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Introducción
Desde el comienzo de la vida, el agua ha sido esencial. Todos los seres vivos necesitan del vital líquido. Al desarrollarse la humana, esta ha estado presente en todo tipo de producción, ya sea agrícola, avícola, energética, lo que la ha convertido en un instrumento estratégico; esencial en la regulación del clima y clave para la calidad de vida y la salud humana.1
La fuente original de todas las aguas naturales es la lluvia. Al pasar esta a través del aire por los diferentes estratos de la tierra, va almacenando impurezas. Aunque las aguas difieren mucho en su composición según la previa historia de su vida, las impurezas que reúne en este viaje hasta el consumidor son relativamente pequeñas.
El hombre para poder satisfacer sus necesidades hídricas, hace uso de diferentes fuentes de agua, como son los ríos, manantiales, lagos, lagunas, pozos y presas. Estas dos últimas construidas por él para poder tener fuentes del líquido en tiempos de sequías, las cuales cada vez azota más a la humanidad en muchas regiones del planeta.2
En el desarrollo de un país, las aguas subterráneas tienen gran importancia, debido a su uso como agua potable, fuente de abasto a objetivos económicos y sociales, y para el riego de cultivos. El agua subterránea, actualmente está siendo receptora de las consecuencias provocadas por las diferentes actividades que lleva a cabo el ser humano, lo que la ha convertido en un recurso altamente vulnerable, ya sea por contaminación o por reducción de las fuentes de abastecimiento, que disminuye los usos potenciales de la misma.3 De aquí la importancia de la realización de estudios hidroquímicos que aborden la influencia de las características físico-químicas de las aguas y su posible efecto en la utilización en determinados sectores económicos y sociales.
Cuba ha tenido en su periodo de seca carencia de agua en zonas altamente habitadas, como su capital, provincias muy pobladas como Santiago de Cuba y Holguín; pero dentro de estas, las zonas rurales también sufren en ocasiones la carencia del líquido vital, y sus pobladores han recurrido a consumir aguas de diferentes acuíferos, sin conocer si estas están aptas para el consumo humano, abasto y actividades de riego. En este sentido se viene realizando estudios de diferentes fuentes de agua 4-11 y sus implicaciones medioambientales en disímiles aspectos.
El consumo de las aguas varía según el tipo de actividad para lo cual se emplea. La utilización para consumo doméstico, tiene en cuenta la higiene personal, lavado de utensilios, cocina, bebida, lavado de autos, riego de jardines, entre otros.
Se establecieron diferentes niveles adecuados de índices de calidad para evaluar las aguas de las que hace uso el hombre, elaborados por un Comité Técnico de Normalización: Norma de Agua Potable- Requisitos Sanitarios 12, la de Higiene Comunal- Fuentes de abastecimiento de agua- calidad y protección sanitaria 13, y la de Calidad del agua para preservar el suelo. Especificaciones.14 Estas normas son las utilizadas en esta investigación.
El presente trabajo tiene como objetivo evaluar los indicadores de calidad de las aguas del manantial “El Paraíso”, ubicado en el poblado El Cristo, Santiago de Cuba para establecer los posibles usos de la misma como agua potable, para abasto de la población y animal, así como para el riego de cultivos y establecer las medidas para alcanzar los niveles adecuados de los parámetros de calidad para el consumo humano, abasto y actividades de riego.
Materiales y métodos
La experimentación se desarrolló con materiales y equipos de los laboratorios de la UEB ENAST, Empresa Nacional de Análisis y Servicios Técnicos, Las Tunas. Todos los reactivos utilizados son puro para análisis.
Los procedimientos y técnicas que se emplearon fueron los establecidos para estos estudios. Se llevó a cabo la calibración de los equipos utilizados. Se realizaron las curvas con sustancias patrones, necesarias para aquellos parámetros que establecen las Normas empleadas para evaluar la calidad de las aguas analizadas. Todos los reactivos utilizados en la realización de la investigación son de calidad para análisis.
Ubicación y características de la estación de muestreo
El manantial “El Paraíso” se encuentra ubicado al noroeste de la provincia de Santiago de Cuba, según se puede observar en la figura 1. La zona donde se localiza se caracteriza por tener un clima tropical húmedo, con períodos de lluvia frecuente. Durante casi todo el año la temperatura del aire oscila entre 23 y 29ºC, el suelo es pardo sin carbonatos.15
Fig. 1 Imagen satelital de la zona de estudio. Señalado en amarillo la ubicación de la zona donde se localiza el manantial objeto de estudio
Alrededor del manantial se encuentran casas que tienen fosas sépticas, esta zona no cuenta con alcantarillado por lo que las aguas domésticas son vertidas directamente en la tierra. En periodos de sequía el agua es utilizada como agua potable, para el lavado de ropa y utensilios y también en el lavado de corrales y en el riego de sembradíos cercanos.
Colección de las muestras
Se realizaron cinco muestreos en período de seca, en los meses de octubre 2019 - febrero 2020. Se tomaron muestras por triplicado. Para recolectar las muestras se utilizaron envases de plástico de 1,5 L y 240 mL de capacidad, lavados previamente con agua destilada y HNO3 (1:1). La toma y conservación de las mismas, se realizó mediante la metodología establecida en el Standard Methods.16 La temperatura se determinó “in situ”. La toma de muestra se realizó a 30 cm de la superficie de la columna de agua.
Análisis fisicoquímico
Parámetros determinados
Se midió el pH y la conductividad eléctrica (CE), por medida directa con equipos destinados a este fin, y mediante análisis de laboratorios se determinó el nivel de Sales Solubles Disueltas(SSD), CO3 2-, HCO3 -, Cl-, SO4 2-, NO3 -, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Coliformes Totales (CT) y Termotolerantes (CTT) y se calcularon los indicadores: Relación de Absorción de Sodio (RAS), Relación de Absorción de Sodio ajustada (RAS ajust), Salinidad Efectiva (SE) y Carbonato Sódico Residual (CSR) como especifica la norma cubana de preservación del suelo.14
Para la evaluación de la calidad del agua se tomaron como referencia las normas cubanas de agua potable 12, abasto a la población 13 y, en relación al uso agrícola se utilizaron los criterios de la norma cubana de preservación del suelo 14 y de la publicación FAO.17
Resultados y discusión
Caracterización fisicoquímica de las aguas estudiadas para consumo humano
Como resultados de los análisis químicos y los parámetros bacteriológicos realizados a las muestras obtenidas, se alcanzaron los datos ofrecidos en las tablas 1 y 2.
Como se puede observar los Cl-, SO4 2-, Ca2+, Mg2+, están por debajo del nivel máximo permitido por la NC 827:17, por lo que no constituyen problema alguno de riesgo; excepto el NO3 - que si supera el valor máximo permitido por norma. El contenido de los otros iones determinados no son reportados en la norma. Vale destacar, de ellos, el valor muy alto obtenido (respecto a los otros iones) para el HCO3 -; además el valor obtenido para K+ (1,31 mg/L), independientemente de que no esté reportado en la norma empleada, es un valor de concentración superior al nivel máximo permisible para aguas de diversos usos según normativas internacionales (1 mg/L.20 Por tanto, su presencia en estas aguas indica contaminación de las mismas.
En la tabla 1 se muestran los valores medios y el coeficiente de variación obtenidos de los resultados para los diferentes parámetros químicos estudiados. Las determinaciones se realizaron por triplicado.
En la tabla 2 se muestran los resultados obtenidos del cálculo de los índices o indicadores empleados en esta investigación, así como del análisis bacteriológico realizado.
Evaluación de la calidad del agua para consumo humano
El valor de coliformes totales y termotolerantes (tabla 2) sobrepasa el límite establecido por la norma para agua potable 12 y es el riesgo más grave para la salud humana relacionado con la calidad del agua de beber, derivado de la contaminación microbiológica, particularmente la fecal. La presencia de coliformes totales y termotolerantes (fecales) son elementos que aparecen fundamentalmente por el incorrecto tratamiento de los residuales, tanto domésticos como animales.
La presencia elevada de nitratos (tabla 1) indica, fundamentalmente, contaminación albañal no reciente. Los valores superan el valor máximo permisible según las normas de agua potable y de abasto, considerándose según esta clasificación aguas de mala calidad.
Debido al contenido de hidrogenocarbonato, estas aguas se clasifican como aguas de alcalinidad muy fuerte y muy contaminada. También poseen carácter incrustante.21 El predominio en estas aguas del ion hidrogenocarbonato con respecto al carbonato, está relacionado con los valores de pH que posee, menores de 8 unidades.
Evaluación de la calidad del agua para riego
La evaluación de la calidad del agua se regirá, como indica la norma cubana de preservación del suelo (14), mediante la valoración de los indicadores de requisitos técnicos de su composición que determinará la clasificación y posibilidades de uso de la misma en 3 categorías: Superior (Calidad I), Primera (Calidad II) y Segunda (Calidad III). La calidad del agua está en dependencia las propiedades físicas e hidrofísicas de los suelos y tipo de cultivos en los que va a incidir.
El suelo predominante en el área estudiada, según la norma cubana de preservación del suelo, clasifica en el sub tipo V (Pardo sin carbonatos) y los cultivos más comunes son: frijol, boniato, plátano, lechuga y calabaza. La tabla 3 resume los indicadores de evaluación de la calidad del agua para riego según el tipo de suelo.14
Tabla 3 Rango de indicadores de calidad del agua para suelos de subtipo V
Leyenda: (S) sensibles, (ST) semitolerantes, (T) tolerantes
Los valores de CE obtenidos reflejan un riesgo potencial de salinizar el suelo de manera creciente ocasionando problemas de permeabilidad e infiltración provocando la degradación del mismo. La misma presenta calidad tipo II por lo que no deben descuidarse las labores agrotécnicas o medidas de mejoramiento específicas que permitan mantener las características de los suelos regados con el agua estudiada. Pero las aguas no presentan limitaciones para el riego de cultivos sensibles como, frijol y boniato, y no afectan el rendimiento de los cultivos semitolerantes y tolerantes tales como, lechuga y calabaza.
En la Tabla 4 se muestran los indicadores de calidad del agua para consumo animal a partir de la CE, según Ayers y Westcot, 1987.17
Tabla 4 Calidad del agua para el ganado 22
Leyenda: 1. Excelente; 2. Muy satisfactoria; 3. Satisfactoria; 4. De uso limitado; 5. De uso muy limitado; 6. No recomendable
El valor obtenido de CE de 0,81 dS/m (tabla 2) permite demostrar que según este parámetro es posible clasificar el agua estudiada, como excelente para ser empleada para bebida animal.
En la tabla 5 se muestra una clasificación del agua para bebida animal según el contenido de diversos iones; además de los resultados de los mismos obtenidos en esta investigación (P*).
La calidad de agua investigada en el pozo es de muy buena a buena, según la clasificación propuesta para ser usada en bebida animal.22
Conclusiones
Las aguas del manantial estudiado no son aptas para ser utilizadas como agua potable, ni para ser destinadas para abasto. Es necesario realizar un tratamiento de tipo convencional o especial según el grado de contaminación que presentan. Las mismas no muestran problemas de calidad para el riego de cultivos, ni para el abasto animal y, a pesar que no es necesario un plan de medidas, las mismas son recomendables para evitar el posible deterioro del suelo.
