Determinación espacio-temporal de la concentración de fosforo en el Lago de Tota - (Boyacá, Colombia)

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(1)Determinación espacio-temporal de la concentración de fósforo en el Lago de Tota - Boyacá, Colombia. Rubén Darío Cordero Alarcón. Julio de 2004 Universidad de Los Andes Facultad de Ciencias Departamento de Ciencias Biológicas. 1.

(2) Determinación espacio-temporal de la concentración de fósforo en el Lago de Tota - Boyacá, Colombia.. Rubén Darío Cordero Alarcón. Tr abajo de gr ado pr esentado como requisito para optar al titulo de: BIOLOGO. Dir ector: M.Sc Efraín Ruiz Co- director : Dr. Edgar Var gas Co- direc tor : M.Sc Emilio Realpe. Departamento de Ciencias Biológic as Facultad de Ciencias Univ ersidad de los Andes Bogota, Julio de 2004. 2.

(3) AGRA DECIMIENTOS. -. A mi director el pr ofesor Efr aín Ruiz por la confianza depos itada en mi para llevar este proy ecto y por su sabia guía.. -. A mi codirector Dr. Edgar Fr ancisco Var gas quie n siempre estuvo a mi lado guiándome en los proc edimientos y manejo de equipos y c on quien siempre tuve una gr an amistad desde que lo conoc í. Maestr o y amigo.. -. A mi codirector Emilio Realpe ( Q.T.L.S) por ayudarme en la par te de anális is y pr es entación de este trabajo y por s er un amigo.. -. A Alicia Ortega, dir ectora de pr oyec tos de Fís ica y Ciencias Biológicas , por su c ons tante empuje y ay uda a lo largo del trabajo. Y por s er una exc elente amiga.. -. A Luis Fernando Mejía por su gr an ayuda pres tada en los labor atorios .. -. Al departamento de química quien me brindo la oportunidad de tr abajar c on ellos en sus labor ator ios.. -. A mi her mana, Lorena, por s er una compañera y amiga en estos años.. -. A mi familia por siempr e alentar me a esforzar me y dar lo mejor de mi.. -. Y sobr e todo a mis padres, Rubén y Nubia, por toda una v ida de apoyo incondic ional, por el inmens o amor que siempr e me han hecho sentir y por la vida, esto también es de ustedes, los quier o mucho.. 3.

(4) TABLA DE CO NTENIDO. I - INTRO DUCCION. ......................................................................................................5 II - OBJ ETIV OS...............................................................................................................6 2.1 2.2. Objetivo Gen eral . .....................................................................................................................................................6 Objetivos Especí fi cos. ............................................................................................................................................6. III - REV ISIÓN DE LA LITERATURA...........................................................................7 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5. El fósforo en las aguas dulces . ............................................................................................................................7 La distribución d el fós foro orgánico e inorgáni co en los lagos ..............................................................7 Liberación de fós foro de los s edimentos.........................................................................................................9 El hombre y el ciclo del fósforo en los lagos...............................................................................................10 Efectos d e l as con centraciones de fósfo ro sobre l a produ ctividad d e los l agos.............................10. IV - MATERIALES Y METODOLOGÍA. .....................................................................12 4.1 4.2 4.3 4.4. Descrip ción del área de estudio........................................................................................................................12 Metodología de campo .........................................................................................................................................12 Metodología de laboratorio................................................................................................................................12 Análisis estadístico. ...............................................................................................................................................14. V - RES ULTADOS. .......................................................................................................15 5.1 Fós foro reactivo. .....................................................................................................................................................16 5.1.1 Variable muestr eo......................................................................................................................................16 5.1.2 Variable sitio..................................................................................................................................................17 5.1.3 Variable tipo...................................................................................................................................................18 5.1.4 Comparaci ón de variables categóri cas dobles o co mbinadas par a fósforo reactivo. .................................................................................................................................................................................19 5.1.4. 1. Grupo estrato- muestreo. .............................................................................................................19 5.1.4. 2. Grupo muestreo-sitio. .....................................................................................................................20 5.1.4. 3. Grupo muestreo-tipo.......................................................................................................................21 5.2 Fós foro inorgánico.................................................................................................................................................23 5.2.1 Variable muestr eo......................................................................................................................................23 5.2.2 Variable sitio..................................................................................................................................................24 5.2.3 Variable tipo...................................................................................................................................................25 5.2.4 Comparaci ón de variables categóri cas dobles o co mbinadas par a fósforo inorgánico. ..........................................................................................................................................................................26 5.2.4. 1. Grupo muestreo-sitio. .....................................................................................................................27 5.2.4. 2. Grupo muestreo-tipo.......................................................................................................................28 5.3 Fós foro orgánico .....................................................................................................................................................30 5.3.1 Variable estr ato. ..........................................................................................................................................30 5.3.2 Variable muestr eo......................................................................................................................................31 5.3.3 Variable sitio..................................................................................................................................................32 5.3.4 Variable tipo...................................................................................................................................................33 5.3.5 Comparaci ón de variables categóri cas dobles o co mbinadas par a fósforo orgánico. ...............................................................................................................................................................................34 5.3.5. 1. Grupo muestreo-sitio.......................................................................................................................34 5.3.5. 2. Grupo muestreo- tipo. .....................................................................................................................35 5.3.5. 3. Grupo sitio-tipo. ..................................................................................................................................37 5.4 Co mparación entre las tres clases de fós foro (reactivo, inorgánico y orgánico )............................38 5.5 Intervalos d e con fian za para l as clases d e fós foro (reactivo, inorgánico y org ánico)..................40. VI – ANA LISIS DE RESULTA DOS Y CONCL USIONES. ......................................41 VII - REFERENCIA S BIBLIOGRAFICA S. .................................................................44. 4.

(5) I - INTRODUCCION. El pr esente tr abajo s e realiz ó como r equis ito para la obtenc ió n del título de Biólogo, por el Depar tamento de Ciencias Biológic as de la Univ ersidad de los Andes. El conocimiento que s e tiene de la dinámica del fósfor o en los lagos y lagunas en el mundo se ha obtenido desde los años veinte cuando empezaron a realizars e estudios en este tema; s in embar go, en Colombia, estos estudios son esc asos y las técnicas utiliz adas fueron menos exac tas que aquellas disponibles en la actuali dad. Es importante conocer la dinámica de lagos y la gunas que exis ten en Colombia para determinar la calidad de agua y el tipo de laguna que s e estudia. Desde el punto de vista biológic o, es inter esante c onoc er el nivel de pr oductiv idad de un lago o laguna y poder clas if ic arlas de acuerdo con la Tabla A. Concentración de fósfor o total en relaci ón c on el estado trófico de los lagos (según Vollenweider, 1968), página 6 del presente doc umento. En es te estudio, s e pr etende conocer la dinámica del fósfor o del Lago de Tota, situada en el departamento de Boyac á en Colombia, par a determinar la difer encia de las c onc entr aciones que se pres entan entr e distintos puntos de la laguna, distintas épocas del segundo semestre del año, diferencia entre mues tras tomadas s uperfic ialmente y muestras tomadas a una pr ofundidad deter minada, y la variación entr e las distintas for mas de fósforo pr es entes en el Lago. Este tr abajo, se realiz a c on técnicas av anzadas de deter minac ión de conc entr ación de fósforo, más ex actas que las utilizadas en los tr abajos realizados hasta el mo mento, las c uales per miten tener una visión más prec isa de la dinámic a de la c onc entr ación del fósforo en el Lago de Tota, para proponer una clasificac ión de ésta y establecer c orr elac iones c on datos químicos y biológic os que per mitan pr edec ir s u c ompor tamiento futur o. El tr abajo está estr ucturado partiendo inic ialmente de la pr esentac ión del marco teóric o en el cual se enc uentran las bases his tór icas y los conceptos pr evios de otr os autor es que han realizado trabajos en el ár ea específica de la Limnología. En el capítulo IV de Mater iales y Metodología, se descr iben el área de estudio y los métodos util iz ados par a la obtención de res ultados y en el capítulo V Resultados, se pres entan los r es ultados obtenidos par a el fósforo r eac tivo, fósforo inor gánico y fósfor o orgánic o.. 5.

(6) II - OBJ ETIVOS.. 2.1. Objetivo General.. Cuantif icar las concentrac iones de fósforo del Lago de Tota en dis tintas épocas del año y difer entes sitios en esta y deter minar si existen variac iones espaciotemporales de c oncentrac ión.. 2.2. Objetivos Espe cífi cos.. •. Obs ervar si ex isten var iaciones en la concentr ación de fósforo en tres époc as distintas de mues treo.. •. Deter minar si existen variac iones entr e distintos lu gares del Lago en la conc entr ación de fósforo.. •. Conc luir cual es la clase de fósforo (reactiv o, inor gánico u orgánic o) más abundante en el Lago.. •. Cuantif icar s i exis ten diferencias en la variac ión de la concentrac ión de fósforo entre las mues tras de agua tomadas de la superficie y las tomadas a diez metros de pr ofundidad.. •. Deter minar si hay difer encias de conc entración entre los tipos de fósforo (total, filtrado o dis uelto y particulado) en las mues tras tomadas en el Lago de Tota.. 6.

(7) III - REVISIÓN DE LA LITERATU RA. 3.1. El fósforo en la s aguas dulce s.. El fósforo es el elemento más es tudiado por la Limnología, lo c ual hace que actualmente ex ista gr an cantid ad de datos s obre la distr ibuc ión estacional en los lagos. Su inter és pr oviene del impor tante papel que c umple este elemento en el metabolis mo biológico y su relativa escas ez en la hidrosfer a, ya que en compar ación con la abundanc ia natural de otr os importantes componentes nutritivos y estr uctur ales de la mater ia orgánic a (car bono, hidrogeno, nitrógeno, oxígeno, azufre), el fósforo es el mas escas o y normalmente actúa como limitante de la productividad biológic a. La s ecreción de c ompuestos altamente lábiles de bajo peso molec ular desde la fracción particulada de fósfor o hasta una fracc ión coloidal de alto peso molec ular s e realiz a de una manera r ápida y tr ans it oria. En las z onas más productivas de los lagos oc urren liger as pérdidas de la fracc ión coloidal y una parte se hidroliza a ortofosfato s oluble y es r ápidamente asimilado por los organismos. Las pér didas de las fracciones de fósforo c oloidal y par tic ula do son reemplaz adas por las regener aciones de fracciones de fósforo solubilizadas, por la desc ompos ición en profundidad, por la li berac ión del fósforo de los sedimentos y por el fósforo contenido en los afluentes que desembocan en el lago. Las tasas de productividad biológica de muchos lagos están regidas, princ ipalmente, por la tas a de reciclado del fósforo en relación con la entr ada de fósforo de or igen externo. El ingreso de fósforo en los lagos ha aumentado drás ticamente en los últimos tiempos por consecuenc ia del uso creciente de abonos agr íc olas, la industr ia de deter gentes y productos de uso doméstico, por parte del hombr e. La recuperación de muc hos de es tos tipos de fósforo, unidos a la s ustituc ió n de compuestos no fosforados en pr oductos importantes, es prác tic a y económicamente factible. La r educc ión de la entrada de fósforo en muc hos lagos pr oductiv os pr ovoc a la r educción cuantit ativa del cic lo del fósfor o y una disminuc ión r elativ amente r ápida de la capacidad pr oductiva del sistema.. 3.2. La distribuci ón del fósforo orgáni co e inorgáni co en los lagos.. A diferencia de las muc has for mas que adquier e el nitr ógeno en los s istemas limnológicos, la única for ma inorgánica signific ativamente importante del fósforo es el or tofosfato ( PO4-3). Más del 90% del fósforo del agua de los lagos está en for ma de fosfatos orgánicos y c omo constituy entes celular es de la mater ia viva partic ulada del seston o as ociado de div ersas for mas con partíc ulas orgánicas muertas en mater iales inorgánic os (Wetzel, 1981).. 7.

(8) La totalidad del fósforo or gánico e inor gánico ha sido dividid a de diversas formas en los análisis; a menudo, es tas fracc iones es tán escas amente relac ionadas c on el metabolis mo del fósfor o. La cantidad más importante, desde el punto de vista de las c aracterísticas metabólicas del lago es el contenido total de fósfor o de las aguas no filtradas, que cons iste en el fósforo en suspensión de la materia par ticulada y el fósf oro en for ma “dis uelta” ( Juday, 1927; Ohle, 1938). A mbos compartimentos, es tán constituidos por var ios componentes. El fósforo particulado incluy e: (1) fósforo en los organis mos en forma de ( a) ác idos nucleicos relativ amente es tables (A DN y ARN), que no están implic ados en un c iclo rápido del fósforo, y fosfoproteinas; ( b) esteres de bajo peso molecular de enc imas, vitaminas, etc . y (c) fosfato de nucleótidos, tales como el adenos in difosfato (ADP) y adenos in 5-trifosfato (A TP) en la respir ación y as imilación del CO2. ( 2) Las fases miner ales de r ocas y suelos, tales como hidrox iapatito, están mezcladas y en ellas el fósforo se halla adsor bido a c omplejos inorgánic os como arc illas, carbonatos e hidróx idos férricos. ( 3) Fósfor o ads or bido a mater ia orgánic a partic ulada muer ta o agregac iones macroorgànicas . A dif erenc ia del fósfor o de la mater ia partic ulada, el fósforo or gánico dis uelto está compuesto de ( 1) Ortofosfato ( PO4-3), (2) Polifosfatos procedentes, principalmente, de deter gentes sintéticos y (3) Coloides orgánicos o fósforo combinado con coloides ads or bentes. Las concentr aciones totales de fosfatos en las aguas naturales no contaminadas están comprendidas entr e amplios límites desde menos de 1µg/l hasta niveles extr emos en lagos s alinos cerrados (> 200 mg/l) . Las aguas superfic iales no contaminadas están entr e 10 y 50 1µg/l; no obs tante, hay una gran var iación de acuerdo a la estr uctura geoquímic a de la regió n. Los niv eles de fósfor o son, generalmente, bajos en regiones montaños as y mayores en aguas de tierr as bajas , que der ivan de depósitos de r ocas sedimentarias. Los lagos r icos en materia orgánic a tales como las turberas, tienden a mos trar conc entr aciones más altas de fósfor o. Unas poc as áreas s edimentarias de zonas coster as son ric as en fósforo. Los lagos que r eciben el drenaje de es tos depósitos tienen niv eles anor malmente altos de fósforo. En un estudio extr emadamente detall ado relacionando el fósforo y el nitr ógeno con la productividad de los lagos, V ollenw eider ( 1968) demostró que la cantidad total de fósfor o, habitualmente, aumenta con la productividad del lago (ver tabla A). Aunque hay algunas excepc iones de esta relación, es un pr incipio general útil cuando se tr ata de cuestiones aplic adas de eutr ofización. Tabla A . Conc entrac ión de fósfor o total en relación con el estado tr ófico de los lagos (s egún Janus y Vollenw eider , 1981). Estado trófico. Materia orgánica mg/l. Promedio total de f ósf oro mg/l. Oligotróf ico. bajo. 0,008. Mesot róf ico. medio. 0,0267. Eutrófico. alto. 0,0844. Hipertróf ico. muy alto. 0,75 – 1,2. 8.

(9) La divis ión del fósforo total en una parte orgánica y en otr a inorgánica, realizada en un número cons id erable de lagos, muestr a que la may or par te se halla en for ma orgánic a (ver tabla 12-2). Del total de fósforo orgánic o cerc a al 70% for ma par te del mater ial orgánico particulado (s estónic o) y el resto se halla en for ma de fósforo dis uelto o coloidal.. 3.3. Libera ción de fósforo de los sedimentos.. Por causa de la gr an importanc ia del fósforo como nutriente, que acelera muchas vec es la pr oduc tiv idad de las aguas dulc es y genera problemas de crecimiento exces ivo de las plantas, s e ha prestado mucha atención al contenido de fósfor o de los sedimentos, y a s u mov imiento hacia el agua. Los sedimentos de los lagos contie nen concentraciones de fósforo may ores que el agua (Olsen, 1958, 1964; Holden, 1961; Hepher, 1966) . Bajo condiciones aeróbicas, es evidente que los equilibrios de interc ambio son princ ipalmente unidir ecc ionales, hac ia el sedimento; sin embargo, bajo condiciones anaeróbicas , el mec anis mo inorgánic o de intercambio de la interfase está fuertemente influida por los valores del potencial redox. El flujo ac tivo del fósforo al agua oc urr e desde una profundidad de sedimento c ons id erable. En sedimentos anóxic os no pertur bados, dado un tiempo sufic iente ( dos a tres meses) , el fósforo asc endía rápidamente desde una pr ofundidad de al menos 10 c m. hasta el agua, independiente s i los sedimentos eran barr os calcár eos eutróficos o de natur alez a ác ida o tur bosa ( Hynes y Gr eib, 1970). Se obs ervó que, en el movimiento de fósfor o, no hubo difer enc ias significativas entre sedimentos estériles y sedimentos con bacter ias anaeróbicas , y que predomina la difusión. Se encontró que las bacter ias que movilizan el fósfor o, especialmente de los géneros Ps eudomonas, Bacterium y Chrom obacteri um, er an abundantes al menos hasta 15 c m. de profundidad en los sedimentos de los embals es.. 9.

(10) 3.4. El hombre y el ci clo del fósforo en los lagos.. El contenido de fósforo en la lluvia y en la caída de material particulado atmosférico es altamente var iable en su contr ibuc ión a la s uperfic ie de los lagos ( Chapin y Uttormark, 1973) . En general, la contr ibución de fósforo por la prec ipitación es infer ior a la de nitr ógeno. En r egiones agr íc olas muy fertiliz adas, el contenido de fósforo de la precipitación es muc ho may or dur ante la es tac ión de crecimiento que en inv ierno. Los v ientos pr edominantes y el agua de lluv ia que lle ga a tierra desde los oc éanos nor malmente son pobres en fósforo. La may or parte del fósforo de la prec ipitación proc ede del polvo que se despr ende de la tierra debido a la eros ión del suelo y de la contaminac ión atmosférica ur bana e industr ial. El contenid o de fósfor o en la pr ecitación es normalmente baja, inferior a 30 µg /l en r egiones no pobladas. En los alr ededores de regiones urbanas e industriales es c ons iderablemente mayor, alcanzando v alor es bastante super ior es a 100 mg/l. Bas ándonos en datos r elativamente esc asos, las contribuciones atmosfér ic as de fósfor o son apr oximadamente de 0,01 a 0,1 g/ m2 año (0,1-1,0 Kg./Ha año), estando en la actualidad la mayor ía de valores más cerca del límite inferior ; sin embar go, este apor te atmosfér ico es más significativo de lo que se cree, s i tenemos en cuenta el valor de 0,07 g/m2 año, estimado por Vollenw eider ( 1968) como tasa per misible de entr ada de fósforo a los la gos en general. Los v alor es iguales o may ores de 0,13 g/m2 año se cons ider an peligros os des de un punto de vista de contr ol de la eutrofizac ió n en lagos que pr esentan una pr ofundid ad media inferior a 5 m. El c ontenido de fósforo del agua del suelo es , nor malmente, bajo; las conc entr aciones medias son de 20 µg/l, incluso en ár eas de suelos con contenido de fósforo relativamente elev ado. Es to es debido a la elev ada insolubilidad de los minerales que contienen fosfato y a la eliminación del fosfato s uperfic ial por los seres vivos y por su filtrac ión en el s uelo.. 3.5. Efectos de las concentraciones de fósforo sobre la producti vida d de los lagos.. Ex isten muchas definiciones de eutr ofiz ación de los lagos, basadas en un conjunto de condic iones asociadas a un aumento de productividad. La opinión general entre los limnólogos es que el término eutrofización significa un aumento de las tas as de cr ecimiento de los s eres vivos de los lagos y que su resultado es una acelerac ió n de la pr oductiv idad mayor que la que existir ía en ausencia de pertur bac iones del sistema. El crit er io más cons picuo, bás ic o y de medic ió n más exac ta de la acelerac ión de la productividad, es el incr emento de las tasas de fotos íntes is anual por las algas y plantas de may or tamaño en un área determinada. Las c antidades de ox ígeno e hidrógeno r equeridas por los organis mos exceden con mucho a los requerimientos. La relación carbono:nitr ógeno:fósforo en peso, en las plantas es aprox imadamente 40C:7N:1P. Si los apor tes. 10.

(11) ener gétic os de luz y otros factor es, como micr onutrientes, son suficientes c omo ocurr e en la mayor ía de las c ondiciones, entonc es el fósfor o ser á el primer o de estos tres nutrientes que ac tuar á como limitante. En la may or ía de lagos, el carbono inor gánico supera el nitrógeno por un orden de magnitud y el fósforo por dos o tr es órdenes de magnitud; de la misma for ma, el nitr ógeno de aguas natur ales super a el fósforo en una o más magnitudes . Por tanto, en la inmensa mayoría de lagos, el fósforo es el nutriente limitante por excelenc ia. Cuando se dan vertidos de fósforo a los lagos , por ejemplo en aguas r esiduales que contienen altas pr oporc iones de fósforo ( aprox. 6C:4N:1P), s e super a la limitación de fósfor o. Se puede pr oduc ir un aumento c ontinuo de la fotos íntesis hasta que el siguiente anió n llega a s er limitante. Las algas no fijadoras del nitrógeno atmosférico des aparecen; las c ianof íceas, capac es de fijar nitrógeno, pueden competir c on éxito frente a las otras alg as c on bastante eficiencia. Únic amente, bajo las c ondiciones más extr emas , donde el metabolis mo es muy elev ado y no existe turbulencia, s i la abundanc ia de P y N es superior a las demandas y s e impide el paso del car bono de la atmósfer a, este último podría llegar a ser limitante.. 11.

(12) IV - MATERIALES Y METODOLOGÍA. 4.1. Descripci ón del área de e studi o.. El Lago de Tota s e loc aliz a s obre la cor dillera or iental, al c entr o-or iente del departamento de Boyacá, a una altura de 3015 m.s.n.m. con c oordenadas (05032’N, 72 056’O) . Hacia el sur y el or iente la cuenc a esta r odeada por montañas de elev ac ión máxima de 3800 m.s.n.m. Al norte, a la cota 2500 m.s.n.m, la c ircundan los v alles de Duitama y Sogamoso, bordeados por montañas de 3600 m de altur a. Al occ idente, se ubica la zona inter andina media de la cordillera, donde s e encuentra el páramo de Tibamó (munic ipio de Tota). El 72% del área de cuenca es jur is dicc ión del municipio de Aquit ania y el resto corres ponde a los municipios de Tota y Cuítiva. El nivel máx imo del Lago corresponde a la c ota de 3015 m.s.n.m y s u forma es subr ectangular elongada, con un eje pr inc ipal en la dirección nores te. Caracter ístic as del Lago de Tota: Área del Lago 60 Km2 Área de la c uenca tributar ia 170 Km2 Longitud máxima del Lago 12 Km2 Máximo ancho del Lago 6.5 Km2 Perímetr o 47 Km2 Volumen 1920 mm3 Pr ofundidad media 30 m Pr ofundidad máxima 60 m Temper atur a media durante el día 11º C. 4.2. Metodología de campo.. Para el muestr eo s e s eleccionar on siete puntos dentr o del Lago. En cada punto se tomar on muestr as superficiales y muestr as a diez metros de pr ofundidad con la botella de Van Dorff. Dur ante un per iodo de cinco meses compr endido entre julio y noviembr e de 2003, se realizaron tr es muestr eos, el primer o a princ ipios de julio, el s egundo a mediados de s eptiembre y el tercero a finales de noviembre. Las mues tras s e fijaron c on Clorur o de merc urio (HgCl2) para evitar la síntes is de moléc ulas y la alterac ión de las mis mas .. 4.3. Metodología de laboratori o.. Para el proc es amiento y obtención de los r esult ados de fósfor o, se llevo a cabo metodología s uger ida en el numer al 4500- P Phos phorus del libr o Standard Methods for the Exami nation of Water and Wastewater .. 12.

(13) El objetiv o fue determinar la concentr ación de las tr es c las es de fósforo en las mues tras : fósfor o r eac tiv o, or gánic o e inor gánico. Para cada una de estas c lases, se determinó la proporción de concentrac ión de fósforo total, fósfor o disuelto y fósforo partic ulado. Se tomó una parte de la mues tra par a pasar la a través de un filtro de membrana de 0.45-µm. La conc entr ación de fósforo dis uelto corres ponde a la c onc entr ación de fósforo obtenida en el líquido que atrav esó la me mbrana; la c onc entr ación de fósforo encontr ada en el r emanente que quedó en la membrana es el fósforo partic ulado, y el fósforo total c orresponde a la suma de la c oncentración de fósforo disuelto y fósforo par ticulado. Todas las muestr as fuer on sometidas al método del ácido ascórbic o (secc ión 4-113 del libro Standard Methods) , independientemente de s i tuv ieron o no un tratamiento previo de hidr ólis is o digestión ox idativa, esto dependía de la c lase de fósfor o que se quisiera deter minar (reactiv o, orgánic o e inor gánico) . El princ ipio del método consiste en que el Molibdato de amonio y el Tar trato antimonio de potas io reacc ionan en un medio ácido con los or tofosfatos para formar un ácido heter opolic o – ác ido fosfomolibdic o – el cual s e reduce para formar un compues to de c olor az ul por medio del ácido asc órbico. Para hallar la concentr ación de fósforo reactivo, se sometió la muestr a al método del ác ido asc órbic o. Esta clase de fósfor o se deter mino sin realiz ar una prev ia hidr ólisis o una diges tión oxidativa (Spivacov, 1999). Pos teriormente se midió la muestr a en el espectr ofotómetro a 880 nm. Para obtener una medida de absorbancia. Para cuantificar el fósforo hidrolizable, se realizó una hidrólisis ácida pr evia a la mues tra, que cons istió en tomar 100 ml de muestra y agr egarle 1 ml de una mezcla de ácido nítr ico y ác ido sulfúr ico y luego calentar en autoclave por 30 minutos a 100 0C entre 98-137 kPa ( Spivac ov, 1999) . Posterior mente se sometió al método del ácido asc ór bico, par a des pués leerlo en el espectr ofotómetro a 880 nm. y obtener una medida de abs orbancia. Para deter minar la c antidad de fósforo or gánico, s e r ealizó el método de digestió n ox idativa con persulf ato, que consis tió en agr egar a cada 100 ml de mues tra 1 ml de ácido s ulfúric o y agr egar le 0.5 g de pers ulfato de amonio. Luego se calentó la muestr a en autoc lave dur ante 30 minutos , entre 98- 137 kPa ( Spivac ov, 1999). Después, se aplicó el método del ácido asc órbic o para leer la mues tra en el es pec trofotómetr o a 880 nm. y obtener una medid a de absor bancia. Este pr ocedimiento se r ealizó de igual maner a par a el fósforo total, el fósforo disuelto y el fósforo partic ulado. Los valores obtenidos en el es pectr ofotómetro son v alor es de absorbancia. Para medir la conc entrac ión, se interpolaron los valores de abs or bancia en una curva de concentrac ión realiz ada par a c ada clas e de fósfor o (r eactivo inor gánico y or gánic o) y s e inter polar on los datos obtenidos en las curv as.. 13.

(14) Análisis estadístico. En el análisis es tadís tic o de los datos se utilizó el programa STATISTIX 7 Analitical Softw are for Window s. Se analiz aron las v arianz as generales para las tres clases de fósforo ( Reac tivo, Inor gánico y Orgánic o) en for ma independiente, tomando como variable aleatoria la c oncentr ac ión de fósforo medida en mg/l y como v ariables categóric as o de agrupamiento las siguientes: •. Estrato: Niv el de profundidad donde s e tomó la mues tra: superficial (1) a 10 m de pr ofundidad (2). • M uestreo: Mes del año en que se realizó la toma de la muestr a; Julio ( 1°) , s eptiembre ( 2°) , noviembre (3°). • Sitio: Punto o lugar del Lago donde fue tomada la muestra; La mugre (1), El Tobal ( 2), Centr o la go ( 3), Playa blanc a ( 4), Los Poz os (5), El Túnel (6), Hato laguna (7) (mapa 1). • Tipo: Tipo de fósforo al que c orr esponde la mues tra: Total o no filtrado ( 1); filtr ado o disuelt o (2) partic ulado (3) . Una vez concluido el análisis de var ianza, se r ealizó par a cada c lase de fósforo la pr ueba de “ Tukey” de c ompar ación de medias de los datos de los grupos que pres entaron diferencias signific ativ as en la media de conc entrac ión de fósforo, con el fin de identificar los grupos, en las variables categór icas, que presentan difer encias de medias. Posterior mente se hic ier on comparaciones dobles, es dec ir se compararon dos variables categóric as o de agrupamiento -a la vez o de maner a c ombinadapara observ ar s i ex istían dif er encias significativas entre estas. Finalmente, para deter minar las diferencias en la concentración de fósfor o para cada clase, s e compararon las medias totales entr e las tres clas es de fósforo (reac tivo, inorgánic o y or gánico) mediante un análisis de var ianza. Las graficas de “Box plot” (cajas) para la compar ac ión de v ariables c ategór icas independientes y las gr aficas de barr as de error y media par a la comparac ión de v ariables independientes combinadas , se pr esentan exc lusiv amente para los datos que arr ojar on dif er enc ias significativas de acuer do con el progr ama estadístico. Igualmente, s e fijó un intervalo de c onfianza que indica el rango en que se enc uentran los valor es de concentrac ión de fósforo con una confianza del 95%.. 14.

(15) Mapa 1. Sitios de muest reo dent ro del Lago de Tot a.. 15. 1.. La Mugre. 2.. El Tobal. 3.. Centro Lago. 4.. Playa Bl anca. 5.. Los Pozos. 6.. El Túnel. 7.. Hato Laguna.

(16) V - RESULTADOS. A continuac ión se pr esentan los resultados obtenid os del tr abajo de laborator io y del anális is estadístico.. 5.1. Fósforo reacti vo.. Los datos analizados para esta clas e de fósforo, arr ojar on como res ultado una difer encia s ignificativa en las var ia bles muestr eo, sitio y tipo, s egún la tabla de anális is de v arianza (Apéndic e: tabla 1a). 5.1.1 Variable muestreo. Se pres entaron difer encias significativas en los tr es mues treos r ealizados, como s e apr ec ia en la gr áfic a 1. El mues treo 2° pr esenta una media may or a los mues treos 1° y 3°, pero no es evidente la existencia de diferencias entre los mues treos 1° y 3°. Las diferencias estimadas por la prueba de “ Tukey” de compar ación de medias s e muestran en la tabla 1. G ráfica 1. Box plot de comparación entr e las medias de la c oncentrac ió n de fósforo ( mg/l) en la var iable muestr eo par a fósfor o r eactivo en el Lago de Tota.. 16.

(17) Tabla 1. Comparación entr e las medias de la concentr ac ión de fósfor o ( mg/l) de los tres muestr eos en el Lago de Tota para fósforo r eac tivo.. MUESTREO --------2 3 1. MEDIA ---------0.1305 0.0747 0.0660. GRUPOS HOMOGENEOS ---------I .. I .... I. En la tabla 1, v emos clar amente c on análisis estadís tico, que la media de la conc entr ación de fósforo del muestr eo 2° es may or que la media del muestreo 3° y ésta es mayor que la media del muestreo 1°. 5.1.2 Variable sitio. En los s itios mues treados , también hubo diferencias significativas entre ellos y aunque en la grafica 2 no es muy claro v er entr e cuales grupos se presentan las difer encias, en la tabla 2 podemos ver entre c uales sitios es tán las difer encias en las medias de concentr ación de fósfor o. G rafica 2. Cajas de comparac ión entre las medias de la c onc entración de fósforo ( mg/l) en los s iete sitios dentro del Lago de Tota par a fósforo r eac tiv o.. 17.

(18) Tabla 2. Comparación entr e las medias de la concentr ac ión de fósfor o ( mg/l) de los s iete sitios dentr o del Lago de Tota para fósfor o r eac tiv o.. SITIO ------- -1 7 2 6 5 4 3. MED IA - ----- ---0.0 966 0.0 956 0.0 936 0.0 914 0.0 889 0.0 844 0.0 822. GR UPOS HOMO GENEO S ---- ----- -I I I I I I I I I I I I .. I I .... I. En la tabla 2, vemos que existen tr es grupos estadístic amente iguales y que la mayor difer encia entre la media de la c onc entr ación de fósforo s e pr es enta entre el s it io 1 ( la mugr e) y el sitio 3 (centr o lago). 5.1.3 Variable tipo. Entr e los tipos de fósf oro (total, filtrado o dis uelto y particulado), también hubo difer encias significativ as en la media de c oncentr ac ión de fósfor o. Esto lo podemos observar en la grafic a 3, y en la tabla 3 ver cuales tipos de fósforo pres entaron diferencias estadís ticas. G rafica 3. Cajas de comparac ión entre las medias de la c onc entración de fósforo ( mg/l) en la variable tipo de fósforo (total, filtrado o disuelto y partíc ulado) en el Lago de Tota par a fósfor o r eactivo.. 18.

(19) Tabla 3. Comparación entr e las medias de la concentr ac ión de fósfor o ( mg/l) de los tr es tipos de fósforo (total, filtrado o dis uelto y partíc ulado) en el Lago de Tota para fósforo reactiv o.. TIPO ------- -1 3 2. MED IA - ----- ---0.1 368 0.1 086 0.0 258. GRUP OS HOMO GENEO S ---- ----- -I .. I .... I. En la tabla 3, podemos ver que la media de concentrac ión de fósfor o del tipo 1 (total) es may or que la media del tipo 3 ( par tic ula do) y és ta es mayor que la media del tipo 2 (filtrado o disuelto). 5.1.4 Com paración de variables categóricas dobles o com binadas para fósforo reactivo. Las c ompar ac iones de variables categóric as dobles o combinadas pr esentaron difer encias s ignificativas estadísticas en los grupos: estr ato- mues treo; mues treo-s itio y mues treo-tipo (Apéndic e: tabla 1a).. 5.1.4.1.. Gr upo es trato- muestr eo.. Para este grupo, las diferencias en la media de la concentr ac ión de fósforo puede s er obs ervada en la grafic a 4 y la c ompar ación estadística de las medias de conc entración de fósforo s e muestr a en la tabla 4. En la grafic a 4, s e puede observar, apar entemente, que en el mues treo 1°, el estr ato 1 (s uperfic ial) tiene una media de c onc entración de fósforo mayor que la del estrato 2 (10 mts de profundidad) . Sin embar go, obs erv ando la tabla 4, vemos que no ex isten difer encias estadísticas s ignific ativas entre los estratos ya que estos for man un solo grupo homogéneo. En el mues treo 2° el estr ato 1 (s uperfic ial) tiene una media de concentrac ión de fósforo menor que la del estr ato 2 ( 10 mts de profundidad) y al igual que en el mues treo anter ior, los estr atos for man un sólo gr upo homogéneo, que no pres enta diferencias estadísticas s ignificativas. En el mues treo 3°, las medias de c oncentr ac ión de fósfor o apar entemente son iguales lo cual se corrobora en la tabla 4, donde for man un grupo homogéneo sin difer enc ias estadísticas significativ as. Finalmente, las difer enc ias más notables de concentr ación de fósfor o se pres entan entr e el es trato 1 y 2 del muestr eo 2°, donde además los valores de 19.

(20) las medias de concentración son más altos y por el contr ario, el es trato 1 y 2 del muestr eo 1°, pres enta los menores valores en la media de concentrac ión de fósforo.. G rafica 4. Barr as de err or y media par a la comparación entr e las medias de la conc entr ación de fósforo (mg/l) del gr upo estr ato-muestreo en el Lago de Tota para fósfor o reactivo.. Tabla 4. Comparación entr e las medias de la concentr ac ión de fósfor o ( mg/l) del gr upo estrato- muestreo en el Lago de Tota para fósfor o reactivo.. ESTRATO --------2 1 2 1 1 2. 5.1.4.2.. MUESTREO --------2 2 3 3 1 1. MEDIA ---------0.1324 0.1287 0.0747 0.0747 0.0706 0.0614. GRUPOS HOMOGENEOS ---------I I .. I .. I .. I I .... I. Gr upo muestreo-sitio.. Para este grupo, las diferencias en la media de la concentr ac ión de fósforo pueden ser observadas en la grafica 5 y la comparación estadística de las medias de conc entrac ión de fósfor o en la tabla 5.. 20.

(21) G rafica 5. Barr as de err or y media par a la comparación entr e las medias de la conc entr ación de fósforo ( mg/l) del grupo muestr eo-s itio en el Lago de Tota para fósfor o reactivo.. La grafic a 5, muestra una notable diferenc ia de c onc entración de fósforo en los datos del mues treo 2° (las barr as más altas) en comparación con los muestr eos 1° y 3°, cuy a media de c onc entración es menor y con valor es más parec idos entre sí. Es to indica clar amente, que la media de la conc entrac ión de fósforo en el muestr eo 2° es may or que en los otr os dos muestr eos. En la tabla 5, se puede apr eciar que ex isten c uatr o grupos homogéneos de conc entr ación de fósforo. La mayor diferencia comparativa de valores de media se presenta entre el s itio 2 ( el Tobal) del muestr eo 2° con el valor más alto de la media y el sit io 4 ( playa blanc a) del muestr eo 3° con el v alor más bajo de la media. 5.1.4.3.. Gr upo muestreo-tipo.. Para este grupo, las diferencias en la media de la concentr ac ión de fósforo pueden ser observadas en la grafica 6 y la comparación estadística de las medias de conc entrac ión de fósfor o, en la tabla 6. En la grafic a 6, las barras más altas, r epr esentan las medias de c oncentrac ión de fósforo may ores y corr es ponden a las de los tipos de fósfor o 1 ( total) y tipo 3 (par ticulado) en el muestr eo 2°. Par a los mues treos 1° y 3° las barras más altas repr esentan la media de los tipos de fósforo 1 y 3, lo cual demuestra que el tipo de fósforo 2 (filtrado o dis uelto) se encuentr a en menor c antidad que los otros dos tipos, en todos los muestreos.. 21.

(22) Tabla 5. Comparación entr e las medias de la concentr ac ión de fósfor o ( mg/l) del gr upo muestreo-s itio en el Lago de Tota para fósfor o reactiv o.. MUESTREO --------2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 1 3 3 1 1 1 3 1 1 1 3. SITIO --------2 7 6 4 5 1 3 1 7 5 1 2 6 7 2 4 3 6 3 5 4. MEAN ---------0.1380 0.1358 0.1350 0.1298 0.1290 0.1238 0.1223 0.0894 0.0819 0.0804 0.0766 0.0745 0.0745 0.0692 0.0684 0.0670 0.0655 0.0647 0.0587 0.0573 0.0565. HOMOGENEOUS GROUPS ----------I I I I I I I .. I .. I I .. I I I .. I I I .. I I I .. I I I .. I I I .. I I I .. I I I .. I I I .... I I .... I I ...... I ...... I. G ráfica 6. Barr as de err or y media par a la comparación entr e las medias de la conc entr ación de fósforo ( mg/l) del grupo muestr eo- tipo en el Lago de Tota para fósfor o reactivo.. 22.

(23) Tabla 6. Comparación entr e las medias de la concentr ac ión de fósfor o ( mg/l) del gr upo muestreo-tipo en el Lago de Tota para fósfor o reactiv o. MUESTREO --------2 2 3 1 3 1 2 3 1. TIPO --------1 3 1 1 3 3 2 2 2. MEAN ---------0.1958 0.1625 0.1120 0.1025 0.0848 0.0787 0.0333 0.0272 0.0168. HOMOGENEOUS GROUPS ----------I .. I .... I .... I ...... I ...... I ........ I ........ I I .......... I. En la tabla 6, se puede apreciar que existen seis grupos homogéneos de conc entr ación de fósforo. La mayor diferenc ia c ompar ativ a de valor es de media s e pr es enta entre el tipo 1 (total) del muestr eo 2°, c on el v alor más alto de la media y el tipo 2 (filtr ado o disuelto) del muestr eo 1° con el valor más bajo de la media.. 5.2. Fósforo inorgáni co.. Los datos analizados para esta clase de fósforo, dier on como r es ultado una difer encia s ignificativa en las var ia bles muestr eo, sitio y tipo, s egún la tabla de anális is de v arianza (Apéndic e: tabla 2a). 5.2.1 Variable muestreo. Para los tres muestreos r ealiz ados s e presentar on difer enc ias significativas según se observa en la grafica 7. El muestreo 2° pr es enta un v alor de media mayor a los valores de los otr os dos muestr eos, Sin embar go, observ ando la tabla 7, vemos que no exis ten diferencias estadísticas s ignificativas entr e los mues treos 1° y 3°, según la prueba de “ Tukey” de c ompar ación de medias. En la tabla 7, vemos que ex isten dos grupos homogéneos que presentan difer encias estadísticas s ignific ativas entr e s í. El pr imer gr upo c orr esponde al mues treo 2° y pr es enta una media de concentración de fósforo mayor al segundo gr upo confor mado por los muestreos 1° y 3°. Aunque el muestreo 3° señala un v alor de media mayor que el del muestr eo 1°, no son significativamente difer entes entr e s í.. 23.

(24) G rafica 7. Cajas de comparac ión entre las medias de la c onc entración de fósforo ( mg/l) en los tres muestr eos en el Lago de Tota para fósfor o inor gánico.. Tabla 7. Comparación entr e las medias de la concentr ac ión de fósfor o ( mg/l) de los tres muestr eos en el Lago de Tota para fósforo inor gánico.. MUESTREO --------2 3 1. MEDIA ---------0.1675 0.1008 0.0994. GRUPOS HOMOGENEOS ----------I .. I .. I. 5.2.2 Variable sitio. En los s itios mues treados, s e pres entaron difer encias signific ativas según se observa en la gr afica 8. Sin embar go, al observar la tabla 8, v emos que ex isten sólo dos gr upos homogéneos de sitios que pres entan diferencias estadísticas significativas de c onc entr ación de fósforo entr e s í.. En la tabla 8, el pr imer gr upo está confor mado por el s itio 1 (la Mugre), difer ente estadístic amente del resto de sitios y cuya media de concentrac ión de fósforo es de mayor v alor comparativo. El segundo grupo está integrado por los demás s itios, entr e los cuales no hay difer encia estadística signif ic ativa.. 24.

(25) G rafica 8. Cajas de comparac ión entre las medias de la c onc entración de fósforo ( mg/l) en los siete sitios muestreados en el Lago de Tota para fósforo inor gánico.. Tabla 8. Comparación entr e las medias de la concentr ac ión de fósfor o ( mg/l) de los s iete sitios muestr eados en el Lago de Tota para fósfor o inorgánic o.. SITIO --------1 2 7 3 5 6 4. MEDIA ---------0.1407 0.1254 0.1249 0.1232 0.1152 0.1150 0.1136. G RUPOS HOMOGENEOS ----------I .. I .. I .. I .. I .. I .. I. 5.2.3 Variable tipo. Entr e los tipos de fósforo (total, filtr ado o disuelt o y particulado), s e pr esentaron difer encias significativ as en la media de c oncentr ac ión de fósfor o. Esto lo podemos observar en la grafica 9, donde se pres enta una clar a diferenc ia entre el valor de la media de c oncentr ac ión de fósfor o del tipo 2 (filtrado o dis uelto), el cual es s ignificativ amente menor que los valores de los otros dos tipos de fósforo (total y particulado). Las diferencias de v alor en cada tipo de fósfor o se mues tran en la tabla 9.. 25.

(26) G rafica 9. Cajas de comparac ión entre las medias de la c onc entración de fósforo ( mg/l) en los tr es tip os de fósfor o (total, filtrado o disuelto y partic ulado) en el Lago de Tota para fósforo inorgánico.. Tabla 9. Comparación entr e las medias de la concentr ac ión de fósfor o ( mg/l) de los tr es tipos de fósforo (total, filtrado o dis uelto y partíc ulado) en el Lago de Tota para fósforo inorgánico.. TIPO --------1 3 2. MEAN ---------0.1838 0.1619 0.0220. HOMOGENEOUS GROUPS ----------I .. I .... I. La tabla 9 demues tra que ex isten diferencias significativas entr e los tres tipos de fósforo. El tipo de fósfor o 1 ( total), pr es enta el mayor v alor de media de conc entr ación de fósforo, seguido por el fósfor o de tipo 3 (particulado), mientras el tipo 2 (fil trado o dis uelto) pr esenta un v alor de media muy infer ior a los anter ior es. 5.2.4 Com paración de variables categóricas dobles o com binadas para fósforo inorgánico. Las c ompar ac iones de variables categóric as dobles o combinadas pr esentaron difer encias s ignific ativas estadís ticas en los gr upos: muestreo-s it io y mues treo-tipo.. 26.

(27) 5.2.4.1.. Gr upo muestreo-sitio.. La grafic a 10 muestr a las diferencias en la media de la conc entrac ión de fósforo y la tabla 10 pres enta la comparac ió n estadístic a de los v alores de las medias de conc entrac ión de fósfor o. G rafica 10. Barras de err or y media par a la c ompar ación entr e las medias de la conc entr ación de fósforo ( mg/l) del grupo muestr eo-s itio en el Lago de Tota para fósfor o inorgánic o.. La gr afica 10, muestr a una notable difer enc ia de conc entrac ión de fósforo en los datos del muestreo 2° (las barr as más altas) en compar ación con los mues treos 1° y 3°, c uya media de concentración es menor y con v alor es más parec idos entr e s í. Esto indica claramente, que la media de la concentrac ión de fósforo en el mues treo 2° es may or que en los otros dos muestr eos En la tabla 10, se aprec ia que existen oc ho grupos homogéneos de conc entr ación de fósforo. La mayor diferencia comparativa de valores de media se pr esenta entre el sitio 1 ( la Mugre) del muestr eo 2°, con el valor más alto de la media y el s itio 4 ( play a blanca) del muestr eo 3° con el valor más bajo de la media.. 27.

(28) Tabla 10. Compar ación entre las medias de la c oncentrac ión de fósforo ( mg/l) del gr upo muestreo-s itio en el Lago de Tota para fósfor o inorgánico.. MUESTREO --------2 2 2 2 2 2 2 3 3 1 1 1 1 3 1 1 3 1 3 3 3. 5.2.4.2.. SITIO --------1 3 2 6 5 7 4 1 7 7 4 1 2 5 3 6 2 5 6 3 4. MEDIA ---------0.1911 0.1826 0.1818 0.1585 0.1528 0.1528 0.1528 0.1280 0.1159 0.1060 0.1032 0.1032 0.1003 0.0996 0.0954 0.0946 0.0939 0.0932 0.0918 0.0918 0.0847. GRUPOS HOMOGENEOS ----------I I I I I .. I I .... I I .... I I .... I I ...... I I ........ I I ........ I I ........ I I ........ I I ........ I I ........ I I .......... I .......... I .......... I .......... I .......... I .......... I ............. I I I I I I I I I I I I. Gr upo muestreo-tipo.. Para este grupo, las diferencias en la media de la concentr ac ión de fósforo puede ser obs erv ada en la grafic a 11 y la c ompar ación estadística de las medias de conc entrac ión de fósfor o se muestr a en la tabla 11. La gr afic a 11, muestr a una notable diferenc ia de c oncentr ac ión de fósforo de tipo 1 (total) y tipo 3 ( par ticulado) en los datos del muestr eo 2° (las barr as más altas) en comparación con los muestr eos 1° y 3°, c uya media de concentrac ión es menor y con valores más parecidos entre sí. También, se puede observar que el tipo 2 (filtr ado o disuelto) de fósfor o, tie ne una media muy baja en los tres muestr eos .. 28.

(29) G rafica 11. Barras de err or y media par a la c ompar ación entr e las medias de la conc entr ación de fósfor o (mg/l) del gr upo muestreo-tipo en el Lago de Tota, para fósfor o inorgánic o.. Tabla 11. Compar ación entre las medias de la c oncentrac ión de fósforo ( mg/l) del gr upo muestreo-tipo en el Lago de Tota para fósfor o in orgánico.. MUESTREO --------2 2 3 1 3 1 3 1 2. TIPO --------1 3 1 1 3 3 2 2 2. MEDIA ---------0.2512 0.2313 0.1512 0.1491 0.1272 0.1271 0.0240 0.0220 0.0199. GRUPOS HOMOGENEOS ----------I .. I .... I .... I ...... I ...... I ........ I ........ I ........ I. En la tabla 11, se aprec ia que exis ten c inco gr upos homogéneos de conc entr ación de fósforo. La mayor diferencia comparativa de valores de media se pr esenta entre el tipo 1 (total) del muestreo 2°, con el valor más alto de la media y el tipo 2 (filtr ado o disuelto) del muestr eo 2°, con el v alor más bajo de la media.. 29.

(30) 5.3. Fósforo orgáni co. Los datos analizados par a esta c las e de fósforo dier on como r esult ado una difer encia s ignificativ a en las variables estrato, muestr eo, siti o y tipo, según la tabla de anális is de v arianza. 5.3.1 Variable estrato. En los tr es muestr eos realizados, hubo diferencias s ignific ativas que aunque no se perciben en la grafica 12, se recurr e a la tabla 12 donde son estimadas por la pr ueba de “Tukey” de comparac ión de medias donde se indic an las difer encias entr e los dos estr atos (s uperfic ial y 10 m de profundidad) . G rafica 12. Cajas de comparación entre las medias de la concentrac ión de fósforo ( mg/l) en los dos estr atos en el Lago de Tota par a fósforo orgánic o.. Tabla 12. Compar ación entre las medias de la c oncentrac ión de fósforo ( mg/l) de los dos estr atos en el Lago de Tota para fósfor o orgánic o.. ESTRATO --------2 1. MEDIA ---------0.2276 0.2182. GRUPOS HOMOGENEOS ----------I .. I. Según la tabla 12, existen diferenc ias significativ as de valor es de media entre los dos estratos 1 y 2, teniendo que el estr ato 2 (10 m de pr ofundidad) pr es enta una media de c onc entr ación de fósforo mayor que la del estrato 1(superficial).. 30.

(31) 5.3.2 Variable muestreo. Se pres entaron difer encias s ignific ativas en los muestr eos 1°, 2° y 3° c omo se observa en la grafica 13. El muestr eo 2° pres enta una media de concentrac ión de fósfor o ligeramente may or a los muestr eos 1° y 3°, sin embargo, no se puede afirmar que ex ista o no, dic ha diferencia c on relación a los otros dos mues treos. Par a estimar las difer enc ias se aplicó la pr ueba de “ Tukey” de compar ación de medias como s e muestra en los r es ultados de la tabla 13.. G rafica 13. Cajas de comparación entre las medias de la concentrac ión de fósforo ( mg/l) en los tres muestr eos en el Lago de Tota para fósfor o orgánic o.. Tabla 13. Compar ación entre las medias de la c oncentrac ión de fósforo ( mg/l) de los tres muestr eos en el Lago de Tota para fósforo orgánic o.. MUESTREO --------2 1 3. MEDIA ---------0.2483 0.2138 0.2066. GRUPOS HOMOGENEOS ----------I .. I .... I. La tabla 13, muestra las diferencias s ignificativas entre los muestreos 1°, 2° y 3°, teniendo en c uenta que el muestr eo 2°, pr esenta el v alor más alto de la media de c onc entr ac ión de fósforo y en el mues treo 3° el valor más bajo de la media.. 31.

(32) 5.3.3 Variable sitio. En los sitios muestr eados, también hubo diferenc ias signific ativ as entre ellos (grafica 14) y aunque se puede notar una media de c onc entr ación de fósforo mayor en el sitio 1 (la Mugr e) que en los demás s it ios y que en el sitio 3 (centro lago) la media es la más baja, no es muy clar o apr eciar , para los otros grupos, si se pr esentan diferenc ias . En la tabla 14, podemos ver entr e cuales s itios están las diferenc ias en las medias de concentrac ión de fósforo. G rafica 14. Cajas de comparación entre las medias de la concentrac ión de fósforo ( mg/l) en los siete sitios muestreados en el Lago de Tota para fósforo orgánico.. Tabla 14. Compar ación entre las medias de la c oncentrac ión de fósforo ( mg/l) de los s iete sitios muestr eados en el Lago de Tota para fósfor o or gánico.. SITIO --------1 2 5 7 6 4 3. MEDIA ---------0.2914 0.2534 0.2375 0.2120 0.2016 0.1931 0.1713. GRUPOS HOMOGENEOS ----------I .. I .... I ...... I ...... I I ........ I .......... I. Vemos en la tabla 14, que ex isten s eis gr upos homogéneos donde el sitio 1 (la Mugr e) pres enta dif erenc ias estadístic as signific ativas res pecto a los demás sitios y s iendo es te sitio el que pr esenta la media de conc entrac ión de fósforo más alta. El sitio 3 (c entr o lago) también pres enta difer encias signif icativ as con el res to de s itios y este tiene la media mas baja de todos los sitios.. 32.

(33) 5.3.4 Variable tipo. Entr e los tipos de fósforo (total, filtr ado o disuelto y particulado), s e pr esentaron difer encias significativ as en la media de c oncentr ac ión de fósfor o. Esto lo podemos observar en la gr afica 15, donde v emos una clar a difer encia entr e la media de conc entrac ión de fósforo entre el tipo de fósforo 2 (filtrado o disuelto) que es muc ho menor que los otros dos tipos de fósfor o (total y partic ulado) . En la tabla 15 veremos si hay difer enc ias y entre c uales tip os de fósfor o se pres entaron estas. G rafica 15. Cajas de comparación entre las medias de la concentrac ión de fósforo ( mg/l) en los tr es tipos de fósfor o (total, filtr ado o disuelto y partíc ulado) en el Lago de Tota para fósforo orgánic o.. En la tabla 15, podemos ver que existen diferencias estadísticas significativas entre las medias de concentr ación de fósforo de los tr es tipos de fósforo, siendo la mayor la del tipo 1 (total) y la menor la del tipo 2 (filtrado o dis uelto). Aunque, la media del tipo 3 (partic ulado) s e enc uentra más cercana a la media del tipo 1, también s e pr esentan difer encias signif icativ as entre estas dos medias. Tabla 15. Compar ación entre las medias de la c oncentrac ión de fósforo ( mg/l) de los tr es tipos de fósforo (total, filtrado o dis uelto y partíc ulado) en el Lago de Tota para fósforo orgánic o.. TIPO --------1 3 2. MEDIA ---------0.3343 0.2827 0.0518. 33. GRUPOS HOMOGENEOS ----------I .. I .... I.

(34) 5.3.5 Com paración de variables categóricas dobles o com binadas para fósforo orgánico. Las c ompar ac iones de variables categóric as dobles o combinadas pr esentaron difer encias s ignific ativas estadís ticas en los gr upos: muestreo-s it io, mues treo-tipo y sitio- tipo.. 5.3.5.1.. Gr upo muestreo-sitio. Para este grupo, las diferencias en la media de la concentr ac ión de fósforo puede ser obs erv ada en la grafic a 16 y la c ompar ación estadística de las medias de conc entrac ión de fósfor o se muestr a en la tabla 16.. Gr afica 16. Barras de err or y media par a la c ompar ación entr e las medias de la conc entr ación de fósforo ( mg/l) del grupo muestr eo-s itio en el Lago de Tota para fósfor o or gánico.. 34.

(35) Tabla 16. Compar ación entre las medias de la c oncentrac ión de fósforo ( mg/l) del gr upo muestreo-s itio en el Lago de Tota para fósfor o orgánico.. MUESTREO --------2 1 3 2 2 2 1 3 1 2 3 2 1 2 3 1 1 3 3 1 3. SITIO --------1 1 1 7 2 5 2 2 5 6 5 4 6 3 7 7 4 4 6 3 3. MEDIA ---------0.3083 0.2832 0.2828 0.2656 0.2637 0.2566 0.2487 0.2477 0.2354 0.2244 0.2205 0.2193 0.2048 0.2004 0.1887 0.1817 0.1817 0.1783 0.1756 0.1613 0.1523. GRUPOS HOMOGENEOS ----------I I I I I .. I I .. I I I .. I I I .... I I I .... I I I I ...... I I I ........ I I I ........ I I I .......... I I ............ I I ............ I I I .............. I I I .............. I I I .............. I I I .............. I I I ................ I I .................. I ..................... I I I I. En la gr afic a 16, s e obs erva que en el sitio 1 ( la Mugr e) están las barr as, que repr esentan la media de concentración de fósfor o, más altas y que de ellas la más alta es la del segundo muestreo. También, vemos que el sitio 3 pr es enta las barras más bajas, lo que nos indic a que es el s itio en donde las medias de los tr es muestr eos fueron las menores de todos los s itios . Se observa que en los demás s itios, la barr a más alta es la que per tenece al segundo muestreo y esta de acuerdo c on r esultados ya vistos en este estudio. En la tabla 16, se observ an 11 grupos homogéneos, donde la mayor diferencia se pres enta entre el muestr eo 2 en el sitio 1 (la Mugre) pr es entando la media de c onc entr ación de fósforo más grande y el muestreo 3 en el s it io 3 (centro lago) donde es ta la menor media de concentr ación de fósfor o.. 5.3.5.2.. Gr upo muestreo- tipo.. Para este grupo, las diferencias en la media de la concentr ac ión de fósforo puede ser obs erv ada en la grafic a 17 y la c ompar ación estadística de las medias de conc entrac ión de fósfor o se muestr a en la tabla 17.. 35.

(36) Gr afica 17. Barras de err or y media par a la c ompar ación entr e las medias de la conc entr ación de fósforo ( mg/l) del grupo muestr eo- tipo en el Lago de Tota para fósfor o or gánico.. Tabla 17. Compar ación entre las medias de la c oncentrac ión de fósforo ( mg/l) del gr upo muestreo-tipo en el Lago de Tota para fósfor o orgánico.. MUESTREO --------2 2 1 3 3 1 1 3 2. TIPO --------1 3 1 1 3 3 2 2 2. MEDIA ---------0.3740 0.3256 0.3205 0.3085 0.2614 0.2610 0.0600 0.0498 0.0455. GRUPOS HOMOGENEOS ----------I .. I .. I I .... I ...... I ...... I ........ I ........ I ........ I. En la gr afica 17, s e puede ver que en todos los mues treos el fósforo de tipo 2 (filtr ado o disuelto) pr esenta la media de c onc entr ación de fósforo más baja que los otros dos tipos 1 y 3 de fósfor o. También, s e alc anza a aprec iar que las barr as de los tipos 2 y 3 de fósforo s on mayor es en el muestreo 2. En la tabla 17, vemos que exis ten cinco gr upos homogéneos y que la mayor difer encia entr e estos se pr esenta en el tipo 1 (total) del segundo mues treo, que tiene la media de conc entrac ión de fósforo más grande que el res to y el tipo 2 (filtrado o dis uelto) del segundo muestr eo que tiene la media mas baja.. 36.

(37) 5.3.5.3.. Gr upo sitio-tipo.. Para este grupo, las diferencias en la media de la concentr ac ión de fósforo puede ser obs erv ada en la grafic a 18 y la c ompar ación estadística de las medias de conc entrac ión de fósfor o se muestr a en la tabla 18. Gr afica 18. Barras de err or y media par a la c ompar ación entr e las medias de la conc entr ación de fósforo ( mg/l) del gr upo s itio- tipo en el Lago de Tota para fósforo orgánic o.. En la gr afic a 18, podemos ver que en todos los sitios el tipo 2 (filtr ado o disuelto) de fósfor o es menor que los otr os dos tipos de fósforo. También, se observa que la barr as de medias más altas s e encuentr an en el sitio 1 ( la Mugr e) lo que indica que es el sitio que pres enta medias de concentración de fósforo mas altas par a los tipos de fósforo 1, 2 y 3. En la tabla 18, vemos que existen nueve gr upos homogéneos y que la mayor difer encia se pres enta entre el fósforo de tipo 1 (total) del s itio 1 (la Mugr e) que pres enta la media de concentración de fósfor o más alta y el fósforo de tipo 2 (filtr ado o disuelto) del sitio 6 (el Túnel) que pr es enta la media de c oncentrac ión de fósforo más baja.. 37.

(38) Tabla 18. Compar ación entre las medias de la c oncentrac ión de fósforo ( mg/l) del gr upo s itio-tipo en el Lago de Tota par a fósfor o or gánico.. SITIO --------1 2 1 5 2 7 6 5 4 7 6 3 4 3 1 5 7 2 4 3 6. 5.4. TIPO --------1 1 3 1 3 1 1 3 1 3 3 1 3 3 2 2 2 2 2 2 2. MEDIA ---------0.4372 0.3802 0.3770 0.3566 0.3285 0.3173 0.3024 0.3011 0.2896 0.2644 0.2574 0.2570 0.2387 0.2116 0.0602 0.0548 0.0544 0.0515 0.0509 0.0454 0.0450. GRUPOS HOMOGENEOS ----------I .. I .. I .. I I .... I I ...... I I ...... I I ...... I I ........ I I .......... I I ............ I ............ I ............ I I .............. I ................ ................ ................ ................ ................ ................ ................. I I I I I I I. Comparación e ntre las tre s cla ses de fósforo (reactivo, inorgánico y orgáni co).. Cuando se compar ar on las medias de las tres clas es de fósforo deter minadas en labor atorio, la tabla de análisis de datos arr ojo difer encias estadísticas altamente s ignificativas entr e las clases de fósforo. En la grafic a 19, podemos observar que la c lase de fósforo 3 (or gánico) pres entaba una media de concentración de fósforo may or a las de las otras dos clases. La media de la clase de fósforo 1 (reactiv o) fue la menor.. 38.

(39) Gr afica 19. Cajas de comparación de las medias de conc entrac ión de fósforo ( mg/l) entre las tres clases de fósfor o (r eac tiv o 1; inorgánic o 2; or gánico 3) en el Lago de Tota.. Tabla 19. Compar ación entre las medias de c onc entración de fósforo ( mg/l) de las tres clas es de fósfor o (r eactivo 1, inorgánico 2 y orgánico 3) en el Lago de Tota.. CLASE --------3 2 1. MEDIA ---------0.2229 0.1226 0.0904. GRUPOS HOMOGENEOS ----------I .. I .... I. En la tabla 19, s e observa que exis ten difer encias estadísticas significativas entre las tres clas es de fósforo y que la que presenta la media de conc entr ación de fósforo más alta es la clase 3 (orgánico) , seguida por la clase 2 ( in orgánico) y siendo la clase 1 (reactivo) la clas e c on la media más baja.. 39.

(40) 5.5. Intervalos de confianza para la s clases de fósforo (reacti vo, inorgáni co y orgánico).. Los intervalos de confianza realiz ados para las tr es c las es de fósfor o dieron resultados que se muestran a c ontinuación. Los resultados obtenidos fuer on: Para fósforo Reactivo: IC 95% ( mg/l) = [0.0800 ; 0.1008] Para fósforo Inorgánic o: IC 95% ( mg/l) = [0.1077; 0.1374] Para fósforo Or gánico: IC 95% ( mg/l) = [0.1992; 0.2466] Esto nos indic a que encontr ar valor es, entre 0.08 y 0.1008 par a fósforo reac tivo; entre 0.1077 y 0.1374 par a fósforo inorgánico y entr e 0.1992 y 0.2466 para fósfor o orgánico, en las dis tintas variables categóric as obs erv adas y combinadas, tiene una probabilidad del 95%. Los v alores por fuer a de ese r ango tienen una pr obabilidad del 5%, lo que podr ía indic ar que son valores que pueden habers e obtenido por err or en el mues treo o en la fas e de labor ator io por errores instr umentales o de tipo humano.. 40.

(41) VI – ANALISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES. Los datos de concentrac ió n de fósfor o obtenidos en este estudio arr ojaron como r esultado una dif erenc ia signif ic ativ a en las variables muestr eo, sitio y tipo, para todas las clases de fósforo (reactiv o, inorgánic o y or gánico) , mientras que la variable estr ato mostró difer enc ias signific ativ as únicamente en la c lase de fósfor o orgánic o. Esto es debido a que los valor es de c oncentr ac ión par a el fósforo reactiv o e inorgánico son muy bajos y las difer enc ias entr e los estratos no fuer on s ignific ativas, mientr as que el fósfor o orgánic o tenia v alor es de conc entr ación cas i tr es veces may ores. Esto s e puede c orroborar en la literatur a, en donde vemos que es una fracción muy pequeña la del fósforo reac tivo que s e enc uentra en los lagos en comparación con la fracción de fósforo inor gánico y s obr e todo orgánico. La r azón es que la fracc ión de fósforo orgánico es la que se encuentr a en los organismos que poseen moléculas que contienen fósfor o las c uales tienen alto peso molecular y no reaccionan con el ácido ascór bic o sino hasta después de ser conv ertidas en moléc ulas de menor peso. Las dif erenc ias en la concentr ación de fósfor o obs ervadas en los sitios están de acuer do con lo es perado inic ialmente, esto es , que s itios como La Mugr e, El Tobal y Los Poz os se enc uentr an ubicados en una par te del Lago llamada Lago Chic o, en donde des emboc an quebradas que tr aen c ons igo gran cantidad de materia orgánica prov eniente del lavado tr aído de los cultivos agr ícolas de las zonas mas altas y de la contaminación de aguas negr as de los pueblos aledaños. Es importante observ ar que par a el fósfor o or gánico se presentan los valor es de concentración más altos en estos sitios, entr etanto, s itios c omo Centr o Lago, situado en la mitad de la laguna, pres enta los valor es de conc entr ación más bajo. Esto s e debe a que el recic lado del fósforo hacia la parte super ior de la c olumna de agua es menor en esta zona debido a la mayor profundidad y la distanc ia a la que s e encuentr a de la orilla , haciendo que el fósforo que se prec ip ita tenga más dificultades para l egar has ta la s uperfic ie y el material ex ógeno pres ente sea muy bajo en es te s it io. En sitios como El Túnel, Play a Blanca y Hato Laguna las concentr aciones de fósfor o son similares , y aunque a veces exis ten difer encias significativas en las conc entr aciones de fósfor o en es tos s itios , gener almente estas son semejantes , y esto se debe a que los estos sitios tienen c aracter ísticas similares , como su ubicac ión, la cual esta muy cerc ana a la orilla de la laguna y en donde la pr ofundidad es baja, por lo cual la entr ada de material ex ógeno es alta y muy s imilar, y el rec ic lado desde la profundidad es mas fácil debido a los efectos de el v iento y las olas. Vemos que entre los tres muestreos llev ados a cabo, también s e pr esentaron difer encias signific ativ as en la conc entración de fósforo. Esto fue, que el segundo muestreo realiz ado a mediados de septiembre arr ojo la media de conc entr ación de fósforo mas alta, debido a que en esta época la pluv iosidad registrada fue may or que a princ ipios de julio y a fin ales de noviembre donde se realizar on los otros dos muestr eos los cuales tuv ier on medias de concentrac ión de fósforo s imilares . Esto nos permite afir mar que la Laguna de Tota pos ee una dinámic a del flujo del fósforo que varia en el tiempo.. 41.