análisis de la calidad del agua en la cienega de santa clara para

PRIMER REPORTE PARCIAL
PROYECTO “ANÁLISIS DE LA CALIDAD DEL AGUA EN LA CIENEGA DE
SANTA CLARA PARA IDENTIFICAR LOS POSIBLES DAÑOS AMBIENTALES
DERIVADOS DE LA PUESTA EN OPERACIÓN DE LA PLANTA
DESALINIZADORA DE YUMA, ARIZONA”
INE/A1-018/2009
CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN
ALIMENTACIÓN Y DESARROLLO A.C.
(CIAD) UNIDAD GUAYMAS
RESP. DRA. JAQUELINE GARCÍA HERNÁNDEZ
COLABORADORES:
DR. FRANCISCO ZAMORA. SONORAN INSTITUTE
DR. JORGE RAMÍREZ. UABC-MEXICALI
JUNIO 2009
1
1. INTRODUCCIÓN
El humedal de la Ciénega de Santa Clara (CSC) se localiza en el delta del Río Colorado al
sur del valle agrícola de Mexicali y 20 km al norte del alto Golfo de California. Este
humedal tiene una extensión de 5,800 ha de tule (Typha domingensis) (Glenn et al.
1996). Hace 16 años se publicó el “descubrimiento” de la Ciénega y los autores
hicieron cuatro preguntas relacionadas al destino de la CSC: 1) la salinidad se
concentrará con el tiempo y eventualmente terminará con la vegetación emergente?;
2) es importante la concentración de boro, selenio, molibdeno o arsénico?; 3) Qué
efectos tendrá la operación de la Planta Desaladora de Yuma en la biología del
humedal?; y 4) Qué medidas de monitoreo y mitigación están disponibles para
minimizar el daño y posibles consecuencias negativas de las descargas actuales del
MODE y de futuras descargas de salmuera? (Glenn et al. 1992).
Algunas de estas preguntas han sido contestadas en publicaciones subsiguientes. Por
ejemplo, Zengel et al. (1995) demostraron la persistencia de la vegetación después de
8 meses de interrupción no planeada de flujos del MODE debido a reparaciones del
canal cuando el 70% de la vegetación se secó, sin embargo, ellos mencionan que una
reducción prolongada del flujo reduciría inevitablemente el tamaño de la Ciénega. En
otro estudio realizado por Glenn et al. (1995) demostraron que con una entrada de
salinidad de 3 ppt, Typha domingensis, esta ya bajo suficiente estrés salino, y que 6 ppt
es el límite superior de su distribución natural, por lo tanto, salinidades permanentes
de > 7 ppt excederán el límite de tolerancia de Typha y resultarán en la eliminación de
mucha de la vegetación actual. Tambien se demostró que el selenio entra la Ciénega a
6 ppb en agua y permanece a 8 ppb en el humedal, y que existe bioacumulación de
sedimentos (1.3 ppm) a peces (3.0-5.1 ppm) y a aves (5.6 ppm en huevos). Estos
valores se consideran como de niveles de “preocupación” para la vida silvestre (GarciaHernandez et al., 2000; García-Hernández et al., 2006).
La planta desaladora de Yuma (YDP) se construyó para tratar agua de dren agrícola del
valle Wellton-Mohawk en Yuma para cumplir con el Acta de Control de Salinidad del
Río Colorado de 1974. La planta tiene la capacidad de liberar 90 millones de m3 por
año de agua a México, a través del Río Colorado, y esta misma cantidad de agua podría
ser colectada río arriba para su consumo. La planta se concluyó en 1990, sin embargo,
no operó debido a los altos costos de combustible. El canal Wellton-Mohawk Main
Outlet Drain Extension (MODE) se construyó en 1976 para transportar la salmuera
producida en la planta hacia el alto Golfo de California en México, sin embargo, como
la planta no operó, el canal MODE transportó agua de dren agrícola de Yuma a un área
de planicies lodosas 20 km al norte del alto Golfo, y es aquí en donde se formó la
Ciénega de Santa Clara después de unos años de descargas. Las condiciones actuales
de sequía en el oeste de Estados Unidos han revivido el interés de operar la planta
desaladora, sin embargo, la Ciénega de Santa Clara se reconoce como un ecosistema
importante para los dos países y cualquier plan para operar la planta considera ahora
el mantenimiento y conservación de este humedal. En una prueba inicial de operación,
la planta operó de Marzo a Mayo del 2007 a un 10% de su capacidad, salmuera
mezclada con agua de dren llegó a la Ciénega en esos meses, este nivel de operación
tuvo una respuesta en las variables de calidad del agua en la Cienega de Santa Clara,
sin embargo, los niveles de salinidad y selenio, no excedieron los límites de tolerancia
para la flora y fauna de la Ciénega (Flessa, 2007).
2
La planta desaladora de Yuma, planea continuar con pruebas de operación
incrementando el porcentaje a un 30% a finales del 2009. Es importante contar con
información de niveles de contaminantes base antes de una operación constante de la
planta, y continuar con un monitoreo a largo plazo para detectar problemas de
acumulación de contaminantes antes de que puedan causar daños en la flora y fauna
de este importante ecosistema.
2. OBJETIVO GENERAL
Analizar la calidad de agua de la Ciénega de Santa Clara para identificar los posibles
daños ambientales ocasionados por la puesta en operación de la planta desaladora de
Yuma, en Arizona
3. OBJETIVOS PARTICULARES
1. Determinación de la concentración de compuestos orgánicos en agua,
sedimentos y biota y su distribución en la Ciénega
2. Evaluación preliminar de posibles afectaciones en las zonas inundadas basado
en la topografía general y en escenarios de cambio en volumen de agua que
ingresa a la Ciénega
4. RESULTADOS
4.1. Protocolo de muestreo
4.1.1. Definición de los sitios de muestreo
Los sitios de muestreo se identificaron utilizando una imagen de satélite digital
(QuickBird Abril 25, 2009), en donde se localizaron las lagunas dentro de la Ciénega.
Los sitios de muestreo se verificaron en campo utilizando un GPS. Un muestreo
aleatorio no se podría realizar en la Ciénega, debido a que no todos los puntos
seleccionados serían accesibles. Se identificaron 18 estaciones dentro de la Ciénega
(Fig. 1) las cuales cubren la parte norte, sur, este y oeste del humedal, y dos estaciones
de los drenes de entrada, el dren Riito+Santa Clara y el dren MODE. La Figura 1 y Tabla
1 muestra la ubicación, latitud y longitud de éstas 20 estaciones.
4.1.2. Reporte de los muestreos y periodicidad
Se realizará un solo muestreo de agua, sedimento y organismos en la Ciénega de Santa
Clara para este proyecto. Las fechas de colecta deberán ser antes del inicio de
operación de la planta de operación de la desaladora de Yuma, planeado para Octubre
de este año. Por lo tanto, el 20 y 21 de Mayo del 2009 se realizó el muestreo en la
Ciénega para tener resultados antes de la operación de la planta. En cada estación se
midieron parámetros de campo con una sonda YSI ®, incluyendo temperatura (°C),
conductividad eléctrica mS/cm, salinidad (ppt), sólidos disueltos totales (TDS), oxígeno
(% y en mg/l), pH y potencial oxidoreducción. En cada estación se colectaron muestras
de agua y sedimento para análisis de metales y plaguicidas. Las muestras se
transportaron en hielo hasta el laboratorio en CIAD Guaymas, en donde se
3
homogenizaron los tejidos de peces y se re-dirigieron las muestras a CENICA en México
D.F. por medio de un traslado en avión.
Fig. 1. Estaciones de colecta en la Cienega de Santa Clara durante el muestreo de Mayo
del 2009
Tabla 1. Datos de las estaciones muestreadas en Mayo 2009 en la CSC
Fecha
hora
Muestra #
Lat N
Long O
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
07:40 a.m.
08:15 a.m.
08:40 a.m.
08:50 a.m.
10:40 a.m.
11:00 a.m.
11:40 a.m.
12:00 p.m.
12:35 p.m.
01:05 p.m.
07:05 a.m.
07:15 a.m.
07:45 a.m.
08:00 a.m.
08:15 a.m.
09:15 a.m.
10:15 a.m.
10:30 a.m.
12:30 p.m.
01:35 p.m.
2005.1
2005.2
2005.3
2005.4
2005.5
2005.6
2005.7
2005.8
2005.9
2005.10
2105.11
2105.12
2105.13
2105.14
2105.15
2105.16
2105.17
2105.18
2105.19 Riito
2105.20 MODE
32° 01´38.3"
32° 01´31.8"
32° 01´17.1"
32° 01´6.7"
32° 01´05.2"
32° 00´46.5"
32° 01´0"
32° 01´16.8"
32° 01´39.3"
32° 01´47.7"
32° 02´20.0"
32° 02´20.1"
32° 02´11.5"
32° 01´58.9"
32° 01´47.8"
32° 01´36.8"
32° 02´13.6"
32° 02´33.2"
32° 06´19.9"
32° 03´19.9"
114°52´27.6"
114°52´19.3"
114°52´07.6"
114°51´59.9"
114°52´16.8"
114°51´54.5"
114°52´04.5"
114°52´12.4"
114°52´00.4"
114°51´47.5"
114°54´24.6"
114°54´10.5"
114°53´58.4"
114°53´42.8"
114°53´39.1"
114°53´33.5"
114°53´18"
114°53´22.7"
114°56´52.3"
114°53´48.1"
4
4.2. Identificación de fauna residente en el área de estudio
En el delta del Río Colorado existen mas de 70 especies de aves acuáticas, la mayor
riqueza de especies en verano se ha detectado en la Ciénega de Santa Clara (HinojosaHuerta et al 2004). Una de las características principales de este sitio, es la presencia
de agua durante todo el año y la abundante vegetación emergente (Typha
domingensis). Además de aves, algunas lagunas someras de la Cienega todavía
presentan peces nativos, como el pez cachorrito del desierto, además se encuentra la
rata almizclera y una población alta de coyotes que dependen de la productividad de
este sitio. A continuación se presenta una lista con la fauna de la Cienega.
Tabla 2. Listado de fauna residente de la Ciénega de Santa Clara.
Grupo taxonómico
Especie
Habitat
Aves
Patos
Anser albifrons
Branta canadiensis
Chen caerulescens
Pelícanos/cormoranes
Anas clypeata
Anas acuta
Anas cyanoptera
Pelecanus erythrorhynchos
Pelecanus occidentalis
Phalacrocorax auritus
Aves playeras
Calidris mauri
Limnodromus scolopaceus
Limnodromus griseus
Phalaropus lobatus
Lagunas internas, pasto
salado, campos agrícolas
adyacentes
Lagunas internas, pasto
salado, campos agrícolas
adyacentes
Lagunas internas, pasto
salado, campos agrícolas
adyacentes
Lagunas internas
Lagunas internas
Lagunas internas
Aguas mas profundas de la
Cienega (> 0.8 m)
Aguas mas profundas de la
Cienega (> 0.8 m)
Aguas mas profundas de la
Cienega (> 0.8 m)
Lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
Lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
Lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
Lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
5
Himantopus mexicanus
Charadrius vociferus
Aves del tular
Garzas
Rallus longirostris
yumanensis
Rallus limicola
Fulica americana
Ixobrychus exilis
Laterallus jamaicensis
Botaurus lentiginosus
Plegadis chihi
Egretta thula
Ardea alba
Eudocimus albus
Se reproducen en las
lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
Se reproducen en las
lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
Zona de tule
Zona de tule
Zona de tule
Zona de tule
Zona de tule
Zona de tule
Lagunas exteriores baja
profundidad
Lagunas exteriores baja
profundidad
Lagunas exteriores baja
profundidad
Lagunas exteriores baja
profundidad
Peces
Cyprinodon macularius
Cyprinus carpio
Lepomis macrochirus
Poecilia latipinna
Micropterus salmoides
Mugil cephalus
Pez en peligro de extinción
que habita zonas someras
en la parte perimetral sur
este de la Cienega
Carpa, especie abundante
en zonas profundas de la
Cienega
Tilapia, especie abundante
en toda la zona inundada
de la Cienega
Molly de vela, abundante
en lagunas someras en la
periferia de la cienega
Bocón, especie abundante
en zonas profundas de la
Cienega, se esta
explotando para pesca
deportiva
Lisa, especie temporal,
presente en toda la zona
inundada
Crustáceos
Procambarus clarkii
Langostino, habita los
6
Paleomonetes paludosus
fondos lodosos de la zona
inundada
Camarón de agua dulce,
presente en las lagunas de
la Cienega
Mamíferos
Ondatra zibethicus
Canis latrans
Rata almizclera, especie
común en las lagunas
internas de la Cienega
Coyote, abundante en toda
la zona del delta, tiene
zonas de reproducción en
las orillas de la Cienega
4.3. Topografía y batimetría
El 20 de mayo se realizó una salida de prospección a la Ciénega de Santa Clara. El
objetivo fue el evaluar las condiciones de accesibilidad en la parte terrestre y de
alrededor de la Ciénega y de la parte de lagunas e identificar el equipo y materiales
necesarios para hacer el levantamiento topográfico y batimétrico. El Dr. Zamora del
Sonoran Instituto y el Dr. Jorge Ramírez de la UABC lideraron este componente de la
salida de campo con el apoyo de una persona del Ejido Luis Encinas Johnson.
Se recorrió toda la margen este de la Ciénaga, desde el canal MODE en la parte norte,
hasta la parte mas al sur, donde se encuentra la influencia de la marea (ver ruta en la
figura 2). El recorrido se realizó en una camioneta 4x4 y en una cuatrimoto, lo que
permitió el acceso a un mayor numero de zonas. Durante el recorrido se marcaron
puntos de referencia en los sitios clave de acceso, además se mapeo la ruta completa
del recorrido como apoyo durante salidas futuras (Figura 1). El recorrido por la
margen oeste fue realizado por Lourdes Mexicano y Juan Butron. De forma similar se
marcaron algunos puntos de referencia (no mostrados en la figura 1).
7
Figura 2. Recorrido durante la salida de campo del 20 de Mayo del 2009. Los círculos
representan los puntos de referencia (waypoints) y los cuadrados muestran toda la
ruta que se siguió.
Las observaciones durante la salida de prospección fueron las siguientes:
Toda la margen Este es accesible por tierra desde el Ejido Luis Encinas Johnson. Se
puede llegar en camioneta 4x2 al punto conocido como La Flor del Desierto, que esta
aproximadamente a la mitad de la margen este de la Ciénega. Desde ahí el acceso es
solamente en camioneta 4x4 y en cuatrimoto, pero existen algunas zonas de
vegetación muy densa, sobre todo en la mitad norte, que obstruyen el acceso directo a
la orilla. En la orilla de la Ciénega hay zonas lodosas inaccesibles para la cuatrimoto. El
recorrido por la orilla se tendrán que hacer caminando, con la limitante de que el lodo
dificulta mucho la caminata.
En la margen Oeste de la Ciénega es de mas difícil acceso ya que en su totalidad son
planicies muy lodosas. En camioneta se puede llegar a aproximadamente 1-2 km de la
orilla, y lo demás se tiene que hacer caminando en el lodo.
En lo referente a la batimetría, se platicó con las personas que conocen muy bien la
Ciénega, y se identifico que el acceso es fácil a las lagunas de la parte norte. Sin
embargo, a otras lagunas de la parte media hacia el sur se tendrá que hacer en
aereobote de preferencia, o en lancha de fondo plano.
8
Plan de trabajo y productos esperados:
Con base en las observaciones durante la salida de prospección se estableció el
siguiente plan de trabajo y productos.
Topografía:
Se realizarán transectos perpendiculares a la orilla de la Ciénega cada 500 metros. Los
transectos tendrán una longitud de aproximadamente 200 metros centrados en la
orilla del agua. Es decir, los transectos se extenderán aproximadamente 100 metros
hacia adentro del agua y 100 metros hacia tierra.
Con base en el análisis de esto primer levantamiento se decidirá como realizar un
segundo levantamiento para llenar algunos huecos de información que permitan hacer
un mejor mapa topográfico de la orilla de la Ciénega.
Batimetría:
En las lagunas de fácil acceso en bote se hará un levantamiento de la profundidad del
fondo y del nivel de agua. Para esto se hará una cuadrícula de 100x100 metros y se
elegirán 2 puntos para hacer el levantamiento. Además, se hará un levantamiento de
los márgenes de cada laguna tomando datos de profundidad del fondo y del agua cada
20 metros.
4.4. Calidad del agua
Los resultados de todos los parámetros de campo se encuentran en la Tabla 2. El
promedio de salinidad en la CSC fue de 2.663 ppt. Las estaciones 10, 11, 12, 13 y 19
tuvieron mayores salinidades (Fig. 3 y 4), esto se puede explicar a que se encuentran
en las orillas del humedal, lo que puede relacionarse con profundidades menores,
mayor evaporación y menores flujos. El punto 19 es el dren Riito+Sta. Clara que
generalmente presenta altas salinidades durante todo el año, sin embargo su flujo es
de menos del 3 % del flujo promedio del MODE, por lo que la salinidad de la Cienega
obedece en mayor medida a la salinidad del canal MODE (Tabla 2).
9
Tabla 2. Parámetros de campo obtenidos durante el muestreo en la CSC.
Est.
#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
riito
20
MODE
4
hora
T
CE
Sal
SDT
(mS/cm) (ppt) (mg/l)
DO
(%)
DO
(mg/l) pH
ORP
07:40 a.m.
08:15 a.m.
08:40 a.m.
08:50 a.m.
10:40 a.m.
11:00 a.m.
11:40 a.m.
12:00 p.m.
12:35 p.m.
01:05 p.m.
07:05 a.m.
07:15 a.m.
07:45 a.m.
08:00 a.m.
08:15 a.m.
09:15 a.m.
10:15 a.m.
10:30 a.m.
21.63
21.73
21.88
22.7
22.9
25.32
23
23
22.4
27.08
26.56
26.8
26.8
26
25.8
26.14
26
24.8
4.59
4.6
4.6
4.6
4.8
4.81
4.68
4.61
4.6
5.51
6.89
5.86
5.18
4.45
4.71
4.63
4.6
4.46
2.46
2.46
2.47
2.46
2.59
2.57
2.5
2.47
2.49
2.96
3.77
3.17
2.78
2.37
2.52
2.47
2.35
2.38
2990
2990
2990
2990
3130
3120
3040
3000
3020
3580
4484
3812
3370
2890
3070
3010
2900
2900
36
36
31.7
45
59
67
32
52
43.7
59
77
98
124
99
108
108
61
21
3.15
3.12
2.72
3.8
5.07
5.37
2.7
4.39
3.75
4.68
6.01
7.7
9.7
7.9
8.67
8.6
4.9
1.7
7.13
6.86
6.92
6.9
7.07
7.21
7
7
7.1
7.2
7.4
7.3
7.4
7.3
7.3
7.3
7.1
7
-25.9
-26.3
-27.2
-28.9
-28.3
-25
-17
-13
-12.8
-7.1
-30
-24
-24
-20
-21
-18
-20
-7
12:30 p.m.
27.6
6.65
3.6
4320
136
10.5
7.2
2.5
01:35 p.m.
26.84 4.55
2.42
2960
191
15.13
7.5
4.3
Promedio de Sal (ppt)
3.5
3
2.5
2
Total
1.5
1
0.5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Estación #
Fig. 3. Salinidad en las estaciones de la CSC en Mayo 2009.
10
Fig. 4. Localización de las estaciones con mayor salinidad (en rojo)
Los valores de oxígeno disuelto fueron mayores en las estaciones del norte de la
Cienega que en las estaciones del sur (Fig. 5 y 6), es posible que las estaciones del
norte estén mejor oxigenadas porque la influencia de los drenes de entrada. A pesar
de haber niveles bajos de oxígeno en algunos puntos, no hay evidencia de
eutroficación dentro del humedal (i.e. producción de microalgas o altas
concentraciones de nutrientes).
11
Fig. 5. Los marcadores verdes indican menores concentraciones de oxígeno disuelto
16
Promedio de DO (mg/l)
14
12
10
8
Total
6
4
2
0
07:40 08:15 08:40 08:50 10:40 11:00 11:40 12:00 12:35 01:05 07:05 07:15 07:45 08:00 08:15 09:15 10:15 10:30 12:30 01:35
a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. p.m. p.m. p.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. p.m. p.m.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Estación # hora
Fig. 6. Distribución de las concentraciones de oxígeno en las estaciones muestreadas
4.4.1. Nutrientes
La tabla 3 muestra las concentraciones de nutrientes detectadas en las estaciones de la
CSC. La EPA (US EPA, 2000) recomienda concentraciones de nitratos menores a 5 mg/l
para protección de cuerpos de agua en Arizona. Ninguna de las muestras colectadas,
excedieron los niveles de nitratos recomendados (Fig. 7). Se obtuvo un promedio de
0.07 mg/l de fosfatos totales, el cual está dentro del límite de 0.10 mg/l recomendado
12
por la EPA para cuerpos de agua en Arizona. Sin embargo, las estaciones 8, 18 y 19 (Fig.
8 y 9) excedieron el límite. El dren Riito+Sta Clara (19) aporta fosfatos, y de acuerdo a
las corrientes puede afectar a algunos sitios dentro del humedal. Cabe mencionar que
ninguno de los valores de nitratos o fosfatos, excedieron la NOM-001- ECOL-1996, sin
embargo, hemos observado que valores inferiores a los de la NOM para protección de
vida acuática, causan problemas de eutroficación en ecosistemas del delta del Río
Colorado, ya que son ecosistemas con poco flujo y altos niveles de evaporación (e.g.
Rio Hardy), por lo que es recomendable utilizar limites mas conservadores para la
protección de los humedales en esta zona.
El promedio de amonio en la CSC fue de 0.52 mg/l, los sitios 7 y 8 presentaron mayores
concentraciones, probablemente por influencia de corrientes (Fig. 10). La forma tóxica
del amonio es el amonio desionizado, valores por encima de 1 mg/l causan mortandad
en invertebrados y peces (US EPA, 1985); sin embargo, ninguna de las muestras se
acercó a este valor dentro de la CSC (Tabla 3).
Tabla 3. Concentraciones de nutrientes en la Cienega de Santa Clara
Est. #
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Amonio
(mg/L)
0.33
0.62
0.24
0.40
0.49
0.41
1.38
1.40
0.47
0.49
0.58
0.37
0.39
0.55
0.42
0.36
0.37
0.42
0.52
0.34
Amonio
desionizado
(mg/l)
0.002
0.003
0.001
0.002
0.002
0.002
0.007
0.007
0.002
0.003
0.004
0.002
0.003
0.003
0.003
0.002
0.002
0.002
0.003
0.002
Dureza
(Ca&Mg)
mg/L
308
289
296
288
268
273
285
268
280
283
249
255
260
253
256
259
264
280
283
272
Fosfatos
totales
(mg/L)
0.07
0.05
0.02
0.04
0.01
0.10
0.04
0.25
0.07
0.09
0.02
0.00
0.03
0.02
0.08
0.06
0.10
0.19
0.14
0.00
Nitratos
(NO3-N)
(mg/L)
3.41
2.95
2.27
3.18
2.27
2.05
3.18
2.73
2.27
2.27
1.59
1.36
2.05
3.64
2.95
3.64
3.41
3.41
3.18
3.41
Turbidez
(FTU)
11
10
9
13
6
31
9
17
6
8
8
10
10
17
23
19
4
5
11
5
13
6
Nitratos (NO3-N) (mg/L)
limite Arizona
5
4
3
Total
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Estación #
Fig. 7. Concentración de nitratos en muestras de agua de la CSC.
0.3
Fosfatos (mg/L)
0.25
0.2
0.15
Total
Limite Arizona
0.1
0.05
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Estación #
Fig. 8. Concentraciones de fosfatos totales en muestras de agua de la CSC.
14
Fig. 9. Concentraciones de fosfatos por encima del limite recomendado por la EPA (en
rojo).
1.6
Amonia (mg/L)
1.4
1.2
1
0.8
Total
0.6
0.4
0.2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Estación #
Fig. 10. Concentraciones de amonia (mg/l) en la CSC.
15
4.5. Residuos tóxicos
De acuerdo a investigaciones previas en el delta del Río Colorado, seleccionamos una
lista de analitos (antropogénicos y naturales) para medirse en las muestras de agua,
sedimento y organismos colectadas en la Cienega (Tabla 4). Los análisis se llevarán a
cabo en el Centro Nacional de Investigación y Capacitación Ambiental (CENICA)
ubicado en México D.F. Las muestras colectadas en la Cienega se recibieron en CENICA
el 28 de Mayo del 2009, los resultados de estos análisis se darán en el segundo
reporte.
Tabla 4. Lista de analitos de interés para analizarse en agua, sedimento y organismos
de la CSC.
Analito
Observaciones
Organoclorados
Isómeros alfa, beta y gama(lindando) del
hexaciclohexano
Metabolitos del DDT
Aldrin
Dieldrin
Clordano
Endrin
Heptacloro
Mirex
Toxafeno
Atrazina
Clordecona
Pentaclorofenol
Dicofol
Endosulfan
Organofosforados
Metamidofos
Paration metil
Dimetoato
Acefato
Monocrotofos
Metales
Selenio
Arsenico
Cadmio
Plomo
Cianuro
Cobre
Cromo
Niquel
Zinc
Uso actual (lindano)
Uso pasado
Uso pasado
Uso pasado
Uso pasado
Uso pasado
Uso pasado
Uso pasado
Uso pasado
Uso pasado
Uso pasado
Uso pasado
Uso actual
Uso actual
Uso actual
Uso actual
Uso actual
Uso actual
Uso actual
Origen natural
Origen natural+antropogenico
Origen antropogénico
Origen antropogénico
Origen antropogénico
Origen antropogénico
Origen antropogénico
Origen antropogénico
Origen antropogénico
16
5. REFERENCIAS
Flessa, K. 2007. Water quality monitoring program for the Cienega de Santa Clara. Final
Report. University of Arizona Project Y450277.
Garcia-Hernandez, J.,Glenn, E.P.,Artiola, J.,Baumgartner, D.J., 2000. Bioaccumulation of
Selenium (Se) in the Cienega de Santa Clara Wetland, Sonora, Mexico. Ecotoxicology
and Environmental Safety. 45 298-304.
García-Hernández, J.,Sapozhnikova, Y.V.,Shlenk, D.,Mason, A.Z.,Hinojosa-Huerta,
O.,Rivera-Díaz, J.J.,Ramos-Delgado, N.A.,Sanchez-Bon, G., 2006. Concentration of
contaminants in breeding bird eggs from the Colorado River delta, Mexico.
Environmental Toxicology and Chemistry. 25 6.
Glenn, E.P.,Felger, R.S.,Burquez, A.,Turner, D.S., 1992. Cienega de Santa Clara:
endangered wetland in the Colorado River Delta, Sonora, Mexico. Natural resources
journal. 32 817-824.
Glenn, E.,Thompson, T.L.,Frye, R.,Riley, J.,Baumgartner, D., 1995. Effects of salinity on
growth and evapotranspiration of Typha domingensis Pers. Aquatic Botany. 52 75-91.
Hinojosa-Huerta, O., DeStefano, S., Carrillo-Guerrero, Y., Shaw, W.W., Valdés-Casillas,
C. 2004. Waterbird communities and associated wetlands of the Colorado River delta,
Mexico. Studies in Avian Biology. 27:52-60.
US EPA. 2000. Water quality standards. 40 CFR Ch. I (7-1-00 Edition).
US EPA. 1985. Ambient water quality criteria for Ammonia. EPA 440/5-85-001. 228 pp
Zengel, S.A.,Mertsky, V.J.,Glenn, E.P.,Felger, R.S.,Ortiz, D., 1995. Cienega de Santa
Clara, a remnant wetland in the Rio Colorado delta (Mexico): vegetation distribution
and the effects of water flow reduction. Ecological Engineering. 4 19-36.
17
REPORTE FINAL
PROYECTO “ANÁLISIS DE LA CALIDAD DEL AGUA EN LA CIENEGA DE
SANTA CLARA PARA IDENTIFICAR LOS POSIBLES DAÑOS AMBIENTALES
DERIVADOS DE LA PUESTA EN OPERACIÓN DE LA PLANTA
DESALINIZADORA DE YUMA, ARIZONA”
INE/A1-018/2009
DRA. JAQUELINE GARCÍA HERNÁNDEZ. CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN
ALIMENTACIÓN Y DESARROLLO A.C. (CIAD) UNIDAD GUAYMAS
DR. FRANCISCO ZAMORA. SONORAN INSTITUTE
DR. JORGE RAMIREZ. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIAMEXICALI
Q.B.P. TERESA ORTUÑO ARZATE. CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN
Y CAPACITACIÓN AMBIENTAL (CENICA)
SEPTIEMBRE 2009
1
RESUMEN
La Ciénega de Santa Clara se originó con agua de retorno agrícola del canal BYPASS que se extrae del
valle agrícola Wellton-Mohawk en Yuma Arizona. La planta desaladora de Yuma se terminó de construir
en 1994 para dar tratamiento al agua del canal BYPASS y utilizarla como parte del tratado de aguas
entre México y Estados Unidos de 1944. Sin embargo, las condiciones no habían sido apropiadas hasta
ahora para operar la planta, por lo que a principios del 2010 se pretende iniciar operaciones de la planta
desaladora a un 30% de su capacidad. Por lo anterior, es necesario contar con una línea base de la
calidad del agua en la Ciénega de Santa Clara. A continuación se presentan resultados de calidad de
agua y de un levantamiento topográfico y batimétrico de la Ciénega. Los resultados indican que la
salinidad presente dentro del humedal (2.6 ppt) es adecuada para el establecimiento del tule (Typha
domingensis). No existen condiciones de eutroficación por exceso de nutrientes, las plantas acuáticas
están funcionando como filtros disminuyendo estos elementos del agua de entrada. El riesgo
ecotoxicológico por compuestos orgánicos (plaguicidas y PCBs) al cual están expuestos tanto los
organismos acuáticos como las aves, es bajo, ya que las concentraciones que detectamos en agua y
sedimento (las principales vías de exposición) estuvieron por debajo de los límites recomendados. Las
concentraciones de metales fueron medidas en agua, sedimento y tejido de peces; en agua fueron altas
para mercurio, en sedimento para arsénico, sin embargo en tejido de peces ningún metal excedió los
límites de las normas para consumo humano, si se observó biomagnificación de selenio de agua a
sedimento y peces, sin exceder los límites. En cuanto a los resultados del levantamiento topográfico
encontramos que la sección Oeste de la Ciénega es la más vulnerable a la pérdida de vegetación con la
reducción del flujo de entrada por ser la sección con cota topográfica más baja y por tanto la que recibe
menor cantidad de agua, con la consecuente pérdida de vida silvestre y aves. Por lo cual la reducción en
la superficie de la Ciénega bajo un escenario de menor caudal de entrada se iniciará en la sección oeste
y continuará en la porción sur, con la consecuente pérdida de hábitat para la vida silvestre y aves de
esas secciones.
ABSTRACT
The Cienega de Santa Clara was originated with drain water from the BYPASS canal which transports
well water from the Wellton-Mohawk agricultural valley in Yuma Arizona. The Yuma Desalting Plant was
finished in 1994 to treat BYPASS water and comply with the 1944 U.S.-Mexico water treaty. However,
conditions were not appropriate to operate the plant until now when the plant will operate at 30%
capacity in early 2010. Therefore, it is necessary to have water quality baseline information from the
Cienega. Next we will present water quality results and the topographic and bathymetric data from the
Cienega. Results indicate that current salinity is adequate for the establishment of cattail (Typha
domingensis). There is no eutrophication derived from nutrient excess, aquatic plants are filtering
nutrients from the input water lowering the concentrations inside the wetland. The ecotoxicological risk
for organic compounds (pesticides and PCBs) at which aquatic organisms and birds are exposed is low,
since concentrations in water and sediment (main exposure route) were lower than the limits of
concern. Metal concentrations were measured in water, sediment and fish tissue; concentrations in
water were high for mercury, in sediment were high for arsenic, however in fish tissue all metals were
lower than the recommended limits for human consumption, a biomagnification was observed for
selenium from water to sediment to fish, without exceeding the limits. Results from the topographic
survey showed that the western section of the Cienega is the most vulnerable to vegetation loss as a
result of inflow reduction, this section has a lower topographic level and consequently receives less
water. Therefore a surface reduction of the Cienega as a result of a lower inflow scenario will initiate in
the western section and will continue on the southern portion with the consequent loss of habitat for
wildlife and birds.
2
1. INTRODUCCIÓN
El humedal de la Ciénega de Santa Clara (CSC) se localiza en el delta del Río Colorado al
sur del valle agrícola de Mexicali y 20 km al norte del alto Golfo de California. Este
humedal tiene una extensión de 5,800 ha de tule (Typha domingensis) (Glenn et al.
1996). Hace 16 años se publicó el “descubrimiento” de la Ciénega y los autores
hicieron cuatro preguntas relacionadas al destino de la CSC: 1) la salinidad se
concentrará con el tiempo y eventualmente terminará con la vegetación emergente?;
2) es importante la concentración de boro, selenio, molibdeno o arsénico?; 3) Qué
efectos tendrá la operación de la Planta Desaladora de Yuma en la biología del
humedal?; y 4) Qué medidas de monitoreo y mitigación están disponibles para
minimizar el daño y posibles consecuencias negativas de las descargas actuales del
BYPASS y de futuras descargas de salmuera? (Glenn et al. 1992).
Algunas de estas preguntas han sido contestadas en publicaciones subsiguientes. Por
ejemplo, Zengel et al. (1995) demostraron la persistencia de la vegetación después de
8 meses de interrupción no planeada de flujos del BYPASS debido a reparaciones del
canal cuando el 70% de la vegetación se secó, sin embargo, ellos mencionan que una
reducción prolongada del flujo reduciría inevitablemente el tamaño de la Ciénega. En
otro estudio realizado por Glenn et al. (1995) demostraron que con una entrada de
salinidad de 3 ppt, Typha domingensis, esta ya bajo suficiente estrés salino, y que 6 ppt
es el límite superior de su distribución natural, por lo tanto, salinidades permanentes
de > 7 ppt excederán el límite de tolerancia de Typha y resultarán en la eliminación de
mucha de la vegetación actual. Tambien se demostró que el selenio entra la Ciénega a
6 ppb en agua y permanece a 8 ppb en el humedal, y que existe bioacumulación de
sedimentos (1.3 ppm) a peces (3.0-5.1 ppm) y a aves (5.6 ppm en huevos). Estos
valores se consideran como de niveles de “preocupación” para la vida silvestre (GarciaHernandez et al., 2000; García-Hernández et al., 2006).
La planta desaladora de Yuma (YDP) se construyó para tratar agua de dren agrícola del
valle Wellton-Mohawk en Yuma para cumplir con el Acta de Control de Salinidad del
Río Colorado de 1974. La planta tiene la capacidad de liberar 90 millones de m3 por
año de agua a México, a través del Río Colorado, y esta misma cantidad de agua podría
ser colectada río arriba para su consumo. La planta se concluyó en 1990, sin embargo,
no operó debido a los altos costos de combustible. El canal BYPASS se construyó en
1976 para transportar la salmuera producida en la planta hacia el alto Golfo de
California en México, sin embargo, como la planta no operó, el canal BYPASS
transportó agua de dren agrícola de Yuma a un área de planicies lodosas 20 km al
norte del alto Golfo, y es aquí en donde se formó la Ciénega de Santa Clara después de
unos años de descargas. Las condiciones actuales de sequía en el oeste de Estados
Unidos han revivido el interés de operar la planta desaladora, sin embargo, la Ciénega
de Santa Clara se reconoce como un ecosistema importante para los dos países y
cualquier plan para operar la planta considera ahora el mantenimiento y conservación
de este humedal. En una prueba inicial de operación, la planta operó de Marzo a Mayo
del 2007 a un 10% de su capacidad, salmuera mezclada con agua de dren llegó a la
Ciénega en esos meses, este nivel de operación tuvo una respuesta en las variables de
calidad del agua en la Cienega de Santa Clara, sin embargo, los niveles de salinidad y
selenio, no excedieron los límites de tolerancia para la flora y fauna de la Ciénega
(Flessa, 2007).
3
La planta desaladora de Yuma, planea continuar con pruebas de operación
incrementando el porcentaje a un 30% a finales del 2009. Es importante contar con
información de niveles de contaminantes antes de una operación constante de la
planta, y continuar con un monitoreo a largo plazo para detectar problemas de
acumulación de contaminantes antes de que puedan causar daños en la flora y fauna
de este importante ecosistema.
2. OBJETIVO GENERAL
Analizar la calidad de agua de la Ciénega de Santa Clara para identificar los posibles
daños ambientales ocasionados por la puesta en operación de la planta desaladora de
Yuma, en Arizona
3. OBJETIVOS PARTICULARES
1. Determinación de la concentración y distribución de compuestos orgánicos en
agua, sedimentos y biota en la Ciénega, para contar con una evaluación preliminar
del estado del ecosistema durante los primeros meses de la puesta en marcha de la
planta desalinizadora de Yuma
2. Describir la topografía general y analizar escenarios de cambio en el volumen de
agua que ingresa a la Ciénega, para contar con parámetros que permitan la
evaluación preliminar de posibles afectaciones en las zonas inundadas
4. RESULTADOS DEL PRIMER REPORTE
Se presentaron resultados de parámetros de campo y resultados de un levantamiento
topográfico en la zona Este de la Ciénega, los cuales están incluidos en este reporte
final.
5. RESULTADOS
5.1. Protocolo de muestreo para análisis químicos
5.1.1. Definición de los sitios de muestreo
Los sitios de muestreo se identificaron utilizando una imagen de satélite digital
(QuickBird Abril 25, 2009), en donde se localizaron las lagunas principales dentro de la
Ciénega. Los sitios de muestreo se verificaron en campo utilizando un GPS. En Mayo
del 2009 se realizó un primer muestreo en 20 puntos dentro de la Ciénega (Fig. 1) para
medir los parámetros de calidad fisicoquímica del agua y nutrientes. Para los análisis
de contaminantes, se identificaron 7 estaciones dentro de la Ciénega las cuales cubren
la parte norte, sur, este y oeste del humedal, además se escogió una estación en el
humedal El Doctor, que se encuentra en la orilla este de la Ciénega para comparar con
resultados de la Ciénega y dos estaciones de los drenes de entrada, el dren Riito-Santa
4
Clara y el dren BYPASS. La Figura 2 y Tabla 2 muestran la ubicación de éstas 10
estaciones.
Fig. 1. Estaciones de muestreo, Mayo 2009
Tabla 1. Datos de las estaciones muestreadas en Mayo 2009 en la Ciénega
Fecha
hora
Muestra #
Lat N
Long O
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
20/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
21/05/2009
07:40 a.m.
08:15 a.m.
08:40 a.m.
08:50 a.m.
10:40 a.m.
11:00 a.m.
11:40 a.m.
12:00 p.m.
12:35 p.m.
01:05 p.m.
07:05 a.m.
07:15 a.m.
07:45 a.m.
08:00 a.m.
08:15 a.m.
09:15 a.m.
10:15 a.m.
10:30 a.m.
12:30 p.m.
01:35 p.m.
2005.1
2005.2
2005.3
2005.4
2005.5
2005.6
2005.7
2005.8
2005.9
2005.10
2105.11
2105.12
2105.13
2105.14
2105.15
2105.16
2105.17
2105.18
2105.19 Riito
2105.20 BYPASS
32° 01´38.3"
32° 01´31.8"
32° 01´17.1"
32° 01´6.7"
32° 01´05.2"
32° 00´46.5"
32° 01´0"
32° 01´16.8"
32° 01´39.3"
32° 01´47.7"
32° 02´20.0"
32° 02´20.1"
32° 02´11.5"
32° 01´58.9"
32° 01´47.8"
32° 01´36.8"
32° 02´13.6"
32° 02´33.2"
32° 06´19.9"
32° 03´19.9"
114°52´27.6"
114°52´19.3"
114°52´07.6"
114°51´59.9"
114°52´16.8"
114°51´54.5"
114°52´04.5"
114°52´12.4"
114°52´00.4"
114°51´47.5"
114°54´24.6"
114°54´10.5"
114°53´58.4"
114°53´42.8"
114°53´39.1"
114°53´33.5"
114°53´18"
114°53´22.7"
114°56´52.3"
114°53´48.1"
5
Fig. 2. Estaciones de muestreo en la Ciénega de Santa Clara para contaminantes
Tabla 2. Localización de las estaciones muestreadas para contaminantes
Sitio No.
1
5
6
21
23
8
9
13
24
12
16
Nombre
El Troque
La Flor laguna sur
La Flor laguna nte
Entre dos
muelle
BYPASS drain
Riito – Sta. Clara
Flor llantas
El doctor
Laguna separada
Noreste
UTMx
699503
701408
700964
701154
697391
698569
697920
703340
713021
696229
698619
UTMy
3546235
3543885
3545060
3544154
3546589
3548287
3549072
3544328
3536471
3547944
3549061
5.1.2. Reporte de los muestreos y periodicidad
En Mayo del 2009 se midieron parámetros fisicoquímicos y se colectaron 20 muestras
de agua para análisis de nutrientes y en Septiembre del 2009 se realizó un muestreo
de agua, sedimento y organismos para análisis de contaminantes. En el muestreo de
mayo en cada estación se midieron parámetros de campo con una sonda YSI,
incluyendo temperatura (°C), conductividad eléctrica mS/cm, salinidad (ppt), sólidos
disueltos totales (TDS), oxígeno (% y en mg/l), pH y potencial oxido-reducción y se
colectaron muestras de agua para nutrientes. En el muestreo de septiembre del 2009
se colectó agua, sedimentos y peces para análisis de contaminantes. Los peces se
colectaron en 7 puntos diferentes a los demás, ya que no en todas las estaciones
6
anteriores se podía colocar una red (chinchorro), éstos 7 puntos están distribuidos en
el norte y sur de la Ciénega (Fig. 3 y tabla 3).
Fig. 3. Estaciones de muestreo de peces para contaminantes
Tabla 3. Localización de las estaciones y especies colectadas para contaminantes.
Sitio No.
1
2
6
7
8
10
UTMX
699503
698895
701407
701140
701458
700969
UTMY
3546235
3546388
3543883
3544130
3544097
3545069
N
8
18
1
1
1
3
Nombre común del organismo colectado
lisa (5), bocón (2), carpa (1)
bocón(6), mojarrita azul(8), tilapia (1), carpa (3)
Bocón (1)
Bocón (1)
Bocón (1)
carpa (2), bocón (1)
Las muestras de agua, sedimento y tejido se transportaron en hielo hasta el
laboratorio en CIAD Guaymas, en donde se procesaron de la siguiente manera. Para los
análisis de metales: las muestras de agua se digirieron con ácido nítrico en un horno de
microondas MarsX, el sedimento se secó a 40°C, se homogenizó y se digirió con ácido
nítrico y para los peces se extrajo una muestra de músculo de 50 g de cada individuo,
se homogenizó y se digirió con ácido nítrico en una primera digestión y con peróxido
en una segunda digestión. Las muestras para plaguicidas se extrajeron usando el modo
de extracción del horno de microondas MarsX con hexano:acetona (1:1) a una
temperatura máxima de 100 °C, las muestras ya extraídas se purificaron con cartuchos
de silica gel. Las muestras se analizaron en un espectrofotómetro de absorción atómica
marca Perkin Elmer para los análisis de metales, se utilizó generación de hidruros para
mercurio, flama para cobre y horno de grafito para arsénico, selenio, cadmio y plomo.
Las muestras extraídas para plaguicidas se enviaron al laboratorio de CIAD-Culiacán en
donde se analizaron por cromatrografía de gases con detector de captura de
electrones y verificación por Gases-Masas (GC-MS). Todos los análisis contaron con un
7
blanco, un duplicado y una referencia para cumplir con las medidas de
control/aseguramiento de la calidad.
5.2. Identificación de fauna residente en el área de estudio
En el delta del Río Colorado existen mas de 70 especies de aves acuáticas, la mayor
riqueza de especies en verano se ha detectado en la Ciénega de Santa Clara (HinojosaHuerta et al 2004). Una de las características principales de este sitio, es la presencia
de agua durante todo el año y la abundante vegetación emergente (Typha
domingensis). Además de aves, algunas lagunas someras de la Cienega todavía
presentan peces nativos, como el pez cachorrito del desierto, además se encuentra la
rata almizclera y una población alta de coyotes que dependen de la productividad de
este sitio. A continuación se presenta una lista con la fauna de la Cienega (Tabla 4).
Tabla 4. Listado de fauna residente de la Ciénega de Santa Clara.
Grupo taxonómico
Especie
Habitat
Aves
Patos
Anser albifrons
Lagunas internas, pasto
salado, campos agrícolas
adyacentes
Lagunas internas, pasto
salado, campos agrícolas
adyacentes
Lagunas internas, pasto
salado, campos agrícolas
adyacentes
Lagunas internas
Lagunas internas
Lagunas internas
Aguas mas profundas de la
Cienega (> 0.8 m)
Aguas mas profundas de la
Cienega (> 0.8 m)
Aguas mas profundas de la
Cienega (> 0.8 m)
Lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
Lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
Lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
Branta canadiensis
Chen caerulescens
Pelícanos/cormoranes
Anas clypeata
Anas acuta
Anas cyanoptera
Pelecanus erythrorhynchos
Pelecanus occidentalis
Phalacrocorax auritus
Aves playeras
Calidris mauri
Limnodromus scolopaceus
Limnodromus griseus
8
Phalaropus lobatus
Himantopus mexicanus
Charadrius vociferus
Aves del tular
Garzas
Rallus longirostris
yumanensis
Rallus limicola
Fulica americana
Ixobrychus exilis
Laterallus jamaicensis
Botaurus lentiginosus
Plegadis chihi
Egretta thula
Ardea alba
Eudocimus albus
Lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
Se reproducen en las
lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
Se reproducen en las
lagunas externas de baja
profundidad y zonas de
lodo
Zona de tule
Zona de tule
Zona de tule
Zona de tule
Zona de tule
Zona de tule
Lagunas exteriores baja
profundidad
Lagunas exteriores baja
profundidad
Lagunas exteriores baja
profundidad
Lagunas exteriores baja
profundidad
Peces
Cyprinodon macularius
Cyprinus carpio
Lepomis macrochirus
Poecilia latipinna
Micropterus salmoides
Mugil cephalus
Pez en peligro de extinción
que habita zonas someras
en la parte perimetral sur
este de la Cienega
Carpa, especie abundante
en zonas profundas de la
Cienega
Tilapia, especie abundante
en toda la zona inundada
de la Cienega
Molly de vela, abundante
en lagunas someras en la
periferia de la cienega
Bocón, especie abundante
en zonas profundas de la
Cienega, se esta
explotando para pesca
deportiva
Lisa, especie temporal,
presente en toda la zona
9
inundada
Crustáceos
Procambarus clarkii
Paleomonetes paludosus
Langostino, habita los
fondos lodosos de la zona
inundada
Camarón de agua dulce,
presente en las lagunas de
la Cienega
Mamíferos
Ondatra zibethicus
Canis latrans
Rata almizclera, especie
común en las lagunas
internas de la Cienega
Coyote, abundante en toda
la zona del delta, tiene
zonas de reproducción en
las orillas de la Cienega
5.3. Topografía y batimetría
Durante el mes de Junio del 2009 se realizó el levantamiento topográfico y batimétrico
de las aéreas accesibles de la Ciénega. Este es el primer esfuerzo de este tipo que se ha
realizado en la Ciénega de Santa Clara, por lo que los resultados que presentamos a
continuación son muy valiosos y de gran importancia para la conservación de este
ecosistema.
Un grupo de dos topógrafos de la UABC con el apoyo de un guía del Ejido Luis Encinas
hicieron el levantamiento usando un GPS diferencial (Figuras 4, 5 y 6).
Primeramente se establecieron varios puntos de referencias (mojoneras), (Figura 7).
Estos puntos fueron referenciados a un banco de nivel de la Comisión Nacional del
Agua localizado en la margen derecha del río Colorado aguas arriba de la vía del
ferrocarril, aproximadamente 40 Km. al noroeste de la Ciénega. En el caso de
mojoneras en tierra se construyeron monumentos de concreto con chapa de bronce
que fueron posteriormente referenciadas con respecto al nivel medio del mar. En total
se cuenta con 5 mojoneras en tierra distribuidas a lo largo del perímetro de la Ciénega.
En el caso del agua se instalaron tres regletas para medir el nivel del agua de las
lagunas más grandes, las cuales fueron también referenciadas al mismo banco de nivel.
El equipo que se utilizó fue un GPS marca Topcon modelo GR-3 diferencial y de doble
frecuencia que alcanza una precisión de 1-2 centímetros en la vertical, 0.1 mm en las
direcciones norte-sur y este-oeste. Las mediciones se realizaron con el sistema
cinemático en tiempo real, RTK (Real Time Kinematic) por sus siglas en ingles.
En total se tomaron 3,993 puntos de elevación distribuidos principalmente en las
orillas de la Ciénega y en las lagunas más grandes en la parte norte. La figuras 8, 9 y 10
muestran estos puntos.
Los mapas resultantes del levantamiento topográfico y batimétrico realizado hasta
este momento en las riveras de la Ciénega de Santa Clara y en las lagunas más
importantes en la parte norte se muestran en las figuras 11, 12 y 13. Los resultados del
levantamiento permiten formular las siguientes conclusiones sobre los escenarios de
inundación y sus posibles afectaciones:
10
Cuerpos lagunares parte Norte
La entrada del espejo de agua a través del canal BYPASS tiene una cota de entrada de
6.71 msnm (metros sobre el nivel del mar) al cuerpo lagunar. Este nivel baja en los
primeros 100 a 500 m hasta 5.71 msnm, distribuyéndose en los primeros cuerpos
lagunares abiertos, ubicados en la porción norte de la Ciénega. Estos cuerpos
lagunares principales, en los que se están realizando actividades recreativas y de
monitoreo de variables fisicoquímicas y de niveles de agua, tienen una profundidad
promedio de 0.28 m manteniendo una cota promedio al lecho de 3.83 msnm con un
espejo de agua promedio ubicado en 4.11 msnm.
Estos cuerpos de agua están separados al menos superficialmente del resto de la
Ciénega dado que los niveles de agua en las zonas inundadas en la porción sureste,
oeste y sur de la Ciénega son más bajos.
Los posibles escenarios futuros de flujos de agua son primordialmente a la baja en la
cantidad de agua. Por ejemplo, durante el periodo de este proyecto se observó una
disminución de 9 cm en el nivel de las lagunas principales, el cual posteriormente se
recuperó después de 4-5 semanas. Se observó que la presencia de estos cuerpos
lagunares abiertos obedece a que en los bordes de las lagunas la profundidad al fondo
es de aproximadamente 0.30 a 0.35 m lo que le impide al tule seguir colonizando y
avanzar hacia la porción central de las lagunas. Sin embargo, si se llegara a mantener
de forma permanente esta disminución en el nivel del agua, es probable que permita
un crecimiento del tule, disminuyendo el área de agua abierta. Esta pérdida de
superficie de cuerpos de agua abiertos no necesariamente afectaría a la fauna de la
Ciénega. El plamoteador de Yuma necesita áreas de lagunas rodeadas por tule, es
posible que la población de palmoteadores en esta zona de lagunas principales de la
parte norte no se vea tan afectada ya que, aunque más pequeñas, las lagunas seguirán
proveyendo sus requerimientos de hábitat.
Sección Este de la Ciénega
El espejo de agua en el flanco este de la Ciénega varía de 4.907 msnm cercano al banco
de nivel Muelle La Flor a 3.367 msnm cercano a La Duna La Flor y hasta 3.81 msnm en
la porción más al sureste de la misma, cercano a los canales de desagüe. El nivel del
terreno aledaño en este flanco es más elevado y forma un límite bien definido. Se
observan arenas-limosas y arcillas en menor proporción, que parecen ser de acarreo
eólico, así como dunas. Este límite de la Ciénega no se verá modificado ni por la
disminución del flujo de agua a la Ciénega ni por el aumento bajo escurrimientos
extraordinarios. Dado que en la proximidad a la zona inundable de la Ciénega se
presenta un talud de aproximadamente 50 cm que acota la su extensión por esta
sección. Además, es preciso anotar que antes de la descarga de agua del canal BYPASS
ya se presentaban zonas de humedales a lo largo de este borde por el afloramiento de
agua del subsuelo proveniente del Noreste.
Sección Oeste y Suroeste de la Ciénega
En el flanco oeste y suroeste el nivel del espejo de agua se midió entre 3.310 y 3.808
msnm, con niveles del terreno de 3.400 y 3.890 msnm. Con una pendiente muy suave
11
que en algunos de los perfiles topográficos se invierte. Se observa que esta zona sufre
inundaciones periódicas posiblemente por inundaciones de mareas. Nótese la
elevación del banco de nivel No. 5 margen derecha Ciénega con una elevación de
3.704 msnm (ver figura 11). Estos dos flancos de la Ciénega son los más dinámicos
desde el punto de vista hidrológico presentando frecuentemente episodios de
inundación bajo eventos de marea alta seguidos de períodos de desecación que
muestran un suelo sódico que en dirección a la Ciénega paulatinamente va poblándose
de pastos hasta llegar a la zona cubierta con tule y configurarse el borde de la Ciénega
propiamente. En este caso a diferencia del borde Este no existe un talud que limite la
Ciénega sino una planicie con muy escasa pendiente.
Estas zonas oeste y suroeste serían las más afectadas en escenarios futuros de
disminución de flujo y nivel del agua en las Ciénega. Hay zonas extensas de tule que
podrían secarse y desaparecer. La pérdida de vegetación disminuye el hábitat de aves
residentes como el palmoteador de Yuma y los individuos que pierden su territorio no
ocupan otros sitios dentro de la Ciénega, es posible que mueran o se reubiquen en
otros ecosistemas del delta (com. Pers. Osvel Hinojosa, 2009). Datos no publicados de
censos de palmoteador del 2008 indican que en la zona oeste que se secó, se
perdieron alrededor de 1500 palmoteadores, y el conteo en los otros puntos dentro de
la Ciénega no aumentó, se mantuvo igual que años anteriores, por lo que se sugiere
que pudieron haber muerto o se pudieron haber re-ubicado en otros humedales del
delta, pero no dentro de la Ciénega.
Drenaje al Sur de la Ciénega
Es preciso anotar que el volumen de salida del agua superficial en la porción sur es
muy escaso observándose canales de desagüe con láminas de agua no mayores a los
0.10 m. Aunque no fue posible medir los caudales de salida de agua superficial por lo
extendido de los desagües y la delgada lámina de agua la salida debe tener una
componente mayor de forma subsuperficial y subterránea hasta el golfo de California
que no ha sido determinada.
Evaluación Hidrodinámica
La dinámica del agua en la Ciénega según los datos obtenidos hasta ahora puede
explicarse de la siguiente forma. El agua entra por la alimentación del agua
proveniente del canal BYPASS y en menor volumen del dren Riito-Sta. Clara. El sistema
lagunar más desarrollado en vegetación y con espacios abiertos bastante definidos y
acotados por la profundidad del agua se encuentra próximo a la descarga del canal y
en la parte norte de la Ciénega. Esta agua pasa a través de estas barreras de
vegetación perdiendo potencial hidráulico y disminuyendo la cota del espejo de agua
hasta alcanzar los canales de salida del agua al sureste de la laguna (ver figura 9).
La zona central y sur no muestra cuerpos lagunares abiertos desarrollados por lo que
es probable que la disminución de la elevación del espejo de agua sea gradual hasta
alcanzar los niveles más bajos. En un escenario de disminución de agua, es posible que
se reduzca la vegetación en la porción central y sur de la Ciénega, disminuya la
densidad de vegetación y degrade o rompa las barreras de flujo naturales, lo que
traería consigo el vaciado paulatino de los cuerpos lagunares más al norte. No
12
obstante, la pérdida de profundidad de los cuerpos lagunares por disminución de los
flujos de entrada podría permitir la colonización de tule y la disminución de las
superficies abiertas.
Es necesario definir el espejo de agua en la parte central y sur de la Ciénega para
determinar las zonas en las que está bajando el espejo de agua y localizar la ubicación
de la barrera que está impidiendo el vaciado de la Ciénega de forma superficial directa.
Por otro lado, aun cuando los flujos observados en los canales de desagüe al sur de la
laguna, no son suficientes para mantener el balance hídrico de la Ciénega, es posible
que los flujos subsuperficial y subterráneo estén jugando un papel importante en este
balance. Es necesario contar con estimaciones de la evapotranspiración en la Ciénega
para incluir esta variable en el balance.
Fig. 4. Traslado de banco de nivel desde el Río Colorado hasta la Ciénega de Santa Clara
utilizando el GPS en modo estático por 4 hrs para mayor precisión.
13
Fig. 5. Equipo de topógrafos referenciando una mojonera en la parte Oeste de la
Ciénega.
Fig. 6. Nivelación de regleta en la zona de lagunas.
14
Fig. 7. Ubicación de los bancos de nivel monumentados en los alrededores de la
Ciénega para el levantamiento topográfico y batimétrico.
Figura 8. Puntos donde se realizó el levantamiento topográfico y batimétrico
15
Fig. 9. Vista de la parte sur de la Ciénega mostrando los puntos donde se realizó el
levantamiento topográfico y batimétrico. Obsérvese la amplitud de los canales de
salida.
16
Figura 10. Vista de la parte de lagunas, localizadas en la parte norte, de la Ciénega
mostrando los puntos donde se realizó el levantamiento topográfico y batimétrico
17
Fig. 11. Batimetría (metros sobre el nivel del mar, msnm) de la Ciénega de Santa Clara.
18
Fig. 12. Mapa topográfico y batimétrico de las lagunas nortes de la Ciénega de Santa
Clara
19
Fig. 13. Batimetría (msnm) de la porción de las lagunas norte dentro de la Ciénega de
Santa Clara. Obsérvese como la laguna que está al Noreste cercana al canal BYPASS, es
la mas profunda.
20
5.4. Calidad del agua
5.4.1. Parámetros de campo
Los resultados de todos los parámetros de campo se encuentran en la Tabla 5. El
promedio de salinidad en la Ciénega fue de 2.663 ppt. Las estaciones 10, 11, 12, 13 y
19 tuvieron mayores salinidades (Fig. 14 y 15), esto se puede explicar a que se
encuentran en las orillas del humedal, lo que puede relacionarse con profundidades
menores, mayor evaporación y menores flujos. El punto 19 es el dren Riito+Sta. Clara
que generalmente presenta altas salinidades durante todo el año, sin embargo su flujo
es de menos del 3 % del flujo promedio del BYPASS, por lo que la salinidad de la
Cienega obedece en mayor medida a la salinidad del canal BYPASS (Tabla 5).
Tabla 5. Parámetros de campo obtenidos durante el muestreo en la CSC.
Est.
#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
riito
20 bypass
hora
T
CE
Sal
SDT
(mS/cm) (ppt) (mg/l)
DO
(%)
DO
(mg/l) pH
07:40 a.m.
08:15 a.m.
08:40 a.m.
08:50 a.m.
10:40 a.m.
11:00 a.m.
11:40 a.m.
12:00 p.m.
12:35 p.m.
01:05 p.m.
07:05 a.m.
07:15 a.m.
07:45 a.m.
08:00 a.m.
08:15 a.m.
09:15 a.m.
10:15 a.m.
10:30 a.m.
21.63
21.73
21.88
22.7
22.9
25.32
23
23
22.4
27.08
26.56
26.8
26.8
26
25.8
26.14
26
24.8
4.59
4.6
4.6
4.6
4.8
4.81
4.68
4.61
4.6
5.51
6.89
5.86
5.18
4.45
4.71
4.63
4.6
4.46
2.46
2.46
2.47
2.46
2.59
2.57
2.5
2.47
2.49
2.96
3.77
3.17
2.78
2.37
2.52
2.47
2.35
2.38
2990
2990
2990
2990
3130
3120
3040
3000
3020
3580
4484
3812
3370
2890
3070
3010
2900
2900
36
36
31.7
45
59
67
32
52
43.7
59
77
98
124
99
108
108
61
21
3.15
3.12
2.72
3.8
5.07
5.37
2.7
4.39
3.75
4.68
6.01
7.7
9.7
7.9
8.67
8.6
4.9
1.7
7.13
6.86
6.92
6.9
7.07
7.21
7
7
7.1
7.2
7.4
7.3
7.4
7.3
7.3
7.3
7.1
7
-25.9
-26.3
-27.2
-28.9
-28.3
-25
-17
-13
-12.8
-7.1
-30
-24
-24
-20
-21
-18
-20
-7
ORP
12:30 p.m.
27.6
6.65
3.6
4320
136
10.5
7.2
2.5
01:35 p.m.
26.84 4.55
2.42
2960
191
15.13
7.5
4.3
21
4
Promedio de Sal (ppt)
3.5
3
2.5
2
Total
1.5
1
0.5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Estación #
Fig. 14. Salinidad en las estaciones de la CSC en Mayo 2009.
Fig. 15. Localización de las estaciones con mayor salinidad (en rojo)
22
Los valores de oxígeno disuelto fueron mayores en las estaciones del norte de la
Cienega que en las estaciones del sur (Fig. 16 y 17), es posible que las estaciones del
norte estén mejor oxigenadas porque la influencia de los drenes de entrada. A pesar
de haber niveles bajos de oxígeno en algunos puntos, no hay evidencia de
eutroficación dentro del humedal (i.e. producción de microalgas o altas
concentraciones de nutrientes).
Fig. 16. Los marcadores verdes indican menores concentraciones de oxígeno disuelto
16
Promedio de DO (mg/l)
14
12
10
8
Total
6
4
2
0
07:40 08:15 08:40 08:50 10:40 11:00 11:40 12:00 12:35 01:05 07:05 07:15 07:45 08:00 08:15 09:15 10:15 10:30 12:30 01:35
a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. p.m. p.m. p.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. a.m. p.m. p.m.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Estación # hora
Fig. 17. Distribución de las concentraciones de oxígeno en las estaciones muestreadas
23
5.4.2. Nutrientes
La tabla 6 muestra las concentraciones de nutrientes detectadas en las estaciones de la
Ciénega. La EPA (U.S. EPA, 2000) recomienda concentraciones de nitratos menores a 5
mg/l para protección de cuerpos de agua en Arizona. Ninguna de las muestras
colectadas, excedieron los niveles de nitratos recomendados (Fig. 18). Se obtuvo un
promedio de 0.07 mg/l de fosfatos totales, el cual está dentro del límite de 0.10 mg/l
recomendado por la EPA para cuerpos de agua en Arizona. Sin embargo, las estaciones
8, 18 y 19 (Fig. 19 y 20) excedieron el límite para fosfatos. El dren Riito+Sta Clara (19)
aporta fosfatos, y de acuerdo a las corrientes puede afectar a algunos sitios dentro del
humedal. Cabe mencionar que ninguno de los valores de nitratos o fosfatos,
excedieron la NOM-001- ECOL-1996, sin embargo, hemos observado que valores
inferiores a los de la NOM para protección de vida acuática, causan problemas de
eutroficación en ecosistemas del delta del Río Colorado, ya que son ecosistemas con
poco flujo y altos niveles de evaporación (e.g. Rio Hardy), por lo que es recomendable
utilizar limites mas conservadores para la protección de los humedales en esta zona.
El promedio de amonio en la Ciénega fue de 0.52 mg/l, los sitios 7 y 8 presentaron
mayores concentraciones (Fig. 21), probablemente por influencia de corrientes. La
forma tóxica del amonio es el amonio desionizado, valores por encima de 1 mg/l
causan mortandad en invertebrados y peces (US EPA, 1985); sin embargo, ninguna de
las muestras se acercó a este valor dentro de la Ciénega (Tabla 6).
Tabla 6. Concentraciones de nutrientes en la Cienega de Santa Clara
Est. #
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Amonio
(mg/L)
0.33
0.62
0.24
0.40
0.49
0.41
1.38
1.40
0.47
0.49
0.58
0.37
0.39
0.55
0.42
0.36
0.37
0.42
0.52
0.34
Amonio
desionizado
(mg/l)
0.002
0.003
0.001
0.002
0.002
0.002
0.007
0.007
0.002
0.003
0.004
0.002
0.003
0.003
0.003
0.002
0.002
0.002
0.003
0.002
Dureza
(Ca&Mg)
mg/L
308
289
296
288
268
273
285
268
280
283
249
255
260
253
256
259
264
280
283
272
Fosfatos
totales
(mg/L)
0.07
0.05
0.02
0.04
0.01
0.10
0.04
0.25
0.07
0.09
0.02
0.00
0.03
0.02
0.08
0.06
0.10
0.19
0.14
0.00
Nitratos
(NO3-N)
(mg/L)
3.41
2.95
2.27
3.18
2.27
2.05
3.18
2.73
2.27
2.27
1.59
1.36
2.05
3.64
2.95
3.64
3.41
3.41
3.18
3.41
Turbidez
(FTU)
11
10
9
13
6
31
9
17
6
8
8
10
10
17
23
19
4
5
11
5
24
6
Nitratos (NO3-N) (mg/L)
limite Arizona
5
4
3
Total
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Estación #
Fig. 18. Concentración de nitratos en muestras de agua de la CSC.
0.3
Fosfatos (mg/L)
0.25
0.2
0.15
Total
Limite Arizona
0.1
0.05
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Estación #
Fig. 19. Concentraciones de fosfatos totales en muestras de agua de la CSC.
25
Fig. 20. Concentraciones de fosfatos por encima del limite recomendado por la EPA (en
rojo).
1.6
Amonia (mg/L)
1.4
1.2
1
0.8
Total
0.6
0.4
0.2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Estación #
Fig. 21. Concentraciones de amonio (mg/l) en la Ciénega.
26
5.5. Residuos tóxicos
De acuerdo a investigaciones previas en el delta del Río Colorado, seleccionamos una
lista de analitos antropogénicos para medirse en las muestras de agua, sedimento y
organismos colectadas en la Cienega (Tabla 7).
Tabla 7. Lista de analitos de interés para analizarse en agua, sedimento y organismos
de la Ciénega.
Analito
Observaciones
Metales
Selenio
Mercurio
Arsénico
Cadmio
Plomo
Cobre
Plaguicidas Organoclorados
Isómeros alfa, beta y gama(lindando) del
hexaciclohexano
Metabolitos del DDT
Aldrin
Dieldrin
Clordano
Endrin
Heptacloro
Endosulfan
Piretroides
Bifentrin
Lambda cialotrina
Ciflutrina
Esfenvalerate
Deltametrina
Cipermetrina
Permetrina
Otros plaguicidas y fungicidas
Clorotalonil
Triadimefon
Fipronil
Captan
PCBs
Se origina en el alto Río
Colorado de formaciones
geológicas
Contaminante atmosférico
local y global
Se usó en el valle como
insecticida antes del DDT
Derivado de drenes urbanos y
aceite de motores de lanchas
Derivado de aceite de motores
y atmosférico local
Presente en drenes urbanos
Uso actual (lindano) agrícola
Uso pasado agrícola
Uso pasado agrícola
Uso pasado agrícola
Uso pasado agrícola
Uso pasado agrícola
Uso pasado agrícola
Uso actual para cítricos y
algodón
Uso actual agrícola
Uso actual agrícola
Uso actual agrícola
Uso actual agrícola
Uso actual agrícola
Uso actual agrícola
Uso actual agrícola
Uso actual agrícola
Uso actual agrícola
Uso actual agrícola
Uso actual agrícola
Residuos sólidos industriales
27
5.5.1. Metales
Las concentraciones de metales traza en agua se presentan en la Tabla 8. Las
concentraciones de selenio están por debajo de lo recomendado por la US EPA (U.S.
Environmental Protection Agency) para protección de vida acuática en todas las
muestras de la Ciénega, solamente el valor fue excedido en la poza del Doctor en
donde se detectaron 6.4 ppb, sin embargo, ningún valor excedió el límite para efectos
agudos en organismos. Las concentraciones de mercurio en agua excedieron la NOM001 (Norma Oficial Mexicana 001-ECOL-1996) en 4 muestras de la ciénega, que fueron
el punto 1, el 8 y el 16. El punto 8 es el canal BYPASS, el punto 1 está a unos 2
Kilómetros hacia el sur en la misma diagonal de este canal, y el punto 16 tiene
influencia del canal BYPASS hacia el extremo noreste. Los valores dentro del humedal
disminuyen considerablemente, sin embargo un 66% de las muestras exceden el valor
agudo recomendado por la EPA y otras instituciones (Buchman, 2008). Las
concentraciones de arsénico en el doctor excedieron el límite de la NOM-001, pero en
la Ciénega estuvieron por debajo de este límite. La muestra del sitio 16 excedió el nivel
crónico para arsénico de la EPA (Buchman, 2008). Los valores de cadmio, plomo y
cobre no excedieron los límites de la NOM, pero si el de la EPA crónico para cadmio en
un 60% y para plomo en un 100%.
En sedimento no existe una norma mexicana por lo que se utilizarán referencias de la
EPA y otras instituciones. Todas las muestras estuvieron por encima de
concentraciones de fondo (background) para selenio, arsénico, cadmio y plomo (Tabla
9). El sitio 1 excedió el límite concensuado de 1 mg/g para selenio y para arsénico los
sitios 6, 13 y 16 excedieron el límite. El resto de los metales no excedieron el límite en
ninguna de las muestras.
En tejido comestible (filete) de peces, las concentraciones de cadmio, plomo y
mercurio están por debajo del límite de la Secretaría de Salud (NOM-SSA, 1994) (Tabla
10). Las concentraciones de selenio en tejido comestible están en su mayoría por
debajo de la concentración que pueda causar efecto (3 mg/kg), solamente una
muestra de tilapia registró 3.2 mg/kg este valor se considera por encima del valor de
fondo, los valores de toxicidad en peces son de 4 mg/kg.
Por lo tanto, se observaron valores altos de mercurio en agua pero que sin embargo,
no se acumulan ni en sedimento ni en peces, la presencia de selenio puede ser la razón
de la disminución de los valores de mercurio en el ecosistema, ya que existe evidencia
de su comportamiento antagónico. Por otro lado, se observa que los valores de selenio
en agua son bajos, pero aumentan en sedimento y en peces aunque sin llegar a valores
tóxicos. Los valores de arsénico en sedimento exceden en algunos sitos el límite, estos
valores se han observado en otros puntos del delta del Río Colorado, ya que se
utilizaron plaguicidas con arsenatos antes de la era de los plaguicidas orgánicos, sin
embargo, no se observan valores altos en tejido comestible de peces.
28
Tabla 8. Concentración de metales pesados en agua de la Ciénega de Santa Clara. Los
valores en amarillo exceden el límite de la NOM-001.
Sitio No.
NOM-001-ECOL
ACUTE EFFECT1
CHRONIC EFFECT1
1
1
1
1
5
5
5
6
6
8
8
8
8
9
9
9
9
12
13
16
16
21
23
24
Se (μg/l)
Sin dato
13-186
5
3.5294
1.1765
1.7647
1.1765
0.8824
0.0001
1.4706
2.3530
1.1730
0.2942
0.8824
1.1765
1.7647
3.5294
0.0000
0.0001
4.7058
3.2353
2.0588
2.9412
2.3529
0.0000
0.0000
6.4705
Hg (μg/l)
10
1.4
0.77
0.0000
0.9057
1.0390
10.3794
1.0026
2.3353
8.4410
0.2515
4.2978
0.5059
11.0457
0.7361
10.2219
4.5765
2.9531
2.6018
1.1965
6.6844
2.8562
3.3044
12.1602
5.3881
1.4388
0.0000
As (μg/l)
200
340
150
120.0000
82.2222
100.0000
120.0000
57.7778
95.5556
68.8889
97.7778
31.1111
100.0000
133.3333
77.7778
66.6667
84.4444
77.7778
48.8889
100.0000
160.0000
68.8889
168.8889
17.7778
60.0000
28.8889
302.2222
Cd (μg/l)
200
2
0.25
0.0000
0.0000
0.0000
1.3333
0.2778
0.1889
0.0000
0.2778
0.2778
0.0000
1.2000
0.1889
0.1889
1.2000
0.0000
0.1889
1.2000
1.5556
1.2222
0.1889
1.2000
1.1111
1.1111
1.2222
Pb (μg/l)
400
65
2.5
21.1111
21.1111
43.3333
61.1111
43.3333
43.3333
61.1111
0.0000
sin dato
21.1111
61.1111
21.1111
61.1111
61.1111
61.1111
21.1111
61.1111
90.0000
90.0000
61.1111
61.1111
61.1111
61.1111
90.0000
Cu (μg/l)
600
13
9
0.5155
0.3317
0.4603
0.2765
0.4971
0.1846
0.2030
0.3684
0.1662
0.4420
0.5523
0.2581
0.1478
0.2765
0.3317
0.1478
0.0559
0.1662
0.2581
0.2765
0.1846
0.1846
0.2949
0.2581
1
Buchman, M.F., 2008. NOAA Screening Quick Reference Tables. Office of Response and Restoration
Division, National Oceanic and Atmospheric Administration, Seattle, WA, p. 34.
29
Tabla 9. Concentraciones de metales traza en muestras de sedimento de la Ciénega de
Santa Clara. Los valores en amarillo exceden el valor de consenso
Sitio No.
Conc. de
fondo
Valor de
consenso1
1
5
6
8
9
12
13
16
21
23
24
Se (mg/kg)
Hg (mg/kg) As (mg/kg)
Cd (mg/kg)
Pb (mg/kg)
Cu (mg/kg)
0.29
0.004-0.05
1.1
0.1-0.3
4.0-17.0
10.0-25.0
1
2.2916
0.9919
0.7210
0.7083
0.4995
0.0000
0.7437
0.2913
0.6869
0.6851
1.0416
1
0.0000
0.0000
0.0000
0.4387
0.0000
0.0000
0.0000
0.3532
0.0000
0.4789
0.6828
33
32.0411
33.3464
37.4016
24.0726
27.2904
23.1010
50.5573
53.0092
29.9282
22.9930
28.8196
5
1.6956
2.7007
2.0966
2.2041
3.5446
1.2206
1.9132
2.1743
2.0214
1.8729
1.9999
128
18.7896
21.7732
18.7008
20.3236
4.4834
4.5027
18.9092
4.5835
14.7646
31.5666
18.7525
149
0.0525
0.1007
0.1109
0.0687
0.0646
0.0682
0.0759
0.0001
0.0761
0.0453
0.0589
1
Buchman, M.F., 2008. NOAA Screening Quick Reference Tables. Office of Response and Restoration
Division, National Oceanic and Atmospheric Administration, Seattle, WA, p. 34.
Tabla 10. Concentración de metales pesados en tejido comestible de peces de la
Cienega (mg/kg peso seco en Cd, Pb, As, Cu y Se, peso húmedo en Hg)
Sitio No.pez No.
NOM-SSA
Nivel de
toxicidad1
2-10
2-11
2-13
2-14
2-15
2-16
2-17
2-18
10-1
10-2
10-3
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5
1-6
1-7
1-8
Cd
Pb
As
Hg
Cu
Se
Nombre común (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg)
0.5
1
1
Bocón
Carpa
Mojarrita azul
Mojarrita azul
Bocón
Mojarrita azul
Bocón
Mojarrita azul
Bocón
Carpa
Carpa
Lisa
Lisa
Lisa
Lisa
Lisa
Bocón
Carpa
Bocón
0.00805
0.01221
0.01213
0.00781
0.00807
0.00000
0.00826
0.00000
0.00840
0.00000
0.00830
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.01196
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.1-5
2.8899
0.0000
0.0000
4.2287
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0662
0.0170
0.0641
0.0502
0.1045
0.0815
0.0918
0.1038
0.1157
0.0797
0.1157
0.0398
0.0174
0.0304
0.0527
0.0663
0.0751
0.0683
0.0587
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
4
2.6838
2.3080
2.1749
2.5559
1.5013
0.9810
0.9446
0.4746
1.2874
0.4857
2.1708
1.7904
0.7251
0.2936
1.1653
1.2547
0.2590
0.1249
0.4145
30
2-1
2-2
2-3
2-4
2-5
2-6
2-7
2-8
2-9
2-10
6
7
8
Bocón
Mojarrita azul
Bocón
Mojarrita azul
Bocón
Tilapia
Crappie blanco
Carpa
Mojarrita azul
Bocón
Bocón
Bocón
Bocón
0.00000
0.00000
0.00669
0.00000
0.01229
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00000
0.00687
0.00672
0.00000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0574
0.0749
0.0790
0.0402
0.0272
0.0687
0.0873
0.0301
0.1130
0.0960
0.1366
0.1419
0.0585
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.3970
1.1540
0.9304
1.7711
1.6418
3.2004
1.4496
1.2584
1.1636
1.4653
0.9590
1.2625
2.8827
1
USDOI, 1998. Guidelines for intepretation of the Biological Effects of Selected Constituents in Biota,
Water and Sediment.
2. Compuestos Orgánicos
Las concentraciones de plaguicidas organoclorados, organofosforados, piretroides y
PCBs en la Cienega de Santa Clara, afortunadamente no muestran niveles de
preocupación (Buchman, 2008) en ninguna matriz (agua, sedimento y organismos), tal
como se puede observar en las siguientes tres tablas. También presentamos la
abundancia de cada plaguicida por matriz (Figs 22-24), el DDT y sus metabolitos
estuvieron presentes en muestras de agua (60%), sedimento (70%) y tejido (30%), el
clordano, lindano, endosulfan y los BHC también se encontraron en las tres matrices,
esto indica la persistencia de estos compuestos a través del tiempo y su capacidad de
biomagnificarse. Sin embargo, como se comentó los niveles son muy bajos.
31
Tabla 15. Concentraciones de compuestos orgánicos en ng/g (ppb) en muestras de
agua de la Ciénega de Santa Clara
Compuesto/Sitio
PLAGUICIDAS
ORGANOCLORADOS
BHC alfa
BHC beta
lindano
heptachlor
Aldrin
oxichlordano
heptachlor epóxido
trans chlordano
endosulfan alfa
ppDDE
cis chlordano
dieldrin
endrin
endosulfan beta
pp TDE
endosulfan sulfato
pp DDT
opDDT
PCBs
PCB28
PCB52
PCB101
PCB118
PCB153
PCB138
PCB180
MEZCLA PIRETROIDES
bifenthrin
lambda cyalotrina
cyfluthrin
esfenvalerate
deltametrina
MEZCLA PLAGUICIDAS
chlorothalonil
triadimefon
fipronil
captan
endosulfan alfa
endosulfan beta
endosulfan sulfato
permetrina cis
permetrina trans
cypermetrina
BYPASS RIITO
1
5
6
12
13
16
23
24
0.00035
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00073
<LDM
<LDM
<LDM
0.00015
<LDM
<LDM
<LDM
0.00006
<LDM
0.00014
0.00059
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00000
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00010
<LDM
0.00009
0.00071
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00007
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00257
0.00013
<LDM
0.00005
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00001
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00001
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00054
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00015
<LDM
<LDM
0.00037
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00008
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00004
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00008
<LDM
0.00003
0.00067
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00015
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00023
0.00001
<LDM
<LDM
0.00030
0.00056
0.00017
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00004
0.00012
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00026
<LDM
0.00018
0.00056
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00005
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
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32
Tabla 16. Concentraciones de compuestos orgánicos (ng/g) en sedimento superficial de
la Ciénega de Santa Clara.
Compuesto/Sitio
PLAGUICIDAS
ORGANOCLORADOS
BHC alfa
BHC beta
lindano
heptachlor
aldrin
oxichlordano
heptachlor epóxido
trans chlordano
endosulfan alfa
ppDDE
cis chlordano
dieldrin
endrin
endosulfan beta
pp TDE
endosulfan sulfato
pp DDT
opDDT
PCBs
PCB28
PCB52
PCB101
PCB118
PCB153
PCB138
PCB180
MEZCLA PIRETROIDES
bifenthrin
lambda cyalotrina
cyfluthrin
esfenvalerate
deltametrina
MEZCLA PLAGUICIDAS
chlorothalonil
triadimefon
fipronil
captan
endosulfan alfa
endosulfan beta
endosulfan sulfato
permetrina cis
permetrina trans
cypermetrina
BYPASS RIITO 1
5
6
12
16
21
23
24
0.00549
<LDM
<LDM
0.00057
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0.00163
0.00213
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0.00688
0.00130
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0.00279
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0.00024
0.00014
0.00603
0.00245
<LDM
0.00051
<LDM
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0.00014
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0.00147
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0.00115
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0.00168
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0.00134
<LDM
0.01406
0.02619
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<LDM
0.00161
<LDM
0.47532
0.00033
<LDM
<LDM
<LDM
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0.00096
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0.00105
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0.15575
0.00041
<LDM
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0.00233
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0.00024
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0.00051
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0.00061
0.00223
0.00747
0.00162
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33
Tabla 17. Concentración de compuestos orgánicos (ng/g) en tejido comestible de pez
Compuesto/
Especie
Lisa
(N=5)
Bocón
(N=2)
Carpa
(N=1)
Bocón
(N=7)
Tilapia
(N=1)
Crappie Carpa
blanco (N=2)
(N=1)
Mojarrita
(N=7)
Bocón Carpa
(N=3) (N=2)
Sitio
1
1
1
2
2
2
2
2
6,7,8
10
0.05431
0.17955
0.02829
0.02462
<LDM
<LDM
0.08390
0.11719
<LDM
0.00194
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<LDM
0.00662
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0.00408
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<LDM
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<LDM
<LDM
<LDM
0.00181
0.03390
0.10666
0.02043
<LDM
<LDM
<LDM
0.01974
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00021
0.01919
<LDM
<LDM
<LDM
0.02238
0.01929
0.00023
<LDM
<LDM
<LDM
0.01929
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.01929
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.01024
0.00273
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00366
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00072
<LDM
0.00230
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00349
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00063
0.01067
0.00069
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00312
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
<LDM
0.00794
<LDM
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0.00254
<LDM
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0.00138
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PLAGUICIDAS
ORGANOCLORADOS
BHC alfa
BHC beta
lindano
heptachlor
aldrin
oxichlordano
heptachlorepóxido
trans chlordano
Endosulfan alfa
ppDDE
cis chlordano
Dieldrin
Endrin
Endosulfan beta
pp TDE
Endosulfan sulfato
pp DDT
opDDT
PCBs
PCB28
PCB52
PCB101
PCB118
PCB153
PCB138
PCB180
MEZCLA
PIRETROIDES
Bifenthrin
lambda cyalotrina
Cyfluthrin
esfenvalerate
deltametrina
MEZCLA
PLAGUICIDAS
chlorothalonil
triadimefon
Fipronil
Captan
Endosulfan alfa
endosulfan beta
endosulfan sulfato
permetrina cis
permetrina trans
cypermetrina
34
AGUA
triadimefon
trans chlordano
ppDDE
pp TDE
pp DDT
permetrina trans
permetrina cis
PCB52
PCB28
PCB180
PCB153
PCB138
PCB118
PCB101
oxichlordano
opDDT
lindano
lambda cyalotrina
heptachlor
heptachlor
fipronil
esfenvalerate
endrin
endosulfan sulfato
endosulfan sulfato
endosulfan beta
endosulfan beta
endosulfan alfa
endosulfan alfa
dieldrin
deltametrina
cypermetrina
cyfluthrin
cis chlordano
chlorothalonil
captan
bifenthrin
BHC beta
BHC alfa
aldrin
0
20
40
60
80
100
pres enci a en mues tra s (%)
Fig. 22. Abundancia de plaguicidas y PCBs (%) en muestras de agua de la Ciénega de
Santa Clara
35
SEDIMENTO
triadimefon
trans chlordano
ppDDE
pp TDE
pp DDT
permetrina trans
permetrina cis
PCB52
PCB28
PCB180
PCB153
PCB138
PCB118
PCB101
oxichlordano
opDDT
lindano
lambda cyalotrina
heptachlor
heptachlor
fipronil
esfenvalerate
endrin
endosulfan sulfato
endosulfan sulfato
endosulfan beta
endosulfan beta
endosulfan alfa
endosulfan alfa
dieldrin
deltametrina
cypermetrina
cyfluthrin
cis chlordano
chlorothalonil
captan
bifenthrin
BHC beta
BHC alfa
aldrin
0
20
40
60
80
100
Presencia en muestras (%)
Fig. 23. Abundancia de plaguicidas y PCBs (%) en muestras de sedimento de la Ciénega
de Santa Clara
36
PECES-TEJIDO COMESTIBLE
triadimefon
trans chlordano
ppDDE
pp TDE
pp DDT
permetrina trans
permetrina cis
PCB52
PCB28
PCB180
PCB153
PCB138
PCB118
PCB101
oxichlordano
opDDT
lindano
lambda cyalotrina
heptachlor
heptachlor
fipronil
esfenvalerate
endrin
endosulfan sulfato
endosulfan sulfato
endosulfan beta
endosulfan beta
endosulfan alfa
endosulfan alfa
dieldrin
deltametrina
cypermetrina
cyfluthrin
cis chlordano
chlorothalonil
captan
bifenthrin
BHC beta
BHC alfa
aldrin
0
20
40
60
80
100
Pres enci a en mues tra s (%)
Fig. 24. Abundancia de plaguicidas y PCBs (%) en muestras de tejido comestible de la
Ciénega de Santa Clara
37
6. CONCLUSIONES
La Cienega de Santa Clara presenta un promedio de salinidad de 2.6 ppt, el cual
es adecuado para el establecimiento de plantas acuáticas como el tule, Typha
domingensis, que es la base de la biodiversidad de este ecosistema, ya que
provee hábitat para las aves, mamíferos y peces.
Por otro lado, los nutrientes que se midieron en la Ciénega estuvieron por
debajo de los límites recomendados para la protección de los ecosistemas, por
lo que no existe un problema de eutroficación y las concentraciones de oxígeno
son normales y adecuados para la vida acuática.
Los compuestos orgánicos como plaguicidas organoclorados, organofosforados
y PCBs representan en este momento un riesgo BAJO, ya que las
concentraciones en agua, sedimento y peces estuvieron por debajo de los
límites de toxicidad.
Se detectaron compuestos organoclorados como el DDT y sus metabolitos,
clordano, lindano, endosulfan y BHC en las tres matrices (agua, sedimento y
peces) debido a su alta persistencia y su poder de biomagnificarse, sin
embargo, las concentraciones son muy bajas para causar toxicidad en
organismos.
La concentración de metales en agua son altas para mercurio, en sedimento
son altas para arsénico y en tejido, ningún metal excedió los límites
recomendados, sin embargo, se observó la biomagnificación de selenio de agua
a sedimento y a peces, sin exceder los límites recomendados.
El levantamiento topográfico y batimétrico indica una profundidad promedio
en las lagunas norte de 3.83 msnm con un espejo de agua ubicado en 4.11
msnm. Una disminución en el flujo de agua podría permitir el crecimiento de
tule disminuyendo ligeramente el área de agua abierta en esta zona norte. Es
posible que la población de palmoteador en esta zona no se vea tan afectada,
ya que las lagunas seguirán proveyendo los requerimientos para esta especie.
En la zona este de la Ciénega el espejo de agua varía de 3.3 a 4.9 msnm. El nivel
del terreno es más elevado y forma el límite de la Ciénega.
El flanco oeste y suroeste presentó un espejo de agua entre 3.3 y 3.8 msnm con
una pendiente muy suave. Esta zona oeste y suroeste, sería la mas afectada en
escenarios futuros de disminución de flujo y niveles de agua en la Ciénega. Hay
zonas extensas de tule que podrían secarse y desaparecer.
La pérdida de vegetación disminuye el hábitat de aves residentes como el
palmoteador de Yuma y los individuos que pierden su territorio no ocupan
otros sitios dentro de la Ciénega, es posible que mueran o se reubiquen en
otros ecosistemas del delta (com. Pers. Osvel Hinojosa, 2009). Datos no
publicados de censos de palmoteador del 2008 indican que en la zona oeste
que se secó, se perdieron alrededor de 1500 palmoteadores, y el conteo en los
otros puntos dentro de la Ciénega no aumentó, se mantuvo igual que años
anteriores, por lo que se sugiere que pudieron haber muerto o se pudieron
haber re-ubicado en otros humedales del delta, pero no dentro de la Cienega.
En cuanto al balance hidrológico, se obtuvo que el agua entra al sistema
lagunar mas desarrollado en vegetación y con espacios abiertos definidos y
38
acotados por vegetación, al norte. El agua pasa a través de estas barreras
perdiendo potencial hidráulico y disminuyendo la cota del espejo de agua hasta
alcanzar los canales de salida del agua. La zona central y sur muestra pocos
cuerpos lagunares abiertos y desarrollados por lo que es probable que la
disminución de la elevación del espejo de agua sea gradual hasta alcanzar los
niveles más bajos en las orillas del humedal. En un escenario de disminución de
agua, es posible que se reduzca la vegetación en la porción central y sur de la
Ciénega, disminuyendo la densidad de vegetación y degradando o rompiendo
las barreras de flujo naturales, lo que traería consigo el vaciado paulatino de los
cuerpos lagunares del norte.
Por otro lado los flujos observados en los canales de desagüe al sur de la
laguna, no son suficientes para mantener el balance hídrico de la Ciénega por lo
que es posible que los flujos subsuperficial y subterráneo estén jugando un
papel importante en este balance.
7. AGRADECIMIENTOS
Agradecemos la participación de Germán Leyva y Daniela Aguilar, técnicos del
laboratorio de Ciencias Ambientales de CIAD Guaymas para la colecta de muestras y
procesado y análisis de las mismas. Así como la colaboración de Juan y José Juan
Butrón del ejido Luis Encinas para la colecta de muestras. También se agradece al
equipo de Ingenieros Civiles y pasantes de ingeniería que ayudaron a realizar el
levantamiento topográfico de la Ciénega.
8. REFERENCIAS
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