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Sistema de Información Científica
Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Rev. Int. Contam. Ambie. 29 (3) 135-146, 2013
ENFOQUE DE CUENCA PARA LA IDENTIFICACIÓN DE FUENTES DE CONTAMINACIÓN Y
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE UN RÍO, VERACRUZ, MÉXICO
Beatriz TORRES BERISTÁIN
1
, Gloria GONZÁLEZ LÓPEZ
2
,
Elena RUSTRIÁN PORTILLA
3
y Eric HOUBRON
3
1
Dirección General de Investigaciones, Universidad Veracruzana, Av. Luis Castelazo Anaya s/n, C.P. 91190,
Xalapa Veracruz, México
2
Instituto de Ingeniería, Universidad Veracruzana, Av. S. S. Juan Pablo II S/N, Zona Universitaria, C.P. 91294,
Boca del Río, Veracruz, México
3
Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Veracruzana, Prolongación Oriente 6 No. 1009, Col. Rafael
Alvarado Orizaba, Veracruz, México
* Autor responsable: torres.beristain@gmail.com
(Recibido julio 2012, aceptado junio 2013
)
Palabras clave: calidad de agua, aguas superfciales, sistemas de inFormación geográfca (SIG), microcuencas,
aguas residuales
RESUMEN
El río Seco se encuentra en el centro del estado de Veracruz. Se forma a partir de
las aguas de deshielo del pico de Orizaba y en su camino al Golfo de México es
contaminado por fuentes puntuales y no puntuales. El objetivo de este estudio fue
analizar la calidad del agua del río Seco y evaluar el uso de un enfoque de cuenca
usando un sistema de inFormación geográfca para localizar las Fuentes puntuales y
no puntuales de contaminación relacionados con asentamientos humanos. La cuenca
tiene una extensión de 43 816 ha, está compuesta por cuatro microcuencas, 12 muni
-
cipios tienen parte de su territorio en ella y en 2010 la habitaban 204 255 personas.
La determinación de la calidad de agua se realizó mensualmente durante los seis
meses de la temporada de lluvias. Se construyó un sistema de inFormación geográfca
(SIG) en el que se ubicó el cauce del río Seco, los límites municipales e hidrográf
-
cos, los puntos de muestreo, así como los asentamientos humanos urbanos y rurales.
El río Seco es utilizado para riego, actividades industriales y como fuente de agua
potable, sin embargo se encontró una mala calidad de agua a nivel microbiológico.
La evaluación de la demanda química de oxígeno (DQO) permite catalogarlo como
contaminado y fuertemente contaminado, mientras las concentraciones de nitrógeno
nos indican que es un río eutrofcado.
Key words: water quality, surface water, geographic information system (GIS), watershed, wastewater
ABSTRACT
The Seco river is located at the center of the state of Veracruz, Mexico. This river
originates from the melting waters of the Pico de Orizaba and on its way to the Gulf
of Mexico it is polluted by point and nonpoint sources. The aim of this study was to
analyze the water quality of the Seco river and to use a watershed approach using a
B. Torres Beristáin
et al.
136
geographic information system to locate point and non point sources of pollution related
to human settlements. In this research our area of study was the Seco river sub-basin that
has an extension of 43 816 ha., is constituted by four micro-basins, 12 municipalities
and inhabited in 2010 by 204 255 persons. Water quality determination was carried out
monthly during the six months of the rainy season. A geographic information system
(GIS) was built to integrate the riverbed, the municipal and hydrographic limits, the
sampling points and the urban and rural settlements. The Seco river is used for irriga-
tion, industrial activities and as a drinking water source, even though this research
determined the water quality at a microbiological level is bad. The chemical oxygen
demand (COD) analysis determined the water is polluted or heavily polluted, while
nitrogen concentrations indicate this is an eutrophic river.
INTRODUCCIÓN
Las cuencas hidrográfcas son divisiones naturales
del paisaje. Debido a la topografía y delimitación
del parteaguas, el agua drena a través de corrientes
superfciales a un punto común pudiendo desembocar
en el mar, en un cuerpo de agua interior o infltrarse
antes de encontrar algún cuerpo o superfcie colector
(Cotler
et al.
2007a, Maass y Cotler 2007).
El enfoque de cuenca es importante porque el agua
constituye el eje integrador del territorio que vincula
e interconecta los elementos naturales, sociales y
económicos. Las cuencas hidrográfcas constituyen
las unidades territoriales idóneas para la planeación y
gestión de los recursos naturales (Cotler
et al.
2010).
La dispersión de la contaminación va más allá de los
límites administrativos, por ejemplo los municipales.
Es por esto que la calidad del agua en una cuenca
es un buen indicador del impacto de las actividades
humanas en un determinado territorio.
El manejo integral de cuencas puede facilitar la
transversalidad de políticas sectoriales permitiendo
la gestión equilibrada de los recursos naturales y la
integración de diversos actores (Cotler 2007b). Sin
embargo en México se han llevado a cabo diferentes
concepciones y delimitaciones de las cuencas por
diversas instituciones, lo que es un reFejo de la
diferente visión institucional sobre el manejo de
un recurso natural de uso común como es el agua
(Paré
et al.
2008). En México existe un esfuerzo
para transitar de un enfoque sectorial y centralista
hacia uno integral, descentralizado y de mayor
participación social a través del manejo de cuencas
(Cotler 2007b).
En la República Mexicana sigue sin existir una
gestión real por cuencas. En el país hay diferentes
delimitaciones territoriales en relación al agua: 37
regiones hidrológicas, 25 Consejos de Cuenca y 13
Regiones hidráulico administrativas. Además las
regiones delimitadas a nivel de cuencas se cortan,
entrecruzan y superponen con las jurisdicciones polí-
tico administrativas (estados, municipios o regiones)
así como también con los 653 acuíferos (CONAGUA
2003). Toda esta complejidad crea confusiones acer-
ca de quién tiene las competencias y qué nivel de
gobierno es responsable de la gestión de una u otra
cuenca (Vera 2005). Existe un desconocimiento por
parte de los gobiernos municipales de a qué cuencas,
subcuencas y microcuencas pertenecen sus munici-
pios, por tanto las delimitaciones hidrográfcas no
han tenido sentido en términos de administración
del agua ni para el uso, manejo y protección de los
recursos naturales. En la práctica la gestión del terri
-
torio (incluyendo los recursos naturales y actividades
humanas) se lleva a cabo con base en las divisiones
políticas sin tomar en cuenta las delimitaciones hi-
drográfcas (Vera 2005).
En México existen 1471 cuencas hidrográfcas las
cuales fueron delimitadas utilizando criterios natura-
les, topográfcos e hidrográfcos (Cotler
et al.
2007a).
Debido a su gran tamaño la cuenca se suele subdividir
utilizando los ríos tributarios principales agrupando
el territorio en subcuencas y estas últimas se pueden
subdividir en microcuencas (CONAGUA 1992).
La división cuencas, subcuencas y microcuencas es
una división jerárquica y anidada en donde, debido
a la escala, cada división tiene distintos alcances. La
cuenca nos da un esquema general que permite la
planeación y la identifcación de áreas prioritarias, la
subcuenca permite la defnición de estrategias para la
planeación y gestión. La microcuenca por ser la de
menor escala permite la identifcación de los usuarios
e intereses involucrados así como la vinculación de
la calidad ambiental con las problemáticas locales
por lo que es una buena unidad de gestión (Cotler
y Caire 2009).
El estado de Veracruz se caracteriza por disponer
abundantes recursos hídricos en comparación con
otras entidades del país. La precipitación media
anual representa casi el doble de la media nacional y
FUENTES DE CONTAMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE UN RÍO
137
por sus cauces fuye un tercio del escurrimiento total
del país (CSVA 2004). El estado de Veracruz repre-
senta el 3.7% del territorio nacional y su población
es de 7 643 194 habitantes, de los cuales el 61% vive
en zonas urbanas y el otro 39% está asentado en las
áreas rurales (INEGI 2010). A pesar de esta relativa
abundancia de agua, en el estado la distribución no
es equitativa para todos los habitantes. Existe una
gran diferencia entre la cobertura de agua potable y
saneamiento entre el mundo rural y el urbano, siendo
uno de los estados con mayor rezago, ocupando el
cuarto lugar en déFcit de cobertura (Domínguez
2008). Además uno de los problemas medulares de
los cuerpos de agua en el estado de Veracruz es su
alto grado de contaminación (CSVA 2004).
La mayoría de los ríos que cruzan por los prin-
cipales centros de población del estado reciben
descargas de aguas residuales municipales, descar-
gas industriales y diversos tipos de contaminación
de fuentes no puntuales. Los 14 ríos veracruzanos
más importantes registran niveles importantes de
contaminación lo que implica graves consecuencias
a la salud humana, limita las actividades productivas
y deteriora el ambiente (CSVA 2004). Los nutrientes
y contaminantes se reciclan en los ecosistemas acuá
-
ticos y terrestres de manera natural, sin embargo la
infuencia antrópica ha alterado estos ciclos incre
-
mentado la cantidad de nutrientes y contaminantes
que terminan en los cuerpos de agua, provocando
problemas de eutroFcación y disrupción de ecosiste
-
mas naturales y daños a la salud humana (Camargo
y Alonso 2007, Scholes
et al.
2007).
El objetivo de este estudio es analizar la calidad
del agua del río Seco y evaluar el uso de un enfoque
de cuenca usando un sistema de in±ormación geográ
-
Fca (SIG) para localizar las ±uentes puntuales y no
puntuales de contaminación, estimando las cargas or-
gánicas y de nitrógeno de los asentamientos urbanos.
METODOLOGÍA
Delimitación del área de estudio y determinación
de puntos de muestreo
La zona de estudio es la subcuenca del río Seco,
la cual se encuentra ubicada en la parte central del
estado de Veracruz en la República Mexicana. La
subcuenca es parte de la Región Hidrológica X Golfo
Centro y de la cuenca del río Jamapa la cual descarga
en el Golfo de México (Cotler
et al.
2007a, CONA-
GUA 2007). La subcuenca del río Seco nace de las
aguas provenientes del Pico de Orizaba, el volcán
más alto de México, en el municipio de Coscomate
-
pec (carta topográFca E14B46 INEGI). Este trabajo
retoma la delimitación por microcuencas realizada
por el Fideicomiso de Riesgo Compartido (FIRCO-
UAQ 2005) identificando cuatro microcuencas
cuyos afuentes alimentan el río Seco. Se realizaron
pequeños ajustes de los límites utilizando un mapa
topográFco con curvas de nivel cada 20 m. Se en
-
tiende por microcuenca hidrográFca el área natural
donde el agua es captada, desalojada o depositada en
un almacenamiento natural, por un sistema de drena-
je, deFnido por líneas divisorias, topográFcamente
llamadas parteaguas (FIRCO 2004).
En este estudio se monitoreó el río Seco durante
los meses de la temporada de lluvias, de mayo a oc-
tubre, del año 2009. Se seleccionaron 10 puntos de
muestreo (
Fig. 1
), siendo
Sabana Larga
el punto de
muestreo más cercano al nacimiento del río, cerca de
5000
4750
4500
4250
4000
3750
3500
3250
2250
1250
3000
Altura (m.s.n.m.)
0
2
3
5
7
8
10
12
13
15
17
18
20
22
23
25
27
29
30
32
34
36
38
39
41
43
45
47
49
50
52
54
55
57
58
60
62
64
66
67
69
71
72
74
76
77
79
2750
2500
1500
2000
1000
Distancia (km)
Córdoba
1750
750
500
250
0
Sábana Larga
San Rafael Calería
Los Mangos
S. Antonio Isla/ Millán
Calvera
La Concha
Yanga
Magüeyes
Puente chico
Fig. 1.
Corte longitudinal del río Seco
B. Torres Beristáin
et al.
138
los límites del municipio de Tomatlán. R
ío abajo, a
aproximadamente 7.3 km se ubicó el segundo punto
de muestreo,
San Rafael Calería
, el siguiente punto
de muestreo es
Los Mangos
a 3.3 km río abajo del
anterior sitio. La estación llamada
San Antonio
se
encuentra ubicada donde confuye el r
ío urbano
, con
el mismo nombre, el cual se encuentra fuertemente
contaminado por descargas de la ciudad de Córdoba.
Se tomaron muestras del río Seco antes del aporte del
río San Antonio nombrando este punto
Millán.
Estos
dos puntos en el mapa aparentan estar sobrepuestos
por estar muy cerca
.
Río abajo, a 3.6 km, se estableció
el punto llamado
Calvera
. El siguiente punto es
La
Concha
el cual se encuentra en una zona rural con
poca población. Posteriormente el río Seco pasa al
lado del centro urbano por lo que se decidió ubicar
ahí el punto de muestreo
Yanga
. El siguiente punto
de muestreo es el llamado
Magueyes,
antes de la
cabecera de Cuitláhuac. El último punto de muestreo
es
Puente Chico que se
encuentra ubicado después
de Cuitláhuac y es el más cercano a la unión del río
Seco con el río Atoyac.
Datos de campo y análisis realizados
Las muestras se tomaron a nivel superFcial, uti
-
lizando envases de polipropileno y transportándose
a 4
o
C en una hielera hasta su posterior análisis en el
laboratorio. Se analizaron los parámetros de campo:
oxígeno, pH, temperatura y conductividad, utilizando
un equipo multiparámetro (HatchHQd 40). Se utiliza
-
ron los datos de la estación metereológica automática
de Córdoba para determinar la precipitación en la
zona (SMN-CNA 2009).
Siguiendo técnicas estandarizadas se cuantiFcó
la demanda química de oxígeno (DQO) a través del
desarrollo de color por un proceso de oxidación de
la muestra y su posterior observación en un espec-
trofotómetro (APHA 1995). La calidad del agua
superFcial se clasiFca según el valor de la DQO. El
agua con valores menores o iguales a 10 se considera
excelente, con valores entre 10 y 20 de buena calidad,
con valores entre 20 y 40 aceptable, se considera con-
taminada en el rango de 40 o igual o menor a 200 y
fuertemente contaminada cuando los valores de DQO
son mayores a 200 (CONAGUA 2011). Se cuantiFcó
el nitrógeno total (NT), el cual se calculó a través de
la suma de nitrógeno Kjeldahl (NTK) (APHA 1995)
más la cantidad de nitrógeno contenido en nitratos y
nitritos, los cuales ±ueron cuantiFcados a través de
cromatografía iónica utilizando el equipo DIONEX
ICS-90. La calidad microbiológica se determinó
midiendo coliformes fecales (CF) por el método de
Fltración a través de membrana en medios selectivos
(APHA 1995).Todas las muestras se analizaron por
triplicado reportándose el valor promedio.
Para identiFcar si existían di±erencias signiFca
-
tivas entre puntos o mes de muestreo se realizó un
análisis de varianza de una vía utilizando la prueba
de Tukey con un límite de conFanza de 95 % y una
signiFcancia de α = 0.05, utilizando el programa
SPSS (Statistical Product and Service Solutions).
Estimación de carga orgánica y nitrógeno de fuen-
tes urbanas por microcuenca
Se calculó la población por microcuenca deter-
minando geográFcamente las localidades rurales y
urbanas que son parte de las microcuencas y utilizando
la información de los censos 2000 y 2010 corres-
pondientes a esas localidades. Se determinó que los
asentamientos humanos son fuente tanto de contami-
nación puntual como dispersa. Se consideró que los
asentamientos urbanos (con más de 2500 habitantes)
producen contaminación puntual debido a la canali-
zación de sus descargas a través de drenajes, mientras
que la población rural en esta zona no tiene servicio
de drenaje conectado a una red por lo que se considera
generan contaminación dispersa (
Cuadro I, Fig. 2
). Se
utilizaron los datos de población urbana para estimar
el volumen de aguas residuales producidas y que se
canalizan a través de drenajes convirtiéndose en con-
taminación puntual. La estimación de carga orgánica
y nitrógeno se hizo solamente para las localidades
urbanas. Para hacer la estimación de la carga orgánica
se revisó en la literatura que los datos promedio re-
portados para DQO y nitrógeno total (NT) fueron de
500 mg/L y 40 mg/L respectivamente (Metcalf y Eddy
1991). En este trabajo se decidió utilizar los valores
de DQO y NT que se midieron en las aguas residuales
urbanas de la ciudad de Córdoba en 2010 donde la
DQO total promedio ±ue de 583 mg/L (máximo 945,
mínimo128), y el contenido de nitrógeno total medido
como NTK fue de 44 mg/L (Tejeda 2010).
Se ha estimado que un habitante urbano produce
entre 200-250 L/día de aguas residuales (Metcalf y
Eddy 1991). Para el caso de México se ha estimado
que la producción per c
á
pita promedio de aguas re-
siduales está entre 292 y 234 L/día (de Anda y Shear
2008). Para los cálculos de producción de aguas resi
-
duales por microcuenca se tomó el valor de 200 L/día
ya que en promedio el agua que al Fnal es colectada
en sistemas municipales en México se ha reportado
entre 200 y 205 L/día (de Anda y Shear 2008).
Integración de la información en un sistema de
información geográFca
Se integró toda la información en un sistema
FUENTES DE CONTAMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE UN RÍO
139
de información geográfica (SIG) utilizando el
programa ArcMap10. Se utilizó la división por
microcuencas hidrográFcas propuesta por el ±idei
-
comiso de Riesgo Compartido (FIRCO-UAQ 2005)
a una escala de 1:20 000. Se utilizó la delimitación
municipal generada por INEGI, ubic
ándose
las
localidades urbanas y rurales a partir de la informa-
ción censal (INEGI 2010). Los puntos de muestreo
seleccionados se geoposicionaron y se integraron
a este sistema.
CUADRO I.
INFORMACIÓN POBLACIONAL POR MICROCUENCAS DE LA ZONA DE ESTUDIO (ELABORACIÓN PROPIA
CON DATOS DE INEGI 2000 Y 2010)
Microcuencas
Municipios asociados
Área
(ha)
Población
urbana
Población
rural
Población
total
Densidad poblacional
(habitante/km
2
)
2000
2010
2000
2010
2000
2010
2000
2010
Xocotla
Calcahualco, La Perla,
Coscomatepec, Chocamán
10.547
12.540
16.121
7.316
9.394
19.856
25.515
188
242
Coscomatepec
Alpatláhuac,
Coscomatepec
10.313
13.684
16.433
10.872
15.376
24.556
31.809
238
308
Cordoba*
Chocamán, ±ortín,
Tomatlán, Córdoba
13.800
86.324
91.444
21.299
27.886
107.623
119.330
780
865
San Rafael
Rio Seco
Córdoba, Amatlán,
Yanga, Atoyac, Cuitláhuac
9.156
17.256
19.249
7.739
8.352
24.995
27.601
273
301
Total
43.816 129.804 143.247
47.226
61.008
177.030
204.255
365
432
*La población total de la cabecera Municipal de Córdoba según el censo, 2000 y 2010 es 133,807 y 140,896 habitantes respectiva
-
mente, sin embargo, para este estudio se contabiliza sólo la mitad de la población porque la mancha urbana de la ciudad está divida
por el parteaguas de la microcuenca de Córdoba
Calcahualco
N
S
E
O
Apatlahuac
Xocotla
LEYENDA
Microcuencas
Subcuenca Río Seco
Río Seco
División municipal
San Rafael Río Seco
Xocotla
Córdoba
Coscomatepec de Bravo
Coscomatepe de Bravo
Coscomatepe
Tomatlán
Chocamán
0
2.5
51
01
52
0
Kilómetros
Córdoba
San Rafael Río Seco
Córdoba
La Perla
Millán
Seco
Yanga
Fortín
Amatlán de los Reyes
Cuitlahuac
Atoyac
Fig. 2.
Microcuencas de la subcuenca del río Seco y delimitaciones municipales
B. Torres Beristáin
et al.
140
RESULTADOS
La longitud aproximada del río Seco desde su
nacimiento hasta su entronque con el río Atoyac es de
70 kilómetros, y la longitud que abarca este estudio
desde el primero al último punto de muestreo es de
47 kilómetros. En la
fgura 1
se observa el perfl lon
-
gitudinal del río seco con la ubicación de los puntos
de muestreo. Se da un abrupto descenso en la altitud
desde el inicio del río, cerca de la comunidad de
Tetezingo hasta el primer punto de muestreo
Sabana
Larga
, es decir en 22.6 km hay una diferencia de 3500
m de altitud. Posteriormente es más suave el descenso
en altitud habiendo una diferencia de 1250 m entre
el primer y el último punto de muestreo.
La precipitación total en el área de estudio durante
la temporada de lluvias fue de 1426 mm, ocho veces
mayor que en la temporada de secas donde llovió
un total de 171 mm. En mayo, el primer mes de la
temporada de lluvias, la precipitación fue de 135 mm,
mientras que en junio aumentó a 312 mm. En los dos
meses siguientes las precipitaciones decrecieron a
239 mm en julio y en agosto a 92 mm. Septiembre
Fue el mes más lluvioso de la época con 460 mm,
mientras que octubre, el último mes de la temporada
de lluvias registró una precipitación mensual de 188
mm (SMN-CNA 2009).
El área comprendida por la subcuenca del río Seco
es de 43 816 ha. La vinculación de las divisiones
hidrográfcas a nivel microcuenca con los límites po
-
líticos administrativos se puede observar en la
fgura
2.
Doce municipios tienen parte de su territorio en
la subcuenca del río Seco. Estos son: La Perla, Cal-
cahualco, Alpatlahuac, Coscomatepec, Chocamán,
Tomatlán, ±ortín, Córdoba, Amatlán de los Reyes,
Yanga, Atoyac y Cuitl
á
huac. Las microcuencas que
forman parte de la subcuenca del río Seco son cuatro:
Xocotla, Coscomatepec, Córdoba y San Rafael Río
Seco. La ubicación y dispersión de las localidades
urbanas y rurales dentro de las microcuencas así
como los puntos de muestreo se pueden observar en
la
fgura 3
.
Según el Censo de 2000 la población total de las
cuatro microcuencas era de 177 030 habitantes con
un porcentaje de población urbana del 73 % y de
población rural del 27 %. Una década después, en
2010, la población se incrementó en un 15% con una
población total de 204 255 habitantes siendo el 70 %
población urbana y el 30 % rural. La densidad pobla-
cional de toda la subcuenca del r
í
o Seco pasó de 365
a 432 habitantes/km
2
de 2000 a 2010. La microcuenca
más poblada Fue la de Córdoba, concentrando el 64%
de la población urbana y el 46 % de la población rural
de la subcuenca del río Seco. La información sobre
el área y población de cada una de las microcuencas
para los años 2000 y 2010 se muestra en el
cuadro I
.
La producción de aguas residuales de localidades
con más de 2500 habitantes en la subcuenca del río
Seco para el año 2000 se estimó en 25 960 m
3
por
día, y para 2010 en 28 649 m
3
por día, esto es un
incremento del 10.4 % en una década (
Cuadro II
).
La microcuenca que más aguas residuales produjo Fue
Córdoba. La generación de DQO para el año 2010
por los habitantes urbanos en la subcuenca del río
Fig. 3.
Localidades urbanas y rurales en las subcuenca del río Seco y puntos de
muestreo
LEYENDA
Localidades urbanas
Localidades rurales
Monitoreo seco
Río Seco
Subcuenca del Río Seco
Calvera
Concha
Yanga
Magüey
Puente Chico
0
2
48
12
16
Kilómetros
N
S
E
O
Sábana LArga
Sn Rafael Caleria
Los Mangos
San Antonio Millán
FUENTES DE CONTAMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE UN RÍO
141
Seco fue de 16 703 kg por día, mientras el nitrógeno
estimado fue de 1261 g/día (
Cuadro II
).
Los datos de campo recabados muestran que
la temperatura del agua de este río tropical fue en
promedio 24.6
o
C, registrándose el valor más alto
en mayo (31.7
o
C) y la temperatura más baja en sep
-
tiembre 19.3
o
C. La estación
San Antonio
mostró en
promedio los valores más bajos de oxígeno disuelto
y valores
más
altos en conductividad. Los datos
promedio por estación de muestreo de temperatura,
conductividad, oxígeno disuelto y pH se muestran
en el
cuadro III
.
El río tuvo presencia de coliformes fecales en todas
las estaciones de monitoreo. Los órdenes de magnitud
variaron de 10
3
a 10
9
, es decir fuertemente contami-
nado por materia fecal. Se determinaron valores altos
de nitrógeno que variaron entre 1.8 y 9.8 mg/L. El
punto de muestreo
San Antonio
presentó valores de
DQO siempre por arriba de los 200 mg/L, llegando
a alcanzar valores superiores a los 500 mg/L. Cuatro
kilómetros aguas abajo, en la estación
Calvera
, no me-
jora la calidad del agua encontrándose valores incluso
más altos que en
San Antonio
, lo que indica que en
este trayecto el río es continuamente contaminado por
fuentes puntuales y no puntuales. Río abajo la estación
de la
Concha
tiene poca infuencia de localidades rura
-
les y urbanas bajando levemente la DQO. La estación
de
Yanga
tiene infuencia de la localidad del mismo
nombre y posteriormente se encuentra la estación
Magueyes
que tiene poca infuencia de asentamientos
humanos rurales y urbanos, sin embargo no se ve una
mejoría signiFcativa en la calidad del agua. El último
punto de muestreo,
Puente Chico
, tiene infuencia de
la localidad de Cuitláhuac. Este es el último punto
antes de alimentar al río Atoyac y en todos los meses
se detectó presencia de contaminación fecal, materia
orgánica y nitrógeno total.
DISCUSIÓN
La subcuenca del río Seco, ubicada en el centro
del estado de Veracruz en México, comprende un área
de 43 816 ha donde viven aproximadamente 204 255
personas (cálculos propios a partir de INEGI 2010).
La identiFcación de los 12 municipios que integran
la subcuenca del río Seco así como la ubicación de
las localidades rurales y urbanas (
Cuadro I
), da un
CUADRO II.
ESTIMACIÓN DE LA PRODUCCIÓN DE AGUAS RESIDUALES POR MICRO-
CUENCA DE LAS POBLACIONES URBANAS, CARGA ORGÁNICA EXPRESADA
COMO DQO Y NITRÓGENO TOTAL PARA LOS AÑOS 2000 Y 2010
Microcuencas
Aguas residuales
producidas (m
3
/día)
DQO total
(kg/día)
Nitrógeno NTK
(g/día)
2000
2010
2000
2010
2000
2010
Xocotla
2 508
3 224
1 462
1 880
110
142
Coscomatepec
2 737
3 287
1 596
1 916
120
145
Córdoba
17 265
18 289
10 065
10 662
760
805
San Rafael Río Seco
3 451
3 850
2 012
2 244
152
169
Total
25 961
28 649
15 135
16 703
1 142
1 261
CUADRO III.
DATOS DE CAMPO PROMEDIO DE LAS ESTACIONES DE
MUESTREO (MAYO-OCTUBRE), LA DESVIACIÓN ESTÁN-
DAR SE MUESTRA ENTRE PARÉNTESIS
Oxígeno
disuelto mg/L
pH
Conductividad
(µ Siemens/cm)
Temperatura
o
C
Sabana Larga
7.7 (0.3)
8.2 (0.2)
226 (33)
21.9 (2.2)
San Rafael Caleria
7.1 (0.5)
8.3 (0.3)
254 (66)
23.6 (2.2)
Los Mangos
7.5 (0.1)
8.3 (0.4)
220 (32)
23.1 (1.5)
Millán
7.3 (0.3)
8.3 (0.2)
253 (79)
25.5 (2.6)
San Antonio
5.0 (2.1)
7.9 (0.2)
354 (104)
25.2 (1.8)
Calvera
7.4 (0.3)
8.1 (0.2)
271 (73)
25.6 (3.2)
La Concha
7.3 (0.5)
8.3 (0.2)
248 (53)
25.6 (2.0)
Yanga
7.6 (0.4)
8.2 (0.2)
244 (43)
25.2 (1.8)
Maguey
8.1 (0.6)
8.0 (0.)
247 (36)
24.8 (1.2)
Cuitlahuac
7.5 (0.5)
8.2 (0.3)
262 (37)
25.6 (1.7)
B. Torres Beristáin
et al.
142
panorama general de la distribución de la población
en el territorio. Esta información es importante para
la planeación de acciones de restauración, control
de la contaminación y pago de servicios ambienta-
les que servirían para un programa integral para la
recuperación de la subcuenca.
La población de la subcuenca del río Seco se in-
crementó en un 15.4 % en la última década y aunque
la población rural aumentó más que la población
urbana (29 y 10 % respectivamente) muchos de los
nuevos crecimientos a pesar de ser considerados
como rurales por su tamaño, son asentamientos
periurbanos, generalmente sin dotación de servicios
públicos, en especial alrededor de la ciudad de Cór
-
doba que es la localidad urbana
más densamente
poblad
a de toda el área de estudio.
La subcuenca del río Seco es contaminada por
fuentes puntales como son las descargas de los prin-
cipales centros urbanos identifcados en el área de
estudio (Chocamán, Coscomatepec, Tomatlán, Cór
-
doba, Yanga y Cuitl
á
huac). La zona metropolitana de
Córdoba concentra el 50% de toda la población urba-
na de la subcuenca. Existen en la zona metropolitana
algunas plantas de tratamiento de aguas residuales,
tratándose un promedio de 17 litros por habitante por
día (Vera
et al
. en prensa), es decir aproximadamente
sólo el 8.5% de la producción diaria es sometida a
algún tipo de tratamiento.
La parte alta de la subcuenca del río Seco es la
menos habitada, con condiciones más conservadas
y menor inFuencia antrópica. Las dos microcuencas
(Coscomatepec y Xocotla) que la componen tienen
sólo el 28 % de la población total de la subcuenca
del el 23 % de la población urbana (INEGI 2010).
Inicialmente este estudio no iba a incluir estas dos
microcuencas pues se esperaba encontrar una buena
calidad en la parte alta, ya que los primeros aportes
sustanciales de contaminación se tenían localizados
en el río San Antonio con las aguas residuales de
la Ciudad de Córdoba. Sin embargo, al analizar los
resultados y ver que existía una mala calidad en los
primeros puntos de muestreo se decidió incluir la
información poblacional relacionada con la parte alta
de la subcuenca del río Seco (
Cuadro I
).
Como se mencionó, se esperaba encontrar bue-
na calidad del agua en los primeros tres puntos de
muestreo, sin embargo fueron catalogados como
contaminados y ±uertemente contaminados según la
escala de DQO (CONAGUA 2011). Estos tres pun-
tos presentaron valores de coliformes fecales entre
10
3
y 10
4
órdenes de magnitud, es decir fuertemente
contaminados con materia fecal. Asimismo, los ele-
vados valores de nitrógeno total variaron de 2.9 a 9.8
mg/L (
Cuadro IV
). Los también elevados valores de
contaminantes microbiológicos, materia orgánica y
nitrógeno indican que a pesar de su baja densidad
poblacional, las microcuencas de Coscomatepec
(242 habitantes/km
2
) y Xocotla (308 habitantes/km
2
),
tienen una ±uerte inFuencia en la calidad del r
ío.
En las cuatro microcuencas estudiadas la población
rural varió del 19 al 66 % del total de la población.
Existe una gran cantidad de comunidades rurales sin
servicios de drenaje y disposición a cielo abierto de
sus desechos sólidos. En toda la zona de estudio no
existe ningún relleno sanitario así que la disposición
de residuos tanto en zonas rurales como urbanas se
hace a cielo abierto o se quema (Vera
et al.
en prensa).
Tanto los desechos sólidos como los líquidos son una
fuente no puntual de contaminación que puede ser una
de las causas de la deteriorada calidad del agua en los
primeros puntos de muestreo. Las fuentes no puntuales
de contaminación por su temporalidad y dispersión son
muy difíciles de detectar y evaluar.
En el punto de aFuencia del río San Antonio se
observó una di±erencia signifcativa con el resto de
los puntos en relación con los parámetros de oxígeno
disuelto y conductividad (
Cuadro II
), sin embargo
no existieron di±erencias signifcativas en relación
con los parámetros de DQO, NT y C² (
Cuadro IV
).
También se esperaba ver la inFuencia de los centros
urbanos de Yanga y Cuitláhuac, sin embargo, con base
en la escala de DQO todos los puntos de muestreo
del río Seco ±ueron clasifcados como contaminados
o fuertemente contaminados. El 33 % de todas las
muestras analizadas presentó valores de DQO entre
40 y 200 mg/L mientras el 67% restante presentó va-
lores de DQO superiores a los 200 mg/L (CONAGUA
2011). En varios puntos de muestreo se encontraron
valores alrededor de los 500 mg/L de DQO, es decir
comparables a los encontrados en aguas residuales
crudas (Metcalf y Eddy 1991).
Los valores de nitrógeno total variaron según los
meses y las estaciones de muestreo sin encontrarse
un patrón defnido, dónde el valor más alto ±ue 9.8
mg/L en el mes de junio en la estación
San Rafael
Calería
y el menor 1.7 mg/L en el mes de septiem-
bre en la estación de
Puente Chico
(
Cuadro IV
).
Las concentraciones de nitrógeno son bastante altas
considerando que el muestreo se realizó en el lecho
del río. El rango permisible de nitrógeno total en las
descargas de aguas residuales a ríos para la protección
de la vida acuática es de 15 a 25 mg/L de NT según
la NOM-001-ECOL-1996 (SEMARNAT 1996). Esta
norma no especifca el límite permisible de NT para
el agua del río después que la descarga se ha dilui-
do. Dodds
et al.
(1998) realizaron una clasifcación
FUENTES DE CONTAMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE UN RÍO
143
trófca de ríos templados, y determinaron que un río
con concentraciones mayores a 1.5 mg/L de NT se
considera como eutrófco. El río Seco en todas las
estaciones estuvo por encima de este límite por lo
que se podría considerar eutrófco. Si tomamos en
cuenta que este río sirve como fuente de agua potable
se tendrían que tomar en cuenta los parámetros que
marca la NOM-127-SSA1-1994 que señala los lími-
tes permisible del nitrógeno proveniente del nitrito
(0.05 mg/L), nitrato (10 mg/L) y amonio (0.5 mg/L).
La lluvia es un Factor muy signifcativo que puede
explicar la variación en las concentraciones de conta-
minantes en los ríos debido a su efecto en el arrastre,
dispersión y dilución de contaminantes. En mayo y
junio, los primeros meses de lluvias, se puede apre-
ciar que las concentraciones de DQO y NT fueron
más altas que en los siguientes meses (
Cuadro IV
).
Esto podría estar relacionado con el arrastre, por las
primeras lluvias, de nutrientes y contaminantes que
se acumularon durante la temporada de secas, sin
embargo las diferencias no fueron estadísticamente
signifcativas. Existieron Fuertes diFerencias en la
cantidad de lluvia distribuida en los diferentes meses,
el mes con menor precipitación fue agosto con 92
mm, mientras septiembre Fue el más lluvioso de la
época con 460 mm (SMN-CNA 2009). Sin embargo
no fue posible apreciar el factor de dilución en la
concentración de los contaminantes (CF, DQO y NT)
a pesar de las diferencias en la precipitación en los di-
versos meses (
Cuadro IV
). Existen muchos factores
que se encuentran relacionados con la concentración
de nutrientes o contaminantes de un río. Es necesario
tomar en cuenta las lluvias puntuales torrenciales,
la saturación del suelo e identifcar las Fuentes de
contaminación no puntual para tratar identifcar los
posibles aportes.
Existen fuentes no puntuales de contaminación
que no se incluyeron en este trabajo, por ejemplo
los campos de cultivo agrícola y las pequeñas agro-
industrias. Las dos microcuencas de la parte alta,
Coscomatepec y Xocotla, tienen cultivos de caña,
existen actividades de pequeñas y medianas agro-
industrias, granjas para la cría de pollos y cerdos,
así como trapiches y benefcios de caFé artesanales.
En la microcuenca de Córdoba se cultiva café, caña
de azúcar y existe una Fuerte actividad industrial y
agroindustrial. En la microcuenca San Rafael río
Seco existen algunas actividades agroindustriales y
los principales cultivos con importancia económica
son la caña de azúcar y el limón.
El estado de Veracruz es, desde hace más de una
década, el que mayor producción de caña de azúcar
registra en el país, uno de cada siete veracruzanos
CUADRO IV.
CONCENTRACIONES DE LA CARGA ORGÁNICA EXPRESADA COMO DQO, NITRÓGENO TOTAL (NT) Y COLIFORMES FECALES (CF) MEDIDOS
EN EL RÍO SECO DE MAYO A OCTUBRE DE 2009
Mayo
Junio
Julio
Agosto
Septiembre
Octubre
DQO
total
(mg/L)
NT
(mg/L)
CT
(UFC/
mL)
DQO
total
(mg/L)
NT
(mg/L)
CT
(UFC/
mL)
DQO
total
(mg/L)
NT
(mg/L)
CT
(UFC/
mL)
DQO
total
(mg/L)
NT
(mg/L)
CT
(UFC/
mL)
DQO
total
(mg/L)
NT
(mg/L)
CT
(UFC/
mL)
DQO
total
(mg/L)
NT
(mg/L)
CT
(UFC/
mL)
Sabana Larga1186*
7.2
6.4E+04
586*
8.5
2.4E+03
267*
4.8
3.3E+04
278*
5.2
2.2E+04
174
4.8
8.2E+02
183
2.9
2.0E+04
San Rafael
Caleria
1776*
7.7
7.4E+04
782*
9.8
3.5E+04
431*
3.5
3.3E+04
370*
3.6
2.4E+04
174
3.8
6.4E+02
338*
5.3
2.0E+04
Los Mangos
60
5.1
2.6E+05
690*
7.9
3.5E+04
175
3.2
3.5E+04
351*
2.6
9.2E+04
48
3.5
7.0E+03
334*
3.5
3.0E+03
Millán
103
4.3
5.8E+09
88
4.0
7.2E+07
113
3.0
8.7E+08
113
3.1
7.8E+09
339*
2.2
8.7E+06
424*
6.7
3.4E+08
San Antonio
288*
7.6
2.7E+04
249*
8.6
2.7E+04
231*
6.5
7.6E+04
231*
9.2
3.2E+04
293*
3.6
6.2E+03
599*
4.3
4.5E+04
Calvera
302*
7.5
2.7E+06
264*
9.4
9.0E+03
159
5.3
6.4E+04
486*
2.6
2.4E+05
114
6.2
4.5E+03
390*
3.5
3.3E+05
La Concha
145
7.8
8.7E+04
91
7.2
1.2E+04
83
3.2
4.5E+04
83
2.4
1.2E+06
263*
2.6
8.2E+03
353*
2.6
7.8E+04
Yanga
168
7.2
6.2E+04
157
3.8
2.8E+03
119
3.2
7.6E+03
119
3.2
3.4E+04
228*
4.0
7.4E+02
451*
1.8
4.6E+04
Magueyes
234*
7.5
2.8E+04
220*
5.6
2.0E+03
211*
2.3
4.5E+04
211*
2.7
6.7E+04
273*
2.2
7.3E+02
414*
3.0
3.2E+04
Puente Chico
331*
8.1
6.7E+04
312*
7.7
4.4E+03
201*
2.6
6.7E+04
201*
4.1
7.9E+04
495*
1.7
6.6E+03
501*
2.6
1.3E+04
B. Torres Beristáin
et al.
144
depende directa o indirectamente de su cultivo o
transformación (Aguilar
et al.
2009). En el cultivo
de la caña de azúcar se usan grandes cantidades de
fertilizantes y plaguicidas que pueden llegar a los
cuerpos de agua. Las precipitaciones arrastran im-
portantes cantidades de sedimentos y agroquímicos
de los campos de caña de azúcar, que es el cultivo
más común en la zona de estudio. Un estudio en el
ingenio La Gloria, en Veracruz, identifcó que de los
200 kg de nitrógeno por hectárea que se aplican, se
pierde el 43 % (Landeros
et al
. 2002). Sin embargo,
no se tienen identifcadas por cuenca o microcuenca
las hectáreas que son cultivadas con caña de azúcar.
El río Seco y sus tributarios son, según el Registro
Público de Derechos de Agua (REPDA), utilizados en
al menos 33 puntos como fuente de agua para diversos
usos (consumo humano, agrícola o industrial) y en al
menos 18 puntos son receptores de aguas residuales
tratadas o sin tratamiento, de origen municipal, in-
dustrial o agrícola (CONAGUA 2009). El río Seco se
utiliza al menos en dos puntos,
Sabana Larga y San
Rafael Caler
í
a,
como lugar de captación de agua para
consumo humano para la ciudad de Córdoba. También
durante la época de estiaje es común el llenado de pipas
de agua en varios puntos del río para suministrar este
líquido a la población. Sin embargo, lo que podemos
ver es que los parámetros de contaminación son muy
altos para que este río sea utilizado como fuente de
agua para consumo humano y que se requeriría de
un estricto tratamiento con los costos asociados que
esto implicara. Además, la elevada carga orgánica y
la concentración de nitrógeno disminuyen los servi-
cios ecosistémicos que presta este río, así como la
sobreviviencia y la salud de las plantas y los animales
relacionados con el ambiente ribereño.
CONCLUSIONES
La subcuenca del río Seco alberga a más de 200
000 personas de las cuales el 70% vive en ambientes
urbanos y el 30% restante en rurales. El río Seco
es utilizado para usos agrícolas, industriales y para
provisión de agua potable, además de ser sustento
del ambiente natural brindando humedad a su paso.
Sin embargo este río se encuentra fuertemente con-
taminado por materia orgánica, nitrógeno y materia
fecal, lo que limita sus usos y deteriora el ambiente.
La determinación de la calidad de agua del río
Seco cobra mayor trascendencia al vincularse con
el territorio delimitado por la subcuenca y sus mi-
crocuencas. La clasifcación de los asentamientos
humanos como fuentes puntuales (urbanos) y no
puntuales (rurales) es de utilidad para hacer una
estimación del impacto de esos asentamientos. Es
evidente que en la subcuenca del río Seco, debido
al bajo porcentaje de tratamiento de las aguas resi-
duales, los asentamientos urbanos se convierten en
fuentes puntuales de contaminación. Sin embargo,
los asentamientos rurales dispersos también tienen
un fuerte efecto ya que el agua del río proveniente
de la parte alta de la cuenca, donde habita menos
población urbana, presentó igualmente niveles ele-
vados de contaminación.
Es necesario hacer un análisis más detallado
del uso del territorio a nivel de microcuenca para
poder incluir todas las fuentes de contaminación así
como para estimar su dimensión y temporalidad. Es
necesario incluir las diversas actividades humanas y
defnir si son puntuales o no puntuales, con el fn de
tener más elementos para un diagnóstico de mayor
precisión. En el caso del río Seco dentro de estas
actividades hay que incluir las agrícolas, en especial
si existen cultivos como la caña de azúcar, que utiliza
grandes cargas de agroquímicos.
Para poder identifcar de manera precisa el origen
de la contaminación sería deseable poder hacer aná
-
lisis de calidad de agua más completos que incluyan,
además de los reportados en esta investigación, la
identifcación de metales pesados y plaguicidas para
tener una idea más clara de la inFuencia de la zona in
-
dustrial, la agrícola y la de los asentamientos humanos.
Es de especial trascendencia que los gobiernos
municipales tomen en cuenta las delimitaciones de
cuenca para la gestión de los recursos hídricos, así
como para la detección y cuantifcación de las di
-
versas ±uentes de contaminación con el fn de dirigir
estrategias en relación con la prevención, el sanea-
miento o la restauración de las aguas superfciales. La
integración de información ambiental, poblacional y
socioeconómica a través de sistemas de información
geográfca utilizando a las cuencas como el marco de
delimitación
es una herramienta útil para el diagnósti
-
co, la planeación y el seguimiento de programas para
el desarrollo sustentable de las poblaciones urbanas
y rurales, así como de sus actividades productivas
teniendo como eje los recursos hídricos.
AGRADECIMIENTOS
Se agradece al “Programa para el Fomen-
to, Desarrollo y Consolidación de Científcos y
Tecnólogos” del CONACyT (MOD-ORD-1-09-
PCI-1054-03-09) por el apoyo para la realización
de esta investigación.
FUENTES DE CONTAMINACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE UN RÍO
145
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