DIATOMEAS DE LA CUENCA DEL RÍO LOCUMBA - BVS

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MINISTERIO DE SALUD
INSTITUTO NACIONAL DE SALUD
CENTRO DE INFORMACIÓN Y DOCUMENTACIÓN CIENTÍFICA
DIATOMEAS DE LA CUENCA DEL RÍO
LOCUMBA COMO POSIBLES
BIOINDICADORES DE LA CALIDAD DE
AGUA
SERIE INFORMES TÉCNICOS Nº5
BLGO. MBLGO. CALIZAYA ANCO, JOSE ALBERTO
2007
DIATOMEAS DE LA CUENCA DEL RÍO LOCUMBA COMO POSIBLES BIOINDICADORES DE LA CALIDAD DE
AGUA
TITULO DE LA INVESTIGACIÓN
NOMBRES Y APELLIDOS COMPLETOS DE LOS DE LOS INVESTIGADORES
- Blgo. Mblgo. Jose Alberto Calizaya Anco. Investigador principal. Móvil: (052) 9297679
– (052) 9842438. Email: [email protected]. [email protected]
- Ing. Miriam Avendaño. Co – Investigadora principal. Laboratorio de Salud Pública
- Blga. Silvia Sakuray Montalvo. Unidad de diagnóstico clínico. Lab. de Salud Pública
- Téc. Irma Sofía Delgado Vargas. Lab. de Salud Pública
INSTITUCIONES QUE PARTICIPARAN EN LA EJECUCIÓN
- Laboratorio de Referencia Regional Tacna
INVESTIGADOR RESPONSABLE DE LA CORRESPONDENCIA
Blgo. Mblgo. Jose Alberto Calizaya Anco. Investigador Principal. Móvil (052) 9297679 (052)9842438 Email: [email protected], [email protected]
Laboratorio de Salud Pública
UNIDAD OPERATIVA EN LA CUAL SE VA A TRABAJAR
Laboratorio de Salud Pública
Diatomeas de la Cuenca del Río Locumba como posibles bioindicadores de la calidad de
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agua.
Fecha: 14 de Junio del 2005
DIATOMEAS DE LA CUENCA DEL RÍO LOCUMBA COMO POSIBLES BIOINDICADORES DE LA CALIDAD DE
AGUA
INDICE
Contenido
Página
-
Resumen
3
-
Planteamiento del problema
4
-
Justificación y uso de resultados
5
-
Fundamento Teórico
6
-
Objetivos de la investigación
10
-
Hipótesis
10
-
Metodología
10
-
Tipo de estudio
10
-
Selección del área de estudio
10
-
Sujetos
10
-
Criterios de inclusión y exclusión
10
-
Diseño muestral
11
-
Definiciones operacionales de las variables
11
-
Descripción de la intervención propuesta
11
-
Procedimientos para recolección de la información
11
-
Indicadores para el monitoreo
12
-
Control de calidad
12
-
Análisis de datos
12
-
Referencias Bibliográficas
15
-
Cronograma de actividades
17
-
Presupuesto detallado
17
-
Presupuesto mensualizado
18
-
Anexos
19
Diatomeas de la Cuenca del Río Locumba como posibles bioindicadores de la calidad de
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Fecha: 14 de Junio del 2005
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AGUA
RESUMEN
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
El Proyecto Especial Tacna (PET) y la Dirección de Ecología, Protección
Ambiental y Salud Ocupacional de la Dirección Ejecutiva de Salud Ambiental (DESA TACNA), realizan el monitoreo de la calidad del agua de la Cuenca del Río Locumba
mediante los análisis físicos y químicos. Los resultados de dichos análisis son sólo de
cationes. Esta información no es útil para determinar el grado de contaminación orgánica.
El monitoreo de la materia orgánica existente en la cuenca, requiere buena instrumentación,
por lo que implica un elevado costo. Estas limitantes no permiten un monitoreo continuo de
la calidad orgánica del agua, por lo que éstos análisis sólo se pueden realizar muy
esporádicamente. Además el monitoreo que se realiza en la Cuenca del Río Locumba se
lleva a cabo 2 ó 3 veces al año, lo que hace aún mas relativo los datos obtenidos. Los
análisis físicos, químicos y microbiológicos presentan una gran sensibilidad de detectar
trazas de pesticidas, venenos u otras toxinas, sin embargo los reactivos y el personal
capacitado aumentarían notablemente los costos para realzar dichos análisis. En otros
países con mayor tradición en monitoreos ambientales han identificado a las diatomeas
como la alternativa mas adecuada para la solución a todas estas deficiencias. Visto todo lo
anterior planteamos la siguiente pregunta:
¿Son las diatomeas bioindicadores sensibles para determinar la calidad orgánica del agua en
la cuenca del río Locumba?
MATERIAL Y MÉTODOS:
Se plantea como objetivo general, establecer si las diatomeas son organismos sensibles para
determinar la calidad orgánica del agua en la cuenca del río Locumba. Es una investigación
Experimental del tipo Longitudinal Prospectivo. El área de estudio, es la Cuenca del Río
Locumba, que se sitúa en las provincias de Jorge Basadre Grohmann y la provincia de
Candarave. Cada estación de muestreo esta formado por todo aquel tramo de río, cercano a
una comunidad no menor de 300 personas.
RELEVANCIA:
Hasta el momento se desconoce la verdadera situación de la calidad orgánica en la Cuenca
del Río Locumba, debido a factores limitantes ya mencionados anteriormente. Basado en
ello es que en el presente proyecto se plantea una herramienta alternativa para la
determinación de la calidad orgánica del agua, como es el uso de las diatomeas que se
muestran como los organismos más apropiados para este tipo de monitoreo ambiental, por
brindar una información más rápida , ser una técnica bastante económica a comparación de
los análisis tradicionales y además porque han demostrado ser muy confiables, ya que es
utilizado en otros países como una herramienta en la gestión de calidad de agua de sus
cuencas.
MONTO TOTAL SOLICITADO:
Asciende a la suma de 49 920 nuevos
soles
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:
En la actualidad la Cuenca del Río Locumba está siendo fuertemente alterada
debido al impacto negativo que las comunidades aledañas (urbanas y agrícolas) están
ocasionando sobre la calidad de sus aguas. Dicha agresión ambiental hacia sus ríos es
debido generalmente por la utilización de agroquímicos (pesticidas y fertilizantes) que
ingresan al río de manera superficial o por filtración y a ello se suma, el ingreso de materia
orgánica, debido a las aguas residuales (desagües) que no tienen tratamiento alguno y que
llegan directamente al cuerpo de agua por falta de servicios de saneamiento ambiental y de
un sistema de alcantarillado adecuado para la zona. La contaminación de los ríos tributarios
que integran la cuenca del Río Locumba contribuyen sinergéticamente al arrastrar los
residuos orgánicos e inorgánicos desde una población a otra aguas abajo, incrementando la
cantidad de materia orgánica en toda esta cadena de arrastre de contaminantes. Todo esto
está cambiando la calidad del agua de la Cuenca del Río Locumba y así como la salud de la
población ubicada río abajo, debido a los agentes patógenos que son transportados por estas
aguas provenientes desde una población altitudinalmente superior. Teniendo conocimiento
de éstos problemas, el Proyecto Especial Tacna (PET) y la Dirección de Ecología,
Protección Ambiental y Salud Ocupacional de la Dirección Ejecutiva de Salud Ambiental
(DESA - TACNA), vienen realizando evaluaciones periódicas de la calidad del agua de las
Cuencas del Río Locumba, Sama y Caplina. En caso del PET las evaluaciones de calidad
de agua dependen de los estudios que se realizan para proyectos hídricos, y por lo tanto son
muy esporádicos, además sus análisis se limitan a la determinación de Boro y Arsénico. La
Dirección de Ecología, Protección Ambiental y Salud Ocupacional de la Dirección
Ejecutiva de Salud Ambiental (DESA - TACNA) envía la mayoría de los análisis físicos y
químicos a la oficina central de DIGESA en Lima, ocasionando retrasos de 2 hasta 3 meses.
Es así que estos datos resultan obsoletos y hasta cierto punto un gasto mal empleado para el
momento de tomar decisiones. Los análisis que actualmente se vienen realizando en el
monitoreo de la calidad del agua de la Cuenca del Río Locumba son de cationes (Cadmio,
Cobre, Cromo, Hierro, Manganeso, Mercurio, Plomo y Zinc), cuya información no permite
determinar el grado de contaminación orgánica existente en la cuenca, esta falta de datos se
debe principalmente a la falta de instrumentación y de personal capacitado para los análisis
de materia orgánica. A esto hay que añadirle que el monitoreo en la Cuenca del Río
Locumba se realiza 2 ó 3 veces al año, haciendo esto aún mas relativo los datos obtenidos.
Además que los análisis físicos, químicos y microbiológicos por un lado presentan gran
sensibilidad al detectar incluso trazas de pesticidas, venenos u otras toxinas, por otro lado
los equipos, reactivos y el personal capacitado son muy limitados (y mucho peor en
poblados alejados) lo que aumentaría notablemente el costo para poder contar con alguno
de éstos análisis. Por último éstos resultados indican las condiciones en que ha sido tomada
la muestra de agua, es decir sólo determina una “contaminación transitoria” o resultados
“puntuales” en la dimensión cronológica.
Es así que el presente proyecto se plantea como una alternativa de solución, el uso de las
diatomeas como bioindicadores, que por sus estudios en otros lugares han demostrado ser
muy útiles, confiables y económicos
Por lo que nos planteamos la siguiente pregunta: ¿Son las diatomeas bioindicadores
sensibles para determinar la calidad orgánica del agua en la cuenca del río Locumba?
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JUSTIFICACIÓN Y USO DE LOS RESULTADOS:
En la actualidad ninguna de las instituciones arriba nombradas, se encuentran
haciendo la evaluación periódica de la calidad orgánica del agua de la Cuenca del Río
Locumba, puesto que son análisis muy costosos y requieren de personal calificado. Es
decir, hasta el momento se desconoce la verdadera situación de la calidad orgánica en la
Cuenca del Río Locumba, debido pues a los factores limitantes ya mencionados. Es por
ello que en el presente proyecto se utilizarán tecnologías nuevas, que podrían solucionar
problemas ambientales mediante los datos que se puedan obtener, los mismos a su vez
resultan ser mas rápidos, económicos y muy fiables, como es el uso de las diatomeas en su
rol de bioindicadoras de la calidad orgánica del agua, y que actualmente son ampliamente
utilizadas en varios países para resolver todas las limitantes que muestran los análisis
físicos y/o químicos. Las diatomeas son los organismos mas adecuados para reflejar el
verdadero estado de contaminación de un cuerpo de agua puesto que muestran un alto
grado de sensibilidad frente a cambios de su medio ambiente, además que muestra ser una
técnica bastante rápida ya que al establecer las diatomeas indicadoras, brindará resultados
en cuestión de horas. Viene a ser económica, puesto que solo se requiere de la mínima
instrumentación de laboratorio. Y quizás la ventaja mas importante con respecto a los
análisis físicos y químicos, es el de ser un método fácil para adiestrar a un personal técnico
que pudiera ser de la misma comunidad cercana a su río, puesto que requiere un mínimo
conocimiento de taxonomía y laboratorio. El uso de las diatomeas como indicadoras es un
aporte importante para la ciencia y una herramienta de solución y uso directo en los
problemas ambientales así como en la determinación de políticas de saneamiento y gestión
ambiental.
Con los resultados obtenidos de la investigación se espera haber caracterizado el estado
actual de la calidad orgánica de la Cuenca del Río Locumba mediante los análisis físicos y
químicos, así como también la variación de la composición de diatomeas espacialmente y
temporalmente. Se realizarán mapas hidrogeográficos de calidad de agua basados en
diatomeas, de tal manera que ser logrará caracterizar zonas específicas y de distribución de
cada uno de los organismos. Identificando zonas de alta, mediana y baja vulnerabilidad ante
la presencia de contaminantes. Además como consecuencia de éstos análisis se crea una
“verdadera línea base” de la condición ambiental existente en los ríos de la cuenca. Para
determinar las condiciones antes, de un probable incremento de la contaminación por
empresas (mineras, lácteas, cárnicas, etc) que se puedan instalar cerca de éstos cuerpos de
agua.
Y por último, en un futuro no muy lejano, se espera establecer un Índice Biológico
Diatomeíco (IBD) para la cuenca del Río Locumba, cuyos datos servirían de base en la
elaboración de índices similares para otros ríos de la zona Sur del País. De esta manera será
relativamente fácil poder utilizar a las diatomeas como una herramienta útil en las
poblaciones alejadas para que puedan determinar la calidad del agua de sus Ríos, desde el
punto de vista orgánico.
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FUNDAMENTO TEÓRICO:
Las diatomeas (Bacillariophyceae) son algas microscópicas unicelulares,
predominantemente de vida libre, aunque también existen individuos filamentosos o coloniales
envueltos por una capa de mucílago (WETZEL, R. 1981). Se encuentran en todos los tipos de
hábitat, donde la luz, temperatura y las condiciones químicas son favorables para su
crecimiento, y se distribuyen en todas las latitudes y longitudes del mundo por lo que están
presentes en ríos, estuarios, lagos, y ambientes marinos, ubicados sobre diversos sustratos, así
también en zonas húmedas, frías y aguas termales. Actualmente las diatomeas están
representadas por cerca de 250 géneros y 1000 especies que muestran una amplia distribución
geográfica (cosmopolitas), (LOBO et al., 2002). El registro fósil indica que las diatomeas ya
era un grupo especializado desde el Cretáceo Inferior (HARWOOD, 1992), (MAIDANA, N.,
DIAZ, V. & KRAMMER, K. 2002).
En su distribución, de modo general podemos dividir a las diatomeas en continentales y
marinas, y además por su permanencia en el cuerpo de agua, pueden ser bentónicas y/o
planctónicas. Las formas béntico-neríticas, viven sobre un sustrato y la mayoría de ellas
poseen rafe y como tal presentan movimiento. Su ocurrencia depende de la penetración de la
luz, así como cantidades disponibles de nutrientes, O2, H2S, CH4, CO2 y temperatura adecuada.
Las formas bénticas o perifíticas, por lo común viven adheridas al medio en que se desarrollan:
rocas o piedras (epilíticas), plantas (epifitas) sobre animales (epizoicas) o dentro de animales
(endozoicas). Las epífitas secretan sustancias mucilaginosas que fluye a través de poros del
frústulo o bien se adhieren al sustrato por medio de sus valvas. (FERNÁNDEZ, 1999),
(MANGUIN, E. 1966)
Las aguas continentales varían ampliamente en su composición química, principalmente
por la variabilidad litológica de la cuenca o lago, clima, vegetación y factores ambientales. Los
factores de origen antropogénico también son importantes de considerar pues afectan
directamente sobre la erosión del suelo, las actividades agrícola-ganaderas, la irrigación, así
como el impacto negativo que se produce en el área destinada al vuelco de los desperdicios y la
urbanización. Todo ello tiende a la acumulación y concentración de compuestos que, en su
proceso de degradación orgánica, sustancias minerales o de iones, derivan a las aguas del río
(POTAPOVA & CHARLES, 2003).
Las algas comúnmente son usadas en la caracterización biológica del ecosistema y
determinación de la salubridad del recurso hídrico y su posterior uso en distintas aplicaciones,
(PRYGIEL et al, 1996). La diversidad, la combinación de características morfológicas,
fisiológicas y reproductivas hacen de las algas importantes organismos diagnósticos adecuados
para el uso y aplicación en el análisis y evolución de los ecosistemas (LANGE-BERTALOT,
H. 1979)
El conocimiento de la composición específica, en el ambiente acuático seleccionado,
permitirá asignar el grado de salubridad, detectar los orígenes y gradientes de contaminación,
puntual o difusa, mediante los registros específicos y la diferenciación entre especies con
distintos grados de tolerancia (ALVERSON et al., 2003).
De la extensa biodiversidad algal, las diatomeas presentan una serie de ventajas para el
estudio mencionado en los párrafos precedentes. Estos organismos, se desarrollan en diversos
ambientes, como ser, distintos tramos a lo largo de un río, desde la naciente, hasta el estuario
así como en un ambiente marino (LANGE-BERTALOT, H. 1979), (OLIVEIRA et al, 2001).
Algunas especies de este grupo son muy sensibles a pequeños cambios que ocurren en el medio
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en que habitan, mientras que otras son más tolerantes, pero que responderán a mediano o largo
plazo a los cambios ambientales.
A diferencia de otros tipos de algas, que su identificación depende de estructuras
desarrolladas en su ciclo vital y que muchas veces no están presentes en la muestras, las
diatomeas son más factibles de determinar mediante la observación de su pared celular con
ornamentaciones constantes de valor taxonómico y a la vez por ser regularmente dominantes en
la mayoría de cuerpos de agua (WILLIAMS, 1972).
En muchos países se han incluido, en los proyectos de investigación, el uso de las
diatomeas como parte de las actividades de rutina en el monitoreo de la calidad de las aguas de
sus ríos, o están en el proceso de desarrollar estas técnicas. (KELLY et al. 1998). El uso de las
diatomeas como indicadores de calidad del agua de ríos ha comenzado a ser ampliamente
utilizado en varios países. La relación existente entre la abundancia relativa de diatomeas, la
conductividad y composición iónica del agua, a partir de una base de datos de 3239 muestras de
diatomeas bentónicas colectadas de 1109 ríos en EE.UU., demuestra que estos parámetros
ambientales tienen estadísticamente una relación estrecha con la composición diatómica.
(POTAPOVA & CHARLES, 2003).
El incremento de la contaminación de origen orgánico, viene a constituir uno de los
principales problemas en las aguas superficiales, pues está alterando la naturaleza de los ríos,
arroyos, lagos, etc. Dichos ecosistemas son considerados como “la puerta trasera”, donde se
deposita la mayoría de desperdicios originados por los desagües o por el vertimiento de
cualquier compuesto orgánico (basura) que se ubique cerca al ecosistema del río. En la
actualidad, para la evaluación de la calidad de agua se utilizan tanto los análisis físicos,
químicos y microbiológicos, en la que incluyen análisis simples como temperatura, pH,
conductividad, salinidad, turbidez, hasta los mas complejos como nitratos, nitritos, amonio
disuelto, demanda bioquímica de oxigeno (DBO5), coliformes totales y fecales, pesticidas,
metales pesados, etc. (RODRIGUES, L. M. & LOBO, E. A. 2000). El costo para cada uno de
los análisis viene a ser muy elevado, considerando que se realizará por un buen periodo de
tiempo. Estos problemas ya han sido resueltos en otros países, con la aplicación de organismos
bioindicadores, ya sean los macroinvertebrados o las diatomeas, y en algunos casos la
utilización de ambos organismos para establecer índices biológicos adecuados, capaces de
reflejar la verdadera condición de calidad orgánica del agua (SLÁDECEK, V. 1973). Las
diatomeas tienen la ventaja de permanecer en el tiempo por la característica de su pared celular
(frústulo) y además por las asociaciones en que se presenta en una comunidad ficológica. Por
ejemplo, la mayor abundancia de Cyclotella meneghiniana con Craticula cuspidata y con
Navicula rhyncocephala nos indica que es un estado trófico mayor (contaminación orgánica
moderada), y si además se encuentran anabaenas, microcystis u otras clorofitas como
ankistrodesmus confirma que son aguas eutróficas y seguro que el indice daria en betamesosaprobias. Con respecto al costo, el biomonitoreo es mas barato, que el químico, (aunque
no se le debe descartar sino al contrario, un análisis químico sin el biológico esta mas
incompleto, que un biológico sin el químico. Los datos químicos son puntuales, sólo los del día
de la toma de muestra, mientras que las comunidades algales representan una población que
responde a los cambios sustituyendo una especie por otra o tolerando el cambio y eso es lo que
denomina como la autoecología de cada especie, esto es constante (PRYGIEL, J. & COSTE,
M. ,1993)
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Además las diatomeas también pueden ser heterotróficas, como muchas Hantzschia spp o
Nitzschia spp que reflejan datos de la carga de materia orgánica y si se encuentran euglenales,
se puede confirmar mas rápido que hacer un DBO o DQO. En el congreso de limnología
realizado en España - Valencia en junio del 2000, quedó estipulado como obligatorio el uso de
las algas como indicadoras de calidad de agua para la comunidad europea. En el congreso
estaban legisladores, empresarios de varios países de Europa además de talleres de “las algas
como indicadoras de calidad de agua, coordinado por los Dres. Sergi Sabater y Luc Ector,
cuyas conclusiones del taller fueron: conocer la flora algal a nivel regional o por cuenca como
primer paso, y en especial las diatomeas.
Indicadores biológicos:
El vuelco de efluentes con residuos orgánicos puede inhibir el desarrollo de ciertos
grupos de microorganismos y macroorganismos acuáticos, o por el contrario puede llegar a
estimular su desarrollo, ya sea por mecanismos de selección o por acción directa sobre éstos en
merced al efecto de nutrientes (LECLERCQ, L & DEPIEREUX, E. 1987).
Esto nos indica que pueden desarrollarse bien en aguas de calidad muy diversa, en
mayor grado de eutrofización, pero otros están estrechamente ligados a condiciones
ambientales muy específicas; sólo estos últimos son apropiados como organismos indicadores
(bioindicadores) (OLIVEIRA et al, 2002). En los saprobios un gran número de factores
desempeñan un papel importante en su relación con un determinado grado de contaminación,
entre ellos el oxígeno cuya demanda es muy diversa en las distintas especies. Los anaerobios o
aquellos que pueden desarrollarse en microaerobiosis dependen muy poco del oxígeno disuelto,
mientras que otras especies dependen de modo extremo de la concentración de oxígeno, entre
ambos extremos existen todas las formas intermedias imaginables, (PRYGIEL, J. & COSTE,
M. 1995). Así también, las sustancias en estado de putrefacción y eliminación de toxinas causan
alteraciones en muchos seres vivos como por ejemplo el ácido sulfhídrico y amoniaco. De otro
lado, los productos de descomposición de las proteínas tienen un efecto positivo sobre ciertos
seres vivos y negativo sobre otros. (JOHNSON et al., 1993).
Por lo que se ha establecido que un indicador biológico es una especie, o asociación de
especies, que presenta requerimientos específicos para un conjunto de variables físicas y
químicas, de tal forma que cambios en su presencia/ausencia, número, morfología, fisiología o
comportamiento indicará que las condiciones físicas y químicas, del medio acuático, se
encuentran fuera del límite de tolerancia de aquella especie (JOHNSON et al., 1993).
Según JOHN. (1998) muchas instituciones realizan monitoreos en forma rutinaria de las
condiciones y propiedades físicas y químicas de los ríos y arroyos. Estos valores registrados
nos proveen datos determinados en un tiempo dado, pero no proveen una información más
global de la “salud” del ecosistema. Las interacciones dinámicas (físicas, químicas y
biológicas) que caracterizan a un ecosistema están mejor reflejadas por la presencia de los
organismos que habitan en ese medio acuático, ya que los registros físico-químicos del agua
pueden fluctuar en un relativo corto tiempo. Actualmente los organismos más utilizados son
las diatomeas como indicadores biológicos, en los monitoreos de calidad de agua en los ríos
que lo contienen (PRYGIEL, 2002).
Los indicadores biológicos integran las respuestas a cambios medioambientales tanto en
un corto como largo plazo. Ellos deberían ser sensibles a cambios finos del medioambiente e
idealmente deberían tener un buen demarcado rango de tolerancia y preferencia a variables
medioambientales ante un cambio ambiental que puede ser reflejado en un cambio en la especie
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dominante. JOHN (1998) considera a Rhopalodia, Amphora y Mastogloia como sensibles a la
salinidad, ya que cuando incrementa este factor, ellos incrementan su abundancia, así también
Cyclotella meneghiniana fue caracterizada de lugares mesotróficos a eutróficos con elevada
conductividad.
Métodos de estudio de diatomeas para determinar el grado de saprobiedad:
Para el estudio de la calidad de agua en ríos y arroyos basados en diatomeas, se puede
hacer uso de cuatro métodos: Índices bióticos, Análisis multivariado, Índice de diversidad y
análisis de relación abundancia – especies (LOBO et al, 1995a).
Indices Bióticos:
Refleja un dato numérico, que brinda una idea del efecto de la polución sobre las
comunidades existentes. Para poder determinar dichos índices, se elaboran tablas que registran
valores sapróbicos para cada especie, con dicho valor se puede determinar el DAIpo (índice
para la contaminación orgánica del agua), como en Japón, o el SI (Indice Sapróbico) en
Alemania, índices muy aplicados a nivel mundial (DESCY 1979, Lange BERTALOT, 1979,
SCHOEMAN, 1979). El DAIpo es la transformación lineal del índice de Pantle & Buck
(KOBAYASI & MAYAMA, 1989).
Análisis multivariado:
El uso del análisis multivariado tiene como objetivo resumir una gran base de datos
sobre la comunidad biótica, relacionándolos con los gradientes ambientales y determinar
gradientes ambientales que no relacionados previamente. Entre los análisis más utilizados e
importantes para obtener interpretaciones más claras y con mayor precisión tenemos al Análisis
de componentes principales (ACP), Análisis de correlación (AC), Análisis de correspondencia
canónico (ACC) (LOBO et al, 2002).
Índices de Diversidad:
Estos Índices dan un reflejo de la variabilidad específica y concomitante a ello la
riqueza de especies. Por lo general se fundamenta en el hecho de que la diversidad de especies
disminuye conforme aumenta la contaminación, aunque cuando el grado de contaminación no
indica riesgos para los organismos sino un ambiente con un alto grado de eutrofización, los
valores de diversidad suelen ser altos debido a la disponibilidad de nutrientes. Son prácticos ya
que no necesitan de una identificación precisa de especies, pero según LOBO et al. (2002), los
datos obtenidos reducen a las especies a números anónimos y no considera sus adaptaciones
ambientales.
Relación abundancia – especies:
El análisis comparativo entre las especies y su abundancia es utilizado para determinar
el impacto que recibe un cuerpo de agua debido a agentes contaminantes (PATRICK et al.,
1954, KOBAYASI, 1979). Su aplicación requiere el recuento de numerosos organismos por
taxa.
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OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN:
Objetivo General:
Establecer si las diatomeas son organismos sensibles para determinar la calidad orgánica
del agua en la cuenca del río Locumba.
Objetivos Específicos:
1.- Identificar y cuantificar las diatomeas existentes en diferentes niveles geográficos
(espacio) y en forma periódica (tiempo) en la cuenca del río Locumba.
2.- Identificar y cuantificar las algas existentes en la cuenca del río Locumba.
3.-Determinar la calidad del agua desde el punto de vista físico, químico y microbiológico
en diferentes niveles geográficos (espacio) y en forma periódica (tiempo) en la cuenca del
río Locumba.
4.-Establecer la relación estadística entre las diatomeas y los datos físicos, químicos y
microbiológicos obtenidos.
5.-Comparar los costos de medición entre las diatomeas y los métodos físicos, químicos y
microbiológicos.
Hipótesis:
Las diatomeas (bioindicadores) se comportan como herramientas alternativos para
determinar la calidad orgánica del agua en la cuenca del río Locumba.
METODOLOGÍA
TIPO DE ESTUDIO
Tipo de investigación es transversal descriptivo
SELECCIÓN DEL AREA O AMBITO DE ESTUDIO
El área de estudio, es la Cuenca del Río Locumba, que se sitúa en las provincias de Jorge
Basadre Grohmann y la provincia de Candarave. Tiene una superficie de 5900Km2, con una
longitud de 170 Km. Sus aguas riegan alrededor de 7162 has. de cultivo. Comprende 9
distritos haciendo aproximadamente una población total de 35 652 hab. (INEI, 1992).
SUJETOS
Universo: Esta formado por todo aquel tramo (estación de muestreo) de río, cercano a una
comunidad no menor de 200 personas.
Muestra: Esta formado por 20 estaciones de muestreo
CRITERIOS DE INCLUSIÓN Y EXCLUSIÓN
Criterios de Inclusión:
Todo cuerpo de agua que:
- Se encuentre cerca de una comunidad formada por más de 200 individuos.
- Se encuentre cerca a comunidades de desarrollo agrícola, ganadero o empresas con
evidente impacto ambiental negativo.
- Se encuentre a comunidades con falta de servicios de alcantarillado o de tratamiento
de sus aguas residuales que las vierte al río.
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Criterios de Exclusión:
Todo cuerpo de agua que:
- Se encuentre en las nacientes, donde no hay rastros de contaminación.
- Se encuentre llegando al mar (estuario).
- Se encuentre muy cerca de actividades mineras.
DISEÑO MUESTRAL:
Se considera como el tamaño muestral, al conjunto de puntos de muestreo que
cumplen los criterios de inclusión. Las comunidades que presentan mas de 200 individuos
son: Candarave, Huaytire, Mullini, Patapatani, San Pedro, Santa Cruz, Talaca, Totora,
Cairani, Ancocala, Calacala, Borogueña, Camilaca, Cambaya, Corahuaya, Tacalaya,
Curibaya, Huanuara, Quilahuani, Aricota, Pallata, Locumba, Ilabaya, Mirave, Toquepala.
DEFINICIONES OPERACIONALES DE LAS VARIABLES
Contaminación orgánica del agua: Es el estado de alteración del agua por un
contaminante de origen orgánico.
Diatomeas: Son organismos sensibles ante un cambio en el grado de contaminación
orgánica en un cuerpo de agua, manifestándose como la variación en cuanto a la
composición de especies y en cuanto a abundancia relativa, dentro de una misma población.
Análisis físico – químicos y microbiológico: Son las técnicas utilizadas para la
determinación cualitativa y cuantitativa de la materia orgánica en un cuerpo de agua.
DESCRIPCIÓN DE LA INTERVENCIÓN PROPUESTA:
1.- Revisión bibliográfica. 2.- Delimitación del área de muestreo. 3.- Selección de los
puntos de muestreo. 4.- Preparación del material de laboratorio y capacitación a personal
ayudante. 5.- Toma de muestra: evaluación de datos físico – químicos de campo y
recolección de diatomeas. 6.- Evaluación de datos químicos en laboratorio y preparación e
identificación de diatomeas. 7.- Análisis estadístico de las diatomeas con los parámetros
ambientales. 8.- Establecimiento de las diatomeas indicadoras. 9.- Elaboración de un mapa
hidrogeográfico de la calidad de agua de la Cuenca del Río Locumba.
PROCEDIMIENTOS PARA LA RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN:
a)Para la muestra Biológica: Alverson, et al,(2003), Kelly, M (1998), Martínez de
Fabricius, A. (1996).
- Muestreo y Transporte: Cada estación de muestreo representa 100 m de longitud del río.
En cada estación se establecerán puntos equidistantes de muestreo. Se extrae la muestra a
partir de las piedras presentes en el bentos de 20 a 32 cm (3cm x 3cm) de diámetro, que
deben estar libres de macroalgas y macrófitas. Posteriormente la muestra es colocada y
transportada en un frasco al 70% de etanol hacia el laboratorio.
- Trabajo en Laboratorio:, Se oxidará la muestra según Hasle y Fryxel (1970), con HCl,
H2SO4 y H2O2 , con la finalidad de eliminar la materia orgánica que dificulta la
identificación de la diatomea, la cual se basa esencialmente en la ornamentación presente
en la pared celular (frústulo). Se realizará el montaje de las diatomeas en láminas
portaobjeto con su respectivo cubreobjeto, utilizando una resina especial para diatomeas.
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DIATOMEAS DE LA CUENCA DEL RÍO LOCUMBA COMO POSIBLES BIOINDICADORES DE LA CALIDAD DE
AGUA
La identificación se realizará utilizando un microscopio de transmisión de luz en objetivos
de inmersión, y mediante las claves taxonómicas especializadas en Diatomeas. Luego de la
identificación se realizará el conteo de todos los individuos hasta un máximo de 400.
- Evaluación Ecológica: Son herramientas útiles para poder entender el comportamiento de
las diatomeas con otros grupos algales. Estos índices son: Riqueza de especies, diversidad,
equitabilidad, similitud, dominancia, etc.
b)Para el análisis físico – químico y microbiológico: Díaz de Santos, E. (1998).
Algunos análisis se realizarán junto con el muestreo de diatomeas. Para los análisis
llevados a cabo en el laboratorio se utilizará las metodologías descritas por normas
nacionales e internacionales.
RECLUTAMIENTO DE LOS PARTICIPANTES:
En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio, si no con agua
INDICADORES PARA EL MONITOREO:
VARIABLE:
Contaminación del agua. INDICADOR: Turbidez, crecimiento de macroalgas, análisis
organoléptico
VARIABLE:
Diatomeas indicadoras: INDICADOR: Presencia / ausencia, abundancia relativa.
VARIABLE:
Análisis físico – químicos y microbiológico INDICADOR: Temperatura, conductividad,
pH, turbidez, sólidos totales, caudal, coliformes, nitratos, nitritos, fosfatos, Oxígeno
disuelto, DBO5, dureza. Según la Ley General de Aguas – Perú, e internacionales
CONTROL DE CALIDAD
- Los datos físico – químico y microbiológicos obtenidos, serán comparados con los
resultados que pueda tener DESA – TACNA de DIGESA y del Proyecto Especial Tacna
(PET).
- La identificación taxonómica será verificada por: Dra. Nora Maidana de Universidad de
Buenos Aires, Argentina. Dra. Ana L. Martínez de Fabricius de Universidad Río Cuarto,
Argentina. PhD. Pedro Tapia de Universidad Cayetano Heredia, Perú. Dra. Haydee
Montoya, Universidad Mayor San Marcos, Perú.
- El procesamiento estadístico de los datos será supervisado por: PhD. Pedro Tapia.
Universidad Cayetano Heredia, Perú. MSc Elmer Limache Universidad Nacional Jorge
Basadre Grohmann, Perú.
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DIATOMEAS DE LA CUENCA DEL RÍO LOCUMBA COMO POSIBLES BIOINDICADORES DE LA CALIDAD DE
AGUA
ANÁLISIS DE LOS DATOS
Primero se debe estandarizar todos los datos, esto incluye las técnicas de
normalización de datos (massage).Para luego aplicar los siguientes análisis:
- Análisis de Regresión y Correlación. Serán realizados con los datos obtenidos de los
índices ecológicos, indicadores fisicoquímicos y microbiológicos, además de datos del
hábitat.
- Análisis de componentes principales (PCA): Para reducir en una base de componentes
principales todos los datos más importantes de los indicadores fisicoquímicos y
microbiológicos, así como el carácter del hábitat. Esta técnica es útil cuando se trabaja con
datos multivariados, primero porque muestra los cambios entre sitios, que son
multivariados y segundo porque reduce el riesgo que haya correlaciones al azar, entre las
variables ambientales y la composición de la flora diatomeíca.
- Análisis de correspondencia (DCA): Se realizará éste procedimiento para observar los
distintos cambios en cuanto a composición de especies entre los diferentes puntos de
muestreo.
- Análisis de correspondencia canónica (CCA): Para evaluar el mayor grado de relación
entre la composición diatomeíca y los datos fisicoquímicos y microbiológicos. Según
JÜTTNER et al, (2003), LOBO, E. (1997), POTAPOVA, M. & CHARLES, D. (2003).
ORGANIZACIÓN Y RESPONSABILIDADES:
- Blgo. Jose Alberto Calizaya Anco:
Preparación de la muestra, identificación, conteo y evaluación del trabajo
- Ing. Miriam Avendaño:
Toma de muestra de cada estación, y evaluar los valores ambientales in situ
- Blga. Silvia Sakuray Montalvo
Análisis microbiológico de la muestra de agua
- Téc. Irma Sofía Delgado Vargas:
Preparación de documentos, trámites en aspectos logísticos
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AGUA
ASPECTOS ÉTICOS
1. PARTICIPACIÓN DE SERES HUMANOS :
El estudio NO involucra la participación (o inclusión de muestras) de seres humanos
(Si marca esta respuesta, entonces no es necesaria una constancia de aprobación del
CEI).
El estudio involucra la participación de seres humanos
(Si marca esta respuesta, es necesario la revisión y aprobación del CEI).
2. PROCESO DEL CONSENTIMIENTO INFORMADO
El estudio no requiere consentimiento informado
El estudio requiere del consentimiento informado de los participantes
X
Describir y justificar el tipo de consentimiento informado que se empleará (verbal o
escrito). Si usted no utilizará un consentimiento informado durante el estudio, explique el
motivo.
En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio
Si usted utilizará un consentimiento informado durante el estudio, explique: ¿Quién estará a
cargo de su obtención?¿las personas encargadas de la obtención del consentimiento
informado serán previamente capacitadas, cómo?.
Nota: Recuerde adjuntar el documento de consentimiento informado que se utilizará en el
estudio. Asegúrese que en el documento conste el número de versión y la fecha.
En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio
3. RECLUTAMIENTO DE LOS PARTICIPANTES
Describa las medidas que serán tomadas para evitar la discriminación de participantes. En
el caso de que algún grupo de participantes sea discriminado (gestantes, niños, estratos
socio-económicos, etc.). Explique y justifique los motivos de esta discriminación.
En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio
Describa las medidas que serán tomadas para evitar la coacción de los participantes al
momento del reclutamiento y/o al momento de dar el consentimiento informado.
En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio
4.- CONSECUENCIAS DE LA PARTICIPACIÓN EN EL ESTUDIO
En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio
4. PAGO A LOS PARTICIPANTES
Especifique si existirá algún tipo de pago o compensación económica, las cantidades
promedio y la forma como será realizado.
Los sujetos de investigación deberán pagar alguno de los procedimientos usados en el
estudio? Sí / No
Si su respuesta fue afirmativa, explique cuáles y por qué?
En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio
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AGUA
5. CONFIDENCIALIDAD DE LA INFORMACIÓN OBTENIDA
Describa las medidas que serán tomadas para proteger la confidencialidad de la
información (¿Cómo serán almacenados y protegidos los documentos y resultados?,
¿Dónde se almacenará esta información?, por cuánto tiempo?, quiénes tendrán acceso a esta
información?).
En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio
6. INFORME DE LOS RESULTADOS DE LAS PRUEBAS A LOS
PARTICIPANTES
Se les informará los resultado de sus pruebas (exámenes) a los participantes? Sí / No.
Si la respuesta es afirmativa, especifique la forma cómo se realizará (quién lo hará?, en
cuánto tiempo será eso?, se le explicará el resultado?). Si su respuesta es negativa,
especifique las razones.
En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio
7. INFORME AL PÚBLICO
¿Será la información de este estudio accesible públicamente al final del mismo? Sí / No
Si su respuesta es afirmativa, por favor detalle la forma cómo será publicada. Si su
respuesta es negativa, explique los motivos. Señale si existe alguna restricción.
En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio
8. OTROS ASPECTOS ÉTICOS RELEVANTES
Explique brevemente la forma de monitoreo, manejo y informe de los probables efectos
adversos que pudieran presentarse durante el estudio.
En el proyecto no se trabajará con personas como sujetos de estudio
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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DIATOMEAS DE LA CUENCA DEL RÍO LOCUMBA COMO POSIBLES BIOINDICADORES DE LA CALIDAD DE
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CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
ACTIVIDAD/MES
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
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Rev. Bibliográfica
X
Equipamiento de reactivos e instrumental X
necesario
Muestreo
X X X X X X X X X X X X
Identificación y conteo de algas
X X X X X X X X X X X
Análisis físico y químico del agua
X X X X X X X X X X X
Análisis estadístico (univariada)
X X X X X X
Análisis estadístico (multivariada)
X X X X X X
Mapa de calidad de agua
X X X
Elaboración del informe
X X X X
PRESUPUESTO DETALLADO
RUBRO
REVISION BIBLIOGRAFICA
Fotocopias
Libros especializados
Internet
MEDIDA
COSTO
(soles)
UNITARIO
CANTIDAD COSTO TOTAL
01 hoja
01 libro
01 hora
0.1
300
1
200
3
200
20
900
200
alquiler por dia
paquete
revelado 01 rollo
70
60
24
3
1
4
210
60
96
un viaje (25 glns)
un dia
unidad
alquiler de
equipo
02 kits (para 10
pruebas)
unidad
unidad
servicios no
personales
325
50
120
12
12
4
3900
600
480
40
12
480
280
4
70
12
200
4
3360
800
280
800
15
12000
unidad
metro
frasco
caja
caja
litro
litro
250
4
60
30
30
11
12
2
2
1
20
20
30
4
500
8
60
600
600
330
48
PREPARACION DE REACTIVOS E
INSTRUMENTAL
GPS
Material de escritorio
Fotografías
MUESTREO
Combustible
Viáticos para conductor
Cooler
Analisis fisico quimico de campo
Análisis microbiológico de campo
Frascos para transporte de muestra
Conservantes
Investigador principal
IDENTIFICACION Y CONTEO DE
ALGAS
Resina para montaje de algas
Tela nanzú
aceite de cedro
Laminas porta objeto
Laminas cubreobjetos
Peroxido de hidrógeno concentrado
alcohol
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Frascos para conservación
Internet
unidad
4
200
800
hora
1
100
100
Fotografías
revelado 01 rollo
24
4
96
Fotografías en MEB
revelado 01 rollo
100
3
300
prueba por
salida de campo
prueba
prueba
revelado 01 rollo
400
400
800
24
12
12
12
4
4800
4800
9600
96
01 hoja
honorarios
0.1
1000
200
1
20
1000
01 hoja
honorarios
0.1
1000
200
1
20
1000
honorarios
hora
1000
1
1
100
1000
100
01 hoja
hora
paquete de
millar
hoja
0.1
1
200
100
20
100
36
0.5
1
400
36
200
ANALISIS FISICO - QUÍMICO DE
LABORATORIO
Nitratos
Nitritos
DBO5
Fotografías
ANALISIS
UNIVARIADO
ESTADISTICO
Fotocopias
Servicios profesionales
ANALISIS
MULTIVARIADO
ESTADISTICO
Fotocopias
Servicios profesionales
MAPA CALIDAD DEL AGUA
Servicios profesionales
Internet
ELABORACION DEL INFORME
Fotocopias
Internet
Papel Bond A4
Tipeo e impresión
TOTAL:
49 920
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PRESUPUESTO MENSUALIZADO
RUBRO/MES
1
RECURSOS
HUMANO 800
MATERIAL E
INSUMOS 5061
5511
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
800
800
800
800
800
800
800
800
800
800
800
800
5461 2291 2291
5911 2741 2741
2291
2741
14
15
800 800
2291 2291 2291 2291 2291 2291 2743 1440 1666 630
2741 2741 2741 2741 2741 2741 3193 1440 1666 630
TOTAL:49 920
ANEXOS
- Diagrama de flujo de trabajo
- Tarjetas de recolección de información
- Mapa Hidrográfico de la Cuenca del Río Locumba
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AGUA
Revisión Bibliográfica
Delimitación del área
de muestreo
Preparación de reactivos
e instrumentación de
laboratorio y de campo
Muestreo de
organismos (campo)
Selección de puntos
de muestreo
Evaluación físico químico del agua
(campo)
Laboratorio de Salud
Pública
Otros grupos
Tº, pH, conductividad,
NO3, NO2, PT, etc
Diatomeas epilíticas
Preparación de
muestra
Análisis
microbiológicos y otros
Identificación y conteo
Análisis estadístico
Análisis ecológicos
Normalización de
datos
Guía de campo
Matriz de correlación.
Aplicación de índices
bióticos
Establecimiento de
bioindicadores
Mapa Hidrográfico de
calidad de agua
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Fecha: 14 de Junio del 2005
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