UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIABAJA CALIFORNIA

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS E FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS E INGENIERÍAINGENIERÍA

SEMINARIO DE TESISSEMINARIO DE TESISCARACTERIZACIÓN DE LA CAPACIDAD DE CARACTERIZACIÓN DE LA CAPACIDAD DE AUTODEPURACIÓN DEL “RÍO TECATE” : AUTODEPURACIÓN DEL “RÍO TECATE” :

CICLO CARBONOSOCICLO CARBONOSO

Biól. Socorro Chong SilvaBiól. Socorro Chong Silva

Baja California se caracteriza por Baja California se caracteriza por presentar climas presentar climas predominantemente predominantemente secos y secos y extremosos.extremosos.

Las lluvias son escasas en la mayor Las lluvias son escasas en la mayor parte del estado. En las costas del parte del estado. En las costas del Golfo de California se presenta la Golfo de California se presenta la menor incidencia de precipitación menor incidencia de precipitación del país, en particular en la zona del del país, en particular en la zona del delta del río Colorado, con registros delta del río Colorado, con registros medios anuales cercanos a los 40 medios anuales cercanos a los 40 mm. La presencia de altitudes mm. La presencia de altitudes importantes a lo largo de la cadena importantes a lo largo de la cadena montañosa de Juárez y San Pedro montañosa de Juárez y San Pedro Mártir condiciona climas templados Mártir condiciona climas templados y semifríos, ambos subhúmedos en y semifríos, ambos subhúmedos en las cimas y mesetas altas.las cimas y mesetas altas.

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Una característica relevante de la climatología peninsular es la Una característica relevante de la climatología peninsular es la presencia en toda su porción central y occidental y al oeste de las presencia en toda su porción central y occidental y al oeste de las laderas orientales de las mencionadas sierras, de climas secos laderas orientales de las mencionadas sierras, de climas secos cuyos regímenes de lluvias son invernales. Tal distribución de cuyos regímenes de lluvias son invernales. Tal distribución de lluvias afecta también a los climas templados y de las cumbres lluvias afecta también a los climas templados y de las cumbres serranas y a los muy secos, excepto los de la costa del Golfo de serranas y a los muy secos, excepto los de la costa del Golfo de California.California.

CLIMAS CON LLUVIAS EN INVIERNOCLIMAS CON LLUVIAS EN INVIERNO

La mayor parte del área estatal, al oeste de las laderas orientales La mayor parte del área estatal, al oeste de las laderas orientales de las cadenas montañosas que la recorren longitudinalmente se de las cadenas montañosas que la recorren longitudinalmente se encuentra sujeta a climas cuya mayor abundancia de lluvias es encuentra sujeta a climas cuya mayor abundancia de lluvias es durante el invierno. durante el invierno.

Las precipitaciones más abundantes, en general más de 36% de Las precipitaciones más abundantes, en general más de 36% de precipitación anual ocurren en los meses de diciembre yprecipitación anual ocurren en los meses de diciembre y enero, y en enero, y en el caso de los climas templados y semifríos se prolonga hasta el caso de los climas templados y semifríos se prolonga hasta febrero yfebrero y marzo. Los meses más secos son los del fin de primavera marzo. Los meses más secos son los del fin de primavera y todo lo que dura el verano.y todo lo que dura el verano.

Las precipitaciones invernales son producto de vientos frescos que Las precipitaciones invernales son producto de vientos frescos que soplan del suroeste desde el océano hacia el frente peninsular. Son soplan del suroeste desde el océano hacia el frente peninsular. Son vientos moderadamente cargados de humedad de modo que no vientos moderadamente cargados de humedad de modo que no producen en general producen en general lluvias abundanteslluvias abundantes. Así, sólo en aquellas . Así, sólo en aquellas zonas cuyas temperaturas medias anuales son relativamente bajas zonas cuyas temperaturas medias anuales son relativamente bajas del orden de los 12del orden de los 1200C o menos, situadas en altitudes de unos 1,500 C o menos, situadas en altitudes de unos 1,500 msnm. o más elevadas, se producen condiciones climáticas de msnm. o más elevadas, se producen condiciones climáticas de humedad más abundante, capaces de sostener la vegetación humedad más abundante, capaces de sostener la vegetación boscosa. boscosa. El resto de la entidad posee climas secos o muy secos.El resto de la entidad posee climas secos o muy secos.

Climas muy secos con lluvias de inviernoClimas muy secos con lluvias de invierno

Se presentan en la porción centro y sur de la entidad. En todos Se presentan en la porción centro y sur de la entidad. En todos ellos la precipitación media anual es sumamente escasa; ellos la precipitación media anual es sumamente escasa; menos de menos de 100 mm100 mm. Son climas extremosos, de modo que las temperaturas . Son climas extremosos, de modo que las temperaturas máximas diurnas suelen ser altas sobre todo en los meses de julio y máximas diurnas suelen ser altas sobre todo en los meses de julio y agosto y la evaporación excede en gran medida a la precipitación. agosto y la evaporación excede en gran medida a la precipitación. La vegetación predominante en estos climas es de matorrales de La vegetación predominante en estos climas es de matorrales de diversos tipos.diversos tipos.

   La temperatura media anual oscila entre los La temperatura media anual oscila entre los 17 y los 2117 y los 2100CC..

El estado de Baja California es El estado de Baja California es pobre en recursos hídricos. Las pobre en recursos hídricos. Las corrientes fluviales son pocas y los corrientes fluviales son pocas y los volúmenes escurridos a través de volúmenes escurridos a través de ellas son pequeños y muy ellas son pequeños y muy ocasionales. La mayoría de los ocasionales. La mayoría de los arroyos y ríos bajacalifornianos no arroyos y ríos bajacalifornianos no existen como tales, más que existen como tales, más que durante breves periodos de ciertos durante breves periodos de ciertos años.años.

En el estado quedan comprendidas cinco Regiones Hidrológicas: En el estado quedan comprendidas cinco Regiones Hidrológicas: Baja California NoroesteBaja California Noroeste, Baja California Centro-Oeste, Baja , Baja California Centro-Oeste, Baja California Centro-Este, Baja California Noreste y Río Colorado.California Centro-Este, Baja California Noreste y Río Colorado.

Región Hidrológica Baja California Noroeste (No. 1)Región Hidrológica Baja California Noroeste (No. 1) Esta región hidrológica comprende algunas corrientes de carácter Esta región hidrológica comprende algunas corrientes de carácter

internacional, y en ella se encuentran dos de las ciudades más internacional, y en ella se encuentran dos de las ciudades más importantes del estado: importantes del estado: TijuanaTijuana y Ensenada. Las corrientes de esta y Ensenada. Las corrientes de esta región desembocan en las costas del Océano Pacífico y región desembocan en las costas del Océano Pacífico y corresponden a las tres cuencas de importancia en la zona corresponden a las tres cuencas de importancia en la zona

Cuenca Río Tijuana-Arroyo de ManeaderoCuenca Río Tijuana-Arroyo de Maneadero En ella se encuentra una de las corrientes bajacalifornianas de En ella se encuentra una de las corrientes bajacalifornianas de

mayor longitud: mayor longitud: el río Tijuanael río Tijuana. Sobre el cauce de este río se . Sobre el cauce de este río se encuentra la presa Abelardo L. Rodríguez, cuyas aguas se utilizan encuentra la presa Abelardo L. Rodríguez, cuyas aguas se utilizan para abastecer a la ciudad de Tijuana, al igual que la que proviene para abastecer a la ciudad de Tijuana, al igual que la que proviene de los pozos ubicados en el lecho del mismo río y de los pozos ubicados en el lecho del mismo río y del río Alamardel río Alamar. La . La cuenca del río Tijuana está integrada por las subcuencas cuenca del río Tijuana está integrada por las subcuencas intermedias del Arroyo de Maneadero, Ensenada, Río Guadalupe, intermedias del Arroyo de Maneadero, Ensenada, Río Guadalupe, Arroyo El Descanso, Río Las Palmas y Río Tijuana.Arroyo El Descanso, Río Las Palmas y Río Tijuana.

Baja California cuenta con la mayor parte de uno de los Baja California cuenta con la mayor parte de uno de los distritos de riego, más importantes del país: el del río distritos de riego, más importantes del país: el del río Colorado que cuenta con unos 2 650 millones de metros Colorado que cuenta con unos 2 650 millones de metros cúbicos anuales la mayoría provenientescúbicos anuales la mayoría provenientes dede dicha dicha corriente; la principal de la entidad. corriente; la principal de la entidad. ElEl segundo río desegundo río de importancia, elimportancia, el TijuanaTijuana, que abastece de agua a la, que abastece de agua a la ciudad delciudad del mismo nombre, es una corriente poco mismo nombre, es una corriente poco caudalosa; sin embargo ocasionalmente ha causado caudalosa; sin embargo ocasionalmente ha causado siniestros graves en dicha población al desbordarse.siniestros graves en dicha población al desbordarse.

El río Tecate está El río Tecate está localizado en la parte localizado en la parte noreste del estado de noreste del estado de Baja California. Cruza Baja California. Cruza la ciudad de Tecate, se la ciudad de Tecate, se interna hacia los interna hacia los Estados Unidos vía Estados Unidos vía Cottonwood Creek, y el Cottonwood Creek, y el agua superficial que agua superficial que fluye de estos dos fluye de estos dos cuerpos de agua cuerpos de agua eventualmente entra al eventualmente entra al arroyo el Alamar y arroyo el Alamar y forma parte del sistema forma parte del sistema del río Tijuana.del río Tijuana.

El arroyo del Alamar provee aproximadamente el El arroyo del Alamar provee aproximadamente el 50 por 50 por ciento del agua superficial que fluye en la cuenca del Río ciento del agua superficial que fluye en la cuenca del Río TijuanaTijuana, así mismo la zona del Alamar es una importante zona , así mismo la zona del Alamar es una importante zona de recarga para los depósitos de aguas subterráneas del de recarga para los depósitos de aguas subterráneas del Alamar y Río Tijuana.Alamar y Río Tijuana.

La disponibilidad de agua se ha convertido en la una La disponibilidad de agua se ha convertido en la una prioridad prioridad para para muchas de las ciudades a lo largo de la frontera de los Estados muchas de las ciudades a lo largo de la frontera de los Estados Unidos y México.Unidos y México.

Detrás de está preocupación están los efectos del desarrollo urbano Detrás de está preocupación están los efectos del desarrollo urbano extremadamente acelerado durante la segunda parte del siglo extremadamente acelerado durante la segunda parte del siglo pasado, y una disposición muy localizada de las fuentes hídricas. pasado, y una disposición muy localizada de las fuentes hídricas.

La región fronteriza bajacaliforniana es un claro ejemplo de lo La región fronteriza bajacaliforniana es un claro ejemplo de lo anterior, ya que anterior, ya que concentra más del 80 por ciento de la población concentra más del 80 por ciento de la población urbana del estado y tiene al Río Colorado como la única fuente para urbana del estado y tiene al Río Colorado como la única fuente para su suministro de aguasu suministro de agua (Castro-Ruíz, 2002 en Ganster et al.) (Castro-Ruíz, 2002 en Ganster et al.)

La actividad urbana deposita grandes cantidades de contaminantes La actividad urbana deposita grandes cantidades de contaminantes en los ríos urbanos. Eventualmente muchos de estos en los ríos urbanos. Eventualmente muchos de estos contaminantes pueden alcanzar los mantos freáticos que se contaminantes pueden alcanzar los mantos freáticos que se encuentran bajo el lecho del río. Si gran cantidad de sustancias encuentran bajo el lecho del río. Si gran cantidad de sustancias tóxicas alcanzan los depósitos de aguas subterráneas, estos tóxicas alcanzan los depósitos de aguas subterráneas, estos acuíferos no pueden ser usados como fuentes de agua potable, acuíferos no pueden ser usados como fuentes de agua potable, situación que encarece el uso del recurso, de por si ya escaso en la situación que encarece el uso del recurso, de por si ya escaso en la región.región.

Antes del inicio de la operación de la planta de tratamiento de Antes del inicio de la operación de la planta de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Tecate, estas eran descargadas aguas residuales de la ciudad de Tecate, estas eran descargadas directamente al cauce del Río Tecate.directamente al cauce del Río Tecate.

Actualmente, el efluente es descargado de la planta de tratamiento Actualmente, el efluente es descargado de la planta de tratamiento de agua de la ciudad y el agua tratada por está no cumple con los de agua de la ciudad y el agua tratada por está no cumple con los parámetros indicados por la normatividad mexicana para descarga parámetros indicados por la normatividad mexicana para descarga de aguas tratadas (Rodríguez, 2000 en Michel, 2001). de aguas tratadas (Rodríguez, 2000 en Michel, 2001).

OBJETIVOSOBJETIVOS

Conocer el comportamiento de los contaminantes en la vertiente Conocer el comportamiento de los contaminantes en la vertiente del Río Tecate.del Río Tecate.

Determinar si se presenta actividad de autodepuración en el Río Determinar si se presenta actividad de autodepuración en el Río TecateTecate

Identificar las zonas donde se lleva a cabo las distintas fases del Identificar las zonas donde se lleva a cabo las distintas fases del proceso de autodepuraciónproceso de autodepuración

Proponer medidas para mejorar la capacidad de autodepuración Proponer medidas para mejorar la capacidad de autodepuración del Río Tecate.del Río Tecate.

HIPÓTESISHIPÓTESIS

Ho: el río Tecate presenta actividad de Ho: el río Tecate presenta actividad de autodepuraciónautodepuración

Ha: la capacidad de autodepuración del río Tecate se encuentra Ha: la capacidad de autodepuración del río Tecate se encuentra rebasadarebasada, no presentándose este fenómeno en el cuerpo de agua, no presentándose este fenómeno en el cuerpo de agua

ANTECEDENTESANTECEDENTES

La calidad del agua de los ríos está muy influenciada por el uso al La calidad del agua de los ríos está muy influenciada por el uso al que se someta, de tal modo que este uso va degradándola. que se someta, de tal modo que este uso va degradándola.

Los parámetros de calidad exigible a cada tipo de agua son Los parámetros de calidad exigible a cada tipo de agua son variables, siendo distinto el comportamiento de cada una frente a la variables, siendo distinto el comportamiento de cada una frente a la contaminación, pero en cualquier caso, la naturaleza de los cauces contaminación, pero en cualquier caso, la naturaleza de los cauces tiende a eliminar las sustancias contaminantes por si mismas tiende a eliminar las sustancias contaminantes por si mismas mediante el proceso determinado mediante el proceso determinado autodepuraciónautodepuración..

En el caso de los ríos como aguas superficiales, poseen unos En el caso de los ríos como aguas superficiales, poseen unos índices de calidad que disminuyen con la proximidad a los núcleos índices de calidad que disminuyen con la proximidad a los núcleos de población, donde disminuirá su caudal y aumentarán los de población, donde disminuirá su caudal y aumentarán los vertidos. El mayor foco de degradación es los vertidos de aguas vertidos. El mayor foco de degradación es los vertidos de aguas residuales sin tratar, vertidos industriales, etc.residuales sin tratar, vertidos industriales, etc.

La La autodepuraciónautodepuración de las aguas consiste en un conjunto de de las aguas consiste en un conjunto de fenómenos físicos, químicos y biológicos, que tienen lugar en el fenómenos físicos, químicos y biológicos, que tienen lugar en el curso del agua de modo natural y que provocan la destrucción de curso del agua de modo natural y que provocan la destrucción de materias extrañas incorporadas a un río.materias extrañas incorporadas a un río.

Principalmente son las Principalmente son las bacterias aerobiasbacterias aerobias, que consumen materia , que consumen materia

orgánica con ayuda del oxígeno disuelto en el agua. Además, de orgánica con ayuda del oxígeno disuelto en el agua. Además, de las plantas acuáticas, que asimilan algunos componentes en forma las plantas acuáticas, que asimilan algunos componentes en forma de nutrientes.de nutrientes.

La capacidad de La capacidad de autodepuraciónautodepuración de un río depende de los de un río depende de los siguientes aspectos principales; siguientes aspectos principales; el caudalel caudal, que permitirá diluir el , que permitirá diluir el vertido y facilitar su posterior degradación, vertido y facilitar su posterior degradación, la turbulenciala turbulencia del agua, del agua, que aportará oxígeno diluido al medio, favoreciendo la actividad que aportará oxígeno diluido al medio, favoreciendo la actividad microbiana y, microbiana y, la naturalezala naturaleza y y tamaño del vertidotamaño del vertido..

En los mecanismos naturales de autodepuración de un río se En los mecanismos naturales de autodepuración de un río se distinguen cuatro zonas según su contaminación y fase de distinguen cuatro zonas según su contaminación y fase de depuración.depuración.

Zona de degradaciónZona de degradación: se produce al incorporarse las aguas : se produce al incorporarse las aguas contaminadas al río, apareciendo sólidos flotantes, turbidez, contaminadas al río, apareciendo sólidos flotantes, turbidez, reducción de oxígeno.reducción de oxígeno.

ZZona de descomposición activaona de descomposición activa:: baja el oxígeno a cero para baja el oxígeno a cero para subir luego lentamente, subir luego lentamente, agua grisácea oscuraagua grisácea oscura

La tercera La tercera zona es la de recuperaciónzona es la de recuperación: Reaparecen los vegetales : Reaparecen los vegetales y el agua se clarifica. Todo ello debido a la presencia de oxigeno y el agua se clarifica. Todo ello debido a la presencia de oxigeno disuelto o procedente de la actividad fotosintética de los vegetales, disuelto o procedente de la actividad fotosintética de los vegetales, que ayuda a degradar los compuestos contaminantes.que ayuda a degradar los compuestos contaminantes.

Por último, la Por último, la zona de aguas limpiaszona de aguas limpias, donde se dan las , donde se dan las características físico-químicas y la presencia de animales y características físico-químicas y la presencia de animales y vegetales acorde con la naturaleza del cauce.vegetales acorde con la naturaleza del cauce.

METODOLOGÍAMETODOLOGÍA A.- Selección de estaciones de muestreo.A.- Selección de estaciones de muestreo.

El cauce del Río Tecate presenta severas variaciones El cauce del Río Tecate presenta severas variaciones fisiográficas, al inicio la forma es estrecha y alcanza fisiográficas, al inicio la forma es estrecha y alcanza profundidades hasta de 30 cm, posteriormente se ensancha y se profundidades hasta de 30 cm, posteriormente se ensancha y se hace menos profundo, presentándose un promedio de hace menos profundo, presentándose un promedio de profundidad de 5 a 10 cm y casi a su llegada al cañón del padre profundidad de 5 a 10 cm y casi a su llegada al cañón del padre se vuelve estrecho y profundo, presenta algunas partes se vuelve estrecho y profundo, presenta algunas partes turbulentas , principalmente al inicio y otras área someras.turbulentas , principalmente al inicio y otras área someras.

Para reflejar la calidad del agua que llega a las zonas de estudio Para reflejar la calidad del agua que llega a las zonas de estudio se establecieron cuatro estaciones de muestreo habiéndose se establecieron cuatro estaciones de muestreo habiéndose identificado de la siguiente forma:identificado de la siguiente forma:

1.- 1.- Rancho La PuertaRancho La Puerta: el primer punto de referencia o inicial se : el primer punto de referencia o inicial se encuentra hacia el sur del Rancho La puerta, antes de que el encuentra hacia el sur del Rancho La puerta, antes de que el cauce cruce la carretera.cauce cruce la carretera.

2.- 2.- Rancho La Cetto:Rancho La Cetto: el segundo punto se tomó en un lugar el segundo punto se tomó en un lugar llamado, aproximad amente Rancho La Cetto, ubicado a llamado, aproximad amente Rancho La Cetto, ubicado a aproximadamente 8.7 millas al noroeste del punto anterior.aproximadamente 8.7 millas al noroeste del punto anterior.

3.- 3.- Los EncinosLos Encinos: nuestro tercer punto de referencia se encuentra : nuestro tercer punto de referencia se encuentra aproximadamen te 2 millas de distancia del segundo punto y se aproximadamen te 2 millas de distancia del segundo punto y se identificó como "Los Encinos“.identificó como "Los Encinos“.

4.- 4.- La casetaLa caseta: el cuarto punto de referencia, se encuentra a una : el cuarto punto de referencia, se encuentra a una distancia aproximada de 6.0 millas después del tercer punto, a unos distancia aproximada de 6.0 millas después del tercer punto, a unos 100 metros antes de la caseta de cobro de la carretera Tecate-100 metros antes de la caseta de cobro de la carretera Tecate-Tijuana.Tijuana.

Muestreo y manejo de las muestras.Muestreo y manejo de las muestras.

El objetivo de la recolección de muestras es la obtención de una El objetivo de la recolección de muestras es la obtención de una porción de material cuyo volumen sea lo suficientemente pequeño porción de material cuyo volumen sea lo suficientemente pequeño como para que pueda ser transportado con facilidad y manipulado como para que pueda ser transportado con facilidad y manipulado en el laboratorio, sin que deje por ello de representar la calidad en el laboratorio, sin que deje por ello de representar la calidad del agua de donde procede. del agua de donde procede.

Esto implica que la proporción o concentración relativa de todos Esto implica que la proporción o concentración relativa de todos los componentes serán las mismas en las muestras que en el los componentes serán las mismas en las muestras que en el material de donde proceden, y que dichas muestras serán material de donde proceden, y que dichas muestras serán manejadas de tal forma que no se produzcan alteraciones manejadas de tal forma que no se produzcan alteraciones significativas en su composición antes de que se hagan las significativas en su composición antes de que se hagan las pruebas correspondientes.pruebas correspondientes.

Cuando se analizan muestras tomadas en un río o arroyo, los Cuando se analizan muestras tomadas en un río o arroyo, los resultados pueden variar según la profundidad, la velocidad de la resultados pueden variar según la profundidad, la velocidad de la corriente, la distancia de la orilla y la separación entre ambas corriente, la distancia de la orilla y la separación entre ambas orillas. orillas.

En general las tomas se hicieron en áreas someras y siempre en En general las tomas se hicieron en áreas someras y siempre en el mismo sitioel mismo sitio

Cada una de las muestras se identificó en el sitio de la toma Cada una de las muestras se identificó en el sitio de la toma indicando el nombre de la estación, día y toma de la misma.indicando el nombre de la estación, día y toma de la misma.

Las muestras se colocaron dentro de una hielera para su transporte Las muestras se colocaron dentro de una hielera para su transporte al laboratorio de aguas de la Facultad de Ciencias Químicas e al laboratorio de aguas de la Facultad de Ciencias Químicas e Ingeniería para su recepción, procesamiento y análisis.Ingeniería para su recepción, procesamiento y análisis.

Análisis.Análisis.

Los parámetros tomados como base para el presente proyecto Los parámetros tomados como base para el presente proyecto fueron: fueron: DBODBO55, , DQODQO, , POPO44

-3-3 y y DetergentesDetergentes..

El análisis de las muestras se realizó por métodos validados por El análisis de las muestras se realizó por métodos validados por la EPA.la EPA.

DBODBO55.- .- Método respirométricoMétodo respirométrico (0-700 mg/L), consiste en la (0-700 mg/L), consiste en la determinación de la concentración del oxígeno consumido por las determinación de la concentración del oxígeno consumido por las bacterias para oxidar la materia orgánica presente en la muestra.bacterias para oxidar la materia orgánica presente en la muestra.

DQO.- DQO.- Método de digestiónMétodo de digestión (20-1,500 mg/L), es método colorimétrico (20-1,500 mg/L), es método colorimétrico que consiste en la digestión de la muestra con un oxidante fuerte.que consiste en la digestión de la muestra con un oxidante fuerte.

Detergentes.- Detergentes.- Método cristal violetaMétodo cristal violeta (0.002-0.275 mg/L) es un método (0.002-0.275 mg/L) es un método colorimétrico.colorimétrico.

Fósforo.- Fósforo.- Método de ortofosfatoMétodo de ortofosfato (0.3-45 mg/L), es un método (0.3-45 mg/L), es un método colorimétrico.colorimétrico.

Clasificación de zonas dentro del cauce del Clasificación de zonas dentro del cauce del Río TecateRío Tecate

La Puerta La Puerta

La Cetto La Cetto

Zona de degradaciónZona de degradación

ZZona de descomposición activaona de descomposición activa