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Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura -

III ENCUENTRO DE LAS AGUAS: AGUA VIDA Y DESARROLLO 24 al 26 de Octubre de 2001 Santiago - Chile

MONTAJE Y PUESTA EN MARCHA DE UN LABORATORIO DE BIOENSAYOS PARA EVALUAR LA TOXICIDAD DE LAS AGUAS A NIVEL LOCAL. MUNICIPALIDAD DE PUDAHUEL – SANTIAGO - CHILE N. Matus L. & E. Faúndez H.

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Septiembre 2001 –

III ENCUENTRO DE LAS AGUAS: AGUA, VIDA Y DESARROLLO 24 AL 26 de Octubre de 2001 Santiago - Chile MONTAJE Y PUESTA EN MARCHA DE UN LABORATORIO DE BIOENSAYOS PARA EVALUAR LA TOXICIDAD DE LAS AGUAS A NIVEL LOCAL. MUNICIPALIDAD DE PUDAHUEL – SANTIAGO - CHILE* N. Matus L. & E. Faúndez H.

Departamento Medio Ambiente, Municipalidad de Pudahuel Los Ediles 717, Pudahuel. Santiago, Chile e-mail: [email protected]

RESUMEN Pudahuel es una comuna ubicada geográficamente en un área de desplazamiento de cursos de agua y los esteros que la atraviesan reciben, aguas arriba, diversos tipos de descargas, además de un considerable aporte de residuos líquidos industriales (Riles), en su mayoría sin tratamiento. Este tipo de descargas afecta principalmente al estero Las Cruces, cuyas aguas son utilizadas, sin mayor control, en diversas actividades y, eventualmente, para la recreación con contacto directo. Durante junio de 1999, se produjo en el estero Las Cruces una emergencia ambiental. En dicha oportunidad se realizó un levantamiento sanitario puntual, el cual demostró que a partir del punto de descarga de Riles el agua adquiría sustancial incremento de la turbiedad, de la materia

orgánica, disminución del oxígeno disuelto, y actividad tóxica asociada probablemente a la presencia de metales (SESMA) [1]. Los planes de vigilancia que efectúan las autoridades sanitarias sólo contemplan análisis físico-químico y bacteriológicos de las aguas, no considerándose la evaluación de posibles tóxicos de origen químico presentes en los cursos de agua. Lo anterior nos llevó a plantearnos la necesidad de montar, a nivel local, un laboratorio de bioensayos que permitiera realizar un estudio piloto en las aguas superficiales de la zona nor-poniente de la ciudad de Santiago -comunas de Quilicura y Pudahuel- para detectar, mediante bioensayos, actividad tóxica global de origen químico. Palabras Claves: Bioensayos, Contaminación, Ecosistemas Acuáticos, Toxicidad, Residuos Líquidos Industriales. Introducción La zona nor-poniente de la ciudad de Santiago es atravesada por varios cursos de agua que reciben diversos tipos de descargas, además de un considerable aporte de residuos líquidos industriales (Riles), en su mayoría sin tratamiento. Estas aguas son utilizadas, sin mayor control, en diversas actividades y, eventualmente, para la recreación con contacto directo. En esta área residen aproximadamente 7.000 habitantes. De acuerdo a diversos análisis efectuados por las autoridades sanitarias y ambientales, se ha logrado detectar que a partir del punto de descarga de Riles el agua adquiere sustancial incremento de la turbiedad y de la materia orgánica, disminución del oxígeno disuelto, y actividad tóxica asociada probablemente a la presencia de metales (SESMA, 1999) [2]. Objetivo General ?

Realización de un estudio piloto en las aguas superficiales del sector norponiente de la ciudad de Santiago –comuna de Pudahuel- para detectar actividad tóxica global de origen químico, mediante bioensayos.

Objetivos Específicos ?

Montaje y habilitación un laboratorio de bioensayos.

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Selección puntos de monitoreo para la toma de muestras.

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Ejecución de bioensayos de toxicidad aguda a través de pruebas de toxicidad con Hydra attenuata y Daphnia magna y pruebas con Lactuca sativa.

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Generación de información que aporte al establecimiento de Normas Secundarias de Calidad del Agua, relativas a la toxicidad de origen químico en aguas superficiales.

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Difusión de los logros alcanzados a otras Municipalidades en situación de contaminación hídrica similar.

Metodología Realización de muestreos compuestos, con frecuencia mensual durante 4 meses, en cinco puntos de monitoreo en el estero Las Cruces, curso de agua mayormente afectado por la contaminación de origen industrial. Se trabajó con los siguientes bioensayos: · · ·

Prueba de toxicidad aguda y subletal con Hydra attenuata Prueba de toxicidad aguda con Daphnia magna Prueba con semilla de lechuga (Lactuca sativa)

La metodología para aplicar estos ensayos es la descrita en los protocolos recomendados por la Red Internacional WATERTOX. Resultados Alcanzados Montaje y puesta en marcha Laboratorio de Bioensayos

Vista parcial laboratorio bioensayos (área cultivos Daphnia magna y Hydra attenuata) Realización Carta Control de Sensibilidad Se efectuaron cartas control con Daphnia magna, Hydra attenuata y Lactuca sativa. (Anexo 1: Gráficos 1, 2 y 3) Realización Ejercicio con Muestras Ciegas Dentro de los controles de calidad que se incluyeron en la realización de las pruebas de toxicidad, se debieron efectuar los ejercicios con muestras ciegas, las cuales fueron proporcionadas por IDRC Canadá. El objetivo de este ejercicio es identificar posibles dificultades en su manejo y de verificar el avance en al transferencia de las distintas técnicas. (Anexo 3)

Realización y Análisis de Muestras Ambientales A partir del mes de abril se han efectuado 8 campañas de monitoreo en 5 puntos de muestreo a lo largo del estero Las Cruces, además de una muestra en el estero Lampa (con camino Lo Echevers) y otra de agua de pozo 86 m. (Anexo 2)

Puntos de monitoreo estero Las Cruces

Estero Las Cruces (punto monitoreo 5)

Estero Las Cruces (antes y después de descarga Riles)

Resultados a partir de pruebas ambientales con Lactuca sativa (120 h.) De los 11 bioensayos realizados con Lactuca sativa sólo 6 arrojaron algún porcentaje de inhibición (entre 5,7 a 34,8%) Los mayores porcentajes de inhibición se detectaron en el punto de muestreo localizado 100 metros aguas abajo de la zona de descarga de residuos industriales líquidos, tanto para aquellas concentraciones de 50 como 100%. (Anexo 2, Gráfico 4) Resultados a partir de pruebas ambientales con Hydra attenuata (96 h.) Con Hydra attenuata sólo se realizaron 5 bioensayos, considerando los 5 puntos de muestreo en el estero Las Cruces. A las 96 h. se detectó un cien por cien de letalidad en 3 de estos bioensayos para aquellas concentraciones de 100%. En el caso de las muestras concentradas al 50% sólo se detectó letalidad en dos bioensayos: 100 m. aguas abajo de la zona de descarga de residuos industriales líquidos y estero Las Cruces con Peralito. (Anexo 2, Gráfico 5) Resultados a partir de pruebas ambientales con Daphnia magna (48 h.) Se realizaron 11 bioensayos con Daphnia magna no detectándose en ninguno de éstos toxicidad, tanto para las concentraciones de 50 como 100%. (Anexo 2, Gráfico 6)

Comentarios Los resultados de los bioensayos arrojaron importantes variaciones tanto con relación al tipo de organismo o vegetal utilizado como a los diferentes puntos de muestreo considerados. Así, los mayores porcentajes de inhibición o letalidad –toxicidad- se detectaron a través de la Hydra attenuata, ya que ésta presentó una letalidad a las 96 h. de 100% en 3 de los 5 bioensayos realizados, correspondiendo todos estos resultados a la concentración de cien por cien. Por su parte, los bioensayos con Lactuca sativa también indicaron algún grado de toxicidad. Así, el 50% de los bioensayos arrojaron inhibición en el crecimiento de la raíz, tanto en las muestras concentradas al 50 como 100%, siendo mayor el porcentaje de inhibición en esta última concentración. Con relación a los puntos de muestreo, se observa que los bioensayos que arrojaron mayores porcentajes de inhibición corresponden, en el caso de la Lactuca sativa, al punto de muestreo ubicado 100 metros aguas abajo de la zona de descarga de residuos líquidos. Otros dos puntos de muestreo que indican algún grado de toxicidad son el estero Lampa y estero Las Cruces con camino Lo Echevers. En cambio, los bioensayos con Hydra attenuata arrojaron letalidad a las 96 h. tanto en el punto de muestreo aguas abajo de la zona de descarga de residuos industriales líquidos como en los puntos de muestreo 3 y 4 (estero Las Cruces con Lo Echevers y con Peralito) Los bioensayos efectuados con Daphnia magna no arrojaron inhibición en ninguna de las 11 muestras analizadas, tanto para las concentraciones de 50 como 100%.

A modo de conclusión Se puede señalar que la variación en las respuestas de inhibición o letalidad de los organismos utilizados en los bioensayos están indicando que éstos presentan una sensibilidad diferenciada frente a los tóxicos existentes en las aguas sujetas a evaluación. Así, los ejercicios realizados con las muestras ambientales provenientes del estero Las Cruces indicaron que frente a la presencia de tóxicos la Hydra attenuata es el organismo que presenta una mayor sensibilidad, debido a que un porcentaje considerable -sino el cien por cien-, experimentó mortalidad a las 96 h. En el extremo opuesto está la Daphnia magna, cuyos neonatos, al cabo de las 48 h. y sometidos a las mismas muestras ambientales, no experimentan mortalidad alguna. Con relación a los puntos de muestreo, se observa que los bioensayos que arrojaron los mayores porcentajes de inhibición corresponden, en el caso de la Lactuca sativa, al punto de muestreo ubicado 100 metros aguas abajo de la zona de descarga de residuos industriales líquidos. Otros dos puntos de muestreo que inciden en la inhibición de la raíz son los situados en el estero Lampa y estero Las Cruces, ambos con camino Lo Echevers. En cambio, los bioensayos realizados con Hydra attenuata arrojaron letalidad a las 96 h. tanto en el punto de muestreo aguas abajo de la zona de descarga de residuos industriales líquidos como en aquellos puntos situados a lo largo del estero Las Cruces (con camino Lo Echevers y sector de Peralito) Los puntos de muestreo que arrojaron total ausencia de toxicidad tanto en los bioensayos con Lactuca como Daphnia y Hydra son los correspondientes al agua de pozo -situado éste a un costado del estero Lampa con camino Lo Echevers -, y al punto de monitoreo correspondiente al estero Las Cruces con puente Noviciado. Resultados y Discusión Limitaciones de tiempo, financieras y de infraestructura. El hecho de que Pudahuel no contara desde un comienzo con un laboratorio para la ejecución de los bioensayos, implicó no sólo un retraso en el inicio del proyecto sino que también un retraso en el proceso de aprendizaje y apropiación de la metodología y tecnología transferida en el primer taller efectuado en la ciudad de La Plata (Argentina, Mayo 2000), perjudicando con ello los resultados de los primeros bioensayos (confiabilidad y validez), más específicamente, los ejercicios con los tóxicos de referencia (carta control) para la Lactuca sativa y Daphnia magna, ejercicios que debieron repetirse hasta obtener resultados confiables. A lo anterior hay se suma la carencia de un stock suficiente de materiales y reactivos, agua destilada y determinados instrumentos, lo que en un comienzo jugo en contra de una aprehensión más rápida y efectiva de la técnica de aplicación de bioensayos. Las limitaciones señaladas no significaron que no se haya logrado incorporar y aprehender la metodología y técnica en bioensayos, sino que dicho aprendizaje se vio

retrasado, implicando este retraso un costo, traducido éste en tiempo, confiabilidad y validez de los primeros bioensayos. A pesar de estas limitaciones, el proyecto se sobrepuso tanto a las restricciones de tiempo y financieras, lográndose la consecución de parte importante de los objetivos planteados.

Limitaciones de Infraestructura Para la ubicación definitiva del Laboratorio de Bioensayos –en dependencias de la municipalidad de Pudahuel- se tuvo presente la posibilidad de que este espacio se convirtiera en un lugar abierto para las escuelas municipales de la comuna, tan carentes de infraestructura para la investigación aplicada. Así, los profesores dispondrán de un espacio para que sus alumnos experimenten e investiguen el medio ambiente desde lo local [3]. Si bien es cierto que a la fecha el Laboratorio de Bioensayos no cuenta con equipamiento de mayor envergadura (autoc lave, equipo agua destilada, pesa analítica, oxigenó metro, entre otros materiales), sí dispone de aquellas condiciones mínimas que aseguren la confiabilidad y validez de los análisis de toxicidad aguda por medio bioensayos (aire acondicionado, iluminación natural y artificial adecuada, aislación de muros y techo, aislamiento del medio exterior a través de ventanas selladas y doble entrada, lavaplatos doble, mesones, etc.)[4]. Acciones Pendientes Debido a las restricciones antes expuestas -de tiempo, financieras, falta experiencia y de infraestructura-, quedaron pendientes las siguientes actividades: ? ?

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Realización y Análisis de Muestras Ambientales en las estaciones de control (estero Colina y estero Lampa) Evaluación y sistematización de la experiencia con el objeto de evaluar la replicabilidad de éste en otras comunas, así como la sistematización de aquella información que pudiera contribuir al establecimiento de Normas Secundarias de Calidad del Agua, relativas a la toxicidad de origen químico en aguas superficiales. Capacitación a técnicos y profesionales del área de Medio Ambiente de la Municipalidad de Pudahuel, en la aplicación del uso de bioensayos como herramienta simple para evaluar la dispersión de tóxicos por el medio acuático. Difusión de los logros alcanzados a otras Municipios cuyos cursos de aguas presenten una situación de contaminación similar.

ANEXO 1: CARTAS CONTROL Carta Control Daphnia magna 48 h. (Cr+ 6) 48 h. (Cr+6)

Gráfico 1: Carta Control Daphnia magna

Test # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Date

28/02/01 05/03/01 06/03/01 13/03/01 14/03/01 22/03/01 28/03/01 08/05/01 11/07/01 18/07/01 25/07/01 31/07/01 14/08/01 22/08/01 28/08/01 X S 2S X + 2S X - 2S C.V (%)

IC 50-48 h (mg/L) K2Cr2O7 0.53 0.55 0.52 0.54 0.63 0.52 0.52 0.37 0.40 0.35 0.42 0.48 0.50 0.50 0.42 0.48 0.08 0.15 0.64 0.33 15.79

Cr +6 0.10 0.10 0.09 0.10 0.11 0.09 0.09 0.07 0.07 0.06 0.08 0.09 0.09 0.09 0.08 0.09 0.01 0.03 0.11 0.06 15.16

Carta Control Hydra attenuata 96 h. (Cr+ 6) 96 h. (Cr +6)

IC 50-96 h Test Date (mg/L) # K2Cr2O7 Cr +6 1 09/07/01 8.07 1.45 2 16/07/01 7.53 1.35 3 23/07/01 8.61 1.55 4 30/07/01 9.58 1.72 5 06/08/01 9.56 1.72 6 13/08/01 9.32 1.68 X 8.78 1.58 S 0.85 0.15 2S 1.71 0.31 X + 2S 10.48 1.89 X - 2S 7.07 1.27 C.V (%) 9.71 9.81

Gráfico 2: Carta Control Hydra attenuata

Carta Control Lactuca sativa 120 h. (Zinc ppm) Test # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Date 31/01/01 01/02/01 21/02/01 22/02/01 23/02/01 28/02/01 01/03/01 02/03/01 07/03/01 09/03/01 14/03/01 16/03/01 21/03/01 22/03/01 23/03/01 05/04/01 17/05/01 23/05/01 07/06/01 12/07/01 26/07/01 09/08/01 16/08/01 X S 2S X + 2S X - 2S C.V (%)

Zinc (ppm) IC 120 h 55.70 53.90 67.50 63.10 66.30 69.10 64.70 80.30 81.90 81.80 44.70 48.30 66.10 75.90 62.30 66.20 81.70 50.00 86.30 69.20 58.60 52.94 52.71 65.18 12.01 24.01 89.20 41.17 18.42

ANEXO 2: MUESTRAS AMBIENTALES

Gráfico 3: Carta Control Lactuca sativa 120 h.

Gráfico 4: Resultados muestras ambientales con Lactuca sativa (120 h.) Estero Las Cruces. Comunas de Quilicura y Pudahuel

Gráfico 5: Resultados muestras ambientales con Hidra attenuata (96 h.) Estero Las Cruces. Comunas de Quilicura y Pudahuel

Gráfico 6: Resumen resultados muestras ambientales con Lactuca sativa, Daphnia magna, Hydra attenuata. Estero Las Cruces. Comunas de Quilicura y Pudahuel

ANEXO 3: MUESTRAS CIEGAS - EJERCICIO DE INTERCALIBRACION [5]

1. Identificación de las muestras ciegas N° MUESTRA

1 2 3 4

DESCRIPCION

Mercurio Oxido de 4-nitroquinilina Metolaclor 2,4 – Dinitrofenol

CONCENTRACIÓN

5 ppm 2 ppm 45 ppm 2 ppm

5 6

Lindano Agua moderadamente dura

20 ppm

2. Clave Laboratorio [6] Municipio : Pudahuel – Chile Número Laboratorio: 4 Resultados Muestras Ciegas 1. Lactuca sativa Watertox Municipalities - blind samples - Germination tests Analysis of root length distributions Root length variability in controls CONTROL TYPE CITY CV (%) Negative 1 20.6 Negative 2 15.0 Negative 3 16.1 Negative 4 13.2 Negative 5 12.3 Positive 1 19.0 Positive 2 24.2 Positive 3 35.7 Positive 4 13.5 Positive 5 22.2

Watertox Municipalities - blind samples - Germination tests - False positives Blind negatives (sample 6) toxic response detection (p