real utilizando macroinvertebrados como bioindicadores, a partir de los
índices de FBI, EPT y BWMP.
METODOLOGÍA
Área de Estudio
Para realizar el estudio se seleccionaron dos puntos de muestreo en los ríos; uno en el rio
Totoapan y otro en el Paso Real, debido a que el municipio de Tlapacoyan toma sus aguas
de ambos ríos. Los puntos se establecieron en lugares donde los ríos pudieran estar siendo
afectados en forma directa por algún tipo de actividad antropogénica (Fig. 1).
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Fig. 1. Puntos de muestreo para la determinación de macroinvertebrados
Se observó la zona y se seleccionó de manera aleatoria, ubicándolos en el cauce de ambos
ríos en tramos de fácil acceso y que sean representativas para la investigación; se
identificaron los puntos en donde podría existir un mayor número de macroinvertebrados,
con base diversos microecosistemas que tuviera diversidad y un caudal lento.
Muestreo
Los muestreos se llevaron a cabo durante el mes de Enero 2018, para la recolección de
macroinvertebrados, se utilizó una red tipo D, la cual puede ser utilizada en aguas poco
profundas y en las orillas de los ríos; esta red cuenta con un diámetro de apertura de
aproximadamente 30 cm. aproximadamente y con malla filtrante.
Cada muestreo se llevó a cabo durante un tiempo de 15 a 20 min. removiendo rocas, flora y
materia diversa. La red se encontraba contra corriente para que los macroinvertebrados
quedarán retenidos (Fig. 2 y Fig 3).
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Fig. 2. Muestreo de Macroinvertebrados utilizando una red tipo D
Utilizando guantes de latex y agua destilada, los macroinvertebrados fueron removidos de
la red tipo D, posteriormente, fueron depositados en frascos de un volumen de 1 L, los
cuales contenían alcohol al 70% para su conservación, siendo llevados a laboratorio para
ser analizados mediante la taxonomía a nivel orden y familia.
Fig. 3. Muestreo de Macroinvertebrados en el rio Paso Real
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Identificación de Macroinvertebrados
Una vez en laboratorio, se procedió a limpiar las muestras quitando manualmente cualquier
tipo de partícula de arena o vegetación, una vez realizado lo anterior los organismos se
colocaron en un frasco limpio y con ayuda de una pinza se fue separando los
macroinvertebrados por semejanza.
Las muestras se colocaron en frascos pequeños que contenían alcohol al 70% y con ayuda
de un microscopio VELAB® con una resolución 2X se empezó con la identificación por
comparación de las características físicas de los macroinvertebrados, siendo identificados
con ayuda de bibliografía y manuales disponibles en la red.
Índice IBF
Para evaluar la calidad del agua, se utilizaron diversos tipos de índices. El índice IBF
basado en la tolerancia que presentan diferentes organismos a nivel de familia,
considerando números de 0 al 10, 0 para los individuos de las familias menos tolerantes y
10 para las familias más tolerantes (Ec. 1).
IBF= Σ Xi Ti
n (Ec. 1)
Donde:
xi = número de individuos de la Familia (i)
n = número total de individuos muestreados
ti = tolerancia asignada a la Familia (i).
Una vez obtenidos los resultados, el valor del índice biótico se compara para evaluar la
calidad del agua y el grado de contaminación. Dicho índice solamente muestra las
afectaciones por materia orgánica. Para obtener lo anterior se utilizó la tabla I, dicho
procedimiento fue descrito inicialmente por Hilsenhoff (1988).
Tabla 1. Clasificación de la calidad del agua según el Family Biotic Index (FBI)
Índice Biótico (BI) Calidad del Agua Grado de contaminación por
materia Orgánica
0.00-3.50 Excelente Contaminación no aparente
3.51-4.50 Muy Buena Posible contaminación ligera
4.51-5.50 Buena Contaminación Ligera
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Índice Biótico (BI) Calidad del Agua Grado de contaminación por
materia Orgánica
5.51-6.50 Regular Contaminación poco significativa
6.51-7.50 Regular- mala Contaminación significativa
7.51-8.50 Mala Alta contaminación
8.51-10.00 Muy mala Severa contaminación
Fuente: Hilsenhoff. 1988
Índice EPT
Es bien conocido que las respuestas de las comunidades acuáticas a las perturbaciones
ambientales, son útiles para evaluar el impacto de los distintos tipos de contaminación,
teniendo esto en cuenta como segundo método, se utilizó índice Ephemeroptera, Plecoptera,
Trichoptera (EPT). Dicho estudio basa su análisis en que ciertos macroinvertebrados reúnen
criterios y son considerados como bioindicadores de aguas limpias o poco contaminadas, ya
que tienen una distribución relativamente alta, tal es el caso del presente índice.
Tabla 2. Clasificación de la calidad del agua según el Índice EPT
Clase Índice EPT (%) Calidad del agua
1 75-100 Muy buena
2 50-74 Buena
3 25-49 Regular
4 0-24 Mala
Fuente: Klemm 1990
Índice BMWP
Por último, se utilizó el índice biológico BMWP, el cual presente tiene una gran
versatilidad, por ello es muy útil para la gestión de la calidad del agua; además permite una
evaluación rápida y acertada, esto basado en ponderaciones de sensibilidad a los rangos de
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tolerancia ambientales de los macroinvertebrados acuáticos, ordenando a las familias en
diez grupos siguiendo un gradiente de menor a mayor tolerancia, que oscila de 1 a 10,
utilizando la siguiente ecuación para ello.
𝐵𝑀𝑊𝑃 = 𝑇1 + 𝑇2 + 𝑇3+. . . 𝑇𝑋 (Ec. 2)
Donde
T1,T2 =Tolerancia de familias de macroinvertebrados
Una vez realizado lo anterior, se utiliza la tabla 3, para la obtención de la calidad de aguas
residuales según los resultados obtenidos.
Tabla 3. Clases de calidad del agua según valores BMWP y su representación
Clase Calidad BMWP Significado Color
I Buena ›150
101 a 120
Aguas muy limpias. Aguas no
contaminadas o poco contaminadas
II Aceptable 61 a 100 Se evidencia efectos de la
Contaminación
III Dudosa 36 a 60 Aguas moderadamente contaminadas
IV Crítica 16 a 35 Aguas contaminadas
V Muy crítica ‹ 15 Aguas fuertemente contaminadas.
Situación critica
Fuente: Reglamento No. 33903 MINAE-S, La gaceta No. 178
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Carrera y Fierro (2001) manifiestan que los análisis de calidad del agua mediante
macroinvertebrados pueden dar buenas señales del grado de contaminación o pureza de un
ecosistema. Algunos de ellos crecen en abundancia cuando existe un grado de
contaminación alto, mientras que otros no soportan dichos niveles de polución.
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Una vez contabilizado la mayoría de los macroinvertebrados, se puede resumir que en total
se obtuvieron 1642 especies en el rio Totoapan y 1669 en el rio Paso Real, distribuidos 5 en
órdenes y 14 familias (Tabla 4).
Tabla 4. Número de ejemplares recolectados en los dos puntos de recolección
Rio Orden Familia Cantidad
Totoapan
Diptera Chironomidae 482
Diptera Simuliidae 375
Tricoptera Hydropsychidae 23
Coleoptera Carabidae 56
Plecoptera Perlidae 11
Plecoptera Leptohyphidae 594
Trichoptera Glossosomatidae 8
Diptera Blephariceridae 2
Coleoptera Psephenidae 15
Coleoptera Elmidae 20
Coleoptera Curculionidae 56
Paso
Real
Plecoptera Leptohyphidae 348
Trichoptera Glossosomatidae 11
Trichoptera Ecnomidae 336
Diptera Chironomidae 476
Diptera Ephydridae 175
Trichoptera Anomalopsychidae 323
Para el caso de ambos ríos se observa que la familia de macroinvertebrados que tuvieron un
mayor número de ejemplares fueron las Leptohyphidae y Chironomidae, representando
alrededor del 55% de los macroinvertebrados recolectados.
Los ejemplares pertenecientes a la familia Chironomidae, es muy común encontrarlos en
sistemas que presentan una alta cantidad de materia orgánica, con lo que se puede ir dando
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una idea de que esos sistemas presentan residuos de desechos humanos provenientes de
aguas arriba.
De acuerdo a Roldan (1999), manifiesta que las comunidades naturales se caracterizan por
tener varias familias que los representan pero pocos individuos por familias. Sin embargo,
donde los ecosistemas presentan un importante grado de contaminación en los ambientes,
las familias se reducen pero aumentan la cantidad de los individuos por familia.
Los resultados de la evaluación de la calidad del agua de ambos ríos, se resume en la
siguiente tabla.
Tabla 5. Resultados de la evaluación utilizando diversos índices
Río IBF EPT BMWP
Rio Totoapan Contaminación
sustancial probable
Contaminación
regular
Aguas
contaminadas, son
evidentes algunos
efectos negativos
Rio Paso Real Contaminación
sustancial probable
Buena Aguas
moderadamente
contaminadas
El primer índice IBF arrojo un valor de 6.34 como resultado que en el punto 1, ubicado en
el rio Totoapan define a este tipo de agua como regular pobre, la misma clasificación la
obtuvo el punto 2, ya que su valor fue de 6.28. Para el segundo índice, el BMWP obtuvo
una clasificación de una contaminación ligera, mientras que en el punto 2 se clasifico
moderadamente contaminadas, por último, el índice EPT estableció que en el rio Totoapan
presenta un agua regular y en el rio Paso Real determina el agua como buena.
A pesar de que los resultados presentan una cierta semejanza, existe variaciones entre ellos,
esto es debido a que los índices utilizados no presentan los mismos rangos y no toman en
cuentan los mismos aspectos. De acuerdo al tipo de análisis, el recurso hídrico puede
considerarse de acuerdo a la clasificación como si presenta contaminación regular.
CONCLUSIONES
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No existen estudios que contengan información específica acerca de la calidad del agua de
los ríos Totoapan y paso real ubicados en Tlapacoyan, por lo que era importante realizar un
análisis para su evaluación. Dichos estudios revelaron que existe una diversidad de especies
de macroinvertebrados, esto se puede deber a residuos orgánicos que estos ríos reciben
durante su trayecto, ya que pasan por comunidades, las cuales vierten sus desechos a estos
cuerpos de aguas.
En total fueron encontradas 1642 especies en el rio Totoapan de las cuales las 3 con más
número son Leptohyphidae con 594 macroinvertebrados de orden Plecoptera, la segunda
fue Chironomidae con 482 especies y por último Simuliidae con 375 organismos, estas dos
últimas de orden Díptera. Por otra parte, en el rio Paso Real se obtuvieron 1669
macroinvertebrados de las cuales las especies con un número superior fueron Chironomidae
de orden Díptera con 476 organismos, seguido de Ecnomidae con 336 especies y
Anomalopsychidae con 323 macroinvertebrados, estos últimos de orden Trichoptera.
En todas las estaciones de muestreo se presentó un número significativo de familias, esto se
debió al microhábitat que existe en dichos puntos, ya que, al tener una diversidad de
plantas, rocas, caudal lento favorece la presencia de macroinvertebrados, las características
de los lechos son importantes ya que de las dependen el desarrollo de los organismos.
Se dedujo que a pesar de que los resultados se asemejan tienen una cierta variación, esto se
pudo dar por los índices utilizados, ya que no tienen el mismo rango y no toman en cuentan
los mismos aspectos. De acuerdo al tipo de análisis, el recurso hídrico puede considerarse
de acuerdo a la clasificación como si presenta contaminación regular.
BIBLIOGRAFÍA
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