efecto de la actividad acuícola en la presa derivadora...

4to Congreso Internacional de Biología, Química y Agronomía. Innovación para el desarrollo sustentable. Universidad Autónoma de Guadalajara. 25 al 27 de septiembre de 2013. Página 554

Efecto de la actividad acuícola en la presa derivadora San Rafael, Nayarit, México

Palacios-González, Daniel Alberto 1,*, Calvario-Martínez, Omar2,+, Sanchez-Rodriguez, Miguel Angel 2

1 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. / Av. Sábalo-Cerritos s/n. Estero del

Yugo Mazatlán Sinaloa 82000 México. Tel: (52)669-989-87-00. Correo: [email protected]. 2 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. / Av. Sábalo-Cerritos s/n. Estero del

Yugo Mazatlán Sinaloa 82000 México. Tel: (52)669-989-87-00. Correo: [email protected] y [email protected].

* Autor que presentará trabajo.

+ Autor a quien la correspondencia deba ser enviada

Área del Conocimiento: Conservación de ecosistemas

Resumen: La demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), oxígeno disuelto (OD) y la densidad de organismos bentónicos fueron medidos con la finalidad de determinar el efecto que tiene la actividad de una unidad de producción acuícola de tilapia (Oreochromis niloticus) en el ecosistema. Los valores de DBO5, a pesar de que en algunas estaciones se mostraban superiores al resto, no sobrepasan los valores mínimos requeridos por los criterios ecológicos para la calidad del agua para considerar a un cuerpo de agua con excelente calidad. En el caso del OD se observan valores no menores a 6 mgL-1, concentración considerada característica de agua con buena calidad para la vida acuática según los criterios ecológicos para la calidad del agua. En cuanto a los organismos bentónicos colectados, pertenecen al Genero Stagnicola, asociado a la enfermedad fasciolosis, debido a que funge como hospedero intermediario para el parásito (Fasciola hepatica), el cual es causante de la enfermedad. Se encontró que las estaciones cercanas a las jaulas son las que se encuentran mayormente influenciadas por los desechos de las jaulas. Sin embargo, considerando los resultados de los demás análisis, el efecto no es lo suficientemente grande y el sistema muestra una capacidad de recuperación en un corto tiempo.

Palabras clave: DBO5, tilapia, Fasciolosis, Presa.

Abstract: The biochemical oxygen demand (BOD5), dissolved oxygen (DO) and the density of benthic organisms were measured in order to determinate the effect of a tilapia (Oreochromis niloticus) aquaculture production unit on the ecosystem. BOD5 values, although some stations showed higher values than the rest, do not exceed the minimum values required by the ecological criteria for water quality to consider a water body with excellent quality. For the OD, values less than 6 mgL-1 were observed, concentration considered characteristic in water with good quality water to sustain aquatic


life, based on the ecological criteria for water quality. Regarding to the benthic organisms collected, they belong to the Gender Stagnicola, associated with the disease fasciolosis, due to the organisms of this Gender serve as intermediate hosts for the parasite (Fasciola hepatica), which cause the disease. It was found that the stations close to the cages are the most influenced by the waste coming from the cages. However considering the results of the other analyzes, the effect is not big enough and the system shows resilience in a short time.

Keywords: DBO5, tilapia, Fasciolosis, Presa

1. Introducción

La acuicultura a nivel mundial cuenta con un crecimiento acelerado, aún más que otros sectores de producción de alimentos de origen animal, el suministro acuícola tuvo un incremento de 0,7 kg per cápita en 1970 hasta 7,8 kg en 2008, lo que constituye un crecimiento medio anual del 6,6 % y se espera que supere a la pesca de captura como fuente de pescado comestible [1]. En el caso de México, se observó un crecimiento constante y en el 2011 representó el 15.83 % de la producción pesquera total (1,660,475 toneladas). Tal crecimiento es debido a que contribuye a una seguridad alimentaria, es generadora de divisas, fomenta el desarrollo regional, la formación de empleos y reduce la presión sobre las poblaciones de organismos silvestres tanto marinos como dulceacuícolas [2]. Sin embargo, como toda actividad humana, la acuicultura provoca alteraciones en el medio ambiente. Entre los problemas más comunes asociados a la actividad acuícola se encuentran la descarga de químicos y medicamentos en cuerpos de agua aledaños a las zonas donde se encuentran las unidades de producción, la introducción de especies exóticas, así como la eutrofización de cuerpos de agua y la posible formación de zonas anóxicas dentro de los mismos debido a los desechos provenientes de unidades de producción acuícola [3][4][5][6][7]. Estos efectos, varían en intensidad dependiendo del tipo de sistema que estemos hablando, hay ecosistemas que presentan una mayor capacidad “buffer” que otros y permiten un amortiguamiento ante los efectos provocados por la sobrecarga de nutrientes y materia orgánica (MO). Sin embargo, existen sistemas que si bien tienen la capacidad de recibir carga de MO sin sufrir mayores alteraciones, esta es menor comparada con la de sistemas más dinámicos (Ríos, bahías, etc.). Un ejemplo de esto son los lagos y lagunas los cuales presentan un menor flujo de corrientes y una mayor estratificación en la columna de agua, dando lugar a que en la columna de agua y en los fondos, se de una acumulación de MO en degradación y nutrientes que como consecuencia lleven a la formación de zonas anóxicas debido al consumo de oxígeno disuelto necesario para la degradación de dicho material orgánico [8][9][10]. Debido a esto, en el presente estudio se han determinado los valores de Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) como una manera de determinar el grado de contaminación de la columna de agua, las concentraciones de oxígeno disuelto (OD) y la densidad de organismos bentónicos, esto último con la intensión de utilizarlos como indicadores del estado del sistema y que complementen los resultados


obtenidos en los demás análisis, ayudándonos a tener una idea más completa del efecto de la actividad humana sobre las poblaciones de organismos que habitan dentro del ecosistema en estudio.

2. Materiales y métodos

2.1. Área de estudio La presa derivadora “San Rafael”, la cual está delimitada por la Presa Hidroeléctrica Aguamilpa

en la parte noreste, funge como presa reguladora de la misma. Está ubicada entre las coordenadas 21°47'05" y 21°47'53" N y 104°51'15" y 104°56'08'' O, a treinta minutos de la capital del estado de Nayarit, cuenta con aproximadamente 17 km de longitud y una superficie de 375 ha (Fig. 1) [11]. En ella se desarrollan actividades como la agricultura, pesca y acuicultura, siendo esta ultima la de nuestro interés, esta actividad está desempeñada por una sociedad cooperativa denominada “Granja el Vicenteño” la cual cuenta con 60 jaulas de 3 x 3 metros de diámetro, por tres metros de profundidad, con alrededor de 900-1100 Organismos por jaula y presenta producciones anuales de hasta 12 toneladas de tilapia (Oreochromis niloticus).

2.2. Selección de las zonas de muestreo Las estaciones de muestreo se colocaron con respecto a la posición de las jaulas y la dirección de

la corriente, quedando de la siguiente manera (Fig. 1):

- Estación Control: Ubicada agua arriba, en una zona alejada de la zona donde se encuentran

las jaulas.

- Estaciones 2 y 3: localizadas a 300 y 150 metros agua arriba, respectivamente, con respecto

a las jaulas.

- Estación Jaulas: debajo de las jaulas de tilapia.

- Estaciones 5, 6, 7, 8 y 9: Ubicadas a 150, 300, 500 y 1000 metros respectivamente, agua

abajo (siguiendo la dirección de la corriente).de donde se encuentra la zona de cultivo.

Figura 1. Área de estudio


2.3. Toma de muestras Se realizaron dos muestreos, durante el mes de Febrero (Muestreo 1), cuando la actividad en la

unidad de producción era alta y todas las jaulas se encontraban en operación y otro durante el mes de Mayo (Muestreo 2), cuando la actividad de la unidad de producción era baja y menos de 10 jaulas se encontraban operando.

2.3.1. Muestras de agua Las muestras de la columna de agua fueron recolectadas introduciendo una manguera que atrapa el agua en su interior mediante vacío para luego ser almacenada en contenedores refrigerados hasta su análisis. Además de esto, se registraron los valores de OD en la columna de agua con una sonda Hydrolab modelo DS5X.

2.3.2. Organismos bentónicos En cada estación se extrajeron tres muestras de sedimento utilizando una draga WildCo, se

determinó el volumen del sedimento extraído por la draga utilizando un recipiente graduado y se pasó, con ayuda de agua, por un tamiz de 300 µm con la finalidad de separar los organismos bentónicos del sedimento.

2.4. Análisis de las muestras

2.4.1. Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) La DBO5 se encarga de la determinación del oxígeno requerido por los microorganismos para

efectuar la oxidación de la materia orgánica presente en el agua. Esto se hace calculando la diferencia entre el OD inicial y el OD al cabo de 5 días de incubación a 20 °C con la ayuda de una sonda Hydrolab modelo DS5X [12].

2.4.2. Organismos bentónicos Una vez en el laboratorio, los organismos que se encontraban dentro de la muestra de sedimento

fueron identificados hasta el nivel de Género utilizando la clave genérica para la identificación de Gastrópodos de agua dulce en México [13] y se calculó la densidad de organismos por litro de sedimento.

3. Resultados

3.1. Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)

El valor promedio de DBO5 para el primer muestreo fue de 1.7 ± 0.6 mgL-1, siendo la estaciones

“Jaulas” y “8”, las que mostraron los valores máximos (2.9 ± 0.5 mgL-1) y mínimos (0.9 ± 0.0 mgL-1),

respectivamente. Se realizó un análisis de varianza de 1 vía en el cual se encontró que existen

diferencias significativas entre las estaciones (p < 0.01) (Fig. 2).

Para el caso del segundo muestreo el valor promedio de DBO5 fue de 1.6 ± 0.5 mgL-1 y las estaciones

“2” y “5” fueron las que presentaron los valores máximos (2.7 ± 0.5 mgL-1) y mínimos (1.0 ± 0.0 mgL-


1), respectivamente. El análisis de varianza de 1 vía determino que existen diferencias significativas

entre las estaciones (p < 0.01) (Fig. 2).

Además de esto, mediante una prueba t, se encontró que no existen diferencias entre ambos muestreos (p

= 0.403).

Estación

Control 2 3 Jaulas 5 6 7 8 9

DB

O5 (

mgL

-1)

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

a

b

ab

c

ac acab

abab

Estaciones


DB

O5 (

mgL

-1)

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

a

b

c

abab abab

abab

Figura 2. a) Valores de DBO5 para el primer muestreo por estación. b) Valores de DBO5 para el

segundo muestreo por estación.

3.2. Oxígeno disuelto (OD)

Para el caso de OD, las concentraciones se comportaron de una manera normal con un

decremento conforme aumentaba la profundidad. Para el caso del primer muestreo las concentraciones

promedio más altas fueron observadas en las estaciones “Control” y “7” (8.2 ± 1.0 y 8.2 ± 1.2 mgL-1,

respectivamente) y la más baja en la estación “9” (7.6 ± 1.1 mgL-1) (Tabla 1).

Tabla 1. Valores de oxígeno disuelto (mgL-1) en la columna de agua el primer muestreo por estaciones.

Profundidad (m)

Estaciones


0 9.2 ± 0.2 9.4 ± 0.1 9.3 ± 0.1 9.3 ± 0.4 9.6 ± 0.2 9.5 ± 0.2 9.5 ± 0.1 9.3 ± 0.1 9.0 ± 0.1

2 9.4 ± 0.0 8.8 ± 0.4 9.1 ± 0.4 9.4 ± 0.4 9.0 ± 0.2 9.0 ± 0.4 9.7 ± 0.0 8.9 ± 0.5 8.7 ± 0.2

4 8.6 ± 1.0 7.5 ± 0.3 7.8 ± 0.3 7.8 ± 0.1 7.6 ± 0.2 8.0 ± 0.2 8.4 ± 0.3 8.3 ± 0.2 7.5 ± 0.0

6 7.6 ± 0.3 7.3 ± 0.0 7.3 ± 0.0 7.5 ± 0.0 7.4 ± 0.0 7.6 ± 0.1 7.5 ± 0.3 7.6 ± 0.5 7.1 ± 0.0

8 7.3 ± 0.1 6.9 ± 0.5 7.3 ± 0.0 7.2 ± 0.3 7.4 ± 0.0 7.1 ± 0.1 7.1 ± 0.1 7.1 ± 0.0 6.7 ± 0.0

10 7.2 ± 0.0 7.3 ± 0.1 6.6 ± 0.1 7.0 ± 0.1 6.8 ± 0.2 6.3 ± 0.0

12 7.3 ± 0.0 6.7 ± 0.3 6.2 ± 0.0

Promedio 8.2 ± 1.0 7.9 ± 1.1 7.9 ± 0.9 8.1 ± 1.0 7.9 ± 0.9 8.0 ± 1.1 8.2 ± 1.2 7.8 ± 1.0 7.6 ± 1.1

En cuanto al segundo muestreo, las concentraciones promedio más altas fueron observadas en la

estación “2” (8.9 ± 2.2 mgL-1) y la más baja en la estación “5” (8.1 ± 3.0 mgL-1) (Tabla 1).

a b


Tabla 2. Valores de oxígeno disuelto (mgL-1) en la columna de agua el segundo muestreo por estaciones. Profundidad

(m) Estaciones


0 12 ± 0.1 11.9 ± 0.9 12.5 ± 0.4 11.2 ± 0.7 13.8 ± 1.2 14.4 ± 0.1 13.7 ± 0.0 13.3 ± 0.2 13.3 ± 0.3

2 9.3 ± 0.1 10.8 ± 0.1 9.7 ± 1.5 9.1 ± 0.4 9.7 ± 0.2 10.5 ± 0.6 9.9 ± 0.1 10.7 ± 0.2 10.2 ± 0.4

4 8.3 ± 0.1 8.0 ± 0.1 8.2 ± 0.3 8.4 ± 0.1 8.3 ± 1.1 8.3 ± 0.0 8.3 ± 0.0 8.7 ± 0.3 8.8 ± 0.0

6 6.4 ± 0.2 7.3 ± 0.1 7.6 ± 0.1 8.2 ± 0.0 7.4 ± 0.2 7.8 ± 0.0 7.8 ± 0.0 8.0 ± 0.1 8.0 ± 0.2

8 6.1 ± 0.0 6.8 ± 0.0 7.2 ± 0.3 7.2 ± 0.2 7.1 ± 0.0 7.0 ± 0.0 7.0 ± 0.0 6.7 ± 0.1 6.8 ± 0.1

10 5.9 ± 0.0 6.8 ± 0.0 6.6 ± 0.2 6.2 ± 0.1 6.3 ± 0.1 6.3 ± 0.2 6.1 ± 0.3 6.3 ± 0.1 6.4 ± 0.1

12 5.5 ± 0.2 6.0 ± 0.0 5.5 ± 0.2 5.7 ± 0.1

Promedio 7.9 ± 2.2 8.9 ± 2.2 8.5 ± 2.0 8.3 ± 1.5 8.1 ± 3.0 8.7 ± 2.9 8.7 ± 2.5 8.3 ± 2.5 8.4 ± 2.5

3.3. Organismos bentónicos Los organismos colectados fueron separados y un grupo de caracoles fue seleccionado como objeto de estudio debido a su abundancia y al hecho de que estuvo presente a lo largo de todas las estaciones de muestreo. Se determinó que los organismos de este grupo pertenecen al Genero Stagnicola, esto en base a la clave genérica para la identificación de Gastrópodos de agua dulce en [13], el cual se considera hospedero intermediario del parasito Fasciola hepática, causante de fasciolosis, enfermedad que afecta a animales vertebrados herbívoros (vacas, ovejas, cabras, entre otros) y a humanos. Después de determinar la densidad de organismos por estación para el primer y segundo muestreo (Tabla 3), los datos fueron normalizados mediante LN (W (0.90), p>0.01 y W (0.90), p>0.01 respectivamente). Con un análisis de varianza de 1 vía, se determinó que existen diferencias significativas entre las estaciones del primer muestreo (p<0.01), mientras que para el segundo muestreo dichas diferencias no estuvieron presentes (p>0.01). Además de esto, se aplicó una prueba t, la cual determinó que las densidades de organismos bentónicos del primer muestreo eran significativamente mayores a las del segundo (p<0.01) (Fig. 3).

Tabla 3. Densidad de organismos bentónicos (Org.L-1) por estación para ambos muestreos. Muestreo 1 Muestreo 2

Estación Promedio D.E. Promedio D.E.

Control 45.9 8.3 45.1 10.4

2 39.4 2.6 33.8 10.8

3 77.5 67.8 17.1 4.7

Jaulas 218.4 84.7 47.3 1.9

5 41.8 17.9 17.8 9.8

6 34.1 10.8 31.9 18.8

7 27.1 6.7 15.0 15.8

8 41.6 13.7 21.8 13.0

9 16.0 3.0 16.4 13.7


Estaciones


Den

sida

d (L

N)

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0c

aba

a

aa a

a

bb

bb

b

Estaciones


Den

sida

d (L

N)

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0a b

Figura 3. a) Densidad de caracoles normalizada para el muestreo 1. b) Densidad de caracoles

normalizada para el muestreo 2.

Los datos de densidad para el primer muestreo mostraron un promedio general de 60.21 ±66.86 Org.L-1, siendo las estaciones “Jaulas” y “9” las que presentaron las densidades máximas (218.41 ± 84.70 Org.L-1) y mínimas (16 ± 2.98 Org.L-1), respectivamente. En el caso del segundo muestreo se obtuvo un promedio general de 27.37 ± 15.74 Org.L-1 y los valores de densidad máximos y mínimos estuvieron presentes en las estaciones “Jaulas” (47.28 ± 1.93 Org.L-1) y “7” (15.01 ± 15.77 Org.L-1), respectivamente.

4. Discusión Los resultados de DBO5 a pesar de ser elevados en algunos casos (estación “Jaulas” del primer

muestreo y estación “2” del segundo), no sobrepasan los 3 mgL-1, lo cual, según los criterios ecológicos para la calidad del agua, son valores característico de aguas con una excelente calidad para la vida acuática. Además de esto, no se muestran diferencias significativas entre un muestreo y otro, esto nos indica que la DBO5 está siendo influenciada en su mayoría por el ecosistema y en menor manera por la actividad acuícola. Sumado a esto, tenemos que los valores de OD no disminuyeron de los 5 mgL-1, lo cual según los criterios ecológicos para la calidad del agua, es la concentración mínima necesaria para mantener la vida acuática.

Los resultados obtenidos para la densidad de organismos presentes en el sedimento se comportaron de una manera esperada, con valores de densidades mayores durante el muestreo número uno, que es donde el número de peces en la unidad acuícola era mayor y había una constante aportación de materia orgánica debido a la precipitación del alimento no consumido por los peces y a las heces fecales producidas por los mismos. Esto ya ha sido reportado en diversos estudios donde se evalúan las aportaciones de materia orgánica en el sistema debido a las excretas de los peces y a técnicas de alimentación ineficientes que derivan en una mayor cantidad de alimento no consumido [10] [15] [16] [17].


Durante el segundo muestreo, que es cuando el número de peces en la unidad acuícola disminuyó y por lo tanto los aportes de MO y nutrientes disminuye, los valores de densidad fueron menores. Los valores de densidad en la estación “Jaulas” de ambos muestreos se mantuvieron como los más elevados, esto debido a que es el área donde se deposita el material de desecho producido por las jaulas de tilapia, hecho que también se puede decir de las estaciones “3” y “5”, las cuales se encuentran a 150 metros de la zona donde se localizan las jaulas. Sin embargo, al observar el comportamiento de las demás estaciones, si bien se nota una disminución en las densidades de caracoles, el cambio entre un muestreo y otro no es tan abrupto como en las estaciones “Jaulas”, “3” y “5”, esto nos lleva a pensar que se trata de las estaciones que están siendo mayormente influenciadas por los desechos derivados de la unidad de producción acuícola y al momento que el número de peces dentro de las jaulas disminuye y la aportación de material orgánico por parte de estas disminuye, la población de caracoles decrece debido a la escasez de alimento. Y debido a que las demás estaciones no son tan dependientes del material orgánico derivado de la producción acuícola, las poblaciones de caracoles se mantienen más estables. La influencia del material orgánico derivado de las jaulas ya ha sido documentada por otros autores [3], quienes encontraron una influencia de los desechos provenientes de jaulas de peces en comunidades de organismos bentónicos que se encontraban debajo de las jaulas y por otros autores que demuestran que el efecto de los desechos producidos por jaulas de peces no se extienden a zonas alejadas del área donde se encuentran los cultivos [18][19][20]. Sin embargo y a pesar de que la influencia de la unidad de producción acuícola es notable al observar los cambios de densidades de organismos bentónicos, el sistema es capaz de recuperarse en un corto tiempo, lo cual es evidenciado al observar los cambios de densidad entre una temporada de muestreo y otra.

5. Conclusiones Como conclusión podemos decir que a pesar de que la presencia de organismos bentónicos se ve influenciada por la actividad acuícola, este efecto no es lo suficientemente grande para alterar valores como DBO5 y OD en la columna de agua, incluso, en el caso de los organismos bentónicos, el sistema es capaz de recuperarse de un evento de contaminación es un corto periodo de tiempo. Sin embargo, hay que considerar las posibles implicaciones que conlleva una sobre población de caracoles del genero Stagnicola debido a su relación con el parasito Fasciola hepatica, lo cual puede dar lugar a la creación de un foco de infección para el ganado, lo cual provocaría perdidas económicas, sin mencionar el riesgo de una posible infección en humanos. Debido a esto es recomendable realizar estudios al respecto.

Agradecimientos

Se agradece al Proyecto FORDECYT No. 172471 "Sistema Regional de Producción Intensiva de Tilapia para Mercados de Alto Valor Comercial e Impulsar el Desarrollo Económico y Social en el Occidente de México" por el apoyo económico otorgado al primer autor.


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