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I. INTRODUCCIÓN
En la República del Ecuador, prácticamente todos los sistemas fluviales nacen en el páramo y los sistemas de riego, agua potable e hidroelectricidad dependen, en gran medida, de su capacidad de regulación hídrica 1.
El recurso hídrico en el Ecuador tiene un problema recurrente debido a que se descargan diariamente 2,30 millones de litros de aguas residuales a los cauces de ríos 2. El estudio de la calidad del agua y en especial, de aquellas aguas destinadas al uso o consumo humano, resulta imprescindible para garantizar su buen estado y la seguridad de todas aquellas personas que se beneficien de su aprovechamiento, así como también, para mantener la biodiversidad de las especies que habitan en su entorno 3.
En la provincia de Chimborazo el principal sistema hidrográfico lo constituye el río Chambo con sus afluentes los ríos Guamote, Chibunga, Guano, Sicalpa, San Juan y Blanco 4.
Dentro del área de estudio, el afluente más cercano es el río Chibunga que recibe las aguas residuales de la ciudad de Riobamba antes de confluir con el río Chambo. En el estudio “
”, se expone que en la confluencia del río Chibunga en el río Chambo el Índice de Calidad de Agua es 58,14% considerada calidad media y sobresaliendo el parámetro coliformes fecales con 816.666,75 NMP/100ml, para concluir que el agua del río Chibunga no es recomendable para uso de riego 5.Evaluación de localidad del agua del río Chambo en el tramo comprendido de la unión del río Chibunga hasta Cahuaji Bajo, Provincia de Chimborazo
De igual manera en el estudio “
”, concluye que el índice de Calidad del Agua del río Chibunga es de 54% considerada calidad regular y que el parámetro coliformes fecales es alto con un valor de 30.000 NMP/100ml en época seca, considerando que el uso para el riego en cultivos y abrevaderos es muy grave, por su afectación que podría tener en la salud humana, animal y alteración de los niveles tróficos 6.Evaluación de la calidad del agua de la microcuenca del río Chibunga-Ecuador en variaciones estacionales, periodo 2013-2017
El cantón Chambo se encuentra dentro de la jurisdicción de la provincia de Chimborazo, Ecuador (765200 E; 9810613 N, altura 2780 m), tiene una superficie de 163 km2 cuenta con 4.459 habitantes en el área urbana y 7.426 habitantes en el área rural. El 46 % de la población se dedica a las actividades de agricultura. El 67% de viviendas poseen servicio de alcantarillado mientras que el 33% cuentan con letrinas y fosas sépticas 7. La cabecera cantonal Chambo no dispone de una planta de tratamiento de aguas residuales, por lo cual, éstas se descargan directamente al río Chambo.
La fertilidad del suelo del cantón ha permitido una explotación agrícola intensiva por lo que al cantón Chambo se le conoce como “La Señora del Agro”. La superficie de territorio destinada la agricultura es de 279,74 hectáreas, destacándose la producción conjunta de brócoli, coliflor, cilantro y remolacha, en un 60,80%; seguido de tomate riñón en 6,40% y fréjol en 4,00%, también se destaca la productividad agrícola de col y lechuga en un 8,80%, zanahoria y papas con 6,40%; choclo y arveja 5,60%, cebolla paiteña 0,80%; tomate de árbol 1,60%; variedades de otros cereales (maíz, avena y cebada) con un 5,60% 8.
Parte de la producción es destinada para abastecer la demanda local, provincial y de otras ciudades como Ambato, Quito y Guayaquil 9. El 57,11% de abastecimiento de agua para el riego de los cultivos proviene de los ríos, principalmente del río Chambo 10.
Con estos antecedentes, el objetivo del estudio es valorar la calidad del agua del río Chambo en época de estiaje mediante el método ICA NSF.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
Para establecer los puntos de muestreo del agua del río Chambo, primero se ubicaron geográficamente las 3 tuberías de descarga de agua residual generada en el cantón Chambo para delimitar las distancias en un espacio de 9 km, a lo largo del margen derecho del río.
Medida del caudal: El cálculo del caudal del agua residual viene expresado por la ecuación de continuidad expresada en la ecuación 11:
()1
Muestreo Compuesto: Para caracterizar el agua del río y de los efluentes se aplicó el método de muestreo compuesto, que es la resultante de la mezcla de un número determinado de muestras simples. Tomando en consideración que el volumen de cada una de las muestras simples deberá ser proporcional al caudal de la descarga en el momento de su toma 12. Para realizar el muestreo se utilizó la siguiente ecuación:
()2
Para el efecto se tomaron muestras simples a intervalos constantes de tiempo de 2 horas y almacenadas apropiadamente en un sistema de refrigeración hasta el final del periodo del muestreo. Las muestras simples se mezclaron en proporciones directas al caudal aforado en cada instante de muestreo. Los recipientes de muestreo fueron identificados con una etiqueta con la fecha del muestreo, nombre de la fuente, sitio del muestreo, tipo de muestra, hora de muestreo y el reactivo utilizado para preservar la muestra 13.
Puntos de Muestreo: En el sector El Vergel (765287 E; 9806988 N, altura 2617 m), a un kilómetro aguas arriba de la primera descarga de agua residual, se ubicó el Punto 1 y se tomó una muestra compuesta del caudal del río con el objetivo de establecer la calidad del agua antes de ser contaminada.
En el sector San Pedro del Quinto (765385 E; 9807269 N, altura 2728 m) se encuentra la primera descarga de agua residual con un caudal de 6,38 l/s, identificándose el Punto 2, donde se tomó una muestra compuesta del efluente.
A una distancia de 3 Km, en el sector Jesús del Gran Poder (765850 E; 9809057 N, altura 2722 m), se ubica la segunda descarga de agua residual con un caudal de 0,37 l/s, a la que se identificó como el Punto 3 en donde se procedió a tomar una muestra compuesta del efluente.
Recorridos 4 Km, en el sector Llio (765636 E; 9809830 N, altura 2641 m), se identificó la tercera descarga de agua residual con un caudal de 4,89 l/s, se le identificó como Punto 4, lugar en donde se tomó una muestra compuesta del efluente.
Pasado 1 Km, en el sector San Jorge (765200 E; 9810613 N, altura 2587 m), se estableció el Punto 5 en donde se tomó una muestra compuesta del agua del río, con la finalidad de establecer la calidad del agua luego de ser contaminada.
En la Figura 1, se ilustra la distribución espacial de los puntos de muestreo.
Toma de muestras: El muestreo del agua del río Chambo, se efectuó en el mes de marzo, época de estiaje con el fin de conocer la calidad del agua en bajo caudal 14.
En los puntos 1 y 5, se tomaron individualmente dos muestras simples del agua del río a las 10h00 y 16h00, las mismas que fueron mezcladas complementando 2000 ml/día en cada punto.
Para el muestreo de los puntos de descarga de agua residual 2, 3 y 4 se tomaron 9 muestras simples de 1000 ml, a las 05h00, 07h00, 09h00, 11h00, 13h00, 15h00, 17h00, 19h00 y 21h00, con el objetivo de tener muestras compuestas representativas de 4000 ml/día.
Los análisis físico-químicos y microbiológicos fueron realizados por el Laboratorio de Servicios Ambientales de la Universidad Nacional de Chimborazo. Los métodos utilizados fueron del Standard Methods 21ª Edición y métodos HACH adaptados del Standard Methods 21ª Edición.
Método ICA-NSF: La valoración de la calidad del agua puede ser entendida como la evaluación de su naturaleza química, física y biológica en relación con la calidad natural, los efectos humanos y usos posibles 15,16,17. El ICA NSF, es una herramienta útil para la evaluación de la calidad del agua; favorece la evaluación del riesgo sanitario, ya que los resultados son más sensibles a variaciones en la calidad del agua y evitan el fenómeno de eclipsamiento que se presenta cuando se calcula un valor satisfactorio, aunque uno o varios de los parámetros que conforman el índice presenten alteración 18.
La cuantificación científica resulta importante en el desarrollo de las bases científicas para el manejo de los recursos hídricos 19.
Los índices de calidad ICA NFS, son básicamente en una expresión matemática simple, de la combinación de un número de parámetros fisicoquímicos y/o microbiológicos, los cuales sirven como medida de la calidad del agua para diferentes usos 20,21. Para el cálculo del ICA NSF se utilizan los promedios geométricos ponderados expresados en la siguiente ecuación:
()3
Se recomienda seleccionar los parámetros de las cinco categorías más comúnmente reconocidas: nivel de oxígeno, eutrofización, aspectos de salud, características físicas y sustancias disueltas 22. La asignación de pesos (ponderación) de cada parámetro tiene mucho que ver con la importancia de los usos pretendidos y la incidencia de cada variable en el índice 23. De acuerdo con Sacha y Espinoza (2001), en el caso del ICA NSF, aplicables a aguas superficiales el mayor peso debe ser otorgado a los parámetros como se expresa en la Tabla 1 24.
Para la calificación de la calidad del agua se considera la escala del ICA-NSF que se expresa en la Tabla 2 25.
III. RESULTADOS
Los resultados se presentan en dos momentos: 1) El análisis de las descargas de agua residual generadas en el Cantón Chambo; y 2) El análisis de las aguas del río Chambo.
Análisis de las descargas de agua residual del Cantón Chambo: Para identificar el grado de afectación de las descargas de agua residual en el río Chambo, se realizó el análisis de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos considerados para el método ICA NFS. Los resultados se exponen en la Tabla 3.
El ingreso de agua residual al río Chambo en los Puntos 2, 3 y 4, afectan los valores de concentración de los Oxígeno Disuelto y Demanda Biológica de Oxígeno, Sólidos Disueltos Totales y fosfatos.
Análisis ICA - NSF del agua del río Chambo
Para la valoración de la calidad del agua del río Chambo, aplicando el método ICA NSF, se seleccionó los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos: Oxígeno Disuelto, Nitratos, Potencial de Hidrógeno, Demanda Bioquímica de Oxígeno, Nitratos, Coliformes Fecales, Temperatura, Turbiedad y Sólidos Disueltos Totales como se expresa en la Tabla 4:
Valorados Los rangos de calificación del Índice de Calidad de Agua se encuentran en 48,60% antes y 42,20% después de las descargas de agua residual, dando un promedio de 45,4% en el tramo de cause analizado.
IV. DISCUSIÓN
La ponderación del método ICA NSF, determina que el agua del río Chambo es de mala calidad antes de las descargas de agua residual. Este resultado se corrobora mediante el análisis de los límites permisibles expresados en el Texto Unificado de Legislación Secundaria de Medio Ambiente, Libro VI de la Norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes que rigen las políticas ambientales en el Ecuador y la y Norma del Instituto Ecuatoriano de Normalización INEN 26,27,28.
Es así como el parámetro Coliformes Fecales sobrepasa el límite de 1000 UFC/ml o 200 NMP/100ml, para aguas dulces frías.
El Oxígeno Disuelto supera el valor máximo de 3 mg/l, para uso pecuario.
La Demanda Bioquímica de Oxígeno se encuentra fuera del rango de 50 mg/l, para agua dulce.
V. CONCLUSIONES
En época de estiaje reduce la capacidad de autodepuración del río Chambo. El análisis fisicoquímico y microbiológico del agua del río un kilómetro antes de las descargas de agua residual determina que el agua del río llega del área de estudio con índices de contaminación. Los resultados de Coliformes Fecales en 1.193,33 UFC/ml, permiten interpretar que se trataría de descargas de agua residual doméstica.
La ponderación del método ICA NSF en el Punto de muestreo 1 antes de las descargas de agua residual, determina que el agua es de mala calidad con un índice de 48,60% reduciéndose a 42,20% en el Punto de muestreo 5 una vez que el río recepta el agua residual del Cantón Chambo.
