Instituto Politécnico Nacional

Instituto Politécnico Nacional

Informe de Proyecto SIP No.

20070857

Título:

EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA DEL RÍO CHAMPOTÓN,USOS POTENCIALES DEL RECURSO Y SU INFLUENCIA SOBRE LA ICTIOFAUNA DEL RÍO

Resumen

Se realizaron 4 muestreos durante el curso de 2007 en el río Champotón (enero, abril, julio y noviembre), con el objeto de identificar la ictiofauna que vive en este río. Asimismo, se tomaron muestras de agua para determinar el índice de calidad del agua de forma temporal y espacial, para lo cual se tuvieron 11 sitios de muestreo. Los resultados indican la presencia de al menos 45 especies de peces y un índice de calidad del agua que fluctúa en promedio de 53 a 78 unidades, con algunos sitios alcanzando la máxima calificación (100). El río es aceptable para la el uso de recreación sin contacto primario, pero tiene algunos problemas para su empleo en recreación con contacto primario. Debido a su alta concentración de sales, dureza y conductividad, no se recomienda su uso para el riego agrícola. El análisis faunístico apoya su uso para la pesca y protección de la vida acuática, con la recomendación de que se cultiven organismos nativos.

Introducción

México está catalogado como uno de los primeros 5 países con mayor biodiversidad. Se estima que en el país se encuentra entre un 10 y 12% de las especies conocidas para la ciencia. México y Brasil son los países latinoamericanos con más tipos de ecosistemas, y nuestro país incluso es superior en cuanto a la variedad en tipos de hábitats y ecoregiones. La descripción de la diversidad de los ecosistemas acuáticos en México está basada fundamentalmente en los peces, ya que son el grupo del que se tiene la información más completa y podría reflejar la magnitud de la diversidad de otros taxa. A la fecha se han descrito alrededor de 384 especies de peces dulceacuícolas. Esta alta diversidad se atribuye a la variedad, física, geográfica, latitudinal, el gran sistema de ríos con que cuenta y la confluencia de dos regiones la neartica y neotropical; sin embargo, en México aun hay zonas en las cuales se desconoce su biodiversidad, como es el caso del río Champotón.

Está bien reconocido que la contaminación de los ecosistemas acuáticos afecta a la biota y a los servicios ambientales que prestan éstos; sin embargo, el monitoreo de un cuerpo de agua para detectar su grado de contaminación, conduce a obtener una inmensa cantidad de datos de diferentes parámetros, incluso dimensionalmente heterogéneos, que hace difícil definir la calidad del agua; un sistema para clasificar la calidad del agua en términos de un índice numérico ofrece una herramienta en la administración del control de la contaminación del agua; permite evaluar las condiciones de calidad del agua en términos de valores comparativos entre diferentes cuerpos de agua y/o en diferentes espacios temporales, integrando los valores de numerosas variables fisicoquímicas. Desde 1976, la Comisión Oceanográfica Intergubernamental de la UNESCO y la UNEP identificaron que la región del Golfo de México y

el Caribe son una de las regiones más grandes del mundo productoras de petróleo, entre las cuales se pueden mencionar Louisiana y Texas en EUA., el lago Maracaibo en Venezuela, el Golfo de Paria en Trinidad y la sonda de Campeche en México; así como también reconoció que es una amplia región afectada por contaminantes derivados del petróleo, cuyas principales fuentes son resultado de las actividades de explotación y transportación del petróleo y sus derivados, residuos químicos provenientes de la refinación, así como también accidentes en líneas de conducción y centros de explotación; además de descargas urbanas y municipales.

Para el caso del río Champotón la CONABIO reconoce que no se tiene información científica sobre la ictiofauna, de hecho, asigna dos regiones hidrológicas para este río, una ubicada en la cabecera del mismo, donde se tiene menor información, y la desembocadura del río al Golfo de México, donde además de carecer de información sobre la biota, se tienen problemas inherentes a la zona costera tales como contaminación por hidrocarburos, influencia antrópica de descargas municipales y explotación pesquera.

Métodos y Materiales

Zona de estudio

El río Champotón es uno de los pocos cursos fluviales del sureste de México, que discurre enteramente a través del estado de Campeche, en el suroeste de la península de Yucatán, a unos 65 km de la capital homónima del estado. Nace cerca de la comunidad de San Juan Carpizo, y fluye con dirección noroeste a lo largo de 47 km, para desembocar en aguas del Golfo de México, en las cercanías de la ciudad a la que da nombre, así como a su municipio. En sus riberas abundan cuatro tipos de manglar (rojo, blanco, negro y sacocón), que dan cobijo a una diversa avifauna acuática, integrada por cigüeñas y garzas. La corriente del río es tranquila, con una anchura máxima de 50 m (80 m en la desembocadura) y una profundidad media de unos 4 m, por lo que resulta navegable para embarcaciones pequeñas. Como ya se indicó, la primera etapa del proyecto tiene comprometida la entrega de la base de datos con el elenco ictiofaunístico del Río Champotón y otra con la calidad del agua del curso del río, por lo que se describen los métodos empleados para la obtención de ambas fases del estudio.

Por su ubicación geográfica, en el río Champotón, se diferencian tres épocas del año correspondientes a la sequía, la lluvia, además de la época de nortes, por lo que en este estudio, el trabajo de campo se realizó en cuatro ocasiones que cubren estas tres diferentes épocas del año, correspondiente a los meses de enero, abril, julio y noviembre.

Trabajo en campo

a) Ubicación de sitios de estudio.- Se establecieron 11 sitios de monitoreo ubicados a lo largo del río (Fig. 1), en las dos zonas prioritarias hidrológicas del cuerpo de agua (Arriaga et al., 2002): zona 097 cabecera del río y 098, desembocadura del río. Para la elección de los sitios de estudio se consideraron, aquellos sitios donde la calidad del agua se viera afectada por la confluencia de tributarios y descargas de aguas residuales importantes.

b) Registro de factores ambientales.- En cada uno de los sitios de estudio se registraron los siguientes factores ambientales y físico-químicos: temperatura del aire (°C) y velocidad del viento (m/s), con un termo-anemómetro (Extech instruments, mini Termo-Anemoneter), profundidad (m), con una sondalesa, hora de muestreo y velocidad de la corriente con un flujómetro (General Oceanic, Environmental). Con respecto a los parámetros físico-químicos, se realizaron registros in situ de los siguientes factores: temperatura del agua (°C), oxígeno disuelto (mg/l), pH, sólidos totales disueltos (mg/l), turbidez (NTU) y conductividad específica (mS/cm) utilizando una sonda de diseño Hydrolab

(

Quanta).

c) Toma de muestras de agua. En cada sitio de estudio se tomaron muestras de agua de 500 ml por duplicado, en botellas de polipropileno y se almacenaron en condiciones de refrigeración (4 °C) y oscuridad hasta su análisis en el laboratorio. Las muestras para la determinación de la calidad bacteriológica del agua (coliformes totales y fecales) se colectaron mediante el empleo de bolsas Whirl-Pak con capacidad de 100 ml específicas para la colecta de estos microorganismos.

d) Colecta de peces. – Se realizaron colectas en cada sitio de estudio por un periodo de 3 hr. empleando diversos artes de pesca: un equipo de electropesca, diseño Smith-Root, Inc LR-24 Electrofisher, además de las artes de pesca conocidas como, atarraya con luz de malla de 1cm y diámetro de 1.5m y chinchorro con luz de malla de 1cm y 0.5 cm y longitud de 6m. La preservación de los especímenes se realizó con formol al 10%, los ejemplares se almacenaron dentro de cubetas de plástico de diferente volumen para su

transporte. Los peces colectados fueron empleados para diferentes fines: a) peces para la determinación taxonómica e integración del inventario ictiofaunístico.

Fig. 1.- Curso del río Champotón y ubicación de los sitios de estudio. Actividades de laboratorio

Las muestras de agua se analizaron con las técnicas espectrofotométricas autorizadas por la EPA-USA mediante un espectrofotómetro Hach DR-2500, para determinar las concentraciones de: sólidos suspendidos, dureza, color, turbiedad y nutrimentos: nitrógeno (NO2, NO3, NH3) y

fósforo (ortofosfatos y Ptotal). Los cloruros y alcalinidad se determinaron mediante las técnicas de

APHA (1999). Los coliformes totales y fecales se determinaron a partir de las muestras de agua tomadas ex profeso, mediante la técnica de número más probable (NMP).

Determinación taxonómica de las especies de peces

Los ejemplares colectados fueron separados y se determinaron taxonómicamente, empleando claves especializadas como: Castro-Aguirre (1978); Castro-Aguirre, et al (1999); Miller, et al (2005). Una vez conocida la identidad taxonómica de cada especie los organismos fueron enumerados y almacenados en frascos con etanol al 70% y etiquetados.

Índice de calidad del agua

Una vez obtenidos los resultados de las determinaciones de las variables ambientales (factores fisicoquímicos y bacteriológicos), se procedió a calcular el índice de calidad del agua (ICA) de

Dinius (1987). Este índice de tipo geométrico agrupa los valores de las variables de calidad del agua para obtener un valor absoluto cuya magnitud se relaciona con el estado de contaminación del agua en una escala numérica. La selección de este índice para el presente estudio se basa en las conclusiones de Landwehr et al. (1976) quien demostró que los índices geométricos son más sensibles que los aritméticos. Este índice de calidad del agua tiene una escala de 0 a 100, correspondiendo el valor de cero al nivel de calidad más bajo y el cien al más alto.

El algoritmo sobre el cual se basa este índice es:

ICA

I

_i

w

i

n

i

=

=

∏

1

En donde:

ICA = Índice de Calidad del Agua

Ii = Subíndice de Calidad para el iesimo parámetro y, 0 _{≤ i ≤ 100.} wi = Peso de importancia del iesimo parámetro y, Σwi = 1

n = Número de Parámetros

Este índice de calidad del agua tiene una escala de 0 a 100, correspondiendo el valor de cero al nivel de calidad más bajo y el cien al más alto, y su calificación varia con base en el uso asignado, real o propuesto para el cuerpo de agua (Fig. 2).

AP AGR PES IND REC

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Indice de Calidad del Agua (%)

AP AGR PES IND REC

Usos del agua

INACEPTABLE FUERTE CONTAMINACION CONTAMINADA CONTAMINACION LEVE CALIDAD ACEPTABLE CALIDAD EXCELENTE

Fig. 2.- Calificación de los usos del agua con respecto al ICA

En donde los usos calificados son:

AP: Uso para abastecimiento de agua potable AGR: Uso para riego agrícola

PES: Uso para pesca y protección de la vida acuática IND: Uso en la industria

REC: Uso recreativo con contacto primario

Resultados

Elenco sistemático de la ictiofauna del río Champotón

Dentro del curso del río Champotón se han colectado 45 especies (además de una especie introducida, Tilapia (Oreochromis) mossambicus), que representan a 36 géneros, una subfamilia, 21 familias, 10 subórdenes, 12 ordenes, cuatro Superórdenes, todos ellos pertenecientes a la infraclase Teleostei, Subclase Neopterygii, Clase Actinopterygii y Superclase Gnathostomata.

El Orden Perciformes es el que está representado con el mayor número de familias (ocho), distribuidas en cuatro subórdenes, siguiendo en importancia el Orden Cyprinodontiformes con dos familias y siete especies, y posteriormente los órdenes Clupeiformes y Mugiliformes con tres especies cada uno (Tabla 3 y Fig. 3).

Tabla 3.- Número de especies y géneros registrados por familia en el río Champotón.

Orden Familias Géneros Especies

Perciformes 8 18 24

Cyprinodontiformes 2 5 7

Mugiliformes 1 2 3 Atheriniformes 1 1 1 Beloniformes 1 1 1 Pleuronectiformes 1 1 1 Synbranchiformes 1 1 1 Tetraodontiformes 1 1 1 Aulopiformes 1 1 1 Characiformes 1 1 1 Siluriformes 1 1 1 Total 21 36 45 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Especies Perciformes Clupeiformes Atheriniformes Pleuronectiformes Tetraodontiformes Characiformes Ord e n

Fig. 3.- Número de especies y géneros registrados por orden en el río Champotón.

En cuanto al análisis por sitios de estudio se observa en la Fig. 4, que la localidad que presentó la máxima riqueza específica fue Puente Champotón (Zona Prioritaria 098), ubicada en la proximidad con la desembocadura del río, en la que se detectó un total de 20 especies. En San Antonio del Río y San Juan Carpizo, localizados en la cabecera del río (Zona Prioritaria 097), se colectaron 16 y 17 especies respectivamente.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 N ú m er o d e esp eci es De lta P u en te C h am po tó n M oqu el P ue nt e U lum al S a n Jo sé C a rp izo Ca n a s a y a b S a n A nt oni o del R ío Sa n ta Sa ra S an J u an C ar p iz o

Fig. 4. Riqueza específica de la ictiofauna del Río Champotón, por sitio de estudio.

El análisis de similitud de los sitios de estudio en el río Champotón, muestra que por su composición íctica las localidades se organizan en dos grupos, los sitios de la parte alta del río (San Juan Carpizo, San Antonio del Río, San José Carpizo y Santa Sara), que muestran la máxima afinidad por su ictiofauna, un segundo grupo de localidades es Puente Champotón y Moquel. Por último los sitios Ulumal y Canasayab, que presentan ictiofauna compartida entre estos dos grupos identficados. (Fig. 5). Estos resultados permiten sugerir que el curso del río por su composición íctica puede diferenciarse en dos porciones, alta y baja y una zona de transición.

Indice de Jaccard Es tac ion 11 Es tac io n 6 Es tac ión 12 Es tac ión 10 Es tac ió n 5 Es tac ió n 9 Es tac ió n 2 Es tac ió n 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Disimilitud

Fig. 5. Dendrograma de similitud de los sitios de estudio del río Champotón.

Calidad del Agua

La tabla No. 4 presenta los resultados del índice de calidad del agua (ICA) de cada una de las campañas de muestreo, y la fig. 6, muestra las gráficas de calidad del agua de cada sitio de muestreo y el valor promedio del período de estudio.

Tabla 4.- Valores del ICA del río Champotón durante el período de estudio (ND=No determinado)

Enero Abril Julio Noviembre Promedio

Delta 55.37 51.84 53.60 Puente Champotón 44.91 37.09 59.51 78.37 54.97 Moquel 56.04 43.18 55.77 91.38 61.59 Nuevo León 55.07 56.55 83.17 64.93 La Isla 54.93 65.10 90.58 70.20 Ulumal 65.13 64.25 71.57 90.10 72.76

San José Carpizo 58.58 70.37 81.08 70.01

Canasayab 64.94 70.39 77.15 100.00 78.12

Santa Sara 62.55 74.61 68.58 San Juan Carpizo 62.20 55.56 68.02 67.26 63.26

Promedio 59.81 56.72 65.25 82.78 66.39

Los valores del ICA varían entre 37.09 en el sitio de estudio “Puente Champotón”, durante el mes de abril, que corresponde a la época de sequía, y un valor de 100 que corresponde a la estación “Canasayab” en el mes de noviembre (ver tabla 4). La estación “Puente Champotón” corresponde al frente marino, desembocadura del río Champotón, recibe la influencia marina y puede abatir los valores del ICA debido a las concentraciones de cloruros, alcalinidad y dureza. En este sitio también se encontró que un factor que abate el valor del índice es la concentración de demanda bioquímica de oxígeno, la cual resultó de 10.9 mg/L generando una función subíndice con un valor de 46.86.

El sitio Canasayab durante el mes de noviembre alcanzó el valor de 100, posiblemente debido a los efectos de las fuertes lluvias que ocurrieron durante los días previos al muestreo, provocando en general, una disminución de las concentraciones de dureza, alcalinidad y cloruros, provocando que los valores típicos de agua dulce para muchas variables de calidad del agua se detectaran aun en el frente marino, en la estación Puente Champotón. Esta época de muestreo (noviembre) fue la que alcanzó el valor más alto de ICA en todas sus estaciones, con excepción de San Juan Carpizo, que corresponde a la estación más alta dentro del curso del río y que puede estar afectada por las escorrentías de sedimentos y otros materiales que alteran su calidad; así como también, la estación Delta, la cual se localiza en la zona de desembocadura del río en la cual, ya se tiene influencia marina. El valor promedio en esta época fue de 82.78, mientras que el valor promedio más bajo se presentó durante abril, en plena época de lluvias. El sitio de estudio con el valor promedio más alto del ICA fue Canasayab, con un valor de 78.12, mientras que el valor promedio más bajo se localiza en el sitio Delta. Las figuras 6, 7, 8 y 9 muestran la variación del ICA a lo largo del curso del río durante las diferentes épocas de muestreo. En éstas, se puede observar que la calidad del agua es relativamente baja en la zona hidrológica prioritaria número 098, esto debido principalmente a los efectos de las actividades antropogénicas de las localidades de Moquel y Champotón, y a la influencia marina que contribuye a incrementar las concentraciones de cloruros y dureza. En términos generales, la parte media del río tiene los mejores valores de ICA, fluctuando entre 60 y 80 unidades en promedio (Fig. 10).

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 IC A De lta P uente C ham potón Moqu el N uev o León La I s la Ul u m a l S a n Jo sé C a rp izo C a nas ay ab S an A ntoni o d el R ío S a nt a S ar a S an J uan C ar pi z o

Fig. 6.- Índice de Calidad del Agua en los sitios de estudio durante el mes de enero.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 IC A De lta P ue nt e C ha m pot ón Moq uel N u ev o Leó n La Is la Ul u m a l S a n Jo sé C a rp iz o Ca n a s a y a b S a n A nt on io del R ío S a nt a S ar a S a n J u an C a rpi z o

Fig. 7.- Índice de Calidad del Agua en los sitios de estudio durante el mes de abril.

0 20 40 60 80 100

IC

A

De lta P uen te C ham pot ón M oquel N ue v o Le ón La Is la U lum al S a n J u an C ar pi z o C anas ay ab S an A nt oni o del R ío S anta S ar a S a n Jo sé C a rp iz o

Fig. 8.- Índice de Calidad del Agua en los sitios de estudio durante el mes de julio.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 IC A De lta P uente C ham pot ón M oquel N uev o León La I s la U lum al S a n J uan C a rpi z o C anas ay ab S an A ntoni o del R ío S ant a S ar a S a n Jo sé C a rp izo

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 De lta P uente C h amp ot ón M oquel N ue v o Le ón La I s la U lum al Sa n J o s é C a rp iz o C anas ay ab S an A n toni o del R ío S anta S ar a S a n J u an C a rp iz o IC A

Fig. 10.- Índice de Calidad del Agua promedio anual en los sitios de estudio.

El tipo de sustrato sobre el cual escurre el río Champotón le confiere altos valores de dureza, alcalinidad, sulfatos y cloruros, aunado a que es un río donde la influencia marina puede llegar aguas muy arriba, lo cual se observa, además de la caracterización fisicoquímica, por las colectas de especies de peces marinos en diversos sitios aguas arriba (como por ejemplo

Centropomus undecimalis colectado en San Antonio del Río).

Tanto los sitios Delta como Río Champotón se localizan en el frente marino, una zona de altos valores de salinidad, cloruros y conductividad, que afectan los valores del ICA. Esto contribuye a que el valor final del ICA califique bajo para estos sitios. Se detectó que Puente Champotón fue uno de los lugares con mayor riqueza específica de peces. Esto se debe a la confluencia de peces de origen marino, estuarino y eventualmente, algunos peces de origen dulceacuícola que son eurialinos.

Usos del agua

Durante las campañas de muestreo, se observó que el río Champotón tiene los siguientes usos de hecho:

• Riego agrícola • Recreación • Pesca y acuacultura

Por lo cual, al emplear la gráfica de la figura 2 y los valores del ICA para calificar la aptitud del cuerpo de agua para estos usos se obtuvo lo siguiente:

Riego agrícola

En promedio el agua del río Champotón en su parte baja (Zona hidrológica prioritaria No. 098), presenta una calificación de contaminación leve; sin embargo, debido a la influencia marina que recibe esta zona, el agua no es recomendable utilizarla para riego agrícola, ya que puede salinizar los suelos.

Para la parte media y alta (Zona hidrológica prioritaria No. 097), el agua está calificada como contaminación leve y calidad aceptable para el riego agrícola. Por su origen, estas aguas tienen una alta concentración de dureza y tampoco se recomienda mucho su utilización para riego agrícola; sin embargo, se han observado extracciones de agua, sobre todo para su uso en el riego de cañaverales.

Recreación: En este caso, La Parte baja del río resulta con calidad aceptable para la recreación sin contacto primario, pero se observó que el sitio de estudio “Puente Champotón”, además de ser un lugar de reparación de lanchas (con empleo de fibra de vidrio y solventes), es el lugar de recreación predilecto de los lugareños y algunos visitantes de la zona, realizando tanto actividades que no implican el contacto directo, como actividades de natación.

Con relación a la parte media y alta del río Champotón, se observó también que los lugareños de Ulumal, Canasayab y San Juan Carpizo realizan actividades de recreación con contacto primario. En estos sitios, la calificación del agua resultó aceptable y excelente, por lo que no existen riesgos significativos para los habitantes de esta zona en aplicar este uso para el río Champotón.

Pesca y acuacultura: Los valores del ICA en la zona hidrológica prioritaria No. 097, parte alta y media del río, califican como aceptables y excelentes para las actividades de pesca y

acuacultura. No obstante, se ha observado que los acuaicultores invariablemente se dedican al cultivo de peces exóticos (mojarra-tilapia), afectando el ecosistema con la introducción de estos organismos y no aprovechan la posibilidad de cultivar cíclidos nativos como la comúnmente llamada tenguayaca ó la castarica.

Respecto a la zona hidrológica prioritaria No. 097, la calificación del ICA resulta ser desde contaminada hasta aceptable. Esta zona es muy diversa en especies de peces debido al ingreso y salida de peces de ambiente marino y dulceacuícola, respectivamente. En este caso, el ICA varía tanto por la contribución de los cloruros como factor ambiental que abate su función subíndice como por la influencia de actividades antropogénicas de Champotón y Moquel. En el primer caso, en Champotón se han detectado diversas actividades que alteran la calidad del agua, tales como tránsito de embarcaciones (con la respectiva fuga de grasas, aceites y otros hidrocarburos), actividades de reparación de lanchas, escurrimientos de la zona urbana (presencia de gasolineras, talleres y otros servicios propios de la ciudad).

Impacto

La determinación del ICA para el río Champotón permitirá identificar la aptitud del agua de este río para los usos que realimente se realizan en a partir del mismo. Es un primer indicio del estado de contaminación del río y permite hacer comparaciones con otros cuerpos de agua de la región.

El análisis de la ictiofauna permte identificar posibles especies de interés económico, tanto para su conservación, protección y, en su caso, explotación.

Se recomienda que los acuicultores sean asesorados por biólogos que les muestren las bondades de cultivar organismos nativos.

Arriaga, L., V. Aguilar, J. Alcocer. 2002. Aguas continentales y diversidad biológica de México. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. México. 327pp.

Castro-Aguirre, J.L.1978. Catálogo sistemático de los peces marinos que penetran a las aguas continentales de México con aspectos zoogeográficos y ecológicos. Dir. Gral. Inst. Nal. Pesca, México Serie Científica. 298 pp.

Castro-Aguirre, J.L., H. Espinosa-Pérez y J.J. Schmitter-Soto 1999. Ictiofauna estuarino-lagunar y vicaria de México., Editorial Limusa. 629pp

Miller R.R., W.L. Minckley and S.M. Norris. 2005. Freshwater fishes of Mexico. Chicago University Press. 490pp.