jueves, 26 de abril de 2012

4. Peces


En general, los peces son considerados buenos indicadores de la calidad del medio, por lo que una gran diversidad y abundancia de peces en ríos, lagos y mares indican que es un ambiente sano para todas las demás formas de vida. Por el contrario una elevada mortandad o un porcenataje alto de peces enfermos podrían ser causados directa o indirectamente por niveles considerables de contaminantes.
Este grupo muestra ciertas ventajas como herramienta para determinar la calidad del agua:
  • Las comunidades generalmente comprenden una amplia variedad de especies que representan diferentes niveles tróficos, incluyendo especies que consumen alimentos tanto de origen acuático como terrestre.
  • Los peces son los organismos mejor conocidos de  hábitats acuáticos.
  • Están presentes en los pequeños cuerpos de agua y aún en aquellos ecosistemas son ciertos niveles de contaminación.
En este caso presentamos un ejemplo de la revista Ecological Indicators (2011) 311-317 en la cual se describe una clasificación de los peces basada en la toleracia de los parámetros físico-químicos de agua y hábitat.
Se muestrearon 430 sitios que cubren una amplia gama de condiciones del río, que nos permite desarrollar las puntuaciones de tolerancia sobre la base de una evaluación cuantitativa.
Se elaboró una clasificación de tolerancia de las especies más comunes en base a los datos obtenidos de los diferentes modelos: la calidad del agua y el estado físico del hábitat. Los resultados corroboran el uso de especies de peces (incluídos los exóticos) como indicadores biológicos. De esta manera se pueden utilizar como un índice residual de la integridad biótica basada en las puntuaciones.
Los ríos mediterráneos tienen una larga historia de asentamientos e impactos humanos, exhibiendo la más alta contribución antropogénica de cualquier zona climática. Los impactos provocan modificaciones de los canales, los bancos de peces, la regulación de flujo, la fragmentación y contaminación química.
Se recogen datos que comprenden 430 sitios de muestreo a lo largo de cuencas interiores de Cataluña, el río Ebro, cuencas de Senia y parte de la cuenca de Garona, teniendo en cuenta una serie de características.
Se realizó un tratamiento de datos mediante técnicas quimiométricas. Este estudio propone una clasificación de la tolerancia basado en los datos cuantitativos que se resumen en dos gradiente: calidad del agua y el estado físico del hábitat. Para demostrarlo se realizó la clasificación de ocho especies y la posterior estimación en categorías de otras ocho especies. Dichas categorías pueden ser complementadas por otros índices fisiológicos sobre la base de datos mediante procedimientos no invasivos de muestreo (por ejemplo, parátros de sangre) debido a la situación de conservación de muchas especies nativas.




martes, 24 de abril de 2012

3. Fitoplancton


El fitoplancton responde rápidamente a los cambios ambientales por su ciclo de vida corto. Estos cambios alteran la estructura de sus comunidades, repercute en el interés socioeconómico del sistema acuático en tiempos relativamente cortos, sobre todo por su papel de productores primarios. Algunas algas microscópicas del fitoplancton muestran una distribución amplia, otras, ciertas preferencias ambientales, y unas terceras alta frecuencia de taxón en aguas fuertemente contaminadas, lo que sugiere su tolerancia o preferencia por algún compuesto químico o bioquímico. Si algún taxón se reconoce como cosmopolita diferenciado, puede evidenciarse cualquier campo físico o químico en las masas de agua al ocurrir una alteración por contaminantes.
El fitoplancton puede adquirir mayor resistencia o tolerancia a diversas sustancias, por ejemplo fertilizantes, e incrementar su desarrollo y abundancia repercutiendo a la eutrofización de las aguas, donde ciertas especies muestran el estado trófico de arroyos, ríos y lagos.
En este caso presentamos un ejemplo de la revista Journal of Environmental Management 95 (2012) 571-576 donde emplean fitoplancton como bioindicador de lagunas de estabilización.
Comenzamos describiendo lo que es una laguna de estabilización; se trata de una tecnología apropiada para el tratamiento de las aguas residuales domésticas la cual,es de bajo coste, requiere poco mantenimiento y es muy eficaz, natural y sostenible.
Se analizaron los flujos de entrada los cuales, se midieron utilizando un medidor de flujo ultrasónico después de pasar por un tanque de sedimentación.
Las aguas residuales en bruto (después de la sedimentación, muestras en el tanque) de entrada y salida fueron analizadas de acuerdo con métodos estándar, entre los que se incluyen:
  • pH, sólidos suspendidos totales (SST),
  • demanda química de oxígeno (DQO),
  • DBDS
  • nitrógeno total (NT),
  • fósforo total (PT),
  • coliformes fecales(CF) y 
  • clorofia (Cha)   
Parámetros como:
  • temperatura (T)
  • oxígeno disuelto (OD) y
  • conductividad eléctrica (CE) se midieron semanalmente in situ  a las 11 horas, cada 10 cm de agua en un estanque con una sonda.
Las muestras de agua (100 ml ) para la determinación de fitoplancton y la composición de la biomasa del zooplancton se recolectaron semanalmente en dos puntos de cada estanque. Muestras de agua superficial se recogieron a 1 metro de distancia de la orilla.
Las muestras frescas fueron utilizadas para la identificación y enumeración de plancton que se fijaron con solución de lugol. El fitoplancton identificado fue llevado a cabo utilizando la microscopía óptica.
La determinación de la abundancia del fitoplancton se realizó con la técnica Uternol y la enumeración del mismo se realiza en una cámara de sedimentación utilizando el microscopio óptico invertido. Se realizó un análisis del rango de correlaciones entre las variables de estudio.
La inspección fue llevada a cabo a diario.
Los resultados obtenidos muestran que las cianobacterias están presentes en menor concentración que las clorofílicas que están presentes cuando el estanque se encuentra sobrecargado.
Utilizando esta metodología con el tiempo puede obtenerse un patrón de todo el año para utilizar el fitoplancton como bioindicador de las condiciones del estanque.



  
   

jueves, 19 de abril de 2012

2. Bacterias 


Las ventajas que presenta el uso de bacterias como indicadores de acuerdo con De la Lanza et al. (2000), es que el muestreo de este grupo tiene una metodología bien desarrollada y da respuesta rápida a cambios ambientales tales como la contaminación, básicamente por descargas domésticas y municipales.
Presentamos un ejemplo de la revista de investigación J Ind Microbiol Biotechnol (2009) 36:765-768 en la cual emplean "Bacillus subtilis" para determinar la concentración y toxicidad de pentaclorofenol (PCP) y su sal PCP-Na. Dichas sustancias químicas son responsables de la contaminación del suelo y de las aguas subterráneas, causadas por desechos de las plantas de tratamiento de madera.
Para el análisis de PCP Y PCP-Na se empleó cromatografía de líquidos (HPLC) y cromatografía de gases-espectrocopía de masas (GC-MS).
En este artículo se evalúa la biodegradación de PCP y sus derivados en muestras líquidas (mediante Bacillus subtilis) la cual, genera productos que son potencialmente tóxicos, mutágenos o teratogénicos .
Se prepararon disoluciones de Na-PCP, a las cuales les inocularon B. subtilis (10% v/v) durante una noche. Se realizaron tiempos de incubación de 48 horas a 120 rpm y 25ºC (el crecimiento era evaluado por A600). 
Posteriormente evaluaron los resultados con las diferentes muestras de B. subtilis expuestos a disoluciones de Na-PCP.
La concentración de Na-PCP en las muestras se determinó por HPLC, con el fin de ver la desaparición de Na-PCP y sus derivados. También se realizaron experimentos en paralelo para cuantificar y ver la correlación con el crecimiento de las bacterias, las cuales fueron creciendo en un matraz erlenmeyer con 0,5 mg de LB deshidratado a 25 ºC.
Después de 24 horas de incubación las células se sometieron a agitación a 14000 rpm. Las células se resuspendieron en 2 ml de disolución tampón de fosfatos. 
Cada dilución fue sembrada en 0,5 mg de LB deshidratado. Las placas se incuban a 25 ºC, y las colonias fueron contadas después de 48 horas y expresadas como: unidades de colonias formadas por ml (CFV/ml). El peso se determinó pesando las células después de un secado en horno a 105 ºC durante 24 horas.
El bioensayo es simple, barato, rápido y no requiere complejos procedimientos de preparación de muestras o sofisticados instrumentos analíticos.
Este trabajo aporta una herramienta eficaz que puede utilizarse en situaciones en las que la tecnología presenta limitaciones temporales.



sábado, 14 de abril de 2012



Bivalvos


Presentamos un ejemplo de la revista de investigación Bull Environ Contam Toxicol (2012) 88:48-53 en la cual realizan la evaluación de tres tipos de bilvalvos (Lamellidens marginalis, Indonaia caeruleus, Lamellidens corrianus) , como bioindicadores. Éstos fueron aclimatados , se les midió la longitud de la concha y se dividieron  en 7 grupos:

1º Grupo: fue expuesto a condiciones normales.
2º Grupo: fue expuesto a  una concentración periódica 0,1719 ppm de As durante 30 días.
3º Grupo: fue expuesto a una concentración de 0,1284 ppm de Cd durante 30 días
4º Grupo: fue expuesto a una concentración de 0,033 ppm de Cu durante 30 días
5º Grupo: fue expuesto a una concentración de 0,0443 ppm de Hg durante 30 días
6º Grupo: fue expuesto a una concentración de 1,50 ppm de Pb durante 30 días
7º Grupo: fue expuesto a una concentración de 1,8589 ppm de Zn durante 30 días

Tras la exposicioón de 10, 20 y 30 días de período de exposición y la masa de cuerpo entero de cada material se seco en una estufa a 70-80 ºC . Después del secado se llevo a cabo la medida.
Los tejidos se digirieron en 10 ml de ácido nítrico:ácido perclórico (5:1). Después de media hora de agitación , las muestras se dejaron durante la noche en reposo y al día siguiente fueron digeridas sobre la placa calefactora añadiendo 10 ml de mezcla ácido nítrico:ácido perclórico gota a gota. Después de enfriar se enraso en un matraz aforado de 50 ml , y la disolucíón se filtró .
Cada muestra de metal respectivamente se analizo media AAS (Espectrofótometría de absorción atómico).
El peso seco de cada animal se utilizo para calcular la concentración de metal por unidad de peso corporal y el metal en carga corporal .

Se observo que:
-Lamellidens corrianus , presentó concentraciones más altas en plomo y arsénico.
-Lamellidens marginalis, presentó concentraciones más altas en zinc 
-Indonaia caeruleus, presentó concentraciones más altas en mercurio, cadmio y cobre






viernes, 13 de abril de 2012

Tipos de bioindicadores acuáticos


Algunos grupos de organismos que se emplean como bioindicadores de la calidad del agua son : macroinvertebrados Bentónicos, peces, bacterias y  fitoplancton.
  

1. Macroinvertebrados Bentónicos

El conocimiento de las características y abundancia de los organismos bentónicos en un sistema acuático es fundamental para relacionarlos con las condiciones del medio. El grupo más grande de los macroinvertebrados acuáticos en aguas continetales son los insectos, los cuales son valiosos indicadores, considerados los más diversos en contraste con los peces e insectos terrestres.
Ventajas como indicadores de contaminación:
  •  Se encuentran en todos los ecosistemas acuáticos, por lo que favorecen los estudios comparativos
  • Su naturaleza sedentaria permite un análisis espacial efectivo de los efectos de las perturbaciones.
  • Presenta ventajas técnicas asociadas a los muestros cuantitativos y análisis de las muestrasque pueden ser realizadas con equipos simples.
  • La taxonomía de muchos es ampliamente conocida.
  • Existen numerosos métodos para el análsis de datos, como índices bióticos y de diversidad.
 Dentro de este grupo los más utilizados son los crustáceos isópodos, vivaldos e insectos.oratorio


Crustáceos isópodos

Algunos presentan tendencias a las sumersiones de agua, mientras que otros son completamente acuáticos. Las poblaciones de éstos decrecen rápidamente en tierras dirigidas a la agricultura y silvicultura debido a la lixiviación y arrastre de pesticidas y herbicidas, los cuales reducen su crecimiento y fecundidad. Las diferencias entre biomasa y riqueza de isótopos puede indicar el gran impacto antropogénico en áreas rurales. Los isópodos actúan como bioacumuladores de metales pesados.
Presentamos un ejemplo referente a un artículo de la revista de investigación Ecological Indicators 14(2012)184-188 :
Se investigó la  similación y la vía de absorción del contaminante tributilestaño (TBT) en  los cangrejos ermitaños a través su alimentación .A un conjunto de dichos cangrejos se les diseccionó la gónada y hepatopáncreas que fueron almacenados a -20ºC en un paquete de papel de aluminio.A otro grupo se les alimentó mediante el cultivo del camarón durante 45 días; en este tiempo a parte del estaño que asimilaban por la alimentación, también obtenían el que circulaba por las bránqueas por el medio acuático. Posteriormente fueron sacrificados.
También se determinó el tiempo de depuración y la velocidad del contaminante mediante la exposición de los cangrejos con agua limpia durante 120 días, retirando en intervalos de 15 días.
Par el análisis de las muestras se utilizó el procedimiento experiemental Limaverde adaptado para los cangrejos, que consta de:
  1. Extracción utilizando ácido clorhídrico (HCl), metanol (MeOH) como disolvente de complejación, ditiocarbamato amónico, 0,1% pirrolidina (APDC), tras la derivatización con reactivo de Grignard.
  2. La fracción orgánica se separó, se limpió en una columna y se eluyó con hexano.
  3. El extracto final fue concentrado a 1 ml al cual se le añadió TBT como un patró interno.
  4. Los compuestos TBT se analizaron en un cromatógrafo de gases.
Podemos concluír diciendo que el cangrejo es un buen bioindicador debido al tamaño de su cuerpo, al tiempo de vida y la movilidad relativamente baja.








jueves, 12 de abril de 2012

BIOINDICADORES PARA DETERMINAR LA CALIDAD DEL AGUA


Principales tipos de perturbaciones antrópicas en los ríos

Las principales fuentes de perturbaciones casusadas en los ecosistemas acuáticos por el hombre están relacionadas con la contaminación de origen doméstico, industrial, agrícola, minero y deforestación, como las más importantes. Estas perturbaciones pueden resumirse de la siguiente manera:

  1. Directo al lecho del río 
          - Regulación del flujo y desviación 
          - Destrucción de hábitat
          - Alteración de la temperatura, del pH, salinidad
          - Vertimiento de aguas servidas
          - Vertimiento de tóxicos (metales pesados, pesticidas)
          - Elementos radiactivos
          - Manipulación de la cadena alimenticia (especies exóticas)

     2. Indirecto

        a) En el área de captación:

           - Prácticas forestales (erosión, arrastre de sedimentos)
           - Quemas
           - Construcción de vías
           - Substracción de agua y canales de desvío
           - Contaminación de aire
           - Prácticas agrícolas

       b) En la zona riparia

           - Insolación (efectos en la productividad primaria)
           - Alteración de la temperatura del agua
           - Dinámica de nutrientes
           - Aportes alóctonos
           - Dinámica de los sedimentos      
           - Morfología del cauce




Ventajas y limitaciones


Las ventajas del uso de bioindicadores como herramienta para determinar la calidad del agua e implementar acciones sobre la recuperación son variadas.

         - La colecta y registro de información biológica puede realizarse por personas ajenas a la biología, ya    que existen manuales que señalan métodos establecidos
         - Las comunidades biológicas reflejan las condiciones del sistema ( física, química, biológica y ecológica).
         - El biomonitoreo permanente de las comunidades resulta ser económico comparado con los análisis fisicoquímicos.
         - La información resultante puede expresarse por medio de Índices Bióticos que expresan la calidad del agua mediante escalas numéricas.

Las limitaciones que presentan los bioindicadores:

          - El ajuste de índices bióticos para  las distintas regiones .
          - El muestreo implica mayor tiempo.
          - La información de cada bioindicador es cualitativa y para la identificación taxonómica se requiere experiencia.




miércoles, 21 de marzo de 2012

¿QUÉ ES UN BIOINDICADOR?



Un bioindicador es un indicador consistente en una especie vegetal, hongo o animal; o formado por un grupo de especies (grupo eco-sociológico) o agrupación vegetal cuya presencia (o estado) nos da información sobre ciertas características ecológicas, es decir, (físico-químicas, micro-climáticas, biológicas y funcionales), del medio ambiente, o sobre el impacto de ciertas prácticas en el medio. Se utilizan sobre todo para la evaluación ambiental (seguimiento del estado del medio ambiente, o de la eficacia de las medidas compensatorias, o restauradoras).
Un organismo se considera bioindicador siempre y cuando se conozca el grado de tolerancia del mismo, no todos pueden darnos información debido a sus hábitos alimentarios o su ciclo de vida.

Propiedades de un buen bioindicador:

  1. Debe estar suficiente (normalmente, o anormalmente) disperso en el territorio y ser relativamente abundante y, si es posible, fácilmente detectable.
  2. A menos que se quiera medir la movilidad de las especies, debe ser lo más sedentario posible para reflejar las condiciones locales.
  3. Debe tener un tamaño que permita el estudio de los diferentes tejidos y sus componentes (músculos, huesos, los órganos en el caso de un animal ..).
  4. Debe tolerar los contaminantes en concentraciones similares a las observadas en el medio ambiente contaminado, sin efectos letales.
  5. También debe sobrevivir fuera del medio natural y tolerar las diferentes condiciones de laboratorio (pH, temperatura, ...).
A grandes rasgos podemos clasificarlos en 3 grupos: de aire, agua y suelo (en los que nos centraremos posteriormente).