INTRODUCCIÓN
Los arroyos pampeanos drenan la ecorregión más productiva de Argentina:
la ecorregión Pampa (Matteucci et al., 2012). Este ambiente de llanura se
encontraba dominado originalmente por pastizales naturales, pero actualmente se
ha convertido a un sinnúmero de mosaicos agrícola-ganaderos, dada la elevada
fertilidad de los suelos para la agricultura y la cría de ganado (Bilenca y
Miñarro, 2004; Matteucci et al., 2012). Además de que los arroyos pampeanos
están expuestos a la contaminación difusa propia de la actividad agropecuaria,
algunos de ellos también atraviesan zonas urbanas y reciben vuelcos asociados a
efluentes cloacales, industriales y pluviales, principalmente.
Estos efluentes
urbanos afectan la calidad de las aguas receptoras, estando la magnitud del
impacto relacionada con el tamaño de la población, las industrias existentes,
el caudal del curso de agua y de los efluentes, por mencionar algunos factores
(Kanu y Achi, 2011; Zhou et al., 2009). Los arroyos Langueyú (LNG), del Azul
(AZ) y de Los Huesos (HUE) son tres de estos cursos de agua pertenecientes a la
vertiente sur de la cuenca del río Salado del sur (provincia de Buenos Aires).
Los tres arroyos estudiados tienen su origen en el sistema serrano de Tandilia
y corren en forma aproximadamente paralela entre sí a menos de 100 km de
distancia. Tanto AZ como LNG atraviesan ciudades que afectan la dinámica y calidad
de sus aguas, mientras que HUE es totalmente rural. Además de las cargas
difusas provenientes de las actividades agrícolas y ganaderas que comparten los
tres, los arroyos urbanos (i.e., AZ y LNG) reciben descargas provenientes de
las plantas de tratamiento de aguas residuales, la red de desagües pluviales,
industrias (principalmente plantas de procesamiento de carne vacuna), vertidos
clandestinos, etc. Estudios previos en ciertos tramos de estos arroyos han
documentado la presencia de contaminantes en agua y sedimentos (De Gerónimo et
al., 2014; Peluso et al., 2012; Ruiz de Galarreta et al., 2010) pero no se han
realizado comparaciones entre estos arroyos en cuanto a la calidad de sus aguas
en tramos con usos equivalentes.
Este trabajo busca contribuir no solo a conocer los impactos antrópicos
sobre la calidad del agua de arroyos, sino también a generar información de
utilidad para el manejo y conservación de estos ambientes. Esto se encuentra en
línea con el Plan Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación 2030 (Ministerio
de Ciencia, Tecnología e Innovación [MINCyT], 2023) y los siguientes desafíos:
potenciar la transición al desarrollo sostenible a partir del fortalecimiento
de las capacidades orientadas al desarrollo sostenible, sensibilización
y concientización sobre la problemática ambiental y mejora del acceso, la
gestión y eficiencia en el uso del agua.
OBJETIVOS
Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores, los objetivos del
presente trabajo fueron: (1) evaluar los cambios de la calidad del agua en cada
uno de los arroyos estudiados a lo largo de su recorrido, (2) comparar la
calidad de agua entre arroyos urbanos y rurales, y (3) analizar la importancia
de las distintas variables consideradas en índices de calidad de agua para discriminar
situaciones de impacto en arroyos urbanos.
METODOLOGÍA
Zona de estudio
Dado que las tres
cuencas estudiadas se encuentran próximas entre sí, las características
climáticas y topográficas son similares (Figura 1). En los tres casos se
extienden entre el sistema de Sierras de Tandilia al SO, y el valle del río
Salado al NE, con aguas que fluyen del SO al NE. Estos arroyos naturalmente
drenarían en el río Salado o se perderían en la llanura en condiciones de déficit
hídrico, pero a principios del siglo XX se construyeron canales que los desvían
directamente hacia la Bahía de Samborombón (Río de La Plata) para evitar
inundaciones de tierras bajas (Claps, 1913). Los arroyos pampeanos son cursos
permanentes que mantienen sus caudales base gracias al aporte del acuífero
Pampeano, un acuífero que es somero (Zabala et al., 2015). Como formas
destacables de estas cuencas se reconocen un sub-ambiente serrano hacia el sur
de las mismas con altitudes por sobre los 200 msnm -pero no más de 524 msnm
(10% del total del área)-, y un sub-ambiente de llanura hacia el norte, por
debajo de los 130 msnm, con una zona de transición entre ambos, caracterizada
por suaves ondulaciones. En su conjunto, la región se comporta globalmente como
un ambiente de llanura (Entraigas y Vercelli, 2013). Según la clasificación
climática de Thornthwaite y Mather (1957), la zona de estudio es mesotérmica
sub-húmeda a húmeda, con escasa o nula deficiencia hídrica durante los meses de
verano. Las temperaturas máximas absolutas oscilan entre 37 y 39°C, y las
mínimas absolutas entre -6 y 7°C (Falasca y Bernabé, 2001).
Figura 1.
Ubicación de los sitios de muestreo.
AZ_preur:
sitio preurbano del Arroyo del Azul.
AZ_ur:
sitio urbano del Arroyo del Azul.
AZ_postur1:
sitio posturbano 1 del Arroyo del Azul. AZ_postur2: sitio posturbano 2 del
Arroyo del Azul. HUE_alta: cuenca alta del Arroyo de los Huesos. HUE_media:
cuenca media del Arroyo de los Huesos. HUE_baja: cuenca baja del Arroyo de los
Huesos. LNG_preur: sitio preurbano afluente del Arroyo Langueyú. LNG_ur: sitio
urbano del Arroyo Langueyú.
LNG_postur1:
sitio posturbano 1 del Arroyo Langueyú. LNG_postur2: sitio posturbano 2 del
Arroyo Langueyú.
Cuenca del Arroyo del Azul
El AZ recorre 160
km de llanura y su cuenca posee 6 240 km2. Nace en las cercanías de
la localidad de Chillar, sin atravesarla. A 43 y 53 km de la naciente recibe en
su margen derecha las aguas de los arroyos Videla y Santa Catalina,
respectivamente, ambos arroyos rurales. La ciudad de Azul (de 60000 habitantes
aproximadamente) se desarrolla en ambas márgenes del AZ en el sector medio de
la cuenca (km 60 a 70). Las principales actividades productivas de la cuenca
son la agricultura y la ganadería. La agricultura predomina en la cuenca alta y
media; los principales cultivos son la soja, el trigo y el maíz. La ganadería
está más desarrollada en la cuenca baja, donde las condiciones del suelo
limitan la agricultura (Ares et al., 2007). En la zona urbana, el arroyo recibe
los vuelcos de la planta de tratamiento de aguas residuales, de dos mataderos y
frigoríficos, de una industria cerámica y de la red pluvial. Luego de recorrer
unos 160 km desde su naciente, el arroyo drena en un canal artificial, el Canal
11, que lo intercepta y enlaza con el Canal 9 para luego desembocar en la Bahía
de Samborombón. Antes de la construcción de ese canal el arroyo descargaba sus
aguas al río Salado a través de un sistema difuso de lagunas poco profundas y
bajos anegables (Entraigas et al., 2004). Otros cursos presentes en la cuenca
son los arroyos La Corina y Cortaderas que son arroyos intermitentes que
escurren en forma casi paralela al AZ y en épocas secas desaparecen en la
llanura.
Cuenca del Arroyo Langueyú
El Arroyo Langueyú
tiene una longitud aproximada de 120 km y su cuenca un área de 600 km2.
A diferencia del AZ, sus nacientes se encuentran urbanizadas. En sentido
estricto, el Arroyo Langueyú nace hacia el final de la ciudad de Tandil (150000
habitantes) por la confluencia de los arroyos Blanco y del Fuerte, ambos con un
recorrido aproximado de unos 8 km, en su mayoría entubados bajo la ciudad (Figura
2). En el sector de cuenca alta, el Arroyo del Fuerte se encuentra embalsado
(Dique del Fuerte), formando un lago de 0.17 km2 y aproximadamente
unos 3 m de profundidad máxima. Aguas abajo de la presa, el Arroyo del Fuerte
atraviesa el ejido urbano entubado, para salir a cielo abierto a 900 m aguas
arriba del cruce con la Ruta Nacional 226. El Arroyo Blanco circula por el Oeste
del casco urbano, también entubado, luego recorre en superficie unos 700 m y
confluye con el anterior a unos 200 m aguas arriba de la mencionada ruta. Aguas
abajo del cruce con esta ruta, el arroyo LNG recibe aguas residuales de
industrias lácteas y frigoríficas sumadas a las descargas de plantas de
tratamiento de aguas residuales (Avalo et al., 2022). Dos de estas últimas
vuelcan sus aguas tratadas directamente al arroyo y se encuentran separadas por
unos 2 km de distancia, mientras que otras dos, de menor envergadura, lo hacen
en un canal abierto que recorre unos 10 km antes de conectarse con el arroyo y
que, al menos durante todos los periodos muestreados, se mantuvo seco. También
se advierten vertidos de industrias alimenticias tales como mataderos, frigoríficos
e industrias lácteas. El sistema de alcantarillado de la ciudad es de tipo
sanitario o separativo, es decir, no incluye las aguas pluviales. No obstante,
existen conexiones clandestinas que generan situaciones extremas en las plantas
de tratamiento de aguas residuales en los momentos de intensas precipitaciones,
forzando la descarga directa al arroyo. Además, la red de drenaje pluvial, que
incluye arroyos entubados, se ve afectada por las conexiones clandestinas de
efluentes industriales y cloacales (Barranquero et al., 2023). Al final de su
recorrido, el LNG drena sus aguas al Canal 1 y, luego, a la Bahía de
Samborombón.
Cuenca del Arroyo de los Huesos
El HUE constituye
el límite entre los partidos de Azul y de Tandil. Posee un recorrido aproximado
de 134 km y su cuenca abarca unos 1780 km2. Es un arroyo meramente
rural que transita campos agroganaderos sin recibir vertidos puntuales. Durante
su recorrido recibe algunos afluentes menores hasta drenar en el Canal 12, que
lo enlaza con el Canal 9 y este con la Bahía de Samborombón.
Figura 2.
Detalle de la zona de nacientes de la cuenca del Arroyo Langueyú.
LNG_preur:
sitio preurbano afluente del Arroyo Langueyú. LNG_ur: sitio urbano del Arroyo
Langueyú. Las líneas punteadas representan los tramos de arroyo entubado.
Muestreo y análisis de muestras
Si bien en la zona
de estudio existen varios arroyos que corren aproximadamente en forma paralela
se seleccionaron AZ, HUE y LNG por su importancia y relación con ciudades
importantes (AZ y LNG) y HUE por ser representativo de los otros dos arroyos
rurales. HUE se seleccionó como arroyo control de AZ y LNG. Los muestreos se
realizaron en febrero de 2022 y 2023, y en junio de 2022 (i.e., dos muestreos
de verano y uno de invierno), abarcando los sitios indicados en la Figura 1.
Estos pertenecen a tramos preurbanos, urbanos y posturbanos en las cuencas de
los arroyos AZ y LNG y a la cuenca alta, media y baja del arroyo HUE (Tabla 1).
Cabe aclarar que cuando nos referimos al sitio preurbano del LNG hacemos referencia
a uno de sus dos tributarios, el Arroyo del Fuerte, ya que el LNG como tal,
surge de la confluencia del Arroyo del Fuerte con el Arroyo Blanco, cuando
ambos afluentes ya recorrieron gran parte del ejido urbano entubados (Figura
2). Además, se debe resaltar que el sitio preurbano de LNG, a diferencia del
preurbano de AZ, es coincidente con la zona de naciente.
Se midieron los
caudales en los sitios de muestreo utilizando un equipo OTT MF pro, medidor de
caudal magnético-inductivo con sensor de profundidad. Se utilizó el método de
cálculo del caudal de media sección, tomando verticales representativas de la
sección transversal del curso de agua. Este equipo se utilizó en los casos de
los sitios ubicados en tramos vadeables. En el caso de tramos no vadeables
(i.e., más profundos) se utilizó un perfilador acústico de corrientes Doppler
(ADCP, por sus siglas en inglés). Dada la ausencia de lluvias previas a las
fechas de muestreo, dichas mediciones son representativas del caudal base constituido
por la descarga del acuífero.
Tabla 1. Sitio,
mes y año en que se tomaron las muestras de los arroyos estudiados.
AZ: Arroyo
del Azul.
LNG: Arroyo
Langueyú.
HUE: Arroyo
de los Huesos.
preur:
sitio preurbano,
ur: sitio
urbano.
postur 1:
sitio posturbano 1.
postur 2:
sitio posturbano 2.
|
Arroyo |
Sitio |
Febrero
2022 |
Junio
2022 |
Febrero
2023 |
|
AZ |
preur |
x |
x |
x |
|
ur |
x |
x |
x |
|
|
postur 1 |
x |
x |
x |
|
|
postur 2 |
x |
x |
x |
|
|
LNG |
preur |
x |
x |
|
|
ur |
x |
x |
x |
|
|
postur 1 |
x |
x |
x |
|
|
postur 2 |
x |
x |
x |
|
|
HUE |
cuenca alta |
x |
x |
|
|
cuenca media |
x |
x |
x |
|
|
cuenca baja |
x |
x |
|
Se tomaron
muestras de agua subsuperficial a mitad del cauce en los distintos sitios de
cada uno de los arroyos seleccionados para su análisis en el laboratorio,
manteniéndolas refrigeradas a 4°C durante su transporte. En el laboratorio se
determinaron las siguientes variables fisicoquímicas siguiendo los protocolos de
la Asociación Americana de Salud Pública (APHA) (2017): demanda bioquímica de
oxígeno a los 5 días (DBO), amonio (NH4+), nitrito (NO2-),
nitrato (NO3-), fósforo total (PT), sólidos totales (ST)
y turbidez. El oxígeno disuelto (OD), la conductividad eléctrica (CE), los
sólidos disueltos totales (SDT), el pH y la temperatura del agua se midieron in
situ utilizando equipos portátiles: oxímetro marca YSI modelo 58 y medidor
multiparamétrico CE/SDT/pH/salinidad/temperatura marca Oakton modelo PCSTestr
35.
Para las
determinaciones microbiológicas se colectaron las muestras en recipientes
estériles y se conservaron refrigeradas a 4°C hasta el momento del análisis que
fue llevado a cabo dentro de las 24 h de tomadas las muestras. Se procesaron
distintas alícuotas de cada muestra (en el rango de 5 a 100 ml) por el método
de filtración por membrana (0.45 μm). Los filtros se colocaron sobre placas
comerciales pre-hidratadas para recuento de Escherichia
coli (E. coli) y coliformes (Compact Dry o Petrifilm). En los casos
necesarios, se sembraron alícuotas de menores volúmenes directamente en las
placas comerciales o en profundidad en medio VRB (Violeta Rojo Bilis) para
recuento de coliformes totales. Las placas se incubaron a 37°C durante 24 h.
Análisis de los datos
Como primer paso se evaluó si cada variable poseía distribución normal,
utilizando el test de Shapiro-Wilk (Zar, 2010). Para aquellas variables que
resultaron con una distribución normal, se aplicaron los tests paramétricos de
ANOVA y el post-hoc de Tukey para identificar diferencias entre sitios de un
mismo arroyo y entre sitios de distintos arroyos. En el caso de las variables
que no presentaron una distribución normal, se aplicaron los tests no
paramétricos de Kruskal-Wallis y el test post-hoc de Dunn con la corrección de
Bonferroni. Se utilizaron los paquetes base de RStudio versión 2023.09.1 Build
4943 (Rstudio Team, 2020) para las pruebas de normalidad, ANOVA, Tukey y
Kruskal-Wallis, y el paquete "dunn.test" (Dinno, 2017) para realizar
el test de Dunn de comparaciones múltiples mediante sumas de rangos.
Se compararon los valores de las variables estudiadas entre distintos
sitios de un mismo arroyo y entre distintos sitios de distintos arroyos,
tomando como referencia de aptitud de uso del recurso a los niveles guía para
la protección de la vida acuática establecidos en la normativa nacional
argentina (e.g., Ley 24051 [Honorable Congreso de la
Nación Argentina, 1992] y su Decreto 831/93 [Poder Ejecutivo Nacional, 1993];
Artículo 982 del Código Alimentario Argentino [s.f.]; Resolución 283/2019 de la
Autoridad de Cuenca Matanza Riachuelo [ACUMAR], 2020; Resolución 125/2016 del
Ministerio de Salud, 2016) e internacional (e.g., Agencia de Protección
Ambiental de Estados Unidos [EPA], 1986; Consejo Canadiense de Ministros del
Medio Ambiente [CCME], 2012; Programa de las Naciones Unidas para el Medio
Ambiente [PNUMA], 2020; Organización Mundial de la Salud [OMS], 2021). Además,
para cada uno de los sitios estudiados se computó el índice de calidad de agua
de la National Sanitation Foundation o ICA-NSF (Brown et al., 1970). Este
índice considera en su arquitectura la suma ponderada de nueve variables: OD,
coliformes fecales o E. coli (en este caso se utilizó E. coli),
pH, DBO, cambio de temperatura, PT o fosfato (en este caso se utilizó PT),
nitrato o nitrógeno total (en este caso se utilizó nitrato), turbidez y SDT. A
partir de estas 9 variables, el índice sintetiza la calidad de agua en un único
valor entre 0 y 100 (muy mala a excelente calidad, respectivamente). El mismo
se calculó en línea en el sitio web del Water Research Center (2023).
También se
procedió al cómputo del indicador 6.3.2 de los Objetivos de Desarrollo
Sostenible (ODS) del PNUMA, que evalúa el “Porcentaje de masas de agua de buena
calidad”. Este considera para el nivel 1 de monitoreo a las variables de
calidad: OD, pH, PT, CE y nitrógeno oxidado total (TON). El TON se recomienda
en la metodología del PNUMA porque es más simple de medir analíticamente que
otras formas, incluido el nitrato por sí solo (PNUMA, 2020). A partir del
cómputo de dicho indicador se determinó el porcentaje de las muestras de cada
arroyo estudiado que cumplen con los valores guía sugeridos por este organismo
internacional. En este caso se obtiene un valor de cada una de las 5 variables
para cada arroyo, a diferencia del ICA-NSF que toma un valor que integra todas
las variables (9 en total) para cada sitio.
Finalmente,
mediante técnicas de estadística multivariada que incluyeron el análisis de
agrupamiento jerárquico tipo clúster (AC) y análisis de componentes principales
(ACP), se analizó la semejanza entre las distintas muestras para identificar
tendencias y patrones en las variaciones de calidad de agua intra e inter
cuencas. Antes de proceder con el AC y ACP se realizaron correlaciones entre
todas las variables estudiadas con el fin de evitar la multicolinealidad. Para
ello se evaluó el coeficiente de correlación de Pearson (R) y su probabilidad
asociada, descartándose aquellas variables que resultaron redundantes, es
decir, aquellas que proporcionan información similar o tienen una alta
correlación con otros predictores.
El análisis de
agrupamiento se realizó con los datos crudos y la distancia euclidiana como
medida de distancia, y se utilizó el método de agrupamiento de Ward. Este
último tipo de agrupamiento utiliza un enfoque de análisis de la varianza para
evaluar las distancias entre conglomerados, intentando minimizar la suma de
cuadrados de dos conglomerados hipotéticos cualesquiera que puedan formarse en
cada paso. Se considera eficiente para la evaluación de patrones espaciales y
temporales en la calidad del agua (Wunderlin et al., 2001). Del mismo modo, el
ACP es el método multivariado más utilizado en los estudios medioambientales de
cuencas hídricas siendo un método de análisis exploratorio de datos que utiliza
la estructura de correlación entre múltiples variables para producir un pequeño
número de nuevas variables que contienen la mayor parte de la información del
conjunto de datos original. Es de esperar que estas nuevas variables reflejen
las fuentes importantes de variación y, por lo tanto, provean un marco útil
para posteriores análisis de impacto ambiental (Olsen et al., 2012). El
software utilizado para realizar los análisis multivariados fue PAST versión
4.13 (Hammer et al., 2001). En todos los casos el nivel estadístico de
significancia utilizado fue del 0.05.
RESULTADOS
Los
caudales promedio medidos en cada uno de los sitios muestreados se presentan en
la Figura 3. Se destaca la gran diferencia en caudal entre AZ y LNG para
cualquiera de sus tramos, mientras que HUE mostró valores intermedios, con un
máximo en la cuenca media.
Figura 3. Caudales en los distintos sitios de
muestreo. Se muestran los niveles medios y sus desviaciones estándar positivas.
Referencias: ver Figura 1.
Las únicas
variables de calidad de agua que demostraron tener una distribución normal
fueron ICA-NSF, OD y pH. A estas variables se les aplicaron test paramétricos
para identificar diferencias entre sitios de muestreo de un mismo arroyo y
entre sitios de distintos arroyos, mientras que el resto de las variables
fueron analizadas de manera no paramétrica. Se observaron diferencias
significativas (p < 0.05) entre sitios de muestreo de un mismo arroyo con
respecto a OD y al índice ICA-NSF para los arroyos AZ y LNG; y con respecto a
CE para el arroyo LNG. En el caso de HUE y dado que no se observaron
diferencias significativas entre sitios de este arroyo para ninguna de las
variables consideradas, se optó por promediar los valores de cada variable para
los tres sitios de muestreo de este curso de agua.
Oxígeno Disuelto (OD)
Se
consideraron niveles guía de OD para la protección de la vida acuática con un
mínimo de 80% y un máximo de 120% de saturación (PNUMA, 2020). Los niveles
medios de oxígeno fueron mínimos y por debajo de nivel guía en los sitios
AZ_postur1 y LNG_postur1 (26.13 ± 27.86% y 30.40 ± 14.11%, respectivamente,
media ± DE) y significativamente diferentes de los demás sitios (p < 0.05) (Figura
4).
Figura 4. Porcentajes de saturación de oxígeno
disuelto (OD) en agua en los distintos sitios de muestreo. Se muestran los
niveles medios y sus desviaciones estándar positivas. Letras distintas sobre
las barras indican diferencias significativas entre sitios (p < 0.05). Las
líneas discontinuas horizontales representan los niveles guía máximo y mínimo
considerados: 120 y 80%, respectivamente.
Referencias: ver Figura 1.
Por otra
parte, en el sitio AZ_ur y en menor medida en AZ_postur2 se detectaron niveles
elevados de OD, alcanzando la sobresaturación, aunque no fueron
estadísticamente significativos comparados con los otros valores medios, a
excepción de aquellos observados para AZ_postur1 y LNG_postur1. Se destaca que
en el sitio AZ_ur el valor medio de OD (120.90 ± 15.57%, media ± DE) excede
levemente el máximo permisible (i.e., 120% de saturación) (Figura 4). Esta
sobresaturación se condice con la abundancia de macrófitas en este sitio, la
que podría aportar oxígeno al agua a través del proceso de fotosíntesis, y
también a la existencia de afloramientos de tosca, así como cimientos de
puentes que favorecerían el intercambio de oxígeno del agua con la atmósfera
debido a la turbulencia que estos generan. Se advierte que los niveles de OD en
HUE estuvieron dentro de rango guía y solo fueron significativamente diferentes
de los niveles de los arroyos AZ y LNG en los sitios postur_1 pero no en el
resto de los sitios.
pH
Considerando
niveles guía de pH de entre 6.50 y 9.00 (Resolución 283/2019 [ACUMAR, 2020]),
se detectaron valores medios de pH que superaron el máximo mencionado en los
sitios AZ_ur y AZ_postur2, siendo estos de 9.06 ± 0.31 y 9.46 ± 0.50,
respectivamente (media ± DE). Sin embargo, las únicas diferencias
significativas en los niveles de pH fueron entre AZ_postur2 y LNG_preur y,
entre AZ_postur2 y LNG_postur1 (Figura 5). El nivel medio de pH en HUE estuvo
dentro del rango guía y no demostró diferencias significativas con ninguno de
los sitios de los arroyos urbanos.
Figura 5. Niveles de pH en los
distintos sitios de muestreo. Se muestran los niveles medios y sus desviaciones
estándar positivas. Letras distintas sobre las barras indican diferencias
significativas entre sitios (p < 0.05). Las líneas discontinuas horizontales
representan los niveles guía máximo y mínimo considerados: 9.00 y 6.50,
respectivamente.
Referencias: ver Figura 1.
Conductividad eléctrica (CE)
Tomando un máximo de 1500 µS/cm como nivel guía de CE para agua dulce
(PNUMA, 2020), observamos que en ningún caso se alcanza este valor. Por otro
lado, solo los sitios LNG_preur y LNG_postur1 resultaron significativamente
diferentes en sus valores de CE, siendo estos de 336.65 ± 288.99 y 1113.00 ±
108.6 µS/cm, respectivamente (media ± DE) (Figura 6). La CE promedio de HUE no
fue significativamente diferente a aquella de ninguno de los sitios de los
arroyos urbanos.
Figura 6. Niveles de CE (μS/cm)
en los distintos sitios de muestreo. Se muestran los niveles medios y sus
desviaciones estándar positivas. Letras distintas sobre las barras indican
diferencias significativas entre sitios (p < 0.05).
Referencias: ver Figura 1.
Sólidos totales (ST)
Se observó
una tendencia similar a lo registrado para la CE aunque sin diferencias
significativas entre sitios del mismo o distintos arroyos (Figura 7).
Figura 7. Sólidos totales (mg/l) en los distintos
sitios de muestreo. Se muestran los niveles medios y sus desviaciones estándar
positivas. No se detectaron diferencias significativas entre sitios.
Referencias: ver Figura 1.
Turbidez
Se
advirtió una tendencia al aumento en los valores medios de esta variable en el
caso de AZ y LNG aguas abajo de las respectivas zonas urbanas, con un nivel
máximo en postur_1 (Figura 8). Sin embargo, estadísticamente no se detectaron
diferencias significativas entre los sitios de muestreo dentro de un mismo
arroyo o entre sitios de distintos arroyos urbanos ni rural.
Figura 8. Niveles de turbidez (UNT) en los distintos
sitios de muestreo. Se muestran los niveles medios y sus desviaciones estándar
positivas. No se detectaron diferencias significativas entre sitios.
Referencias: ver Figura 1.
Demanda bioquímica de oxígeno a los 5 días
(DBO)
Si bien no
existe un nivel guía nacional de carácter ambiental para la DBO, la EPA sugiere
niveles menores a 5 mg/l para la protección de la vida acuática. Se observó un
incremento en los niveles medios de DBO por encima del nivel guía mencionado en
los sitios aguas abajo de las zonas urbanas (estas incluidas) de AZ y LNG, con
un máximo en los sitios AZ_postur1 y LNG_postur1 (19.48 ± 13.52 y 21.20 ± 15.42
mg/l, respectivamente, media ± DE), denotando cierta recuperación aguas abajo
en AZ_postur2 y LNG_postur2 (Figura 9). Sin embargo, no se detectaron
diferencias estadísticas significativas entre sitios. Tanto en HUE como en
LNG_preur los niveles fueron mínimos, incrementándose en promedio en los otros
sitios.
Figura 9. Demanda Bioquímica de
Oxígeno a los 5 días (DBO, mg/l) en los distintos sitios de muestreo. Se
muestran los niveles medios y sus desviaciones estándar positivas. La línea
discontinua horizontal representa el nivel guía considerado: 5 mg/l. No se
detectaron diferencias significativas entre sitios.
Referencias: ver Figura 1.
Nitrato (N-NO3-)
El nivel
guía para fuentes de agua de bebida humana con tratamiento convencional es de
10 mg N-NO3-/l (Ley 24051 [Honorable Congreso de la
Nación Argentina, 1992]), equivalente a 45 mg NO3-/l. No
existe en nuestro país un nivel guía de nitrato para la protección de vida
acuática. En Canadá se establece un nivel guía de 3 mg N-NO3-/l de exposición a
largo plazo para la protección de la vida acuática (CCME, 2012). Pese a que
estadísticamente no se detectaron diferencias significativas en los niveles de
nitrato entre ninguno de los sitios, se destaca que, en muchos casos,
incluyendo en HUE, los niveles medios encontrados superaron el nivel guía. El
sitio con el valor medio más elevado fue LNG_ur seguido de LNG_postur2 con
niveles de 10.61 ± 4.34 y 6.83 ± 2.82 mg/l respectivamente (media ± DE) (Figura
10).
Figura 10. Niveles de nitrato (mg N-NO3-/l)
en los distintos sitios de muestreo. Se muestran los niveles medios y sus
desviaciones estándar positivas. La línea discontinua horizontal representa el
nivel guía considerado: 3 mg/l. No se detectaron diferencias significativas
entre sitios.
Referencias: ver Figura 1.
Nitrito (N-NO2-)
El nivel guía de nitrito para la protección de la vida acuática en la
Argentina es de 0.06 mg N-NO2-/l (Ley 24051 [Honorable
Congreso de la Nación Argentina, 1992]) y para agua de consumo humano es de 0.1
mg N-NO2-/l (Artículo 982 [Código Alimentario Argentino,
s.f.]). Tomando como referencia el primero de los niveles, detectamos que éste
es superado en sus valores medios en los sitios AZ_postur1 y AZ_postur2,
LNG_ur, LNG_postur1 y LNG_postur_2 (Figura 11). Sin embargo, no se detectaron
diferencias estadísticamente significativas entre ninguno de los sitios. Los
niveles promedio fueron mínimos en HUE, AZ_preur, AZ_ur y LNG_preur.
Figura 11. Niveles de nitrito (mg N-NO2-/l)
en los distintos sitios de muestreo. Se muestran los niveles medios y sus
desviaciones estándar positivas. La línea discontinua horizontal representa el
nivel guía considerado: 0.06 mg/l. No se detectaron diferencias significativas
entre sitios. Referencias: ver Figura 1
Nitrógeno amoniacal (N-NH3)
Considerando
un nivel guía para la protección de la vida acuática en nuestro país de 1.37 mg
de amonio total/l (lo que equivale a 1.05 mg N-NH3/l) (Decreto 831/93 [Poder
Ejecutivo Nacional, 1993]), fueron tres los sitios que superaron dicho nivel:
AZ_postur1, LNG_postur1 y LNG_postur2, con niveles de 7.13 ± 7.83; 20.90 ± 11.95
y 6.63 ± 7.23 mg N-NH3/l, respectivamente (media ± DE) (Figura 12). Sin
embargo, estadísticamente estos valores no resultaron significativamente
diferentes de los demás.
Figura 12. Niveles de nitrógeno amoniacal (mg N-NH3/l)
en los distintos sitios de muestreo. Se muestran los niveles medios y sus
desviaciones estándar positivas. La línea discontinua horizontal representa el
nivel guía considerado: 1.05 mg/l. No se detectaron diferencias significativas
entre sitios. Referencias: ver Figura 1.
Fósforo total (PT)
Tomando un nivel guía de 0.01 mg PT/l para la protección de la biota y
uso recreativo con contacto directo utilizado en la cuenca Matanza-Riachuelo,
Argentina (Resolución 289/2019 [ACUMAR, 2020]), ninguno de los sitios del AZ
cumpliría con este requisito (Figura 13). Esta es la única reglamentación
encontrada a nivel nacional con respecto al fósforo para uso no consuntivo del
agua. A nivel internacional, PNUMA sugiere un nivel guía de 0.02 mg PT/l para
prevenir floraciones de cianobacterias y la EPA sugiere un valor guía de 0.1 mg
PT/l para arroyos (EPA, 1986). La OMS (2021) advierte que concentraciones de PT
por encima de 0.02-0.05 mg/l pueden favorecer la ocurrencia de floraciones de
cianobacterias potencialmente tóxicas. Por otra parte, si bien en la figura 13 se
advierten incrementos en los valores medios en los sitios posturbanos 1 y 2 de
AZ y LNG e incluso en el tramo LNG_ur, solo se detectaron diferencias
significativas entre el tramo LNG_postur1 y HUE siendo estos valores de 2.72 ± 1.13
y 0.07 ± 0.05 mg PT/l, respectivamente (media ± DE).
Figura 13. Niveles de fósforo total (PT mg/l) en los
distintos sitios de muestreo. Se muestran los niveles medios y sus desviaciones
estándar positivas. Letras distintas sobre las barras indican diferencias significativas
entre sitios (p < 0.05). La línea discontinua horizontal representa el nivel
guía considerado: 0.01 mg/l. Referencias: ver Figura 1.
Escherichia coli
El nivel guía para Escherichia coli (E. coli) en aguas
recreacionales con contacto primario es de 235 colonias/100 ml para una muestra
simple (Resolución 125/2016 [Ministerio de Salud, 2016]). En el caso de contar
con un mínimo de 5 muestras de agua, esta misma resolución admite hasta una
media geométrica 126 colonias/100 ml. Los niveles medios de E. coli
superaron el nivel guía de 235 UFC/100 ml -UFC: unidades formadoras de
colonias- en los sitios AZ_postur1, LNG_ur, LNG_postur1 y LNG_postur2 siendo
estos valores de 18800 ± 15839; 8545 ± 7714; 27274 ± 3856 y 309 ± 128 UFC/100
ml, respectivamente, media ± DE (Figura 14). Sin embargo, y a pesar de los
valores medios tan dispares, el análisis estadístico no demostró diferencias
significativas entre sitios.
Figura 14. Niveles
de E. coli (UFC/100 ml) en los distintos sitios de muestreo. Se muestran
los niveles medios y sus desviaciones estándar positivas. No se detectaron
diferencias significativas entre sitios. La línea discontinua horizontal
representa el nivel guía considerado: 235 UFC/100 ml.
Referencias: ver Figura 1.
Índice de Calidad de agua de la National
Sanitation Foundation (ICA-NSF)
Este
índice considera como aguas de mala calidad a aquellas que arrojan un valor del
índice menor a 50 (y de muy mala calidad a aquellas cuyos valores del índice
están por debajo de 15). Los sitios con los niveles medios más bajos para este
índice fueron AZ_postur1 y LNG_postur1 con valores de 41.00 ± 9.54 y 38.67 ± 10.02%,
respectivamente (media ± DE). Estadísticamente, estos valores mencionados
resultaron significativamente más bajos que aquellos registrados en HUE,
AZ_preur, AZ_ur y LNG_preur. El sitio con el valor medio más elevado para este
índice fue LNG_preur, con 84.00 ± 0.00% (media ± DE), que solo resultó ser
significativamente diferente de los sitios AZ_postur1, LNG_postur1 y
LNG_postur2 (Figura 15).
Figura 15. Niveles
del índice ICA-NSF en los distintos sitios de muestreo. Se muestran los niveles
medios y sus desviaciones estándar positivas. Letras distintas sobre las barras
indican diferencias significativas entre sitios (p < 0.05). La línea
discontinua horizontal representa el nivel guía considerado: 50.
Referencias: ver Figura 1.
Indicador 6.3.2 ODS-PNUMA
En la Figura
16 se puede apreciar la representación gráfica de este indicador en el que cada
pentágono representa a cada uno de los arroyos estudiados y las subdivisiones
de cada pentágono contienen a las 5 variables consideradas como Nivel 1: OD,
pH, nitrógeno orgánico total (NOT), PT y CE. Los niveles guía considerados en
este caso son: entre 80 y 120% para OD, entre 6 y 9 para pH, <500 µS/cm para
CE, <0.02 mg/l para PT y <0.25 mg/l para NOT.
Figura 16. Indicador 6.3.2 de los Objetivos de
Desarrollo Sostenible correspondientes al Programa de Naciones Unidas para el
Medio Ambiente para cada uno de los arroyos considerados con respecto a las
variables oxígeno disuelto (OD), pH, conductividad eléctrica (CE), fósforo
total (PT) y nitrógeno orgánico total (NOT). AZ: Arroyo del Azul. HUE: Arroyo
de los Huesos. LNG: Arroyo Langueyú. Se muestran los porcentajes del total de
las muestras de cada arroyo que cumplieron con los valores guía.
A
diferencia del índice ICA-NSF que considera la calidad de agua en cada sitio
muestreado, este indicador tiene en cuenta el porcentaje de los sitios de cada
arroyo para todas las fechas de muestreo, que cumplió con los mencionados
niveles guía.
HUE
cumplió los niveles guía en el 100% de los casos (n = 7) en lo que respecta al
OD y en un 71% de los casos en lo que respecta al pH. No fueron satisfactorios
los porcentajes de muestras de este arroyo que cumplieron con los niveles guía
de PT (14%), NOT (0%) y CE (0%).
AZ cumplió
con el nivel guía de pH en un 67% de los casos (n = 12), mientras que para OD
lo hizo en el 50% de los casos. No son satisfactorios los porcentajes de las
muestras que cumplieron para NOT (8%), PT (0%) y CE (0%).
El 100% de
las muestras del LNG (n = 11) cumplieron con los valores guía de pH, mientras
que un 45% lo hicieron para OD. Con respecto a las demás variables consideradas
en el indicador, el porcentaje de las muestras que cumplieron fue demasiado
bajo: 9% para NOT y CE y 0% para PT.
Análisis multivariado: AC y ACP
Luego de evaluar el grado de multicolinearidad entre variables, se
seleccionaron las variables que finalmente se incluyeron en los análisis
multivariados. Los casos en los que se detectó correlación significativa (p <
0.05) fueron: OD y E. coli (R = -0.87), CE y ST (R = 0.87), PT y amonio
(R = 0.85), NOT y nitrato (R = 0.99). De cada uno de los pares mencionados que
demostraron una alta correlación, se consideró solamente la primera variable
del par para los análisis ulteriores. Así, se seleccionaron 7 variables para
realizar los análisis multivariados: OD, CE, PT, NOT, pH, DBO y turbidez. La
muestra LNG_preur feb 2022 fue descartada por considerarse valor atípico,
quedando por fuera de la elipse que determina la distribución del 95% de los
datos de la población en el espacio muestral.
El AC separa a las muestras en 2 grandes grupos: el cluster 1 y el
cluster 2 (Figura 17). El cluster 1 contiene las muestras de los sitios
preurbanos 1 y 2 y de los sitios urbanos de AZ y LNG (con excepción de una sola
muestra urbana de este último contenida en el cluster 2), una muestra
AZ_postur2, una LNG_postur2 y todas las muestras del arroyo HUE. Todas estas
muestras del cluster 1 pueden considerarse las de mejor calidad, ya que incluyen
aquellas de los sitios preurbanos y del arroyo HUE, ambos sin impacto urbano.
El clúster 2 agrupa las muestras de los sitios postur1 y postur2 de AZ y LNG,
excepto una muestra AZ_postur2 y una LNG_postur2 que, como se mencionó más
arriba, quedaron incluidas en el cluster 1. Estas muestras agrupadas en el
cluster 2 serían de inferior calidad de agua que las del clúster 1 por incluir
los sitios aguas abajo de la zona urbana, teniendo el impacto de las mismas.
Tanto para el clúster 1 como para el clúster 2, a mayores niveles de similitud
(i.e., a medida que avanzamos hacia la derecha del gráfico de la Figura 17) es
difícil atribuir criterios de calidad de agua para explicar las diferencias
detectadas.
El ACP
reveló que el CP1 (CP: componente principal) contribuye con el 95.32% de la
varianza de los datos y el CP2 con el 3.39%. Esto resulta en una varianza
acumulada del 98.71% combinando el CP1 y el CP2. La variable CE aporta en un
99.01% al CP1 y, en el caso del CP2, la variable que más contribuye es el OD
con un 97.72% de aporte. En la Figura 18 se muestra el gráfico resultante para
los CP 1 y 2, pudiéndose observar que los vectores CE y OD son los de mayor
magnitud y por ende los que determinan mayormente el ordenamiento de las
muestras en el espacio. La CE se incrementa hacia el lado derecho del eje x
(CP1) mientras que el OD se incrementa de abajo hacia arriba en el eje y (CP2).
Esto determina 4 cuadrantes: uno de alta CE y alto OD (cuadrante derecho
superior), uno de alta CE y bajo OD (cuadrante derecho inferior), uno de baja
CE y alto en OD (cuadrante izquierdo superior) y uno de baja CE y bajo OD
(cuadrante izquierdo inferior).
Figura 17. Dendrograma de agrupamiento de muestras de
diferentes tramos basados en la similitud de sus variables de calidad de agua.
Los números sobre las ramificaciones son utilizados en el texto como referencia
para distinguir el clúster superior del inferior.
Referencias: ver Figura 1. Entre paréntesis se indica
el mes y año en que fueron tomadas las muestras.
En el
cuadrante derecho inferior se posicionan todas las muestras correspondientes a
los sitios postur1 de ambos arroyos urbanos (3 de AZ y 3 de LNG), una de tres
muestras de AZ_postur2 y una de dos muestras de LNG_ur. Además de que este
cuadrante se caracteriza por bajas concentraciones de OD y alta CE, incluye los
vectores DBO, turbidez y PT aunque estos últimos tres con menor peso (loading)
que los vectores de OD y CE.
En el
cuadrante derecho superior se posicionan 3 de 6 muestras de los sitios postur2
(una de AZ y dos de LNG). Son muestras que se caracterizan por buenos niveles
de OD (>73%) y alta CE (>879 µS/cm). Aquí también se ubica el vector TON
aunque con poco peso (loading) en ambos ejes.
El
cuadrante izquierdo superior incluye las tres muestras de AZ_ur, una de tres
muestras de LNG_ur, una de tres de AZ_preur, 5 de 7 muestras de HUE. También
incluye al vector OD, asociado principalmente al CP2, y al vector pH, este
último con poco peso (loading) en ambos CP.
En el
cuadrante izquierdo inferior se posicionaron dos de tres muestras de AZ_preur,
una de LNG_preur con un alto peso
absoluto en el CP1 (asociado a una baja conductividad comparada con el resto de
las muestras: 541 µS/cm), una de tres muestras de LNG_postur2 y dos de siete
muestras de HUE.
