ANÁLISIS AMBIENTAL DE LA EFICIENCIA DE
SISTEMAS DE SANEAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES: HACIA UNA GESTIÓN
SUSTENTABLE DEL RECURSO HÍDRICO EN EL
NOROESTE DE MÉXICO
T E S I S
Q u e p a r a o b t e n e r e l g r a d o d e
D o c t o r e n C i e n c i a s
Uso, manejo y preservación de los recursos naturales
(Orientación en Ecología)
p r e s e n t a
M a r c o A n t o n i o M o r e n o L e ó n
Dr. Alfredo Ortega Rubio, Director de tesis Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C.
Dra. Susan Camilla Marie Gardner
Office of Environmental Policy U.S. Department of State Washington DC Dra. María Antonia Guzmán Murillo
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. Dra. Vania Verónica Serrano Pinto
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. Dr. Luís Felipe Beltrán Morales
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C.
COMITÉ REVISOR DE TESIS Dr. Alfredo Ortega Rubio, Director de tesis Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C.
Dra. Susan Camilla Marie Gardner
Office of Environmental Policy U.S. Department of State Washington DC Dra. María Antonia Guzmán Murillo
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. Dra. Vania Verónica Serrano Pinto
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. Dr. Luís Felipe Beltrán Morales
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C.
JURADO DE EXAMEN DE GRADO Dr. Alfredo Ortega Rubio, Director de tesis Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C.
Dra. María Antonia Guzmán Murillo
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. Dra. Vania Verónica Serrano Pinto
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. Dr. Joaquín Gutiérrez Jaguey
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. Dr. Eduardo Francisco Balart Páez
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. Suplente: Dr. Edilmar Cortés Jacinto
detallado del funcionamiento de los principales sistemas de tratamiento de aguas residuales utilizados en el estado, comparando los valores obtenidos con los límites de referencia de los parámetros establecidos en la legislación ambiental mexicana (001-SEMARNAT-1996). Los resultados obtenidos muestran diferencias en la efectividad de remoción de contaminantes de los sistemas; los sistemas biológicos remueven más del 90% de la carga
orgánica (DBO5, DQO) y eliminan el riesgo microbiológico de las aguas tratadas. Por otro
lado, los sistemas primarios tienen una más baja eficiencia, sin alcanzar los límites máximos permisibles establecidos en la Norma. Esto permite concluir que los sistemas biológicos son más eficientes y con costos de operación y mantenimiento más bajos; lo cual representa una oportunidad en la búsqueda de tecnologías más eficientes y más viables en la gestoría de los recursos hídricos en México.
sector in Sinaloa state, Mexico. A detailed panorama of the operation of systems of wastewater treatment appears used in the state, comparing the values obtained with the limits of reference of the established parameters in the Mexican Environmental Legislation (001-SEMARNAT-1996). The results show differences in the effectiveness of removal polluting agents of systems; the biological systems removes more that 90% of the
laid-down load (DBO5, DQO) and eliminates the microbiological risk of treated waters. The
advanced primary system has a lower efficiency, without reaching the established maximum permissible limits of the Norm. This allows concluding that the biological systems are more efficient and with lower costs of operation and maintenance; this represents an opportunity in the search of more efficient and more viable technologies in the agency of the waters resources in Mexico.
A mi hija Carolina, por ser el maravilloso motivo de todos mis logros. A mi hijo Dennys, por su dulce presencia en mi vida.
A mis padres motivo de mi más grande orgullo.
A Mis hermanos; Manuela, María, Consuelo, Amalia, Vicente, Remigio, Rogelio y Nereyda por su cariño y apoyo.
A mis compañeros de trabajo por su incondicional apoyo; Susana, Elen, Esteban, Adrian y Omar.
María Antonia Guzmán Murillo y Susan Camilla Marie Gardner por su invaluable aporte, colaboración y paciencia; al Dr. Luís Felipe Beltrán Morales por su apoyo y colaboración, y al Dr. Alfredo Ortega Rubio, director de este proyecto de investigación, por su decidida dirección y apoyo, factores sin los cuales no hubiese sido posible la culminación del proyecto; a todos gracias.
Agradecimiento especial al Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste SC. por brindarme la oportunidad de crecimiento profesional.
Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) por su apoyo económico y técnico en toda mi trayectoria en el Posgrado (Registro No. 88858).
I.4. Objetivo general --- 11
I.5. Objetivos particulares --- 11
II. MATERIALES Y MÉTODOS--- 12
II.1. Área de estudio --- 12
II.1.1.Población --- 13
II.1.2. Hidrología --- 14
II.1.3. Alcantarillado --- 17
II.1.4. Agua potable --- 19
II.1.5. Saneamiento --- 21
II.2. Marco normativo --- 27
II.3. Descripción de sitios de muestreo --- 29
II.3.1. Descripción de los cuatro sistemas lénticos monitoreados --- 35
II.3.2. Descripción de los cuatro sistemas de tratamiento municipal monitoreados durante un ciclo anual --- 37
II.4. Metodología de muestreo --- 47
II.4.1. Sistemas naturales (embalses y zonas costeras)---II.4.2. Sistemas de tratamiento municipales e industriales ---47 47 II.5. Metodología analítica --- 54
II.6. Evaluación de riesgo ambiental en los cuerpos de agua receptores de las aguas residuales (zona costera) mediante un estudio de calidad de sedimentos--- 56
III. RESULTADOS --- 59
III.1. Calidad del agua y sedimentos de embalses artificiales --- 59
III.1.1. Embalse Luis Donaldo Colosio Murrieta (Huites) --- 59
III.1.2. Embalse Gustavo Díaz Ordaz (Bacurato) --- 60
III.1.3. Embalse Adolfo López Mateos (Varejonal) --- 61
III.1.4. Embalse José López Portillo (Comedero) --- 62
III.2. Calidad del agua y eficiencia de los sistemas de saneamiento municipales --- 63
III.2.1. Sistema de tratamiento de la ciudad de Choix, Sinaloa (lagunas de oxidación) --- 63
III.2.2. Sistema de tratamiento de la ciudad de El Fuerte, Sinaloa (lagunas de oxidación) --- 67
III.2.3. Sistema de tratamiento del poblado El Carrizo, Sinaloa (lagunas de oxidación) --- 70
III.2.4. Sistema de tratamiento poblado La Despensa, Ahome, Sinaloa (lagunas Wetland) --- 72
III.2.5. Sistema de tratamiento de la ciudad de Los Mochis, Sinaloa (lagunas de oxidación) --- 75
III.2.6. Sistema de tratamiento del poblado Lázaro Cárdenas, Ahome Sinaloa (lagunas Wetland) ---- 84
III.2.7. Sistema de tratamiento de la ciudad de Badiraguato, Sinaloa (lagunas de oxidación) --- 86
III.2.8. Sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa (sistema primario avanzado) --- 89
III.2.9. Sistema de tratamiento de la ciudad de Navolato, Sinaloa (lagunas de oxidación) --- 97 III.2.10. Sistema de tratamiento del poblado “Potrero de Sataya”, Navolato, Sinaloa (lagunas
(sistema primario avanzado) --- 111
III.3. Calidad del agua y eficiencia de sistemas de tratamiento industriales --- 114
III.3.1. Sistema de tratamiento de planta embotelladora, Los Mochis, Sinaloa (sistema de lodos activados) --- 114
III.3.2. Sistema de tratamiento de industria cartonera; Los Mochis, Sinaloa (sistema de lodos activados) --- 117
III.3.3. Central termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes”, Topolobampo, Sinaloa --- 120
III.3.4. Sistema de tratamiento de una granja porcina, Angostura, Sinaloa (lagunas de oxidación) --- 125
III.3.5. Sistema de tratamiento de un rastro TIF en la ciudad de Culiacán, Sinaloa (reactor anaerobio de flujo ascendente) --- 128
III.3.6. Sistema de tratamiento de campo agrícola en el municipio de Elota, Sinaloa (pozos de absorción con trampas de grasas y bacterias) --- 133
III.3.7. Central termoeléctrica “José Aceves Pozos”, Mazatlán, Sinaloa --- 136
III.3.8. Laboratorio productor de larvas de camarón (lagunas de oxidación) --- 138
III.4. Calidad del agua de los sistemas costeros --- 140
III.4.1. Calidad del agua en las inmediaciones de la Bahía de Topolobampo, Sinaloa--- 140
III.4.2. Calidad del agua en esteros de Urías, Mazatlán, Sinaloa --- 145
III.5. Evaluación de riesgo ambiental en los cuerpos de agua receptores de las aguas residuales (zona costera) mediante un estudio de calidad de sedimentos --- 150
III.5.1. Análisis de riesgos ambientales en bahía de Topolobampo, Sinaloa--- 150
III.5.2. Análisis de riesgo ambientales en el Estero de Urías, Mazatlán, Sinaloa ---III.6. Informe especial sobre registro de nueva especie para Mexica ---153 155 IV. DISCUSIÓN --- 157
IV.1. Calidad del agua y sedimentos de embalses artificiales --- 157
IV.2. Calidad del agua y eficiencia de los sistemas de saneamiento municipales --- 158
IV.3. Calidad del agua y eficiencia de sistemas de saneamiento industriales --- 160
IV.4. Calidad del agua de los sistemas costeros --- 161
IV.5. Evaluación de riesgo ambiental en los cuerpos de agua receptores de las aguas residuales (zona costera) mediante un estudio de calidad de sedimentos --- 163
V. CONCLUSIONES --- 165
Figura 4.- Rangos de población del estado de Sinaloa --- 14
Figura 5.- Hidrología del estado de Sinaloa --- 16
Figura 6.- Cobertura de alcantarillado del estado de Sinaloa por municipios --- 17
Figura 7.- Cobertura de alcantarillado del estado de Sinaloa --- 18
Figura 8.- Cobertura de agua potable del estado de Sinaloa por municipios --- 19
Figura 9.- Cobertura de agua potable en el estado de Sinaloa --- 20
Figura 10.- Cobertura de saneamiento en el estado de Sinaloa --- 21
Figura 11.- Nivel de especificidad de la legislación nacional relativa al control de las descargas de aguas residuales --- 27
Figura 12.- Ubicación de sitios de muestreo --- 29
Figura 13.- Cárcamo receptor de sistema de tratamiento en Los Mochis, Sinaloa --- 37
Figura 14.- Sistema de desbaste planta de tratamiento en Los Mochis, Sinaloa --- 37
Figura 15.- Panorámica de las lagunas de estabilización en Los Mochis, Sinaloa --- 38
Figura 16.- Esquema de las lagunas de estabilización en Los Mochis, Sinaloa --- 39
Figura 17.- Panorámica de la planta de tratamiento de aguas residuales norte, Culiacán Sinaloa --- 40
Figura 18.- Panorámica del sistema de desbaste planta norte, Culiacán Sinaloa --- 40
Figura 19.- Panorámica de los canales Venturi, planta de tratamiento de aguas residuales norte, Culiacán Sinaloa --- 41
Figura 20.- Panorámica del sistema de desarenadores, planta de tratamiento de aguas residuales norte, Culiacán, Sinaloa--- 41
Figura 21.- Panorámica de los sedimentadores, planta de tratamiento de aguas residuales norte, Culiacán. Sinaloa--- 42
Figura 22.- Panorámica de contenedores de cloro gas en la planta --- 42
Figura 23.- Panorámica de planta “El Crestón”, Mazatlán, Sinaloa --- 43
Figura 24.- Panorámica de sistema de sedimentadores en planta “El Crestón”, Mazatlán, Sinaloa --- 44
Figura 25.- Panorámica de sitio de descarga de emisor submarino de planta “El Crestón”, Mazatlán, Sinaloa --- 45
Figura 26.- Panorámica de planta “Cerritos”, Mazatlán, Sinaloa --- 46
Figura 27.- Diagrama de medidas a considerar en el método de aforo de “sección velocidad” --- 48
Figura 28.- Sistema de tratamiento de Choix, Sinaloa--- 63
Figura 29.- Flujo de efluente en ciclo de 24 horas; Choix, Sinaloa ---Figura 30.- pH promedio; Choix, Sinaloa ---63 64 Figura 31.- Temperatura promedio; Choix, Sinaloa --- 64
Figura 32.- Grasas y aceites en ciclo de 24 horas; Choix, Sinaloa --- 64
Figura 33.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas; Choix, Sinaloa --- 64
Figura 34.- Sistema de tratamiento de El Fuerte, Sinaloa ---Figura 35.- Flujo de efluente en ciclo de 24 horas; El Fuerte, Sinaloa ---67 67 Figura 36.- pH promedio; El Fuerte, Sinaloa --- 67
Figura 42.- Temperatura promedio; El Carrizo, Sinaloa --- 70
Figura 43.- pH promedio; El Carrizo, Sinaloa --- 70
Figura 44.- Grasas y aceites en ciclo de 24 horas, El Carrizo, Sinaloa --- 71
Figura 45.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas, El Carrizo, Sinaloa --- 71
Figura 46.- Sistema de tratamiento del poblado La Despensa, Ahome, Sinaloa ---Figura 47.- Flujo de efluente en ciclo de 24 horas; La Despensa, Sinaloa ---72 72 Figura 48.-Temperatura promedio; La Despensa, Sinaloa --- 73
Figura 49.- pH promedio; La Despensa, Sinaloa --- 73
Figura 50.- Grasas y aceites en ciclo de 24 horas, La Despensa, Sinaloa --- 73
Figura 51.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas, La Despensa, Sinaloa --- 73
Figura 52.- Panorámica de sistema lagunar, Los Mochis, Sinaloa--- 75
Figura 53.- Flujo de efluente 1, sistema de la ciudad de Los Mochis, Sinaloa--- 76
Figura 54.- Flujo de efluente 2, sistema de la ciudad de Los Mochis, Sinaloa--- 76
Figura 55.- Flujo de efluente 3, sistema de la ciudad de Los Mochis, Sinaloa--- 76
Figura 56.- Flujo de efluente 4, sistema ciudad de Los Mochis, Sinaloa--- 76
Figura 57.- Flujo de efluente final en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa 77 Figura 58.- pH en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de la ciudad de Los Mochis, Sinaloa --- 77
Figura 59.- Temperatura en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de la ciudad de Los Mochis, Sinaloa --- 77
Figura 60.- Grasas y aceites en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de la ciudad de Los Mochis, Sinaloa --- 78
Figura 61.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de la ciudad de Los Mochis, Sinaloa --- 78
Figura 62.- pH y temperatura; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 79
Figura 63.- DBO5 promedio; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 79
Figura 64.- Grasas y aceites promedio; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 79
Figura 65.- Coliformes fecales; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 80
Figura 66.- Sólidos suspendidos totales; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 80
Figura 67.- Sólidos sedimentables; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 80
Figura 68.- DQO; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 81
Figura 69.- Cianuros; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 82
Figura 70.- Arsénico; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 82
Figura 71.- Cadmio; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 82
Figura 72.- Cobre; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 82
Figura 73.- Cromo; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 82
Figura 74.- Mercurio; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 82
Figura 75.- Níquel; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 82
Figura 76.- Plomo; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 82
Figura 77.- Zinc; sistema de tratamiento de Los Mochis, Sinaloa --- 83
Figura 78.- Comparación del gasto, SST y DBO5 en el efluente de Los Mochis, Sinaloa (ciclo de 24 horas) --- 83
Figura 84.- Lagunas de estabilización, Badiraguato, Sinaloa Figura 85.- Flujo de efluente final en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento Badiraguato, Sinaloa
--86 86
Figura 86.- Temperatura; sistema de tratamiento de Badiraguato, Sinaloa --- 86
Figura 87.- pH; sistema de tratamiento, Badiraguato, Sinaloa --- 86
Figura 88.- Grasas y aceites; sistema de tratamiento de Badiraguato, Sinaloa --- 87
Figura 89.- Coliformes fecales; sistema de tratamiento de Badiraguato, Sinaloa --- 87
Figura 90.- PTAR Culiacán norte --- 89
Figura 91.- Flujo de efluente final en 24 horas; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa--- 90
Figura 92.- pH en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 90
Figura 93.- Temperatura en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 90
Figura 94.- Grasas y aceites en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 90
Figura 95.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 90
Figura 96.- DBO5; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 91
Figura 97.- Coliformes fecales; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 91
Figura 98.- pH y temperatura; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 91
Figura 99.- Grasas y aceites; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 92
Figura 100.- SST; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 92
Figura 101.- Sólidos sedimentables; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 92
Figura 102.- DQO; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 93
Figura 103.- Cianuros; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 94
Figura 104.- Arsénico; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 94
Figura 105.- Cadmio; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 95
Figura 106.- Cobre; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 95
Figura 107.- Cromo; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 95
Figura 108.- Mercurio; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 95
Figura 109.- Níquel; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 95
Figura 110.- Plomo; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 95
Figura 111.- Zinc; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 96
Figura 112.- Comportamiento del gasto, SST y DBO5 en el efluente del sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 96
Figura 113.- Sistema lagunar Navolato, Sinaloa ---Figura 114.- Flujo de efluente final en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de la ciudad de Navolato, Sinaloa ---97 97 Figura 115.- Temperatura en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de la ciudad de Navolato, Sinaloa --- 97
Sinaloa --- 98
Figura 119.- Sistema Potrero de Sataya, Navolato, Sinaloa ---Figura 120.- Flujo de efluente final en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento del poblado Potrero de Sataya, Navolato, Sinaloa ---100 100 Figura 121.- Temperatura en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento del poblado Sataya, Navolato, Sinaloa --- 101
Figura 122.- pH en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento del poblado Sataya, Navolato, Sinaloa --- 101
Figura 123.- Grasas y aceites en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento del poblado Sataya, Navolato, Sinaloa --- 101
Figura 124.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento del poblado Sataya, Navolato, Sinaloa --- 101
Figura 125.- Panorámica de planta “Cerritos”, Mazatlán, Sinaloa ---Figura 126.- Flujo de efluente final en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa ---103 103 Figura 127.- pH en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 104
Figura 128.- Temperatura en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento planta ”Cerritos ” Mazatlán, Sinaloa --- 104
Figura 129.- Grasas y aceites en ciclo de 24 horas, sistema de tratamiento planta “Cerritos”, Mazatlán, Sinaloa --- 105
Figura 130.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas, sistema de tratamiento planta “Cerritos”, Mazatlán, Sinaloa ---Figura 131.- pH y temperatura; sistema de tratamiento planta “Cerritos “Mazatlán, Sinaloa ---105 106 Figura 132.- DBO5; sistema de tratamiento planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 106
Figura 133.- Coliformes fecales; sistema de tratamiento planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 106
Figura 134.- Grasas y aceites; sistema de tratamiento planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 107
Figura 135.- SST; sistema de tratamiento planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 107
Figura 136.- Sólidos sedimentables; sistema de tratamiento planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 107
Figura 137.- DQO; sistema de tratamiento planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 108
Figura 138.- Cianuros; sistema planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 109
Figura 139.- Arsénico; sistema planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 109
Figura 140.- Cadmio; sistema planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 109
Figura 141.- Cobre; sistema planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 109
Figura 142.- Cromo; sistema planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 109
Figura 143.- Mercurio; sistema planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 109
Figura 144.- Níquel; sistema planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 110
Figura 145.- Plomo; sistema planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 110
Figura 146.- Zinc; sistema planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 110
Figura 147.- Comportamiento del flujo, SST y DBO5 en el efluente del sistema de tratamiento planta “Cerritos”; Mazatlán, Sinaloa (sistema de lodos activados)--- 110 Figura 148.- Zona de descarga del emisor submarino de planta “El Crestón” Mazatlán,
Sinaloa---Figura 149.- Flujo de efluente final en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento planta “El Crestón” 111
Figura 153.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento planta “El Crestón”
Mazatlán, Sinaloa --- 112
Figura 154.- Flujo de efluente en ciclo de 24 horas; planta embotelladora, Los Mochis, Sinaloa --- 114
Figura 155.- Temperatura promedio; planta embotelladora, Los Mochis, Sinaloa --- 114
Figura 156.- pH promedio; planta embotelladora, Los Mochis, Sinaloa --- 114
Figura 157.- Grasas y aceites ciclo de 24 horas, planta embotelladora, Los Mochis, Sinaloa --- 115
Figura 158.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas; planta embotelladora, Los Mochis, Sinaloa ---- 115
Figura 159.- pH y temperatura promedio; industria cartonera, Los Mochis, Sinaloa--- 118
Figura 160.- DBO5, y DQO; industria cartonera, Los Mochis, Sinaloa--- 118
Figura 161.- Coliformes fecales; industria cartonera, Los Mochis, Sinaloa--- 118
Figura 162.- Grasas y aceites; industria cartonera, Los Mochis, Sinaloa --- 118
Figura 163.- Cianuros y metales pesados; industria cartonera, Los Mochis, Sinaloa--- 119
Figura 164.- SST y sólidos sedimentables; industria cartonera, Los Mochis, Sinaloa--- 119
Figura 165.- Central termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” ---Figura 166.- pH y temperatura; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” ---120 121 Figura 167.- DBO5 y DQO total; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 121
Figura 168.- Coliformes fecales y totales; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 121
Figura 169.- Grasas y aceites; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 122
Figura 170.- Sólidos sedimentables y SST; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 122
Figura 171.- Cianuros; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 123
Figura 172.- Arsénico; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 123
Figura 173.- Cadmio; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 123
Figura 174.- Cobre; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 123
Figura 175.- Cromo; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 123
Figura 176.- Mercurio; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 123
Figura 177.- Níquel; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 123
Figura 178.- Plomo; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 123
Figura 179.- Zinc; termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes” --- 124
Figura 180.- Granja porcina, Angostura, Sinaloa ---Figura 181.- Flujo de efluente final en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de granja porcina, Angostura, Sinaloa ---125 125 Figura 182.- Temperatura; sistema de tratamiento en granja porcina, Angostura, Sinaloa --- 126
Figura 183.- pH; sistema de tratamiento en granja porcina, Angostura, Sinaloa --- 126
Figura 184.- Grasas y aceites; sistema de tratamiento de granja porcina, Angostura, Sinaloa --- 126
Figura 185.- Coliformes fecales; sistema de tratamiento de granja porcina, Angostura, Sinaloa --- 126 Figura 186.- Rastro TIF, Culiacán, Sinaloa---Figura 187.- Flujo de efluente final en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de rastro TIF,
Culiacán, Sinaloa
---128 128 Figura 188.- Temperatura en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de rastro TIF, Culiacán,
Figura 191.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de rastro TIF, Culiacán,
Sinaloa --- 129
Figura 192.- DBO5 en ciclo anual; sistema de tratamiento de rastro TIF, Culiacán, Sinaloa --- 129
Figura 193.- Grasas y aceites en ciclo anual; sistema de tratamiento de rastro TIF, Culiacán, Sinaloa - 130 Figura 194.- Nitrógeno total en ciclo anual; sistema de tratamiento de rastro TIF, Culiacán, Sinaloa -- 130
Figura 195.- SST en ciclo anual; sistema de tratamiento de rastro TIF, Culiacán, Sinaloa --- 130
Figura 196.- Coliformes fecales en ciclo anual; sistema de tratamiento de rastro TIF, Culiacán, Sinaloa 131 Figura 197.- Flujo de efluente final en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de campo agrícola, Elota, Sinaloa --- 133
Figura 198.- Temperatura en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento en campo agrícola, Elota, Sinaloa --- 133
Figura 199.- pH en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento en campo agrícola, Elota, Sinaloa --- 133
Figura 200.- Grasas y aceites en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento en campo agrícola, Elota, Sinaloa --- 134
Figura 201.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento en campo agrícola, Elota, Sinaloa --- 134
Figura 202.- Central termoeléctrica “José Acevez Pozos” --- 136
Figura 203.- pH y temperatura; termoeléctrica “José Aceves Pozos” --- 136
Figura 204.- Sólidos sedimentables y SST; termoeléctrica “José Aceves Pozos” --- 137
Figura 205.- pH y temperatura; termoeléctrica “José Aceves Pozos” --- 137
Figura 206.- Laboratorio productor de larvas de camarón, El Rosario Sinaloa ---Figura 207.- Flujo de efluente final en ciclo de 24 horas; sistema de tratamiento de laboratorio productor de larvas de camarón, El Rosario, Sinaloa ---138 138 Figura 208.- Temperatura en ciclo de 24 horas; laboratorio productor de larvas de camarón, El Rosario, Sinaloa --- 138
Figura 209.- pH en ciclo de 24 horas; laboratorio productor de larvas de camarón, El Rosario, Sinaloa 138 Figura 210.- Grasas y aceites en ciclo de 24 horas; laboratorio productor de larvas de camarón, El Rosario, Sinaloa --- 139
Figura 211.- Coliformes fecales en ciclo de 24 horas; laboratorio productor de larvas de camarón, El Rosario, Sinaloa --- 139
Figura 212.- Ubicación de las estaciones de monitoreo de agua (Estación 1,2 y 3) y de sedimento (Estación 2) en la Bahía de Topolobampo, Sinaloa --- 140
Figura 213.- Temperatura en la columna de agua; Bahía de Topolobampo, Sinaloa --- 141
Figura 214.- pH en la columna de agua; Bahía de Topolobampo, Sinaloa --- 141
Figura 215.- Comportamiento del oxígeno disuelto en la columna de agua; Bahía de Topolobampo, Sinaloa --- 141
Figura 216.- Comportamiento de los SST en la columna de agua; Bahía de Topolobampo, Sinaloa ---- 142
Figura 217.- Concentraciones de hidrocarburos, cianuros totales y metales pesados en columna de agua; Bahía de Topolobampo, Sinaloa (Estación 1) --- 142
Figura 218.- Concentraciones de hidrocarburos, cianuros totales y metales pesados en columna de agua; Bahía de Topolobampo, Sinaloa (Estación 2) --- 142
Figura 223.- Oxígeno disuelto en la columna de agua; Estero de Urías, Mazatlán, Sinaloa --- 146 Figura 224.- Sólidos sedimentables en la columna de agua; Estero de Urías, Mazatlán, Sinaloa--- 147 Figura 225.- Sólidos suspendidos totales en la columna de agua; Estero de Urías, Mazatlán, Sinaloa - 147 Figura 226.- Concentración de hidrocarburos totales de petróleo y metales pesados en la columna de
agua; Estero de Urías, Mazatlán, Sinaloa, (Estación 1) --- 147 Figura 227.- Concentración de hidrocarburos totales de petróleo y metales pesados en la columna de
agua; Estero de Urías, Mazatlán, Sinaloa, (Estación 2) --- 148 Figura 228.- Concentración de hidrocarburos totales de petróleo y metales pesados en la columna de
agua; Estero de Urías, Mazatlán, Sinaloa (Estación 3) --- 148 Figura 229.- Concentración de hidrocarburos totales de petróleo y metales pesados en la columna de
agua; Estero de Urías, Mazatlán, Sinaloa (Estación 4) --- 148 Figura 230.- Embalse Adolfo López Mateos sitio de muestreo de Craspedacusta sowerbyi--- 155
presentes en el agua residual --- 26
Tabla 3.- Descripción de los sitios de muestreo --- 31
Tabla 4.- Métodos de aforo utilizados en cada punto de muestreo de los sistemas de saneamiento --- 52
Tabla 5.- Relación de métodos analíticos y Normas Oficiales Mexicanas e internacionales utilizadas en los análisis de laboratorio y de campo --- 54
Tabla 6.- Calidad del agua en el embalse Luis Donaldo Colosio Murrieta--- 59
Tabla 7.- Calidad de los sedimentos del embalse Luis Donaldo Colosio Murrieta--- 60
Tabla 8.- Calidad del agua en el embalse Gustavo Díaz Ordaz --- 60
Tabla 9.- Calidad de los sedimentos del embalse Gustavo Díaz Ordaz --- 60
Tabla 10.- Calidad del agua del embalse Adolfo López Mateos --- 61
Tabla 11.- Calidad de los sedimentos del embalse Adolfo López Mateos --- 61
Tabla 12.- Calidad del agua del embalse José López Portillo --- 62
Tabla 13.- Calidad de los sedimentos del embalse Adolfo López Mateos --- 62
Tabla 14.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas; Choix, Sinaloa --- 65
Tabla 15.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas; El Fuerte, Sinaloa --- 69
Tabla 16.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas; El Carrizo, Sinaloa --- 71
Tabla 17.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas, La Despensa, Sinaloa --- 74
Tabla 18.- Resultados de calidad del agua en el influente en un ciclo anual; sistema de tratamiento de la ciudad de Los Mochis, Sinaloa --- 75
Tabla 19.- Resultados de calidad del agua en el efluente en un ciclo anual; sistema de tratamiento de la ciudad de Los Mochis, Sinaloa --- 78
Tabla 20.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas, Lázaro Cárdenas, Ahome, Sinaloa--- 85
Tabla 21.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas, Badiraguato, Sinaloa --- 88
Tabla 22.- Resultados de calidad del agua en el influente en un ciclo anual; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 89
Tabla 23.- Resultados de calidad del agua en el efluente en un ciclo anual; sistema de tratamiento de la ciudad de Culiacán, Sinaloa --- 93
Tabla 24.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas, sistema de tratamiento, Navolato Sinaloa --- 99
Tabla 25.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas, sistema de tratamiento Sataya, Navolato Sinaloa --- 102
Tabla 26.- Resultados de calidad del agua en el influente en un ciclo anual; sistema de tratamiento planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 104
Tabla 27.- Resultados de calidad del agua en el efluente en un ciclo anual; sistema de tratamiento planta “Cerritos” Mazatlán, Sinaloa --- 105
Tabla 28.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas, sistema planta “El Crestón” Mazatlán, Sinaloa --- 113
Tabla 29.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas; planta embotelladora, Los Mochis, Sinaloa --- 116
Tabla 30.- Resultados de calidad del agua en ciclo anual; industria cartonera; Los Mochis, Sinaloa ---- 117
Tabla 31.- Resultados de calidad del agua; Central Termoeléctrica “Juan de Dios Bátiz Paredes”, Topolobampo, Sinaloa --- 120
Tabla 32.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas, granja porcina, Angostura, Sinaloa ---- 127
Tabla 33.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas, rastro TIF, Culiacán, Sinaloa --- 131
Tabla 34.- Resultados de calidad del agua en ciclo de 24 horas, sistema de tratamiento Sataya, Navolato, Sinaloa --- 134
Tabla 35.- Resultados de calidad del agua; central termoeléctrica “José Aceves Pozos”, Mazatlán, Sinaloa --- 136
volumen total de agua sobre la tierra es aproximadamente de 1, 400,000 000 de km3; si este volumen se tuviera acumulado en su estado líquido, la superficie de la tierra quedaría sumergida a una profundidad de 2.7 km. No obstante, aún teniendo esta “enorme” cantidad, el 97 % del líquido es agua de mar, el 2 % se halla en forma de capas de hielo y glaciares y el 1 por ciento se encuentra en los mantos subterráneos (Postel, 1992).
Afortunadamente una pequeña porción de aquellas grandes masas se renueva gracias al ciclo del agua en correlación con la energía solar. Esa cantidad que se recambia cada año,
como efecto de la evaporación, asciende aproximadamente a 500,000 km3, de los cuales el
86 % proviene de los océanos y el resto de los continentes e islas. Esto significa que la
tierra “pierde” 70,000 km3 por este hecho natural. Sin embargo, recibe como efecto de las
lluvias 41,000 km3, los cuales son la oferta mundial de agua que año con año se renueva
(Engelman y LeRoy, 1993).
La senda del desarrollo económico seguida en este siglo ha afectado drásticamente la cantidad y calidad de esos recursos hídricos, de tal manera que de continuar por este mismo camino, en las próximas décadas habrá una enorme disparidad entre la demanda y la disponibilidad del agua en el mundo. Existe el riesgo de que se produzca una crisis del agua a escala mundial que se expresaría, por ejemplo, en sequías prolongadas que contribuirían a la degradación de suelos, tierras cultivables y bosques. Incluso a la misma desaparición de los cuerpos de agua. Esto podría producir déficit importante en la producción de alimentos
2003).
En este contexto, la gran cantidad de aguas residuales generadas por el crecimiento demográfico rápido que implica grandes aumentos en actividades urbanas, industriales y de la agricultura se convierte en uno de los problemas ambientales más alarmantes del siglo. Aunque los datos confiables sobre el grado y la severidad de la contaminación sean incompletos, una estimación de la producción global de las aguas residuales es cerca de
1,500 km3 (UNESCO, 2003). En el año 2000, la proporción de la población del mundo sin
el acceso a los sistemas de saneamiento seguía siendo el alrededor 40%, con variaciones a partir de la 20% para las zonas urbanas hasta el 80% para las zonas rurales; incluso cuando existe saneamiento, no implica que toda esta agua residual sea tratada. En América latina, el 86% de aguas residuales no se trata (WHO y Unicef, 2000).
En México, este panorama no es diferente, ya que durante las últimas décadas, el crecimiento poblacional y el desarrollo industrial han producido efectos que degradan al ambiente y deterioran sus recursos. Así los procesos de deterioro, como la contaminación del agua, han dado lugar a mayores riesgos a la salud y a la calidad de vida de la población.
De acuerdo con los estudios del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA), en 218 cuencas que cubren el 77% del territorio mexicano, donde se ubica el 93% de la población, el 72% de la producción industrial y el 98% de la superficie bajo riego, tan sólo en 20 cuencas de esas 218, se genera el 89% de la carga contaminante total, medida como
demanda bioquímica de oxígeno (DBO5). En las cuencas de los ríos Pánuco, Lerma, San
niveles de contaminación son las de los ríos Blanco, Papaloapan, Culiacán y Coatzacoalcos. Los acuíferos más contaminados se localizan en la Comarca Lagunera, el valle de México, la región del Bajío y el valle del Mezquital, así como los que subyacen las zonas agrícolas, esto último como producto de los lixiviados de los agroquímicos.
Con este panorama, el gobierno de México ha manifestado una alta prioridad a la gestión del agua desde la década de los 70´s, y ha considerado la depuración de las aguas residuales como una herramienta de gestión, con el fin de controlar y prevenir la contaminación de los cuerpos de agua nacionales. Mención específica requiere la reciente modificación al marco Normativo (NOM-001-SEMARNAT-1996), con motivo de la descarga de aguas residuales, publicada en 1997, en la que se establecen los límites máximos permisibles de contaminantes a cuerpos receptores de propiedad nacional, en función del uso del cuerpo de agua; sin embargo, los cuerpos de agua siguen recibiendo descargas de aguas residuales municipales e industriales sin tratamiento, lo que implica que hay que intervenir más para poder llevar un control de las descargas (Garrido-Hoyos et al., 2000).
I.1. Antecedentes
En México la aportación de aguas residuales de uso residencial es de 7.3 km3 por año
(231 m3/s), que implican 1.8 millones de toneladas de DBO5 anuales, y de las cuales se
recolecta un 75% (1.22 millones). Alrededor del 63% provienen de 140 ciudades con más de 50 000 habitantes). La capacidad instalada de las 900 plantas de tratamiento construidas
con una carga de DBO5 de 0.30 millones de toneladas; el volumen de agua tratado es de
alrededor del 15% del volumen residual generado. Al medio ambiente se descargan sin
tratar 6.2 km3/año (196 m3/s), equivalente al 85% de las aguas residuales urbanas
generadas. Estos datos incluyen a la industria que descarga a los drenajes municipales (CNA, 1993).
En información publicada en enero de 1993 se dice que de acuerdo a estudios elaborados por la Comisión Nacional del Agua (CNA), ninguna de las 29 regiones hidrológicas monitoreadas (de un total de 37) alcanza una categoría aceptable de calidad del agua. En la mayor parte de las regiones la categoría preponderante se encuentra en los niveles de fuerte o excesivamente contaminada. El 89% de la carga total de demanda
bioquímica de oxígeno (DBO5) se concentra en sólo 15 cuencas y casi el 50%
específicamente en las del los ríos Pánuco, Lerma, San Juan y Balsas, provocando una fuerte contaminación en ellas (CNA, 1993).
La Comisión Nacional del Agua por conducto de la Red Nacional de Monitoreo de la Calidad del Agua, y con el afán de conocer el comportamiento de la calidad de las aguas superficiales, llevó a cabo un monitoreo, Agua, en el periodo 1974 - 2000, encontrándose que las cuencas con mayor contaminación son las de Lerma, Alto Balsas, Bajo Bravo y Alto Pánuco y que de 535 cuerpos de agua receptora monitoreada el 27 % presentan calidad satisfactoria para cualquier actividad, 49 % se encuentran poco contaminadas y el 24 % se encuentran contaminadas o altamente contaminadas lo que impide su utilización directa en cualquier actividad (CNA, 2001).
En un estudio de evaluación de la auto depuración del río Lerma, en el tramo de la carretera Toluca-México y la presa Alzate, de aproximadamente 25 Km, se encuentran condiciones de oxígeno disuelto de 0 mg/L en los meses de noviembre a mayo. Las cargas
orgánicas que generan valores de DBO5 del orden de 200 mg/L, son tan altas que en época
de estiaje con caudales del río tan bajos (menos de 2 m3/s en promedio) no existe
posibilidad de re-oxigenación en el tramo. Durante los meses de lluvias junio-octubre los
valores de DBO5 disminuyen por el efecto de dilución. Los valores de oxígeno disuelto no
parecen superar niveles de 4 mg/L, los cuales aún son deficitarios al estar por debajo de la mitad del valor de saturación (Díaz-Delgado y Danilo-Antón, 1990).
El centro de estudios del sector privado para el desarrollo sustentable en México 1998, menciona que las grasas, los hidrocarburos y el exceso de nutrientes constituyen el problema ecológico de calidad del agua más generalizado del país. El fenómeno de eutrofización, originado por los enormes volúmenes de material orgánico que se descargan directamente en ríos y embalses afecta ya porciones considerables de los cuerpos de agua y
favorece la proliferación de maleza acuática, que hoy día abarca 680 km2 de lagos, 10 000
km de canales y 14 000 km de desagües. Los efectos negativos se traducen en presencia de mosquitos, enfermedades y evaporación innecesaria de enormes volúmenes de agua (CNA, 1990).
En estudios que ha realizado la Secretaría de Recursos Hidráulicos (Informe 1980-1981) en las Lagunas de Ostión y Tepache y los Ríos Calzadas y Huazuntlán Veracruz, los
valores de la DBO5 durante el otoño fueron entre 0.08 a 2.0 mg O2/L en una primera etapa,
Luna (1982). La demanda química de oxígeno (DQO), representada por un conjunto de materiales orgánicos biodegradables o no, mostró valores que no van más allá de la unidad,
0.096-0.830 mg O2/L; cabe señalar que la DB05 fue más alta que el DQO, lo cual significa
una actividad microbiológica compleja y diversa que degrada con más eficiencia que un proceso netamente químico, o también que el aporte de materiales a nivel superficial es escaso; Höpner y Orliezek (1976). Normalmente la DQO se encuentra elevada en este tipo de ambientes acuáticos, dada la diversidad en el aporte de materiales (vegetación, desechos urbanos, agricultura, industrias, etcétera), como aquella observada en la Laguna del Ostión
en otoño con 50-500 mg O2/L y hasta 2000 mg O2/L en invierno, según los trabajos
realizados por la Secretaria de Recursos Hidráulicos (Informe 1980-1981).
Gortárez y Castro (1993), evaluaron el grado de contaminación de las aguas residuales urbanas en el Valle del Yaqui desde su origen hasta su descarga en aguas costeras; los autores encontraron que en proceso, más bien presentó una dilución de la contaminación más que una auto purificación propiamente dicha, ya que realizando un balance de materia global se vio que la carga total de contaminantes en ton/día que llegan a los cuerpos de agua receptores finales es muy similar y en algunos casos mayor a la que se genera en los inicios de los colectores, es decir, la cantidad de materia en ton/día va en aumento, o al menos se mantiene constante a medida que los colectores se acercan a la costa.
De todos los procesos de tratamiento de aguas residuales del mundo, solamente el tratamiento primario avanzado permite una significativa depuración de todas las cargas de contaminantes de las aguas residuales. Se depuran organismos patógenos, sólidos
suspendidos, demanda bioquímica de oxígeno, fósforo, H2S y metales pesados. Este tratamiento asegura bajos costos de implantación y de operación además que el tratamiento es rápido (cerca de una hora). Por estos y otros atributos exclusivos, el tratamiento primario avanzado es considerado el nuevo paradigma de tratamiento de aguas residuales y está siendo recomendado internacionalmente como una solución para los países en vías de desarrollo (Tsukamoto, 2002).
Los tipos de procesos en los sistemas de depuración de aguas residuales municipales que operan son: lagunas de estabilización 52%, lodos activados convencional 22%, tanque
Imhoff 7%, filtros biológicos 4%, zanjas de oxidación 2%, otros 13%. Las lagunas de
estabilización y lodos activados son los que tienen un mayor porcentaje de sistemas, de los cuales el 25% están fuera de operación (Garrido-Hoyos et al., 2000).
Según datos del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI), de los 145,605 L/s de aguas residuales (urbanas e industriales) que se generan en el país: 41 495 L/s corresponden a la zona metropolitana de la Ciudad de México, 7,135 a la zona metropolitana de Monterrey y 5,658 a la de Guadalajara. Igualmente, la determinación de la carga contaminante de las aguas residuales ha sido definida a partir de la Demanda Bioquímica de de oxigeno y se han clasificado los estados de la República en función de la magnitud de sus descargas de origen urbano e industrial. Es así como Veracruz presenta descargas que representan el 16% del total nacional, de los cuales la mayoría son de origen industrial y el resto urbano. Después sigue en niveles de carga contaminante el Distrito Federal con 15%, de los cuales la mayoría son de origen urbano. Luego está Jalisco con 12%, donde la descarga más importante corresponde a la de origen industrial. Los
azucarera, con el 39% del total, la química con el 21% y la industria del papel y celulosa con el 6%. Las que corresponden a la industria petroquímica, bebidas, textil, siderúrgica, eléctrica y alimentos, representan el 16%.
En síntesis, los problemas de calidad y cantidad del agua motivan el estudio de mejores formas para manejar el recurso y promover su uso racional, ya que es indispensable para cualquier actividad humana. Además, es básico que todos los sectores, y en particular las instituciones gubernamentales y educativas, realicen esfuerzos y asignen recursos que contribuyan a la definición de acciones concretas de corto plazo, que atiendan los problemas descritos y, con ello, se evite llegar a una crisis de cantidad y calidad del agua.
I.2. Justificación
El agua es un activo ambiental, social y económico y como tal debe ser manejado con el objetivo de conservarlo como patrimonio que es de interés de la humanidad (Fatta et al., 2004). Uno de los problemas ambientales más alarmantes del siglo es la gran cantidad de aguas residuales generadas por el rápido crecimiento demográfico que implica grandes aumentos en actividades urbanas, industriales y de la agricultura (Gómez et al., 2003). El vertido en el ambiente de estas aguas residuales sanitarias no tratadas continúa siendo uno de los problemas más graves en América Latina y el Caribe.
Los últimos datos de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) muestran que menos del 20% de las aguas residuales en la región reciben un tratamiento adecuado
(Ramírez y Espejel, 2001). Del total de agua dulce utilizada para actividades productivas, se estima que los 65% son destinados para la irrigación agrícola, el 25% para la industria y el 10% para el consumo doméstico y para servicios urbanos municipales, mientras que en México del aproximadamente 77% del volumen total de agua dulce disponible, se destinan a la irrigación, el 17% al abastecimiento de agua para el uso doméstico, el 5% al uso industrial y restante 1% a la acuacultura (FAO, 2003).
En México, los primeros criterios sobre calidad del agua datan de 1989; sin embargo no eran de cumplimiento jurídico obligatorio; por lo tanto, la calidad ambiental del agua se convirtió en un problema debido al desarrollo urbano y al crecimiento económico. El Programa Nacional Hídrico 2007-2012 reconoce lo anterior y uno de sus objetivos es mejorar aspectos sobre contaminación del agua; por ello se considera la necesidad de modificar criterios desde diversos puntos de vista, entre otros respecto a información sobre toxicidad de pesticidas, usos del agua y entornos de la industria (Yoichi-Harada, 2008).
De acuerdo con los estudios del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA), en 218 cuencas que cubren el 77 por ciento del territorio mexicano, donde se ubica el 93 por ciento de la población, el 72 por ciento de la producción industrial y el 98 por ciento de la superficie bajo riego, tan sólo en 20 cuencas de esas 218, se genera el 89 por ciento de la
carga contaminante total, medida como DBO5. En las cuencas de los ríos Pánuco, Lerma,
San Juan y Balsas se recibe el 50 por ciento de las descargas de agua residual. Otras cuencas con altos niveles de contaminación son las de los ríos Blanco, Papaloapan, Culiacán y Coatzacoalcos. Los acuíferos más contaminados se localizan en la Comarca Lagunera, el valle de México, la región del Bajío y el valle del Mezquital, así como los que
agroquímicos.
Desde 1996, existe una Norma Oficial Mexicana (NOM-001-SEMARNAT-1996) que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales; misma que deberán cumplir todas las descargas de aguas residuales que viertan a cuerpos receptores propiedad de la Nación o bien, cumplir con las características particulares que fije la Comisión Nacional del Agua (CNA); que es prácticamente la misma estrategia de hace 28 años.
El trámite para que la CNA fije las características particulares de descarga es lento y en la mayoría de los casos, el solicitante no recibe respuesta. Las características de descarga dependen de la capacidad de asimilación en los cuerpos de agua (criterio que genera la aplicación de la ley de manera discrecional y subjetiva). Además, en 28 años no se han establecido características particulares de descarga para todas y cada una de las cuencas.
El panorama real se muestra claramente en un informe reciente, sobre la situación de los residuos hídricos en México elaborado por la CNA (2003), donde se indica que, según datos del año 2001, los centros urbanos y la industria generaban 2.10 y 6.18 millones de toneladas de materia orgánica, respectivamente, de los cuales, sólo 1.52 millones de toneladas son removidas en los sistemas de tratamiento existentes, es decir, el 18 %.
Con respecto a la eficiencia de los diversos sistemas de saneamiento tanto municipales como industriales, así como su efecto en los cuerpos receptores, en el estado se han realizado estudios y evaluaciones aisladas; sin embargo, en este caso se pretende hacer por primera vez un estudio integral que determine y cuantifique la eficiencia real de cada uno
de los diferentes sistemas de saneamiento, así mismo se consideró una análisis de los potenciales riesgos ambientales que implica la gestión de las aguas residuales en las diferentes zonas del Estado.
I.3.- Hipótesis
La inadecuada gestión y desconocimiento de la composición química, biológica y toxicológica de las aguas residuales municipales e industriales del estado de Sinaloa, implica importantes desventajas en la eficiencia de gestión del recurso hídrico, con los correspondientes efectos negativos sobre los sistemas ambientales y los diversos asentamientos humanos del estado de Sinaloa.
1.4.- Objetivo general
Caracterizar e identificar la situación que prevalece en la gestión de aguas residuales en el estado de Sinaloa, y proporcionar herramientas y bases de datos para propiciar un manejo de las aguas residuales bajo un esquema de gestión sostenible.
I.5.- Objetivos particulares
• Determinar las características físico-químicas de las aguas residuales generadas en
las diferentes zonas del estado de Sinaloa.
• Analizar la potencialidad de re-uso de las aguas residuales y su impacto económico.
• Establecer un comparativo de calidad y eficiencia de los diferentes sistemas de
II.1. Área de Estudio
El área de estudio es el estado de Sinaloa en el Noroeste de México (Figura 1). El estado de Sinaloa, cuenta con una superficie de 60.000
km2 situado en una franja estrecha
entre el Golfo de California y la Sierra Madre Occidental. El estado es cruzado por 11 ríos que forman valles fértiles a todo lo largo del estado. Estos ríos transportan las precipitaciones estacionales desde los altiplanos y las montañas a lo largo de la frontera del noreste desembocando en la zona costera en una serie de estuarios, de bahías y de lagunas a lo largo de la zona costera de la entidad.
En las Figuras 2 y 3 se presenta de forma gráfica tanto la distribución porcentual de la calidad del agua como la distribución porcentual de los procesos de tratamiento en México.
A continuación se presenta una descripción de la infraestructura de saneamiento, agua potable y alcantarillado con que cuenta el estado de Sinaloa; aspectos directamente relacionados con la situación que guarda el estado en lo que a gestión de aguas residuales se refiere.
II.1.1. Población
De acuerdo a los datos de la Comisión Estatal de Agua Potable y Alcantarillado de Sinaloa (CEAPAS) (2007), El estado de Sinaloa cuenta actualmente con una población estimada de 2 millones 720 mil habitantes distribuidos en 6 mil 263 localidades; 86 de estas localidades es decir el 1.34% son mayores a los 2,500 habitantes y concentran el 67 % de la población estatal, sin embargo son las ciudades de Culiacán, Mazatlán, Los Mochis, Guasave y Guamúchil quienes registran la mayor proporción con el 47% (Figura 4).
Figura 3.- Distribución porcentual de Los procesos de tratamiento de aguas residuales utilizadas en México (CNA 2004)
Figura 2.- Distribución porcentual de la calidad del agua en México (CNA 2001)
II.1.2. Hidrología
Sinaloa es una entidad rica en recursos hidrológicos; a través de sus 11 ríos escurre
un promedio de 16, 139 millones de m3 anuales, generando energía eléctrica y regando sus
valles a través del sistema de presas y redes de distribución del agua. Las cuencas de estos
ríos cubren una superficie de 91,717 km2. En los mantos acuíferos del estado, existe una
recarga adicional anual de 988 millones de m3.
La infraestructura hidráulica está constituida por 11 grandes presas con una
capacidad total para almacenar 22, 038 millones de m3y un volumen de capacidad útil de
15,148 millones de m3a los que hay que adicionar 40.5 millones de m3de 4 presas de
pequeña irrigación. El litoral del estado, se extiende a lo largo de 656 km. En esta extensión longitudinal se alojan un conjunto de playas, bahías, esteros, marismas, lagunas litorales,
penínsulas, islotes e islas, que se distinguen por la riqueza de sus recursos cinegéticos, pesqueros y turísticos. En sus 221, 600 has de lagunas litorales, existe un gran potencial para el aprovechamiento pesquero, representado principalmente por el camarón.
Corrientes y cuerpos de agua. Las corrientes de aguas superficiales están constituida por los siguientes ríos: El río Fuerte, el de mayor escurrimiento del noroeste, sus escurrimientos se aprovechan con las presas Miguel Hidalgo y Luis Donaldo Colosio Mocorito, río Sinaloa, río Culiacán (nace de la confluencia de los ríos Humaya y Tamazula), río San Lorenzo, río Piaxtla, río Quelite, río Presidio, río Baluarte y el río Las Cañas. Todos nacen en la sierras de Durango y Chihuahua y atraviesan el estado. Los cuerpos de agua más importantes son: la Presa Luis Donaldo Colosio Murrieta (Choix), presa Miguel Hidalgo y Costilla, y Josefa Ortiz de Domínguez (El Fuerte), presa Díaz Ordaz y Guillermo Blake Aguilar (Sinaloa), presa Eustaquio Buelna (Salvador Alvarado), presa Adolfo López Mateos, Sanalona y Juan Guerrero Alcocer (Culiacán), presa José López Portillo (Cósala), presa Aurelio Benassini (Elota); además de las siguientes presas pequeñas: presa Los Horcones (Mazatlán), presa Las Higueras (El Rosario), presa Agustina Ramírez y presa La Campana en Escuinapa (Figura 5).
Figura 5.- Hidrología del estado de Sinaloa
Escala numérica 1: 2 000 000
Fuente de información:
-Limites estatales, municipales y localidades del INEGI 2005. -Región hidrológica administrativa de la CNA.
-Regiones, cuencas y sub cuencas hidrológicas de la CNA.
Río perenne Río intermitente Acueducto subterráneo Acueducto superficial Canal Bordo
Cuerpo de agua perenne
Cuerp o d e agu a in termi ten t e
Canal
Estanque
Salinas
Presas Hidrología
II.1.3. Alcantarillado
En la Figura 6 se presenta la descripción gráfica de la cobertura de alcantarillado del estado por municipio.
En la Figura 7 se esquematiza en un plano la cobertura de alcantarillado en el estado:
84.60% 76.90% 27.43% 68.50% 46.00% 86.60% 23.58% 42.50% 61.40% 43.20% 65.00% 90.00% 21.00% 49.00% 34.10% 87.30% 61.00% 38.20% 78.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 90.00% 100.00% A home A ngos tura B adiragu at o Conc ord ia Cos alá C ul iac á n C hoix Elota E s c ui nap a Fu e rte, El Gu as av e M az at lán Moc o rit o Na v ola to Ros ario Sa lv ador A lv ara do S an Igna c io S inal o a TOTAL
Figura 6.- Cobertura de alcantarillado del estado de Sinaloa por municipios
Figura 7.- Cobertura de alcantarillado del estado de Sinaloa
Escala numérica 1: 2 000 000
Fuente de información:
-Limites estatales, municipales y localidades del INEGI 2005. -Región hidrológica administrativa de la CNA.
-Regiones, cuencas y sub cuencas hidrológicas de la CNA.
0.0 – 50.0 50.1 – 75.0 75.1 – 100.0
II.1.4. Agua potable
En las Figuras 8 y 9 se describe la cobertura de agua potable en la entidad.
97.04% 95.02% 81.60% 94.90%95.60% 98.40% 95.35% 97.80% 95.80% 89.50% 94.50% 99.70% 85.30% 92.50% 94.70% 99.10% 92.80% 94.30% 95.60% 70.00% 75.00% 80.00% 85.00% 90.00% 95.00% 100.00% Ah o me Angost ura Bad iraguat o Concor dia Cos alá Cul iacá n Choix Elot a E sc uinapa Fue rte , El Gu a sa ve M aza tlán Moc o rito Nav ola to Ros ar io S alv ador A lv ar ado San Ignaci o Sinaloa TOTAL
Figura 8.- Cobertura de agua potable del estado de Sinaloa por municipios
Figura 9.- Cobertura de agua potable en el estado de Sinaloa
Escala numérica 1: 2 000 000 Fuente de información:
-Limites estatales, municipales y localidades del INEGI 2005. -Región hidrológica administrativa de la CNA.
-Region es, cuencas y s ub cuencas hidrológicas de la CNA.
0.0 – 50.0 50.1 – 75.0 75.1 – 100.0
II.1.5. Saneamiento
En la Figura 10 se muestra la cobertura en materia de saneamiento en el estado de Sinaloa.
Figura 10.- Cobertura de saneamiento en el estado de Sinaloa
Es cala numérica 1: 2 000 000 Fuente de in formación:
-Limites es tatales, municipales y localidades del INEGI 2005. -Región hidrológica administrativa de la CNA.
-Regiones, cuencas y sub cuencas hidrológicas de la CNA.
