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Revista Ingeniería de los Recursos Naturales y del Ambiente - EIDENAR

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Revista EJEMPLAR 12 - Enero-Diciembre 2013
 

IMPACTO GENERADO POR LOS VERTIMIENTOS DE LAS CURTIEMBRES EN CORRIENTES SUPERFICIALES USANDO PRUEBAS DE TOXICIDAD

IMPACT GENERATED BY DUMPING OF SURFACE CURRENTS USING TANNING IN TOXICITY TESTS

 

Proceso de curtido

*Recibido: Agosto 1 2013

*Aceptado: 13 Septiembre 2013
Luz Edith Barba-Ho, M.Sc.
Profesora Titular
Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente, Universidad del Valle, Cali.
Yojana V. Ballesteros, Bióloga
Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente, Universidad del Valle, Cali.
luz.barba@correounivalle.edu.co
Paola J. Patiño, Esp.
Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente, Universidad del Valle, Cali.
Carlos Ramírez Callejas, M.Sc.
Profesor Titular
Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente, Universidad del Valle, Cali.

caramir@univalle.edu.co

RESUMEN


En Latinoamérica el énfasis en el control de vertimientos y la evaluación de sus efectos sobre la calidad del agua de los cuerpos receptores se ha dado principalmente a la contaminación orgánica y de organismos patógenos. No obstante, en los últimos años han comenzado a considerarse los impactos ocasionados por los vertimientos de compuestos tóxicos. La evaluación de la contaminación química se ha visto limitada por los altos costos para la cuantificación de cada químico contaminante, la falta de técnicas para medir ciertas sustancias y el escaso estudio y desarrollo de métodos de evaluación de este tipo de contaminación.En este estudio se plantearon y efectuaron pruebas de toxicidad utilizando dos organismos, el microcrustáceo Daphnia pulexy el pez Poecilia reticulata, con el fin de estimar el impacto generado por los vertimientos de la industria de curtiembres en corrientes superficiales, los cuales se caracterizan por su alto aporte contaminante de materia orgánica e inorgánica. Los resultados obtenidos indican que el vertimiento de la curtiembre presenta niveles elevados de toxicidad, superiores a 100 Unidades de Toxicidad -UT, que permiten calificarlo como “muy tóxico’’. Este efecto se presentó principalmente en los periodos en los cuales regularmente se adelantan los procesos de curtido que utilizan sustancias tóxicas como cromo y sulfuro.Los niveles de toxicidad hallados en el vertimiento reflejan de forma integral su condición y el efecto de éste sobre la biota acuática, complementando la información fisicoquímica del vertimiento. Las pruebas de toxicidad se constituyen en una herramienta valiosa en la evaluación integral de la contaminación causada por este sector productivo.


PALABRAS CLAVE


Toxicidad aguda, curtiembres, bioensayos, Daphnia pulex, Poecilia reticulata


ABSTRACT


In Latin America the emphasis on the control of discharges and assessment of their effects on water quality of the receiving bodies has been mainly to organic pollution and pathogens. However, in recent years begun to consider the impacts caused by the dumping of toxic compounds. The assessment of chemical pollution has been limited by high costs for the quantification of each chemical contaminant , the lack of techniques to measure certain substances and poor study and development of assessment methods such contaminación.En this study toxicity raised and made using two bodies , the Daphnia microcrustacean pulexy guppy fish , in order to estimate the impact of the discharges generated in tanning industry to surface currents , which are contaminating its high contribution of organic and inorganic. Lresultados obtained indicate that the dumping of the tannery has high levels of toxicity greater than 100 units-UT toxicity, being classified as "very toxic, this effect is presented mainly in periods which are advanced regularly tanning processes that use toxic substances such as chromium and toxicity levels sulfuro.Los found in shedding comprehensively reflect their status and the effect of this on aquatic biota, complementing shedding physicochemical information. Toxicity tests are a valuable tool in the comprehensive evaluation of the pollution caused by the productive sector.


KEYWORD

Acute toxicity, tanneries, bioassays, Daphnia pulex, Poecilia reticulata


1. INTRODUCCIÓN


A nivel de Latinoamérica el énfasis en el control de vertimientos y evaluación de la calidad del agua se ha dado principalmente a la contaminación orgánica y de organismos patógenos; sin embargo, la problemática de la descarga de compuestos tóxicos y su impacto sobre la calidad del recurso hídrico recién comienza a ser considerada, lo cual ha limitado su control y regulación (Castillo et al., 2004). En el departamento del Valle del Cauca la gestión de la calidad del agua se ha centrado en el desarrollo y validación de métodos de control microbiológico y fisicoquímicos, mediante los cuales se evalúa la calidad del recurso hídrico y sus posibles usos. No obstante, la cuantificación y evaluación de la contaminación química, proveniente principalmente de los sectores industriales y agrícolas, se ha visto limitada por los altos costos en la cuantificación individual de cada químico contaminante, la falta de métodos o técnicas para medir ciertas sustancias y el poco estudio y desarrollo de métodos de evaluación de este tipo de contaminación en aguas superficiales (Sotero-Santos et al., 2005; Silva et al., 2003).
Los ensayos de toxicidad con organismos acuáticos son métodos empleados como herramienta para el control de la contaminación hídrica, que se basan en el uso de parámetros biológicos. Los bioensayos representan un herramienta útil para evaluar los efectos tóxicos de mezclas complejas encontradas comúnmente en descargas de aguas residuales (Sánchez et al., 2007). Una de las pruebas de toxicidad más común es el uso de macro invertebrados como Daphnia y Ceriodaphnia, especies de agua dulce pertenecientes al grupo Cladócero. El uso de Daphnia tiene muchas ventajas, tales como una alta sensibilidad y ciclo reproductivo corto. Para llevar a cabo las pruebas, los organismos de prueba están expuestos a sustancias tóxicas en condiciones controladas. (Farré et al., 2007).
Las curtiembres, al igual que la industria metalmecánica y la minería de oro de filón, generan otro tipo de sustancias, tales como, cromo trivalente, sulfuros, metales pesados, mercurio y cianuro, altamente tóxicos para la biota acuática y la población que utiliza el recurso (Sang et al., 2002; Jo et al., 2011). Los municipios en el Valle del Cauca donde se localizan las actividades que generan este impacto ambiental son: Yumbo, El Cerrito, Cartago y la zona alta de Ginebra y Buga, donde se desarrollan actividades mineras auríferas (CVC, 2001).
La biodisponibilidad y toxicidad de metales puede depender considerablemente de la especiación; para el cromo. la especiación es un factor crucial para establecer su toxicidad puesto que los compuestos con Cromo (VI) son varias veces más tóxicos que los compuestos con Cromo (III), poseen alto potencial de oxidación y pueden ser carcinogénicos; también el Cr (VI) es mucho más soluble que el Cr (III), resultando una alta movilidad que permitirá llegar a las aguas subterráneas (Burbridge et al., 2012).
Según estudios ecotoxicológicos realizados por DINAMA (Uruguay) en el año 2001, el 65% de los efluentes de curtiembres analizados presentaron toxicidad aguda, de los cuales el 97% de los que vierten a un curso de agua natural no cumplen con la normativa vigente. Igualmente en ese mismo año, la evaluación mediante pruebas de toxicidad con H atenuatta, Daphnia magna, Lactuca sativa y Selenastrum capricornutum de los efluentes de diferentes industrias localizadas en las cuencas hídricas del municipio de Montevideo mostró que las curtiembres presentan un alto nivel de toxicidad, reportando UT para Daphnia magna de 312,5.
Los bioensayos son herramientas adecuadas para evaluar los efectos tóxicos de mezclas complejas como son las descargas de aguas residuales, pues en ciertas ocasiones las pruebas fisicoquímicas no resultan sufi
cientes para valorar los efectos potenciales sobre la biota acuática, las respuestas para esta última, son por lo general relacionadas con el total de las concentraciones de contaminantes, existe entonces la necesidad de que estos ensayos sean estandarizados, precisos y trazables, para que los resultados de las mediciones de toxicidad sean certificadas (Dalzell et al., 2001; Stark et al., 2005).
En este estudio se realizaron de toxicidad con el fin de estimar el impacto generado por los vertimientos de la industria de curtiembres en corrientes superficiales, dos organismos, el microcrustáceo Daphnia pulexy el pez Poecilia reticulata.

2. MATERIALES Y MÉTODOS


2.1 DISEÑO ESTADÍSTICO DEL EXPERIMENTO


Se realizó un diseño completamente al azar, cuyas unidades experimentales fueron los recipientes de prueba para cada especie, definiéndose previamente las concentraciones de muestra, el número de organismos por cada recipiente de prueba y el número de réplicas para cada especie estudiada. Adicionalmente se controlaron factores tales como: la temperatura ambiente y la intensidad lumínica del lugar de prueba; los parámetros fisicoquímicos de control de la prueba; la edad, el tamaño y las condiciones fisiológicas de los organismos de prueba.

Tabla 1 Condiciones y características de las pruebas de toxicidad para las especies de prueba

2.2 TRABAJO DE CAMPO


Se monitoreó el vertimiento durante tres jornadas de 24 horas de duración cada una. En cada jornada se recolectaron 4 muestras compuestas de 6 horas cada una, resultantes de la sumatoria de las submuestras tomadas cada media hora durante un periodo de 6 horas. El transporte y preservación de las muestras, al igual que los parámetros fisicoquímicos analizados, se realizaron siguiendo los lineamientos establecidos en los Métodos Estandarizados para el análisis de aguas y aguas residuales (APHA et al., 2005).

2.3 DETERMINACIÓN DE LA TOXICIDAD


Una vez colectadas las muestras se procedió a realizar las pruebas de toxicidad con los organismos de prueba. Estas pruebas fueron agudas y de tipo estático. Para la estandarización de los bioensayos, se realizó la generación y la aclimatación de la colonia de la Daphnia pulex, seguido por controles periódicos y los bioensayos de toxicidad de acuerdo con lo establecido en los Métodos Estandarizados para el análisis de aguas y aguas residuales (APHA et al., 2005).

La Tabla 1 resume las condiciones y características bajo las cuales se realizaron cada una de las pruebas de toxicidad con los organismos de prueba empleados.

2.4 ANÁLISIS ESTADÍSTICO


Para el análisis estadístico de la información inicialmente se validaron los supuestos de normalidad, homogeneidad y aleatoriedad requeridos para una adecuada aplicación de la pruebas de ANOVA y POST-ANOVA. Para la validación de los supuestos las pruebas empleadas fueron: prueba de Kolmogorov-Smirnov para normalidad, la prueba de Leavene para homogeneidad de varianzas y la prueba de Rachas para la aleatoriedad.

Posteriormente se aplicó a los datos obtenidos durante los ensayos la prueba de ANOVA con un nivel de significancia del 0,05 (a), lo cual representa una confiabilidad del 95%. En los casos en los cuales la ANOVA reportó diferencias significativas se utilizó la prueba de POST-ANOVA (Prueba de Dunnet), con el fin de comparar cada grupo (concentración) con un grupo control (blanco) y así poder definir las concentraciones correspondientes a la ón más alta en la cual no se observa efecto subletal inhibitorio-NOEC y la Concentración más baja a la cual se observa efecto subletal inhibitorio-LOEC.

Para aquellos datos que no cumplieron los supuestos previamente mencionados se procedió a aplicar la contraparte no paramétrica de la ANOVA, para este caso la prueba de Kruskal-Wallis. En las ocasiones en que no se cumplió el supuesto de homogeneidad de varianzas se utilizaron los estadísticos Brown-Forsythe y Welch, en lugar del estadístico F, para tomar la decisión de la ANOVA. En general, estos estadísticos confirmaron la decisión tomada cuando se utilizaba el estadístico F.

Análisis PROBIT. Para las muestras que evidenciaron letalidad superior al 50% se calculó, además del NOEC y el LOEC, la Concentración letal para el 50% de los organismos,CL50, realizando un análisis Probit. En este análisis se evalúa la tasa de respuesta (letalidad) de los organismos de prueba con respecto a un estímulo (concentraciones del vertimiento estudiado). A partir de la información obtenida en el análisis Probit se construyó la curva dosis-respuesta para las muestras analizadas en cada ciclo de monitoreo. Con base en esta curva se encontró la concentración letal 50 (CL50).

2.5 ESTIMACIÓN DE LAS UNIDADES DE TOXICIDAD


A partir de los indicadores determinados mediante las diferentes pruebas estadísticas, para cada vertimiento se construyeron tablas en la cuales se compararon los valores del NOEC, el LOEC y la CL50 hallados para cada organismo de prueba en cada ciclo de monitoreo. A partir de esta información se analizó la sensibilidad de cada especie de prueba ante las características de cada vertimiento.

Luego de estimar la CL50 se realizó el cálculo de las unidades de toxicidad, UT (Ecuación 1), y la Tasa de Emisión Tóxica, TER (Ecuación 2), a partir de los cuales se establecieron el grado de toxicidad del vertimiento, las jornadas en donde se presentaron los valores más altos de UT y el nivel de incidencia del vertimiento sobre el cuerpo receptor ( Zagatto et al., 1989, citado por Ramírez et al., 1999).

UT = 100/CL50 (ecuación 1)

TER = UT x Q (ecuación 2)

donde: Q es el caudal del vertimiento (m3/día) y UT son las Unidades de Toxicidad medidas en el vertimiento.

2.6 INFORMACIÓN FISICOQUÍMICA

2.6.1 Caracterización fisicoquímica del vertimiento


Las muestras colectadas en el vertimiento (4 muestras por jornada) fueron analizadas en el Laboratorio de Aguas y Residuos Ambientales de la Universidad del Valle, donde se evaluaron diferentes parámetros fisicoquímicos, de acuerdo con las características del vertimiento. Los parámetros evaluados fueron: DBO5, DQO, Sólidos Suspendidos (SST) Grasas y Aceites y los metales Fe, Mn, Cd, Cr, Cu Hg, Pb, Zn. Adicional a estos parámetros, durante cada uno de los muestreos realizados se midieron en campo los siguientes parámetros:
pH (unidades), Temperatura (ºC), Conductividad (mS/cm) y Caudal (m3/s) .

2.6.2 Correlación entre las Unidades de Toxicidad (UT) y los parámetros fisicoquímicos


Una vez determinado y analizado el nivel de toxicidad de cada vertimiento, se realizó el análisis de los parámetros fisicoquímicos. Para esto se construyeron gráficos comparativos y se comparó para cada muestreo la tendencia de cada parámetro medido con las UT calculadas. Adicionalmente se calculó la correlación de Pearson (Ecuación 3) entre las UT y cada parámetro evaluado, utilizando todas las muestras y todos los ciclos del vertimiento. En aquellos casos en los cuales existe una correlación estadísticamente significativa (95%) el valor se acompaña de un asterisco.

(Ecuación 3)

Esta función puede tomar valores entre -1 y 1 y su interpretación se presenta en la Tabla 2.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

 


3.1 DETERMINACIÓN DE LOS NIVELES DE TOXICIDAD


A partir de las pruebas de toxicidad realizadas para el vertimiento de la curtiembre se procedió a la determinación numérica de la toxicidad expresada con base en el nivel del efecto letal. De acuerdo con el proceso productivo llevado a cabo en este tipo de industria, los vertimientos en ella generados presentan un alto contenido de compuestos químicos que de una u otra forma alteran las condiciones de calidad del agua del cuerpo receptor y la fauna y la flora asociadas. Esto se evidenció a través de las pruebas de toxicidad realizadas para el vertimiento de la curtiembre, donde se presentaron altos porcentaje de mortalidad en cortos periodos de tiempo, tanto en los Daphnidos como en los peces utilizados como organismos de prueba.

3.1.1 Indicadores de Toxicidad


Durante la evaluación de la toxicidad realizada para este vertimiento, las pruebas preliminares realizadas evidenciaron un alto nivel de toxicidad, con letalidades del 100% en cortos periodos de tiempo (minutos) para concentraciones de muestra entre el 10 y el 100%. Esta situación obligó a realizar un mayor número de pruebas preliminares con el fin de establecer un rango adecuado de concentración de muestra para las pruebas definitivas y lograr medir la CL50 dentro del periodo de duración recomendado para cada especie. En las Tablas 3 y 4 se presentan los indicadores estimados para este vertimiento durante los tres muestreos realizados.

Los resultados arrojados por la prueba estadística ANOVA (Tablas 3 y 4) indican que existen diferencias significativas entre el control y las diferentes concentraciones evaluadas del vertimiento en todas las muestras de los 3 muestreos realizados, permitiendo así determinar los indicadores NOEC y LOEC.

Tabla 2 Interpretación para diferentes valores de la correlación de Pearson (r)

Comparando el comportamiento de las concentraciones o indicadores NOEC y el LOEC se observa que en las muestras 1 y 4 (jornadas 6 am –12 m y 12 pm – 6 am) de los tres muestreos realizados, las concentraciones a partir de las cuales se empieza a evidenciar letalidad (LOEC) están muy próximas a aquellas concentraciones donde aún no se presenta letalidad (NOEC), lo cual indica que a pequeños incrementos de la concentración del vertimiento se empiezan a presentar efectos letales en los organismos de prueba.
También se observa que los organismos de prueba Daphnia pulex y Poecilia reticulata presentaron una alta sensibilidad ante su exposición al vertimiento de la curtiembre, con mortalidades del 50% (CL50) a muy bajas concentraciones. Considerando las cuatro muestras colectadas durante cada muestreo, por regla general las muestras 1 y 4, correspondientes a las jornadas de 6 am-12 m y 12 pm–6 am respectivamente, fueron las que mayor incidencia negativa ejercieron sobre los organismos de prueba, reflejándose esto en los indicadores medidos. Lo anterior está relacionado con las etapas del proceso productivo llevadas a cabo durante estas jornadas, las cuales corresponden a pelambre y curtido, donde se emplea una gran variedad de productos químicos que generan una alta toxicidad en el vertimiento.

3.2 Unidades de Toxicidad (UT) y Tasa de Emisión de Toxicidad (TER)


Con base en los indicadores descritos anteriormente y con el fin de cuantificar la toxicidad del vertimiento estudiado se procedió a la estimación de las unidades de toxicidad (Ecuación 1). A partir de las UT y con el propósito de evaluar el impacto ambiental del efluente de la curtiembre sobre el medio receptor (río Cerrito) se calculó la TER (Ecuación 2), teniendo en cuenta el caudal promedio medido en el vertimiento durante los tres muestreos. Los resultados obtenidos se presentan en la Tabla 5.
De acuerdo con la clasificación toxicológica para efluentes industriales, basada en Unidades de Toxicidad y presentada por Zagatto et al. (1989), las Unidades de Toxicidad halladas con base en el organismo de prueba Daphnia pulex presentaron valores superiores a 4 UT, valor a partir del cual el nivel de incidencia del vertimiento es considerado “muy tóxico”. Esta condición se presentó en la mayoría de las muestras analizadas, exceptuando la muestra 2 del muestreo 1 y la muestra 3 del muestreo 3, que clasifican el vertimiento como “tóxico”. Es importante resaltar que las muestras 1 y 4 correspondientes a las jornadas 6 am – 12 m y 12 pm – 6 am durante los

Tabla 3 Indicadores de Toxicidad estimados para el vertimiento de la curtiembre
con el organismo de prueba la Daphnia pulex

Tabla 4 Indicadores de Toxicidad estimados para el vertimiento de la curtiembre
con el organismo de prueba el pez Poecilia reticulata

monitoreos 1 y 3 presentaron valores de UT superiores a 100, valores exageradamente altos si se tiene en cuenta la clasificación de Zagatto et al. (1989). Esto se debe, como se mencionó anteriormente, a que durante estas jornadas son llevadas a cabo las etapas de pelambre y curtido, caracterizadas por emplear sustancias químicas tóxicas, como Cromo y sulfuros, entre otras.
Para el caso de las Unidades de Toxicidad estimadas con base en los peces Poecilia reticulata para los tres ciclos de monitoreo, se tiene que éstas, al igual que las halladas con los Dáphnidos, clasifican en su mayoría el vertimiento como “muy tóxico”; sólo la muestra 3 del muestreo 1 y las muestras 1 y 2 del muestreo 2 clasifican el efluente como “tóxico”.

Con base en lo anterior se puede concluir que en general el efluente de la curtiembre, debido a la gran cantidad de sustancias químicas nocivas utilizadas en el proceso productivo, presentó una alta toxicidad, principalmente en las Jornadas 1 y 4, cuando, de acuerdo con el proceso productivo, se realiza el desagüe de los bombos empleados en las etapas de pelambre y curtido, etapas donde se emplean sulfuros, cromo (Cr+3, Cr+6) y otras sustancias consideradas altamente tóxicas.

La Tasa de Emisión de Toxicidad (TER) presentó valores relativamente pequeños no obstante los altos valores obtenidos en las unidades de toxicidad estimadas. Lo anterior se debe a que los caudales promedio del vertimiento en las diferentes jornadas de muestreo fueron relativamente pequeños (<0,015 m3/s), incidiendo en el valor final de la TER. Sin embargo, es importante señalar que el vertimiento estudiado es tan sólo uno de los tantos aportes generados por este sector productivo,

Tabla 5 Unidades de Toxicidad estimadas para el vertimiento de la curtiembre
Con los organismos de prueba Daphnia pulex y Poecilia reticulata


gran parte del cual está asentado en la misma zona de la curtiembre estudiada, vertiendo sus aguas al río Cerrito y causando de este modo un fuerte impacto sobre la calidad de sus aguas. El río Cerrito constituye una de las principales fuentes de abastecimiento de las actividades socioeconómicas desarrolladas en el municipio de El Cerrito, donde se halla ubicada la curtiembre.

3.3 Relación entre las UT y los parámetros fisicoquímicos
En la Tabla 6 se presentan los parámetros fisicoquímicos medidos en el vertimiento de la curtiembre. Se observa que la relación DBO5/DQO varía en las diferentes muestras dentro de cada muestreo; sin embargo, en la mayoría de muestras la relación DBO5/DQO se encuentra por debajo de 0,5, valor que indica la posible presencia de sustancias tóxicas, tales como metales pesados y solventes, entre otras, que inhiben su biodegradabilidad. Este comportamiento fue más evidente en el muestreo 2, donde todas las muestras presentaron relaciones inferiores a 0,5. La tendencia de los parámetros involucrados en dicha relación es un reflejo de las características de cada una de las etapas en el proceso de curtido, durante las cuales se emplean diferentes sustancias químicas y materia orgánica que inciden en mayor o menor grado en las fracciones inorgánica y orgánica presentes en el vertimiento. Esta incidencia depende de cada etapa del proceso.


Las concentraciones de cromo hexavalente, como era de esperarse por tratarse de una curtiembre donde este metal es una de las principales materias primas del proceso, superaron en la mayoría de las muestras el valor permitido por la norma (0,5 mg/l Cr+6), alcanzando niveles cercanos a 1 mg/l en aquellas muestras correspondientes a las jornadas durante las cuales se realiza el desagüe de los bombos empleados en la etapa de curtido.Los niveles promedio de conductividad en el vertimiento a lo largo de los tres muestreos se encuentran por encima de 7000 mS/cm, valores que eran de esperarse debido al elevado uso de sales para la preservación de las pieles. Las concentraciones de sólidos suspendidos totales son altas en la generalidad de la muestras, presentando valores mayores de 300 mg/l y alcanzando máximos hasta de 1.400 mg/l. Estos niveles reflejan la ausencia de un tratamiento preliminar que permita su remoción.
El comportamiento del pH fluctuó de acuerdo con las etapas del proceso, alcanzando los valores más altos en aquellas jornadas en las que se realizan las etapas de pre-remojo, remojo, pelambre y desencalado, cuando se emplean sustancias altamente alcalinas. De la misma manera, también se observan valores alrededor de la neutralidad en aquellas muestras en las cuales predomina el agua residual proveniente del proceso de purga enzimática y piquelado.
Al relacionar el comportamiento de la Unidades de Toxicidad halladas con los diferentes parámetros


Tabla 6 Parámetros fisicoquímicos medidos en el vertimiento de la curtiembre durante
los tres muestreos realizados


fisicoquímicos medidos en el efluente de la curtiembre se observa una correlación positiva, estadísticamente significativa, entre las unidades de toxicidad y el pH,
siendo esta correlación más fuerte para el caso de las daphnias ( r = 0,84), lo cual significa que en general se tienen altos valores de UT para altos valores de pH (ver Figuras 1 y 2). En cuanto a la incidencia de la DQO y la DBO5 sobre la tendencia presentada por las UT no se evidencia una fuerte relación entre estos parámetros y las UT, con valores de r alrededor de 0,50 para los peces

Figura 1 Comportamiento de la DBO5 y las UT estimadas con el organismo de prueba Daphnia
pulex durante los tres muestreos realizados en el vertimiento de la curtiembre

Figura 2 Comportamiento de la DBO5 y las UT estimadas con el organismo de prueba Poecilia
reticulata durante los tres muestreos realizados en el vertimiento de la curtiembre

Figura 3 Comportamiento de la DQO y las UT estimadas con el organismo de prueba Daphnia
pulex durante los tres muestreos realizados en el vertimiento de la curtiembre

y de 0,60 para las daphnias. Sin embargo, es importante precisar que al comparar la relación de estos parámetros entre muestreos, en el muestreo 1 se reportaron los valores más altos de DQO y DBO5 e igualmente se presentaron los mayores valores de UT (Figuras 1a 4).
El incremento en estos parámetros y de las UT está de acuerdo con la baja relación DBO5/DQO debido a la presencia de sustancias inhibidoras presentes en el agua residual, como lo plantea Lofrano et al. (2013) al estudiar la biodegradabilidad de estas aguas residuales.
El cromo (Cr+6) es una de las sustancias que dentro del proceso productivo puede aportar altos niveles de toxicidad al agua residual (Arambasi et al., 1995). Sin embargo, al comparar sus niveles con las UT medidas en el vertimiento no se evidencia una relación estadísticamente significativa entre estas dos variables, observándose que los máximos valores de UT no siempre se presentan en las muestras que presentan los valores más altos de Cr+6 (ver Figuras 5 y 6). Esta toxicidad se corrobora en las observaciones de Shakir et al. (2012), cuyo estudio determina la fuerte relación del agua residual y el alto contenido de cromo hexavalente presente en ella los cuales son altamente peligrosos para diferentes células biológicas.
En general, y a pesar de que los parámetros evaluados en el vertimiento indican altos niveles de contaminación orgánica e inorgánica, la toxicidad observada en el vertimiento parece ser el resultado de la interacción de las diferentes sustancias químicas presentes, las cuales conforman mezclas complejas que pueden presentar reacciones antagónicas o sinérgicas que potencian o disminuyen el grado de toxicidad del vertimiento y, por ende, su incidencia en la respuesta de los diferentes organismos de prueba. Lo anterior permite reafirmar la importancia de la estimación de las UT, las cuales reflejan de una forma integral la condición del efluente y el efecto de éste sobre la biota acuática, complementando la información fisicoquímica. Ésta, a pesar de permitir conocer el comportamiento individual de cada parámetro y compararlo con las normas existentes, no permite evaluar el impacto de su acción conjunta (Sánchez et al., 2007).

 

4. CONCLUSIONES


• Los resultados obtenidos evidencian la importancia de las pruebas de toxicidad para estimar los impactos que pueden generar los vertimientos de la industria de curtiembres en las corrientes superficiales. Los niveles de toxicidad del vertimiento reflejan de forma integral su condición y el efecto de éste sobre la biota acuática, complementando la información fisicoquímica. Esta última permite conocer el comportamiento individual de cada parámetro y compararlo con las normas existentes, mas no permite evaluar el impacto de su acción conjunta.

El vertimiento de la industria de curtiembre monitoreada se clasifica como “muy tóxico” de acuerdo con los niveles de toxicidad determinados en las pruebas de toxicidad realizadas.

• En el vertimiento de la curtiembre se encontraron concentraciones tóxicas muy superiores a la máxima admisible recomendada por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, lo cual indica el fuerte impacto de éste sobre el ecosistema acuático.

• Los máximos niveles de toxicidad (superiores a 100 UT) en el vertimiento de la curtiembre se presentaron principalmente en las muestras recolectadas durante las jornadas 1 (6:00 a.m. a 12:00 m.) y 4 (12:00 p.m. a 6:00 a.m.), periodos en los cuales regularmente se adelantan los procesos de curtido que utilizan sustancias tóxicas como cromo y sulfuro.

• Para garantizar la confiabilidad y la representatividad de los resultados obtenidos en estudios de toxicidad es muy importante tener un control total a lo largo del proceso de muestreo, lo cual incluye el acceso normal al sitio de muestreo en los horarios programados y la duración y la frecuencia de la recolección de las muestras.

• Es importante aplicar este tipo de estudios a nivel de sedimentos del lecho del cauce con el fin establecer el grado de acumulación de sustancias tóxicas y su posible incidencia sobre la calidad de los cuerpos de agua, principalmente en épocas de invierno cuando se puede presentar la resuspensión y remoción de los contaminantes presentes en este tipo de sustrato.


5. AGRADECIMIENTOS

 

Los autores agradecen a la Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca-CVC por la financiación del proyecto de Modelación del Río Cauca Fase II, en el cual se realizó esta investigación, así como al Grupo de Calidad de Agua de la CVC por su colaboración y apoyo en el desarrollo de la misma.

 

.6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 

Arambasic, M.B., Bjelic, S. and Subakov, G. (1995). Acute toxicity of heavy metals (copper, lead, zinc), phenol and sodium on Allium cepa L., Lepidium sativum L., and Daphnia magna St., comparative investigations and the practical applications. Water Res. 29:497-503.

APHA (2005). Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water. Washington, DC. American Public Health Association.
Burbridge, D. J., Koch, I., Zhang, J. and Reimer, K. J. (2012). Chromium speciation in river sediment pore water contaminated by tannery effluent. Chemosphere 89 pag. 838–843

Castillo, G., Díaz, M., Pica, Y., Ronco, A., Sobrero, C. y Bulus, G. (2004). Ensayos toxicológicos y métodos de evaluación de calidad de aguas. Ciudad de Mexico: Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DEL VALLE DEL CAUCA-CVC (). Contaminación del Río Cauca. Reglamentación y Control. Informe # 74-17.

Dalzell, D. J. B., Alte, S., Aspichueta, E., De La Sota, A., Etxebarria, J., Gutiérrez, M., Hoffmann, C. C., Sales, D., Obst, U. and Christofi, N. (2001). A comparison of five rapid direct toxicity assessment methods to determine toxicity of pollutants to activated sludge, Chemosphere 47, pp 535-545.

Dirección Nacional de Medio Ambiente de Uruguay (DINAMA) (2001).

Farré, M., Martínez, E. and Barceló, D. (2007). Validation of interlaboratory studies on toxicity in water samples. TrAC Trends in Analytical Chemistry, Volume 26, Issue 4, Pages 283-292.


Jo Hun-Je, Son, J., Cho, K. and Jung, J. (2011). Combined effects of water quality parameters on mixture toxicity of copper and chromium toward Daphnia magna. Chemosphere, Volume 81, Issue 10, pages 1301-1307.

Lofrano, G., Meriç, S., Zengin, G. E. and Orhon, D. (2013). Chemical and biological treatment technologies for leather tannery chemicals and wastewaters: A review , Science of The Total Environment, Volumes 461–462, 1 September 2013, Pages 265-281.

Ramírez, A., Restrepo, R. y Viña, G. (1997). Cuatro índices de contaminación para caracterización de aguas continentales. Formulaciones y aplicación. En: Ciencia, Tecnología y Futuro. 1(3): 135-153.

Sánchez, J. C., Pacheco, V. F. and Pavon, T. B. (2007). Toxicity assessment of a complex industrial wastewater using aquatic and terrestrial biossays daphnia pulex and lactuca Sativa Journal of environmental Science and Health.Part A. (42)1425-1431

Sang D, K., Kyeong, S. P. and Man B, Gu.(2002) Toxicity of hexavalent chromium to Daphnia magna: influence of reduction reaction by ferrous iron Journal of Hazardous Materials,Volume93,Issue2,pages155-164.

Shakir, L., Ejaz, S., Ashraf, M., Qureshi, N. A., Anjum, A., Iltaf, A. I. and Javeed, A. (2012). Ecotoxicological risks associated with tanery effluent wastewater Environmental Toxicology and Pharmacology, Volume 34, Issue 2, September 2012,Pages180-191.

Silva, J., Torrejón, G. and Bay-Schmith, E. (2003). Calibración del bioensayo de toxicidad aguda con daphnia pulex (crustacea: cladocera) usando un tóxico de referencia. Gayana (concepc.), Vol. 67, No. 1, p.87-96. ISSN 0717-6538.

Sotero-Santos, R. B., Rocha, O. and Povinelli, J. (2005). Evaluation of water treatment sludges toxicity using the Daphnia bioassay .Water Research, Volume 39, Issue 16, October 2005, Pages 3909-3917

Stark, J. D. and Vargas, R. I. (2005). Toxicity and hazard assessment of fipronil to Daphnia pulex . Ecotoxicology and Environmental Safety, Volume 62, Issue 1. Pages 11-16

Zagatto, E. A .G., Reis, B. F. and Bergamin-Filho, H. (1989). Anal. Chim. Acta 226, 129.

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