TESIS Q.-F. Ricardo Ureta - Primera Parte.pdf

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL
TITULO DE DOCTOR EN QUÍMICA Y
FARMACIA
TEMA:
ESTUDIO DE LA CALIDAD DE AGUA, SEDIMENTOS
Y ORGANISMOS DEL ECOSISTENA CIRCUNDANTE
AL BALNEARIO LA PLAYITA EN EL ESTERO
SALADO (ESTERO COBINA)
AUTOR: Q.F. RICARDO URETA CEVALLOS
TUTOR: DR. MANUEL VALENCIA
GUAYAQUIL 2002
CERTIFICO
El presente trabajo luego de ser revisado cumple con las normas establecidas para
el desarrollo del tema investigado y por lo tanto autorizo la presentación para ser
aprobado.
Dr. Manuel Valencia Touriz
Tutor de la Tesis
DECLARACIÓN EXPRESA.
“La responsabilidad por los hechos ideas y doctrinas expuestas en esta tesis,
doctoral corresponden exclusivamente a su autor”.
Ricardo Ureta Cevallos
DEDICATORIA
A MIS PADRES A MIS HERMANOS QUE SIEMPRE ME APOYARON Y
ESTUVIERON JUNTOA MI EN TODO MOMENTO
AGRADECIMIENTO
Al Doctor Manuel Valencia por su ayuda prestada para hacer posible que esta tesis
se realice .
RESUMEN
La presente tesis, Tiene como finalidad incursionar en la investigación de los
contaminantes del Estero Cobina adyacente a la ciudad de Guayaquil en la provincia
del Guayas ,teniendo una ubicación geográfica de 79°53’0’’ de longitud Oeste y
2°17’0’’ de latitud Sur. Y estando físicamente ubicado en el extremo Sur de la ciudad
y conectado a la desembocadura del puerto marítimo .
Las razones para realizar una investigación sobre este estero es la de que, en
los últimos años ha sido objeto de innumerables acciones contaminantes como lo
son la propia cercanía del terminal marítimo, el aumento de los asientos
poblacionales en sus riveras y las descargas sin control ni tratamiento mucho menos
prevención de aguas negras y de desechos industriales .
Para realizar una correcta caracterización, y poder observar y cuantificar la
acción eutrófica sobre el estero de los agentes antes mencionados, escogimos como
punto central del presente estudio el sitio denominado balneario “la Playita” creímos
conveniente escoger este punto por que reunía todas las características necesarias
para determinar el grado de influencia .
Los parámetros escogidos para realizar la caracterización son los que indica
la ley de aguas vigentes en la República del Ecuador y son parámetros físicos
químicos y microbiológicos siendo los físicos : temperatura, salinidad, sólidos totales
disueltos, potencial de hidrógeno.
Entre los parámetros químicos tenemos Oxígeno Disuelto, Demanda
Bioquímica de Oxígeno y los micronutrientes como son nitritos, nitratos, silicatos, y
fosfatos.Los parámetros microbiológicos son recuento de Coliformes totales,
Coliformes fecales y Escherichia Coli.
Los meses de estudio para la caracterización fueron :octubre, noviembre y
diciembre del año 2000 escogidos estos por ser los últimos meses de la estación
seca del año y los muestreos se realizaron durante los días de aguajes y en mareas
altas
SUMMARY
The present thesis, has as an aim to investigate the pollutants of the estuary,
of the river called Cobina in the city of Guayaquil in the province of the Guayas,
Having a geographic location of 79°53'0"of the longitude of west and 2°17'0"of
latitude of south.
And been physically situated in the extrenities of the city and connected to the
delta or the opening mouth of the maritime . The reasons to realise an investigation
about this river is that in the last couple of years it has been an object of innumerable
contaminated actions in the river, as it has been the own proximity at the end of the
terminal harbour, The amount of houses built by the river and the discharge without
any management and much less with out any treatment for the human and industrial
waters that makes polluted waters.
To make a correct characteristic and observe the accumulated and eutrofic
action in the stream mentioned above, we have chosen as our central point of the
present study at the spa called LA PLAYITA, We believe that it was convenient to
choose this particular point because it gathers every single characteristic needed to
determined the type of influence.
The parameters selected to the characterisation are the ones that indicate the
law of the waters in the republic of ECUADOR, are physical, chemical, and
microbiological parameters consisting of: Temperature, cleanliness, solids totally
dissolved, hydrogen potential. Between the chemical parameters we have dissolved
oxygen, biochemical, of oxygen and the micronutrients which are nitrides, nitrates,
silicates, and phosphates.
The microbiological parameters are recounts of total coliformes, human waste
coliformes, escherichia collie, which area micro-organisms or bacteria of nitrates.
These were choosen months for this characterisation were October, November, and
December 2000. Chosen because of them been the last tree months of the year
when the dry season in the weather comes and the repetitive collection of samples
were carried out during the days of low see levels and high tides.
INTRODUCCIÓN
A mediados de los años 70 el Ecuador sufrió una transformación básica y
generalizada en lo que respecta a la forma de migración se dio las grandes oleadas
de familias enteras que abandonaron las zonas rurales para migrar hacia las
grandes ciudades en busca de trabajo y mejores días para sus familias.
Las ciudades que más emigrantes recibieron fue la ciudad de Quito y en
mayor escala la ciudad de Guayaquil, la más grande y poblada de la Provincia del
Guayas. Estas personas por ser de bajos recursos económicos se ubicaron en las
zonas marginales de la ciudad, las autoridades de aquellas épocas no supieron ni
prevenir, ni remediar el problema, es más con el regreso a la democracia al inicio de
los años 80 más por políticos corruptos
favorecieron las migraciones hacia las
grandes ciudades, pero esta vez con mayor fuerza tomando proporciones de
verdaderas invasiones.
Los invasores, mal acaudillados, mal organizados y tratando de luchar contra
el tiempo para tener acceso y poseer un pedazo de terreno donde edificar una
vivienda para vivir no respetaron zonas declaradas como bosques y manglares,
áreas verdes y acceso al estero salado.
El mismo problema se da
con las grandes industrias y dueños de
camaroneras ya que se ubican donde quieren y talan los manglares para colocar
sus industrias no respetando ninguna ley, haciendo gala de su poder económico.
Posteriores organizaciones municipales como medio, no para resolver los problemas
sino simplemente palearlos
o disimularlos
mientras
ellos
estaban en
la
administración, aplicaron y colocaron sistemas de alcantarillado totalmente
improvisadas, lo que se establece por las causales:
1. Poseer diseños fuera de especificación para sus respectivos usos y volumen a
manejar.
2. Porque lo más fácil para ellos era conducir todos esta aguas negras de uso
doméstico y de uso industrial al punto más cercano del problema en este caso el
Estero Salado.
Por esta razón en los últimos años los trabajos de control efectuados a nivel
del Estero Salado lo han catalogado como un estero muerto al nivel de su cabecera.
Esta enfermedad del estero ha avanzado y se observa cada vez más fuerte
conforme se avanza hacia su desembocadura en el Golfo de Guayaquil.
La presente tesis realizará un análisis de tipo físico - químico y microbiológico,
en el área del Estero Cobina (Playita del Guasmo) ubicado entre el Estero del
Muerto y las esclusas que comunican al Estero Salado con el río Guayas.
Hace pocos años personas de bajos recursos económicos han tomado al
Estero Cobina, que es parte del Estero Salado como balneario (Playita del Guasmo)
especialmente los fines de semana y días feriados, otra parte de la población realiza
pesca artesanal como labores diarias, de allí la necesidad de demostrar las
características de este ecosistema mediante un estudio actualizado de las calidad de
sus aguas a través de exámenes físicos – químicos y microbiológico a fin de
establecer si están con desechos de ciertas industrias, camaroneras y aguas negras
como cargas domésticas vertidas por los habitantes hacia tal zona.
Es así que este trabajo enfoca el estudio de la calidad de las aguas junto con
trabajos anteriores y los que se realizarán a futuro, servir de apoyo para lograr un
correcto manejo de los recursos que existen en tal lugar y sobre todo tratar de
mantenerlo sin contaminación para que pueda servir como un sitio de diversión y
turismo seguro.
INDICE
INTRODUCCIÓN
CAPITULO I
1.1. MARCO TEORICO
1
1.1.1. PARÁMETROS FISICOS DEL AREA DE ESTUDIO
1
1.1.1.1. SOLIDOS DISUELTOS Y SUSPENDIDOS.
1
1.1.1.2. TEMPERATURA.
2
1.1.1.3. SALINIDAD.
3
1.1.1.4. POTENCIAL DE HIDRÓGENO (PH
4
1.2. PARÁMETROS QUÍMICOS DE UN ESTUARIO
1.2.1. OXIGENO DISUELTO (OD)
6
6
1.2.1.1. CONSIDERACIONES GENERALES
6
1.2.1.2. CICLO DEL OXIGENO
8
1.2.2. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO5)
1.2.2.1. CONSIDERACIONES GENERALES
11
11
1.2.2.2. EFECTOS DE OTROS PARÁMETROS EN LA
DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO
1.2.2.3. SIGNIFICADO AMBIENTAL
14
16
1.2.2.4. METODO PARA DETERMINAR DEMANDA
BIOQUÍMICA DE OXIGENO
1.3. MICRONUTRIENTES INORGÁNICOS
17
17
1.3.1. FOSFATO
18
1.3.2. SILICATO
20
1.3.3. NITRITO
21
1.3.4. NITRATO
21
1.4. PARAMETROS MICROBIOLOGICOS
1.4.1. ENTEROBACTERIAS
22
22
1.4.1.1 GENERO ESCHERICHIA ENTEROBACTER
KLEBSIELLA Y CITROBACTER
1.4.2. CLASIFICACION
22
23
1.4.2.1. GENERO ESCHERICHIA
23
1.4.2.2. ESCHERICHIA COLI
24
1.4.2.2.1. Caracteres Morfológicos.
24
1.4.2.2.2. Características de cultivo
25
1.4.2.2.3. Actividad Bioquímica
25
1.4.2.2.4. Propiedades Metabólicas
25
1.4.2.2.5. Resistencia
25
1.4.2.2.6. Acción Patógena
26
1.4.2.2.7. Modo y origen de la infección
27
1.4.22.2.8. Diagnóstico de laboratorio
28
1.4..3. COLIFORMES
29
1.4.3.1. COLIMETRIA PRESUNTIVA
30
1.4.3.2. COLIMETRIA CONFIRMATIVA
31
1.4.3.3. IDENTIFICACIÓN DE COLIFORMES
31
1.5. ANTECEDENTES
32
1.6. HIPÓTESIS
36
1.7. OBJETIVO GENERAL
36
1.8. OBJETIVOS ESPECIFICOS
36
CAPITULO II
2. TEMPERATURA AMBIENTE EN EL SITIO TOMA DE MUESTRA.
38
2.1. POTENCIAL DE HIDRÓGENO (pH)
38
2.2. SALINIDAD
38
2.3. OXÍGENO DISUELTO (OD)
38
2.4. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO5)
38
2.5. MICRONUTRIENTES
39
2.6. MICROORGANISMOS
39
2.7. UBICACIÓN GEOGRAFICA DEL AREA DE ESTUDIO
39
2.7.1. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL ESTERO COBINA
2.7.1.1. CARACTERÍSTICAS GENERALES.
39
39
2.7.2. UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO
40
2.7.3. UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES PRINCIPALES DE ESTUDIO
45
CAPITULO III
3. MATERIALES Y METODOS
47
3.1. UNIVERSO
48
3.2. CRITERIO DE INCLUSIÓN
48
3.3. MUESTRA
48
3.4. VARIABLES
48
3.4.1. PARÁMETROS FISICOS
48
3.4.2. PARÁMETROS QUÍMICOS
49
3.4.3. PARÁMETROS MICROBIOLOGICOS
49
3.5. INSTRUMENTOS PARA MEDIR PARÁMETROS FISICOS
49
3.5.1. TEMPERATURA
49
3.5.2. SALINIDAD
49
3.5.3. POTENCIAL DE HIDROGENO (pH)
49
3.5.4. SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS (STD)
50
3.6. INSTRUMENTOS PARA MEDIR PARÁMETROS QUIMICOS
50
3.6.1. OXIGENO DISUELTO (OD)
50
3.6.2. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO5)
50
3.7. INSTRUMENTOS PARA MEDIR PARÁMETROS
MICROBIOLOGICOS
3.8. METODOLOGÍA DE ANÁLISIS
3.8.1. OXIGENO DISUELTO.
3.8.1.1. PRINCIPIO.
50
50
50
50
3.8.1.1.1. Método Iodométrico o de Winkler
51
3.8.1.1.2. Método de análisis.
52
3.8.1.1.3. Cálculo de la concentración
53
3.9. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO5)
53
3.9.1. PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS
53
3.9.2. CALCULOS PARA DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO
53
3.10. DETERMINACIÓN DE SILICATO
53
3.10.1. PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS
53
3.10.2. CALCULO DE LA CONCENTRACIÓN DEL SILICATO
54
3.10.3. CALCULO DEL FACTOR SILICATO (Si2O 3=)
54
3.11. DETERMINACIÓN DE NITRITO.
54
3.11.1. PRINCIPIO
55
3.11.2. PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS
55
3.11.3. CALCULOS DE LA CONCENTRACIÓN DEL NITRITO
3.11.4. CALCULO DEL FACTOR DEL NITRITO
(NO2-)
55
56
3.12. DETERMINACIÓN DE NITRATO.
56
3.12.1. PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS.
56
3.12.2. CALCULO DE LA CONCENTRACIÓN DEL NITRATO
57
3.12.3. CALCULO DEL FACTOR NITRITO NO3-
57
3.13. DETERMINACIÓN DE FÓSFORO
58
3.13.1. PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS
58
3.13.2. CALCULO DE LA CONCENTRACIÓNDEL FOSFATO
3.13.3. DETERMINACIÓN DEL FACTOR FOSFATO PO4
=
58
58
3.14. DETERMINACIÓN DE COLIFORMES
58
3.14.1. PRUEBA PRESUNTIVA
59
3.14.2. PRUEBA CONFIRMATIVA
60
3.14.3. PRUEBA COMPLETA
60
CAPITULO IV
4. RESULTADOS OBTENIDOS
61
CAPITULO V
5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
5.1. PARÁMETROS FISICOS
70
70
5.1.1. TEMPERATURA
70
5.1.2. POTENCIAL DE HIDRÓGENO (pH)
71
5.1.3. SALINIDAD
73
5.1.4. SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS (STD)
74
5.2. PARÁMETROS QUÍMICOS
5.2.1. OXIGENO DISUELTO (OD)
5.2.1.1.OBJETIVO
76
76
76
5.2.2. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO (DBO5)
5.2.2.1. OBJETIVO
5.2.3. NITRITO (NO2-)
5.2.4. NITRATO
77
77
78
(NO3-)
80
5.2.5. FOSFATO
(PO4=)
81
5.2.6. SILICATO
(SiO3=)
82
CAPITULO VI
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1. RECOMENDACIONES
ANEXOS
84
85
88
GLOSARIO
111
BIBLIOGRAFÍA
115