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01  September  2003

Study of water contamination in wells and its spatial expression in Chile's mediterranean secano

Claret M.*, Urrutia R.**, Ortega R.***, Abarzua M. **, Pérez C*. y Palacios M*.

* Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA); ** Centro EULA, Universidad de Concepción; *** Pontificia Universidad Católica de Chile.
mclaret@quilamapu.inia.cl

Dentro del marco del proyecto CADEPA JICA-INIA, se investigó la calidad del agua de pozos norias, utilizada para consumo humano en el secano mediterráneo de Chile y la espacialización de la contaminación detectada mediante SIG. El universo muestreal fue n=92 para Nitratos y coliformes y n=40 para Metales Pesados, se colectó y analizó las muestras según metodología del centro EULA de la Universidad de Concepción. Las variables analizadas en laboratorio fueron, Coliformes Totales y Fecales, Nitratos y cuatro metales pesados; Cu, Zn, Cd y Ni e insitu se midió, C. Eléctrica, pH y Tº. Los resultados muestran una alta contaminación por coliformes, un 88 % por C.Totales, 78.3 % C. Fecales y un 20.6 % de nitratos sobre la norma Chilena NCh 409/1. Los metales pesados Cu, Zn, y Ni no registran valores sobre norma y Cd no fue detectado por la sensibilidad del equipo. Se analizó dependencia espacial de las variables mediante Índice de Moran, encontrándose dependencia para las variables CE, pH y Tº y sin autocorrelación las demás variables.


Introducción

El presente estudio se enmarca dentro del Proyecto “Conservación del Medio Ambiente y Desarrollo Rural Participativo del Secano Mediterráneo de Chile” (CADEPA), convenio INIA - JICA. El proyecto comprende un área de 2000 ha en el secano mediterráneo de Chile y atiende a 100 agricultores, que realizan una agricultura de subsistencia y dependen en forma crítica del recurso agua que se obtiene en estado natural de las napas freáticas mediante pozos noria.

Considerando la escasez del recurso su calidad se vuelve determinante, sin embargo, esta calidad no es un término absoluto, sino que dice relación con el uso o actividad a que se destina; consumo humano, riego, industrias etc. Asociamos el deterioro de la calidad del agua, con la pérdida de su estado natural. Las variables más importantes consideradas para ello son, la presencia de microorganismos patógenos (Coliformes totales y fecales), los parámetros físicos (turbidez, color, temperatura) y las características químicas (dureza, nitrógeno, metales etc.,) UNESCO, OMS 1978.

Objetivos

  1. Analizar la calidad del agua de pozos, utilizada para consumo humano mediante la detección de algunos indicadores químicos y biológicos de contaminación.

  2. Determinar mediante tecnologías GPS, SIG y Geoestadísticas, la dependencia espacial de las variables estudiadas, con el fin de obtener mapas de distribución de posibles contaminantes.

Materiales y métodos

El tamaño de la muestra fue de 92 pozos para Nitratos y colifomes y 40 para metales pesados, estos fueron muestreados y georeferenciados con GPS Garmin III Plus. Para la totalidad de las muestras de agua obtenidas se analizó la concentración de coliformes totales(CT), fecales (CF) y nitratos y se midió también in situ, Conductividad Eléctrica, Temperatura y Concentración de iones Hidrógeno (pH).

Para una muestra estadísticamente representativa de 40 pozos, se analizó además la concentración en las muestras de agua de los siguientes metales pesados; Ni, Cd, Zn y Cu. Para las muestras biológicas se utilizó el método Número Más Probable (NMP), para Nitratos y Metales Pesados el método con Inductive Coupled Plasma (ICP).

Resultados y discusión

Contaminación por Nitratos

El análisis del agua subterránea obtenida de pozos noria detectó contenido de N-NO3- en un 100 % de las muestras, con un rango de concentraciones desde 0.1 mg/l a 47.28 mg/l,, su promedio fue de 6.69 mg/l. La distribución de las concentraciones tiene un desplazamiento a los valores bajos con un 66.3%, de valores inferiores a 5 mg/l, un 13 % entre 5.01 y 9.99 mg/l y un 20.6 % de valores superiores a 10 mg/l. Esto último es muy relevante si se considera que el nivel crítico normado en Chile por la NCh 409/1, es 10 mg/l, es decir, 19 de los 92 pozos tienen contaminación por N-NO3-, sobre el nivel crítico permitido, lo que implica necesariamente que familias están consumiendo a diario un agua no apta para el consumo humano y que puede traer serias repercusiones para su salud y su calidad de vida. El resultado encontrado por sobre la norma Chilena (21%) coincide con lo reportado por Bauder en 1993, en donde encontró que un 25 % de las muestras de agua obtenidas de los pozos muestreados en Iowa, Kansas y South Dakota, (USA) excedían los 10 mg/l, establecidos por la norma de USA.

Contaminación por Coliformes

Según criterios bromatológicos, la sola presencia de estos microorganismos en el agua, es un indicador cualitativo de contaminación, por lo que aún las aguas con niveles bajos de coliformes con consideradas contaminadas (USEPA, 1986, citada por Perdomo, C.H., 2001). Sin embargo a mayores concentraciones de ellos en el agua aumentan también la probabilidad de que contengan algún microorganismo patógeno (Perdomo, C.H.,2001).

Los resultados del análisis microbiológico del agua de los pozos del área de estudio del proyecto CADEPA expresados como coliformes / 100 ml, mostraron que un 78.3 %(72 pozos) contenían CF y un 88 % con CT(81 pozos).

La norma Chilena NCh 409/1, dice que: “en condiciones ideales el agua potable debe estar exenta de microorganismos de origen fecal, cuya presencia se establece sobre la base de la determinación de gérmenes del grupo coliforme”.

Los resultados obtenidos, evidencian una contaminación generalizada con coliformes, sin embargo y aunque las medias de ambos grupos, 105 CT/100 ml y 61 CF/100 ml son valores altos, los grupos de valores muestran altas desviaciones estándar, lo que evidencia que también existe un gran número de valores de bajas concentraciones, 48.9 % CF y 31.5 % CT menores o iguales a 5 Coliformes /100 ml .

La Norma Chilena NCh 409/1, no especifica un nivel crítico para CT , aún cuando en ellos pueden potencialmente contener algunos patógenos tales como; Salmonellas, responsables de la transmisión de tifus y paratifus en humanos, Klebsiellas y Proteus responsables de trastornos digestivos severos.

El Código Alimentario Argentino, determina el nivel crítico para CT en 3 Unidades Formadoras de Colonias (UFC) por cada 100 ml de agua. Ante la ausencia de normativa Chilena a este respecto, este estudio a tomado este valor de referencia para los mapas de este grupo de gérmenes.

Contaminación por Metales Pesados

Los metales pesados u oligoelementos sin duda cumplen importantes roles benéficos en nuestro organismo, sin embargo en altas concentraciones pueden también ocasionar severos daños fisiológicos y estructurales a nuestro cuerpo.

Los resultados de los análisis a las muestras de agua delos Pozos en el área de estudio, muestran la presencia en concentraciones muy pequeñas de Cu, Zn, Ni, pero ninguno de estos valores excede la Norma Chilena.

Análisis Estadísticos

Mediante el uso del sw SAS para análisis de varianza, se obtuvo las estadísticas básicas y Coeficiente de Correlación de Pearson. La Matriz de Resultados muestra una correlación significativa (<0.05 correlación significativa) entre conductividad eléctrica (ce) y concentración de nitratos con un valor de <0.001. los resultados sugieren que ce podría ser un buen indicador del contenido de nitratos.

Se aplicó mediante el sw splus, el análisis geoestadístico Índice de Moran, para determinar la dependencia espacial, de las variables estudiadas.

Tabla Nº 1: Índice de Moran (Un valor P < 0.2 evidencia dependencia espacial)

Las Variables CE, pH y Tº, muestran autocorrelación o dependencia espacial, lo cual indica que se podría interpolar los valores con Kriggins. Los CF, CT, Nitratos y Metales pesados, que no mostraron dependencia espacial fueron interpolados con Distancia Inversa (IDW), para la obtención de los Mapas finales, por lo cual constituyen solo referencias de estas variables.

Ir a Mapa Nº 1: Contenido de Nitratos en el área de estudio

Ir a Mapa Nº 2 : Distribución de CT

Ir a Mapa Nº 3: Distribución de CF

Conclusiones

  1. Se estableció altos porcentajes de contaminación del agua de bebida con Coliformes Fecales (78.3 %) y Coliformes Totales (88 %) en el área de estudio.
  2. El 100 % de las muestras de agua del área de estudio registró contaminación por N-NO3-, en una rango de 0.1 a 47.28 mg/l. Un 20.6 % de las muestras, es decir, 19 pozos registran valores de concentración de N-NO3-, sobre el nivel crítico que estipula la Norma Chilena NCh 409/1, lo que constituye un riesgo potencial para la salud de las familias que se abastecen de agua de esas fuentes.
  3. Los metales pesados analizados no registraron valores sobre la norma chilena.
  4. Se encontró dependencia espacial, para las variables Conductividad Eléctrica, pH y Temperatura. Se obtuvo los mapas de las variables CE y pH mediante interpolador Krigin.
  5. No se encontró dependencia Espacial para las variables, CF, CT, Nitratos ni Metales pesados. Se obtuvieron los mapas de estas variables mediante interpolación con el método Distancia Inversa.


Organization name: Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA)
Street address: Avenida Vicente Méndez N° 515
City: Chillán
Country: Chile
Phone: 42 209771
E-mail: mclaret@quilamapu.inia.cl
Web: http://


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