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Mazatlán, Sinaloa a 20 de diciembre, 2013. A quien corresponda:

Por medio de la presente le informo que el Dr. Omar Calvario y su equipo de trabajo actualmente colaboran con nuestra organización en la elaboración de la propuesta de Reserva de agua para el Río Acaponeta, en donde se aplica la metodología Holística basada en la normatividad aplicable para la estimación de caudales ecológicos en México. Hago constar por este medio que el Dr. Omar Calvario ha concluído y entregado de manera satisfactoria los reportes de trabajo correspondientes a los estudios de calidad de agua para la época de secas y de lluvias en el río Acaponeta. Sin mas por el momento, agradezco su atención.

Atentamente

� _____________________________

Aimée Cervantes Escobar Coordinadora del CSTD-Sinaloa PRONATURA NOROESTE. A.C.

Sierra Rumorosa No. 132, Col. Lomas del Mar, Mazatlán,Sinaloa. Teléfono: (669) 815140.

Primer Informe de resultados

(Periodo de secas)

“EVALUACION DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RIO ACAPONETA EN EL ESTADO DE NAYARIT”

Dr. Omar Calvario Martínez

M.C. Miguel Ángel Sánchez Rodríguez

IBT. Guadalupe Montaño Guerrero

Mazatlán, Sin. 08 de julio de 2013.

Evaluación de la calidad del agua del rio Acaponeta en el estado de Nayarit

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1. INTRODUCCIÓN

Si bien es cierto que existe una cantidad considerable de agua en el planeta, estimada en 1,400 millones de km3, sólo el 2.5% es agua dulce y la mayor parte de ésta se encuentra en forma de hielo o en depósitos subterráneos de difícil acceso. De esta manera, el agua disponible para las actividades humanas se reduce, en teoría y en el mejor de los casos al 0.01% del total. Además, esta mínima porción de agua frecuentemente se localiza en lugares inaccesibles o está contaminada, lo que dificulta su aprovechamiento (PNUMA, 2002).

Bajo estas circunstancias, el agua es considerada como un factor crítico para el desarrollo de las naciones y, de hecho, quizá sea el recurso que define los límites del desarrollo sustentable (FNUAP, 2001), ya que no sólo es indispensable para el desarrollo económico y social de la humanidad, sino también para el funcionamiento de los ecosistemas del planeta. De ahí la importancia de contar con información confiable acerca de la cantidad y calidad de este recurso, en términos de su disponibilidad, usos y grado de deterioro.

La calidad del agua no es una característica absoluta, sino que es más un atributo definido socialmente en función del uso que se le piense dar al líquido (WRI, 2000); cada uso requiere un determinado estándar de calidad. Por esta razón, para evaluar la calidad del agua es necesario considerar el contexto del uso probable que tendrá.

La calidad del agua puede ser utilizada como una propiedad con la cual se indica si esta se encuentra contaminada, ya que se relaciona con sus características físicas, químicas y biológicas. Para mantener el equilibrio de los elementos naturales que intervienen en el ciclo hidrológico, así como permitir la protección de los ecosistemas riparios, ecosistemas acuáticos terrestres y costeros, es necesario que se garantice un régimen de caudal ecológico en las corrientes o escurrimientos. México, como país en vías de desarrollo, se enfrenta a problemas relacionados con la calidad del agua que implican factores de naturaleza fisicoquímica y biológica, los cuales pueden a llegar a modificarlo.

La necesidad de detectar los cambios que ocurren en el medio ambiente, causados de manera natural o por la actividad humana, se ha incrementado drásticamente en los últimos 50 años. Con el crecimiento de las fronteras urbanas, agrícola-ganaderas, forestales, pesqueras, mineras e industriales, es necesario el monitoreo de la calidad del agua como un factor fundamental para la toma de decisiones en tiempo y forma, mismas que permitan la conservación del recurso hidráulico.


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Con la publicación de norma NMX-AA-159-SCFI-2012 “Que establece el procedimiento para la determinación del caudal ecológico en cuencas hidrológicas”, se define el procedimiento y especificaciones técnicas para determinar el régimen de caudal ecológico en corrientes o cuerpos de agua nacionales en una cuenca hidrológica.

En dicha norma se señalan las metodologías correspondientes para la determinación de caudal ecológico, como una medida de regulación de la explotación, uso y conservación del agua para proteger los ecosistemas relacionados, con la finalidad de propiciar un desarrollo sustentable en las cuencas hidrológicas. Dentro del apéndice normativo F.6 en la sección de calidad de agua, se menciona como objetivo la determinación del estado actual de la misma. La determinación de la calidad de agua puede ser cubierto por medio del índice ICA para agua dulce (León-Vizcaíno, 1991), conjuntamente con el índice TRIX para agua estuarina (Vollenweider et al., 1998).

2. OBJETIVO

Determinar el estado actual de la calidad del agua en el río Acaponeta, Nayarit y de la zona estuarina adyacente, mediante el uso del índice ICA y TRIX.


3

3. METODOLOGÍA

3.1 Área de estudio

El muestreo para la determinación de la calidad del agua se llevó a cabo en el rio Acaponeta, ubicado en la localidad de Acaponeta en el estado de Nayarit el 22 de junio del 2013. Para esto se tomaron tres muestras de agua a lo largo del cuerpo del rio (Fig.1) para la determinación del índice ICA (León Vizcaíno, 1991), conjuntamente con una muestra de agua en la desembocadura del río ubicada en la Laguna de Agua Brava en Marismas Nacionales donde se determinó el índice de estado trófico TRIX (Vollenweider et al., 1998.). Dichos índices posibilitan la evaluación de los constituyentes que afectan la calidad del agua para sus diferentes usos así como una forma de resumir, comunicar y representar la calidad en los cuerpos de agua estudiados. La posición geográfica de las estaciones de muestreo se enlista en la Tabla 1.

Figura 1. Estaciones de muestreo en el río Acaponeta, Nayarit.


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Tabla 1. Posición geográfica de las estaciones muestreadas en el río Acaponeta.

Estación Posición geográfica

Latitud Longitud

1 22º 30' 44.9'' 105º 20' 13.3''

2 22º 42' 21.9'' 105º 19' 15.9''

3 22º 47' 54.1'' 105º 19' 02.6''

4 22º 15' 17.5'' 105º 32' 16.2''

3.2 Colecta de muestras

Las muestras de agua fueron colectadas en frascos de plástico de diferentes capacidades (entre 60 y 1000 mL) de acuerdo al análisis requerido. Previo a la colecta, estos frascos fueron ambientados, realizando tres lavados previos del recipiente con la misma agua del sitio de muestreo.

3.3 Almacenamiento y transporte de muestras

Las muestras colectadas se colocaron en una hielera con suficiente hielo a una temperatura entre 4 y 10 ºC, después fueron transportadas al laboratorio, para su posterior análisis, dentro de los tiempos especificados para su procesamiento.

3.4 Procesamiento de muestras

El procesamiento de las diferentes muestras se realizó en Laboratorio de Química y Productividad Acuática del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, Unidad Mazatlán mediante las metodologías enlistadas en la Tabla 2.


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Tabla 2. Parámetros físicos, químicos y biológicos del Laboratorio de Química y productividad Acuática, CIAD Mazatlán.

Parámetro Unidades Método Referencia

Temperatura °C HIDROLAB DS5X -

pH HIDROLAB DS5X -

Salinidad UPS HIDROLAB DS5X -

Conductividad eléctrica S/cm HIDROLAB DS5X -

Oxígeno disuelto mg/L HIDROLAB DS5X -

Amonio mg/L Espectrofotométrico Parsons et al. (1984).

Nitrito mg/L Espectrofotométrico Parsons et al. (1984).

Nitrato mg/L Reducción con cadmio/ Espectrofotométrico Parsons et al. (1984).

Ortofosfatos mg/L Espectrofotométrico Parsons et al. (1984).

Clorofila a µg/L Espectrofotométrico Parsons et al. (1984).

Sólidos suspendidos totales mg/L Gravimétrico NMX-AA-034-SCFI-2001

DBO5 mg/L Electrodo NMX-AA-028-SCFI-2001

DQO mg/L Espectrofotométrico NMX-AA-030-SCFI-2001

Alcalinidad total mg/L de CaCO3 Volumétrico NMX-AA-SCFI-036-2001

Dureza total mg/L de CaCO3 Volumétrico NMX-AA-SCFI-072-2001

Cloruros mg/L Volumétrico NMX-AA-SCFI-073-2001


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3.5 Estimación de la calidad del agua

Si bien, la caracterización de la calidad de un cuerpo de agua está basada en los resultados de diferentes parámetros obtenidos en campo y laboratorio; esto solo refleja un proceso de juicio y el resultado final no da una comunicación efectiva. De aquí, surge la necesidad de contar con índices que ofrezca una unidad de medición de calidad del agua, la cual responda a cambios en los parámetros que la definen, tal es el caso del índice ICA y TRIX.

3.5.1. Índice de Calidad del Agua (ICA)

Para la estimación de la calidad del agua dulce del río Acaponeta se empleó el método que se consideró más adecuado a la situación de nuestro país (Dinius, 1987), modificándose con la inclusión de algunos parámetros sugeridos en el estudio realizado por el Instituto Ingeniería de la UNAM en 1974.

La evaluación numérica del ICA, con técnicas multiplicativas y ponderadas con la asignación de pesos específicos, se debe a Brown y McCleland (1973), obteniéndose a partir de una media geométrica:

……………… (1)

Donde:

ICA índice de calidad del agua

Wi pesos específicos asignados a cada parámetro (i), ponderados entre 0 y 1 de tal forma que se cumpla que la sumatoria sea igual a 1

Qi calidad del parámetro (i), en función de su concentración y cuya calificación oscila entre 0 y 100

Πi (Pi) representa la operación multiplicativa de las variables Q elevadas a la potencia W

Finalmente el ICA que arroja la ecuación (1) es un número entre 0 y 100 que califica la calidad, a partir del cual y en función del uso del agua, permite estimar el nivel de contaminación (Tabla 3).

El ICA propuesto por León- Vizcaíno (1991) requiere de 15 parámetros como ponderación del 100%, en esta propuesta se evaluaron los siguientes parámetros:


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oxígeno disuelto, nitrato, amonios, fosfatos, pH, demanda bioquímica de oxígeno, sólidos suspendidos, dureza, cloruros, alcalinidad, demanda química de oxígeno y temperatura los cuales representan una ponderación del 74%.

Tabla 3. Criterios generales según el índice de calidad del agua para uso en pesca y vida acuática.

Valor numérico del ICA

Estado de calidad del agua Características del agua

70-100 Excelente (E) Pesca y vida acuática abundante

60-70 Aceptable (A) Límite para peces muy sensitivos

50-60 Levemente Contaminada (LC) Dudosa la pesca sin riesgos de salud

40-50 Contaminada (C) Vida acuática limitada a especies muy

resistentes

30-40 Fuertemente Contaminada (FC) Inaceptable para actividad pesquera

0-30 Excesivamente Contaminada

(EC) Inaceptable para vida acuática

3.5.2. Indice del Estado Trófico (TRIX)

La determinación del estado trófico es un importante aspecto de los estudios de cuerpos de agua, existen numerosos índices propuestos y usados en la mayoría de los cuerpos de agua interiores en Norteamérica (Carlson y Simpson, 1996). Vollenweider y Kerekes (1982), OECD (1982) y EEA (1999) propusieron parámetros únicos y múltiples tales como la concentración de fosfato anual, nitrógeno inorgánico disuelto (NID), oxígeno disuelto y clorofila a como un indicador para la clasificación del estado trófico del cuerpo de agua.

El TRIX es un Índice del estado trófico que ha sido propuesto por Vollenweider et al. (1998), éste índice se creó con el objeto de poder comparar información en un amplio intervalo de situaciones, al conjugar factores que están directamente relacionados con la productividad primaria del sistema: clorofila a, oxígeno disuelto y nutrientes (nitrógeno y fósforo) (Aranda, 2004). Este índice ha sido incluido en la legislación italiana como una forma de estimar el estado de agua de mar, de acuerdo a la clasificación de Giovanardi et al. (2002) y Penna et al. (2004).

Los valores del índice TRIX que se reportan en este informe están basados en la ecuación propuesta por Vollenweider et al. (1998):


8

% 1.5

1.2

………… (2)

Donde:

TRIX: índice de estado trófico

Chl a concentración de clorofilas, mg/m3

%DO valor absoluto de la desviación del porcentaje de saturación de oxígeno disuelto, 100 - %OD

NID nitrógeno inorgánico disuelto (N-NO3+N-NO2+N-NH4), µg L-1

FT concentración de fósforo total, µg L-1

El rango de valores en el cual se distribuyen los valores del TRIX, están

definidos entre 2 y 8. Una vez obtenido el índice TRIX, este puede ser comparado

con los valores descritos en la Tabla 4 y de esta manera definir el estado de

calidad del agua, conjuntamente con sus características.

Tabla 4. Indice del estado trófico (TRIX) y calidad del agua, de acuerdo a la legislación italiana (Penna et al., 2004).

Indice TRIX Estado de la calidad del

agua Características del agua

2 – 4 Alto Agua pobremente productiva. Nivel trófico bajo.

4 – 5 Bueno Agua moderadamente productiva. Nivel trófico medio.

5 – 6 Malo Agua entre moderada y altamente productiva. Nivel trófico

alto.

6 – 8 Pobre Agua altamente productiva. Nivel trófico muy alto.


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4. RESULTADOS

Los resultados para la determinación del índice de calidad del agua se especifican en la Tabla 5, donde se puede observar que para las estaciones ubicadas en el río Acaponeta (1, 2 y 3), los valores de ICA indican una calidad del agua Excelente debido a que se ubican dentro del rango de 70-100 correspondiente a pesca y vida acuática abundante. La estación 1 es la que registro el menor valor del ICA, con un valor numérico de 78.6, estación ubicada en la parte más baja del rio respecto a las otras 2 estaciones, en tanto que la que registro el valor más alto del ICA es la estación 3 con un valor de 82.2, la cual es la estación más arriba del río respecto al resto de las estaciones.

En cuanto a la estación 4, debido a que es una estación ubicada en agua salina, se aplicó el índice del estado trófico, arrojando un valor de 4.49, lo cual especifica una calidad de agua buena (nivel trófico medio), la cual la ubica como una agua moderadamente productiva.


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Tabla 5. Aplicación del Índice de Calidad del Agua en el río Acaponeta en Nayarit.

Estaciones N‐NH4

(mg/L)

N‐NO3

(mg/L)

P‐PO4

(mg/L)

DBO5

(mg/L)

SST

(mg/L)

Alcalinidad total

(mg CaCO3/L)

Cloruros totales

(mg/L)

1 0.001±0.001

(100)

0.005

(100)

0.019±0.001

(99)

0.331±0.073

(95)

2.7±0.6

(99)

37.911±1.073

(53.4)

0.662±0.287

(100)

2 0.001±0.001

(100)

0.007

(100)

0.012±0.001

(99)

0.480±0.125

(94)

2.5±0.7

(99)

41.845±0.619

(52.4)

0.331±0.000

(100)

3 0.001±0.001

(100)

0.002

(100)

0.010±0.000

(99)

1.269±0.395

(86)

1.5±0.7

(100)

56.509±1.639

(49.6)

0.083±0.035

(100)


Estaciones Dureza total

(mg CaCO3/L)

DQO

(mg/L)

Diferencia de

temperatura (°C) pH

Oxígeno disuelto

(% Sat.) ICA

Estado de

calidad del agua

1 30.263±1.140

(92)

62.175±5.951

(36)

9.70

(22)

8.07±0.19

(83)

102.3±0.6

(98) 78.6 Excelente

2 31.579±0.000

(91)

32.714±8.084

(50)

6.16

(33)

7.97±0.20

(86)

112.7±0.4

(95) 82.0 Excelente

3 36.184±1.140

(88)

46.208±1.506

(40)

1.85

(80)

7.92±0.02

(87)

130±0.2

(85) 82.2 Excelente


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Tabla 6. Aplicación del Índice del estado trófico en el río Acaponeta en Nayarit.

Estaciones N‐NH4

(mg/L)

N‐NO2

(mg/L)

N‐NO3

(mg/L)

P‐PO4

(mg/L)

Clorofila a (g/L)

Temperatura

(°C) pH

4 0.001±0.001 0.001±0.000 0.001 0.042±0.003 8.749±0.281 34.01±0.02 7.82±0.01


Estaciones Conductividad

eléctrica (S/cm)

Salinidad

(UPS)

Oxígeno disuelto

(% Sat.)

Oxígeno disuelto

(mg/L) TRIX Estado de la calidad del agua

4 47060±0 30.66±0.01 107.9±0.7 6.36±0.04 4.49 Bueno


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5. BIBLIOGRAFIA

Brown, R. y N. McCleland. 1973. Water Quality Index. Application in the Kansas River Basin, 46th. Conf., Water Poll. Fed., Cleveland, Ohio.

Carlson, R. E. y J. Simpson. 1996. A Coordinator’s Guide to Volunteer Lake Monitoring Methods. North American Lake Management Society. 96 pp.

Dinius, S.H. 1987. Design of a Water Quality Index, W.R. Bulletin, V23, #5, pp. 833-43.

EEA (European Environmental Agency). 1999. Nutrients in European ecosystems. Environmental Assessment Report. No. 4. Office for official publications of the European Communities, 155 pp.

FNUAP. 2001. El estado de la población mundial 2001. Huellas e hitos: población y cambio del medio ambiente. Fondo de Población de las Naciones Unidas.

García Ortega, A. y O. Calvario Martínez. 2008. Manual de Buenas Prácticas de Producción Acuícola de Tilapia para la Inocuidad Alimentaria. Programa de Inocuidad de Alimentos SENASICA/SAGARPA, México, D.F., México. 156 p. ISBN-13: 978-968-5384-14-8

Giovanardi, F., Cicero, A. M., Ferrari, C. R., Magaletti, E., Romano, E., & A. Rinaldi. 2002. Interrelationships between Trophic Index (TRIX) and Productivity Indicators in Italian Marine-Coastal Waters: A Tool for Water Quality Evaluation and Management. In: Brebia C.A. (Ed.). Environment Problems in Coastal Regions IV. Wit-Press, Southampton, Boston. Fourth International Conference on Environmental Problems in Coastal Regions, Rhodes Island, Greece. 380-389.

Instituto Ingeniería. 1974. Estudio Limnológico del Lago de Chapala, Inf. SARH, UNAM, México.

León Vizcaíno, L. F. 1999. Índice de Calidad del Agua, ICA. Inf. No SH-9101/01. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. México.

NMX-AA-159-SCFI-2012. Que establece el procedimiento para la determinación del caudal ecológico en cuencas hidrológicas.

Norma Mexicana. NMX-AA-028-SCFI-2001. Análisis de agua. Determinación de la demanda bioquímica de oxígeno en aguas naturales, residuales (DBO5) y residuales tratadas.


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NMX-AA-30-SCFI-200. Análisis de agua. Determinación de la demanda química de oxígeno en aguas naturales, residuales y residuales tratadas - método de prueba.

Norma Mexicana. NMX-AA-034-SCFI-2001. Análisis de agua. Determinación de sólidos y sales disueltas en aguas naturales, residuales y residuales tratadas.

NMX-AA-SCFI-036-2001. Análisis de agua. determinación de acidez y alcalinidad en aguas naturales, residuales y residuales tratadas - método de prueba.

NMX-AA-SCFI-072-2001. Análisis de agua. Determinación de dureza total en aguas naturales, residuales y residuales tratadas - método de prueba.

NMX-AA-SCFI-073-2001. Análisis de agua. Determinación de cloruros totales en aguas naturales, residuales y residuales tratadas - método de prueba.

OECD (Organization for Economic Cooperation and Development).1982. Eutrophication of Waters, Monitoring, Assessment and Control. OECD Publication, Paris.

Parsons, T., Maita, C. and Lally, C. 1984. A manual of chemical and biological methods of seawater analysis. Pergamon Press, Oxford 173 pp.

Penna, N., Capellacci, S. and Ricci, F. 2004. The influence of the Po River discharge on phytoplankton bloom dynamics along the coastline of Pesaro (Italy) in the Adriatic Sea. Marine Pollution Bulletin, 48: 3-4, 321-326.

PNUMA. 2002. Perspectivas del Medio Ambiente Mundial GEO-3. Grupo Mundi-Prensa. España.

Vollenweider, R. A. and J. J. Kerekes (Eds). 1982. Eutrophication of Waters, Monitoring, Assessment and Control. O.E.C.D. Paris: 154 pp.

Vollenweider, R.A., Giovanardi, F., Montanari, G. and Rinaldi, A. 1998. Characterization of the Trophic Conditions of Marine Coastal Waters with Special Reference to the NW Adriatic Sea: Proposal for a Trophic Scale, Turbidity and Generalized Water Quality Index. Environmetrics, 9: 329-357.

WRI. 2000. Pilot Analysis of Global Ecosystems: Freshwater Systems. World Resources Institute. USA.

Segundo Informe de resultados

(Periodo de lluvias)

“EVALUACION DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RIO ACAPONETA EN EL ESTADO DE NAYARIT”

Dr. Omar Calvario Martínez

M.C. Miguel Ángel Sánchez Rodríguez

IBT. Guadalupe Montaño Guerrero

Mazatlán, Sin. 16 de diciembre de 2013.


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1. INTRODUCCIÓN

Si bien es cierto que existe una cantidad considerable de agua en el planeta, estimada en 1,400 millones de km3, sólo el 2.5% es agua dulce y la mayor parte de ésta se encuentra en forma de hielo o en depósitos subterráneos de difícil acceso. De esta manera, el agua disponible para las actividades humanas se reduce, en teoría y en el mejor de los casos al 0.01% del total. Además, esta mínima porción de agua frecuentemente se localiza en lugares inaccesibles o está contaminada, lo que dificulta su aprovechamiento (PNUMA, 2002).

Bajo estas circunstancias, el agua es considerada como un factor crítico para el desarrollo de las naciones y, de hecho, quizá sea el recurso que define los límites del desarrollo sustentable (FNUAP, 2001), ya que no sólo es indispensable para el desarrollo económico y social de la humanidad, sino también para el funcionamiento de los ecosistemas del planeta. De ahí la importancia de contar con información confiable acerca de la cantidad y calidad de este recurso, en términos de su disponibilidad, usos y grado de deterioro.

La calidad del agua no es una característica absoluta, sino que es más un atributo definido socialmente en función del uso que se le piense dar al líquido (WRI, 2000); cada uso requiere un determinado estándar de calidad. Por esta razón, para evaluar la calidad del agua es necesario considerar el contexto del uso probable que tendrá.

La calidad del agua puede ser utilizada como una propiedad con la cual se indica si esta se encuentra contaminada, ya que se relaciona con sus características físicas, químicas y biológicas. Para mantener el equilibrio de los elementos naturales que intervienen en el ciclo hidrológico, así como permitir la protección de los ecosistemas riparios, ecosistemas acuáticos terrestres y costeros, es necesario que se garantice un régimen de caudal ecológico en las corrientes o escurrimientos. México, como país en vías de desarrollo, se enfrenta a problemas relacionados con la calidad del agua que implican factores de naturaleza fisicoquímica y biológica, los cuales pueden a llegar a modificarlo.

La necesidad de detectar los cambios que ocurren en el medio ambiente, causados de manera natural o por la actividad humana, se ha incrementado drásticamente en los últimos 50 años. Con el crecimiento de las fronteras urbanas, agrícola-ganaderas, forestales, pesqueras, mineras e industriales, es necesario el monitoreo de la calidad del agua como un factor fundamental para la toma de decisiones en tiempo y forma, mismas que permitan la conservación del recurso hidráulico.


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Con la publicación de norma NMX-AA-159-SCFI-2012 “Que establece el procedimiento para la determinación del caudal ecológico en cuencas hidrológicas”, se define el procedimiento y especificaciones técnicas para determinar el régimen de caudal ecológico en corrientes o cuerpos de agua nacionales en una cuenca hidrológica.

En dicha norma se señalan las metodologías correspondientes para la determinación de caudal ecológico, como una medida de regulación de la explotación, uso y conservación del agua para proteger los ecosistemas relacionados, con la finalidad de propiciar un desarrollo sustentable en las cuencas hidrológicas. Dentro del apéndice normativo F.6 en la sección de calidad de agua, se menciona como objetivo la determinación del estado actual de la misma. La determinación de la calidad de agua puede ser cubierto por medio del índice ICA para agua dulce (León-Vizcaíno, 1991), conjuntamente con el índice TRIX para agua estuarina (Vollenweider et al., 1998).

2. OBJETIVO

Determinar el estado actual de la calidad del agua en el río Acaponeta, Nayarit y de la zona estuarina adyacente, mediante el uso del índice ICA y TRIX.


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3. METODOLOGÍA

3.1 Área de estudio

El muestreo para la determinación de la calidad del agua se llevó a cabo en el rio Acaponeta, ubicado en la localidad de Acaponeta en el estado de Nayarit el 07 de octubre del 2013. Para esto se tomaron tres muestras por estación (100 mts arriba y 100 mts abajo), con un total de nueve muestras de agua a lo largo del cuerpo del rio (Fig.1) para la determinación del índice ICA (León Vizcaíno, 1991), conjuntamente con tres muestra de agua en la desembocadura del río ubicada en la Laguna de Agua Brava en Marismas Nacionales donde se determinó el índice de estado trófico TRIX (Vollenweider et al., 1998.). Dichos índices posibilitan la evaluación de los constituyentes que afectan la calidad del agua para sus diferentes usos así como una forma de resumir, comunicar y representar la calidad en los cuerpos de agua estudiados. La posición geográfica de las estaciones de muestreo se enlista en la Tabla 1.

Figura 1. Estaciones de muestreo en el río Acaponeta, Nayarit. Agregar muestreos


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Tabla 1. Posición geográfica de las estaciones muestreadas en el río Acaponeta. Modificar posiciones

Estación Posición geográfica

Latitud Longitud

1 22º 30' 44.9'' 105º 20' 13.3''

2 22º 42' 21.9'' 105º 19' 15.9''

3 22º 47' 54.1'' 105º 19' 02.6''

4 22º 15' 17.5'' 105º 32' 16.2''

3.2 Colecta de muestras

Las muestras de agua fueron colectadas en frascos de plástico de diferentes capacidades (entre 60 y 1000 mL) de acuerdo al análisis requerido. Previo a la colecta, estos frascos fueron ambientados, realizando tres lavados previos del recipiente con la misma agua del sitio de muestreo.

3.3 Almacenamiento y transporte de muestras

Las muestras colectadas se colocaron en una hielera con suficiente hielo a una temperatura entre 4 y 10 ºC, después fueron transportadas al laboratorio, para su posterior análisis, dentro de los tiempos especificados para su procesamiento.

3.4 Procesamiento de muestras

El procesamiento de las diferentes muestras se realizó en Laboratorio de Química y Productividad Acuática del Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, Unidad Mazatlán mediante las metodologías enlistadas en la Tabla 2.


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Tabla 2. Parámetros físicos, químicos y biológicos del Laboratorio de Química y productividad Acuática, CIAD Mazatlán.

Parámetro Unidades Método Referencia

Temperatura °C HIDROLAB DS5X -

pH HIDROLAB DS5X -

Salinidad UPS HIDROLAB DS5X -

Conductividad eléctrica S/cm HIDROLAB DS5X -

Oxígeno disuelto mg/L HIDROLAB DS5X -

Amonio mg/L Espectrofotométrico Parsons et al. (1984).

Nitrito mg/L Espectrofotométrico Parsons et al. (1984).

Nitrato mg/L Reducción con cadmio/ Espectrofotométrico Parsons et al. (1984).

Ortofosfatos mg/L Espectrofotométrico Parsons et al. (1984).

Clorofila a µg/L Espectrofotométrico Parsons et al. (1984).

Sólidos suspendidos totales mg/L Gravimétrico NMX-AA-034-SCFI-2001

DBO5 mg/L Electrodo NMX-AA-028-SCFI-2001

DQO mg/L Espectrofotométrico NMX-AA-030-SCFI-2001

Alcalinidad total mg/L de CaCO3 Volumétrico NMX-AA-036- SCFI-2001

Dureza total mg/L de CaCO3 Volumétrico NMX-AA-072- SCFI-2001

Cloruros mg/L Volumétrico NMX-AA-073- SCFI-2001

Coliformes Fecales #/100mL NMP NMX-AA-042-SCFI-1989

Coliformes Totales #/100mL NMP NMX-AA-042-SCFI-1989


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3.5 Estimación de la calidad del agua

Si bien, la caracterización de la calidad de un cuerpo de agua está basada en los resultados de diferentes parámetros obtenidos en campo y laboratorio; esto solo refleja un proceso de juicio y el resultado final no da una comunicación efectiva. De aquí, surge la necesidad de contar con índices que ofrezca una unidad de medición de calidad del agua, la cual responda a cambios en los parámetros que la definen, tal es el caso del índice ICA y TRIX.

3.5.1. Índice de Calidad del Agua (ICA)

Para la estimación de la calidad del agua dulce del río Acaponeta se empleó el método que se consideró más adecuado a la situación de nuestro país (Dinius, 1987), modificándose con la inclusión de algunos parámetros sugeridos en el estudio realizado por el Instituto Ingeniería de la UNAM en 1974.

La evaluación numérica del ICA, con técnicas multiplicativas y ponderadas con la asignación de pesos específicos, se debe a Brown y McCleland (1973), obteniéndose a partir de una media geométrica:

……………… (1)

Donde:

ICA índice de calidad del agua

Wi pesos específicos asignados a cada parámetro (i), ponderados entre 0 y 1 de tal forma que se cumpla que la sumatoria sea igual a 1

Qi calidad del parámetro (i), en función de su concentración y cuya calificación oscila entre 0 y 100

Πi (Pi) representa la operación multiplicativa de las variables Q elevadas a la potencia W

Finalmente el ICA que arroja la ecuación (1) es un número entre 0 y 100 que califica la calidad, a partir del cual y en función del uso del agua, permite estimar el nivel de contaminación (Tabla 3).


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El ICA propuesto por León- Vizcaíno (1991) requiere de 15 parámetros como ponderación del 100%, en esta propuesta se evaluaron los siguientes parámetros: Oxígeno Disuelto, Nitrato, Amonios, Fosfatos, pH, Demanda Bioquímica de Oxígeno, Sólidos Suspendidos Totales, Dureza, Cloruros, Alcalinidad, Demanda Química de Oxígeno, Diferencia de Temperatura, Coliformes Fecales y Coliformes Totales los cuales representan una ponderación del 96.7%.

Tabla 3. Criterios generales según el índice de calidad del agua para uso en pesca y vida acuática.

Valor numérico del ICA

Estado de calidad del agua Características del agua

70-100 Excelente (E) Pesca y vida acuática abundante

60-70 Aceptable (A) Límite para peces muy sensitivos

50-60 Levemente Contaminada (LC) Dudosa la pesca sin riesgos de salud

40-50 Contaminada (C) Vida acuática limitada a especies muy

resistentes

30-40 Fuertemente Contaminada (FC) Inaceptable para actividad pesquera

0-30 Excesivamente Contaminada

(EC) Inaceptable para vida acuática

3.5.2. Índice del Estado Trófico (TRIX)

La determinación del estado trófico es un importante aspecto de los estudios de cuerpos de agua, existen numerosos índices propuestos y usados en la mayoría de los cuerpos de agua interiores en Norteamérica (Carlson y Simpson, 1996). Vollenweider y Kerekes (1982), OECD (1982) y EEA (1999) propusieron parámetros únicos y múltiples tales como la concentración de fosfato anual, nitrógeno inorgánico disuelto (NID), oxígeno disuelto y clorofila a como un indicador para la clasificación del estado trófico del cuerpo de agua.

El TRIX es un Índice del estado trófico que ha sido propuesto por Vollenweider et al. (1998), éste índice se creó con el objeto de poder comparar información en un amplio intervalo de situaciones, al conjugar factores que están directamente relacionados con la productividad primaria del sistema: clorofila a, oxígeno disuelto y nutrientes (nitrógeno y fósforo) (Aranda, 2004). Este índice ha sido incluido en la legislación italiana como una forma de estimar el estado de agua de mar, de acuerdo a la clasificación de Giovanardi et al. (2002) y Penna et al. (2004).


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Los valores del índice TRIX que se reportan en este informe están basados en la ecuación propuesta por Vollenweider et al. (1998):

% 1.5

1.2

………… (2)

Donde:

TRIX: índice de estado trófico

Chl a concentración de clorofilas, mg/m3

%DO valor absoluto de la desviación del porcentaje de saturación de oxígeno disuelto, 100 - %OD

NID nitrógeno inorgánico disuelto (N-NO3+N-NO2+N-NH4), µg L-1

FT concentración de fósforo total, µg L-1

El rango de valores en el cual se distribuyen los valores del TRIX, están

definidos entre 2 y 8. Una vez obtenido el índice TRIX, este puede ser comparado

con los valores descritos en la Tabla 4 y de esta manera definir el estado de

calidad del agua, conjuntamente con sus características.

Tabla 4. Indice del estado trófico (TRIX) y calidad del agua, de acuerdo a la legislación italiana (Penna et al., 2004).

Indice TRIX Estado de la calidad del

agua Características del agua

2 – 4 Alto Agua pobremente productiva. Nivel trófico bajo.

4 – 5 Bueno Agua moderadamente productiva. Nivel trófico medio.

5 – 6 Malo Agua entre moderada y altamente productiva. Nivel trófico

alto.

6 – 8 Pobre Agua altamente productiva. Nivel trófico muy alto.


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RESULTADOS

Los resultados para la determinación del índice de calidad del agua se especifican en la Tabla 5, donde se puede observar que para las estaciones ubicadas en el río Acaponeta (El Recodo, Tepehujes y Mineral de Cucharas), los valores de ICA indican una calidad del agua Aceptable debido a que se ubican dentro del rango de 60-70 correspondiente a Límite para peces muy sensitivos. La estación de El Recodo es la que registro el menor valor del ICA, con un valor numérico de 64.0, estación ubicada en la parte más baja del rio respecto a las otras 2 estaciones, en tanto que la que registro el valor más alto del ICA es la estación de Mineral de Cucharas con un valor de 68.5, la cual es la estación más arriba del río respecto al resto de las estaciones.

En cuanto a la estación de la laguna La Soyata, debido a que es una estación ubicada en agua salina, se aplicó el índice del estado trófico, arrojando un valor de 6.98, lo cual especifica una calidad de agua Pobre (nivel trófico muy alto), la cual la ubica como una Agua altamente productiva.


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Estaciones N‐NH4

(mg/L)

N‐NO3

(mg/L)

Coliformes

Fecales mg/L

P‐PO4

(mg/L)

DBO5

(mg/L)

SST

(mg/L)

Alcalinidad total

(mg CaCO3/L)

Cloruros totales

(mg/L)

1. El Recodo 0.051±0.009

(100)

0.230±0.0004

(100)

390

(43.7)

0.093±0.017

(100)

1.666±0.268

(85.1)

362.381± 44.8

(30.1)

49.632±0.955

(50.8)

2.709±0.175

(96.9)

2. Tepehuajes 0.027±0.003

(100)

0.119±001

(100)

313

(46.4)

0.053±0.004

(100)

1.497±0.250

(91.5)

263.333±18.5

(33.9)

50.000±0.780

(50.7)

2.647±0.248

(97.4)

3. Mineral de

Cucharas

0.028±0.004

(100)

0.064±002

(100)

287

(47.5)

0.051±0.004

(100)

1.513±0.609

(90.8)

268.519±22.9

(33.6)

49.510±1.400

(50.8)

2.702±0.165

(96.9)


Estaciones Dureza total

(mg CaCO3/L)

DQO

(mg/L)

Coliformes

Totales m/L

Diferencia de

temperatura (°C) pH

Oxígeno disuelto

(% Sat.) ICA

Estado de

calidad del agua

1. El Recodo 45.443±1.602

(88)

6.764±1.271

(79)

54768

(17.8)

7.286

(28)

7.45±0.14

(98)

100.15±1.39

(100) 64.0 Aceptable

2. Tepehuajes 44.426±1.981

(88)

6.401±0.897

(79.3)

49659

(18.2)

9.103

(23)

7.39±0.01

(98)

98.59±0.70

(98) 64.7 Aceptable

3. Mineral de

Cucharas

44.510±1.839

(88)

7.722±0.651

(74)

48392

(18.4)

1.166

(82)

7.49±0.02

(98)

99.70±0.34

(99) 68.5 Aceptable


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Tabla 6. Aplicación del Índice del estado trófico en el río Acaponeta en Nayarit

Estaciones N‐NH4

(mg/L)

N‐NO2

(mg/L)

N‐NO3

(mg/L)

P‐PO4

(mg/L)

Clorofila a (g/L)

Temperatura

(°C) pH

4. La Soyata 0.39±0.007 0.014±0.002 0.330 0.077±0.006 12.719±3.281 34.2±0.4 7.06±0.07


Estaciones Conductividad

eléctrica (S/cm)

Salinidad

(UPS)

Oxígeno disuelto

(% Sat.)

Oxígeno disuelto

(mg/L) TRIX Estado de la calidad del agua

4. La Soyata 100 0.05 81.16±4.47 5.83±0.28 6.98 Pobre


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4. BIBLIOGRAFIA

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Norma Mexicana. NMX-AA-028-SCFI-2001. Análisis de agua. Determinación de la demanda bioquímica de oxígeno en aguas naturales, residuales (DBO5) y residuales tratadas.


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NMX-AA-30-SCFI-200. Análisis de agua. Determinación de la demanda química de oxígeno en aguas naturales, residuales y residuales tratadas - método de prueba.

Norma Mexicana. NMX-AA-034-SCFI-2001. Análisis de agua. Determinación de sólidos y sales disueltas en aguas naturales, residuales y residuales tratadas.

NMX-AA-SCFI-036-2001. Análisis de agua. determinación de acidez y alcalinidad en aguas naturales, residuales y residuales tratadas - método de prueba.

NMX-AA-SCFI-072-2001. Análisis de agua. Determinación de dureza total en aguas naturales, residuales y residuales tratadas - método de prueba.

NMX-AA-SCFI-073-2001. Análisis de agua. Determinación de cloruros totales en aguas naturales, residuales y residuales tratadas - método de prueba.

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