procesos de eutroficacion en siete lagunas urbanas

PROCESOS DE EUTROFICACION EN SIETE LAGUNAS URBANAS DE
VILLAHERMOSA, TABASCO, MEXICO
Ernesto Rodríguez Rodríguez *
Manuel Ruíz Ruíz
Luis Angel Vertíz Pérez
Universidad Juárez Autónoma de Tabasco, DACB.
Km 0.5 Carretera Villahermosa-Bosque de Saloya.
Tabasco, México. C.P. 86000
Tel. (Fax) 91 (93) 54 43 08
RESUMEN
En base a un programa de monitoreo físico-químico realizado durante el período 1992-1994 en
siete lagunas epicontinentales localizadas en la ciudad de Villahermosa, en el Estado de
Tabasco, se establecieron sus principales rasgos de eutroficación artificial. Los parámetros
ambientales que permitieron caracterizar los niveles de eutroficación fueron el fósforo total, los
ortofosfatos y el nitrógeno amoniacal y total. La ciudad de Villahermosa cuenta con más de
300,000 habitantes, lo cual ha determinado que en sus lagunas urbanas existan niveles de alerta
por eutroficación, como en el caso de las lagunas De las Ilusiones y El Espejo, en las cuales se
observaron los niveles más elevados de nutrientes. En ambos vasos lacustres el fósforo total
rebasó los 4.1 mg/l, que caracteriza a cuerpos de agua eutróficos e hipertróficos. El origen por
contacto se identificó como el predominante en las siete lagunas estudiadas, lo cual determinó
una morfología dendrítica y escasa mezcla hidráulica en los vasos lacustres. Esta situación
impide los recambios de agua y favorece la persistencia de sustancias conservativas y no
conservativas en la fase acuática. Se establece una propuesta para el control de los procesos de
eutroficación, misma que está basada en la eliminación de los aportes municipales, mediante un
drenaje perimetral que impida el vertido de aguas residuales a los cuerpos lagunares y en
procedimientos de biomanipulación de los afloramientos algales.
Palabras Clave: Limnología; Eutroficación; Lagunas Urbanas.
INTRODUCCION.
En el Estado de Tabasco se han reportado alrededor de 1640 lagunas entre las cuales
predominan las de tipo temporal y las localizadas en la cuenca de drenaje del río Usumacinta
(Rodríguez y Benítez, 1994). De entre esos recursos acuáticos continentales, destacan las
lagunas urbanas localizadas en más de 21 localidades o ciudades de la entidad, pues se ven
fuertemente afectadas por los aportes domésticos emanados del crecimiento poblacional.
Los procesos de eutroficación artificial aceleran el ritmo de senectud de una laguna continental y
están relacionados con los siguientes factores: 1) origen del vaso lacustre; 2) su morfología y
morfometría; 3) las condiciones climáticas imperantes; 4) aportes
de sus tributarios
hidrológicos; 5) uso actual y potencial del suelo sobre su cuenca de drenaje; 6) niveles de
escurrimiento; 7) contorno urbano, agrícola o industrial; 8) niveles de desforestación y 9) los
aportes directos e indirectos de aguas residuales domésticas, industriales o agropecuarias.
Por lo anterior, dilucidar las causas generales de los procesos de eutroficación implica el
monitoreo sistemático de los nutrientes fosfatados o nitrogenados, los cuales se pueden
constituir en factores limitantes para la biota o pueden disparar blooms algales que repercuten
sobre la calidad del agua y sobre el paisaje natural de los sistemas acuáticos, además de
propiciar fenómenos de mortandad de peces o el dominio de pocas especies adaptadas a
condiciones extremas de oxigenación.
En el Estado de Tabasco, el monitoreo acuático tiene cierta tradición desde 1978, año en el que
se inicia con el Programa de la Red Estatal de Calidad del Agua (PyMME, 1986). Sin embargo,
sus lagunas continentales han sido escasamente atendidas, pues se le ha dado mayor prioridad
a las corrientes superficiales. Esta situación motivó al personal del Laboratorio de Bioprocesos
de la UJAT para sintetizar y analizar la información ambiental actualmente disponible sobre
siete lagunas urbanas localizadas en la ciudad de Villahermosa, capital del Estado.
ANTECEDENTES.
Ha sido señalado que los procedimientos metodológicos para la identificación trófica de un
cuerpo de agua continental pueden ser de tipo físico-químico o biológico (Rodríguez, 1996). Así,
puede detectarse mediante la estimación de la transparencia del agua, los niveles de nutrientes
nitrogenados o fosfatados; así como con la concentración de clorofila a, la presencia-ausencia
de especies de invertebrados y la cobertura de vegetación flotante o sumergida.
Asimismo, los procesos de eutroficación o envejecimiento de un cuerpo de agua pueden ser de
tipo natural, que generalmente señala el paso gradual de una etapa oligotrófica a otra de tipo
eutrófica en la que la concentración de nutrientes se incrementa considerablemente; o bien
artificial, en la que los aportes de nurtientes se originan de las actividades humanas (López,
1996). Aunque los términos de oligotrofía y eutrofía fueron introducidos por Nauman desde
1879, actualmente denotan conceptos acuáticos en constante revisión y están orientados hacia
la elaboración de tecnologías de restauración de ecosistemas acuáticos afectados por procesos
de urbanización (Ramírez, 1996).
Para la implementación de Programas de Restauración de ecosistemas acuáticos, Ryding y
Rast (1989) han propuesto que deberán implementarse métodos de evaluación rápida de las
concentraciones de los nutrientes, que permitan establecer el nivel trófico de un vaso de manera
presuntiva o definitiva.
Actualmente existen varios esquemas conceptuales para evaluación de estado trófico, que
incluyen los modelos de cuencas de captación, mismos que proveen información sobre las
cargas de nutrientes que llegan a un cuerpo receptor, o aquellos en los se establecen funciones
predictivas con base a la estimación de nutrientes presentes en la fase acuosa o sedimentaria.
En los paises de latitudes templadas, los modelos de evaluación para el estado trófico se
encuentran muy desarrollados e incluso se han pretendido aplicar sobre cuerpos de agua
tropicales o subtropicales.
Para el caso de México, Traconis (1986) y López-López y Soto-Galera (1993) han evaluado
procesos de eutroficación en el Embalse Ignacio Allende; Goñi et al. (1991) propusieron un
modelo empírico para el fósforo total en la laguna De las Ilusiones; Hernández (1994) define
algunas características de eutroficación para la misma laguna y Rodríguez-Rodríguez (1990)
caracterizó como oligotrófica a la laguna El Rosario basado en información físico-química y en
sus comunidades de macroinvertebrados bentónicos.
Con estos antecedentes, en el presente trabajo se propusieron los siguientes objetivos: 1)
conocer el comportamiento espacial y temporal de los nutrientes en siete lagunas urbanas de la
ciudad de Villahermosa en el Estado de Tabasco; 2) establecer las características tróficas de las
mismas con base a su estimación sobre el agua superficial y 3) definir la importancia que tienen
los aportes domésticos sobre procesos eutroficación artificial concretos.
MATERIAL Y METODOS.
Se utilizó una base de datos conformada por 28 variables acuáticas monitoreadas durante el
período 1992-1994, y a partir de la cual se seleccionaron cuatro parámetros relacionados con la
carga de nutrientes. Fué empleada una matriz de cuatro por siete, cuyos datos se analizaron
mediante las subrutinas de Frecuencias del Paquete STATGRAPHICS Ver. 7, quedando como
estadístico de caracterización la media geométrica.
La ubicación geográfica de las siete lagunas incluidas en el estudio se presenta en la Fig. 1, y
aunque se dispuso de información adicional sobre carga de nutrientes y batimetría de otros tres
cuerpos de agua, el criterio selectivo se definió por su colindancia con la mancha urbana de la
ciudad de Villahermosa, capital del Estado de Tabasco.
Para la caracterización trófica de los vasos lacustres fue empleado el Modelo Probabilístico
propuesto por Vollenweider y Kerekes (1981), el cual fue adecuado para latitudes tropicales y
subtropicales. Para la definición gráfica de la caracterización trófica, en la Fig. 2 se incluye la
línea de distribución Probabilística de los autores citados en relación con las concentraciones de
fósforo total.
Fig. 2. Línea de distribución probabilística para fosfóro total
(Wollenwieder y Kerekes, 1981).
RESULTADOS Y DISCUSION.
La información sobre el origen y la superficie de las siete lagunas urbanas empleadas en el
presente estudio se describen en la Tabla 1. De esa manera, se puede observar que la
superficie lagunar presentó un rango entre 194 y 3.5 ha, situándose los cuerpos de agua con
tamaños relativamente pequeños. Además, de acuerdo a su origen predominó el de contacto
geológico, ya que la ciudad de Villahermosa se encuentra ubicada sobre terrenos aluviales de
origen Reciente entre los que sobresalen lomeríos suaves emanados de las terrazas
Pleistócenicas.
TABLA 1. SUPERFICIE Y ORIGEN DE SIETE LAGUNAS DE TABASCO
SISTEMA ACUATICO
Laguna Aduana
Laguna de las Ilusiones
Laguna El Camarón
Laguna El Espejo
Laguna Encantada
Laguna La Pólvora
Laguna Tabasco 2000
SUPERFICIE (Has)
14.2
194
34.9
44.4
5
4.5
3.5
ORIGEN EVOLUTIVO
Contacto
Contacto
Fluvial (Media luna)
Contacto
Fluvial (Laguna Lágrima)
Artificial-Contacto
Fluvial-contacto
Fuente: Las lagunas continentales de Tabasco, E. Rodríguez
* Lagunas Urbanas de Villahermosa, Tab.
Entre el paisaje natural de las lagunas estudiadas sobresalen emergencias de rocas
sedimentarias que configuran suelos de color rojizo y vinculados con los derivados de aportes
terrígenos de tipo aluvial, que generalmente son ricos en materia orgánica. Asimismo, la
mayoría de los vasos lacustres son de tipo endorreíco, lo cual determina que exista poca mezcla
hidráulica y escasa dilución de componentes orgánicos particulados y no particulados.
Solamente en las lagunas El Camarón y De las Ilusiones se observó la presencia de tributarios
hidrológicos, pues para el caso de la primera se conecta de manera esporádica con un cauce
intermitente que está conectado con el río Grijalva, mismo que prácticamente rodea a la ciudad
de Villahermosa. Esta laguna presenta forma de media luna, lo cual caracteriza lagunas
originadas por meandros abandonados.
De la misma forma, la laguna De las Ilusiones se comunica mediante una compuerta con el río
Carrizal, situado hacia el norte de dicha localidad. Como es típico en lagunas de contacto,
presenta una forma dendrítica de carácter irregular y en realidad se comporta como cuerpo de
agua cerrado o endorreíco.
Respecto a la cobertura de vegetación acuática flotante o sumergida, destacaron las lagunas
Aduana, El Espejo y De las Ilusiones, pues en ellas el lirio acuático (Eichornia crassipes)
abarca alrededor del 30-40% de sus superficies lagunares. De manera particular, en las dos
últimas actualmente se están aplicando procedimientos de remoción y control manual, con
ciertos resultados positivos.
Actividades morfométricas complementarias al presente estudio, han registrado profundidades
promedio entre 1.44 y 1.94 m para estas lagunas urbanas, lo cual señala que son cuerpos de
agua de escasa profundidad y con líneas de isobatas concéntricas hacia la parte media de sus
ensenadas dendríticas.
Los resultados estadísticos obtenidos con el fósforo total se presentan en la Tabla 2. Así, puede
observarse que la concentración promedio más elevada de fósforo se observó en la zona 1 de la
laguna El Espejo, que denotó alrededor de 3.834 mg/l con una desviación estándar de 1.3302.
Dicho punto está vinculado con aportes domésticos provenientes de 11 colonias populares y con
los del Rastro Municipal.
Tabla 2. Análisis de frecuencias para el Fosforo total de siete lagunas urbanas de Villahermosa.
1992 - 1994
LAGUNA
ZONA 1
ZONA 2
ADUANA
0.7528
0.3525 1.2
0.66398
0.7806
0.3617 1.26
0.5952
EL CAMARON
0.23875
0.1625 0.67
0.19082
0.2645
0.20108 0.8
0.2250
EL ESPEJO
3.834
1.3302 6.0
3.555
3.73
1.457
3.377
ENCANTADA
ILUSIONES
LA POLVORA
TABASCO 2000
6.1
ZONA 3
ZONA 4
ZONA 5
ZONA 6
ZONA 7
0.11657
0.0624 0.24
0.09551
0.0911
0.114 0.56
0.05716
0.1224
0.169 0.65
0.0664
0.75636
0.433
1.3
3.635
1.168
3.4225
6.0
0.0448
0.034 0.1
2.020
2.24 10.6
1.35797
.8338
0.7149 3.1
0.5952
0.0512
0.029 0.106
0.0432
0.0519
0.028 0.1
0.044
0.0626
0.048 0.2
0.04681
0.0620
0.045 0.2
0.04991
0.3188
0.164 0.54
0.2564
0.2792
0.111 0.54
0.2564
Sin embargo el valor máximo de la concentración de fósforo total se observó en la zona 1 de la
laguna De las Ilusiones, mismo que denotó 10.6 mg/l de fósforo total. Asimismo, fué en la
laguna Encantada, situada hacia el oeste de un brazo del río Grijalva, donde se presentaron las
concentraciones más bajas de fósforo, en ella la media aritmética alcanzó 0.0448 mg/l, con una
desviación típica de 0.034 y un valor máximo equivalente a 0.1 mg/l. Este último vaso lacustre
se relaciona con asentamientos populares de reciente creación, los cuales hasta el momento no
han representado efectos sobre su carga de fósforo total. Otras dos lagunas presentaron
comportamientos similares al anterior, entre ellas está La Pólvora, cuerpo de agua
recientemente desazolvado y la laguna Tabasco 2000 que guarda relación con asentamientos
de tipo residencial.
Para el caso del fósforo total, en todos los vasos urbanos se denota una tendencia espacial de
decremento en las concentraciones promedio y de la variabilidad típica, lo cual es prueba de
que la introducción de este nutriente es diferencial sobre sus espejos de agua pues está
vinculada a la distribución física de los aportes domésticos. Además, indica que existen
gradientes de productividad biológica delimitados fundamentalmente por este nutriente.
En la Tabla 3 se presenta la síntesis de información estadística sobre la variable ortofosfatos,
aunque se puede observar que sus resultados son muy similares a los reportados para el fósforo
total. Aquí, cabe mencionar que la variabilidad intrínseca de la información cuantitativa parece
estar influenciada por el número de muestras para cada período de muestreo temporal. Sin
embargo, su tendencia espacial está regulada por un marcado incremento en función de la
distribución de los aportes domésticos.
Tabla 3. Análisis de frecuencias para el Ortofosfato de siete lagunas urbanas de Villahermosa.
1992 - 1994
LAGUNA
ZONA 1
ZONA 2
ZONA 3
0.7088
0.4588 1.3
ZONA 4
ADUANA
0.643
0.4281 1.2
0.47531
0.6644
0.3603 1.16
0.53759
EL CAMARON
0.1996
0.1421 0.5
0.152168
0.2183
0.1699 0.7
0.15575
EL ESPEJO
2.259
1.2223 4
1.72483
2.4089
1.3265 4.7
1.8581
2.3265
1.2022 4
1.82779
0.24681
0.21933
0.15928 0.548 0.1182 0.494
0.16719
0.18096
ENCANTADA
ZONA 6
ZONA 7
0.03509
0.0391 0.1
ILUSIONES
1.5950
1.9115 8.7
0.85365
0.70319
1.6867 3.1
0.16719
LA POLVORA
0.03914
0.0280 0.1
0.029114
0.03966
0.0268 0.1
0.04005
0.0373 0.1
0.03114
0.0287 0.11
TABASCO 2000
ZONA 5
0.07109
0.0533 0.167
0.03995
0.06347
0.1136 0.5
0.02838
0.0408
0.0494 0.21
0.02661
Las Tablas 4 y 5 presentan los resultados estadístcios derivados de dos variables nitrogenadas:
el nitrógeno total y amoniacal respectivamente. Destacó la laguna De las Ilusiones, que presenta
las concentraciones promedio más elevadas, sobre todo en su vaso receptor vinculado con la
zona 1.
Esta zona denotó 0.01239 mg/l de nitrógeno total promedio, con una desviación estándar de
0.02536, valor máximo de 0.12 y media geométrica de 0.00491 mg/l. Además, dichos valores
decrementan gradualmente conforme el número de zonas monitoreadas, quedando la zona 7
con los niveles más bajos.
Tabla 4. Análisis de frecuencias para el Nitrógeno total de siete lagunas urbanas de
Villahermosa.
1993 - 1994
LAGUNA
ADUANA
ZONA 1
ZONA 2
0.03769
0.03690 0.14
0.019584
0.0447
0.0324 0.14
0.03297
EL ESPEJO
0.11514
0.0638 0.304
0.0974
0.08939
0.0481 0.2
0.0730
ILUSIONES
ZONA 4
ZONA 5
ZONA 6
ZONA 7
0.075
0.0736
0.0724
0.02323 0.102 0.02128 0.107 0.0242 0.0122
0.06844
0.072025
0.07385
EL CAMARON
ENCANTADA
ZONA 3
0.13625
0.0495 0.228
0.12756
0.03091
0.0214 0.1
0.02541
0.19314
0.1402
0.18114 0.664 0.1212 0.6
0.134396
0.1344
LA POLVORA
0.07314
0.06147 0.2
0.049036
0.03704
0.0286 0.1
0.029137
TABASCO 2000
0.02886
0.0253 0.12
0.02244
0.03842
0.0270 0.1
0.03145
0.04457
0.0234 0.1
0.0837
2.5726
11.554 53
0.0555556
0.04328
0.0356 0.16
0.03344
0.03028
0.016 0.06
0.02607
0.0314
0.0446 0.02
0.02161
Tabla 5. Análisis de frecuencias para el Nitrógeno amoniacal de siete lagunas urbanas de
Villahemosa. 1992 - 1994
LAGUNA
ADUANA
EL CAMARON
ZONA 1
2.60E-3
1.72E-3 5E-3
1.3162E-3
ZONA 2
2.64E-3
2.28E-3 8E-3
1.7802E-3
ZONA 3
ZONA 4
ZONA 5
ZONA 6
ZONA 7
2.08E-3
2.22E-3 8E-3
1.3418E-3
1.8E-3
1.72E-3
2.08E-3 8.2E-3 2.43E-3 9.7E-3
9.7687E-4
8.3737E-4
EL ESPEJO
0.02471
0.0431 0.167
0.1069
ENCANTADA
1.74E-3
4.32E-3 0.02
5.1899E-4
ILUSIONES
0.01239
0.02536 0.12
4.9176E-3
0.03057
0.0443 0.157
0.01381
0.02386
0.0389 0.162
0.01105
4.38E-3
4.27E-3 0.02
3.0643E-3
1.38E-3
1.20E-3 4E-3
9.7080E-4
1.22E-3
1.22E-3 6E-3
8.7399E-4
1.02E-3
6.80E-4
6.76E-4 2.4E-3 4.24E-4 1.7E-3
7.7043E-4
5.5906E-4
8.82E-4
5.73E-4 2E-3
6.9284E-4
LA POLVORA
1.182E-3
9.6E-4 4E-3
8.4438E-4
2.85E-3
8.54E-3 0.04
8.3691E-4
TABASCO 2000
1.13E-3
1.27E-3 6E-3
7.0502E-4
1.45E-3
2.14E-3 0.01
7.65366E-4
Las otras seis lagunas quedaron con concentraciones relativamente homogéneas y además
parecidas a las observadas para la zona 5 de la laguna De las Ilusiones. Está situación fue
similar si consideramos los resultados obtenidos con la variable nitrógeno amoniacal, aunque
como era de esperarse presentaron valores ligeramente inferiores a los correspondientes al
nitrógeno total.
Lo anterior señala que muy probablemente sean los fosfatos la especie de nutriente limitante
para estos cuerpos de agua continentales, lo cual confirma lo señalado por Rodríguez (1990)
para el caso de la laguna de contacto denominada El Rosario, misma que fue clasificada por
dicho autor como oligotrófica, en base a cuatro especies bentónicas indicadoras y con las
concentraciones de fósforo total en agua y sedimentos.
En la Tabla 6 se incluye la clasificación limnológica de las siete lagunas estudiadas. Así, desde
un punto de vista térmico todas ellas pueden caracterizarse como Cálidas de Tercer Orden pues
su temperatura promedio siempre es superior a 26ºC; de mezcla completa por sus condiciones
de escasa profundidad y fuertes procesos de dilución para sustancias conservativas y no
conservativas. De mayor importancia y atendiendo a sus condiciones tróficas, la mayoría de los
cuerpos de agua están ubicados sobre niveles de oligotrofía avanzada, mesotrofía o fuertes
procesos de hipertrofía como es el caso de algunas ensenadas de la laguna De las Ilusiones y El
Espejo.
Tabla 6. Clasificación Limnológica de siete lagunas de Villahermosa.
SISTEMA
ACUATICO
De las Ilusiones
Aduana
El Espejo
El Camaron
TRIBUTARIOS CLASIFICACION
TROFICA
Carece
Eutrófica
Carece
Eutrófica
Carece
Hipereutrófica
Arrollo
Mesotrofica
CLASIFICACION
TERMICA
Cálida de 3er orden
Cálida de 3er orden
Cálida 3er orden
Cálida de 3er orden
La Polvora
Tabasco 2000
Encantada
Carece
Carece
Carece
Cálida de 3er orden
Cálida de 3er orden
Cálida de 3er orden
Oligotrófica
Oligotrófica
Oligotrófica
TIPO DE MEZCLA
Completa
Completa
Completa
Completa F.
Pistón
Completa
Completa
Completa
Sin embargo, ésta clasificación trófica presuntiva, aunque está sustentada en un Modelo
probabilístico en el cual se incorporó la media geométrica como estadístico robusto, deberá ser
complementada con análisis de nutrientes permanentes y de preferencia con estimaciones de
algunos parámetros biológicos como pueden ser la clorofila a con indicadores biológicos
relacionados con la fauna de invertebrados.
Para el control de los procesos de eutrofía o hipertrofía deberán ser evaluadas las técnicas de
remoción de sedimentos o el uso de procedimientos de biomanipulación con peces
fitoplantónicos. Un aspecto a considerar mediante el manejo de sedimentos es la escasa
profundidad de las lagunas continentales tabasqueñas, lo que hará difícil establecr los niveles
adecuados para la eliminación de sedimentos. Actualmente se cuenta con un sistema de
aereadores en la laguna De las Ilusiones, el cual también deberá ser evaluado en términos de su
eficiencia para la reoxigenación.
Cualquier proceso para el control de los procesos de eutroficación en estas lagunas urbanas,
deberá fundamentarse en la eliminación de los aportes residuales domésticos, para lo cual se
propone el empleo de drenajes perimetrales.
CONCLUSIONES.
Basándose en los resultados descritos en la sección anterior se pueden señalar las siguientes
conclusiones:
1) Algunas lagunas urbanas de la ciudad de Villahermosa, ya empiezan a expresar niveles
críticos de hipertrofía, lo cual hace que su evaluación mediante la estimación analítica de los
nutrientes, se proponga como una alternativa tecnológica para conocer los ritmos de sus
procesos de eutroficación.
2) Las lagunas urbanas originadas por procesos fluviales parecen ser las menos afectadas por
procesos de eutroficación, más aún si cuentan con tributarios hidrológicos de cierta importancia
o se relacionan con asentamientos urbanos de escasa densidad poblacional.
3) Entre las medidas para el control de la eutroficación en la ciudad de Villahermosa, el uso de
procedimientos para el manejo de fangos, deberá ser programado con reservas, pues
conjuntamente con él se pueden alterar ciertas condiciones de mezclado y posiblemente sólo
brinden resultados favorables a mediano plazo.
4) Deberá completarse la evaluación de la eutroficación en los cuerpos de agua urbanos de esta
ciudad del sureste de México, con estimaciones biológicas como la clorofila a y algunos
indicadores bióticos de calidad acuática.
REFERENCIAS.
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