La calidad del agua en la zona de ntag (Imbabura) y su relacin con el uso del suelo

Estudio cientfico realizado por Karen Knee1 y Andrea Encalada2

Afiliaciones de las autorasPh.D. Universidad Stanford, California, EEUU, 2010. Becaria Fulbright agosto 2010 febrero 2011. Direccin actual: Smithsonian Environmental Research Center, 647 Contees Wharf Rd., Edgewater, Maryland 210370028, EEUU. Telfono: 001-443-482-2348. Email: karen_knee@yahoo.com1

Ph.D. Universidad Cornell, New York, EEUU, 2005. Profesora de Ecologa y Coordinadora del rea de Ecologa y Manejo de Recursos, Universidad San Francisco de Quito. Direccin: Universidad San Francisco de Quito, Oficina DW017, Diego de Robles y Va Interocenica. Telfono: 593-2-297-1700, extensin 1443. Email: aencalada@usfq.edu2

Este informe se imprimi en 2012. Si se usa la informacin, los datos, las tablas o la figuras para cualquier propsito, por favor indentifique la fuente: Knee, K.L. y A.E. Encalada. 2012. La calidad del agua en la zona de ntag (Imbabura) y su relacin con el uso del suelo. Informe publicado por Karen L. Knee con la colaboracin de Defensa y Conservacin Ecolgica de ntag.

ndiceAgradecimientos .....................................................................................................................................................5 Resumen ..................................................................................................................................................................5 Introduccin ............................................................................................................................................................6 La zona de ntag ..........................................................................................................................................6 Metas de la investigacin ............................................................................................................................7 Lo que medimos y por qu .........................................................................................................................7 Mtodos .................................................................................................................................................................10 Seleccin de sitios de muestreo ................................................................................................................10 Anlisis geogrfico ...................................................................................................................................10 Trbidez ........................................................................................................................................................11 Oxgeno disuelto y temperatura ...............................................................................................................16 pH .............................................................................................................................................................16 Coliformes totales y Escherichia coli ......................................................................................................16 Nutrientes .................................................................................................................................................17 Metales disueltos .....................................................................................................................................18 Caudal .......................................................................................................................................................18 Invertebrados acuticos ...........................................................................................................................18 Resultados .............................................................................................................................................................18 Resumen general de resultados .................................................................................................................18 Resultados detallados, organizados por cuenca hdrica ...........................................................................22 Ro Cristopamba (Parroquia Seis de Julio de Cuellaje) ...........................................................22 Ro Toabunchi (Parroquias Apuela y Plaza Gutirrez) .............................................................23 Ro Quinde (Parroquia Selva Alegre) .......................................................................................24 Ros Junn y Chalguayacu (Parroquia Garca Moreno) ...........................................................24 Ros Verde y Magdalena (Parroquia Garca Moreno) ..............................................................25 Complejo Ecoturstico Nangulv (Parroquia Peaherrera) ......................................................25 Otros sistemas de agua ...............................................................................................................27

ndiceDiscusin y recomendaciones ...........................................................................................................................27 Anexo 1: Cmo desinfectar el agua en casa ....................................................................................................29 Anexo 2: Actividades para talleres de educacin ambiental .........................................................................30 Anexo 3: Tabla de datos completa ...................................................................................................................32 Referencias .........................................................................................................................................................57

AgradecimientosEste estudio no habra sido posible sin la colaboracin de varias agencias, organizaciones y personas en Ecuador y Estados Unidos. Queremos agradecer al programa Fulbright (Departamento de Estado, EEUU) por su apoyo financiero y a la Comisin Fulbright del Ecuador, especialmente a Karen Aguilar, por su apoyo logstico. Gracias a las profesoras Alexandria Boehm (Universidad Stanford) y Adina Paytan (Universidad de California, Santa Cruz) por su colaboracin en los preparativos de este proyecto y la adquisicin de insumos cientficos. Gracias a las y los miembros del Laboratorio de Ecologa Acutica de la Universidad San Francisco de Quito, especialmente a Fernanda Gonzlez Prez, Blanca Ros, y Natalia Garca por recibir a la primera autora en su grupo de investigacin, prestar materiales y espacio, y colaborar con la identificacin de insectos acuticos. Kathy Capello y Mary Ellen Fieweger proveyeron a la primera autora hospedaje de primera en Quito y en ntag, respectivamente. Jos Cueva, de HidroIntag, apoy la solicitud para la beca Fulbright. Gracias a Defensa y Conservacin Ecolgica de ntag (DECOIN) y, especialmente, a Carlos Zorrilla, Milton Arcos y Wilian Navarette por compartir datos, ayudarnos a ingresar a las comunidades, prestar una moto y ayudar a recolectar muestras en el campo. El equipo del Peridico NTAG nos prest espacio en su oficina para guardar el equipaje cientfico y nos ayud a difundir este informe. Jos Rivera, Fausto Vetancourt, Fausto Loma, Kelsie Herring, Mara Muoz, Mesas Torres, Wilson Guevara, Carmen Proao, Marcelo Lalama, Nelson Ruiz, Edison Ruiz, Eladio Flores, los voluntarios y voluntarias en la Reserva Los Cedros y otras personas nos ayudaron recoger las muestras. Thomas Jordan, Nancy Goff y Joe Miklas del Smithsonian Environmental Research Center ayudaron con el anlisis de nutrientes y Andy Maizel de la misma institucin colabor con el anlisis de metales. Mary Ellen Fieweger corrijo este informe y DECOIN nos ayud con el costo de la impresin. Finalmente, queremos agradecer a toda la gente de la zona de ntag que nos dio la bienvenida y nos ayud de varias maneras. Esperamos que este estudio sea til para ustedes en su misin de cuidar el agua y el medio ambiente.

ResumenLa zona subtropical de cantn Cotacachi, conocida como la zona de ntag, tiene un alto nivel de biodiversidad y sus comunidades se han comprometido a proteger el medio ambiente, sobre todo mediante la proteccin de sus bosques y fuentes de agua. Pero las comunidades, organizaciones y autoridades de la zona no tienen muchos datos sobre la calidad de su agua y los factores que la afectan. En el transcurso de esta investigacin, realizada en colaboracin con Defensa y Conservacin Ecolgica de ntag (DECOIN), HidroIntag y la Universidad San Francisco de Quito, analizamos la calidad del agua de los ros, riachuelos, vertientes y sistemas de agua de ntag. Tambin investigamos la relacin entre diferentes usos del suelo (agricultura, bosque protector, minera y urbanizacin) y la calidad del agua. Llevamos a cabo la investigacin en 2010-2011 y enfocamos en cinco sectores principales: Cuellaje, Apuela/Santa Rosa de Plaza Gutirrez, Selva Alegre, Junn y Manduriacos. Analizamos la calidad del agua en base de los siguientes indicadores: turbidez, oxgeno disuelto, pH, nutrientes, metales, bacterias fecales y diversidad de invertebrados acuticos. En general, la calidad del agua fue buena. Las concentraciones de nutrientes y todos los metales, con la excepcin de arsnico, fueron significativamente inferiores a los niveles permitidos por las normas establecidas por la Agencia Estadounidense de Proteccin Ambiental. Las concentraciones de bacterias fecales en algunas muestras indicaron contaminacin con heces de seres humanos u otras especies de animales. Por eso se recomienda desinfectar el agua antes de tomarla. Se observaron niveles altos y potencialmente peligrosos de arsnico en Junn y Nangulv. Estos niveles probablemente se deben a la exploracin minera llevada a cabo en la dcada de los 1990 (Junn) y las vertientes trmicas que alimentan las piscinas (Nangulv). El uso del suelo se relacion con las concentraciones de nutrientes, metales y bacterias y con la biodiversidad de insectos acuticos. La urbanizacin y la agricultura se asociaron con niveles elevados de E. coli, un indicador de contaminacin fecal, en los ros. Urbanizacin y minera se asociaron con niveles elevados de nitrato, amonio, fosfato y varios metales. Las fuentes ms importantes de contaminacin identificadas en el transcurso de este estudio son: los efluentes del Complejo Ecoturstico Nangulv, las perforaciones mineras abandonadas de Junn y varios sitios donde se descargan aguas negras no tratadas.5

Introduccin La zona de ntagLa zona de ntag se sita en el oeste de la provincia de Imbabura. Consiste en seis parroquias pertenecientes al Cantn Cotacachi (Apuela, 6 de Julio de Cuellaje, Garca Moreno, Peaherrera, Plaza Gutirrez y Vacas Galindo), ms la parroquia de Selva Alegre del cantn Otavalo (Figura 1). Segn la informacin geogrfica recopilada por la Secretara Nacional de Planificacin y Desarrollo (SENPLADES) y obtenida del Centro de GIS (Geographic Information Systems, o Sistemas de Informacin Geogrfica en espaol) de la Universidad San Francisco de Quito, la zona tiene una extensin de 1.489 kilmetros cuadrados y una poblacin de 15.243 personas. Es una zona rural y agrcola, y los centros poblados ms grandes tienen apenas 1000 habitantes. La zona se ubica en la cordillera occidental de los Andes ecuatorianos, entre 500 y 2500 metros sobre el nivel del mar (msnm) y se caracteriza como bosque nublado. Esto quiere decir que existe una capa de neblina casi permanente que contribuye un porcentaje alto de precipitacin. ntag es parte de los Andes Tropicales que, segn la organizacin no gubernamental (ONG) Conservacin Internacional, es la regin ms rica y diversa ecolgicamente en el mundo (http://www.conservation.org/explore/priority_areas/hotspots/south_ america/Tropical-Andes/Pages/default.aspx).Ecuador

Tambin existen yacimientos de minerales debajo del suelo. Desde los aos 1990, varias empresas mineras han expresado su inters en explotar los yacimientos de cobre, molibdeno y otros metales que existen en ntag. Pero, con pocas excepciones, las comunidades han rechazado con xito estos intentos. Las excepciones son la mina de oro en El Corazn (Sector Manduriacos, Parroquia Garca Moreno) y dos minas de caliza y procesadoras de cemento ubicadas en la parroquia de Selva Alegre. El nivel de organizacin y el compromiso para con el medio ambiente que manifiestan los moradores de ntag es impresionante. El Cantn de Cotacachi, que contiene seis de las siete parroquias de ntag, se declar Cantn Ecolgico en 2000 (www.decoin.org) y se ha comprometido al desarrollo sustentable. Hay varias organizaciones de base que trabajan en los temas de conservacin y desarrollo sustentable, entre ellas: Defensa y Conservacin Ecolgica de ntag (DECOIN), la Asociacin Agro-Artesanal de Caficultores Ro ntag (AACRI), el Consorcio Toisn, Mujer y Medio Ambiente, la Asociacin de Campesinos Agroecolgicos de ntag (ACAI), la Corporacin Talleres del Gran Valle y otras. Adems, existen 21 bosques protectores que pertenecen a particulares o comunidades (Figura 2) y 37 reservas hdricas comunitarias que proveen agua a 40 comunidades de la zona. Segn Carlos Zorrilla, director ejecutivo de DECOIN, esta concentracin de

Zona de Intag

CUELLAJE 0 160 320 Km APUELA

PEAHERRERA

PLAZA GUTIERREZ

GARCIA MORENO

VACAS GALINDO

SELVA ALEGRE

6

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20 Km

Figura 1. Mapa del rea de la investigacin. En el mapa del pas, la regin negra es la zona de ntag. El mapa principal ilustra las siete parroquias de ntag y los ros de la zona.

720000

730000

740000

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810000

Lmites de la reserva ecolgica

MAPA DE CONTEXTO AMBIENTAL CUENCA DEL INTAG - FASE IReserva Ecolgica Cotacachi-Cayapas21 9

10060000

Cabecera cantonal Sede de Parroquia; Cuellaje Carreterasn n

Reserva Cotacachi-Cayapas Bosque Protector 100% Bosque Natural o pramo 70% Bosque Natural 50% Bosque Natural Lmites ParroquialesIndice BiodiversidadFlora-especies en extincin bosque caract. Especiales mamferos en extincin

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COTACACHI

No Nombre 1 Los Cedros 2 Chontal Junin Los Corales Pajas de oro Puranqui Naranjito Cuellaje Bella Estancia Flor de Mayo Alto Choco Siempre Verde Siempre Vida Arbol Lindo El Quinde La Florida Ros PamplonaDaule Neblina Sur Neblina Norte Cambugan CotacachiCayapas

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UTM WGS 1984, Zona 17N

Km2 Manejo a cargo de 60 Fundacin Los Cedros x ONG Zoobreviven + Asoc. Agr & ganaderos 70 Chalguayaco Alto x 34 Comunidad Junin x 5 Propietario particular conservacionista x x 3 Comunidad Villaflora 3 Propietario particular conservacionista x 3 Comunidad + grupo turismo sector Naranjito 11 Parroquia de Cuellaje + comunidades x 6 Propietario particular conservacionista x 2 Grupo guardabosques Flor de Mayo x 12 ONG Zoobreviven + propietario particular conservacionista x 3 Colegio Lovett School x 2 Bosque - tierras baldas sin administracin 3 Propietario particular + guardabosques Flor de Mayo x 54 Junta Parroquial Selva Alegre + AACRI-caficultores x 6 Propietario particular conservacionista x RainForest C oncern + comunidades + AACRIx Bosque Protector * 51 caficultores Bosque comunitario 6 RainForest Concern + DECOIN + Grupo guardabosques x Bosque comunitario 4 RainForest Concern + Grupo guarbosques comunitario Bosque Protector 42 Fundacin Alpa- jefferson + Junta Parroquial SJ/Minas x Sist. nacional Areas Protegidas 2044 Ministerio del Ambiente + comit RECC distrito Cuellaje x Bosque Protector Bosque comunitario Reserva privada Bosque Protector Reserva privada Bosque comunitario Bosque parroquial Reserva privada Bosque comunitario Reserva privada Bosque Protector Bosque Protector Reserva privada Bosque Protector * Bosque Protector1km 2 equiv ale a 100 hectreas

Tipologa Bosque Protector

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*tramite para declaratoria de bosque protector en curso

Figura 2: Mapa de las reservas y bosques protectores de ntag. El mapa se obtuvo de Defensa y Conservacin Ecolgica de ntag (DECOIN). tierras protegidas es nica en el pas e indica la entrega de la gente intea para con la conservacin. Tambin investigamos las diferencias generales que se relacionan con el uso del suelo. Qu efecto tienen los poblados pequeos de ntag sobre la calidad del agua ro abajo? El agua en las reservas realmente Metas de la investigacin es ms limpia que la de reas agrcolas? Quince aos Existe mucho inters en la zona de ntag en cuanto a la despus de la salida de Bishimetals, existen an imcalidad del agua, su impacto sobre la salud de la gente, pactos de la exploracin minera que llev a cabo? Este y cmo cuidarla y mejorarla. Especficamente, muchas estudio pretende ofrecer respuestas a estas preguntas y investigaciones cientficas han demuestrado que el uso otras para que la gente de ntag tenga conocimientos del suelo para la agricultura, la ganadera, la minera y sobre el tema y pueda tomar decisiones responsables, la urbanizacin afecta la calidad del agua (Tarras-Wahlcuidando su riqueza natural de la mejor manera posible. berg et al. 2001; Roy et al. 2003; Martnez et al. 2009). El impacto de estas actividades humanas depende de las caractersticas del lugar, por ejemplo la topografa, Lo que medimos y por qu el clima, las prcticas agrcolas-ganaderas, la intensidad Turbidez de desarrollo urbano, el manejo de desechos y otros. Consecuentemente, para pronosticar cmo distintas al- La turbidez es la ausencia de la claridad. Resulta de la ternativas de desarrollo afectaran el agua de ntag, es presencia de lodo y arena, fitoplancton, algas o micronecesario tener datos de la zona misma. bios suspendidos en el agua. Cada cuerpo de agua natuSegn nuestros conocimientos, este esfuerzo ral (ro, riachuelo, lago o mar) tiene su rango tpico de representa el primer estudio amplio de la calidad del turbidez que depende de su ubicacin y extensin, de agua en los ros, riachuelos, vertientes y sistemas de la velocidad del corriente, del clima y de otros factores. agua en ntag. Utilizamos varios indicadores (turbidez, Aunque las aguas naturales y seguras no siemoxgeno disuelto, temperatura, pH, bacterias fecales, pre son completamente claras, un ndice alto de turbidez nutrientes, metales disueltos y biodiversidad de inverte- puede sealar la presencia de contaminacin y puede brados acuticos) para medir la calidad del agua a fin de causar dao al ecosistema acutico. La deforestacin, establecer si es apta para el consumo por seres humanos la urbanizacin, la agricultura y la minera suelen auy otros organismos de los ecosistemas que dependen de mentar el nivel de turbidez. Cuando el agua se vuelve ella. Estos datos ayudarn a los moradores y a las auto- ms trbida, se calienta porque las partculas suspendiridades a proteger los sitios limpios y mejorar los sitios das absorban el calor del sol. Y cuando el agua est ms contaminados. caliente, se reduce el contenido de oxgeno disuelto, un7

elemento necesario para la vida acutica. La turbidez tambin puede reducir la flora acutica porque estos organismos necesitan la luz para vivir y crecer. Los materiales suspendidos que causan la turbidez pueden tapar las agallas de los peces, provocando mayor susceptibilidad a enfermedades, disminuyendo su crecimiento e interferiendo con el desarrollo de sus huevos y larvas. Las partculas de lodo tambin proveen un hbitat protegido para microorganismos como bacterias y virus, que pueden causar enfermedades en las personas que beben o se baan en el agua. Fuente: United States Environmental Protection Agency (Agencia de Proteccin Ambiental Estadounidense; siglas en ingls, USEPA, http://water.epa.gov/type/rsl/ monitoring/vms55.cfm) Oxgeno disuelto y temperatura El oxgeno es un gas vital que todos los animales, tanto terrestres como acuticos, necesitan para sobrevivir. Los animales terrestres, incluso los seres humanos, usamos pulmones para respirar el oxgeno que est en el aire. Mientras tanto, los peces e invertebrados acuticos usan sus agallas para sacar el oxgeno que est disuelto en el agua, de la misma manera que el gas carbnico est disuelto en una cola. El oxgeno disuelto en el agua de un ro viene de dos fuentes. La primera es plantas acuticas, que incluyen algas y fitoplancton, que lo producen a travs de la fotosntesis. La segunda fuente es la atmsfera. El oxgeno entra el agua desde el aire cuando los dos estn en contacto, por ejemplo en la superficie del agua o cuando hay turbulencia y el agua se mezcla con el aire. El oxgeno tambin puede salir por la superficie del agua hacia la atmsfera o al ser respirado por animales y microorganismos. Cuando hay mucha materia orgnica descomponindose en el agua, suele disminuir la concentracin de oxgeno porque los microorganismos que la descomponen lo respiran. La concentracin natural y saludable de oxgeno disuelto depende de la altitud, la temperatura, la profundidad, la turbulencia del agua y otros factores. Generalmente, 5 miligramos de oxgeno disuelto en un litro de agua (mg/L; tambin conocido como partes por milln o ppm) es suficiente para sostener la mayora de organismos acuticos, mientras un nivel de entre 2 y 5 mg/L indica una calidad de agua dudosa y un nivel inferior a 2 mg/L causar mucho dao y puede matar a la vida acutica (Whitall et al. 2010). La altura y la temperatura del agua influyen en la cantidad mxima8

de oxgeno que pueda disolverse, as que es importante tomar estas dos medidas al momento de medir la concentracin de oxgeno. pH El pH es la medida de la acidez o alcalinidad del agua. Los lquidos cidos tienen un sabor cido y pueden corroer los metales. En cambio, los lquidos alcalinos o bsicos tienen un sabor amargo y una textura resbalosa. Tanto los cidos como las bases fuertes pueden quemar la piel u otros tejidos de seres vivos. La escala de pH es de 0 (para sustancias muy cidas) hasta 14 (para sustancias muy bsicas), y un valor de 7 indica que la sustancia es neutral, o sea, no es ni cida ni bsica. Un caracterstico importante de la escala de pH es que es una escala logartmica, o sea, cada unidad de pH representa un cambio de 10 veces mayor que la medida anterior. Unos cidos comunes son el cido que se encuentra en las pilas y bateras (pH menos de 1), el jugo de limn (pH = 3) y el vinagre (pH = 3), y unas bases comunes son el agua del ocano (pH = 9), el amonaco casero (pH = 11.5) y la sosa caustica (pH = 14) (Mesner y Geiger 2010). El pH afecta muchas caractersticas qumicas y biolgicas del agua, y cada especie tiene su propio rango preferido de pH. Pero la mayora de animales acuticos prefiere un pH entre 6.5 y 9.0, que es ms o menos neutral. Un pH fuera de este rango puede reducir la biodiversidad al causar estrs fsica e interferir con la reproduccin. Un pH bajo (cido) tambin puede movilizar qumicos y elementos txicos, hacindolos ms peligrosos para plantas y animales. La lluvia cida, las sustancias qumicas naturales en las rocas y ciertos tipos de desechos humanos pueden cambiar el pH de un ro. Especficamente, la minera de metales y carbn puede bajar el pH hasta menos de 1 (Nordstrom et al. 2000), y la extraccin de caliza y la produccin de cemento pueden aumentar el pH porque la caliza es una base. Coliformes totales y Escherichia coli Los coliformes son un grupo de bacterias que viven naturalmente en la barriga del ser humano y otros mamferos y aves. Se encuentran en altas concentraciones en las heces de las especies indicadas y en aguas negras. La Escherichia coli o E. coli es una especie de bacteria coliforme. Aunque hay ciertas cepas (tipos) de E. coli que puedan enfermar e inclusive matar a una persona, la mayora son inofensivas. Es muy difcil realizar anlisis

a fin de identificar todos los microorganismos acuticos que puedan causar enfermedades, pero se puede medir las concentraciones de coliformes totales y de E. coli. Por eso, estas bacterias se usan como indicadores de la calidad del agua. Si existe una concentracin alta de ellas, probablemente hay contaminacin fecal y un riesgo mayor de enfermedades propagadas por el agua, como la diarrea. Fuente:http://water.epa.gov/drink/contaminants/basicinformation/pathogens.cfm Nutrientes Los nutrientes (nitrato, amonio y fosfato) son sustancias qumicas que las plantas terrestres y acuticas necesitan para sobrevivir y crecer. Se encuentran en los suelos y las aguas naturales y en la materia orgnica, como el estircol y la hojarasca. Las rocas tambin son una fuente natural de fosfato. Asimismo, los seres humanos aadimos nutrientes a los ecosistemas acuticos a travs de actividades como la agricultura, la ganadera, la urbanizacin y el manejo de aguas servidas. Los abonos naturales, los fertilizantes artificiales y las heces tienen altas concentraciones de nutrientes. Todos los ecosistemas necesitan cierta cantidad de nutrientes para funcionar. Pero cuando reciben demasiados nutrientes, puede haber problemas. Un nivel alto de nitrato en el agua que toman los infantes puede causar metahemoglobinemia, una condicin en la cual la sangre no puede llevar suficiente oxgeno al cuerpo. Esta condicin es muy grave y puede ser fatal. En cuanto a la ecologa, un aumento en la cantidad de nutrientes puede provocar una proliferacin explosiva de algas, eliminando otras especies y disminuyendo el nivel de biodiversidad. En casos muy graves, el exceso de algas puede bloquear la luz y aumentar la turbidez y, al morirse, las bacterias que las descomponen absorben el oxgeno del agua. Esta situacin se llama eutrofia. Suele ocurrir en lagos u otros cuerpos de agua cuyo movimiento es restringido.

mencionados son txicos para los seres humanos y/o los ecosistemas acuticos. Adems, varios estudios realizados en zonas mineras en el sur del Ecuador (TarrasWahlberg et al. 2001; Appleton et al. 2004; Betancourt et al. 2005) han documentado altos ndices de estos metales en el agua de los ros. Las actividades industriales y la urbanizacin tambin pueden aumentar las concentraciones de estos metales en los ros (Sweeney y Saudo-Wilhelmy 2004; Li et al. 2009). Caudal El caudal es la cantidad de agua que fluye por un ro durante un tiempo especfico. Cuando el ro es ms ancho, ms profundo o fluye ms rpido, el caudal es ms grande. El caudal es importante por varias razones. Primero, la concentracin de contaminantes nutrientes, metales disueltos y bacterias se expresa como el peso del contaminante en una cantidad especfica de agua. Si el caudal es ms alto, hay ms agua pasando por el ro y la misma cantidad de contaminacin sera ms diluida, esto es, con una concentracin menor que dicha cantidad hubiera producido en un caudal ms bajo. Mientras tanto, si dos ros tienen la misma concentracin de un contaminante, el ro con el caudal mayor tiene la mayor cantidad de la substancia. Adems, el caudal puede indicar el estado del ro. Cuando llueve mucho, el ro crece y su caudal aumenta. Otras caractersticas, como la temperatura, la turbidez y la concentracin de varios contaminantes pueden cambiar. El caudal tambin afecta el tipo de vida acutica, como peces e insectos, que pueden vivir en un ro. Generalmente, los ros pequeos y rpidos tienen el mayor ndice de biodiversidad de insectos. Invertebrados acuticos

Los invertebrados acuticos son los insectos, gusanos, lombrices, caracoles y otros animalitos sin huesos que viven en el agua. Muchos son larvas de insectos que se convierten en terrestres al llegar a la madurez. Respiran el oxgeno disuelto en el agua. Son indicadores de la salud de un ro porque ciertos grupos son muy senFuentes: http://water.epa.gov/drink/contaminants/ba- sibles a la contaminacin mientras otros son muy resissicinformation/nitrate.cfm#three; http://pubs.usgs.gov/ tentes y pueden sobrevivir en agua bien contaminada. fs/fs11803/pdf/fs-118-03.pdf En general, los ros saludables tienen mayor diversidad de invertebrados acuticos que los ros contaminados Metales disueltos (Rosenberg et al. 1986). Los metales disueltos medidos para esta investigacin Para evaluar la condicin de un ro en base de son: nquel, manganeso, cobre, zinc, cadmio, plomo, invertebrados acuticos, se usa el ndice de BMWP arsnico y cromo. En concentraciones altas, los metales (Siglas en ingls para Biological Monitoring Work9

Party, esto es, equipo de monitoreo biolgico) modificado para reflejar las caractersticas del sitio de estudio. Segn este mtodo, se asigna a cada familia de invertebrados acuticos una nota de entre uno y 10. Una nota de uno corresponde a los insectos ms tolerantes a la contaminacin, y una de 10 corresponde a los ms delicados o sensibles. Una muestra con ms familias sensibles tendr un ndice mayor, indicando un ro en buena condicin (Roldn Prez 2003).

Sitios de Muestreo: CuellajeRio MagdalenaRio Napoles

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Mtodos Seleccin de sitios de muestreoTomamos muestras de 48 sitios especficos en los ros y riachuelos de cinco sectores principales: el ro Cristopamba en la parroquia de Cuellaje (Figura 3), el ro Toabunchi en las parroquias de Apuela y Plaza Gutirrez (Figura 4), los ros Junn y Chalaguayacu en la parroquia de Garca Moreno (Figura 5), los ros Verde y Magdalena en la parroquia de Garca Moreno (Figura 6) y el ro Quinde en la parroquia de Selva Alegre (Figura 7). Escogimos estos sitios porque representan la diversidad de usos del suelo que existen en la zona de ntag. Adems, se recolectaron muestras de 42 sistemas de agua comunitarios y parroquiales (Tabla 1) y de una perforacin minera. Una estudiante universitaria de EEUU, Kelsie Herring, tambin analiz las concentraciones de bacterias en el agua de llaves domsticas en varias comunidades (Herring 2010). Los resultados de estos anlisis se incluyen en el Anexo 1 y se puede obtener una copia del informe de la DECOIN o de la seora Silvia Seger, directora del programa universitario en el que estaba matriculado la estudiante al realizar la investigacin mencionada (Silvia.seger@sit.edu). Los sitios en ros y riachuelos se dividieron entre cuatro usos de suelo: bosque protector, agricultura y ganadera, urbanizacin, y minera (Tabla 2). Generalmente, tomamos muestras de cada sitio tipo ro/riachuelo dos veces durante el transcurso de la investigacin (agosto 2010 febrero 2011) a fin de tener una muestra del verano y otro del invierno. De algunos sitios, que consideramos menos esenciales, slo recolectamos una muestra, y de dos sitios recolectamos muestras tres veces. Se tomaron muestras de la mayora de los sistemas de agua slo una vez.

PuranquiPV2 PV3 PV1

Seis de Julio de Cuellaje

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Sitios de Muestreo: Rio Toabunchi ^PUC3

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Santa Rosa

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Anlisis geogrficoLa latitud, longitud y altura se midieron con un equipo GPSMAP 76 (Garmin, Olathe, Kansas, EEUU). La pre10

Figuras 3, 4 y 5: Mapas de los sitios de muestreo en las cuencas hdricas del ro Cristopamba (3; arriba), del ro Toabunchi (4; centro) y de los ros Junn y Chalguayacu (5; abajo). Las estrellas indican los centros poblados.

bi Rio Aza

Sitios de Muestreo: Junin

Bosque Comunitario Junin

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La Magnolia

^LI3

cisin de este instrumento es de 15 metros. Cuando el GPS no cogi la seal, por ejemplo por la cobertura del bosque, la ubicacin del sitio se calcul en base de mapas topogrficos producidos por el Instituto Geogrfico Militar, a la escala de 1:25.000 o de 1:50.000, y la identificacin de las caractersticas del sitio, como la afluencia de ros y la existencia de carreteras o centros poblados. El anlisis geogrfico se realiz con el programa ArcMap (ESRI, versin 9.3.1). Datos suplemenSitios de Muestreo: ManduriacosRio Magdalena

tarios sobre caractersticas geogrficas (ros, cuencas hidrogrficas, ubicacin de centros poblados y minas, uso de suelo) se obtuvieron del Centro de GIS de la Universidad San Francisco de Quito. Segn los tcnicos del Centro de GIS, estos datos fueron recopilados por la Secretara Nacional de Planificacin y Desarrollo (SENPLADES).

TurbidezLa turbidez se midi con un tubo Secchi (Forest Suppliers, Inc., Jackson, Mississippi, EEUU; Figura 8) de un metro de largo. Se enjuag el tubo con el agua de la muestra, se lo llen hasta el huequito ubicado en lo alto del tubo, y se baj el disco Secchi de manera muy despacio hasta que desapareciera, registrando la profundidad en la regla impresa en el tubo. Despus, se alz el disco, registrando la profundidad en la cual el disco apareci de nuevo. La profundidad Secchi es el promedio de estas dos medidas. Si el disco nunca desapareci, se anot una profundidad Secchi de >100 cm porque el tubo es de un metro (100 cm) de largo.

Bosque Protector Los Cedros

LC1

LC3

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LC2

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^ Rio Verde

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RV2 RV3 RV1

Magdalena Bajo

Nueva Esperanza MAG1

^

^ ^RG1 Chontal BajoSan Roque

^

0

1

2

4 Km

ui Q e ndRQ2 RQ1

Sitios de Muestreo: Rio QuindeEl Palmal

^o Ri g ta In

o RiSan Lorenzo

^Tollo Intag TI1 TI2

^

RQ3

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Magdalena Alto

^

MAG2

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^

Santa Rosa GM2 GM1

^

Selva Alegre

^ ^

Rio Tonglo

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l

San Luis

0

1

2

4 Km

Figura 8: El tubo Secchi, instrumento para medir la turbidez del agua. Es importante utilizar el tubo en un lugar bien iluminado y observar el disco Secchi desde arriba (no desde el lado del tubo). El tubo Secchi tambin es muy til como herramienta educativa en talleres escolares.11

Figuras 6 y 7: Mapas de sitios de muestreo en las cuencas hdricas de los ros Magdalena y Verde en el sector de Manduriacos (arriba) y el ro Quinde (abajo). Las estrellas indican los centros poblados y el rea gris indica territorio fuera de la zona de ntag.

Tabla 1: Lista de muestras tomadas de sistemas de agua (pgina 1 de 2).

Parroquia

Comunidad Cabecera Parroquial Pucar

Sitio AP6 AP7 AP8 PUC1 PUC2 PUC3 PV1 PV2 PV3 PV4 CUE3 CUE4 CUE5 GM1 GM2 GM3 GM4 LI1 LI2 LI3 LI4 LI5 LI6 LI7 JUN10 JUN11 CHA1 CHA2 LD1 LD2 LD3 SR2 PE1 PE2 PE3 VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 TI1 TI2 VG1 VG2

Descripcin Ojo de agua antiguo Ojo de agua nuevo (conectado 10/2010) Mezcla de AP6 y AP7 Tanque #1 - arriba Tanque #2 - abajo Mezcla de PUC1 y PUC2. Tanque ubicado al lado de la carretera Pucar - Cazarpamba Vertiente izquierda (mirando arriba) Vertiente en la mitad Vertiente derecha Tanque con mezcla de PV1, 2, y 3 Ojo de agua "El Tope"; manguera negra Ojo de agua de la reserva de Marcelo; tubo blanco Mezcla de CUE3 y CUE4; filtrada y clorada Ojo de agua ubicado arriba, bajo un pasto y un cafetero viejo Ojo de agua que sale en una finca al lado de la carretera; manguera negra Tanque de captacin en la va Garca Moreno-El Rosal; 10 minutos en carro de Garca Moreno Tanque de captacin en el bosque; 25 minutos caminando de El Rosal Vertiente antigua Vertiente nueva Vertiente bajo una roca grande; cinco minutos abajo de LI1 y LI2. Tanque mezclado Escuela - lavandera Casa - lavandera Casa de A.P. - clorado Tanque comunitario de Junn, despus de filtracin por arena. Tanque comunitario de Junn, antes de filtracin por arena. Tanque de captacin (tanque ms grande) del sistema de Ch. A. Tanque ms pequeo del sistema de Ch. A. Llave casera 1 Llave casera 2 Llave casera 3 Tanque comunitario Escuela - lavandera Tanque de reservorio Casa - lavandera Casa - llave, afuera Tienda - lavandera Casa - lavandera Escuela - lavandera Casa frente al acopio de leche - lavandera Tanque comunitario de Vacas Galindo Casa - lavandera

Apuela

Pueblo Viejo Cabecera Parroquial Santa Rosa Cabecera Parroquial Garca Moreno

Cuellaje

Limones

Junn Chalguayacu Alto Plaza Gutirrez La Distinguida Santa Rosa Cabecera Parroquial Peaherrera Villa Flora

Vacas Galindo

Tollo Intag Cabecera Parroquial

12

Tabla 1: Lista de muestras tomadas de sistemas de agua (pgina 2 de 2).

Sitio AP6 AP7 AP8 PUC1 PUC2 PUC3 PV1 PV2 PV3 PV4 CUE3 CUE4 CUE5 GM1 GM2 GM3 GM4 LI1 LI2 LI3 LI4 LI5 LI6 LI7 JUN10 JUN11 CHA1 CHA2 LD1 LD2 LD3 SR2 PE1 PE2 PE3 VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 TI1 TI2 VG1 VG2

Latitud (Norte) Longitud (Oeste) 0.3460 0.3460 0.3460 0.3886 0.3864 0.3828 0.3856 0.3856 0.3856 0.3760 0.2429 0.2441 0.2415 0.2773 0.2773 0.2806 0.2806 0.3599 0.3599 0.3599 0.3757 0.3348 0.3366 0.3351 0.3344 0.3319 0.3056 78.5107 78.5107 78.5107 78.4524 78.4553 78.4750 78.5068 78.5068 78.5068 78.5107 78.5962 78.5955 78.6486 78.6651 78.6651 78.6814 78.6814 78.4835 78.4835 78.4835 78.4620 78.5919 78.5951 78.5932 78.5913 78.5882 78.5656 -

Fecha(s) de Muestreo 22/11/10 22/11/10 22/11/10 26/8/10, 27/11/10 26/8/10, 27/11/10 26/8/10, 27/11/10 23/11/10 23/11/10 23/11/10 23/11/10 24/8/10 24/8/10 24/8/10 06/10/10 06/10/10 06/10/10 06/10/10 24/11/10 24/11/10 24/11/10 24/11/10 24/11/10 24/11/10 24/11/10 01/02/10 01/02/10 01/02/10 01/02/10 14/1/11 14/1/11 13/10/10 25/8/10 29/11/10 29/11/10 29/11/10 13/12/10 13/12/10 13/12/10 13/12/10 13/12/10 13/12/10 16/12/10 16/12/10 02/09/11 02/09/11

Reserva hdrica? S S S S S S S S S S S S S No No S S No No No No No No No S S S S No No No No S S S S S S S S S No No S S

13

Tabla 2: Lista de muestras tomadas de ros y riachuelos (pgina 1 de 2). AG = agricultura y ganadera, BOS = bosque protegido, URB = urbanizacin, MIN = minera y TUR = turismo.Cuenca Hdrica (Parroquia) Sitio CUE1 CUE2 CUE6 CUE7A CUE7B CUE7C CUE8 SJ1 SJ2 SJ3 JUN1 JUN2 JUN3 JUN4 JUN5 JUN6 JUN7 JUN8 JUN9 LC1 LC2 Verde/ Magdalena (Garca Moreno) LC3 MAG1 MAG2 MAG3 RG1 RV1 RV2 RV3 Ro o Riachuelo Cristopamba Cristopamba Ojo de agua Magdalena Magdalena Pequeo afluente del R. Magdalena Cristopamba San Joaqun San Joaqun San Joaqun Junn Junn Chalguayacu Junn Pequeo afluente del R. Junn Pequeo afluente del R. Junn Pequeo afluente del R. Junn Perforacin minera Chalguayacu Los Cedros Magdalena Chico Pequeo afluente del R. Los Cedros Magdalena Magdalena Magdalena Chico Guayllabamba Verde Pequeo afluente del R. Verde Verde Agua saliendo del Complejo Ecoturstico Nangulv por el suelo haca el R. ntag Agua saliendo del Complejo Ecoturstico Nangulv por un tubo haca el R. ntag R. ntag arriba de las descargas Uso del Suelo AG AG BOS AG AG AG URB AG AG AG MIN MIN AG MIN MIN MIN MIN MIN AG BOS BOS BOS AG AG AG URB MIN MIN AG Latitud (Norte) 0.4104 0.4277 0.4250 0.4257 0.4258 0.4226 0.4000 0.4064 0.4117 0.4130 0.2758 0.2729 0.2529 0.3103 0.3117 0.2824 0.3245 0.2445 0.2744 0.2902 0.2345 0.2408 0.2467 0.2471 Longitud (Oeste) 78.5338 78.5287 78.5501 78.5501 78.5497 78.5501 78.5231 78.5504 78.5566 78.5598 78.6642 78.6652 78.6743 78.6559 78.6587 78.6703 78.7770 78.7716 78.7576 78.7581 78.7498 78.8397 78.8354 78.8355 Fechas de Muestreo 24/8/10, 1/12/10 24/8/10, 1/12/10 2/9/10 2/9/10 2/9/10 2/9/10 2/9/10, 1/12/10 23/10/10, 20/1/11 23/10/10, 20/1/11 23/10/10 7/9/10, 16/11/10 7/9/10, 16/11/10 7/9/10 23/9/10, 17/11/10 23/9/10, 17/11/10 23/9/10, 17/11/10 23/9/10, 17/11/10 23/9/10, 17/11/10 25/9/10, 16/11/10 15/9/10, 15/10/10, 27/1/11 16/9/10,16/10/10, 27/1/11 16/10/10 14/9/10 30/9/10, 26/1/11 30/9/10, 26/1/11 30/9/10 14/9/10, 14/12/10 14/9/10, 14/12/10 14/12/10

Cristopamba (Cuellaje)

Junn/ Chalguayacu (Garca Moreno)

NAN1

TUR

0.3274

78.5476

20/1/11

ntag (Peaherrera) NAN2

TUR

0.3274

78.5476

20/1/11

RI1

AG

0.3274

78.5476

20/1/11

14

Tabla 2: Lista de muestras tomadas de ros y riachuelos (pgina 2 de 2).AP1 AP2 AP3 AP4 AP5 LF1 Toabunchi (Plaza Gutirrez y Apuela) LF2 NV1 NV2 PUC4 SR1 SV1 SV2 SV3 QLL1 RQ1 RQ2 RQ3 Toabunchi Apuela Pequeo afluente del R. Toabunchi Toabunchi Toabunchi Pequeo afluente del R. Toabunchi Toabunchi Pequeo afluente del R. Toabunchi Pequeo afluente del R. Toabunchi Pequeo afluente del R. Toabunchi Toabunchi Toabunchi Pequeo afluente del R. Toabunchi Pequeo afluente del R. Toabunchi Pequeo afluente del R. Quinde Quinde Quinde Quinde URB URB URB AG URB BOS BOS AG AG URB AG BOS BOS BOS MIN AG AG MIN 0.3541 0.3537 0.3585 0.3586 0.3587 0.3610 0.3632 0.3577 0.3578 0.3775 0.3762 0.3689 0.2653 0.279 0.2842 0.2642 78.5136 78.5161 78.4960 78.4962 78.4961 78.4798 78.4850 78.4968 78.4965 78.4724 78.4252 78.4238 78.5591 78.5002 78.5148 78.5758 20/8/10, 25/10/10 20/8/10, 25/10/10 5/9/10 5/9/10 5/9/10 23/8/10, 12/11/10 23/8/10, 12/11/10 5/10/10 5/10/10 26/8/10, 12/11/10 20/8/10, 22/10/10 25/8/10, 17/1/11 25/8/10, 17/1/11 17/1/11 13/10/10, 14/1/11 13/10/10 13/10/10, 14/1/11 13/10/10, 14/1/11

Quinde (Selva Alegre)

15

Oxgeno disuelto y temperaturaLa concentracin de oxgeno disuelto (en partes por milln y porcentaje saturado en comparacin con el aire) y la temperatura se midieron con un YSI DO200 Dissolved Oxygen/Temperature (Yellow Springs Instruments, Yellow Springs, Ohio, EEUU; Figura 9). Los rangos de aplicacin del instrumento son de -6 hasta 46 grados centgrados, y de 0 hasta 20 partes por milln (ppm) de oxgeno disuelto. La precisin de cada medida es lo siguiente: temperatura: 0,3 grados centgrados, concentracin de oxgeno disuelto: 0,2 ppm, y saturacin de oxgeno: 2%. El metro se calibr con frecuencia pero no antes de cada salida al campo.

Coliformes totales y Escherichia coliLas concentraciones de coliformes totales y E. coli se midieron usando el equipo Coliscan Easygel (Micrology Laboratories, Goshen, Indiana, EEUU; Figura 11). Se recolectaron 10-15 mililitros (mL) de agua en un frasco o tubo nuevo o estril. Si el frasco o tubo no era nuevo, se esteriliz previamente, remojndolo en un bao de 10% de cloro en agua por un da o ms y secndolo al aire libre. El frasco o tubo se enjuag tres veces con el agua de la muestra, se llen y se guard en un lugar oscuro por 12 horas o menos, hasta que se pudiera realizar el anlisis. Para realizar el anlisis, entre 0,1 y 5 mililitros de la muestra de agua se puso en a una botella de media lquida Coliscan Easygel descongelada. Para volmenes menores de 1 mililitro, primero se realiz una dilucin de 10:1 con agua purificada y despus de transfiri 1 mililitros de la solucin diluida con una pipeta. La botella de Coliscan Easygel se agit suavemente para mezclar los contenidos y se puso la mezcla en una placa Petri pre-tratada que vino con el equipo. La placa se guard en un sitio plano y seguro por 48 horas. Despus de 48 horas, se cont el nmero de colonias rosadas (coliformes totales) y azules (E. coli) (Figura 11). Para calcular la concentracin, en unidades capaces de formar colonias por mililitro, se dividi el nmero de colonias por el volumen de la muestra. En general, una unidad capaz de formar una colonia quiere decir una bacteria, porque una bacteria puede reproducirse y formar una colonia en la placa. Pero las bacterias no siempre forman colonias, cuando, por ejemplo se daan durante el proceso de recoleccin. Si no se observ no una sola colonia rosada o azul, la concentracin se registr en la mitad del lmite de deteccin (0,5 unidad capaz de formar una colonia) en el volumen de la muestra para calcular el promedio y otras estadsticas. Si haba demasiadas colonias para contar, la concentracin se registr en 300 colonias en el volumen de la muestra. Durante todo el transcurso de la investigacin, se realizaron 6 blancos y 5 muestras analizadas en duplicado. Los blancos consistieron en 5 mililitros de agua destilada del laboratorio de ecologa acutica de la Universidad San Francisco de Quito o de una botella nueva de agua purificada. La meta de los blancos fue de asegurar que el mtodo no rindiera resultados positivos falsos, mientras el propsito de los duplicados era saber ms sobre la replicabilidad del mtodo.

Figura 9: Oxmetro tipo YSI DO200. Este instrumento se us para medir la concentracin de oxgeno disuelto en el agua.

pHEl pH se midi con tiras indicadores de pH colorpHast (EMD Chemicals Inc., Gibbstown, New Jersey, EEUU; Figura 10) con un rango de 2,0 9,0 y una precisin de 0,5 unidades de pH. Se meti el lado de color de una tira en el agua de la muestra, se lo sac y se esper entre 1-10 minutos, hasta que los colores dejaran de cambiar. Despus se compararon los colores con la clave en la cajita de tiras para determinar el pH.

Figura 10: Caja de tiras indicadoras de pH colorpHast. La combinacin de colores depende del pH de la muestra de agua.

16

Figura 11: Equipo Coliscan Easygel para medir las concentraciones de bacterias fecales en el agua: frascos de media lquida y las placas Petri (arriba); placa con coliformes totales (rosados) y E. coli (azules) (abajo).

NutrientesLas muestras para el anlisis de nutrientes (fosfato, amonio y nitrato) se recolectaron en frascos de polietileno de alta densidad opacas y de color caf, para evitar que se entre la luz. Los frascos se prepararon previamente remojndolas en un bao de 10% cido hidroclrico en agua purificada por una hora o ms, enjuagndolas bien en agua purificada y dejndolas secar al aire libre.17

En el campo, se enjuag una jeringa con el agua de la muestra tres veces y se la llen. Se filtr 30 mililitros del agua de la muestra a travs de un filtro de 0,2 micrmetros, enjuagando el frasco con el agua filtrada tres veces antes de llenarla. Luego en el transcurso del da, las muestras se acidificaron a pH 2 con cido hidroclrico. Las concentraciones de todos los nutrientes se analizaron con instrumentos ubicados en el Smithonian Environmental Research Center (Centro de Investigacin Ambiental Smithsoniano; siglas en ingls, SERC) en Edgewater, Maryland, EEUU. Antes de analizar cada nutriente, se probaron soluciones estndares acidificados hasta pH 2, igual como el de las muestras, para asegurar que el mtodo funcionara bien con muestras acidificadas. La concentracin de fosfato se midi con un espectrmetro tipo Perkin Elmer UV/VIS Lambda 20, siguiendo un mtodo estndar. Bsicamente, se mezcl cada muestra con una combinacin de qumicos que adquiere un color azul cuando hay fosfato en el agua. El color azul absorba la luz que tiene una longitud de onda especfica (885 nanmetros). Esta absorbencia tiene una relacin linear con la concentracin de fosfato: una absorbencia ms alta indica una concentracin ms alta de fosfato. Con cada grupo de muestras se analizaron muestras de soluciones estndares con 0, 25, 50, 100, 200, 400, 600 y 800 microgramos de fosfato-P por litro (acidificados hasta un pH de 2, igual como el de las muestras) para determinar la curva de calibracin. La concentracin de amonio se midi con un analizador automtico tipo API 300 (Astoria-Pacific International, Clackamas, Oregon, EEUU) usando un mtodo estndar. Este mtodo tambin se basa en un cambio del color. Se analizaron las soluciones estndares con concentraciones de 20, 100, 300, 600 y 1000 microgramos de amonio-N por litro (acidificados hasta un pH de 2, igual como el de las muestras) para determinar la curva de calibracin. Finalmente, la concentracin de nitrato se midi con un sistema de cromatografa lquida tipo Dionex, modelo ICS 2000 (Thermo Fisher Scientific, Waltham, Massachusetts, EEUU). Este instrumento tambin rinde las concentraciones de sulfato, un indicador de actividad hidrotrmica. Se analizaron soluciones estndares con concentraciones de 40, 100, 300, 1000 y 2000 microgramos de nitrato-N por litro (acidificados hasta un pH de 2, igual como el de las muestras) para determinar la curva de calibracin.

Metales disueltos

velocidad porque mide la velocidad en la mitad del ro y en la superficie, y las velocidades en estos sitios son Se midieron las concentraciones de los siguientes metmayores que en sitios cercanos a la orilla o el fondo. ales disueltos: nquel, manganeso, cobre, zinc, cadmio, Los caudales de ciertas vertientes encausadas plomo, arsnico y cromo. Siguiendo el mismo mtodo por un tubo a gravedad se midieron llenando un recipicomo el utilizado para medir los nutrientes, 15 mililiente de volumen conocido y midiendo el tiempo nectros del agua de la muestra se filtr hacia un tubo de esario para que se llenara. En estos casos, el caudal se centrfuga de polietileno de alta densidad. Ya que tocalcul dividiendo el volumen por el tiempo. dos los tubos eran nuevos, no se prepararon antes. Las muestras se acidificaron con cido ntrico ultrapuro Invertebrados acuticos Vamarth hasta un pH de 2 para preservarlas. Las muestras se analizaron con un instrumento Los invertebrados acuticos se recolectaron usando una ICP-MS (espectrofotmetro de masas con fuente de red de mano por un perodo de dos minutos; la recolecplasma de acoplamiento inductivo) en el SERC. Se cin se intent hacer en todos los tipos de hbitat (disanalizaron muestras de referencia y muestras blancas tintas profundidades y velocidades, tipos de substrato, con cada grupo de muestras para asegurar la calidad de sol o sombra). El material recolectado se conserv en los resultados. un frasco de plstico hasta poder examinar los invertebrados, ms tarde del mismo da. Los contenidos del frasco se vertieron en una bandeja blanca. Los invertebCaudal rados se sacaron con pinzas y se preservaron en un fraEl caudal de cada ro se calcul de la manera siguiensco pequeo lleno de alcohol. Se identificaron hasta el te: primero, se midi el ancho del ro en un sitio de nivel de familia en el Laboratorio de Ecologa Acutica menor turbulencia y menor variacin de profundidad. de la Universidad San Francisco de Quito bajo un esDespus, se midi la profundidad y la velocidad del terescopo, usando una clave o gua cuando necesario. agua en varios puntos (10 siendo el nmero ideal) sepaEl ndice de la calidad del agua se bas en el rados por una distancia igual por todo el ancho. La vemtodo Biological Monitoring Working Party para Colocidad se midi con un velocmetro porttil, sacando lombia (BMWP/Col.). Este mtodo da un puntaje (de 1 la velocidad promedia sobre 30 segundos. Se calcul el a 10) a cada familia de invertebrados acuticos que se rea de cada trapecio definido por dos medidas de propuede encontrar. El puntaje corresponde a la sensibilifundidad y un intervalo de anchura. Despus se multidad de cada familia a la contaminacin. Un puntaje de plic el rea de cada trapecio por la velocidad promedia 10 es muy sensible, mientras un puntaje de 1 es muy rede los dos lados para calcular el caudal a travs de cada sistente. Si se encuentra por lo menos un representante trapecio solo y se sumaron el caudal de todos los trapede la familia, el sitio recibe el puntaje. No recibe ms cios para obtener el caudal total. Cuando el tiempo y las puntos si hay varios representantes en la misma muescircunstancias lo permitieron, el caudal se calcul dos o tra. Despus se suman todos los puntos para determinar tres veces en transectos distintos. la calidad del agua, que se califica como buena, aceptA veces no fue posible usar este mtodo porque able, dudosa, crtica o muy crtica (Roldn Prez 2003). era peligroso cruzar el ro a pie. En estos casos, el caudal se midi de una manera menos precisa: se midi o se calcul el ancho del ro y la profundidad media vi- Resultados sualmente, y se calcul la velocidad media 1) tomando *Los resultados de todos los anlisis llevados a cabo 5-10 medidas en lugares que parecan representativas con todas las muestras tomadas de cada fuente de agua o 2) midiendo una distancia paralela del flujo del ro, investigada se encuentran en el anexo 3. botando un objeto flotante (como una botella media llena de agua, una fruta o una hoja) desde un punto aguas Resumen general de resultados arriba y registrando el tiempo tomado para llegar a otro Turbidez punto aguas abajo. La velocidad media se calcula al dividir la distancia por el tiempo transcurrido al recor- En general, el agua de los ros, riachuelos y sistemas de rerla. Cuando se us este mtodo, se hicieron entre 3 agua inteos fue muy clara. En 98 de las 115 muestras, y 5 repeticiones y se sac el promedio. Es importante se poda ver hasta el fondo del tubo. De las 17 muestras anotar que este mtodo probablemente sobreestima la con una turbidez medible, 3 fueron de sitios agrcolas,18

Tabla 3: Frecuencia de turbidez en sitios con distintos usos del suelo.Nmero con profundidad Secchi menos de 100 cm 3 2 3 5 0 4 17 Porcentaje con profundidad Secchi menos de 100 cm 9% 8% 25% 42% 0% 12% 15%

Nmero Tipo de sitio de sitios Agricultura 32 Bosque 24 Urbanizacin 12 Minera 12 Turismo 2 Sistema de agua 33 Todas las muestras 115

Tabla 4: Concentracin de oxgeno disuelto en sitios con distintos usos del suelo.Concentracin promedia de oxgeno disuelto (ppm) 8.46 8.38 7.65 7.86 3.40 8.07 Desviacin estndar de la concentracin de oxgeno disuelto (ppm) 0.52 0.42 1.68 2.25 2.26 1.46

dems muestras de ros, riachuelos y sistemas de agua tuvieron concentraciones de entre 6,2 y 12,6 ppm, indicando agua apta para insectos, peces y otros tipos de vida acutica. Aparte de las dos muestras de aguas servidas tomadas del complejo turstico, que tuvieron un nivel muy bajo de oxgeno disuelto, la concentracin de oxgeno disuelto no vari mucho entre el agua tomada de sitios caracterizados por distintos usos de suelo (Tabla 4). Los sitios de bosque y agricultura tuvieron las mayores concentraciones medias de oxgeno disuelto: 8,5 ppm para bosque y 8,4 ppm para agricultura. Las concentraciones medias de sistemas de agua (8,1 ppm), sitios urbanos (7,8 ppm) y sitios mineros (7,4 ppm) eran menores y el ndice de variacin fue mayor. pH El pH de todas las muestras fue neutral, entre 5 y 8, y no existieron diferencias relacionadas con el uso del suelo. Los valores medios de cada uso del suelo eran los siguientes: agricultura, 6,1; bosque, 6,0; minera, 6,3; turismo, 7,6; urbanizacin, 5,8; y sistema de agua, 6,5. Cabe anotar que el mtodo usado para medir el pH no es muy exacto y tiene un margen de error de 0,5 a 1 unidad de pH. Coliformes totales y E. coli Los ndices de coliformes totales observados en las muestras de agua fueron generalmente altos, y no tuvieron mucha relacin con el uso del suelo (Tabla 5). Los valores medios de cada uso del suelo, para bacterias (o unidades capaces de formar una colonia) por 100 mililitros de agua, fueron los siguientes: agricultura, 2788; bosque, 3103; minera, 1563; turismo, 4750; urbanizacin, 6723; y sistema de agua 955. Ya que estas bacterias viven naturalmente en el medio ambiente, su presencia no indica contaminacin. El hecho de que su concentracin sea ms alta en reas de bosque que en reas ms impactadas por actividades humanas tambin apoyara la idea de que vienen de una fuente natural. En cambio, los niveles de E. coli s tuvieron una relacin con el uso del suelo (Tabla 5). Los niveles menores se encontraron en reas de bosque (17 bacterias por 100 mililitros de agua) y sistemas de agua (22 bacterias por 100 mililitros de agua). Los ndices de reas mineros (48 bacterias por 100 mililitros de agua) y agrcolas (285 bacterias por 100 mililitros de agua) son un poco ms elevados, y los de reas urbanizadas (1370 bacterias por 100 mililitros de agua) y tursticas19

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2 de sitios de bosque, 3 de sitios urbanos, 5 de sitios de minera y 4 de sistemas de agua. Las muestras de sitios urbanizados y de minera demuestran una mayor frecuencia de turbidez que las otras categoras de muestras (Tabla 3), pero esta diferencia no fue estadsticamente importante. Oxigeno disuelto En general, el nivel de oxgeno disuelto en las muestras fue alto y saludable. El oxmetro se da durante el estudio; como consequencia entre el 23 agosto y el 12 octubre de 2010 no pudimos medir la concentracin de oxgeno. De las 73 mediciones de oxgeno disuelto, slo cuatro fueron menores de 5 mg/L o ppm, que se considera el nivel mnimo para sostener la mayora de organismos acuticos (USEPA 1986). Estas cuatro muestras fueron: la de la perforacin minera en la reserva comunitaria de Junn (JUN8, 0,3 ppm), las dos muestras de aguas servidas descargadas al ro ntag del Complejo Ecoturstico Nangulv (NAN1 y NAN2, 1,5 y 5,0 ppm, respectivamente) y la de la quebrada que recibe las aguas servidas del sistema de alcantarillado de la comunidad de Pucar (PUC4, 4,3 ppm). Todas las

Tabla 5: Concentraciones promedias y desviaciones estndares de coliformes totales y E. coli en sitios con distintos usos del suelo.Desviacin estndar de la Concentracin promedia concentracin de Concentracin Desviacin estndar de la de coliformes totales coliformes totales promedia de E. coli concentracin de E. coli (bacterias/100 mL) (bacterias/100 mL) (bacterias/100 mL) (bacterias/100 mL) 2788 2874 285 1107 3103 2411 17 12 6723 7784 1372 3685 1563 2674 48 87 4750 4596 1520 2093 955 1579 22 27

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(1520 bacterias por 100 mililitros de agua) son los ms altos. Estos resultados tienen sentido porque E. coli viene de los heces de seres humanos y animales. Las normas recomendadas por la Agencia de Proteccin Ambiental Estadounidense (siglas en ingls, USEPA) para proteger la salud de personas que usan el agua para baarse son las siguientes: 235 bacterias por 100 mililitros de agua si es una sola muestra, o 125 bacterias en 100 mililitros de agua si es el promedio de varias muestras recolectadas durante condiciones secas. Por ende, la calidad de agua de la mayora de sitios es saludable para baarse. Hay excepciones que se analizarn en la seccin de resultados detallados. No se recomienda tomar agua contaminada con hasta una sola E. coli porque esta bacteria puede indicar la presencia de heces de seres humanos y/o animales y un mayor riesgo de contraer ciertas enfermedades como la diarrea. Ya que 28 de las 87 muestras de sistemas de agua y 38 de las 76 muestras de los ros tenan por lo menos una E. coli, es recomendable desinfectar el agua de los sistemas, y especialmente de los ros, antes de beberla. Se puede hervir el agua, filtrarla y tratarla con cloro o ponerla en una botella de plstico y exponerla a la radiacin natural del sol para matar las bacterias y otros microorganismos patognicos. Nutrientes Fosfato Aparte de las dos muestras de los desechos del Complejo Ecoturstico Nangulv (NAN1 y NAN2), las concentraciones de fosfato fueron bajas (Tabla 6). Las concentraciones medias (en microgramos de fosfato-P por litro de agua o g/L) para cada uso del suelo son: agricultura, 15; bosque, 13; minera, 61; turismo, 577; y urbanizacin, 42. Concentraciones altas tambin se midieron en los sitios que reciben agua de la per20

foracin minera en Junn (promedio = 204 g/L) y en el ro Guayllabamba cerca del poblado de El Chontal (270 g/L). Amonio Con algunas excepciones, las concentraciones de amonio generalmente fueron bajas (Tabla 7). Las concentraciones medias para cada uso del suelo en g/L son: agricultura, 23; bosque, 25; minera, 43; turismo, 1240; y urbanizacin, 84. El alto ndice de variacin entre cada grupo quiere decir que estas diferencias no se consideran estadsticamente importantes. Se observaron concentraciones altas de amonio en las muestras del Complejo Ecoturstico Nangulv (2231 g/L en NAN1 y 243 g/L en NAN2), en el efluente de una piscina de truchas (CUE7C; 128 g/L), en el ro Guayllabamba (RG1; 299 g/L), en el ro Blanco cerca de Otavalo (RB1; 355 g/L), en las quebrada que recibe las aguas servidas de la comunidad de Pucar (PUC4; 332 g/L) y en una casa en la comunidad de Santa Rosa de Plaza Gutirrez (LD2; 306 g/L). Estas concentraciones altas de amonio no son peligrosas pero probablemente indican contaminacin. Nitrato Las concentraciones de nitrato en todas las muestras fueron bajas. Aparte de la muestra del ro Guayllabamba, que tuvo una concentracin de 1.500 g/L, todas las muestras tuvieron menos de 1000 g/L. Las concentraciones promedias para cada uso del suelo en g/L son: agricultura, 91; bosque, 88; minera, 296; turismo, 40; y urbanizacin, 190. El promedio para sistemas de agua fue 208 g/L, y los niveles mayores de nitrato en sistemas de agua se observaron en dos comunidades en la parroquia de Garca Moreno: Limones (600-700 g/L) y Chalguayacu Alto (500-600 g/L). En comparacin,

Tablas 6,7 y 8: Concentraciones promedias y desviaciones estndares de los nutrientes fosfato, amonio y nitrato en sitios con distintos usos del suelo.Fosfato-P promedio (g/L) 15 13 61 577 42 38 Amonio-N promedio (g/L) 23 25 43 1237 84 37 Nitrato-N promedio (g/L) 91 88 296 40 190 208 Fosfato-P desviacin estndar (g/L) 17 10 87 47 76 23 Amonio-N desviacin estndar (g/L) 11 13 70 1406 116 51 Nitrato-N desviacin estndar (g/L) 116 58 258 4 412 224

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comparacin con las muestras blancas en algunas muestras (Tabla 9). Pero los niveles observados en todas las muestras fueron mucho menores de las normas de la EPA, indicando que estos metales no representan ningn riesgo para la salud de las personas que beban el agua. Las muestras del Complejo Ecoturstico Nangulv tuvieron 1,2 partes por billn o ppb de nquel, tres veces ms que las muestras de otros sitios y las muestras blancas (Tabla 9). Los niveles medios de manganeso en ppb fueron los siguientes: agricultura, 3,7; bosque, 5,9; minera, 60,9; turismo, 104,2; urbanizacin, 10,6; sistema de agua, 1,9. Todos fueron superiores del de la muestra blanca, que tuvo menos de 1 ppb de manganeso. El nivel de cobre fue muy elevado en los sitios mineros (42,4 ppb) en comparacin con todos los otros sitios y la muestra blanca (2 ppb o menos). Finalmente, el nivel de zinc en sitios de minera (promedio = 16,0 ppb) fue dos veces ms alto que el de otras muestras o de la muestra blanca. El tercer grupo consiste de un solo elemento: arsnico. Los niveles de arsnico en la mayora de las muestras fueron superiores del de la muestra blanca (0,13 ppb) pero inferior de la norma de la EPA (10 ppb). Adems, la concentracin de arsnico en 14 de las muestras sobrepas la norma, indicando un riesgo potencial para la salud de los moradores de ciertos sitios, especialmente Junn. Los niveles medios de cada uso del suelo, en ppb, son: agricultura, 0,9; bosque, 0,8; minera, 11,8; turismo, 852; urbanizacin, 4,5; y sistema de agua, 0,6. Caudal Los ros y riachuelos analizados para este estudio tuvieron un rango muy amplio de caudales. El caudal mnimo fue de 0,13 litros por segundo y el caudal mximo fue de 34.000 litros por segundo. Tambin existieron diferencias entre los distintos usos del suelo. El caudal medio para cada uso del suelo fue el siguiente: agricultura, 3015; bosque, 928; minera, 1848; y urbanizacin, 3505. Es importante sealar que estas diferencias no son el resultado del uso del suelo. Ms bien, ciertos usos son ms apropiados para sitios con ros de ciertos tamaos. Por ejemplo, los bosques protectores frecuentemente se ubican en zonas altas, donde los ros son ms pequeos. Pero existi mucho ms variacin dentro de cada grupo (agricultura, bosque, minera y urbanizacin) que entre los grupos. El caudal de los ros tambin cambi bastante con el tiempo. Como ya se mencion, el agua de casi todos los sitios se analiz dos veces durante la inves21

el lmite permitido por la USEPA para agua bebible es 10,000 g/L (10 mg/L). Esto quiere decir que la contaminacin del agua con nitrato no es un problema en la zona de ntag. Metales Se puede dividir los metales analizados en tres grupos. Los grupos se definen segn los niveles encontrados en las muestras blancas (agua destilada del laboratorio analizada como si fuera una muestra) y las normas de la EPA para agua apta para el consumo humano. Los metales del primer grupo (cadmio, plomo y cromo) no se encontraron en un nivel superio al de las muestras blancas en ninguna muestra del campo. Esto quiere decir que no existe una cantidad medible de estos metales en las muestras. Los niveles de los metales del segundo grupo (nquel, manganeso, cobre y zinc) fueron elevados en

Tabla 9: Concentraciones medias y desviaciones estndares (en parntesis) de cinco metales en sitios con distintos usos del suelo y en la muestra blanca.Tipo de sitio Agricultura Bosque Minera Turismo Urbanizacin Sistema de agua Muestra blanca Ni 0,28 (0,17) 0,32 (0,23) 0,43 (0,38) 1,20 (0,35) 0,39 (0,22) 0,45 (0,75) 0,42 Mn 3,7 (4,8) 5,9 (11,5) 60,9 (122,8) 104,2 (73,4) 10,6 (16,9) 1,9 (3,4) 0,6 Cu 2,2 (2,3) 1,3 (1,2) 42,4 (65,0) 2,1 (0,6) 1,4 (1,0) 1,2 (1,0) 1,5 Zn 5,6 (2,4) 6,7 (4,1) 15,9 (17,2) 7,5 (2,3) 6,3 (4,9) 9,3 (10,1) 7,9 As 0,9 (1,0) 0,8 (0,9) 11,8 (13,0) 852 (656) 4,5 (5,1) 0,6 (0,7) 0,1

tigacin, una vez a fines del verano (entre agosto y octubre) y otra vez durante la primer parte del invierno (entre noviembre y febrero). Con una excepcin, el caudal de todos los ros y riachuelos se increment entre el primer muestreo y el segundo. El aumento vari desde el 28 por ciento hasta 30 veces ms (3000 por ciento), dependiendo del ro y el lapso de tiempo que pas entre muestreos. Invertebrados acuticos

izacin. Es probable que estos puntajes subestimen la verdadera biodiversidad de invertebrados acuticos en los ros de ntag porque slo se dedicaron dos minutos a la recoleccin de cada muestra, y probablemente existen familias de invertebrados que no se recolectaran. No obstante esta limitacin, los datos demuestran claramente que el uso del suelo afecta la biodiversidad de invertebrados acuticos en los ros.

Resultados detallados, organizados por cuenca Invertebrados de 15 ordenes y 54 distintas familias se hdricaidentificaron en este estudio. Un orden es un grupo grande; por ejemplo, todas las mariposas componen un orden. Mientras tanto, una familia es un grupo de especies similares en trminos de apariencia y la manera de vivir. Asimismo, las especies que estn en la misma familia tienen ms o menos la misma sensibilidad a la contaminacin del medio ambiente. Algunas familias fueron muy comunes y se encontraron en la mayora de los sitios. Otras slo se encontraron una vez. El rango de los ndices BMWP/Col fue muy amplio, desde 0 hasta 105, indicando que algunos ros son mucho ms limpios que otros. Existan diferencias entre sitios con distintos usos del suelo (Tabla 10). El puntaje promedio para sitios de bosque fue de 73, indicando una calidad aceptable. Los puntajes, por promedio, para los otros usos del suelo fueron ms bajos: 61 (aceptable) para sitios de agricultura, 41 (dudosa) para sitios de minera y 35 (crtica) para sitios de urbanTabla 10: ndices BMWP/Col de biodiversidad acutica, con el valor medio, rango y calidad media de cada uso del suelo.ndice BMWP Promedio 61 73 41 35 ndice BMWP Rango 28-105 53-103 0-73 9-70 Calidad promedio Aceptable Aceptable Dudosa Crtica

Ro Cristopamba (Parroquia 6 de Julio de Cuellaje) En la cuenca hdrica del ro Cristopamba y sus afluentes, se tomaron muestras de 14 sitios distintos: 9 de ros y riachuelos, 1 de un ojo de agua, 3 de los tanques del sistema de agua de la cabecera parroquial y 1 de la llave de agua de una casa en la cabecera parroquial (Figura 7). De los 9 sitios en los ros y riachuelos, CUE8 es urbano, CUE7B y CUE7C tienen agricultura y piscinas de truchas y los dems son agrcolas. Cinco de los sitios (CUE1, CUE2, CUE8, SJ1 y SJ2) se analizaron dos veces, y los dems se analizaron una vez. Segn los resultados de esta investigacin, la calidad del agua en esta cuenca hdrica es buena y no existen problemas graves. La concentracin de oxgeno disuelto en todas las muestras fue de 8 ppm o ms, suficiente para sostener la vida acutica. Una muestra recolectada del ro Magdalena en un sitio agrcola ubicado un poco arriba de una piscina de truchas (CUE7A) tuvo un nivel alto de E. coli (620 bacterias en 100 mL de agua), probablemente por la presencia de ganado vacuno. Los niveles de nutrientes en todas las muestras fueron normales, aunque la concentracin de amonio en el efluente de la piscina de truchas fue un poco alto (128 g amonio-N por litro). Los niveles de todos los metales tambin fueron muy bajos, con menos de 1 ppb de arsnico en todas las muestras. La cabecera parroquial de Cuellaje cuenta con un sistema de filtracin y cloracin para desinfectar el22

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agua destinada al consumo humano. Los resultados de este estudio indican que el sistema funciona bien. El agua entrando en el sistema (CUE3 y CUE4) tuvo 7002500 coliformes totales y 40 E. coli por 100 mL, pero despus del tratamiento (CUE5) no se detect ninguna bacteria (Apndice 1). El agua de la llave tambin estuvo sin E. coli, aunque tuvo 180 coliformes totales por 100 mL, quizs por haber sido contaminada de nuevo en el sistema de tubera. Ro Toabunchi (Parroquias Apuela y Plaza Gutirrez) Sesenta muestras de 49 sitios distintos en la cuenca hdrica del ro Toabunchi se recolectaron durante la investigacin (Figura 8). Los sitios incluyeron 14 en ros y riachuelos (4 de agricultura, 5 de bosque y 5 de urbanizacin), 14 tanques y 24 llaves domsticas en la cabecera parroquial y las comunidades de Santa Rosa, Pucar y Pueblo Viejo. Ocho sitios del ro Toabunchi y sus afluentes y tres tanques del sistema de agua de Pucar se analizaron dos veces; los dems sitios se analizaron una vez. Existen dos problemas principales en esta cuenca hdrica, ambos vinculados con el tratamiento de las aguas negras, o, mejor dicho, la falta de este servicio. El primer problema es el sistema de alcantarillado de Pucar. Durante el perodo de este estudio, el sistema desechaba aguas negras no tratadas hacia una quebrada ubicada detrs de la finca de Fausto Vetancourt (PUC4). Abajo la quebrada se desemboca en el ro Toabunchi (AP3). La primera vez que analizamos el agua de la quebrada (26 de agosto de 2010), haba varias indicaciones de contaminacin. El nivel de oxgeno disuelto fue muy bajo (4,3 ppm) e insuficiente para sostener muchos organismos acuticos. Los niveles de coliformes totales y E. coli (17.800 y 813 bacterias por 100 mL de agua, respectivamente) fueron muy altos, indicando la presencia de contaminacin fecal. La concentracin de amonio (332 g amonio-N por litro), un nutriente asociado con las aguas negras, tambin fue muy alta. En cambio, las concentraciones de todos los metales fueron bajas y normales, indicando que esta fuente de contaminacin no contiene metales peligrosos. La segunda vez que analizamos la quebrada (12 de noviembre de 2010), la calidad fue mejor. Haba mucho menos bacterias y amonio. Ya que el caudal disminuy entre el primer muestreo y el segundo, las mejoras en calidad no se deben a la dilucin. Es posible que la cantidad de contaminacin cambie con el tiempo, y ms aguas negras estuvieran en la quebrada en agosto que en septiembre. Otra posibilidad es que la23

segunda anlisis no se hiciera de una muestra del mismo sitio. La primera vez, el operador de agua, Eladio Flores, nos ense el sitio pero la segunda vez no poda acompaarnos y el GPS no funcionaba. Parece que la quebrada sigui contaminada con bacterias hasta su unin con el Toabunchi (AP3). Cuando probamos AP3 el 5 de septiembre de 2010, haba 8000 coliformes totales y 120 E. coli por 100 mL de agua. El amonio y el oxgeno aqu eran normales. El segundo sitio preocupante en esta cuenca hdrica es dnde se descargan las aguas servidas de Apuela (AP2). El sitio se analiz dos veces (20 de agosto y 25 de octubre de 2010). La primera vez, las concentraciones de bacterias fueron muy altas (8000 coliformes totales y 1460 E. coli por 100 mL de agua). La segunda vez fueron normales. En ambas ocasiones hubo una alta concentracin de arsnico (11-12 ppb). El arsnico puede venir de una fuente natural (por ejemplo una vertiente trmica) o de las aguas negras. Otra posibilidad es que los qumicos en las aguas negras puedan liberar el arsnico de las rocas, fenmeno que se ha observado en otros lugares (Campos 2002; Harvey et al. 2002; Mladenov et al. 2010). Un pequeo afluente del ro Toabunchi (NV2) tuvo una concentracin muy alta de E. coli (6000 bacterias por 100 mL de agua), probablemente por la ganadera aguas arriba. Y la nueva vertiente conectada al sistema de agua de Apuela en octubre de 2010 (AP7) tambin tiene un nivel preocupante de bacterias: 6000 coliformes totales y 60 E. coli por 100 mL de agua. Estos niveles indican un riesgo de enfermedades propagadas por el agua para la gente que la consuma sin tratarla de alguna manera. Cuando probamos el agua de las llaves en Apuela el 22 de noviembre de 2010, ninguna de las 10 muestras tena E. coli y slo una tena coliformes totales, en una concentracin de 4320 bacterias por 100 mL de agua. Es posible explicar estos datos de varias maneras. Puede ser que la vertiente slo est contaminada con bacterias de repente, y no que no hubiera mucha contaminacin cuando tomamos las muestras de las llaves. Otra posibilidad es que las bacterias se mueran durante su trnsito por el sistema de tubera. El agua para el consumo humano en la comunidad de Santa Rosa fue libre de E. coli, mientras tanto algunas muestras de los sistemas de Pucar y Pueblo Viejo estuvieron contaminadas por esta bacteria. Por eso, se recomienda hervir el agua o desinfectarla de otra manera. No hay evidencia de contaminacin con nutrientes o metales en ningn sistema de agua.

Ro Quinde (Parroquia Selva Alegre) Se analizaron cinco sitios en la cuenca hdrica del ro Quinde (Figura 9), ms un sitio del ro Blanco (RB1) en la parroquia de San Jos de Quichinche, Cantn Otavalo. RB1 recibe los desechos lquidos de la planta de cemento ubicada en Selva Alegre (Carlos Zorrilla, comunicacin personal). No se analizaron muestras de los sistemas de agua en esta cuenca hdrica. Tres de los sitios (QLL1, RB1 y RQ3) se clasificaron como sitios de minera por la extraccin y procesamiento de caliza que ocurren aguas arriba, y los dems (RQ1 y RQ2) se clasificaron como agrcolas porque se ubican arriba de las actividades extractivas. QLL1, RQ1 y RQ2 se analizaron dos veces (el 13 de octubre de 2010 y el 14 de enero de 2011) mientras RQ1 y RB1 se analizaron una sola vez (el 13 de octubre de 2010 y el 16 de febrero de 2011, respectivamente). En octubre, todas las muestras de esta cuenca fueron muy claras, con una profundidad Secchi de ms de 100 cm. Pero las muestras tomadas en enero y febrero fueron mucho ms trbidas (Tabla 11), con profundidades Secchi de 4 a 62 cm. Los sitios ms trbidos fueron los riachuelos pequeos que bajan directamente de la mina o planta (QLL1 y RB1), sugiriendo que la combinacin de minera y lluvia provoca un aumento importante de la turbidez. El pH y el nivel de oxgeno disuelto fueron normales, y todas las muestras tuvieron entre 7 y 9 ppm de oxgeno. En octubre, RQ2, RQ3 y QLL1 tuvieron concentraciones muy altas de coliformes totales y E. coli (3.9 y 2.5 unidades logartmicas de bacterias por 100 mL de agua, respectivamente), pero en enero las concentraciones fueron mucho menos, quizs porque la mayor cantidad de agua las diluyera. El nivel de amonio en RB1 (355 g amonio-N por litro) fue alto, y los niveles de nquel, manganeso, cobre y zinc tambin fueron mayores en esta muestra que en las dems. El Tabla 11: La turbidez de las muestras del ro Quinde y sus afluentes increment entre octubre de 2010 y enero de 2011.Sitio RQ1 RQ2 RQ2 RQ3 RQ3 QLL1 QLL1 RB1 Fecha de muestreo 13/10/10 13/10/10 14/1/11 13/10/10 14/1/11 13/10/10 14/1/11 16/2/11 Profundidad Uso del Suelo Secchi (cm) Agricultura 100 Agricultura 100 Agricultura 62 100 Minera Minera 43 Minera 100 Minera 4 Minera 4

amonio probablemente es un efecto de la ganadera, mientras los metales puedan venir de los efluentes de la planta de cemento. Adems, la concentracin de arsnico en los sitios mineros (QLL1, RQ3 y RB1) fue de 1,2-2,7 ppb, ms alto que los dems sitios en esta cuenca (RQ1 y RQ2; 0,5-0,6 ppb). Aunque parece que la minera e industria aqu aumenten la cantidad de arsnico en el agua, las concentraciones observadas no son peligrosas. Ros Junn y Chalguayacu (Parroquia Garca Moreno) En las cuencas hdricas de los ros Junn y Chalguayacu, se analizaron muestras de 17 sitios, entre ellos 8 sitios en los ros y sus afluentes, una perforacin minera, dos tanques del sistema de agua de Junn, dos muestras del sistema de agua de Chalguayacu Alto y cuatro de las llaves de casas en las comunidades de Chalguayacu Alto y Junn (Figura 10). De todos los sitios en los ros y riachuelos (menos de JUN3) y la perforacin se tomaron muestras dos veces, la primera en septiembre de 2010 y la segunda en noviembre del mismo ao. De los dems sitios se tomaron muestras una vez. Aparte de la perforacin minera (JUN8), todas las muestras fueron claras, con una profundidad Secchi mayor de 100 cm, y bien oxigenadas, con 7-9 ppm de oxgeno disuelto. En septiembre, la profundidad Secchi del agua saliendo de la perforacin fue de 22 cm y la concentracin de oxgeno disuelto apenas de 0,25 ppm. En noviembre, el agua de la perforacin fue ms clara, con una profundidad Secchi mayor de 100 cm; no pudimos medir la concentracin de oxgeno porque el oxmetro estaba daado. En cuanto a las bacterias, generalmente la calidad del agua en los ros fue normal. Algunas muestras (JUN4, JUN6 y JUN9) tuvieron 40-120 bacterias E. coli por 100 mL de agua, probablemente indicando la contaminacin ganadera. E. coli tambin se detect en ambos tanques del sistema de agua de Junn, uno de los tanques del sistema de Chalguayacu Alto y una de las llaves caseras. Estos resultados indican que las fuentes de agua de estas comunidades probablemente reciben contaminacin fecal, y es importante desinfectar el agua antes de tomarla. Las concentraciones de fosfato en todas las muestras, aparte de las recolectadas de la perforacin, fueron normales. El agua de la perforacin tuvo 320321 g por litro de fosfato. Las concentraciones de amonio en todas las muestras fueron normales tambin. El problema ms grave en esta cuenca hdrica es la alta concentracin de arsnico, que vara de 44 ppb en la24

perforacin minera (JUN8) hasta menos de 1 ppb en el ro Chalguayacu arriba de su unin con el ro Junn (JUN9). Las concentraciones de arsnico en los tanques y las llaves domsticas son menos de 1 ppb, un nivel natural y saludable (Tabla 12). El nivel permitido para agua de consumo humano por la EPA, la Organizacin Mundial de Salud y la Unin Europea es de 10 ppb. Segn la EPA, cuando se toma agua con ms de 10 ppb de arsnico, el riesgo de ciertas enfermedades, inclusive problemas de la piel y el cncer, incrementa. Aunque los moradores de Junn no toman el agua directamente de la perforacin, a veces usan el agua del ro Junn para beber y cocinar cuando su otra fuente se seque en el verano. Por eso, las altas concentraciones de arsnico son preocupantes, especialmente para los nios, las personas que sufren de desnutricin y otras personas que sean ms sensibles a los efectos del arsnico. Se puede calcular la cantidad o peso total de un contaminante en un ro multiplicando la concentracin por el caudal. Cuando se realiza este clculo para el arsnico en el ro Junn, se ve que aunque la concentracin de arsnico disminuye ro abajo de la perforacin, pero la cantidad de este elemento incrementa (Figura 11). Este patrn quiere decir que la perforacin de donde se sac la muestra no es la nica fuente de arsnico en la cuenca hdrica. Existen varias perforaciones abandonadas, y muchas probablemente sigan aportando arsnico al ro Junn. Las concentraciones de manganeso, cobre y zinc tambin fueron ms altas en Junn que en las otras cuencas hdricas estudiadas en el transcurso de esta investigacin, probablemente debido a las perforaciones. Pero estas concentraciones no son suficientemente altas para afectar la salud humana.

mg amonio-N por litro) y arsnico (12,9 ppb) tambin fueron elevadas. No se pudo medir la concentracin de oxgeno disuelto porque el oxmetro estaba daado. La psima calidad del agua es el resultado del gigantesco volumen de aguas negras de Quito y otras ciudades aguas arriba que terminan en el ro. Por las altas concentraciones de bacterias, se recomienda no usar este ro para la recreacin. Aparte del ro Guayllabamba, la calidad del agua en este sector fue buena. El nivel de oxgeno disuelto fue alto, entre 7.9 y 9.3 ppm. Generalmente, el agua estuvo muy clara: slo 2 de las 18 muestras tuvieron una profundidad Secchi de menos de 100 cm. Ambas muestras se recolectaron en el invierno. Sus profundidades Secchi eran de 48 y 90 cm. Algunas muestras de los ros Verde y Magdalena (MAG1, MAG2, MAG3 y RV3) tuvieron altas concentraciones de E. coli (40-200 bacterias por 100 mL), probablemente por el ganado en sus alrededores. La toma de agua de la comunidad de Ro Verde est en RV3, y, por ende, la presencia de E. coli aqu es preocupante. Se recomienda que la gente desinfecte el agua antes de tomarla, y que la comunidad mejore su sistema con filtracin y cloracin en el futuro. Los sitios ro abajo de la mina de oro El Corazn (RV1 y RV2) no demostraron ninguna evidencia de contaminacin por la mina. Su pH, turbidez y concentracin de oxgeno disuelto fueron normales y similares a las muestras tomadas ro arriba de la mina. Tampoco tuvieron concentraciones elevadas de metales disueltos. Se puede explicar estas observaciones de dos maneras. Es posible que la mina no produjera contaminacin durante el perodo del estudio. La otra posibilidad es que los sitios de muestreo no fueran bien ubicados para observar los efectos de la mina. Escogimos los Ros Verde y Magdalena (Parroquia Garca Moreno) sitios segn las recomendaciones de la seora Carmen Se tomaron muestras de nueve sitios de los ros Verde Proao, presidenta de la comunidad de Ro Verde, y los y Magdalena y sus afluentes en el sector de Manduria- tcnicos de la DECOIN, pero no consultamos con los cos (Figura 12). De dos sitios (MAG1 y LC3) se toma- operadores de la mina para averiguar dnde descargan ron muestras una vez, de cinco (MAG2, MAG3, RV1, sus desechos. Tambin es posible que haya mucha diRV2, RV3) se tomaron muestras dos veces y de dos lucin entre el punto de desecho y el sitio de muestreo, (LC1 y LC2) se tomaron muestras tres veces. Adems, algo que podra esconder el impacto de la mina. se recolect una muestra del ro Guayllabamba (RG1) Complejo Ecoturstico Nangulv (Parroquia Peaherdonde pasa por la comunidad de El Chontal. La muestra del ro Guayllabamba (RG1) fue rera) muy contaminada. El agua fue muy trbida, con una Por pedido de Carlos Zorrilla, director ejecutivo de la profundidad Secchi de 6 cm, y las concentraciones de DECOIN, recolectamos tres muestras cerca del Combacterias fueron altsimas: 24.000 coliformes totales plejo Ecoturstico Nangulv el 20 de enero de 2011. Rey 12.400 E. coli por 100 mL. Las concentraciones colectamos una muestra del ro ntag arriba del Complede fosfato (269 mg fosfato-P por litro), amonio (299 jo (RI1) y dos muestras de los desechos del Complejo.25

Concentracin de arsnico (ppb)

Tabla 12: Concentraciones de arsnico, un elemento txico, en muestras de las cuencas hdricas de los ros Junn y Chalguayacu. Algunas muestras en el bosque comunitario sobrepasan el lmite fijado por la Agencia de Proteccin Ambiental estadounidense (siglas en ingls, EPA) para agua bebible.Cdigo del Sitio JUN1 JUN2 JUN3 Descripcin Ro Junn poco arriba de la comunidad de Junn Ro Junn poco debajo de la comunidad de Junn Ro Chalguayacu poco arriba de la comunidad de Chalguayacu Bajo. Ro Junn dentro de la reserva, cerca de la primera cascada. Afluente del Ro Junn, poco arriba de su unin con el Junn, cerca de JUN4. Afluente del Ro Junn, bajando de la perforacin minera en una cascada (dentro de la reserva). Otro afluente del Ro Junn, cerca de JUN6 pero no recibiendo el agua de la perforacin La perforacin minera (dentro de la reserva) Ro Chalguayacu cerca de las cabaas en Junn. Sistema de agua de Junn (filtrado por arena) Sistema de agua de Junn (antes de filtracin) Sistema de agua de Chalguayacu Alto Sistema de agua de Chalguayacu Alto Fecha 07/09/2010 16/11/2010 07/09/2010 16/11/2010 07/09/2010 23/09/2010 16/11/2010 23/09/2010 17/11/2010 23/09/2010 16/11/2010 22/09/2010 16/11/2010 23/09/2010 16/11/2010 25/09/2010 16/11/2010 01/02/2011 01/02/2011 02/10/2011 Conc. de arsnico (ppb) 6,3 5,5 6,4 5,4 2,6 27,4 22,2 12,6 4,9 21,7 14,5 29,1 23,1 44,3 36,4 0,6 0,7 1,0 1,0 0,3 0.3 10,0

50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 JUN8 JUN7 JUN6 JUN5 JUN4 JUN1 JUN2 JUN9 JUN3 30 sep2embre de 2010 noviembre de 2010

sep@embre de 2010 noviembre de 2010

Can2dad de arsnico (gramos por hora)

25 20 15 10 5 0

JUN4

JUN5

JUN8 JUN7 JUN6 JUN5 JUN4 JUN1 JUN2 JUN9 JUN3

JUN6

JUN7

Figura 12: La concentracin de arsnico (ppb) fue mayor en la perforacin minera (JUN8) y disminuy ro abajo. Pero la cantidad de arsnico en el ro (gramos por hora) increment, indicando la presencia de otras fuentes de arsnico en la cuenca hdrica. Los sitios estn en orden de proximidad a la perforacin minera, con los ms cercanos a la izquierda y los ms lejanos a la derecha. En un sitio (NAN1) se filtran los desechos por el suelo detrs del rea de camping. En el otro (NAN2) los desechos salen por un tubo de cemento un poco arriba de NAN1. Tanto NAN1 como NAN2 se ubican bajo de RI1. La calidad del agua en NAN1 y NAN2 es muy mala, y estos desechos representan una fuente de contaminacin al ro ntag. Aunque ambas muestras fueron claras, con una profundidad Secchi de ms de 100 cm, tuvieron un pH bsico (7,5-7,75) y un nivel bajo de oxgeno disuelto (1,8 ppm en NAN1 y 5,0 ppm en NAN2). NAN1 tuvo 8.000 coliformes totales y 3.000 E. coli en 100 mL de agua, un alto ndice de contaminacin fecal. Las concentraciones de coliformes totales (1.500 por 100 mL) y E. coli (40 por 100 mL) en NAN226

JUN8 JUN9 JUN10 JUN11 CHA1 CHA2 Lmite de EPA

fueron ms normales, pero tambin indican la presencia de contaminacin. Ambas muestras tuvieron altas concentraciones de fosfato (543 y 610 g fosfato-P por litro) y amonio, pero la concentracin de amonio en NAN1 (2231 g amonio-N por litro) fue casi diez veces mayor que en NAN2 (243 g por litro). En cuanto a los metales, las concentraciones de nquel y manganeso en las muestras de los efluentes fueron ms altas de lo normal. Y las concentraciones de arsnico, especialmente en NAN2, fueron altsimas. NAN1 tuvo 388 ppb de arsnico y NAN2 contena 1316 ppb. Segn el doctor Fritz Riedel del SERC, cientfico especializado en los metales, el arsnico probablemente viene de una fuente natural como una vertiente trmica. Se ha observado altas concentraciones de arsnico, semejantes a las de Nangulv, en las vertientes trmicas de Papallacta (Cumbal et al. 2009) y otras aguas geotrmicas en las provincias de Carchi, Imbabura, Pichincha, Cotopaxi y Tungurahua (Cumbal et al. 2010). Las altas concentraciones de sulfato en las muestras de Nangulv (31 mg sulfato-S/L en NAN1 y 156 en NAN2, comparada con menos de 10 mg/L en todas las dems muestras) apoyan la idea que el arsnico viene de una fuente trmica, porque vertientes trmicas usualmente contienen mucho sulfato. Los otros contaminantes en los efluentes (fosfato, amonio y bacterias) probablemente