ALFA. Revista de Investigación en Ciencias
Agronómicas y Veterinarias
Mayo-agosto
2023 / Volumen 7, Número 20
ISSN:
2664-0902 / ISSN-L: 2664-0902
https://revistaalfa.org
pp. 299 – 308
Análisis
fisicoquímico y microbiológico del agua de riego en San Joaquín-Cuenca
Physicochemical and microbiological analysis of irrigation water in San Joaquín-Cuenca
Análise físico-química e microbiológica da água de irrigação em San Joaquín-Cuenca
Wendy Marisol Nugra Rocano
wendy.nugra1998@gmail.com
https://orcid.org/0009-0003-5845-3731
Lucia Nicol Arias Patiño
patino.niki.45@gmail.com
https://orcid.org/0009-0006-0361-0172
Silvia Monserrath Torres Segarra
storress@ucacue.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-4094-5522
José Antonio Baculima
Suárez
jbaculima@ucacue.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-6695-665X
Carrera
de Biofarmacia. Universidad Católica de Cuenca.
Cuenca, Ecuador
Artículo recibido el 2 de marzo 2023 | Aceptado el 28 de marzo
2023 | Publicado el 20 de mayo 2023
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https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v7i20.216
RESUMEN
El
agua de riego en San Joaquín-Cuenca, contiene diferentes contaminantes por lo
que conocerlos es fundamental para evitar problemas en salud pública. Objetivo. Determinar por métodos
físico-químicos y microbiológicos, la calidad de agua en el punto de captación
del canal de riego “Toma de Narváez”, San Joaquín. Materiales y Métodos. Se realizó un estudio cuantitativo no
experimental. La muestra estuvo integrada por 30 muestras recolectadas durante
un mes del río Tomebamba en el sector de Balzay Alto de la parroquia San Joaquín en el año 2023. Los
datos obtenidos fueron tabulados en SPSS versión 26, para analizar la
información se usó la estadística descriptiva e inferencial mediante el uso de
tablas y gráficos. Resultados. Se
analizó la media de los parámetros estudiados de las 30 muestras, en donde, los
sólidos disueltos totales (SDT) obtuvieron una media de 62,45 mg/L,
conductividad eléctrica (CE) de 0,087317 mho/cm,
nitritos de 0,017 mg/L, pH de 6,89, coliformes
fecales (E. coli) de 282,97 NMP/100ml y ausencia de
huevos de parásitos. Conclusiones.
Los parámetros fisicoquímicos, como microbiológicos estudiados se encuentran
dentro de los valores establecidos en la norma de calidad ambiental y descarga
de afluentes, establecidos en el anexo 1 del libro VI del texto unificado de
legislación secundaria del Ministerio del Ambiente del Ecuador.
Palabras clave: Agua de riego; Calidad;
Fisicoquímicos; Microbiológicos; Petrifilm
ABSTRACT
Irrigation water in
San Joaquín-Cuenca contains different contaminants,
so it is essential to know them in order to avoid public health problems. Objective. To determine by physical-chemical and microbiological methods, the
water quality at the catchment point of the irrigation canal "Toma de Narváez", San Joaquín. Materials and Methods. A non-experimental quantitative study
was carried out. The sample consisted of 30 samples collected during one month
from the Tomebamba River in the Balzay
Alto sector of the San Joaquín parish in the year
2023. The data obtained were tabulated in SPSS version 26, and descriptive and
inferential statistics were used to analyze the information through the use of
tables and graphs. Results.
The mean of the studied parameters of the 30 samples was analyzed, where total
dissolved solids (TDS) obtained a mean of 62.45 mg/L, electrical conductivity
(EC) of 0.087317 mho/cm, nitrites of 0.017 mg/L, pH of 6.89, fecal coliforms
(E. coli) of 282.97 NMP/100ml and absence of parasite eggs. Conclusions. The physicochemical
and microbiological parameters studied are within the values established in the
environmental quality and effluent discharge standards set forth in Annex 1 of
Book VI of the Unified Text of Secondary Legislation of the Ministry of the
Environment of Ecuador.
Key words: Irrigation water;
Quality; Physicochemical; Microbiological; Petrifilm
RESUMO
A água de irrigação
em San Joaquín-Cuenca contém diferentes poluentes,
portanto, é essencial conhecê-los para evitar problemas de saúde pública. Objetivo. Determinar, por métodos
físico-químicos e microbiológicos, a qualidade da água no ponto de captação do
canal de irrigação "Toma de Narváez", San Joaquín. Materiais e
métodos. Foi realizado um estudo quantitativo não experimental. A amostra
consistiu em 30 amostras coletadas durante um mês do rio Tomebamba
no setor Balzay Alto da paróquia de San Joaquín no ano de 2023. Os dados obtidos foram tabulados no
SPSS versão 26, e estatísticas descritivas e inferenciais foram usadas para
analisar as informações por meio de tabelas e gráficos. Resultados. Foi analisada a média dos parâmetros estudados das 30
amostras, onde os sólidos totais dissolvidos (TDS) obtiveram uma média de 62,45
mg/L, condutividade elétrica (CE) de 0,087317 mho/cm, nitritos de 0,017 mg/L, pH de 6,89, coliformes
fecais (E. coli) de 282,97 NMP/100ml e ausência de ovos de parasitas. Conclusões. Os parâmetros
físico-químicos e microbiológicos estudados estão dentro dos valores
estabelecidos nos padrões de qualidade ambiental e de descarte de efluentes,
estabelecidos no Anexo 1 do Livro VI do texto
unificado de legislação secundária do Ministério do Meio Ambiente do Equador.
Palabras-chave: Água de rega;
Qualidade; Físico-química; Microbiológica; Petrifilm
INTRODUCCIÓN
En Ecuador y a nivel mundial, el agua de riego es muy
utilizada para la agricultura; a pesar de ser un recurso importante existe
deficiencia en la calidad y componentes del sistema de riego; es decir, desde
la captación, conducción, almacenamiento, distribución hasta la aplicación en
los sembríos (1). En la parroquia San Joaquín, ubicada en la ciudad de Cuenca-
Ecuador, el agua destinada para la agricultura como en la mayoría de Ecuador,
puede no presentar una buena calidad ya sea por el tipo de canal implementado,
en este caso canal a cielo abierto o falta de limpieza del mismo; por lo que,
no se tiene la certeza de los diferentes contaminantes que condicionan la
calidad del agua utilizada (2).
Según estudio realizado en el río Tomebamba
de la ciudad de Cuenca, demuestra que este es uno de los cuerpos de agua más afectados
por la contaminación, que se genera por la disolución de los sistemas de
alcantarillado ubicadas en las cabeceras parroquiales, caseríos y población que
se ha dispersado; así como vertederos ilegales que se encuentran unidos a la
organización de colectas marginales del sistema de purificación del agua (3).
Es importante recalcar la escasez de agua ya que es un
problema a nivel mundial; un ejemplo claro es la ciudad de México, que se ha
vuelto imposible el abasto del recurso hídrico (4). Situaciones similares pasan
en las grandes ciudades de Latinoamérica, donde la asignación de agua a
regiones con escasez genera tensión de interés social y económica (5). El
análisis tiene una vista a mejorar el panorama de cuán aceptable es el uso del
agua captada del río, para destinarlo a riego debido a que tiene poca
importancia para quienes lo usan, ya que no es considerado para consumo humano
directo, por lo que la presencia de malos olores, sabores extraños, turbidez,
productos tóxicos, etc.; no suponen mayor dilema (6).
Así mismo, se ha observado que microorganismos dañinos
para la salud pueden estar presentes en el agua de riego; debido a las excretas
de seres humanos y animales, figurando un problema para la salud alimentaria de
la población; por la alejada relación de producción y seguridad de alimentos
que son cultivados en esta zona, además de ser importante en los ámbitos
productivo, social y económico de la parroquia (7). Por ello, el objetivo de
este estudio es determinar por métodos físico-químicos y microbiológicos, la
calidad de agua en el punto de captación del canal de riego “Toma de Narváez”,
San Joaquín, los parámetros como conductividad eléctrica, nitritos, sólidos
disueltos totales, cuantificación de coliformes
fecales (Escherichia coli) y la
comprobación de la presencia de huevos de parásitos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se llevó a cabo una investigación cuantitativa no
experimental, el lugar de estudio fue el río Tomebamba
en el sector de Balzay Alto de la parroquia San
Joaquín en el año 2023 (Figura 1). El mismo, recorre alrededor de 2,58 Km que
sirve como fuente para el acueducto “Narváez” que recorre un total de 36,26
hectáreas de terreno de la parroquia de San Joaquín con un caudal de 15,09 l/s
destinado para riego y abrevadero.
Figura 1. Vista satelital de lugar de muestreo.
Para la toma de muestra se siguió la Norma Técnica
Ecuatoriana NTE INEN 2176:2013 titulado “Agua. Calidad del agua. Muestreo.
Técnicas de muestreo” (8). El estudio se basó en los criterios de calidad para
agua de riego establecidos del libro VI del texto unificado de legislación
secundaria del ministerio del ambiente: norma de calidad ambiental y de
descarga de afluentes al recurso agua (9). De los cuales se analizaron los
criterios de pH, nitritos, coliformes fecales (Escherichia coli), huevos
de parásitos establecidos en la Tabla 3 y los parámetros como conductividad
eléctrica (CE), sólidos disueltos totales (SDT) establecidos en la Tabla 4.
Los equipos usados fueron centrífuga, pipeta de 1000 uL, incubadora, esterilizador, contador de colonias, conductímetro BenchTop Meters, balanza analítica precisión 0,0001g, estufa de
secado, microscopio y equipo de filtración. Los instrumentos para la
investigación fueron frascos de plásticos esterilizados, tubos de ensayo, tiras
reactivas para pH y nitritos, placas Petrifilm
MC-Media Pad Solution,
porta y cubreobjetos, mecheros Bunsen, microscopio, lugol,
bomba de vacío, matraz kitasato, embudo Büchner, cápsula de porcelana, filtro de vidrio, pinzas
metálicas, desecador y probeta de vidrio.
El análisis estadístico se realizó mediante el
software SPSS versión 26, los datos fueron analizados de forma descriptiva e
inferencial. Se realizó pruebas de hipótesis para variables paramétricas (coliformes fecales, sólidos disueltos totales) y no
paramétricas (nitritos, conductividad eléctrica y pH); la significancia (p) de
las pruebas se considera un valor menor a 0,05.
RESULTADOS
Se analizaron en 30 muestras los criterios físicoquímicos y microbiológicos sobre la calidad de agua
de riego en la toma de Narváez ubicada en Balzay Alto
de la parroquia San Joaquín en la ciudad de Cuenca-Ecuador. Se estudiaron los
siguientes criterios: sólidos disueltos totales (SDT), conductividad eléctrica
(CE), nitritos y pH. Para el análisis microbiológico se analizó la presencia de
coliformes fecales (E. coli) así como la presencia de huevos
de parásitos.
Los valores de los resultados fisicoquímicos fueron
comparados con los valores permisibles establecidos en la norma de calidad
ambiental y de descarga de afluentes al recurso agua (9) [Tabla 1]. Se
analizaron sólidos disueltos totales (SDT) con una media de 62,45 mg/L (DE=
8,474), conductividad eléctrica (CE) con una media de 0,087317 mho/cm (DE= 0,0369881), nitritos con una media de 0,017
mg/L (DE= 0,005) y pH con una media de 6,89 (DE= 0,39). Los valores de los
parámetros estudiados no representan ningún riesgo, debido a que se encuentran
dentro de los valores normales establecidos en la norma.
Tabla 1. Ministerio del ambiente: Norma de
calidad ambiental y resultados obtenidos.
|
Ministerio
del ambiente norma
de calidad |
Toma de Narváez-San Joaquín |
||||||
|
Criterios de calidad |
Ningún riesgo |
Ligero moderado |
Severo |
Máximo |
Media |
Desviación estándar |
Mínimo |
|
Sólidos disueltos totales (mg/L) |
<450 |
450 -
2000 |
> 2000 |
75,978 |
62,45 |
8,473 |
47,436 |
|
Conductividad eléctrica (mho/cm) |
<0,7 |
0,7 -
3,0 |
>3,0 |
0,195 |
0,087317 |
0,0369881 |
0,0000862 |
|
Nitritos (mg/L) |
|
0,5 |
|
0,03 |
0,017 |
0,005 |
0,1 |
|
pH |
|
6-9 |
|
7,71 |
6,89 |
0,39 |
6,2 |
Los resultados de los parámetros microbiológicos
igualmente fueron comparados con la norma de calidad ambiental y de descarga de
afluentes al recurso agua (9) [Tabla 2]; se encontró que en coliformes
fecales (E. coli)
la media es de 282,97 NMP/100mL (DE=152,818), un máximo de 710 NMP/100mL y un
mínimo de 26 NMP/100mL. Estos valores no representan ningún tipo de riego, ya
que se encuentran dentro de los valores establecidos en la norma de calidad
ambiental y de descargas de afluentes al recurso agua, en este caso 1000
NMP/100mL. No se evidenció de la presencia de huevos de parásitos en ninguna de
las muestras recolectadas.
Tabla 2. Ministerio del Ambiente: Norma de
calidad ambiental y resultados obtenidos.
|
Ministerio del Ambiente: Norma
de Calidad Ambiental |
Toma de Narvaez-San
Joaquín |
||
|
Coliformes fecales E. coli/100 Ml |
Media |
282,97 |
|
|
1000 |
Desv. Estándar |
152,818 |
|
|
Mínimo |
26 |
||
|
Máximo |
710 |
||
Los valores de los parámetros fisicoquímicos fluctúan
durante todo el mes en el cual se llevó la investigación (Figura 2). El máximo
valor de sólidos disueltos totales se obtuvo en el día 15 con un valor de
75,978 mg/L y el valor mínimo en el día 19 con un valor de 47,436 mg/L. La
conductividad eléctrica alcanzó un valor máximo en el día octavo con un valor
de 0,195000 mho/cm y un mínimo en el día tres con un
valor de 0,0000862 mho/cm. De la misma forma el valor
máximo en nitritos se alcanzó en el día 22 con un valor de 0,030 mg/L y un
valor mínimo de 0,010 mg/L en el día 24. Finalmente, el pH obtuvo un valor
máximo de 7,71 en el día 17 y un valor mínimo de 6,20 en los días 21, 22, 28 y
30.
Figura. 2. Parámetros físicoquímicos.
El valor para coliformes fecales (E. coli) [Figura 3] igualmente mostró
una variación durante todo el mes de estudio, mostrando así un valor máximo en
el día 11 con un valor de 710 NMP/100mL y un valor mínimo en el día 20 con 26 NMP/100mL.
Figura 3. Parámetro microbiológico.
Durante los 30 días de muestreo se evidenció que en la
mitad de días (Chi-cuadrado=0,133; p=0,715) existió presencia de
precipitaciones, mismas que provocaron una variación en los valores de algunos
parámetros estudiados. En el caso de la conductividad eléctrica los valores
disminuyen con la presencia de lluvia (U de Mann-Whitney=178,000;
p=0,005), de la cual se obtuvo un valor de media de 0,0756830 mho/cm (DE= 0,0314823); y en ausencia de lluvia su media fue
de 0,01006133
mho/cm (DE= 0,0393874).
De igual forma sucede con los sólidos disueltos
totales cuyos valores también evidencian una disminución en presencia de lluvia
(t=-3,481; p=0,002), se obtuvo un valor en la media de 58,17900 mg/L
(DE=7,410988) y en ausencia de lluvia la media obtenida fue de 67,33036 mg/L
(DE=6,977175). Esto puede suceder debido a que ambos parámetros son
directamente proporcionales, además se sabe que las precipitaciones hace que se disperse la materia contenida en el agua, lo que
provoca la disminución en dichos valores (10). Cabe recalcar que los valores de
pH y nitritos no varía en la presencia de precipitaciones (U de Mann-Whitney p>0,05), así como tampoco varían los coliformes fecales (t=-0,610; p=0,547).
DISCUSIÓN
La agricultura es importante para los países en vías
de desarrollo. El buen funcionamiento del sector agrícola garantiza la
seguridad alimentaria, así como la fuente de ingresos nacionales (11). En San
Joaquín la producción agrícola ha tomado gran relevancia dentro de la ciudad de
Cuenca; ya que la parroquia es considerada como una de principales zonas que
abastecen los mercados con productos agrícolas, por lo que es importante que
estos tengan un proceso de cultivo adecuado para garantizar la calidad de los
productos.
La medición de límites físico-químicos como: pH,
conductividad eléctrica (EC) y sólidos disueltos totales (SDT) es la forma más
sencilla de detectar cambios en su composición, expresan datos sobre los
procesos químicos y biológicos en donde, si estos están cercanos a la
neutralidad los elementos nutritivos para los cultivos se dispondrán fácilmente
y generan un equilibrio adecuado; en el presente estudio la media del pH obtuvo
un valor de 6.89 (12,13).
Un estudio comprobado en el Instituto Universitario de
Tecnología, Universidad de Burdwan en India relevan que un pH elevado afecta a los suelos con el alto
valor del pH redundante en un ambiente ácido. Se cree que si el nivel de pH del
suelo cae en un rango de 5,5 y 7 o un máximo de 8 es con las mejores
condiciones en el agua de riego la cual para los investigadores posee un nivel
alcalino y apto para el suelo (14).
Según un estudio del río Chimbo ubicado en la provincia
de Bolívar en Ecuador, se evaluaron algunos factores que pueden alterar el pH
del agua relacionado en función las variables como: oxígeno disuelto, sulfatos,
caudal, cloro y alcalinidad. Los 15 puntos de referencia del río Chimbo donde
se midió el valor de pH que evidencian un rango de 6 a 8.5 puede considerarse aceptable para ser usado
de acuerdo a lo que se indica en la Asociación Americana de Salud Pública
[APHA] (15).
La media para conductividad eléctrica en la
investigación corresponde a un valor de 0,0873171mho/cm, mismo que se encuentra
dentro de los valores normales de acuerdo a la norma. La conductividad
eléctrica en el suelo es una medida indirecta de la concentración de sales. El
suelo tiene sales disueltas naturalmente, por esa razón, la conductividad
eléctrica puede ser bastante baja, pero nunca llegar a cero (16).
Correlacionando con un estudio realizado en Togllahuayco,
parroquia Guangopolo, Ecuador; se analizó la
conductividad eléctrica de aguas superficiales para plantaciones de quinua, en
el estudio se evidenció un valor de CE de 324 mho/cm
valor que no se le considera peligroso para el uso de cultivos (17).
En cuanto a los sólidos disueltos totales en el
presente estudio se obtuvo un valor de 62,450 mg/L, el cual se encuentra dentro
de los valores normales de cuerdo a la norma. Este parámetro indica presencia
de sales disueltas, partículas en suspensión de carácter orgánico e inorgánico (18).
Se demostró que un estudio realizado en San Juan del Río, Querétaro (México),
sólidos disueltos totales (SDT) mostrando valores más altos que sobrepasan los
límites máximos establecidos; lo cual, no se cataloga como un análisis
permisible de acuerdo a la Ley Federal de Derechos y Disposiciones Aplicables
en Materia de Aguas Nacionales 2015 (19). Los estudios que se realizaron para
esta investigación nos refleja que en presencia de precipitaciones se mantiene
un valor permitido por los parámetros permitido dentro
del TULSMA 2015.
Los nitritos se encontraron dentro de los valores
normales obteniendo un mínimo de las 30 muestras de 0,010 mg/L, lo que nos
indica la escasa contaminación fecal de animales o humanos en esta parte del
río Tomebamba, resultado que se puede correlacionar
con un estudio realizado en el las aguas de los de ríos: Cuxtepec,
Cabañas y su afluente Chiapas en México; generando en valor dentro de lo normal
de acuerdo a la norma Mexicana, a pesar de que estas aguas son usadas para
descarga de subproductos usados en la cosecha de café (20). Cabe recalcar que
en aguas superficiales la cantidad de nitritos no suelen elevarse por encima
0,1 mg/ dado que presentan una buena
oxigenación (21).
Los coliformes fecales comúnmente están en las excretas de animales
y humanos lo que es una buena señal de
contaminación fecal (22). El recuento de coliformes
fecales (E. coli),
dio un promedio de 282,97 valor muy por debajo de los 1000 NMP/100mL
establecidos en la norma; por el contrario, en un estudio realizado en 12 ríos
del Ecuador mismos que fueron: Machángara, Tomebamba, Zamora, Esmeraldas, Toachi,
Chone, Guayas, Aguarico, Coca, Napo y Pastaza; donde la concentración de coliformes (E. coli) resultaron por encima de los límites establecidos
en la legislación internacional y ecuatoriana en todos los ríos, cabe destacar
que en este estudio se tomaron muestras de agua del río Tomebamba
en 2016 en el sector de Ricaurte, factor por el cual es por el que varían los
resultados en ambos estudios (23).
La presencia de huevos de parásitos en el agua usada
para riego, puede provocar que los alimentos sean potencialmente trasmisores de
enfermedades, reduciendo la productividad económica de la zona (24). En el
presente estudio, no se evidenció la presencia de huevos de parásitos de ningún
tipo, sin embargo, se detectaron quistes, siendo el más frecuente Entamoeba coli, dato
importante ya que los mismos pueden provocar enfermedad (25). La presencia de
huevos de parásitos es más común en aguas residuales que se usan para riego. Un
estudio de la contaminación de origen fecal en aguas de riego agrícola confirma
este dato, ya que, se encontró que por cada litro de agua habían
de uno a tres huevos de helmintos (26).
CONCLUSIONES
Con base en los análisis fisicoquímicos y
microbiológicos evaluadas en el agua de riego de la junta toma de Narváez, los
criterios de pH, nitritos, coliformes fecales (Escherichia coli),
huevos de parásitos y los parámetros como conductividad eléctrica (CE), sólidos
disueltos totales (SDT) del presente estudio, demuestran valores normales del
libro VI del texto unificado de legislación secundaria del ministerio del ambiente:
norma de calidad ambiental y de descarga de afluentes al recurso agua, los
cuales no indican peligrosidad para el riego de los cultivos; no se evidenció
de la presencia de huevos de parásitos en ninguna de las muestras recolectadas
mostrando a este parámetro dentro de lo establecido en la norma; sin embargo,
se identificó la presencia de quistes de amebas (Entamoeba histolityca/dispar).
Finalmente, y en base a los datos analizados en este
trabajo se concluyó que el agua usada en la junta de riego Toma de Narváez, San
Joaquín, utilizada para la agricultura, se encuentran con los límites de
calidad química requeridos para uso, sin peligro de salinización y sodificación para cultivos y suelos de aplicación a corto y
mediano plazo.
CONFLICTO DE
INTERESES. Los autores
declaran que no existe conflicto de intereses.
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