La sociedad humana extrae una gran cantidad de agua: ríos, lagos, humedales y grandes acuíferos son explotados para el uso agrícola, municipal e industrial. En este aspecto, los ecosistemas acuáticos necesitan de suficiente cantidad y calidad de agua para proveer comodidades y servicios a la sociedad.

Usos del Agua

Cantidad (usos humanos)

• Aprovisionamiento de agua industrial
• Aprovisionamiento de áridos
• Facilitación de operaciones industriales
• Navegación
• Recepción de residuos y emisiones industriales
• Recepción de residuos y emisiones urbanas
• Generación Hidroeléctrica

Calidad

• Aprovisionamiento de agua potable
• Aprovisionamiento de agua de riego
• Generación Hidroeléctrica
• Recarga de aguas subterráneas
• Recreación primaria y secundaria – Paisaje
• Áreas de preservación
• Acuicultura
• Propagación de peces y biota nativa
• Migración de peces
• Reproducción de peces

Lo importante ya no es Cantidad, sino Calidad

Calidad de agua se relaciona con el uso o actividad a que se destina: agua potable, uso industrial, recreación, riego, conservación de la vida acuática, etc.

Por otra parte, la calidad del agua se relaciona con su estado natural y la pérdida de calidad estará determinada por la distancia a ese estado.

Desafortunadamente, existen una serie de proyectos que incrementan las demandas de agua, resultando en conflictos entre los usos humanos y la conservación.

Los ríos de montaña aparentemente son puros,

• Las zonas agrícolas a menudo dejan los arroyos con sedimentos fangosos,
• Aquellos que drenan regiones ricas en rocas calcáreas son aguas más fértiles,
• Mientras que los que contienen roca granítica generalmente son más pobres.

Los ríos y aguas subterráneas son las fuentes de abastecimiento de la humanidad. Los ríos de zonas pobladas, reciben directa o por acción de la lluvia, aguas contaminadas que cambian sus características naturales (Contaminación agrícola, Contaminación ganadera, Contaminación industrial, Lluvia ácida (SO₂ H₂SO₄), Contaminación urbana).

Factores que influyen en la composición de las aguas, causando variación entre un lugar y otro:

• Lluvia
• Flujo de ríos en rocas insolubles
• Ríos que contienen más material suspendido y disuelto

Lo más importante es la disolución de la roca que define las características químicas locales de las aguas y depende de:

• Geología
• Precipitaciones
• Actividad volcánica
• Contaminación

Los ríos de zonas pobladas, reciben directa o por acción de la lluvia, aguas contaminadas que cambian sus características naturales.

¿Cómo diferenciamos una condición química natural de los factores antrópicos?

Los materiales que transportan los ríos pueden ser subdivididos en:

• Disueltos versus suspendidos
• Orgánicos versus inorgánicos

Y por descripción química que incluyen:

1. Agua
2. Material inorgánico suspendido
3. Material orgánico suspendido y disuelto
4. Principales iones disueltos (Ca²⁺, Na⁺, Mg²⁺, K⁺,HCO^–₃ , SO^2-₄ , Cl^–).
5. Nutrientes disueltos (N, P y Si).
6. Gases (N₂, CO₂, O₂).
7. Metales traza disueltos y suspendidos

Gases disueltos

O₂ y CO₂ relación con la Materia Orgánica – Respiración y Fotosíntesis – Oxígeno v/s DBO₅

Nutrientes

Constituyentes químicos como nutrientes son los que sustentan la vida y limitan la productividad biológica de los sistemas y más aún en los acuáticos donde el N y P son limitantes para la actividad biológica.

Macronutrientes incluyen: N, P, K, Ca, SO, Mg.

Micronutrientes: elementos requeridos en menor cantidad como: Fe, Mn, Cu, Si, Mo, Cl Zn.

Las actividades humanas han alterado las dinámicas del P y N incrementado la disponibilidad en las aguas superficiales resultando en la eutrofización de lagos, ríos y zonas costeras.

El agua es un recurso estratégico

El agua dulce, en particular, estructura el paisaje físico, es la base de las características climáticas, y tiene una gran influencia en los patrones de crecimiento económico y demográfico.

• Sin embargo, mientras más crecen las poblaciones humanas, mayores son los requerimientos y demandas de este recurso. Agua limpia y hábitats acuáticos saludables para permitir la vida natural comienzan a ser escasos.

Utilización mundial del agua

• Consumo: 10%
• Industria: 20%
• Agricultura: 70%

Lo importante ya no es Cantidad, sino Calidad

Calidad de agua se relaciona con el uso o actividad a que se destina: agua potable, uso industrial, recreación, riego, conservación de la vida acuática, etc.

Por otra parte, la calidad del agua se relaciona con su estado natural y la pérdida de calidad estará determinada por la distancia a ese estado.

Ejemplos de Contaminantes de agua (fuentes)

• Agrícola ganadero (tipo difusa, materia orgánica, nutrientes, microorganismos).
• Doméstico (aguas residuales, alimentos, basuras, jabones, biodegradable, tratamientos biológicos).
• Urbana (aceites, materia orgánica, contaminantes de la atmósfera, pesticidas, abonos).
• Industrial (procesos, aguas de enfriamiento, substancias tóxicas, iones metálicos, productos químicos, hidrocarburos, detergentes, pesticidas etc.).

Fuentes de contaminación del agua

Fuentes puntuales: es decir, con una entrada identificable y cuantificable, que corresponde al tipo de contaminación producido por los efluentes industriales y urbanos.

Fuentes no puntuales o difusas: donde no se puede identificar la entrada hacia el sistema receptor (Típicamente la producida por actividades agrícolas) y además, su cuantificación es muy difícil desde el punto de vista experimental.

EMISARIOS AGUAS SERVIDAS

• Coliformes fecales
• Materia orgánica
• DBO
• Color
• Sólidos suspendidos
• Olor

EFLUENTES INDUSTRIALES

• Color
• pH
• DBO y DQO
• Temperatura
• Sólidos suspendidos
• Compuestos inorgánicos
• Compuestos orgánicos
• Espumas

¿Qué son los indicadores?

• El término “Indicador” en el lenguaje común, se refiere a datos esencialmente cuantitativos, que nos permiten darnos cuenta de cómo se encuentran las cosas en relación con algún aspecto de la realidad que nos interesa conocer.
• Los Indicadores pueden ser medidas, números, hechos, opiniones o percepciones que señalen condiciones o situaciones específicas.
• Todos los estudios requieren indicadores precisos, claros y sobre todo, que digan mucho.
• Los indicadores ambientales surgen como herramientas necesarias para el análisis y seguimiento de los procesos de desarrollo.

Clases de calidad: Guía para el desarrollo de Norma de calidad de aguas superficiales

Artículo 8º. Las clases de calidad asociadas a la protección de las aguas continentales superficiales para la protección y conservación de las comunidades acuáticas y para los usos prioritarios son las siguientes:

• Excepcional: extraordinaria pureza y escasez
• Clase 1: Muy buena calidad (conservación de la biota acuática, riego irrestricto y usos prioritarios).
• Clase 2: Buena calidad (acuicultura, pesca deportiva y recreativa y usos prioritarios).
• Clase 3: Regular calidad (bebida animales y riego restringido).
• Clase 4: Mala calidad.

Indicadores de calidad de agua

Físicos:

• Turbidez
• Sólidos suspendidos
• Color
• Olor
• Tº
• Sabor
• Conductividad

Biológicos:

• Fisiológicos
• Bioquímicos
• Ecotoxicológicos
• Microbiológicos
• Ecológicos

BIOINDICADORES EN SISTEMAS ACUÁTICOS (bioindicador: Organismo vivo en el cual puede ser evaluada una respuesta producto de la exposición a un contaminante o una mezcla de ellos.)

No es suficiente con un solo indicador para medir el estado actual del ambiente o la gestión que se está realizando, es mejor usar sistemas de indicadores, es decir, un conjunto interrelacionado de ellos que abarque la mayor cantidad posible de magnitudes a medir, que sean integradores.

Indicadores de calidad de agua

Físicos:

• Turbidez
• Sólidos suspendidos
• Color
• Olor
• Tº
• Sabor
• Conductividad

Biológicos:

• Fisiológicos
• Bioquímicos
• Ecotoxicológicos
• Microbiológicos
• Ecológicos

Químicos:

• pH
• Dureza
• O.D.
• M.O. (DBO, DQO, TOC)
• Nutrientes
• Pesticidas
• Metales pesados

• Uso doméstico: turbidez, sólidos disueltos, coliformes y compuestos tóxicos (metales y pesticidas).
• Uso industrial: sólidos disueltos y en suspensión.
• Uso riego: sólidos disueltos, metales pesados, sulfatos y coliformes.
• Uso recreacional: turbidez, tóxicos y coliformes.
• Uso conservación de la vida acuática: oxígeno disuelto, pH, compuestos organo-clorados, pesticidas y metales pesados.

Indicadores ecológicos

Evaluación ecosistémica

Incluye:

• Monitoreo fisico-químico: evaluación parcial de la salud del ecosistema
• Monitoreo Biológico: que refleja diversos factores e integra información temporal y espacial.

Utilidad:

Verificación de cumplimiento de exigencias específicas a industrias, para evaluar calidad de hábitat y actualmente son incorporadas en políticas de regulación para monitorear integridad ecológica, especialmente en cuencas hidrográficas, pastizales naturales, bosques, etc.

¿Cómo definimos las especies indicadoras?

Son especies usadas para monitorear la salud de un ambiente o ecosistema. Existen especies biológicas o grupos de especies cuya función, población pueden ser usadas para determinar la integridad del ecosistema.

¿Qué es “mantención o restauración de la integridad ecológica de un ecosistema”?

Integridad ecológica ha sido definida como “la capacidad de un ecosistema para soportar y mantener el balance e integración de una comunidad adaptada de organismos, en términos de composición, diversidad y organización funcional comparable a un sistema similar, no perturbado y de una misma región”.

¿Cuáles son las características deseables que debe tener un indicador?

Un indicador ideal, debería mostrar solo por su presencia, parámetros ambientales estrechamente definidos y tener las siguientes características:

• Identificable
• Fácil de muestrear
• Distribución cosmopolita
• Información sobre su autoecología
• Acumuladores de contaminantes
• Fácilmente cultivables en laboratorio
• Baja variabilidad

Características en términos de respuestas:

• Proveer advertencia temprana
• Indicar directamente la causa del cambio y no sólo la existencia de éste
• Proveer evaluación continua sobre un amplio rango e intensidad de perturbaciones
• Ser rentables para medir (costo-efectivas)

¿Cuáles son los criterios para seleccionar un indicador?

(Más utilizados en agua – Bacterias – Protozoos – Microalgas (Diatomeas) – Macrófitas – Macroinvertebrados – Peces. O sea, todos los grupos biológicos). La Selección es determinada por:

• Conocimiento del grupo
• Disponibilidad taxonómica
• Existencia de base de datos comparativos
• Presencia de expertos
• Si es preciso más de uno
• Tipo de problema a analizar

Características deseables

• Información de su biología básica.
• Fácilmente disponible (cultivo/captura).
• Presentar ciclos de vida cortos.
• Suficientemente sensible a la exposición.
• Tener una amplia distribución geográfica (cosmopolita).
• Encontrarse en un estado de conservación que permita su uso.
• Fácil manipulación tanto en condiciones de laboratorio como en campo.

La evaluación ecológica de los sistemas fluviales

Principales objetivos:

1. Evaluar estado de los ríos bajo criterios biológicos
2. Evaluar capacidad de respuesta de los ríos ante actividades antrópicas
3. Definir protocolos de evaluación rápida
4. Evaluar costos/beneficios
5. Utilizar criterio científico como una herramienta de gestión de los sistemas acuáticos

Monitoreo Biológico: refleja diversos factores e integra información temporal y espacial

• Calidad del agua
• Alteración de hábitat
• Condición del ambiente ribereño
• Hidrología (variaciones de caudal)
• Responde a varios tipos de perturbaciones y de contaminantes
• Permite muestreos infrecuentes puesto registra efectos comunitarios por semanas y hasta meses.
• Efectos puntuales y difusos

BIOENSAYOS

• Evalúan los efectos tóxicos de la contaminación en los organismos vivos.
• En la práctica cuantifican la relación concentración-efecto de compuestos químicos o mezclas complejas, por medio de respuestas biológicas medidas bajo condiciones controladas y estandarizadas.
• Bioensayo aguda – Toxicidad aguda (mortalidad= LC₅₀-24h)
• Bioensayo crónico – Toxicidad crónica (crecimiento, reproducción= NOEC)

Bioindicadores más utilizados en agua

• Bacterias
• Protozoos
• Microalgas (Diatomeas)
• Macrófitas
• Macroinvertebrados
• Peces. O sea, todos los grupos biológicos

Macroinvertebrados

• Cosmopolitas
• Alta diversidad de taxa y respuestas (indicadores)
• Existen claves disponibles para niveles taxonómicos recomendados en Manuales de Evaluación Rápida
• Fáciles de muestrear, con simples y baratos.
• Macroinvertebrados como indicadores de calidad ecológica de sistemas fluviales: alta diversidad, variadas respuestas a variados tipos de contaminación

Macro invertebrados bentónicos: larvas de insectos

• Plecoptera
• Ephemeroptera
• Trichoptera
• Diptera
• Coleoptera
• Odonata
• Hemiptera
• MOLUSCOS
• PLATELMINTOS

Ventajas macroinvertebrados bentónicos

• Representan todos los niveles tróficos (consumidores, eslabones tróficos secundarios).
• Reciclan y retienen material (transformadores e integradores de materia orgánica, ciclo de nutrientes).

Zona ribereña como indicador de calidad de ecológica del sistema acuático (QBR) = Macroinvertebrados como indicadores de la zona ribereña

Bioacumuladores (organismos centinelas)

Organismos que tienen la capacidad de acumular ciertas sustancias en sus tejidos, lo que refleja los niveles en que estas sustancias se encuentran en el medio, o el tiempo que han estado expuestos los organismos a ellas.

Cómo funcionan los índices

Muestreos: ¿Dónde tomar las muestras?

• HÁBITAT MÁS REPRESENTATIVO
• HÁBITAT MÁS PRODUCTIVO
• ESTRUCTURA DE HÁBITAT

PROBLEMA, capacidad del investigador para diferenciar efecto de hábitat de efectos de calidad de agua.

Por ello se deben acompañar algunas medidas de características de hábitat. Sin embargo, la tendencia es a medir el más productivo y/o todos, comparables con un sitio control.