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Bioensayos para la Evaluación
Ecotoxicológica de la Calidad del
Agua de la Cuenca Hidrográfica Rapel
1855-11020-LP08
FACULTAD DE RECURSOS NATURALES
ESCUELA DE CIENCIAS. AMBIENTALES
Laboratorio Ecotoxicología y Monitoreo Ambiental
Laboratorio de Limnología y Recursos Hídricos
Abril, 2010
INFORME FINAL
Informe Final “Bioensayos para la Evaluación Toxicológica de la Calidad del Agua de la Cuenca Hidrográfica del Rapel”
Manuel Montt 056 – Casilla 15-D – Temuco - 056-45-205432-Fax: 205430 Temuco – Chile Página 2 de 120
EQUIPO DE TRABAJO
Director Proyecto: Dr. David Figueroa Hernández
Laboratorios de Ecotoxicología y Monitoreo Ambiental & Limnología y Recursos Hídricos.
Escuela de Ciencias Ambientales, Facultad de recursos Naturales. Universidad Católica de
Temuco, Manuel Montt 56, Casilla 15-D, Temuco, Chile. [email protected]
Equipo de trabajo
Dr. Francisco Ramón Encina Montoya
Laboratorio Ecotoxicología y Monitoreo Ambiental
Escuela de Ciencias Ambientales
Facultad de Recursos Naturales
Dr. David Figueroa Hernández
Laboratorio de Limnología y Recursos Hídricos
Escuela de Ciencias Ambientales
Facultad de Recursos Naturales
Ing. Acuicultura Carlos Felipe Aguayo Arias
Laboratorio Ecotoxicología y Monitoreo Ambiental
Laboratorio de Limnología y Recursos Hídricos
Escuela de Ciencias Ambientales
Facultad de Recursos Naturales
Lic. en RRNN Carolina Soto Vidal
Laboratorio Ecotoxicología y Monitoreo Ambiental
Escuela de Ciencias Ambientales
Facultad de Recursos Naturales
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Edith Méndez
Químico Laboratorista
Laboratorio Ecotoxicología y Monitoreo Ambiental
Escuela de Ciencias Ambientales
Facultad de Recursos Naturales
Asistentes
Juan Alejandro Norambuena Santibáñez
Laboratorio Ecotoxicología y Monitoreo Ambiental
Escuela de Ciencias Ambientales
Facultad de Recursos Naturales
Paulo Valdivia
Laboratorio de Limnología y Recursos Hídricos
Escuela de Ciencias Ambientales
Facultad de Recursos Naturales
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INDICE
i. Portada 1
ii. Equipo de trabajo 2
iii. Índice 5
RESUMEN EJECUTIVO 9
I. INTRODUCCION 14
II. OBJETIVOS 16
III. MATERIALES Y METODOS 17
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 49
V. CONCLUSIONES 115
VI. BIBLIOGRAFIA 119
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla I. Cálculos Previos Bioensayos Microalga Selenastrum capricornutum. 22
Tabla II. Resumen de las condiciones en que fueron llevados a cabo los bioensayos. 22
Tabla III. Cálculos Previos Bioensayos Daphnia obtusa. 24
Tabla IV. Resumen de las condiciones en que fueron llevados a cabo los bioensayos. 25
Tabla V. Cálculos previos bioensayos Oncorhynchus mykiss. 26
Tabla VI. Consideraciones generales para bioensayos con peces según EPA (1998). 27
Tabla VII. Caudales medios (m3/seg) mensuales registrados por DGA durante el período año 2004. Fuente: DGA (2004).
30
Tabla VIII. Condiciones generales del bioensayo 40
Tabla IX. Concentraciones probadas en bioensayos de invertebrados bentónicos 41
Tabla X. Consideraciones generales para bioensayos con peces según EPA (1998). 44
Tabla XI Concentraciones probadas en bioensayos de peces nativos 44
Tabla XII. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de invierno (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco).
49
Tabla XII. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de invierno (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco). 50
Tabla XIV. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de otoño (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco).
50
Tabla XV. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de otoño (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco).
51
Tabla XVI. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de verano (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco).
51
Tabla XVII. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de verano (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco).
52
Tabla XVIII. Resultados de bioensayos en Selenastrum capricornutum para puntos de muestreo en la cuenca Rapel 54
Tabla XIX. Resultados de bioensayos en Daphnia obtusa para puntos de muestreo de la cuenca Rapel. 55
Tabla XX. Resultados de bioensayos en Oncorhynchus mykiss de la cuenca Rapel. 56
Tabla XXI. Matriz de correlación estaciones (muestreo otoño). 57
Tabla XXII. Nivel similaridad como coeficiente de correlación de Pearson con un umbral de similitud del 0,7 58
Tabla XXIII. Matriz de correlación estaciones en época de invierno. 65
Tabla XXIV. Estaciones con toxicidad en Selenastrum capricornutum, Daphnia pulex y Daphnia obtusa en época de otoño sometidas a TIE (Identificación de la Toxicidad).
69
Tabla XXV. Estaciones con toxicidad en Selenastrum capricornutum, en época de invierno sometidas a TIE (Identificación de la Toxicidad).
70
Tabla XXVI. Estaciones con toxicidad en Selenastrum capricornutum y Daphnia obtusa en época de verano sometidas a TIE (Identificación de la Toxicidad).
71
Tabla XXVII. Diferencia en análisis químico entre muestras sometidas a quelación y sin tratar para determinación de fierro
72
Tabla XXVIII. Resumen de bioensayos realizados con invertebrados bentónicos. 73
Tabla XXIX. Primeras concentraciones para cada metal sometido a bioensayo 74
Tabla XXX. Segundas concentraciones para cada metal sometido a bioensayo 75
Tabla XXXI. Terceras concentraciones evaluadas para cada metal sometido a bioensayo 76
Tabla XXXII. LC50 calculado para la familia Leptophlebiidae 77
Tabla XXXIII. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos, con los parámetros fisicoquímicos muestreados en otoño en la cuenca.
80
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Tabla XXXIV. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos, con los parámetros fisicoquímicos muestreados en invierno en la cuenca. 81
Tabla XXXV. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos, con los parámetros muestreados en otoño en la cuenca y con las concentraciones propuestas de Norma de Calidad Secundaria del rio Cachapoal
82
Tabla XXXVI. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos, con los parámetros muestreados en invierno en la cuenca y con las concentraciones propuestas de Norma de Calidad Secundaria del rio Cachapoal
82
Tabla XXXVII. Resumen de bioensayos realizados con Peces Nativos (Galaxias maculatus). 83
Tabla XXXVIII. Primeras Concentraciones evaluadas para cada metal sometido a bioensayo peces nativos 84
Tabla XXXIX. Segunda Concentraciones evaluadas para cada metal sometida a bioensayo peces nativos
84
Tabla XL. LC50 calculados para peces nativos (Galaxias maculatus) 86
Tabla XLI. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos con Galaxias maculatus, con los parámetros fisicoquímicos muestreados en otoño en la cuenca.
88
Tabla XLII. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos con Galaxias maculatus, con los parámetros fisicoquímicos muestreados en invierno en la cuenca.
89
Tabla XLIII. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos con Galaxias maculatus, con los parámetros muestreados en otoño en la cuenca y con las concentraciones propuestas de Norma de Calidad Secundaria del rio Cachapoal
90
Tabla XLIV. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos con Galaxias maculatus, con los parámetros muestreados en invierno en la cuenca y con las concentraciones propuestas de Norma de Calidad Secundaria del rio Cachapoal
90
Tabla XLV. Parámetros físico químicos del río Codihue época de muestreo. 92
Tabla XLVI.- Distribución de oviposturas en placas petri 97
Tabla XLVII. Resumen descriptivo de los metales seleccionados en la cuenca Rapel. 104
Tabla XLVIII. Resumen de valores de LC50 de Aluminio para especies estandarizadas Base EPA US. 106
Tabla XLIX. Resumen de valores de LC50 de Cobre para especies estandarizadas Base EPA US. 106
Tabla L. Resumen de valores de LC50 de Fierro para especies estandarizadas Base EPA US. 107
Tabla LI. Resumen de valores de LC50 de Manganeso para especies estandarizadas Base EPA US. 107
Tabla LII. Resumen de valores de LC50 de Zinc para especies estandarizadas Base EPA US. 108
Tabla LIII. LC 50 promedios de especies nativas y estandarizadas para la cuenca Rapel. 109
Tabla LIV. Determinación del Cociente de Riesgo Determinística considerando concentraciones mínimas, medias y máximas y un Factor de Seguridad (FS) de 2
110
Tabla LV. Estimación del nivel de protección (%sp p.=% de especies protegidas) por tramo para los límites máximos propuestos en la Norma de Calidad Secundaria de la Cuenca del Rapel
114
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INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Bioensayo en Selenastrum capricornutum. 21
Figura 2. Bioensayo con Daphnia obtusa. 25
Figura 3. Bioensayos con Oncorhynchus mykiss. 26
Figura 4. Ubicación del lugar de recolección de especies nativas 29
Figura 5. Sistemas de recolección y selección de especies 31
Figura 6. Sistemas de transporte y envases de traslados de especies 31
Figura 7. Sector de recolección de peces nativos Galaxias maculatus. 32
Figura 8. Acondicionamiento de peces en Laboratorio 34
Figura 9. Ejemplar de correspondiente a la familia Baetidae 36
Figura 10. Ejemplar de correspondiente a la familia Leptophlebiidae 37
Figura 11. Disposición de envases bioensayo con invertebrado bentónicos nativos 39
Figura 12. Sistema implementado para realizar bioensayos con invertebrado bentónicos nativos 39
Figura 13. Sistema batería de bioensayos implementada en laboratorio 40
Figura 14. Disposición de peces sometidos a bioensayos 43
Figura 15 Acuarios donde se realizan bioensayos peces. 43
Figura 16. Materiales usados en terreno 46
Figura 17. Recolección de larvas desde muestras de río 46
Figura 18. Sistema de transporte de larvas e instrumentos de medición 47
Figura 19. Análisis de componentes principales (ACP), de los perfiles físico químicos de las estaciones y toxicidad aguda en Selenastrum. Los valores de los parámetros fueron transformados mediante ln(x+1). Rotación Varimax La varianza explicada por F1 y F2 es del 75%.
59
Figura 20. Concentraciones de aluminio (Al) muestreo de otoño asociado a Oncorhynchus mykiss. 60
Figura 21. Concentraciones de aluminio (Al) muestreo de otoño asociado a Daphnia pulex. 60
Figura 22. Concentraciones de fierro (Fe) asociado a Daphnia pulex. 61
Figura 23. Concentraciones de fierro (Fe) asociado a Oncorhynchus mykiss. 61
Figura 24. Concentraciones de manganeso (Mn) asociado a Daphnia pulex. 62
Figura 25. Concentraciones de manganeso (Mn) asociado a Oncorhynchus mykiss. 62
Figura 26. Concentraciones de cobre (Cu) asociado a Daphnia pulex, Oncorhynchus mykiss. 63
Figura 27. Concentraciones de cobre (Cu) asociado a Ephemeroptera. 63
Figura 28. Concentraciones de cobre (Cu) asociado a Trichoptera. 64
Figura 29. Concentraciones de cobre (Cu) asociado a Plecoptera. 64
Figura 30. Análisis de componentes principales (ACP), de los perfiles físico químicos de las estaciones y
toxicidad aguda en Selenastrum capricornutum. Los valores de los parámetros fueron transformados
mediante ln(x+1). La varianza explicada por F1 y F2 es del 65%.
66
Figura 31. Análisis de componentes principales (ACP), de los perfiles físico químicos de las estaciones y
toxicidad aguda en Selenastrum capricornutum. Los valores de los parámetros fueron transformados
mediante ln(x+1). La varianza explicada por F1 y F2 es del 55%.
67
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Figura 32. Efecto de exposición de Galaxias maculatus expuestos a las concentraciones de 4 a 6 mg/l de Cu y Zn 85
Figura 33. Vista general río Codihue 92
Figura 34. Materiales para terreno 93
Figura 35. Separación de larvas en laboratorio 94
Figura 36. Sistemas de mantención de larvas 95
Figura 37. Elementos utilizados en la preparación del sustrato para mantención de larvas. 95
Figura 38. Oviposturas (huevos) obtenidas del río Codihue 97
Figura 39. Obtención de adultos 98
Figura 40.Ovipostura mostrando el detalle de disposición de huevos 98
Figura 41. Seguimiento del desarrollo del huevo 99
Figura 42. Sistema de mantención de larvas 100
Figura 43. Larva de 48 horas mantenida en condiciones controladas 100
Figura 44. Desarrollo de larvas bajo condiciones de laboratorio 101
Figura 45. Desarrollo metodológico empleado en este estudio 103
Figura 46. Concentración estacional de aluminio, cobre, hierro, manganeso y zinc a lo largo de la Cuenca Rapel.
105
Figura 47. Relación entre la Concentración de Al y % Especies protegidas 111
Figura 48. Relación entre la Concentración de Cu y % Especies protegidas 112
Figura 49. Relación entre la Concentración de Fe y % Especies protegidas 112
Figura 50. Relación entre la Concentración de Mn y % Especies protegidas 113
Figura 51. Relación entre la Concentración de Zn y % Especies protegidas 113
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RESUMEN EJECUTIVO.
La cuenca del río Rapel, es la cuenca más importante de la región del Libertador Bernardo
O’Higgins, la que destaca por la diversidad de actividades productivas que hacen uso de
los recursos hídricos de ella (Minería, agricultura, actividad, turismo, agroindustria, etc.).
En este contexto, se ha priorizado en el desarrollo de Normas Secundarias de Calidad
Ambiental en las subcuencas de Rapel; Cachapoal y Tinguiririca, cuyo objetivo es
proteger, mantener y/o recuperar la calidad de las aguas continentales superficiales, de
manera de salvaguardar el aprovechamiento del recurso hídrico, las comunidades
acuáticas y los ecosistemas, maximizando los beneficios ambientales, sociales y
económicos.
Una herramienta efectiva es la incorporación de la Evaluación de Riesgo Ecológico que
permite realizar una predicción temprana y económica del riesgo ecológico a un nivel
aceptable de certeza, constituyendo una herramienta confiable para la toma de decisiones
en cuanto a regulación, control y fiscalización para la protección de los ecosistemas
(ASTM, 1988; Vighi, 1989). Esta evaluación incluye, la identificación del peligro, la
evaluación del efecto, la evaluación de la exposición, y finalmente, la caracterización del
riesgo.
Este estudio tiene por finalidad determinar información ecotoxicológica clave para la
cuenca del río Rapel, lo cual es relevante para el establecimiento de criterios de calidad
para contaminantes prioritarios. Todo lo anterior, conducente a la elaboración de un
protocolo de bioensayos, a través recopilación, análisis y discusión mediante un enfoque
de análisis de riesgo los antecedentes técnicos y científicos existentes para ser
incorporado en cada NCAS, permitiendo asegurar la gestión para el uso sustentable del
recurso.
En una primera etapa se implemento bioensayos de toxicidad como una herramienta que
permite cuantificar y obtener el nivel de toxicidad del agua del río en un total de 18
puntos de muestro correspondientes al área de estudio de la cuenca del Rapel. Los
bioensayos de toxicidad se desarrollaron con 3 especies de diferentes niveles tróficos
(Selenastrum capricornutum, Daphnia obtusa y Oncorynchus mykiss).
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Como resultado de los bioensayos de especies estandarizadas se detectaron efectos
agudos con D. obtusa en el muestreo de otoño en las estaciones AV-10 y CO-10. Los
bioensayos con Selenastrum capricornutum se encontraron efectos agudos en las
estaciones CA-20, CO-10, CL-10(ca), CL-10, TI-40, RA-30 y RA-40 en época de otoño,
para la misma época se con O. mykiss se detectaron efectos agudos en las muestras CA-
30, CA-40, ZA-10, RA-30 y RA-40.
Distinta situación se experimento en época de invierno donde D.obtusa, D. pulex y O.
mykiss no se detectaron efectos agudos en todas las estaciones, siendo más sensibles la
especie S. capricornutum la cual presento efectos agudos en los bioensayos con en las
estaciones CA-40, TI-10 y LC-10.
Los análisis correlaciónales efectuados entre los parámetros químicos (data proveniente
de ESSBIO) y las mortalidades constatadas en los bioensayos de S. capricornutum
revelan una correlación de toxicidad asociada directamente a plomo, niquel y zinc siendo
coincidente con los valores de LC50 registrados en la literatura. También se observo
correlación de toxicidad asociada a Arsénico, Mercurio, Manganeso y Selenio, sin embargo
los valores de LC50 de la literatura se escapan de los rangos obtenidos en este estudio.
Estos resultados (de invierno) son diferentes a los registrados durante el monitoreo de
otoño en donde la toxicidad se asocio a Hierro, Cobre, Manganeso y Aluminio. En verano
los metales causantes de la toxicidad son coincidentes a los registrados tanto en el
periodo de otoño e invierno.
Mediante la metodología de quelación utilizando EDTA. Los resultados indican que en
otoño, invierno y verano, la toxicidad detectada en la mayoría de las estaciones de
muestreos fue causada por los metales. Sin embargo, la toxicidad detectada en la parte
baja de la cuenca Rapel está asociada con compuestos orgánicos (NO2, NO3, Amonio
entre otros compuestos).
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En una segunda fase se realizaron bioensayos con especies nativas. Los resultados
obtenidos en los monitoreos de otoño e invierno de 2009, se detecto toxicidad aguda
atribuida a los metales, a través del análisis correlacional (toxicidad y parámetros físico
químico), se estimo que los metales causantes de la toxicidad correspondieron a:
Aluminio; Arsénico; Cobre; Hierro; Manganeso y Zinc. Para estos metales se realizaron
bioensayos de toxicidad con especímenes de invertebrados bentónicos del Orden
Ephemeroptera con sus Familias Baetidae y Leptophlebiidae. Además se seleccionaron
peces pertenecientes a la Familia Galaxiidae, de los cuales de obtuvieron los siguientes
LC50:
METALES FAMILIA TOXICIDAD LC 50
ALUMINIO 7,02 mg/l
ARSENICO 0,97 mg/l
COBRE 1,763 mg/l
FIERRO
Leptophlebiidae
5,8 mg/l
METALES ESPECIE TOXICIDAD LC 50 mg/l
ALUMINIO >6
ARSENICO 3,8
COBRE 0,55
HIERRO 8,18
MANGANESO 7,55
ZINC
Galaxias maculatus
0,79
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Mediante simulación probabilística de los LC50 y concnetración ambiental de los metales
seleccionados, se estimaron los porcentajes de especies protegidas por los niveles guía de
la Propuesta de Norma de Calidad Secundaria de la Cuenca del Cachapoal, los cuales se
muestaran el la siguiente tabla:
Parámetro CA-10 CA-20 CA-30 CA-40 CA-50 CA-60
(mg/l) NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p.
Al 5,00 67,50
Cu 1,00 3 6,00 0
Fe 5,00 83,9 20,00 41 10,00 62,93 10,00 62,93 5,00 83,93
Mn 0,48 57,64 0,20 75,53 0,61 52,65
Zn 0,12 91,6 1,00 37,5
Parámetro CA-70 PA-10 CO-10 LC-10 CL-10 CL-20
(mg/l) NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p.
Al 5,00 67,5 5,00 67,5 30,00 28 5,00 67,5 5,00 67,5 5,00 67,5
Cu 1,00 3 0,20 51 10,00 0 1,00 3,2 0,20 51 0,20 51
Fe 5,00 83,93 5,00 83,93 50,00 14,18 10,00 62,93 5,00 83,93
Mn 0,29 67,94 0,20 75,53 2,00 28,49 0,41 60,86 0,05 100 0,28 68,66
Zn 0,10 96,25 1,00 37,5 1,12 34,61 0,10 96,25 0,10 96,25
Parámetro ZA-10 RI-10 AV-10 AV-20 AV-30
(mg/l) NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p.
Al 5,00 67,5 5,00 67,5 5,00 67,5 5,00 67,5
Cu 0,20 51 0,20 51 0,20 51 0,20 51
Fe 5,00 83,93 5,00 83,93 5,00 83,93 5,00 83,93
Mn 0,20 75,53 0,20 75,53 2,00 28,49 0,02 75,53 0,02 75,53
Zn
>70% de especies protegidas
50-70 % de especies protegidas
25-50 % de especies protegidas
0-25 % de especies protegidas
Las estaciones CA-10, Ca-30, Ca-70 y CO-10 presentan criterios de calidad que protegen
menos del 25% de las especies para el Cobre. Para el caso del Hierro, la estación CO-10
presenta un porcentaje de protección bajo el 25%. Esto es concordante con los
resultados de los índices de calidad de aguas utilizando Ch- Signal del Centro EULA que
muestran una mala calidad y baja diversidad en las mismas estaciones. En el caso de
Aluminio se puede observar que se protegería entre el 50- 70% de las especies
expuestas. En tanto Manganeso como Zinc, los niveles de protección están sobre el
70%, salvo en las estaciones CO-10 y AV-10, LC-10 que los niveles de protección son
más bajos (25-50%).
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Todos éstos antecedentes permitieron realizar la estimación de niveles de protección que
efectivamente resguardan los ecosistemas, siendo base y apoyo fundamental en el
desarrollo de la Norma Secundaria de Calidad Ambiental (NSCA) para la Protección de las
Aguas. Así, el enfoque basado en la Evaluación de Riesgo Ecológico que consideró este
estudio, ha permitido incorporar no sólo criterios físico-químicos en la generación de
Normas Secundarias de Calidad Ambiental, sino también, criterios biológicos, buscando
estimar los niveles máximos de tolerancia de determinadas especies locales
representativas de este ecosistema, ello con el objetivo de proteger a las especies,
funciones y propiedades naturales asegurando el resguardo de este ecosistema en su
conjunto. Un aspecto importante en esta aproximación metodológica es que la sociedad
debe establecer los niveles de protección que quiere lograr con la norma, considerando
las prioridades de la cuenca y el valor que le asigna a la biodiversidad.
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I. INTRODUCCION
La Evaluación del Riesgo Ecológico, determina el efecto adverso que puedan ocasionar las
actividades humanas sobre los organismos que integran los ecosistemas. Es definida
formalmente como la probabilidad de que efectos ecológicos adversos puedan ocurrir o
estén ocurriendo en los organismos como resultado de la exposición a uno o más agentes
estresantes. El proceso de ERE (Evaluación del Riesgo Ecológico) permite desarrollar,
organizar y presentar información científica para la toma de decisiones relevantes en
materia ambiental. Cuando la ERE es ejecutada a nivel de cuencas hidrográficas, esta
puede ser empleado para identificar los recursos valiosos, los recursos vulnerables,
priorizar la colecta de información y establecer relaciones entre la actividad humana y los
efectos potenciales (EPA 1998).
Los ensayos de toxicidad son técnicas y herramientas que se emplean en la Evaluación
del Riesgo Ecológico, para la evaluación de los efectos tóxicos agudos o crónicos, tanto de
sustancias químicas conocidas como de muestras ambientales de composición incierta.
Estas pruebas de toxicidad tienen como objetivo medir el efecto de uno o más
contaminantes sobre las especies y consiste en la exposición de los organismos de ensayo
a concentraciones crecientes de un agente tóxico, con el objetivo de determinar algún
cambio en éstos relacionados a su supervivencia, crecimiento, reproducción,
comportamiento u otro atributo, en un cierto período de tiempo (Silva et al 2007).
Para implementar los bioensayos de toxicidad, resulta fundamental realizar
estandarizaciones que permitan establecer una metodología común en relación, tanto a
los parámetros de cultivo (reclutamiento, mantención y cultivo masivo de los organismos)
como a los experimentales, que aseguren la reproducibilidad del experimento,
permitiendo así comparar los resultados generados. Cada país debería tener métodos
estandarizados de ensayo con especies nativas propias de cada área, como ya lo han
practicado distintas entidades internacionales (USEPA, CEE, entre otras). En Chile, Silva
et al (2003) ha trabajó con el cladócero Daphnia obtusa, una especie nativa, que ha sido
ha sido estandarizada debido a sus ventajas de sensibilidad y prolificidad respecto de las
especies Daphnia magna y Daphnia pulex que actualmente conforman la norma chilena
para determinación de toxicidad aguda con este tipo de organismos (NCh 2083).
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Sin embargo los bienesayos con especies estandarizadas no siempre representan la zona
de estudio. En este sentido las especies nativas pueden ser un mejor referente a la hora
de tomar una decisión de la conservación de los ríos por lo cual se desarrolla la
posibilidad de realizar dichas pruebas con este tipo de especies, un ejemplo corresponde
a las comunidades de invertebrados bentónicos, comunidades que se encuentran en
diferentes zonas de los sistemas fluviales ya que las corrientes arrastran material de las
orillas y del fondo para ser usado como sustrato para este tipo de organismos.
La gran mayoría de los invertebrados bentónicos alrededor del 80% corresponden a
grandes grupos de artrópodos y dentro de estos los insectos y en especial sus formas
larvarias son más abundantes y serian adecuados para evaluar cambios, (Domínguez
1992) por lo cual son utilizados como indicadores biológicos debido a que presentan
varias ventajas como ;(a) presencia en prácticamente todos los sistemas acuáticos
continentales, lo cual posibilita realizar estudios comparativos; (b) su naturaleza
sedentaria, la que permite un análisis espacial de los efectos de las perturbaciones en el
ambiente; (c) los muestreos cuantitativos y análisis de las muestras, que pueden ser
realizados con equipos simples y de bajo costo, respecto a otros componentes de la biota
acuática, razones suficientes para la selección de estos organismos.
El orden Ephemeroptera el cual se compone de 57 especies, distribuidas en 25 géneros y
7 familias, con un 40% de ellas descritas a nivel de adultos y ninfas, 12% sólo por las
ninfas y 47% sólo por los adultos machos y/o hembras.(Camousseight,2006). Otro
representante de las especies nativas corresponde a las comunidades de peces nativos
como el Galaxias maculatus de amplio rango geográfico., lo que permite su utilización en
ensayos de toxicidad. De esta manera se investiga cuales son las variables a considerar
para establecer un manejo de estas especies en la ejecución de bioensayos.
En relación a las normas secundarias de calidad ambiental para aguas continentales
propuestas por CONAMA, resulta fundamental determinar la efectividad de estas en
relación al nivel de protección, mantención y recuperación de los ecosistemas acuáticos,
ya que a pesar de que por definición lo establezcan, se han excluido sistemáticamente los
criterios biológicos, que forman parte central respecto a estas normas.
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El objetivo principal de este informe fue evaluar toxicológicamente la calidad del agua de
las cuencas del Río Cachapoal y Tinguiririca. Además se entregan en este informe el
estado de avance de las actividades científicas realizado entre los meses de abril a junio
de 2009.
II. OBJETIVOS DEL PROYECTO
a) Evaluar la calidad del agua de las Cuencas del Río Cachapoal y Tinguiririca
mediante métodos toxicológicos durante el periodo de otoño, invierno y verano del
2009.
b) Correlacionar los resultados de los bioensayos toxicológicos con los parámetros
químicos de calidad de agua de ambas cuencas.
c) Determinar las condiciones óptimas para la ejecución de bioensayos con especies
nativas (comunidad de invertebrados bentónicos y peces)
d) Determinar el rango de concentraciones de metales causantes de toxicidad
empleando bioensayos con especies nativas.
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III. MATERIALES Y METODOS
Área de Estudio
La cuenca hidrográfica del Río Rapel de 13.695 km2 de superficie está ubicada en la
Región del General Libertador Bernardo O´Higgins (33°53´S; 35°01´W). El Río Rapel se
forma de la unión de los ríos Cachapoal y Tinguiririca en el lugar denominado La Junta en
la cordillera de la costa, a unos 6 kilómetros al Oeste de la localidad de Las Cabras y,
actualmente inundado por el Embalse Rapel. El Río Rapel desemboca directamente al mar
a través de un solo cauce y, en su recorrido el principal afluente es el Estero Alhué.
El Río Cachapoal nace en la cordillera de los Andes a los pies de las cumbres glaciadas
Pico del Barroco y Nevado de los Piuquenes. En el ámbito cordillerano se le unen varios
tributarios de importancia de los cuales los principales son los ríos Las Leñas, Cortaderal,
Los Cipreses y Pangal. Más abajo, cerca del valle central se une al Río Claro. Próximo a
esta última confluencia se encuentra la Central Hidroeléctrica Sauzal, de 76.000 kW de
potencia. Luego el Cachapoal recorre la depresión intermedia cerca de la ciudad de
Rancagua para luego seguir por el pie oriental de la cordillera de la costa donde recibe el
aporte del Estero La Cadena y cerca de la localidad de Peumo se le une el Río Claro. La
longitud del Río Cachapoal es de 172 km y drena una superficie de 6.370 km2.
El Río Tinguiririca también nace en la cordillera de los Andes de la confluencia de los ríos
Las Damas, que nace en el paso del mismo nombre y del Azufre que vienen del norte.
Este se forma a su vez, de la conjunción de los ríos Portillo y San José, cuyos orígenes
tienen relación con áreas englaciadas de la Sierra El Brujo. El río desde su formación
toma el rumbo al WNW, se le une al Río Claro de Rengo y mantiene dicha dirección
invariable por 56 km hasta las proximidades de la ciudad de San Fernando. Cercano a la
ciudad de Santa Cruz se le une el Estero Chimbarongo que luego de serpentear en su
propio valle termina en el Cachapoal en el Embalse Rapel. Considerando el Río del Azufre,
la longitud del Tinguiririca es de 167 km y el área drenada es de 4.730 km2.
El clima que predomina en la mayor parte de la cuenca del Río Rapel es de tipo
mediterráneo con estación seca prolongada. Además de la estación seca prolongada se
caracteriza por un invierno bien marcado con temperaturas extremas que llegan bajo los
cero grados. Las precipitaciones varían en sentido Oeste - Este.
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Desde el punto de vista geológico, en la cuenca predominan rocas sedimentarias,
volcánicas y volcano-sedimentarias. Existe influencia fuerte por el volcán Tinguiririca y en
menor medida por el volcán Palomo. Y desde el punto de vista edáfico, la Región del
General Libertador Bernardo O´Higgins muestra suelos aptos para la agricultura y la
crianza de ganado de diversos tipos, pero con notorias diferencias entre la costa y la
depresión intermedia, tanto en la cantidad de lluvias, la humedad y la oscilación térmica.
METODOLOGIA BIOENSAYOS
Los bioensayos son una herramienta que nos permite cuantificar y obtener el nivel de
toxicidad de la muestra, los ensayos realizados evalúan un total de 18 puntos de muestro
correspondientes al área de estudio de la cuenca del Rapel. Los cuales fueron analizados
a través de los parámetros físico-químicos, de acuerdo a las normas establecidas,
complementando los datos aportados con la realización de ensayos de toxicidad
desarrollados con 3 especies de diferentes eslabones del ecosistema
Elección de los organismos utilizados Los organismos que se utilizaron en el desarrollo de cada uno de los bioensayos
corresponden a Selenastrum capricornutum una alga verde (clorofita) unicelular con
forma de media luna y un volumen aproximado de entre 40 y 60 mm3, que puede
encontrarse en sistemas acuáticos epicontinentales eutróficos u oligotróficos. Cuando las
células son expuestas a muestras que contienen contaminantes tóxicos, su reproducción
se afecta, alterando la tasa de crecimiento de la población de las algas.
Un segundo organismo utilizado corresponde a la especie Daphnia obtusa, organismos
que es posible encontrar en los lagos nor Patagónicos del país, resultando, por
consiguiente, ser representativos de los ecosistemas nacionales, a diferencia de otras
especies que si bien se encuentran estandarizadas no responden a las características de
los ecosistemas estudiados y/o evaluados.
Finalmente los peces son organismos representativos de los cuerpos acuáticos y pueden
ser utilizados como indicadores de toxicidad como es la especie Oncorynchus mykiss.
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Cultivos Para el desarrollo de este estudio, se utilizaron cultivos partenogenéticos de D.obtusa se
comenzaron a partir de hembra multípara adquiridas en el Laboratorio de Biensayos de la
Universidad de Concepción, para la mantención y desarrollo de ambas especies se
utilizaron los protocolos de la APHA (1995) y NCh2083 (1999). Los bioensayos con la
microalga Selenastrum capricornutum se llevaron a cabo mediante los protocolos
establecidos en la NCh2706 (2003) y la evaluación en peces (Oncorhynchus mykiss)
según EPA (1998).
Descripción de los cultivos para Daphnia obtusa Agua de los Cultivos
Los cultivos fueron mantenidos en agua procedente del lago Calafquén, la cual fue filtrada
utilizando un filtro con un ancho de poro de 0,2 µm, con el fin de eliminar impurezas que
esta pudiera contener.
Alimentación y condiciones de los cultivos Los cultivos fueron alimentados con una dieta estandarizada basándose en el protocolo
del APHA (1995). Este alimento es una mezcla de harina de pescado, alfalfa y levadura.
Se agrego 1 mL de este alimento por cada 50 individuos en 1 L de agua cada dos días.
Los cultivos fueron mantenidos en recipientes de vidrios de 2,5 L de volumen con 1 L de
agua, que contuvieron una densidad constante de alrededor de 50 individuos. Mantener
alrededor de 10 acuarios de este tipo con la densidad antes mencionada de manera
constante e invariable, basta para realizar alrededor de cuatro bioensayos semanalmente.
Recambio del medio
El recambio del medio de los cultivos se realizó una vez por semana, con el fin de que las
condiciones fueran siempre estables y no existiera presencia de exubias o desechos de los
mismos organismos. Para ello, se separaron las daphnias utilizando una pipeta Pasteur,
los que se colocaron en una pequeña cantidad del agua del cultivo, los acuarios se
lavaron con agua corriente y luego fueron “cebadas” con agua de lago, se volvieron a
llenar con agua de lago aireada durante 24 h y los organismos se devolvieron al acuario
ya limpio. Finalmente se les suministro como alimento aquel protocolizado por la APHA
(1995).
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Condiciones físico-químicas
Los cultivos fueron mantenidos a temperatura ambiente fluctuante entre el día y la noche,
con fotoperíodo de luz natural en periodo de verano (12 horas de luz - 12 horas de
oscuridad) y con sistema de aireación mecánica.
Descripción de los cultivos para microalga Selenastrum capricornutum Se basa en la preparación de cinco soluciones, conteniendo micronutrientes (1ª) con
macronutrientes, es decir, las 4 soluciones restantes, todas ellas con las concentraciones
adecuadas para asegurar un crecimiento óptimo de las algas durante el periodo de
incubación. Para la proliferación se procede a la inoculación bajo condiciones de
esterilidad en donde El cultivo se puede iniciar a partir de cepas mantenidas en medio
sólido tomando las células con un asa y esparciéndolas en el medio nutritivo líquido, o a
partir de un cultivo líquido de algas que haya alcanzado la fase estacionaria. El medio
inoculado se coloca a 24± 2 °C dentro de una cámara con iluminación superior a 2 000
lux, manteniendo aireación permanente.
Descripción de los cultivos para peces Oncorhynchus mykiss Los organismos son expuestos a un período de aclimatación de 24 horas con el
propósito de eliminar individuos que no posean condiciones óptimas. Para una buena
mantención de los organismos de ensayo se harán recambios diarios de agua con
oxigenación constante y los peces deberán son alimentados con pellets de harina de
pescado.
Bioensayos Para el desarrollo de los 3 tipos de bioensayos de toxicidad, se emplearon microalgas,
cladóceros y peces. El primero de los bioensayos se realizó con un cultivo de
Selenastrum capricornutum siguiendo con Daphnia obtusa y por último 0ncorhynchus
mykiss.
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Realización de la prueba con microalga Selenastrum capricornutum Para cada bioensayo se utilizaron cuatro réplicas, donde para cada una hubo 5 diferentes
concentraciones más un control, es decir, agua de dilución sin presencia de tóxico alguno.
Por lo tanto, cada test implica el uso de 24 frascos de vidrio (Figura 1).Tanto el control
como las diferentes concentraciones ensayadas se realizaron en base a cálculos previos
como lo muestra la Tabla I. El agua de dilución utilizada para las pruebas o en su defecto
“relleno” corresponde al medio de cultivo de las algas, cuyo pH es de 7.5.
Figura 1. Bioensayo en Selenastrum capricornutum.
El stock de algas con el que se comienza a trabajar corresponde a 500000 Cel/ml, donde
al agregar 0.6 ml de éstas a cada uno de las réplicas ensayadas se obtendrá una
concentración inicial para la prueba de 10000 cel/ml.
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Tabla I. Cálculos Previos Bioensayos Microalga Selenastrum capricornutum.
Control 10% 25% 50% 75% 100%
Muestra (ml) 0 3 7,5 15 22,5 29,4
Relleno (ml) 29,4 26,4 21,9 14,4 6,9 0
Alícuota algas (ml)
0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
Volumen Final (ml) 30 30 30 30 30 30
Concentración Algas
10000 10000 10000 10000 10000 10000
Tabla II. Resumen de las condiciones en que fueron llevados a cabo los bioensayos.
Tipo de ensayo Estático Tiempo de exposición 72 y 96 horas
Temperatura 23°C -25°C ±2º C
Calidad de la luz Blanca fría dada por tubos
fluorescentes Fotoperíodo Iluminación continua
Volumen de las cámaras 30 mL Edad de los organismos 3-6 días
Número de concentraciones 5 mas un control Número de replicas por
concentración 4
Alimentación Ninguna Aireación no
Duración del ensayo 96 horas Respuesta Mortalidad
Criterio de aceptabilidad Hasta 10% de mortalidad en el control
Expresión de los resultados LC50
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Realización de la prueba con Daphnia obtusa
Se utilizó como agua de dilución para las pruebas, agua de lago filtrada, aireada
vigorosamente 24 horas antes, previo a su utilización se comprobó que la concentración
de oxígeno se encontrara por encima de 6 mg/L (CIID, 2004), ya que en el momento de
las pruebas toxicológicas no se ocupó sistema de aireación mecánica. No se suministró
alimentación a los neonatos en el transcurso de los bioensayos (NCh2083, 1999), en
Tabla III se muestra los cálculos previos para el bioensayos.
Cámaras de pruebas utilizadas Los frascos de vidrio utilizados en las pruebas fueron de 10 mL de volumen con una altura
de 4.7 cm. Estos frascos son usados comúnmente para almacenamientos de muestras.
Limpieza de los materiales
Previo al bioensayo se lavaron cuidadosamente las cámaras de prueba según lo
recomendado por la NCh2083 (1999), para evitar que algún residuo contenido en los
envases interfiera en los resultados de los bioensayos. Se dejaron por 24 horas en HNO3
(al 10%) y posteriormente fueron enjuagadas con agua corriente seis veces. Luego de
esto fueron dejadas en remojo por 48 horas en agua destilada haciendo recambio a las 12
horas. Antes de la realización del test fueron enjuagadas con agua de dilución, en este
caso con agua de lago filtrada, utilizada para la mantención y desarrollo de los cultivos,
así se asegura que el material de vidrio no contenga restos de ácido que puedan alterar
los resultados de los test. Al término de cada ensayo se repitió el procedimiento de
limpieza para eliminar los restos de los tóxicos empleados. Las pipetas y todo material
usado en las pruebas recibieron el mismo tratamiento que las cámaras utilizadas.
Transporte y almacenamiento de las muestras
Las muestras líquidas se transportaron en bidones plásticos, mantenidas a 4°C y una vez
en el laboratorio fueron separadas en cantidades que permitieran realizar bioensayos
inmediatos (dentro de las 72 horas próximas), mientras que las restantes se congelaron.
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Tratamiento de las muestras previo bioensayos Una vez en el laboratorio fue necesario tratar las muestras antes de la realización de los
test, utilizando protocolos, para las muestras líquidas se utilizó la NCh2083 (1999). Por
su parte para el tóxico de referencia, se preparó previamente una solución madre a partir
de la cual se hicieron las diferentes diluciones para obtener las concentraciones deseadas
para el ensayo.
Ensayo Se utilizó como agua de dilución para las pruebas, agua de lago filtrada, aireada
vigorosamente 24 horas antes, previo a su utilización se comprobó que la concentración
de oxígeno se encontrara por encima de 6 mg/L (CIID, 2004), ya que en el momento de
las pruebas toxicológicas no se ocupó sistema de aireación mecánica. No se suministró
alimentación a los neonatos en el transcurso de los bioensayos (NCh2083, 1999), en
Tabla III se muestra los cálculos previos para el bioensayos.
Tabla III. Cálculos Previos Bioensayos Daphnia obtusa. % Dilución
Muestra Control 10% 25% 50% 75% 100%
Muestra(ml)
0 1 2.5 5 7.5 10
Relleno (ml) 10 9 7.5 5 2.5 0
Volumen Final (ml) 10 10 10 10 10 10
Nº neonatos 5 5 5 5 5 5
Para cada bioensayo se utilizaron cuatro réplicas, donde para cada una hubo 5 diferentes
concentraciones más un control, es decir, agua de dilución sin presencia de tóxico alguno.
Por lo tanto, cada test implica el uso de 24 frascos de vidrio. Tanto el control como las
diferentes concentraciones ensayadas llevaron 5 neonatos de D. obtusa. Estos
organismos de hasta 24 horas de nacidos, fueron colectados desde los acuarios de cultivo
utilizando una pipeta Pasteur con perita de goma. (Figura 2)
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Figura 2. Bioensayo con Daphnia obtusa.
Un resumen de las condiciones en las que fueron realizados los bioensayos se presenta en
la siguiente Tabla IV.
Tabla IV. Resumen de las condiciones en que fueron llevados a cabo los bioensayos.
Tipo de ensayo
Estático
Tiempo de exposición 24 y 48 horas Temperatura 20±2º C
Calidad de la luz Fluorescente, blanco-frío Fotoperíodo 12hrs luz – 12hrs oscuridad
Volumen de las cámaras 10 mL Edad de los organismos Neonatos < 24 horas
Número de concentraciones 5 Número de replicas por
concentración 4
Número de organismos usados por cámara 5
Alimentación Ninguna
Aireación Agua previamente aireada por 24 h.
Tipo de agua del control y de dilución Agua de lago filtrada
Respuesta Mortalidad
Criterio de aceptabilidad Hasta 10% de mortalidad en el control
Expresión de los resultados LC50
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Realización de prueba con Oncorynchus mykiss Los bioensayos en peces se llevaran a cabo en un nivel trófico; peces adultos a densidad
de 10 kg/m3; debido a que los individuos adultos están presentes en toda época del año
lo que facilita su recolección. Basado en protocolos EPA (1998), se utilizará un control
más cinco concentraciones y 4 ejemplares por concentración (N° que esta determinado
por la densidad recomendada de 10 kg/m3) con cinco réplicas, con una duración de 96
horas para así establecer los LC50 .En Tabla V muestra los cálculos previos para la
realización del bioensayo.
Tabla V. Cálculos previos bioensayos Oncorhynchus mykiss.
% Dilución Muestra Control 10% 25% 50% 75% 100%
Muestra(ml) --- 80 200 400 600 800
Relleno (ml) 800 720 600 400 200 ---
Volumen Final (ml) 800 800 800 800 800 800
Nº individuos de 2 a 2,5 gramos 4 4 4 4 4 4
Los peces sometidos a ensayo se colocaran en frascos de vidrio de 1 litro con agua
declorada y filtrada contando con aireación mecánica durante todo el tiempo de
exposición, como lo muestra la Figura 3
Figura 3. Bioensayos con Oncorhynchus mykiss.
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Las condiciones generales de los bioensayos se entregan en la Tabla VI
Tabla VI. Consideraciones generales para bioensayos con peces según EPA (1998).
Tipo de ensayo Estático Agua de dilución Agua declorada y filtrada
Temperatura 15°C Ph 7
Fotoperíodo 14 horas de luz Aireación Asegurar OD>5ppm
Duración test 96 hrs Talla promedio de organismos 5,42 cm Peso promedio de organismos 2 grs
alimentación ninguna Numero de individuos por ensayo 5
Numero de concentraciones 5 mas un control Numero de replicas 4
Expresión resultados LC50 Valides del test Mortalidad del control >10%
Variable de respuesta mortalidad Registro de los datos Al finalizar el tiempo de duración de los bioensayos se procedió a verificar al efecto de las
diferentes concentraciones sobre los organismos, teniendo como juicio de signo de
muerte, la inmovilidad de los individuos por un tiempo aproximado de 30 segundos para
el caso de daphnias y peces registrando el número de organismos muertos en función
de los vivos y de acuerdo a esto se calculó el porcentaje de mortalidad. En el caso de las
microalgas se estableció el crecimiento visualizado en relación con el riesgo.
Análisis de los datos
Daphnia obtusa
Luego de finalizar las pruebas se procedió a calcular el valor del LC50 de 48 horas y los
límites de confianza del 95% utilizando el programa Xlstat 2009 ingresando los datos de
mortalidad registrados para cada uno de los bioensayos en los cuales el control
presentara un porcentaje de mortalidad inferior al 10% (US EPA, 1990).
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Selenastrum capricornutum
Al concluir el tiempo de exposición de 96 hrs se inicia el conteo del número de algas en
cada vial. Para el conteo se toman entre 20 y 50 μL de la suspensión con ayuda de una
pipeta automática, y se coloca en la celda de conteo o la cámara Neubauer. La
cuantificación se efectúa siguiendo el método de manejo recomendado para este tipo de
celdas según NCH 2076 (2002) para luego estimar el valor del LC50 de 96 horas y los
límites de confianza del 95% utilizando el programa PROBALG 2 (EPA, 1999). Se
utilizaron las tablas resumen de número de células por ml registrados para cada uno de
los bioensayos (USEPA, 1990).
Oncorhynchus mykiss
Terminado el ensayo se procede a encontrar el valor del LC50 de 96 horas y los límites
de confianza del 95% utilizando el programa Xlstat 2009 (EPA, 1993). Se utilizaron los
datos de mortalidad registrados para cada uno de los bioensayos en los cuales el control
presentara un porcentaje de mortalidad inferior al 10% (US EPA, 1990).
METODOLOGIA BIOENSAYOS CON ESPECIES NATIVAS
Descripción del Área de Recolección de Invertebrados Bentónicos Nativas
El área de recolección se sitúa en la Cuenca del Río Traiguén perteneciente a la Hoya
Hidrográfica del Río Imperial de la IX región y abarca 10.176 ha., lo que representa el
79.46% de la superficie total de la cuenca de 12804.9 ha. (Figura 4). Según su
morfología la cuenca presenta dos formas bien diferenciadas en sentido oeste-este: en su
parte baja es alargada y angosta en el que predomina el cauce principal de 50.4 Km., el
cual en su parte media se ramifica en una serie de cauces de orden menor dando a la
cuenca una forma arbórea (Olave 2001).
El río Traiguén recorre la parte media y baja de la cuenca (situada a una altura de 350
m.s.n.m) presenta un régimen estacional con caudal medio máximo de 43.8 m3/s
invierno y caudal mínimo de 0.21 m3/s en verano (DGA 2001 en Sánchez 2002).
El río Traiguén es preandino, a 20 Km se origina al oriente de Victoria, de la unión de dos
esteros (las Mariposas y el Collahue). En este tramo la Dirección General de Aguas ha
otorgado derechos de aprovechamiento consuntivos (aguas empleadas en el riego
agrícola, que no obliga a restituir las aguas después de usadas) del río Traiguén de los
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cuales 1.790 l/s son para riego y 200 l/s para ser utilizados como abastecimiento de agua
potable, por ESSAR (DGA 1998 en Weisser 2003.).
Figura 4. Ubicación del lugar de recolección de especies nativas
Caracterización del Hábitat
Dosel de Vegetación
En las riberas del Río Traiguén, se presenta muy poca vegetación introducida dentro del
área que se realizó el muestreo, la mayor cantidad es nativa, la cual es de 20 m desde la
ribera. En los sectores seleccionados encuentran una diversidad mayor de especies
arbóreas y arbustivas, en las dos riberas del río, lo que ayuda a proteger la erosión del
lugar.
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Caudal
De acuerdo a los datos de la Estación Río Traiguén en Victoria (Tabla VII) Se observa que
durante el mes de marzo-abril se presenta el menor caudal llegando a los 0,3 m3/s, por
otro lado los caudales en la época que comenzó a realizar la recolección fluctúa en los 5
m3/s que durante el segundo muestreo (Octubre-Noviembre).
Tabla VII. Caudales medios (m3/seg) mensuales registrados por DGA durante el período
año 2004. Fuente: DGA (2004).
AÑO MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT
Promedio 2004 0,29 0,3 0,48 7,6 8,61 4,79 5,82 5,09
Muestreo y Trasporte de Invertebrados Bentónicos Nativos
Las especies de invertebrados bentónicos nativos fueron colectadas en la parte alta del rio
Traiguen y algunos tributarios de este, fueron tomadas al azar durante los meses de
octubre, noviembre y diciembre mediante un Surber de 30x30 centímetros. Las muestras
de fauna fueron minuciosamente separadas del material orgánico e inorgánico, esta
operación se realizo in situ, fueron identificados hasta el nivel taxonómico de familia
mediante claves y descripciones de Peters y Edmunds (1972), McCafferty (1983), Arenas
(1993, 1995) y Fernández y Domínguez (2001).
Los individuos para los bioensayos fueron seleccionados utilizando unas bandejas de
60x30x15 centímetros donde se dispuso el material colectado, posteriormente los
individuos fueron recogidos mediante gotarios y dispuestos en el sistema de transporte
especialmente diseñado para este tipo de comunidad. Este sistema consiste en la
utilización de envases de 10 litros que en su interior se dispuso un sustrato artificial para
que los individuos transportados se adhieran y se distribuyan de forma uniforme en los
envases de traslado. Adicionalmente (los envases de traslado) fueron implementados de
un sistema de aireación mecánica en un cooler con icepack de manera de asegurar y
conservar la temperatura de recolección (entre 11 y 14°C) (5 y 6).
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SISTEMAS DISEÑADO PARA CAPTURA Y TRANSPORTE DE LOS INDIVIDUOS
Separación y Selección de Individuos en Terreno
Sistema de Captura de Individuos
Figura 5. Sistemas de recolección y selección de especies
Sistema de Transporte de Individuos al Laboratorio
Sistema de Selección y separación de individuos
Figura 6. Sistemas de transporte y envases de traslados de especies
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Descripción del Área de Recolección de Peces Nativos
La captura de Galaxias maculatus más conocido como “puye” se realizó en la localidad del
lago Riñihue, este lago posee 78 kilómetros cuadrados de superficie, el lago se localiza
junto al poblado de Riñihue en la parte occidental. El Lago Riñihue es de origen glaciar y
posee 323 metros de profundidad, y se encuentra rodeado por los el Volcán Villarrica y
Lanín, entre otros. El area donde se ubica el lago presenta un clima Templado de tipo
lluvioso, las precipitaciones tienen lugar durante todo el año y aumentan de norte a sur.
La amplitud térmica asciende hacia el interior y son moderadas a causa de la influencia
del mar.
El sector de muestreo de los peces corresponde a una playa pública, con pendiente
mediana, por tanto corresponde a un sector somero con una profundidad promedio de 50
centímetros, el sustrato está compuesto principalmente por grava y en su ribera
pequeños arbustos y un área de abundante juncos principal hábitat es esta especie. La
temperatura fluctuó entre 7ºC en invierno y 20º C. en verano.
Figura 7. Sector de recolección de peces nativos Galaxias maculatus.
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Muestreo y Trasporte de Peces Nativos
Las peces fueron recolectados en el Lago Riñihue, fueron colectados en las orillas del
lago. El arte de pesca utilizado para la colecta de peces en el lago fue la red de corral.
Red de corral: La red utilizada presenta una longitud de relinga de 25 m. y una altura de
1,5 m., un tamaño de apertura de malla de 3 mm y un cono con un largo de 1,5m y un
diámetro de 1,5 m., ubicado en la mitad de la longitud total de la red,. En la parte
superior lleva flotadores y en la parte inferior lastre de plomos. El procedimiento fue
realizado por tres personas uno de los cuales tomó un extremo de la red y realizó el cerco
correspondiente, ayudado por una embarcación a motor en los sectores donde el río
presentaba una profundidad superior a lo 1,5m. o simplemente caminando en los sectores
más bajos; la otra persona puesta en el extremo opuesto fue alineando la red, de tal
manera que una vez que el cerco fue completado, se comenzó a recoger la red desde la
orilla por ambas puntas, evitando la fuga de peces por encima o por debajo de la misma,
de esta manera los peces comienzan a agruparse en el centro de la malla donde
finalmente ingresan al cono, donde posteriormente fueron recogidos.
Los especímenes fueron depositados en estanques de 60 litros asegurando una densidad
de carga no mayor a los 10 kg/m3 todos los estanques fueron acondicionados con
aireación mecánica para mantener los niveles de oxigeno disuelto en forma optima no
menor a los 6 mg/l posteriormente estos son trasladados al Laboratorio para su
acondicionamiento de 24 horas previo al bionesayo, esto implica el retiro de todo los
sólidos sedimentables colectado producto de la captura, de manera de mantenerlos en
agua limpia por lo menos 24 horas antes de aplicación del bioensayo, se deben mantener
con aeración controlada de tal forma de no ocasionar un sobre stress del los peces y
asegurar al menos un 85% de saturación de oxigeno. (Figura 8)
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Figura 8. Acondicionamiento de peces en Laboratorio
Metodología de Bioensayos con Especies Nativas
Selección de metales
De acuerdo a los resultados obtenidos en los monitoreos de otoño e invierno de 2009, se
detecto toxicidad aguda atribuida a los metales. El análisis correlacional (toxicidad y
parámetros físico químico), nos indico que los probables metales causantes de la
toxicidad correspondieron a:
• Aluminio
• Arsénico
• Cobre
• Hierro
• Manganeso
• Zinc
Por tanto en esta etapa del proyecto se decidió realizar los bioensayos con especie
nativas con los metales mencionados previamente dado su alta correlación de causa y
efecto en la Cuenca Rapel.
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Selección de las especies nativas para los bioensayos Los organismos que se utilizaron en el desarrollo de cada uno de los bioensayos
correspondieron a especímenes perteneciente a la comunidad de invertebrados
bentónicos del Orden Ephemeroptera con sus Familias Baetidae y Leptophlebiidae.
Además se seleccionaron individuos de la comunidad de peces pertenecientes a la Familia
Galaxiidae con la especie Galaxias maculatus. Para ambas comunidades el criterio de
selección fue la alta abundancia de las poblaciones respectivas en el ambiente natural, su
condición de especies indicadoras de buena calidad de agua y su amplia distribución en el
territorio nacional.
Invertebrados Bentónicos Nativos Seleccionados
Orden Ephmeroptera
Este orden habita el bentos de aguas corrientes, pozas y áreas estrechas de lagos. Sus
requerimientos de oxígeno disuelto son moderados y muchas especies son altamente
susceptibles a la contaminación del agua; por esta razón estos individuos han demostrado
ser muy útiles en el biomonitoreo de la calidad del agua donde habitan. (Jara 2002)
Se caracterizan porque todas las especies de este Orden son acuáticas en su estado
larval, en cambio los adultos son terrestres y éstos generalmente son de vida corta; de
aquí la ilusión de su estado alar efímero en su nombre científico. La mayoría de las
especies son detritívoras y/o hervíboras y son además el alimento preferido de muchos
carnívoros de agua dulce, que incluyen otros insectos y peces
Familia Baetidae
Los baétidos son poderosos nadadores y se mueven a través de “rápidos meneos” de su
abdomen que facilita la identificación de los organismos vivos. Esta familia es más diversa
en aguas frías y aguas corrientes, pero algunas especies pueden ocurrir en sistemas
acuáticos ubicadas en zonas de llanura con aguas más cálidas y algunas veces aún en
humedales. (Figura 9)
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Figura 9. Ejemplar de correspondiente a la familia Baetidae
Son las efímeras que mas frecuentan ríos y arroyos, habitando en el entorno de cantos
rodados, aprovechando la capa de flujo laminar que se crea en entorno de estos lo que
permite que no sean arrastrados por la corriente. La mayoría prefiere aguas limpias y
frescas.
Los integrantes de esta familia son de pequeño a mediano tamaño (< 10 mm) de cuerpos
redondeados, aerodinámicos y de variados colores. Sus cabezas son bien redondeadas y
llevan un par de largas antenas, que los diferencia de Siphlonuridae con quien puede
confundirse (tienen antenas que son más cortas que la mitad de su la longitud de la
cabeza y cada una de sus branquias se encuentran fortalecidas por fuertes bordes). El
abdomen posee branquias con forma de placas las que pueden ser pareadas o únicas.
Pueden presentar setas en sus cercos. Se identifican por sus branquias simples,
usualmente ovales y compuestas de una lamina, un filamento terminal generalmente
reducido, con antenas largas, mas de dos veces e ancho de la cabeza Domínguez et al
1994 & Dominguez et al 2006)
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Familia Leptophlebiidae
Una segunda familia utilizada corresponde a Leptophlebiidae, estos organismos que es
posible encontrar en la hojarasca depositada en el lecho fluvial y del cual se alimentan,
son más bien trituradores y ramoneadores. Predominan en aquellas riberas de ríos que
permanecen poco alterados. La mayoría de los leptophlébidos probablemente se
encuentran recolectando detritus desde la superficie de rocas y madera. Generalmente se
encuentran en ríos de aguas rápidas, aunque hay excepciones. (Figura 10)
Figura 10. Ejemplar de correspondiente a la familia Leptophlebiidae
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Las ninfas de esta familia pueden ser bastante variados en su apariencia, pero todos ellos
tienen cuerpos y cabezas achatadas, patas achatadas con amplios fémures, y
prominentes branquias a lo largo de sus abdomen. Usualmente estas branquias son
pareadas y vagamente con forma de hojas. Las setas de sus cercos se encuentran
ordenadas en anillos. Los palpos maxilares y labiales trisegmentado. La mayoría de las
ninfas son más pequeñas que 20 mm. (Domínguez et al 1994 & Dominguez et al 2006).
Realización de las Pruebas de Toxicidad con Invertebrados Bentónicos Nativos
Los individuos de las familias Baetidae y Leptoplebiidae, fueron expuestos a diferentes
concentraciones de los metales seleccionados (aluminio, arsénico, cobre, mangneso y
zinc) por un tiempo de 96 horas con el objeto de determinar la concentración letal
media, o LC50, a un nivel de confiabilidad del 95%.
Diseño de Bioensayos con Invertebrados Bentónicos Nativos Se consideraron un total de 5 concentraciones más un control por cada metal
seleccionado, como medio se utilizo agua filtrada de dilución sin presencia de tóxico. Por
lo tanto cada test para cada metal seleccionado implica el uso de 24 vasos precipitados
de 100 ml a los cuales se les agrega el agua filtrada, adicionalmente se les proporciona
un sistema de aireación mecánica durante todo el tiempo de exposición, el que
corresponde a 96 horas (Figura 11). Finalmente, tanto el control como las diferentes
concentraciones utilizadas por cada metal se considero la cantidad de 5 individuos por
cada Familia de efemerópteros seleccionados en este estudio.
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Figura 11. Disposición de envases bioensayo con invertebrado bentónicos nativos
Cada vaso precipitado utilizado en los bioensayos contaron con un sustrato artificial
consistente en una esfera de plumavit cuyo diámetro fue de 2,5 cm, con una varilla
plástica, este sustrato sirvió para que los individuos se pudieran adherir simulando
condiciones naturales (Figura 12).
Figura 12. Sistema implementado para realizar bioensayos con invertebrado bentónicos
nativos
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Las condiciones generales del bioensayo se detallan en la siguiente tabla
Tabla VIII. Condiciones generales del bioensayo
Tipo de ensayo Estático Tiempo de exposición 96 horas
Temperatura 12 -13°C ±2º C Volumen de las recipientes 100 mL Número de concentraciones 5 mas un control
Número de replicas por concentración
4
Tipo de agua del control y de dilución
Agua de lago
Alimentación Ninguna Aireación Si
Numero de individuos por ensayo 5 Respuesta Mortalidad
Criterio de aceptabilidad Hasta 10% de mortalidad en el control
Expresión de los resultados LC50
Para la evaluación de los 6 metales correspondientes a aluminio (Al), arsénico (As), cobre
(Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn) y zinc (Zn), se realizó un batería de ensayos con
diferentes concentraciones preliminares hasta alcanzar un rango donde se registro una
alta mortalidad.
Figura 13. Sistema batería de bioensayos implementada en laboratorio
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El establecimiento de las concentraciones a evaluar se preparó considerando
antecedentes anteriores de ensayos preliminares. Las concentraciones iniciales se
detallan en la Tabla IX
Tabla IX. Concentraciones probadas en bioensayos de invertebrados bentónicos
ESPECIE NATIVA METAL CONCENTRACIONES EVALUADAS
ALUMINIO 0,01ug/l-0,1ug/l-1ug/l-10ug/l-100ug/l
COBRE 0,01ug/l-0,1ug/l-0,4ug/l-0,8ug/l-1ug/l
HIERRO 0,01ug/l-0,1ug/l-1ug/l-10ug/l-100ug/l
ARSENICO 0,01ug/l-0,1ug/l-1ug/l-10ug/l-100ug/l
MANGANESO 1 ug/l-2ug/l-4ug/l-6ug/l-8ug/l
LEPTOPHLEBIIDAE
ZINC 0,1ug/l-1ug/l-5ug/l-10ug/l-50ug/l
ALUMINIO 0,1mg/l-0,5mg/l-1mg/l-1,5mg/l-2mg/l
ARSENICO 0,01ug/l-0,1ug/l-1ug/l-10ug/l-100ug/l
COBRE 0,01ug/l-0,1ug/l-0,4ug/l-0,8ug/l-1ug/l
HIERRO 0,01ug/l-0,1ug/l-1ug/l-10ug/l-100ug/l
MANGANESO 1 ug/l-2ug/l-4ug/l-6ug/l-8ug/l
BAETIDAE
ZINC 0,1ug/l-1ug/l-5ug/l-10ug/l-50ug/l
Peces Nativos Seleccionados
Antecedentes Generales Orden Galaxiidae Puye (Galaxias maculatus)
Taxonomía de la especie
Superclase : Pisces
Clase : Actinopterygii
Subclase : Neoptetygii
Superorden : Protocanthopterygii
Orden : Osmeriformes
Suborden : Osmeroidei
Familia : Galaxiidae
Subfamilia : Galaxiinae
Genero : Galaxias
Especie : Galaxias maculatus
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En Chile al adulto se le conoce como “coltrao”, el cual corresponde a un nombre indígena
mapuche y a los ejemplares juveniles como “puye” o “cristalino”.
El adulto de G. maculatus, posee un cuerpo alargado de aspecto cilíndrico carente de
escamas. Presenta una sola aleta dorsal que, al igual que la aleta anal se encuentran muy
desplazadas hacia la región posterior del cuerpo. La aleta caudal posee dos lóbulos
iguales (aleta homocerca), con un pedúnculo relativamente corto. Todas las aletas son
traslúcidas con alguna presencia de malanóforos. La cabeza también es corta en relación
al cuerpo, su boca es terminal y presenta dientes caniniformes. La coloración del dorso es
verde oscuro y la zona ventral amarillento claro. Toda la zona dorsal hasta un poco por
debajo de la línea lateral, esta cubierto por maculas de forma irregular de color oscuro, a
las cuales de su nombre (maculatus). El ejemplar cristalino de puye no posee
pigmentación y su apariencia es de una larva transparente.
La distribución geográfica de la familia está restringida al hemisferio sur. Se encuentra en
localidades adyacentes al círculo polar antártico correspondientes a aguas subantarticas.
Galaxias maculatus, es un pez catádromo que vive en distintos cuerpos de agua tanto
dulce, como estuarino y marino. En Chile se ha establecido la existencia de dos
poblaciones. Una población diadrómica migratoria que vive como adultos en agua dulce y
que en época de reproducción migran hacia los ambientes estuarinos para desovar. La
otra población existente pasa toda su vida en cuerpos de agua dulce.
Realización de Pruebas de Toxicidad en Peces Nativos Los bioensayos en peces se llevaron a cabo con peces juveniles en estado de
pigmentación de 0,5 gramos promedio la densidad utilizada por acuario no supero los 10
kg/m3; debido a que los individuos juveniles y adultos están presentes en toda época del
año facilita su recolección. Basado en protocolos EPA (1998), se utilizará un control más
cinco concentraciones y 10 ejemplares por concentración (N° que está determinado por la
densidad recomendada de 10 kg/m3). La duración de los bioensayos fue de 96 horas para
así establecer los LC50 a un nivel de confiabilidad del 95%.
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Diseño de Bioensayos con Peces Nativos Se consideraron un total de 5 concentraciones más un control por cada metal
seleccionado, como medio se utilizo agua filtrada de dilución sin presencia de tóxico. Por
lo tanto cada test para cada metal seleccionado implica el uso de 30 acuarios de 3000 ml
a los cuales se les agrega el agua filtrada, adicionalmente se les proporciona un sistema
de aireación mecánica durante todo el tiempo de exposición, el que corresponde a 96
horas (Figura 14 y 15).
Figura 14. Disposición de peces sometidos a bioensayos
Figura 15 Acuarios donde se realizan bioensayos peces.
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Las condiciones generales de los bioensayos se entregan en la Tabla X
Tabla X. Consideraciones generales para bioensayos con peces según EPA (1998).
Tipo de ensayo
Estático
Agua de dilución Agua declorada y filtrada Temperatura 15°C
Ph 7 Aireación Asegurar OD>5ppm
Duración test 96 hrs Talla promedio de organismos 4-6 cm Peso promedio de organismos 0,5 grs
alimentación Ninguna Número de individuos por ensayo 5
Numero de concentraciones 5 más un control Numero de replicas 4
Expresión resultados LC50 Valides del test Mortalidad del control >10%
Variable de respuesta Mortalidad El establecimiento de las concentraciones a evaluar se preparó considerando
antecedentes anteriores de ensayos preliminares. Las concentraciones iniciales se
detallan en la Tabla XI.
Tabla XI Concentraciones probadas en bioensayos de peces nativos
METALES CONCENTRACIONES EVALUADAS mg/L
ALUMINIO 0,1 mg/l 0,5 mg/L 2 mg/l 4 mg/l 6 mg/l
ARSÉNICO 0,1 mg/l 0,5 mg/L 2 mg/l 4 mg/l 6 mg/l
COBRE 0,1 mg/l 0,5 mg/L 2 mg/l 4mg/l 6mg/L
HIERRO 0,1 mg/l 0,5 mg/L 2 mg/l 4 mg/l 6 mg/l
MANGANESO 0,1 mg/l 0,5 mg/L 2 mg/l 4 mg/l 6 mg/l
ZINC 0,1 mg/l 0,5 mg/L 2 mg/l 4 mg/l 6mg/L
Registro de los datos Al finalizar el tiempo de duración de los bioensayos se procedió a verificar al efecto de las
diferentes concentraciones sobre los organismos, registrando el número de organismos
muertos y de acuerdo a esto se calculó el porcentaje de mortalidad.
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Análisis de los datos
Luego de finalizar las pruebas se procedió a calcular el valor del LC50 de 96horas y los
límites de confianza del 95% utilizando el programa Xlstat 2009 ingresando los datos de
mortalidad registrados para cada uno de los bioensayos en los cuales el control
presentara un porcentaje de mortalidad inferior al 10% (US EPA, 1990).
METODOLOGÍA DE CULTIVO DE CHIRONOMIDOS NATIVOS
Conocer la respuesta ecotoxicológica de especies nativas frente a distintos xenobióticos
puede ayudar a establecer estándares de protección para los ecosistemas acuáticos
continentales. Una dificultad que se presenta para ello, es el manejar especies
susceptibles de usar bajo en condiciones de laboratorio. El presente informe entrega los
resultados obtenidos tendientes a establecer condiciones para el cultivo en laboratorio de
Chironomidos nativos a ser usados en bioensayos de toxicidad. Por lo anterior y
considerando que son escasas las experiencias en Chile sobre el manejo de especies
nativas de Dipteros, se han definidos los siguientes objetivos específicos: Seleccionar una
especie susceptible de cultivar en laboratorio; Conocer las variables de cultivo de
diferentes estadios de desarrollo de Chironomido (huevo, larva, pupas y adultos)
seleccionado y Definir un protocolo para el cultivo de Chironomido nativo.
Considerando los objetivos propuestos se definieron 4 Fases:
Fase I: Captura de larvas de Chironomidos en ambiente natural y selección de especie.
Fase II: Mantención de larvas en condiciones controladas.
Fase III: Obtención de adultos y huevos.
Fase IV: Cultivo de huevos y obtención de larvas.
Los resultados entregados en este informe corresponden a la Fase I
La metodología utilizada corresponde a aquella necesaria para lograr la Fase I.
1.- Muestreo prospectivo
Con el objeto de localizar un sitio para la obtención del material a cultivar, se realizaron
cuatro excursiones a los siguientes ríos: Peuco, comuna de Melipeuco; El Canelo, Comuna
de Melipeuco; Cautín, comuna de Temuco y Codihue, Comuna de Cunco.
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2.- Colecta de Chironomidos
a) Muestreo: Para colectar individuos de Chironomidos se utilizaron redes tipo D con una
apertura de malla de 200 μm. El sustrato fue removido con pie y manos contracorriente
para permitir el ingreso de animales a la red. Piedras de distinto tamaño fueron lavadas
dentro de la red para desprender los animales adheridos (capullos) a la piedra.
Las muestras fueron colocadas en bandejas de plástico y los individuos observados eran
tomados con un gotario plástico y depositado en una botella de vidrio (figura 16).
Posteriormente se colocaron en recipientes con aireación para su traslado al laboratorio
(figura 17 y 18).
Figura 16. Materiales usados en terreno
Figura 17. Recolección de larvas desde muestras de río
Obtención larvas desde las muestras Envase de acumulación
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Figura 18. Sistema de transporte de larvas e instrumentos de medición
b) Selección e identificación: De cada muestra obtenida en el río, se seleccionaron los
ejemplares que a simple vista poseían similares características morfológicas, color y de
un tamaño superior a 3mm. Algunos individuos fueron fijado en alcohol al 95% para su
posterior identificación taxonómica en el laboratorio.
3.- Calidad de agua río y ensayos
Con el objeto de conocer la calidad del agua del sistema fluvial donde se obtuvieron
ejemplares vivos de Chironomidos, se procedió a registrar en situ los parámetros pH,
Temperatura (°C), Conductividad Eléctrica (μS) y Total de Sólidos Disueltos (mg/l)
mediante el uso de equipos portátiles. Del mismo modo fueron registrados estos
parámetros en los ensayos efectuado en el laboratorio.
Sistema de transporte de larvas al
Aireació
Interior balde de transporte
Instrumentos usados en terreno y
pConductivida Oxígen
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EVALUACIÓN DE RIESGO ECOLÓGICO
Evaluación de Riesgo Ecológico
La determinación de niveles de protección para el área en estudio, se efectuó a partir de
una evaluación de riesgo ecológico de acuerdo a la metodología propuesta por Medina &
Encina (2004), además se incorporó en el análisis la variabilidad e incertidumbre, para
ello se utilizó una modificación de la metodología de Van Straalen & Denneman (1989),
para estimar el % de especies protegidas para un nivel de exposición determinada.
El análisis de la exposición se realizó la distribución probabilística para las
concentraciones de 5 metales a partir de los monitoreos realizados en el marco de este
proyecto. La estimación de las distribuciones se realizó mediante una simulación de
Montecarlo utilizando Crystal Ball para Windows. La estimación de los efectos se realizó
utilizando la distribución probabilística de los LC50 utilizando simulación de Montecarlo
sobre la base de y los LC50 recopilados para especies estandarizadas de la Agencia de
Protección Ambiental de Estados Unidos (EPAUS). Además se compararon los niveles de
toxicidad de las especies estandarizadas con la sensibilidad de las especies nativas y así
establecer el nivel de protección que ofrecen las especies estandarizadas. Finalmente se
calculó el nivel de protección que ofrecen los criterios de calidad propuestos en la
propuesta de NCS. Finalmente la estimación del riesgo ecológico se realizó mediante el
cociente PEC/PNEC (Comisión de las Comunidades Europeas, el 1996; Medina & Encina,
2004) utilizando el conjunto de resultados de efectos LC50 para especies nativas y
especies estandarizadas. Las pruebas de hipótesis para la comparación de resultados se
realizaron mediante un análisis de varianza (ANOVA) permitiendo establecer los factores
de evaluación más adecuados a ser utilizados en Chile, todos los análisis estadísticos se
efectuaron mediante el software XLStat.
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IV. RESULTADOS Como parte de los resultados obtenidos de las 18 estaciones muestreadas en la cuenca
Rapel, se presenta en la tablas XII a la XVII los análisis fisicoquímicos realizados a cada
uno de de las estaciones de muestreo seleccionadas en las época de otoño, invierno y
verano respectivamente.
Debido a la similitud de las estaciones de muestreo TI-50 y TI-40 con respecto a sus
características geomorfológicas y de uso se elimina TI-40.
Tabla XII. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de invierno (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco).
ESTACIONES DE MUESTREO
CA-20 CA-30 CA-40 RA-30 RA-40 RA-60 CL-10 CL-10CA RI-10
PARAMETROS FISICOS PH 7.1 7.2 7.9 7.7 8.3 7.7 7.2 7.6 7.6
Conductividad 408.0 579.0 625 1320.0 701 329 40 104.2 437
Color 65.7 54.0 38.3 108.8 30.4 42.1 46.1 81.4 22.6
Salinidad 0.1 0.1 0.3 0.2 0.3 0.2 0.0 0.1 0.2
PARAMETROS QUIMICOS Nitrógeno Total 9.6 3.3 3.6 6.2 2.6 2.3 2.7 5.0 4.8 Amonio Total (Amoniaco)
0.005 0.005 0.011 0.011 0.013 0.021 0.007 0.005 0.062
Nitrito 0.0045 0.0073 0.0038 0.011 0.019 0.0137 0.0023 0.003 0.107
Nitrato 0.32 0.93 0.151 0.478 0.153 0.094 0.589 0.35 0.133
Fósforo Total 0.623 0.166 0.210 0.395 3.588 0.839 0.071 0.521 4.306
Cloruros 53.7 55.6 126.5 60.6 90.1 46.0 29.9 5.8 35.6
Sulfato 18.4 29.3 21.7 32.3 28.1 14.7 2.0 6.6 19.1
Dureza Total 204 450 314 846 491 196 133 91 199
Dureza Cálcica 177 256 238 677 265 114 20 39 162 Sólidos Suspendidos Totales
32.7 189.1 147 21.8 33 2 6 n/d 20
Sólidos Filtrables 291 458.2 362 1386 455 244 n/d 29 293 Total Sólidos Disueltos 82 82 n/d 186 n/d 46 6 n/d 113
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Tabla XIII. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de invierno (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco).
ESTACIONES DE MUESTREO
AV-10 CH-10 TI-10 LC-10 CO-10 CL-EV EC CA-70 ZA-10
PARAMETROS FISICOS
PH 9.0 8.7 8.4 7.4 7.1 8.0 7.2 8.0 7.8
Conductividad 290 292 563 1071 660.0 171 153.2 473 687
Color 30.4 85.3 34.3 66 101.0 15 10.8 34. 26.5
Salinidad 0.1 0.1 0.3 0.5 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3
PARAMETROS QUIMICOS
Nitrógeno Total 2.6 4.2 4.2 10.8 8.7 1.1 6.2 3.3 5.0 Amonio Total (Amoniaco)
0.019 0.008 0.008 0.628 0.011 0.004 0.004 0.021 0.075
Nitrito 0.014 0.0043 0.0072 0.480 0.0070 0.0029 0.0023 0.0234 0.109
Nitrato 0.36 0.101 0.404 0.121 1.13 0.225 0.273 0.064 0.293
Fósforo Total 0.724 3.434 0.135 1.232 <0.001 0.331 0.103 0.509 0.452
Cloruros 7.7 8.1 30.7 139.9 74.7 16.1 12.3 51 41.4
Sulfato 14.6 11.4 26.4 31.1 26.2 8.7 9.6 18.1 23.3
Dureza Total 206 183 293 577 413 98 196 340 373
Dureza Cálcica 145 68 343 334 296 67 80 194 214
Sólidos Suspendidos Totales
106 195 100 113 786 6 n/d 96 100
Sólidos Filtrables 133 458 296 727 534 35 67.3 254 438
Total Sólidos Disueltos 31 166 46 91 168 n/d 38 104 58
Tabla XIV. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de otoño (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco).
ESTACIONES DE MUESTREO CA-20 CA-30 CA-40 RA-30 RA-40 RA-60 CL-10 CL-10CA RI-10
PARAMETROS FISICOS
PH 6,6 6,8 6,8 6,8 6,9 6,7 6,6 7,0 6,7
Conductividad 141,6 397 134,5 134,5 263 21,7 154,1 71,2 444
Color 61,8 26,5 46,1 46,1 22,6 O,0 735 0,0 26,5
Salinidad O,1 O,2 O,7 O,7 O,1 0,1 0,1 0,0 0,2
PARAMETROS QUIMICOS
Nitrógeno Total 2.7 2.3 0.76 2.6 3.6 3.3 4.6 1.8 1.7 Amonio Total (Amoniaco)
<0.001 <0.001 <0.001 0.81 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001 0.2
Nitrito 0.0013 <0.001 <0.001 0.0256 0.00342 0.0115 0.00103 <0.001 0.0195
Nitrato 0.0184
Fósforo Total 9.2 0.023 0.0181 0.0275 0.0217 0.0265 0.007 0.0059 0.0227
Cloruros 10.4 6.4 9.2 2.8 5.7 6.4 3.5 3.9 4.3
Sulfato 67.7 16.1 16.0 23.2 15.7 12.4 5.7 5.1 13.5
Dureza Total 73.6 195.2 198.2 893.3 298.2 98.3 97.7 87.3 195.4
Dureza Cálcica n/d 158.9 151.1 782.8 177.6 102.0 109.9 57.9 159.9 Sólidos Suspendidos Totales
25.0 30 11.7 5.0 25.0 n/d 5.0 1.7 3.3
Sólidos Filtrables 26.7 253 158.3 1333.3 235.0 66.7 66.7 n/d 186.7 Total Sólidos Disueltos
43.3 1.7 106.7 56.7 48.3 28.3 1.7 38.3
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Tabla XV. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de otoño (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco).
ESTACIONES DE MUESTREO
AV-10 CH-10 TI-10 LC-10 CO-10 CL-EV TI-40 ZA-10
PARAMETROS FISICOS
PH 7,0 6,8 6,5 7,0 7,3 6,4 7,0 7,1
Conductividad 243 492 271 403 175,3 106,9 162,7 399
Color 120,5 34,3 140 42,2 42,2 0,0 34,3 26,5
Salinidad 0,1 0,2 O,1 0,1 0,1 0,1 0,1 O,2
PARAMETROS QUIMICOS
Nitrógeno Total 4.2 1.82 2.6 1.36 0.9 3.3 3.6 2.0
Amonio Total (Amoniaco) <0.001 <0.001 0.351 <0.001 0.8 0.1 <0.001
Nitrito <0.001 0.004 0.0013 <0.001 0.00032 0.0021 0.032 0.0277
Nitrato
Fósforo Total 0.0175 0.017 0.0163 0.040 0.0262 0.0583 0.0175 0.0275
Cloruros 6.4 10.6 5.0 7.1 6.4 7.1 4.3 5.7
Sulfato 14.3 15.7 15.2 16.6 13.3 4.4 10.5 12.4
Dureza Total 146.2 159.9 137.2 197.2 97.7 44.1 97.1 158.9
Dureza Cálcica 96.1 128.5 103.0 120.7 93.2 34.3 96.1 107.9 Sólidos Suspendidos Totales
10.0 28.3 26.7 15.0 n/d 10.0 n/d 6.7
Sólidos Filtrables 121.7 223.3 118.3 155.0 71.7 n/d 90.0 86.7
Total Sólidos Disueltos 10.0 35.0 1.7 75.0 146.7 23.3 61.7 28.3
Tabla XVI. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de verano (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco).
ESTACIONES DE MUESTREO
CA-20 CA-30 CA-40 RA-30 RA-40 RA-60 CL-10 CL-10CA RI-10
PARAMETROS FISICOS
PH 7.2 6.9 6.9 6.7 7.0 7.0 7.2 7.1 7.0
Conductividad 269 275 279 2.08 417 365 89 63.8 263
Color 97 74 113 121 23 15 19 34 258
Salinidad 0.1 0.1 0.1 1.0 0.2 0.2 0.0 0.0 0.2
PARAMETROS QUIMICOS
Nitrógeno Total 3.79 2.88 4.2 1.82 4.39 1.06 3.64 3.48 4.24
Amonio Total (Amoniaco)
0.086 <0.001 <0.001 0.023 0.071 0.008 <0.001 <0.001 0.0188
Nitrito 0.00157 0.00174 0.0157 0.00072 0.0497 0.00635 0.00055 0.00072 0.0497
Nitrato <0.0001 <0.0001 <0.0001 <0.0001 <0.0001 0.02933 0.01486 <0.0001 <0.0001
Fósforo Total 2.15 3.97 1.29 4.17 6.94 14.52 3.97 3.97 12.89
Cloruros 15.7 14.4 13.2 32.0 13.2 11.9 3.1 1.19 6.9
Sulfato 15.44 15.73 17.74 19.93 15.84 12.32 4.47 5.18 16.48
Dureza Total 145.53 148.54 136.53 1455.35 219.05 150.04 55.51 48.01 135.03
Dureza Cálcica 117.03 108.03 118.53 1402.84 114.03 115.53 34.51 22.51 76.52
Sólidos Suspendidos Totales
123.3 81.7 138.3 3.3 3.3 1.7 0.8 1.7 115.0
Sólidos Filtrables 312.5 143.3 138.3 2668.3 115.0 161.7 113.3 55.0 191.7
Total Sólidos Disueltos
75 63.3 110.0 230 150.0 85.0 27.5 28.3 118.3
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Tabla XVII. Análisis físico-químicos estaciones de muestreo época de verano (Proporcionado por Laboratorio de Ecotoxicología U. Católica de Temuco).
ESTACIONES DE MUESTREO AV-10 CH-10 TI-10 LC-10 CO-10 CL-EV CA-70 ZA-10
PARAMETROS FISICOS
PH 6.4 7.0 7.2 6.6 6.7 6.9 7.1 7.8
Conductividad 137.9 224 156.7 381 426 83 434 411
Color 195 50 132 344 85 11 93 81
Salinidad 0 0.1 0.1 0.2 0.2 0.0 0.2 0.2
PARAMETROS QUIMICOS
Nitrógeno Total 3.33 1.82 1.97 3.79 0.91 2.58 1.21 2.12
Amonio Total (Amoniaco) 0.255 0.0025 <0.001 0.191 0.0036 <0.001 0.010 0.0069
Nitrito 0.00413 0.00140 0.00311 0.1349 0.00174 <0.0001 0.00686 0.0128
Nitrato <0.0001 <0.0001 0.0728 <0.0001 0.03066 <0.0001 <0.0001 0.0127
Fósforo Total 115.24 1.67 4.84 18.25 13.46 86.87 22.37 11.16
Cloruros 3.1 10.7 5.7 18.2 9.4 1.9 13.2 9.4
Sulfato 14.11 12.04 13.33 21.51 18.46 3.96 11.96 14.08
Dureza Total 74.27 123.78 75.02 150.79 223.55 73.52 220.55 210.05
Dureza Cálcica 42.01 75.02 54.01 135.78 148.54 30.01 145.53 118.53
Sólidos Suspendidos Totales
91.67 n/d 70.0 251.7 70.0 0.8 70.0 n/d
Sólidos Filtrables 81.67 143.3 76.7 86.7 148.3 48.3 225 201.7
Total Sólidos Disueltos 150.0 73.3 73.3 11.7 81.7 19.2 50 88.3
BIOENSAYOS CON ESPECIES ESTANDARIZADAS
Los bioensayos ecotoxicológicos, es la estimación de la relación entre el grado de
exposición y los efectos, lo que permite establecer relaciones causales entre el daño que
produce un agente contaminante sobre los organismos vivos, esta relación junto a la
determinación de su destino, difusión y grado de contacto que tiene con las especies
expuestas, permite la caracterización del riesgo. De acuerdo a esto, la presencia de
toxicidad en las aguas de la cuenca del Río Rapel se realizó con especies estandarizadas
utilizando D. pulex (NCh2083/1999); Selenastrum capricornutum (NCh2076/2003) y
Oncorynchus mykiss (según EPA 1998 y Tortorelli 1994).
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Selenastrum capricornutum
Los bioensayos realizados durante las estaciones de otoño, invierno del 2009 y verano del
2010 muestran que la toxicidad detectada en los sitios de muestreos aumento desde el
periodo de invierno a verano (Tabla XVIII). Específicamente en el periodo de otoño y
verano (periodo de estiaje) se constato la mayor cantidad de sitios de muestreo con
toxicidad aguda (7 y 8 sitios respectivamente) (Tabla XVIII). Sin embargo, en el periodo
de invierno la toxicidad aguda disminuye en la cuenca (solo tres sitios de muestreos),
asociado al efecto de dilución derivado del aumento de los caudales por las mayores
precipitaciones (Tabla XVIII).
En otoño los sitios de muestreo con toxicidad localizados en la parte alta de la cuenca
correspondieron a CA-20, CO-10 y CL-10; hacia la parte baja de la cuenca los sitios TI-
40, RA-30, RA-40 y hacia la parte media el sitio CL-10(CA). Situación parecida se
constató en el periodo de verano, hacia la parte baja de la cuenca, donde se registra
toxicidad en los sitios RA-30, RA-40 y RA60. Sin embargo, hacia la parte media de la
cuenca se constata toxicidad en los sitios CA-40, LC-10 y ZA-10 y hacia la parte alta de
la cuenca solo se registra para el sitio CH-10 (Tabla XVIII). En el periodo de invierno los
sitios CA-40 y LC-10 revelaron toxicidad, siendo coincidentes con el periodo de verano y
hacia la parte alta de la cuenca solamente el sitio TI-10 mostro toxicidad. Cabe destacar
que los valores de toxicidad en el periodo de invierno son comparativamente más altos
respecto de los periodos de otoño y verano, pero en menor cantidad de sitios de
muestreos. Lo cual podría estar asociado al arrastre o aumento de los sedimentos
derivados de las precipitaciones y caudales (Tabla XVIII).
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Tabla XVIII. Resultados de bioensayos en Selenastrum capricornutum para puntos de muestreo en la cuenca Rapel
Muestreo otoño Muestreo invierno Muestreo verano Estación de Muestreo Toxicidad LC50
(%Dilución) (IC95%)
Toxicidad LC50
(%Dilución) (IC95%)
Toxicidad LC50
(%Dilución) (IC95%)
EC - No -
CA-70 - No -
CA-20 99
(99.15-99.74) No 10,01
CA-30 no No no
CO-10 25.9
(15.3-36.7) No no
CA-40 no 28.06 (24.75-31.43)
10,017 (10,013-10,021)
LC-10 no 32.10
(26.08-38.46) 20,61
(8,887-31,58)
ZA-10 no No 98.73 (98,28-99,19)
AV-10 no No no
CL-10 (CA) 66.7 (56.7-81.4)
No no
CL-EV no No no
RI-10 no No no
TI-10 no 26.30
(20.93-31.80) no
CL-10 35.7
(21.2- 55.9) No no
CH-10 no No 97,47
(96,65-98,30)
TI-40 80.9
(65.8- 97.4) No -
RA-30 97.5
(78.6-100.4) No
22,30 (14,01-30,36)
RA-40 68.9 (55.8-83.4)
No 11,38 (11,19-11,65)
RA-60 no No 72,45
(47,41-168,45)
Daphnia obtusa
Los bioensayos con esta especie muestran que solo en invierno y verano se detecto
toxicidad aguda (Tabla XIX). Particularmente en el periodo de invierno solamente en el
sitio CO-10 registró toxicidad y en verano la toxicidad se detectó nuevamente en CO-10
y AV-10. Los valores de toxicidad registrados indican una mayor toxicidad hacia el verano
respecto del invierno asociado al régimen natural de precipitaciones y aumento de la
capacidad de dilución en invierno (Tabla XIX).
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Tabla XIX. Resultados de bioensayos en Daphnia obtusa para puntos de muestreo de la cuenca Rapel.
Muestreo Otoño Muestreo invierno Muestreo verano Estación de Muestreo Toxicidad LC50
(%Dilución) (IC95%)
Toxicidad LC50
(%Dilución) (IC95%)
Toxicidad LC50
(%Dilución) (IC95%)
EC -- No -
CA-70 -- No no
CA-20 no No no
CA-30 no No no
CO-10 60,37
(51,6-69,9) No
21,835 (13,281-31,165)
CA-40 no No no
LC-10 no No no
ZA-10 no No no
AV-10 no No 55,276
(24,861-91,526)
CL-10 (CA) no No no
CL-EV no No no
RI-10 no No no
TI-10 no No no
CL-10 no No no
CH-10 no No no
Ti-40 no No no
RA-30 no No no
RA-40 no No no
RA-60 no No no
Oncorhynchus mykiss
Los bioensayos con peces muestran un patrón similar de toxicidad detectado con Daphnia
obtusa en el cual solo se registra toxicidad en otoño y verano (Tabla XX). En el periodo de
otoño se constató toxicidad en un total de cinco sitios de muestreos de los cuales en la
parte baja de la cuenca se localizaron los sitios RA-30 y RA-40. Hacia la parte media de
la cuenca en los sitios ZA-10, CA-40 y en la parte alta el sitio CA-30 (Tabla XX).
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Tabla XX. Resultados de bioensayos en Oncorhynchus mykiss de la cuenca Rapel.
Muestreo otoño Muestreo Invierno Muestreo verano
Estación de
Muestreo Toxicidad LC50
(%Dilución)
(IC95%)
Toxicidad LC50
(%Dilución)
(IC95%)
Toxicidad LC50
(%Dilución)
(IC95%)
EC --- No --
CA-70 --- No no
CA-20 no No no
CA-30 80,212
(65,556-106,304) No
92,275
(76,78-123,43)
CO-10 no No no
CA-40 64,281
(43,094-100,885) No no
LC-10 no No no
ZA-10 95,087
(71,611-177,798) No no
AV-10 no No no
CL-10 (CA) no No no
CL-EV no No no
RI-10 no No no
TI-10 no No no
CL-10 no No no
CH-10 no No no
TI-40 no No no
RA-30 95,779
(-81033-62,025) No no
RA-40 86,819
(58,772-295,833) No no
RA-60 no No no
CA-70 --- No no
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ANÁLISIS CORRELACIONAL ENTRE PARÁMETROS FÍSICO QUÍMICOS Y LC50 EN
LA CUENCA RAPEL
La determinación de los compuestos químicos causantes de toxicidad en la Cuenca Rapel
se llevo a cabo mediante un análisis correlacional de los parámetros físico químicos de
calidad de agua de cada una de los sitios de muestreos con los LC50 calculados para cada
estación del año y nivel trofico. Posteriormente se realizo un análisis de componentes
principales para representar las correlaciones estimadas.
Otoño
Los resultados de la matriz de correlación de Pearson se muestran en la Tabla XXI. El
análisis no muestra correlaciones significativas entre los LC50 y los diferentes
parámetros químicos analizados. Sin embargo los parámetros de sulfatos, cobre, fierro,
manganeso, cromo, sólidos suspendidos y aluminio presentan mayores concentraciones
en los diferentes sitios donde se registro toxicidad.
Tabla XXI. Matriz de correlación estaciones (muestreo otoño).
MATRIZ DE CORRELACIÓN PEARSON (N)
Variables LC50 ALGAS LC50 D,PULEX LC50 PECES
LC50 ALGAS 1 -0,129 -0,171
LC50 D,PULEX -0,129 1 -0,169
LC50 PECES -0,171 -0,169 1
Cond 0,031 -0,190 -0,260
SDT -0,059 -0,203 -0,208
SST -0,128 -0,186 0,013
NH4+ -0,155 0,045 0,236
Cloruro -0,095 -0,017 -0,218
SO4 -0,039 -0,315 -0,128
AyG 0,206 -0,031 -0,030
Cu 0,061 -0,473 0,072
Fe -0,172 -0,129 0,050
Mn -0,113 -0,257 0,067
Al -0,108 -0,110 0,072
Pb -0,294 0,006 -0,062
Mn Dis. 0,062 -0,545 0,135
DBO5 -0,205 -0,219 -0,343
OD 0,055 -0,159 -0,156 pH -0,108 0,260 0,219 T -0,180 0,053 0,348
CF -0,096 -0,013 0,234 CT -0,267 0,414 -0,115
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Por otro lado, el análisis de calidad de agua muestra que los sulfatos y cloruros se
encuentran altamente correlacionados con manganeso, aluminio, plomo, cobre, y con el
material particulado como así mismo los sólidos suspendidos total y disuelto. Estos
antecedentes pueden explicar la toxicidad detectada en los sitios de muestreo
considerando el efecto sinérgico de estos compuestos químicos presentes en el agua de la
cuenca Rapel (Tabla XXII). El análisis de componentes principales muestra que la
toxicidad registrada en el periodo de otoño se asocia al fierro, aluminio, sólidos totales,
manganeso y cobre total (Figura 19).
Tabla XXII. Nivel similaridad como coeficiente de correlación de Pearson con un umbral
de similitud del 0,7
Parámetro 1 Parámetro 2 Similitud
Cond SDT 0,862
Cond SO4 0,740
SDT SO4 0,873
SST Fe 0,940
SST Mn 0,708
SST Al 0,935
SST Pb 0,868
SO4 Cu 0,880
SO4 Cu Dis. 0,900
SO4 Mn Dis. 0,866
Cu Cu Dis. 0,959
Cu Mn Dis. 0,903
Fe Mn 0,749
Fe Al 0,872
Fe Pb 0,846
Fe OD 0,715
Mn Al 0,722
Mn Pb 0,837
Al Pb 0,902
Cu Dis. Mn Dis. 0,939
NO2 DBO5 0,851
NO2 CF 0,973
DBO5 CF 0,891
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Figura 19. Análisis de componentes principales (ACP), de los perfiles físico químicos de las estaciones y toxicidad aguda en Selenastrum. Los valores de los parámetros fueron
transformados mediante ln(x+1). Rotación Varimax La varianza explicada por F1 y F2 es del 75%.
El análisis de la concentración de los compuestos químicos que explicarían la toxicidad
en la Cuenca Rapel, no superan los valores de LC50 (tomados de la literatura) para las
especies estandarizadas a lo largo de la Cuenca Rapel, sin embargo se advierte un
aumento de la concentración de aluminio en el sitio CA-40 la cual registro toxicidad con
O. mykiss y D. pulex (Figura 20 y 21).
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LC‐10
ZA‐10
AV‐10
CL‐10C
A
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RI‐10
TI‐10
CL‐10
CH‐10
TI‐40
RA30
RA40
RA60
Concen
tración de
Al m
g/l
Estaciones de Muestreo
Al LC 50 O.mykiss (Conc. 85,39 mg/l)
Figura 20. Concentraciones de aluminio (Al) muestreo de otoño asociado a Oncorhynchus
mykiss.
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CA‐20
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CO‐10
CA‐40
LC‐10
ZA‐10
AV‐10
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CL‐EV
RI‐10
TI‐10
CL‐10
CH‐10
TI‐40
RA30
RA40
RA60
concen
tracione
s Al m
g/l
Estaciones de Muestreo
Al LC 50 D. pulex (Conc. 0,0073 mg/l)
Figura 21. Concentraciones de aluminio (Al) muestreo de otoño asociado a Daphnia pulex.
Patrón similar se observa con el fierro el cual aumenta su concentración en sitios donde
se detecto toxicidad (Figuras 22 y 23).
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CH‐10
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Concen
tracione
s Fe
mg/l
Estaciones de Muestreo
Fe LC 50 D.pulex (Conc. 0,18 mg/l)
Figura 22. Concentraciones de fierro (Fe) asociado a Daphnia pulex.
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AV‐10
CL‐10C
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RI‐10
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CL‐10
CH‐10
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Concen
tracione
s Fe
mg/l
Estaciones de Mustreo
Fe LC 50 O.mykiss (Conc. 36 mg/l)
Figura 23. Concentraciones de fierro (Fe) asociado a Oncorhynchus mykiss.
El análisis de la concentración de manganeso y cobre a lo largo de la cuenca de Rapel
muestra que sus valores superan la toxicidad estandarizados para D. pulex, O. mikiss,
Ephemeroptera, Plecoptera y Trichoptera específicamente en los sitios CO-10 y AV-10 que
registraron toxicidad en el presente estudio (Figuras 24 al 29).
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s Mn mg/l
Estaciones de Muestreo
Mn LC 50 D.pulex (Conc. 0,1 mg/l)
Figura 24. Concentraciones de manganeso (Mn) asociado a Daphnia pulex.
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CL‐10
CH‐10
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Concen
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s Mn mg/l
Estaciones de Muestreo
Mn LC 50 O.mykiss (Conc. 3,54 mg/l)
Figura 25. Concentraciones de manganeso (Mn) asociado a Oncorhynchus mykiss.
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s Cu
mg/l
Estaciones de Muestreo
Cu LC 50 D,pulex (Conc. 0,15 mg/l) LC 50 O.mykiss (Conc. 0,0255 mg/l)
Figura 26. Concentraciones de cobre (Cu) asociado a Daphnia pulex, Oncorhynchus
mykiss.
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CH‐10
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s Cu
mg/l
Estaciones de Muestreo
Cu LC 50 ephemeroptera (Conc. 0,453 mg/l)
Figura 27. Concentraciones de cobre (Cu) asociado a Ephemeroptera.
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s Cu
mg/l
Estaciones de Muestreo
Cu LC 50 trichoptera (Conc. 12,1 mg/l)
Figura 28. Concentraciones de cobre (Cu) asociado a Trichoptera.
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CL‐10
CH‐10
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RA30
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Concen
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s Cu
mg/l
Estaciones de Muestreo
Cu LC 50 plecoptera
Figura 29. Concentraciones de cobre (Cu) asociado a Plecoptera.
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Invierno
El análisis de correlación de Pearson muestra que los resultados son en general poco
significativos entre los LC50 y parámetros físico químicos (Tabla XXIII) Sin embargo se
advierte que arsénico, estaño disuelto, plomo disuelto, flúor y selenio se asocian con la
toxicidad detectada en los bioensayos en este periodo.(Tabla XXIII).
Tabla XXIII. Matriz de correlación estaciones en época de invierno.
MATRIZ CORRELACIÓN DE PEARSON Variables lc50 algas Variables lc50 algas lc50 algas 1 AyG -0,323
DBO5 -0,752 Deterg. -0,821 Cond. -0,551 NH4+ -0,807 SDT -0,316 CN -0,462 SST 0,013 Cloruro -0,569 SO4 -0,258 F 0,689 HCF -0,462 SU -0,477 HCV 0,462 Ni 0,274 Cu -0,002 Se 0,534 Fe 0,003 Zn 0,47 Mn -0,024 Al -0,016 As 0,602 Zn Dil. 0,119 Sn -0,189 B 0 Hg 0,434 RAS 0 Pb -0,077 CF 0,022
Cu Dis. -0,041 CT -0,382 Fe Dis. -0,419 OD 0,449 Mn Dis. 0,436 NO2 -0,69 As Dis. 0,468 Cr 0,066 Sn Dis. 0,742 Mo 0,144 Pb Dis. 0,68 Mo Dis. 0,134
El análisis de componentes principales muestra que la toxicidad de las algas se encuentra
correlacionada con Mn, Zn, As, los cuales se encuentran en mayores concentraciones en
las estaciones CH-10, CL-10 Y TI-10 siendo esta última una de las estaciones con altos
valores toxicidad. Si bien en el cuadrante II la relación de la toxicidad se asocia a metales
en general, esto puede estar modulado por la presencia de materia orgánica presente en
los compuestos allí presentes.
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Figura 30. Análisis de componentes principales (ACP), de los perfiles físico químicos de
las estaciones y toxicidad aguda en Selenastrum capricornutum. Los valores de los
parámetros fueron transformados mediante ln(x+1). La varianza explicada por F1 y F2 es
del 65%.
Verano
Los análisis de correlación indican que la toxicidad detectada en microalgas se
correlaciona significativamente con manganeso, aluminio, cloruros, sulfatos, sólidos
totales disueltos y totales, sin embargo estos resultados no son concluyentes. No
obstante el análisis de componentes principales confirma nuestros resultados en el cual
se registra que Selenastrum capricornutum está asociada a un grupo de metales
coincidentes con los compuestos mencionados previamente y además se incluyen otros
tales como zinc, arsénico, plomo y fierro (Figura 31).
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Figura 31. Análisis de componentes principales (ACP), de los perfiles físico químicos de
las estaciones y toxicidad aguda en Selenastrum capricornutum. Los valores de los
parámetros fueron transformados mediante ln(x+1). La varianza explicada por F1 y F2 es
del 55%.
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ANÁLISIS DE QUELANTES PARA REDUCIR TOXICIDAD MEDIANTE LA
METODOLOGÍA TIE
La reducción e identificación de la toxicidad (TIE) se define como un proceso dirigido a
identificar los agentes causativos de la toxicidad, aislando las fuentes de toxicidad (US.
EPA, 1999; Pillard & Russell, 2001). Evalúa opciones del control de la toxicidad y confirma
la reducción de la toxicidad en el efluente o muestra. Para esto se toman alícuotas de las
muestras y luego se someten a diferentes pruebas o tratamientos de reducción de la
toxicidad (e.g., ajuste del pH, filtración) (US.EPA, 1999). Luego, si la muestra no
presenta toxicidad después de un tratamiento en particular, es un indicativo de que la
toxicidad estaba causada por el tipo de compuesto eliminado por ese tratamiento.
La prueba de quelación o complejación con EDTA permite explicar la toxicidad atribuible a
metales divalentes o trivalentes (Santiago et al., 2002). La utilización de uno u otro
tratamiento dependerá de las características físico-químicas de las aguas residuales
sospechosas de la toxicidad del efluente.
Quelación con EDTA
Esta prueba se diseña para detectar toxicidad en el efluente y/o muestra de aguas
causada por ciertos metales catiónicos (US. EPA, 1992a). Según US. EPA (1992a), el
EDTA es un agente quelante fuerte y debido a su fuerza de complejación, desplazará a
menudo otras formas solubles (tales como cloruros y óxidos). Los cationes quelados
fuertemente por EDTA incluyen el aluminio, cadmio, cobre, hierro, plomo, manganeso
(2+), níquel, y zinc (Stumm & Morgan, 1981).
En la cuenca Rapel las muestras con toxicidad (descritas previamente) fueron tratadas
con ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) (C10H14N2Na2O8 + 2H20) como sustancia
quelante. Previamente, se realizaron pruebas para determinar la dosis exacta de EDTA a
utilizar en cada una de las muestras. Se dispuso una batería de ensayos, en los cuales se
prepararon soluciones de sulfato amónico ferroso (Fe (NH4)2 (SO4)2 * 6 H2O), con
concentraciones conocidas de Fe (2 y 4 mg/L) y, a cada una se agregaron diferentes
concentraciones de EDTA, luego se agitó por un período de 10 minutos a una velocidad
rápida de 300 rev/min, con el fin de disolver completamente la sal, y se midió el Fe total
en cada una de las concentraciones, con el objetivo de evaluar los resultados del
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quelante, considerando no causar la toxicidad con EDTA ni tampoco cambiar
substancialmente la calidad del agua.
Finalmente, se agregó la dosis calculada de EDTA a cada una de las muestras a tratar,
para su posterior utilización en los bioensayos.
Otoño
Los resultados muestran que la toxicidad detectada en los bioensayos con Selenastrum
capricornutum, Daphnia pulex y Daphnia obtusa correspondiente a las estaciones CA-20
CO-10, CL10CA, Ti-40, RA-30, RA-40, CL-10 y AV-10 las cuales redujeron
significativamente su toxicidad. En la mayoría de los sitios analizados la toxicidad se
elimino en un 100% (ensayos con Daphnia pulex, Daphnia obtusa y Selenastrum
capricornutum), lo cual confirma que la toxicidad detectada en la cuenca se relaciona
específicamente con los metales (Tabla XXIV). Particularmente en la estación TI-40, RA-
30 y RA-40, la toxicidad se mantuvo lo cual indica que la causa puede estar asociada a
otros compuestos no metálicos. Además las estaciones que mantuvieron su toxicidad se
localiza en la parte baja de la cuenca por tanto la toxicidad podría estar asociada a
compuestos de origen orgánico tales como amonio, nitrato, sólidos suspendido totales,
etc. (Tabla XXIV).
Tabla XXIV. Estaciones con toxicidad en Selenastrum capricornutum, Daphnia pulex y
Daphnia obtusa en época de otoño sometidas a TIE (Identificación de la Toxicidad).
Muestreo época de otoño
Estación
Toxicidad Selenastrum
capricornutum sometida al
agua de muestreo
Toxicidad Selenastrum
capricornutum sometida al
tratamiento de Quelación
Toxicidad Daphnia pulex
sometida al agua de
muestreo
Toxicidad Daphnia pulex
sometida al tratamiento de
Quelación
Toxicidad Daphnia obtusa
sometida al agua de muestreo
Toxicidad Daphnia obtusa
sometida al tratamiento de
Quelación
CA-20 99 (99.15-
99.74) no
CO-10 25.9 (15.3-
36.7) no
37,4 (27,4-46,3)
no 60,37 (51,6-
69,9) no
CL10CA 66.7 (56.7-
81.4) no
Ti-40 80.9 (65.8-
97.4) 21.38 (17.19-
25.50)
RA-30 97.5 (78.6-
100.4) 8.56 (5.6-
11.3)
RA-40 68.9 (55.8-
83.4) 71.49
CL-10 35.7 (21.2- 55.9)
no
AV-10 51,6 (33,9-
69,5) no
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Invierno - Verano
Los resultados de la aplicación de quelantes, a las muestras provenientes del periodo de
invierno, revelan que la toxicidad desapareció en un 100% (Tabla XXV). Los resultados
confirman nuestros análisis correlacionales en el cual se estableció que los metales (Mn,
Zn, As) serian los responsables de la toxicidad detectada en CA-40, LC-10 y TI-10 (Tabla
XXV).
Tabla XXV. Estaciones con toxicidad en Selenastrum capricornutum, en época de
invierno sometidas a TIE (Identificación de la Toxicidad).
Muestreo época de invierno
Estación Toxicidad Selenastrum
capricornutum sometida al agua de muestreo
Toxicidad Selenastrum capricornutum sometida
al tratamiento de Quelación
CA-40 28.06 (24.75-31.43) No LC-10 32.10 (26.08-38.46) No TI-10 26.30 (20.93-31.80) No
En el caso del periodo de verano la toxicidad registrada en la cuenca rapel aumento
respecto del periodo de invierno en cuanto al número de estaciones de muestreo que
registraron toxicidad (10 estaciones de muestreo).
Los resultado de la aplicación de quelantes en este periodo mostro un patrón similar al
descrito a los periodos de otoño e invierno donde se registro una disminución de la
toxicidad. Sin embargo en las estaciones CA-40, LC-10 y RA-40 la toxicidad se mantuvo o
disminuyo levemente confirmando que la toxicidad no es consecuencia de los metales,
además la estaciones involucradas se localizan en la parte media baja de la cuenca siendo
coincidente con los resultados obtenidos en el periodo de otoño (Tabla XXVI).
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Tabla XXVI. Estaciones con toxicidad en Selenastrum capricornutum y Daphnia obtusa
en época de verano sometidas a TIE (Identificación de la Toxicidad).
Muestreo época de verano
Estación
Toxicidad Selenastrum
capricornutum sometida al agua de
muestreo
Toxicidad Selenastrum
capricornutum sometida al
tratamiento de Quelación
Toxicidad Daphnia obtusa sometida al agua
de muestreo
Toxicidad Daphnia obtusa sometida al
tratamiento de Quelación
CA-20 10,05 68,05 (50,22-
107,72)
CA-40 10,017 (10,013-
10,021)
29,07 (18,29-
40,87)
LC-10 20,61 (8,887-
31,58)
29,07 (18,29-
40,87)
ZA-10 98.73 (98,28-
99,19) -
CH-10 97,47 (96,65-
98,30) --
RA-30 22,30(14,01-
30,36)
92,25 (73,88-
126,85)
RA-40 11,38 (11,19-
11,65)
27,25 (22,29-
32,35)
RA-60 72,45 (47,41-
168,45) -
CO-10 21,835 (13,281-
31,165) no
AV-10 55,276 (24,861-
91,526) no
El origen de la toxicidad por metales se comprobó mediante la medición del fierro pre y
post tratamiento de quelantes (Tabla XXVII), se observa una significativa disminución de
la concentración de fierro en las muestras tratadas con quelante (Tabla XXVII).
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Tabla XXVII. Diferencia en análisis químico entre muestras sometidas a quelación y sin
tratar para determinación de fierro
Muestreo Otoño Muestreo Invierno
Estaciones Concentración de Fe mg/L muestras
sin tratar
Concentración de Fe mg/L muestras con Quelante
Concentración de Fe mg/L muestras
sin tratar
Concentración de Fe mg/L muestras con Quelante
CO- 10 0,0931 0,00582 - -
CA- 20 0,0179 0 - -
CA- 30 0,0461 0 - -
RA- 30 0,0864 0 - -
CL- 10 (CA) 0 0 - -
RA- 40 0,0662 0 - -
AV - 10 0,7162 0,0134 - -
ZA- 10 0,0629 0,0061 - -
CL - 10 0,0931 0 - -
Ti - 40 0,0574 0 - -
- - - -
CA- 40 - - 0,0484 0
LC -10 - - 0,0484 0
Ti - 10 - - 0 0
BIOENSAYOS CON ESPECIES NATIVAS
Invertebrados Bentónicos Nativos
Los resultados de los bioensayos y sus condiciones se resumen en la Tabla XXVIII. Se
realizaron un total de 24 bioensayos considerando todos los metales descritos en la
metodología, para ello se realizaron 15 salidas a terreno en la cual se colectaron un total
aproximado de 4500 individuos de Leptophlebidae y Baetidae ambos del orden
Ephemeroptera.
Del 100% de los bioensayos realizados se registro que el 80% de los resultados con
invertebrados bentónicos no son concluyentes por cuanto se registró más de un 20% de
mortalidades en los respectivos controles.
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Tabla XXVIII. Resumen de bioensayos realizados con invertebrados bentónicos.
ESPECIES NATIVAS Leptophlebiidae Baetidae
Nº De Ensayos Realizados 13 11
Metales Ocupados Aluminio,Hierro, Arsenico,
Manganeso Y Zinc
Aluminio,Arsenic0, Cobre, Hierro,
Manganeso, Zinc
Nº Concentraciones 5 Mas Control 5 Mas Control
Temperatura Bioensayo 12-14 12-14
% saturación de oxigeno >85% >85%
Nº De Replicas 4 4
Nº Individuos Por Concentración 5 5
Nº Total Individuos Por Ensayo 120 120
Nº De Inviduos Totalidad Bioensayos 1560 1320
Sumatoria 2880
Número de Individuos recolectados en Terreno app
4500
Numero de Terrenos realizados 15
En la primera batería de bioensayos, las concentraciones evaluadas para cada metal, se
establecieron tomando en consideración ensayos preliminares realizados durante el
periodo de verano del 2009. En la Tabla XXIX es posible observar como las mortalidades
obtenidas difieren entre una familia y otra. La Familia Leptophlebiidae, obtiene un
máximo de mortalidad de 65% en los controles (en los bioensayos con aluminio y
arsénico) y luego baja a 15% (en los bioensayos de manganeso y zinc). De manera
similar la Familia Baetidae muestra una mortalidad máxima del 95% ( bioensayo con
manganeso) y posteriormente baja levemente al 75% y luego 55% (bioensayos con
arsénico y hierro respectivamente. Situación distinta se observa con el cobre en el cual se
obtiene solo un 10% de mortalidad en el control.
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Tabla XXIX. Primeras concentraciones para cada metal sometido a bioensayo
ESPECIE NATIVA METAL % MORTALIDAD
CONTROL
ALUMINIO 65
COBRE 10
HIERRO 10
ARSENICO 65
MANGANESO 15
LEPTOPHLEBIIDAE
ZINC 15
ALUMINIO 55
ARSENICO 75
COBRE 10
HIERRO 55
MANGANESO 95
BAETIDAE
ZINC 75
De acuerdo a lo obtenido en las primeras concentraciones evaluadas, se procedió a
realizar nuevos bioensayos probando nuevas concentraciones ajustadas a los resultados
obtenidos de la primera batería de bioensayos. Se consideraron como base el porcentaje
de mortalidad, lo que da como resultado la reducción de las mortalidades en los controles
respectivos. Estos antecedentes confirman la mayor sensibilidad que posee la Familia
Baetidae, registrándose porcentajes de mortalidad superiores al 60% (bioensayos con
zinc y arsénico). Particularmente el bioensayo con arsénico se realizó en condiciones
diferentes al resto de los metales evaluados con el objeto de determinar el efecto de las
variables de temperatura y aireación en la mortalidad de los individuos. Para ello la
temperatura se mantuvo constante a 8 °C en una cámara de cultivo, sin aireación. No
obstante los resultados registrados mostraron altas mortalidades de los especímenes
utilizados, lo que nos permite inferir que la aireación fue un factor crítico en la
mantención del bioensayo.
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Lo anterior contrasta con los resultados de la familia Leptophlebiidae que no posee un
porcentaje mayor al 45% de mortalidad en los controles, aun cuando uno de los ensayos
correspondiente a arsénico se sometió al misma condición de temperatura constante de 8
°C en una cámara de cultivo sin aireación constante y la mortalidad no supero el 10%.
Por lo tanto estos resultados preliminares muestran que los leptoflebidos presentan
mejores condiciones de adaptabilidad a los bioensayos comparados con los baetidos los
cuales, aparentemente, requieren condiciones más estrictas en su mantención y
manipulación lo que puede ser un indicador de que estos individuos de la Familia Baetidae
no son la más adecuadas para la realización de bioensayos. (Tabla XXX)
Tabla XXX. Segundas concentraciones para cada metal sometido a bioensayo
ESPECIE NATIVA METAL % MORTALIDAD
CONTROL
ALUMINIO 45%
COBRE 25%
HIERRO 20%
ARSENICO 10%
MANGANESO 5%
LEPTOPHLEBIIDAE
ZINC 25%
ALUMINIO 70%
ARSENICO 100%
HIERRO 60%
MANGANESO 80%
BAETIDAE
ZINC 100%
Adicionalmente se realizaron nuevos bioensayos con aluminio testeando nuevas
concentraciones con ambas familias de invertebrados. Los resultados muestran un patrón
similar al descrito previamente donde los baetidos son más sensibles que los
leptophlebidos dada las mortalidades registradas Tabla XXXI
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Tabla XXXI. Terceras concentraciones evaluadas para cada metal sometido a bioensayo
ESPECIE NATIVA METAL % MORTALIDAD
CONTROL
LEPTOPHLEBIIDAE ALUMINIO 15%
BAETIDAE ALUMINIO 90%
Variables Críticas en la Realización de Bioensayos con Invertebrados Bentónicos
Nativos y Medidas Correctivas
Las causas de estos resultados están centradas o focalizadas en aspectos del control de
variables del bioensayo:
• Temperatura: Si bien el rango utilizado se basa en lo propuestos por la EPA
(1998) para otro tipos de bioensayos que está en el rango de los 15 °C, esta
temperatura suele ser un poco elevada por lo que en los posteriores ensayos se
trato de mantener la temperatura del lugar de recolección la cual fluctuaba entre
los 11 y 13 °C cabe destacar que lo ideal es mantener un temperatura constante
de 11 °C esto porque se logra una buena transferencia de oxigeno en especial
para la especies de la Familia Baetidae y por otro lado las fluctuaciones de
temperatura genera un sobre estrés de los individuos.
• Aireación: El sistema de aireación siempre mantuvo los porcentajes de saturación
requeridos en los bioensayos que esta por sobre el 85% de oxigeno. Sin embargo,
existe una condición mecánica operacional que es el tamaño de burbuja y la
presión de aire, cuando estas variables se incrementan se produce un mayor
estrés en los individuos debido al mayor gasto energético para sujetarse al
sustrato artificial dispuesto en los vasos precipitados. La condición optima es este
caso es controlar la presión de aire con un sistema de llaves de bola y por otro
lado usar un sistema que produzca burbujas de tamaño pequeño y constante como
por ejemplo las puntillas de las micropipetas. De esta forma se mejoran las
condiciones de mantención de los invertebrados en el laboratorio.
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Bioensayos con resultados concluyentes
De lo bioensayos realizados con invertebrados bentónicos nativos se selecciono para los
análisis de LC50 todos aquellos que obtuvieron un porcentaje menor del 20% de
mortalidad en sus controles.
De la totalidad de ensayos realizados, el cálculo de toxicidad fue posible para la familia
Leptophlebiidae, pudiendo verificar la toxicidad de los metales como aluminio, arsénico,
cobre, hierro (Tabla XXXII). Respecto de los bioensayos con Baetidae ninguno de ellos
pudo ser utilizado para el análisis de Lc50 debido a sus altas mortalidades tanto en los
controles como en las diferentes concentraciones de los metales utilizados, sin arrojar un
patrón entre mortalidad y concentración del metal empleado
Tabla XXXII. LC50 calculado para la familia Leptophlebiidae
METALES FAMILIA TOXICIDAD LC 50
ALUMINIO Leptophlebiidae 7,02 mg/l
ARSENICO Leptophlebiidae 0,97 mg/l
COBRE Leptophlebiidae 1,763 mg/l
FIERRO Leptophlebiidae 5,8 mg/l
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En relación a los LC50 obtenidos en los bioensayos con especies nativas y los datos de los
parámetros fisicoquímicos obtenidos en los monitoreos de otoño e invierno del 2009 en la
cuenca Rapel podemos afirmar lo siguiente: las concentraciones de aluminio (Al) en la
parte alta y media de la cuenca, específicamente en las estaciones de muestreo CA20,
CA30, CA40 y LC10 presentan concentraciones de aluminio que están por debajo del valor
de Lc50, obtenido en los bioensayos realizados, por lo que podría no tener implicancias
ecotoxicológicas para los individuos de la Familia Leptophlebiidae. También es importante
notar que en las otras estaciones de muestreo las concentraciones del aluminio son aun
más bajas en relación a los valores de toxicidad encontrados en los bioensayos por lo que
no implicaría de riesgo para las comunidades biológicas. (Tabla XXXIII)
En el caso del fierro las concentraciones en la parte alta y media de la cuenca,
específicamente en las estaciones de muestreo CA20, CA30 CA40 y TI10 presentan
concentraciones de fierro que sobrepasan el valor de Lc50, obtenido en los bioensayos
realizados, lo que tiene implicancias ecotoxicológicas para los individuos de la Familia
Leptophlebiidae.
También es importante notar que en otras estaciones de muestreo (CO10) las
concentraciones del cobre (Cu) en otoño son cercanas a los valores de toxicidad
encontrados en los bioensayos transformándose en sitios con un alto potencial de riesgo
para las comunidades biológicas, por otro lado en el monitoreo de invierno las
concentraciones de cobre (Cu) en las estaciones CO10 y CA30 sobrepasan el valor de
Lc50, obtenido en los bioensayos, lo que tiene implicancias ecotoxicológicas para los
individuos de la Familia Leptophlebiidae.
Con respecto al Arsénico (As) en el monitoreo de junio 2009 (Tabla XXXIV) las
concentraciones no sobrepasan los valores de Lc50, obtenido en los bioensayos realizados
aun cuando los análisis de fisicoquímicos denotan la presencia de este xenobiótico en
todas las estaciones muestreadas situación que debe ser observada debido a que
cualquier aumento en su concentración puede tener implicancias ecotoxicológicas para los
individuos de la Familia Leptophlebiidae.
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En las tablas XXXV y XXXVI se comparan los Lc50 obtenidos en los bioensayos con
especies de invertebrados nativos, con los parámetros fisicoquímicos obtenidos en los
muestreos de otoño e invierno en la cuenca, con los parámetros fisicoquímicos de la
propuesta de Norma de Calidad Secundaria del rio Cachapoal y Lc50 obtenidos en bases
bibliográficas, si bien las concentraciones de LC50 obtenidas tanto en los bioensayos
como el de las bases bibliográficas difieren entre sí, podemos destacar, que en los
parámetros para todos los metales usados en los bioensayos con especies nativas (cobre,
hierro, aluminio, manganeso, arsénico y zinc) en ambas concentraciones de LC50
(bioensayo y bases bibliográfica) están muy por debajo de las concentraciones
mencionadas en la última versión de propuesta de Norma de Calidad Secundaria del rio
Cachapoal, en este sentido las concentraciones propuestas en la NCS del Cachapoal no
estarían cumpliendo su función de proteger las comunidades biológicas usadas en estos
bioensayos con individuos de la Familia Leptophlebiidae.
Es preciso mencionar que las diferencia de los Lc50 obtenidos en los bioensayos con
individuos de la Familia Leptophlebiidae y lo mencionados en la bases bibliográficas se
debe principalmente a que no existe una estandarización para este tipo de bioensayos y
probablemente las metodología difieran entre si y por otro lado las especies de otras
latitudes pueden tener tolerancias distinta aun mismo xenobiótico.
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Tabla XXXIII. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos, con los
parámetros fisicoquímicos muestreados en otoño en la cuenca.
Muestreo Marzo 2009 Parámetros Fisicoquímicas (mg/l)
LC50 Especies Familia Leptophlebiidae (mg/l)
Servicio Punto Cu Fe Mn Al Al Cu Fe As
Rio Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA20
<0,03 6,05 0,2 5,78
Rio Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA30
0,1 7,5 0,27 8,64
Rio Cachapoal
Río Coya Punto NºCO10
0,77 1,58 0,32 2,11
Rio Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA40
0,06 7,75 0,26 13,59
Rio Cachapoal
Estero La Cadena Punto NºLC10
0,05 3,5 0,16 6,36
Rio Cachapoal
Estero Zamorano Punto NºZA10
<0,03 0,34 0,03 0,33
Rio Cachapoal
Estero Antivero Punto NºAV10
<0,03 3,8 0,12 3,77
Rio Cachapoal
Río Claro de Rengo Punto NºCL10
<0,03 0,05 <0,02 0,04
Rio Cachapoal
Río Claro Punto NºCLEV
Rio Cachapoal
Estero Rigolemu Punto NºRI10
<0,03 0,98 0,08 1,97
Rio Tinguiririca
Río Tinguiririca en Bajo Briones TI10
0,04 7,86 0,21 4,76
Rio Tinguiririca
Río Claro en el Valle CL10 <0,03 0,22 0,03 0,18
Rio Tinguiririca
Estero Chimbarongo en Puente Huemul
CH10 <0,03 0,08 <0,02 0,13
Rio Tinguiririca
Río Tinguiririca en Los Olmos TI40
<0,03 0,56 0,07 0,7
7,02 1,763 5,8 0,978
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XXXIV. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos, con los parámetros
fisicoquímicos muestreados en invierno en la cuenca.
Muestreo Junio 2009 Parámetros Fisicoquímicos (mg/l) LC50 Especies Familia Leptophlebiidae (mg/l)
Servicio Punto Cu Fe Mn Al As Zn Al Cu Fe As
Río Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA20 <0,03 1,31 0,06 1,61 0,017 <0,02
Río Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA30 2,31 42,87 1,06 29,15 0,0645 0,2
Río Cachapoal
Río Coya Punto NºCO10
3,72 70,57 1,95 44,5 0,0795 0,32
Río Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA40
0,05 3,24 0,14 3,1 0,024 <0,02
Río Cachapoal
Estero La Cadena Punto NºLC10 0,06 1,42 0,12 1,3 0,0096 0,03
Río Cachapoal
Estero Zamorano Punto NºZA10
<0,03 0,28 <0,02 * * *
Río Cachapoal
Estero Antivero Punto NºAV10
<0,03 0,09 <0,02 * * *
Río Cachapoal
Río Claro de Rengo Punto NºCL10
<0,03 0,08 <0,02 * 0,0046 <0,02
Rio Cachapoal
Río Claro Punto NºCLEV
* * * * * *
Río Cachapoal
Estero Rigolemu Punto NºRI10 <0,03 0,85 0,09 0,63 * *
Rio Tinguiririca
Río Tinguiririca en Bajo Briones TI10 <0,03 1,42 0,12 2,48 * *
Rio Tinguiririca
Río Claro en el Valle CL10
<0,03 0,58 0,03 0,64 * *
Rio Tinguiririca
Estero Chimbarongo en Puente Huemul
CH10
<0,03 0,38 <0,02 0,32 * *
Rio Tinguiririca
Río Tinguiririca en Los Olmos TI40 * * * * * *
7,02 1,763 5,8 0,978
Tabla XXXV. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos, con los parámetros muestreados en otoño en la cuenca y
con las concentraciones propuestas de Norma de Calidad Secundaria del rio Cachapoal
*No Aplica para esta estación
Tabla XXXVI. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos, con los parámetros muestreados en invierno en la cuenca
y con las concentraciones propuestas de Norma de Calidad Secundaria del rio Cachapoal
Muestreo Marzo 2009 Parámetros Fisicoquímicas (mg/l) LC50 Especies Familia Leptophlebiidae (mg/l)
Concentración Propuesta NCS Cachapoal (mg/l)
Concentración Lc50 Bases Bibliográfica (mg/l)
Servicio Punto Cu Fe Mn Al As Zn Al Cu Fe As Al Cu Fe As Al Cu Fe As
Río Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA30
2,31 42,87 1,06 29,15 0,0645 0,2 NA* 6 20 NA*
Río Cachapoal
Río Coya Punto NºCO10
3,72 70,57 1,95 44,5 0,0795 0,32 30 10 5 0,1
Río Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA40
0,05 3,24 0,14 3,1 0,024 <0,02
7,02 1,763 5,8 0,978
NA* NA* 10 NA*
0,23 0,092
*No Aplica para esta estación
Muestreo Marzo 2009 Parámetros Fisicoquímicas
(mg/l) LC50 Especies Familia
Leptophlebiidae (mg/l) Concentración Propuesta NCS
Cachapoal (mg/l) Concentración Lc50 Bases
Bibliográfica (mg/l)
Servicio Punto Cu Fe Mn Al Al Cu Fe As Al Cu Fe As Al Cu Fe As
Rio Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA20
<0,03 6,05 0,2 5,78 NA* NA* NA* NA*
Rio Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA30
0,1 7,5 0,27 8,64 NA* 6 20 NA*
Rio Cachapoal
Río Coya Punto NºCO10
0,77 1,58 0,32 2,11 30 10 5 0,1
Rio Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA40
0,06 7,75 0,26 13,6 NA* NA* 10 NA*
Rio Cachapoal
Estero La Cadena Punto NºLC10
0,05 3,5 0,16 6,36 5 1 10 0,04
Rio Tinguiririca
Río Claro en el Valle CL10
<0,03 0,22 0,03 0,18
7,02 1,763 5,8 0,978
5 0,2 NA* 0,04
0.23 0,092
Peces Nativos (Galaxias maculatus)
Los resultados de los bioensayos y sus condiciones se resumen en la Tabla XXXVII. Se
realizaron un total de 8 bioensayos considerando todos los metales descritos en la
metodología, para ello se realizaron 2 salidas a terreno en la cual se colectaron un total
aproximado de 3000 individuos de Galaxias maculatus
Tabla XXXVII. Resumen de bioensayos realizados con Peces Nativos (Galaxias
maculatus).
ESPECIES NATIVAS (Galaxias maculatus)
Nº De Ensayos Realizados 8
Metales Ocupados Aluminio, Hierro,
Arsénico, Manganeso Y Zinc
Nº Concentraciones 5 Mas Control
Temperatura Bioensayo 15 °C
% saturación de oxigeno >85%
Nº De Replicas 5
Nº Individuos Por Concentración 10
Talla promedio 4-6 cm
Peso promedio 0,4-0,6 gr
Densidad o Carga 10 kg/m3
Nº Total Individuos Por Ensayo
300
Nº De Inviduos Totalidad Bioensayos
2400
Número de Individuos recolectados en Terreno app 3000
Numero de Terrenos realizados
2
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En la primera batería de bioensayos, las concentraciones evaluadas para cada metal, se
establecieron tomando en consideración ensayos preliminares realizados durante el
periodo de verano del 2009. En la Tabla XXXVIII es posible observar como las
mortalidades obtenidas del control no fueron significativas lo que permitió un buen
análisis de datos para la obtención de los LC50, las mortalidades fluctuaron entre el 2-7
porciento. Es preciso mencionar que en los metales cobre (Cu) y Zinc (Zn) se presentaron
mortalidades a las 4 horas de montados el bioensayo por lo que se prepararon nuevas
concentraciones 0,7 y 1 mg/l para el cobre, para el zinc se prepararon concentraciones de
3 y 5 mg/l (Tabla XXXIX).
Esta mortalidad temprana en las concentraciones de 2, 4, 6 mg/l de cobre, 4 y 5 mg/l en
zinc provoco daño importante en el sistema reproductor de Galaxias maculatus
estimulando el desove de los individuos en vía de maduración sexual. Figura 32
Tabla XXXVIII. Primeras Concentraciones evaluadas para cada metal sometido a bioensayo peces nativos
ESPECIE NATIVA METALES % MORTALIDAD CONTROL
aluminio 0
arsénico 0
cobre 3
hierro 2
manganeso 0
Galaxias maculatus
zinc 7
Tabla XXXIX. Segunda Concentraciones evaluadas para cada metal sometida a bioensayo peces nativos
ESPECIE NATIVA METALES % MORTALIDAD CONTROL
cobre 1 Galaxias maculatus
zinc 3
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Figura 32. Efecto de exposición de Galaxias maculatus expuestos a las concentraciones
de 4 a 6 mg/l de Cu y Zn
De lo bioensayos realizados con peces nativos (Galaxias maculatus) se selecciono para los
análisis de LC50 todos aquellos que obtuvieron un porcentaje menor del 20% de
mortalidad en sus controles.
De la totalidad de ensayos realizados, el cálculo de toxicidad fue posible en todos ensayos
realizados, pudiendo verificar la toxicidad de los metales cobre, manganeso y zinc (Tabla
XL).
Los resultados obtenidos para los 6 diferentes metales seleccionados utilizados indican
que tanto el cobre y zinc poseen un alto nivel de toxicidad en base a las concentraciones
evaluadas. En el caso de los metales aluminio, hierro y arsénico los individuos no
presentaron altos porcentajes de mortalidad en las distintas concentraciones por lo que al
realizar el cálculo de Lc50 presentan un elevado error muestreal, en este sentido los
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valores de Lc50 para el aluminio, arsénico y hierro no son confiables para la toma de
decisiones solo podemos inferir que esta especie nativa es bastante tolerante a estos
metales por lo que es recomendable realizar nuevos bioensayos con concentraciones de
exposición mayores o bien utilizar otra especie.(Tabla IVX).
Tabla XL. LC50 calculados para peces nativos (Galaxias maculatus)
METALES ESPECIE TOXICIDAD LC 50 mg/l
ALUMINIO >6
ARSENICO 3,80
COBRE 0,55
HIERRO 8,18
MANGANESO 7,55
ZINC
Galaxias maculatus
0,79
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En relación a los LC50 obtenidos en los bioensayos con especies nativas y los datos de los
parámetros fisicoquímicos obtenidos en los monitoreos de otoño e invierno del 2009 en la
cuenca Rapel podemos afirmar que en general las concentraciones de los metales no
sobrepasan la concentración de LC50 determinada en los bioensayos lo que
eventualmente no tiene implicancias ecotoxicológicas para los individuos de la Galaxias
maculatus. (Tablas XLI y XLII)
En el caso del zinc (Zn) las concentraciones obtenida en el muestreo de invierno en la
parte alta de la cuenca, específicamente en las estación de muestreo CA30 presentan
concentraciones de zinc muy por debajo al valor de Lc50, obtenido en los bioensayos
realizados, lo que no tendría implicancias ecotoxicologicas para los individuos de Galaxias
maculatus.
Con respecto al manganeso (Mn) en el monitoreo de invierno (Tabla XLII) las
concentraciones no sobrepasan los valores de Lc50, obtenido en los bioensayos
realizados, aun cuando los análisis de fisicoquímicos denotan la presencia de este
xenobiótico en todas las estaciones muestreadas situación que debe ser observada debido
a que cualquier aumento en su concentración puede tener implicancias ecotoxicológicas
para los individuos de Galaxias maculatus.
En las tablas XLIII y XLIV se comparan los Lc50 obtenidos en los bioensayos con especies
de peces nativos (Galaxias maculatus), con los parámetros fisicoquímicos obtenidos en
los muestreos de otoño e invierno en la cuenca, los parámetros fisicoquímicos de la
propuesta de Norma de Calidad Secundaria del rio Cachapoal y Lc50 obtenidos en bases
bibliográficas. Si bien las concentraciones de Lc50 obtenidas en los bioensayos difieren
con el de las bases bibliográficas, podemos destacar, que en los parámetros de cobre en
ambas concentraciones de Lc50 (bioensayo y bases bibliográfica) están muy por debajo
de las concentraciones mencionadas en la propuesta de Norma de Calidad Secundaria del
rio Cachapoal, en este sentido las concentraciones propuestas para cobre en la NCS del
Cachapoal no estarían cumpliendo su función de proteger las comunidades biológicas
usadas en estos bioensayos con individuos Galaxias maculatus.
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Es preciso mencionar que las diferencia de los Lc50 obtenidos en los bioensayos con
individuos de Galaxias maculatus y lo mencionados en la bases bibliográficas se debe
principalmente a que no existe una estandarización para este tipo de bioensayos y
probablemente las metodología difieran entre sí. Por otro lado las especies de otras
latitudes pueden tener tolerancias distinta aun mismo xenobiótico.
Tabla XLI. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos con Galaxias
maculatus, con los parámetros fisicoquímicos muestreados en otoño en la cuenca.
Muestreo Marzo 2009 Parámetros Fisicoquímicas
(mg/l) LC50 Especies Galaxias
maculatus (mg/l)
Servicio Punto Cu Fe Mn Al Cu Zn Mn
Rio Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA20 <0,03 6,05 0,2 5,78
Rio Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA30 0,1 7,5 0,27 8,64
Rio Cachapoal
Río Coya Punto NºCO10
0,77 1,58 0,32 2,11
Rio Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA40
0,06 7,75 0,26 13,59
Rio Cachapoal
Estero La Cadena Punto NºLC10
0,05 3,5 0,16 6,36
Rio Cachapoal
Estero Zamorano Punto NºZA10
<0,03 0,34 0,03 0,33
Rio Cachapoal
Estero Antivero Punto NºAV10
<0,03 3,8 0,12 3,77
Rio Cachapoal
Río Claro de Rengo Punto NºCL10
<0,03 0,05 <0,02 0,04
Rio Cachapoal
Río Claro Punto NºCLEV
Rio Cachapoal
Estero Rigolemu Punto NºRI10 <0,03 0,98 0,08 1,97
Rio Tinguiririca
Río Tinguiririca en Bajo Briones TI10 0,04 7,86 0,21 4,76
Rio Tinguiririca
Río Claro en el Valle CL10
<0,03 0,22 0,03 0,18
Rio Tinguiririca
Estero Chimbarongo en Puente Huemul
CH10 <0,03 0,08 <0,02 0,13
Rio Tinguiririca
Río Tinguiririca en Los Olmos TI40 <0,03 0,56 0,07 0,7
0,55 0,79 0,755
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Tabla XLII. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos con Galaxias
maculatus, con los parámetros fisicoquímicos muestreados en invierno en la cuenca.
Muestreo Junio 2009 Parámetros Fisicoquímicos (mg/l) LC50 Especies
Galaxias maculatus (mg/l)
Servicio Punto Cu Fe Mn Al As Zn Cu Zn Mn
Río Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA20 <0,03 1,31 0,06 1,61 0,017 <0,02
Río Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA30
2,31 42,87 1,06 29,15 0,0645 0,2
Río Cachapoal
Río Coya Punto NºCO10
3,72 70,57 1,95 44,5 0,0795 0,32
Río Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA40
0,05 3,24 0,14 3,1 0,024 <0,02
Río Cachapoal
Estero La Cadena Punto NºLC10 0,06 1,42 0,12 1,3 0,0096 0,03
Río Cachapoal
Estero Zamorano Punto NºZA10 <0,03 0,28 <0,02 * * *
Río Cachapoal
Estero Antivero Punto NºAV10 <0,03 0,09 <0,02 * * *
Río Cachapoal
Río Claro de Rengo Punto NºCL10 <0,03 0,08 <0,02 * 0,0046 <0,02
Rio Cachapoal
Río Claro Punto NºCLEV
* * * * * *
Río Cachapoal
Estero Rigolemu Punto NºRI10 <0,03 0,85 0,09 0,63 * *
Rio Tinguiririca
Río Tinguiririca en Bajo Briones TI10 <0,03 1,42 0,12 2,48 * *
Rio Tinguiririca
Río Claro en el Valle CL10
<0,03 0,58 0,03 0,64 * *
Rio Tinguiririca
Estero Chimbarongo en Puente Huemul
CH10 <0,03 0,38 <0,02 0,32 * *
Rio Tinguiririca
Río Tinguiririca en Los Olmos TI40
* * * * * *
0,55 0,79 0,755
Tabla XLIII. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos con Galaxias maculatus, con los parámetros muestreados
en otoño en la cuenca y con las concentraciones propuestas de Norma de Calidad Secundaria del rio Cachapoal
Muestreo Marzo 2009 Parámetros Fisicoquímicas
(mg/l) LC50 Especies Galaxias
maculatus (mg/l)
Concentración Propuesta NCS
Cachapoal (mg/l)
Concentración Base Bibliográfica (mg/l)
Servicio Punto Cu Fe Mn Al Cu Zn Mn Cu Zn Mn Cu Zn Mn
Rio Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA30 0,1 7,5 0,27 8,64 6 1 0,61
Rio Cachapoal
Río Coya Punto NºCO10
0,77 1,58 0,32 2,11 0,55 0,79 0,755
10 1 2 0,08
Tabla XLIV. Comparación de los LC50 obtenidos en los bioensayos con Galaxias maculatus, con los parámetros muestreados
en invierno en la cuenca y con las concentraciones propuestas de Norma de Calidad Secundaria del rio Cachapoal
Muestreo Junio 2009 Parámetros Fisicoquímicos (mg/l) LC50 Especies
Galaxias maculatus (mg/l)
Concentración Propuesta NCS
Cachapoal (mg/l)
Concentración Base Bibliográfica (mg/l)
Servicio Punto Cu Fe Mn Al As Zn Cu Zn Mn Cu Zn Mn Cu Zn Mn
Río Cachapoal
Río Cachapoal Punto NºCA30 2,31 42,87 1,06 29,15 0,0645 0,2 6000 1000 610
Río Cachapoal
Río Coya Punto NºCO10
3,72 70,57 1,95 44,5 0,0795 0,32 0,55 0,79 0,755
10000 1000 2000 0,08
La exposición de peces nativos a las diferentes concentraciones de metales empleados y
de la manipulación de las condiciones de laboratorio de los bioensayos, dan cuenta de la
mejor adaptación de esta especie (G. maculatus) a las variaciones de la temperatura y
oxigenación lo que permitió una adecuada manipulación de los peces para la realización
de los bioensayos respectivos.
CULTIVO CHIRONOMIDOS NATIVOS
Los resultados obtenidos tendientes a establecer condiciones para el cultivo en laboratorio
de Chironomidos nativos a ser usados en bioensayos de toxicidad. Como se recordara en
informe de avance anterior se definieron grandes objetivos: Seleccionar una especie
susceptible de cultivar en laboratorio; conocer las variables de cultivo de diferentes
estadios de desarrollo (huevo, larva, pupas y adultos) y definir un protocolo para el
cultivo de Chironomido nativo. Considerando lo anterior se propusieron 4 Fases: Fase I:
Captura de larvas y huevos de Chironomidos en ambiente natural y selección de especie;
Fase II: Mantención de larvas en condiciones controladas; Fase III: Obtención de adultos
y huevos y Fase IV: Manejo de huevos y larvas.
Propuesta de Metodología del Cultivo de Chironomidos
Fase I : Captura de larvas y huevos de Chironomidos en ambiente natural y
selección de especie
Sitio de colecta: El sitio para la obtención del material a cultivar fue definido dado sus
características de pristinidad, correspondiendo al río Colihue, Comuna de Cunco, IX
Región de la Araucanía, coordenadas UTM 759051E - 5676398N (WSG84), distante a 70
Km de Temuco y afluente del Lago Colico (Figura 33). El río se caracteriza por la
presencia de clastos de diferentes tamaños (arena, grava, guijarros y bloques)
predominando guijarros y bloques, presencia de hepáticas y algas filamentosas
cubriendo la superficies de clastos. La ribera presenta una cubierta de vegetación
arbórea y arbustiva nativa continua, dominadas por especies tales como chilco (Fuchsia
magellanica), nalca (Gunnera tinctoria) y quilas (Chusque quila) coihue (Nothofagus
dombeyi), avellano (Gevuina avellana), entre otros. El lugar de muestreo se presenta con
una buena condición, tanto del canal fluvial como de la vegetación de ribera y que
caracteriza a ríos de la zona retrónica de la precordillera de Los Andes de la zona centro
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sur de Chile. Las características físicas químicas del agua del río Codihue se muestran en
la tabla XLV.
Tabla XLV. Parámetros físico químicos del río Codihue época de muestreo.
Ph T° Conductividad sólidos disueltos Totales oxigeno
7,1 16,8 °C 23,4 µS/cm 11,9 mg/l 7,97 mg/l
De acuerdo a estos resultados el Río Codihue se presenta como el óptimo sitio para la
obtención del material fresco (larvas de Chirionomidos) definiéndose las siguientes
características:
-Baja influencia antrópicas
-Buena condición ecológica (vegetación de ribera, calidad sustrato)
-Buena calidad de agua
-Fácil acceso (camino)
-Distancia corta al laboratorio (70 Km de Temuco)
-Sustrato fácil de muestrear (rocas entre 5 a 40 cm de diámetro)
-Abundancia de larvas de Chironómidos
-Facilidad captura de larvas
Figura 33. Vista general río Codihue
Muestreo: Para colectar larvas de Chironomidos y considerando la experiencia obtenida
en el río Codihue, se recomienda utilizar una red tipo D con una apertura de malla de 200
μm bandejas y baldes (ver figura 2). Se propone como técnica de captura de larvas y
capullos, la remoción de piedras de distinto tamaño con la mano y limpiarlas en la boca
de la red puesta a una profundidad de no más de 20 cm en el río, o sobre bandejas y/o
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baldes con agua. Los individuos capturados deberán ser manipulados con un gotario
plástico y depositado en una botella de vidrio o envase plásticos con aireación para su
traslado al laboratorio. El método sugerido ha demostrado ser eficiente en la obtención de
individuos para su empleo en el laboratorio
Figura 34. Materiales para terreno
Selección de especies:
Durante el tiempo de colecta de material en el río Codigue (noviembre de 2009 a
febrero de 2010) se pudo observar que hubo una variación de la presencia de especies
situación que se explica debido a las características propia de los ciclos de vida de las
especie presentes en el río. Conocer la dinámica de poblaciones de Chironomidos
(presencia /ausencia de especies) estacionalmente del río Codihue, se presente como uno
de los principales objetivos a cubrir para precisar los momentos del año donde se
obtendría una especie determinada. Lo anterior debe ser un elemento importante a
considerar a la hora de planificación de colecta de individuos del ambiente natural,
específicamente cuando se trate de plantear el uso de una determinada especie de
Chironómido (familia Chinonominae). Por ejemplo, en informe de avance anterior se
propuso trabajar con dos de especies las cuales fueron de fácil obtención e identificación
y también con una buena respuesta en la manipulación en laboratorio, no obstante lo
anterior, estas especies no se encontró en abundancia suficiente en los muestreos
posteriores (muestreo de enero y febrero) y continuar así, con las otras fases del trabajo
propuesto (alimentación, crecimiento y obtención de adultos).
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Colecta de huevos el ambiente natural
Se ubicaron oviposturas de chironomidos en el río Codihue cuyas características fue
presentar una matriz gelatinosa de forma circular, cada ovipostura midió
aproximadamente 4x4 mm y en cuyo interior se encuentran los huevos dispuestos en
forma de espiral o dispersos dentro de esta matriz. La colecta de oviposturas se realizo
individualmente con ayuda de un gotario plástico y depositado en un balde con agua del
mismo río para su traslado al laboratorio.
Fase II: Mantención de larvas y huevos en condiciones controladas
Mantención de larvas obtenidas del medio natural
Las larvas obtenidas en el medio natural, previo a una separación gruesa de individuos de
la Familia Quironominae, fueron llevadas al laboratorio lugar donde se procedió a una
separación morfológica bajo lupa usándose las más abundantes, para ello se utilizó
bandejas y gotarios plásticos (figura 35). Las larvas obtenidas fueron repartidas en una
batería de 5 baldes plásticos (260 promedio por baldes) y mantenidos con aireación
(figura 36).
Los recipientes de mantención de larvas (baldes), fueron llenados con 400ml de agua del
río Codigue y se les colocó una piedra lavada previamente del mismo río (ver figura 36).
Se les instalo un circuito de aireación y cada balde fue cubierto con una malla de 1mm de
apertura de malla, con e l objeto de retener a individuos emergentes.
Figura 35. Separación de larvas en laboratorio
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Figura 36. Sistemas de mantención de larvas
Sustrato usado en los sistemas de cultivo
Se colecto sedimento en la zona somera (orilla) del río Codigue para ello se uso una red
de 200um de apertura de malla, la cual se colocó contracorriente procediendo a
resuspender el sedimento tanto de la superficie de las piedras como de los intersticios
mediante la agitación manual del sustrato. El sedimento colectado en la red, fue
depositado en un recipiente de plástico y trasladado al laboratorio donde se secó en una
estufa a 110°C durante 24 hrs.
Para la preparación de sustrato se utilizaron los siguientes ingredientes:
1.- Sedimento seco;
2.- Alimento para peces molido; 3.- Extracto de ortiga molida (hojas secas a 40º por 24
hrs.) y se preparo un mezcal de acuerdo a las siguientes proporciones: 10gr de
sedimento, 1gr de alimento para pez, 0,1 grs de hojas de ortiga (figura 37).
Figura 37. Elementos utilizados en la preparación del sustrato para mantención de
larvas.
Sedimento secoOrtiga seca
Sedimento
Alimento
Mezcla
Mezcla para uso
Sedimento secoOrtiga seca
Sedimento
Alimento
Mezcla
Mezcla para uso
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Alimento usado en los cultivos
Lar larvas colectadas en terreno y colocadas en baldes con sustrato, fueron alimentadas
con alimento para peces molido previamente secado a 40ºC por 24 hrs y diluido en agua
destilada. La alimentación se efectuó cada 3 días suministrando con un gotario 3 ml de
solución y distribuidos homogéneamente por el fondo el balde.
Condiciones de laboratorio
El agua se mantuvo a temperatura ambiente (temperatura de laboratorio que registró
una oscilación de máxima y minima de 25 y 18 ºC). Se usó un fotoperiodo igual al
régimen de verano (15 horas luz).
Respuesta de larvas al sistema empleado
Las larvas mantenidas en los baldes y alimentadas artificialmente respondieron
adecuadamente 15 días. Debido a que las larvas colectadas en terreno presentan
distintos estados de desarrollo, se obtuvo adultos desde el tercer día de colocadas las
larvas en los baldes y los siete días posteriores. Estos resultados señalan que la
metodología expuesta permite obtener adultos desde el medio natural bajo condiciones
controlas, siendo una de las dificultades de este método la imposibilidad saber si se
trabaja con individuos pertenecientes a una misma generación (cohorte) y una
adecuada proporción sexual, ambos aspectos relevante al momento de propiciar la
cópula sincronizada de adultos y posterior ovipostura.
Mantención de oviposturas
Se colectaros 580 oviposturas desde el río Codihue, en cuyo interior poseían un
promedio de 182 huevos. Se distribuidas en 7 capsulas y de petri como se muestra en
tabla XLVI. Las oviposturas se sumergieron en agua reconstituida según norma, y
rellenadas todos los días (figura 38). Se mantuvieron a temperatura ambiente que fluctuó
entre 19 y 25ºC, se uso un fotoperiodo natural de 15 horas luz (condición de verano).La
capsula de petri fue colocada en una caja para asegurar su aislación.
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Figura 38. Oviposturas (huevos) obtenidas del río Codihue
Tabla XLVI.- Distribución de oviposturas en placas petri
Placa 1 Placa 2 Placa 3 Placa 4 Placa 5 Placa 6 Placa 7 Total
52 38 157 28 51 100 154 580
Respuesta de la mantención de huevos en sistemas controlados
Los huevos (oviposturas) colectadas desde el ambiente natural respondieron
adecuadamente a la manipulación y a las condiciones de laboratorio establecidas (ver
punto 2.6). No se observó la aparición de hongos y/o la destrucción de la oviposturas. Un
100% resultó con actividad tanto de desarrollo de huevo como de eclosión de larvas.
Fase III: Obtención de adultos y huevos
Obtención de adultos en sistemas controlados
Una vez observado la aparición de adultos en los baldes con aireación esto fueron
trasladados a cajas de 36x25x20 cm (tipo insectario) y liberados en su interior para
permitir el apareamiento (“vuelo nupcial”). Se observó una buena respuesta a las
4 Oviposturas
Ovipostura
mantención
Huevos
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condiciones artificiales. En cada caja se coloco una placa petri con agua reconstituida
con el objeto de obtener oviposturas (figura 39).
Figura 39. Obtención de adultos
Obtención de huevos
Como promedio, al tercer día de permanencia de adultos en las cajas se registro la
ovipostura en el interior de la capsula de petri y adheridos al fondo. En algunos casos se
observó a hembras en el agua con huevos entre sus patas. Las posturas se
caracterizaron por tener 41 huevos promedio inmersos en una gelatina y dispuestos en
hilera diagonal a semejanza de una fibra (figura 40).
Figura 40. Ovipostura mostrando el detalle de disposición de huevos
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Respuesta al manejo de adultos y obtención de huevos.
Las condiciones de laboratorio establecidas para propiciar la obtención de adultos y
mantención de huevos fueron satisfactorias, cumpliéndose el objetivo planteado para
esta fase.
Fase IV: Manejo de huevos y larvas.
Manejo de huevos
Los huevos depositados en las capsulas de petri, fueron sometidos a un seguimiento
diario para observar sus cambios. Ente el tercer y cuarto día se observo eclosión de las
primeras larvas. La eclosión no es sincrónica, tardándose entre 24 a 48 hrs en
eclosionar la totalidad de los huevos de una ovipostura (figura 41). Las larvas
permanecen al interior de la gelatinas siendo esta su primera alimentación
aproximadamente 3 días.
Figura 41. Seguimiento del desarrollo del huevo
Manejo de larvas
Una vez que las larvas comienzan a salir de la gelatina (por agotamiento y/o destrucción
de esta) se colocaron en bandejas de plástico (15x20x4cm) con aireación. Cada bandeja
fue previamente acondicionada, agregándoles un medio consistente en una mezcla de 2
mg de sustrato (ver punto 2.2) y 10 ml de agua reconstituida. A cada capsula de petri
que contenía larvas, previo al traspaso a las bandejas, se coloco 5 gotas del sustrato
preparado (mezcla) y se mantuvo durantes una hora a modo de acondicionamiento de
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las larvas. Pasado este tiempo las larvas fueron trasvasijadas a la bandeja (figura 42).
Las larvas fueron alimentadas cada 7 días.
Figura 42. Sistema de mantención de larvas
Una vez en las bandejas las larvas comienzan su alimentación y la formación de capullos
individuales entre acúmulos de sustrato. Se observó que a las 48 horas de haber
eclosionado las larvas alcanzan una longitud de 0,5mm. (Figura 43)
Figura 43. Larva de 48 horas mantenida en condiciones controladas
Desarrollo de larvas
Larvas son mantenidas satisfactoriamente bajo condiciones de laboratorio establecidas,
observándose las diferencias morfológicas de cada estadio (figura 44).
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Figura 44. Desarrollo de larvas bajo condiciones de laboratorio
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EVALUACIÓN DE RIESGO ECOLÓGICO
La determinación de valores de protección ambiental y aplicación de Evaluación de Riesgo
Ecológico se realizó de acuerdo a la metodología propuesta por Medina & Encina (2004)
que incluye las siguientes etapas: a) Identificación del peligro: etapa en la cual se
formula el problema y se identifican las características de la sustancia y sus potenciales
efectos, además se identifican los componentes del ecosistema expuesto y aquello que se
debe proteger; b) Evaluación del Efecto donde se determina la concentración sin efecto
ecológico (PNEC), para lo cual se utilizaron las bases de datos con valores de toxicidad
para especies estandarizadas; c) Evaluación de la exposición, etapa en la cual se mide o
estima la concentración ambiental esperada (PEC), para la evaluación de la exposición
(PEC) se utilizaron los antecedentes recopilados de bases de datos disponibles; d)
Caracterización del riesgo, etapa en la cual se integran los tres pasos anteriores y calcula
el riesgo implicado. De acuerdo al nivel de información se calcula la probabilidad de que
los efectos ocurran por la presencia actual o futura del contaminante. De esta forma, los
valores de protección y factores de seguridad se calcularon mediante dos metodologías,
una determinística (la concentración más baja en la cual hay efectos sobre las especies
más sensibles) y otra probabilística, incorporando todos los resultados de sensibilidad,
mediante una modificación de método de van Straalen y Denneman (1989) calculando la
relación entre la concentración ambiental y el % de protección de especies de la
comunidad (Figura 45)
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Figura 45. Desarrollo metodológico empleado en este estudio
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Análisis de exposición
Los metales seleccionados para la evaluación de riesgo ecológico correspondieron a todos
aquellos que se identificaron como causantes de la toxicidad en las diferentes estaciones
de muestreos en la Cuenca Rapel. Estos correspondieron a los siguientes metales:
Aluminio, Cobre, Hierro, Manganeso y Zinc.
El resumen descriptivo de la exposición de estos metales a lo largo de la cuenca Rapel se
presenta en la Tabla XLVII, en el cual se entregan los valores máximos, mínimos y
promedio de cada metal seleccionado en la Cuenca Rapel de las campañas de otoño,
invierno y verano.
Tabla XLVII. Resumen descriptivo de los metales seleccionados en la cuenca Rapel.
Percentil Al Cu Cu
(s/ CO-10 y CA-30) Fe Mn Zn
0,10 0,26 0,03 0,03 0,14 0,02 0,02
0,20 0,63 0,03 0,03 0,34 0,02 0,02
0,30 1,25 0,03 0,03 0,72 0,04 0,03
0,40 2,08 0,03 0,03 1,31 0,09 0,04
0,50 3,37 0,03 0,03 2,20 0,12 0,06
0,60 4,85 0,04 0,03 3,50 0,16 0,06
0,66 5,47 0,04 0,03 4,79 0,19 0,07
0,70 7,27 0,05 0,04 7,33 0,24 0,08
0,80 13,38 0,10 0,06 8,30 0,32 0,14
0,90 23,56 0,92 0,24 32,71 0,68 0,24
0,95 27,77 2,73 0,50 51,18 1,05 0,33
1,00 44,50 4,26 1,06 73,76 1,95 0,37
Los resultados muestran que el aluminio y el hierro mostraron las mayores
concentraciones promedios a lo largo de la cuenca Rapel, respecto del cobre, manganeso
y zinc quienes presentaron las concentraciones menores (Tabla XLVII).
El grafico de exposición a lo largo de la cuenca para el aluminio muestra que las
estaciones CO-10 y CA-30, poseen una alta concentración de Aluminio en el periodo de
invierno y verano, las restantes estaciones disminuyen sustantivamente su concentración.
Para el periodo de otoño se advierte que la concentración de Aluminio disminuye en todas
las estaciones de muestreo consideradas en este estudio, sin embargo el patrón de las
estaciones de Coya y Cachapoal 30 se mantiene. Respecto del Cobre, el patrón es muy
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similar al descrito previamente, en el cual se registran los mayores concentraciones de en
CO-10 para el periodo de otoño y verano, disminuyendo en invierno (Figuras 46). Los
restantes metales de Hierro, Manganeso y Zinc muestran una variabilidad similar al
descrito para los metales de Aluminio y Cobre, en donde las estaciones de Coya (CO-10)
y Cachapoal 30 (Ca-30) presentan las mayores concentraciones de los metales
mencionados (Figuras 46)
Cobre
Con
cen
traci
on
mg
/l
0
1
2
3
4
5
VeranoInviernoOtoño
Manganeso
Co
nce
ntr
aci
on
mg
/l
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
Hierro
Co
nce
ntr
aci
on
mg
/l
0
20
40
60
80
Aluminio
Con
cen
traci
on
mg
/l
0
10
20
30
40
50
Zinc
CA
-40
CA
-30
CA
-20
CO
-10
LC
-10
ZA
-10
RI-
10
Cl-
10
Con
cen
traci
on
mg
/l
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
Figura 46. Concentración estacional de Aluminio, Cobre, Hierro, Manganeso y Zinc a lo
largo de la Cuenca Rapel.
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Análisis de los efectos
Se realizó una revisión bibliográfica, elaborándose una base de datos de LC50 para los
metales seleccionados (Aluminio, Cobre, Fierro, Manganeso y Zinc. El resumen estadístico
para cada metal se describe en las tablas XLVIII a la LII
Tabla XLVIII. Resumen de valores de LC50 de Aluminio para especies estandarizadas
Base EPA US.
ALUMINIO LC 50 ug/l LC 50 ug/l LC 50 ug/l
LC 50
mg/l
Chlorophyta
(n=3)
Arthropoda
(n=14)
Cordata
(n=30) Promedio
Mínimo 0,02 0,00161 0,015 0,012
Primer cuartil 0,02467 0,00283 0,13 0,053
Mediana 0,02934 0,01075 6,55 2,197
Tercer cuartil 0,28135 0,03667 20,9 7,073
Máximo 0,53336 3,5 428,1 144,044
Media 0,19423 0,26534 34,06462 11,508
Desviación
estándar 0,29373 0,93112 82,5936 27,939
Tabla XLIX. Resumen de valores de LC50 de Cobre para especies estandarizadas Base
EPA US.
COBRE LC 50 mg/l LC 50 mg/l LC 50 mg/l
LC 50
mg/l
LC 50
mg/l
Chlorophyta
(n=12)
Cyanophyta
(n=6)
Arthropoda
(n=36)
Cordata
(n=50) Promedio
Mínimo 0,062 0,001 0,001 0,002 0,017
Primer cuartil 0,062 0,700 0,017 0,018 0,199
Mediana 0,070 0,800 0,024 0,031 0,231
Tercer cuartil 0,091 0,900 0,033 0,092 0,279
Máximo 0,092 1,300 0,200 2,420 1,003
Media 0,074 0,750 0,032 0,165 0,256
Desviación
estándar 0,014 0,427 0,035 0,388 0,216
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Tabla L. Resumen de valores de LC50 de Fierro para especies estandarizadas Base EPA
US.
FIERRO LC 50 ug/l LC 50 ug/l LC 50 mg/l
Arthropoda
(n=14)
Cordata
(n=20) Promedio
Mínimo 0,015 0,0029 0,009
Primer cuartil 3,03 0,56 1,795
Mediana 16,58 1,805 9,193
Tercer cuartil 35,0325 12,35 23,691
Máximo 40 116,2 78,100
Media 19,07321 16,96815 18,021
Desviación
estándar 15,87078 35,27264 25,572
Tabla LI. Resumen de valores de LC50 de Manganeso para especies estandarizadas Base
EPA US.
MANGANESO LC 50 ug/l LC 50 ug/l LC 50 mg/l
Arthropoda
(n=17)
Cordata
(n=27) Promedio
Mínimo 0,00899 0,00004 0,005
Primer cuartil 0,0158 0,0041 0,010
Mediana 0,021 0,32 0,171
Tercer cuartil 0,05438 1,2 0,627
Máximo 0,111 21,2 10,656
Media 0,04125 1,69101 0,866
Desviación
estándar 0,03921 4,2053 2,122
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Tabla LII. Resumen de valores de LC50 de Zinc para especies estandarizadas Base EPA
US.
ZINC LC 50 ug/l LC 50 ug/l LC 50 ug/l LC 50
mg/l
Chlorophyta
(n=3)
Arthropoda
(n=34)
Cordata
(n=40)
Promedio
Mínimo 0,005 0,011 0,002 0,006
Primer cuartil 0,005 0,102 0,1755 0,094
Mediana 0,005 0,1355 0,27 0,137
Tercer cuartil 0,0145 0,48438 1,68 0,726
Máximo 0,024 10,74 5,9 5,555
Media 0,01133 0,8337 1,239 0,695
Desviación
estándar 0,01097 2,11723 1,71386 1,281
El resumen de los efectos de los metales seleccionados sobre las especies estandarizadas
según EPA) y nativas (según UCT) se muestran en la Tabla LIII. Los resultados de LC50
para Leptophlebiidae (especie nativa), muestran que los valores tanto para Aluminio y
Hierro son menores a los estimados por la EPA para las especies estandarizadas, lo cual
indica que esta taxa (Leptophlebidae) sería más sensible (Tabla LIII). Por otro lado el
análisis, para la misma especie, con cobre y zinc muestra un patrón opuesto al descrito
para el aluminio y hierro. Leptophlebidae es más resistente que las estandarizadas para
los metales de Cobre y Zinc.
El análisis de G. maculatus (pez nativo), muestra que esta especie es altamente
resistente al Aluminio, manganeso y zinc con LC 50 que sobrepasan las concentraciones
de las especies estandarizadas (Tabla LIII). No obstante la exposición con Cobre indica
que G. maculatus es levemente resistente, respecto de las especies estandarizadas (0,55
– 0,256 respectivamente). En el caso del Hierro se constata que las especies
estandarizadas son más resistentes que G. maculatus (Tabla LIII).
Adicionalmente a las especies nativas, consideradas en este estudio, se registraron
valores promedios de LC50 para otras taxa pertenecientes a la misma Clase Insecta de los
Leptophlebidos para su comparación y consideración en el análisis de riesgo.
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Tabla LIII. LC 50 promedios de especies nativas y estandarizadas para la cuenca Rapel.
Evaluación de Riesgo
El proceso de ERE permite desarrollar, organizar y presentar información científica para la
toma de decisiones relevantes en materia ambiental. Cuando la ERE es ejecutada a nivel
de cuencas hidrográficas, ésta puede ser empleada para identificar los recursos valiosos,
los recursos vulnerables, priorizar la colecta de información y establecer relaciones entre
la actividad humana y los efectos potenciales (EPA 1998). Permitiendo identificar los
valores ambientales de interés y los riesgos más importantes, y detectar la falta de
información, apoyando las decisiones respecto a los enfoques de investigación que deben
ser desarrollados a futuro en el área en estudio.
La caracterización del riesgo se realiza relacionado los niveles de exposición (PEC) y
efectos (PNEC), esto se puede realizar mediante un enfoque determinística a través del
cuociente de riesgo expresado como RQ= PEC/PNEC (Comisión de las Comunidades
Europeas, el 1996; Medina & Encina, 2004) para lo cual se utilizan el peor escenario
posible. En la Tabla xxx se muestra la evaluación de riesgo determinístico, mostrando
que para las concentraciones máximas y medias existiría riesgo (RQ>1), el factor de
seguridad utilizado fue de 2.
La extrapolación de datos experimentales de toxicidad para la determinación de niveles
de protección, se realiza mediante la aplicación de un factor de seguridad o evaluación,
que presentan un grado de arbitrariedad y subjetividad, adicionalmente este enfoque
determinista, no incorpora la incertidumbre en las variables, reduciendo la complejidad
del problema a tratar. Los valores de protección que se pueden estimar con un enfoque
Metales LC50 (mg/l) Al Cu Fe Mn Zn
Especies estandarizadas (EPA) 11,508 0,256 18,021 0,866 0,695
Leptophlebidae (UCT) 7,020 1,760 5,800 0,790
G. maculatus (UCT) >6 0,550 8,180 7,550 6,800
Chironomidae (EPA) 0,054 0,220 97,120 0,065
Ephemeroptera (EPA) 0,270 0,150 1,300
Plecoptera (EPA) 12,000
Trichoptera (EPA) 9,150 200,000
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determinístico, pudiesen llevar a la aplicación de una norma ambiental restrictiva al
considerar sólo los valores medios (O'Ryan & Díaz 1999; O’Ryan & Ulloa 1999).
Tabla LIV. Determinación del Cociente de Riesgo Determinística considerando
concentraciones mínimas, medias y máximas y un Factor de Seguridad (FS) de 2
Metales Al Cu Fe Mn Zn
FS 2 2 2 2 2
Concentración Máxima. (mg/l) 44,5 4,26 73,76 1,95 0,37
Concentración Promedio (mg/l) 7,52 0,39 10,04 0,26 0,09
Concentración Mínima (mg/l) 0,04 0,03 0,05 0,02 0,02
RQ Determinística para Escenario de Concentraciones Máximas 7,73 33,33 8,19 4,50 1,07
RQ Determinística para Escenario de Concentraciones Promedio 1,31 3,05 1,11 0,60 0,26
RQ Determinística para Escenario de Concentraciones Mínimas 0,01 0,23 0,01 0,05 0,06
Una aproximación diferente, es propuesta por Van Straalen & Denneman (1989) y
Kooijman (1997) que incorporan un análisis probabilístico. El fundamento teórico se basa
en que una comunidad biológica natural cualquiera, los valores de un cierto “end point”
toxicológico (LC50, NOEC, etc.) para las diversas especies, son independientes entre ellas
y representan una estimación de la sensibilidad. Con varias de estas estimaciones es
posible evaluar la variabilidad de la sensibilidad de todas las especies de la comunidad, la
que también presenta una distribución simétrica. De este modo, la sensibilidad de las
diferentes especies frente a la exposición a un tóxico (variabilidad interespecífica) está
distribuida de forma análoga a la sensibilidad de los diversos individuos de una misma
especie (variabilidad interespecífica). Tal distribución sigue una curva de tipo log-
logistístico, que representa la base para el cálculo del LC50. La determinación de niveles
de protección estimados a partir de una Evaluación de Riesgo Ecológico, debiera incluir
tanto la variabilidad como la incertidumbre inherentes al problema, para lo cual se
pueden utilizar métodos de simulación probabilística, que introducen una serie de
ventajas por sobre los enfoques determinísticos, entre las que se cuentan: (i) los valores
de toxicidad (PNEC) y exposición (PEC), se pueden definir como distribuciones
estadísticas que cubren el rango completo de valores posibles, y son distribuidos de
acuerdo a su probabilidad de ocurrencia; (ii) los parámetros de PNEC y (PEC) pueden
variar aleatoria y simultáneamente, permitiendo la propagación de la incertidumbre a
través del modelo; y (iii) las simulaciones de Monte Carlo generan distribuciones de
frecuencia estadísticamente válidas y totalmente caracterizadas, cubriendo el rango
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completo de valores posibles (Hoffman & Bartell 1994; Peirce & Meozzi 1998; O'Ryan &
Díaz, 1999).
Mediante una simulación de Montecarlo, utilizando Crystal Ball para Windows se
estimaron los percentiles para la exposición (PEC) y efectos(PNEC). Se calcularon las
ecuaciones que relacionaban los percentiles y LC50, posteriormente se estimó el % de
especies protegidas para las concentraciones de los metales registrados en los
monitoreos, interpolando los valores de concentración ambiental de los metales en las
ecuaciones percentil versus LC50. Las siguientes figuras muestran la relación entre las
concentraciones de los 5 metales y el nivel de especies protegidas (Figura 47 a la 51).
Figura 47. Relación entre la Concentración de Al y % Especies protegidas
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Figura 48. Relación entre la Concentración de Cu y % Especies protegidas
Figura 49. Relación entre la Concentración de Fe y % Especies protegidas
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Figura 50. Relación entre la Concentración de Mn y % Especies protegidas
Figura 51. Relación entre la Concentración de Zn y % Especies protegidas
Finalmente se calculó el nivel de protección que alcanzan los criterios de calidad
propuestos en la propuesta de NCS (Tabla LV).
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Tabla LV. Estimación del nivel de protección (%sp p.=% de especies protegidas) por
tramo para los límites máximos propuestos en la Norma de Calidad Secundaria de la
Cuenca del Rapel
Parámetro CA-10 CA-20 CA-30 CA-40 CA-50 CA-60
(mg/l) NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p.
Al 5,00 67,50
Cu 1,00 3 6,00 0
Fe 5,00 83,9 20,00 41 10,00 62,93 10,00 62,93 5,00 83,93
Mn 0,48 57,64 0,20 75,53 0,61 52,65
Zn 0,12 91,6 1,00 37,5
Parámetro CA-70 PA-10 CO-10 LC-10 CL-10 CL-20
(mg/l) NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p.
Al 5,00 67,5 5,00 67,5 30,00 28 5,00 67,5 5,00 67,5 5,00 67,5
Cu 1,00 3 0,20 51 10,00 0 1,00 3,2 0,20 51 0,20 51
Fe 5,00 83,93 5,00 83,93 50,00 14,18 10,00 62,93 5,00 83,93
Mn 0,29 67,94 0,20 75,53 2,00 28,49 0,41 60,86 0,05 100 0,28 68,66
Zn 0,10 96,25 1,00 37,5 1,12 34,61 0,10 96,25 0,10 96,25
Parámetro ZA-10 RI-10 AV-10 AV-20 AV-30
(mg/l) NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p. NCS % sp p.
Al 5,00 67,5 5,00 67,5 5,00 67,5 5,00 67,5
Cu 0,20 51 0,20 51 0,20 51 0,20 51
Fe 5,00 83,93 5,00 83,93 5,00 83,93 5,00 83,93
Mn 0,20 75,53 0,20 75,53 2,00 28,49 0,02 75,53 0,02 75,53
Zn
>70% de especies protegidas
50-70 % de especies protegidas
25-50 % de especies protegidas
0-25 % de especies protegidas
Se puede observar en la Tabla XXX, que CA-10, Ca-30, Ca-70 y CO-10 presentan criterios
de calidad que protegen menos del 25% de las especies para el Cobre. Para el caso del
Hierro, la estación CO-10 presenta % protección bajo el 25%. Esto es concordante con
los resultados de los índices de calidad de aguas utilizando Ch- Signal del Centro EULA
que muestran una mala calidad y baja diversidad en las mismas estaciones.
En el caso de Aluminio se puede observar que se protegería entre el 50- 70% de las
especies expuestas. En tanto Manganeso como Zinc, los niveles de protección están
sobre el 70%, salvo en las estaciones CO-10 y AV-10, LC-10 que los niveles de protección
son más bajos (25-50%).
Un aspecto importante en esta aproximación metodológica es que la sociedad debe
establecer los niveles de protección que quiere lograr con la norma, considerando las
prioridades de la cuenca y el valor que le asigna a la biodiversidad.
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CONCLUSIONES ESPECIES ESTANDARIZADAS
1. No se detectaron efectos agudos en los ensayos con D.obtusa en el muestreo de
invierno
2. No se detectaron efectos agudos en ninguna de las estaciones para ensayos con
peces en invierno.
3. Se obtuvieron efectos agudos en los bioensayos con S. capricornutum en las
estaciones CA-40, TI-10 y LC-10.
4. Los análisis correlaciónales efectuados entre los parámetros químicos (data
proveniente de ESSBIO) y las mortalidades constatadas en los bioensayos de S.
capricornutum revelan una correlación de toxicidad asociada directamente a plomo,
niquel y zinc siendo coincidente con los valores de Lc 50 registrados en la literatura.
También se observo correlación de toxicidad asociada a arsénico, mercurio,
manganeso y selenio, sin embargo los valores de Lc 50 de la literatura se escapan de
los rangos obtenidos en este estudio. Estos resultados (de invierno) son diferentes a
los registrados durante el monitoreo de otoño en donde la toxicidad se asocio a
fierro, cobre, manganeso y aluminio. En verano los metales causantes de la toxicidad
son coincidentes a los registrados tanto en el periodo de otoño e invierno.
5. Mediante la metodología TIE (aplicación de EDTA) aplicada para el muestreo de
otoño, invierno y verano, revela que la toxicidad detectado en la mayoría de las
estaciones de muestreos fue causada por los metales. Sin embargo, la toxicidad
detectada en la parte baja de la cuenca Rapel está asociada con compuestos
orgánicos (NO2, NO3, Amonio entre otros compuestos).
6. Se observa, en el periodo de invierno, una disminución de los sitios de muestreo que
presentaron toxicidad comparativamente con los resultados obtenidos en el
monitoreo de otoño, esta situación podría estar asociada a las condiciones de mayor
descarga con la consecuente dilución de los contaminantes que ingresan al sistema.
Sin embargo la toxicidad nuevamente aumenta hacia el periodo de verano (8
estaciones de muestreo presentaron toxicidad) relacionado con la concentración de
contaminantes dado la disminución de caudales.
7. Los resultados muestran que los sitios que presentaron toxicidad no son coincidentes
entre los periodos de otoño e invierno. Estos resultados podrían estar asociados a la
marcada estacionalidad (invierno) y a las actividades que se desarrollan cercana al
sitio de muestreo. Los resultados indican que el sitio de cabecera (TI 10) presenta
toxicidad lo cual se explica solamente por las condiciones climáticas, hidrológicas y
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geológicas del sitio de muestreo. Sin embargo los sitios CA-40 y LC-10 muestran
toxicidad y son sitios localizados cercanos a Rancagua lo cual indicaría que su
toxicidad podría estar asociada al efecto de las zonas urbanas. También se observa
que las estaciones con toxicidad, en la parte baja de la cuenca, son coincidentes
entre los periodos de otoño y verano.
CONCLUSIONES BIOENSAYOS ESPECIES NATIVAS
1. Los resultados del presente informe nos permiten establecer ciertos hechos
extremadamente relevantes para el conjunto de la información colectada tanto en
este proyecto como los realizados por el Centro Eula de la Universidad de
Concepción. Los resultados concluyentes de Lc50 obtenidos con especies de
invertebrados nos indican que el efecto de los metales seleccionados para estos
bioensayos si tienen efectos ecotoxicológicos de acuerdo a la comparación con la
información de parámetros físicos químicos de los monitoreos de otoño e invierno.
Particularmente para el hierro y cobre se aprecia un efecto toxicológico en las
estaciones de muestreo CA30, CO10 y CA40 por cuanto los valores de hierro y cobre
están por sobre los Lc50 obtenidos en los bioensayos con especies nativas. Situación
similar se describe para las estaciones CA20 TI10 en donde se aprecian efectos
toxicológicos para el metal hierro.
2. En forma paralela, se cruzo la información levantada por el Centro Eula respecto de la
composición biológica de las estaciones de muestreos y el análisis muestra que en los
sitios donde aprecia un efecto toxicológico del hierro (estaciones CA30, y CA40) la
biota acuática está constituida exclusivamente por Chironomidae. Sin embargo la
estación CO10 que presenta valores de cobre cercanos a los Lc 50 para el monitoreo
de otoño y concentraciones mayores al Lc50 para el monitoreo de invierno estimados
en laboratorio, muestra que la composición biológica es nula lo que sería un indicador
del agresivo efecto del cobre sobre las comunidades acuáticas.
3. Un tercer nivel de análisis de la información obtenida entre los Lc50 con especies
nativas y los valores propuestos en la Norma de calidad secundaria de la Cuenca del
Cachapoal y Tinguiririca se advierten ciertas desconexiones respecto si estos valores
propuestos efectivamente cumplirían su función de proteger la biota acuática. El
análisis de los datos de Lc50 para el cobre, aluminio, hierro zinc, manganeso y
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arsénico contrastados con los valores propuesta en la norma muestra claramente que
estos se encuentran por sobre los valores de protección de las especies entregados
por los Lc50 lo que implicaría una revisión tanto de los valores propuestos como de la
metodología utilizada el cual considera el uso del percentil 66 según guía
metodológica para la elaboración de normas secundarias. Si consideramos solo como
un ejemplo del cobre, el valor propuesto en la norma para la estación CO10 es de 10
mg/l y el valor de Lc50 estimado en laboratorio fue de 0,55 mg/l para Galaxias
maculatus y 1,763 mg/l para Leptophlebiidae. Situación similar se repite para las
estaciones CO10, CL10 y LC10 tanto con el aluminio como el hierro y arsénico.
4. Las diferencia de los Lc50 obtenidos en los bioensayos con individuos de Galaxias
maculatus y leptpphlebidos con los mencionados en la bases bibliográficas se debe
principalmente a que no existe una estandarización para este tipo de bioensayos y
probablemente las metodología difieran entre las respuesta esperadas y en la
toxicidad. Por otro lado las especies de otras latitudes pueden tener tolerancias
distinta aun mismo xenobiótico.
Especies nativas
Respecto de las especies de invertebrados utilizados es importante destacar que los
leptpphlebidos presentaron características más resistentes a la manipulación de variables
críticas como fueron la temperatura y aireación lo que las transforma como serios
candidatos para ser especies estandarizadas de bioensayos. Su mejor capacidad de
adaptación a condiciones de laboratorio permitió obtener resultados concluyentes con los
metales seleccionados. Se estableció la mayor resistencia a los cambios de temperatura
el cual puede fluctuar entre los 8 y 14 °C y su capacidad para mantenerse sin aireación
mecánica. Contrariamente a lo descrito, los especímenes de baetidos fueron muy
sensibles a la manipulación, a pesar de los resguardos empleados, en términos de su
manipulación y mantención en el laboratorio. El factor crítico registrado en nuestros
bioensayos fue la oxigenación del agua lo cual implico coordinar la mantención de la
temperatura entre los 8 y 12°C y aireación constante sin embargo las mortalidades
fueron constantes en los controles bajo diferentes condiciones de temperatura y
aireación.
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CONCLUSIONES CULTIVO CHIRONOMIDOS NATIVOS
1. De acuerdo a estos resultados el Río Codihue se presenta como un sitio óptimo
para la obtención del material fresco (larvas de Chirionomidos).
2. Las condiciones de la sala para mantener los ensayos (laboratorio) deberá estar
climatizada para reducir los efectos de la temperatura sobre los ensayos.
3. En futuros ensayos la alimentación con pellet para peces se debería considerar la
mejor respuesta obtenida cuando se suministraba sobre el sustrato.
4. La cantidad de alimento en futuros ensayos debería ser inferior a 1,5 ml (solución
0.5gr de alimento en 50ml de agua destilada) y una frecuencia semanal.
5. Se propone trabajar con Chironomido A por poseer mayor tamaño, fácil
identificación por coloración, resistentes a la manipulación en laboratorio.
6. Los ensayos efectuados sustentan la Fase I no obstante se propone se propone
realizar ensayos con sustrato natural (piedras) y agua del río sin filtrar con recambio
antes de pasar a la Fase II y utilizar simultáneamente Chironomidos A y B para ver
la mejor respuestas.
7. Se obtuvo captura de larvas y huevos de Chironomidos en ambiente natural y
mantenidas en laboratorio.
8. Se mantuvo larvas obtenidas del ambiente natural en condiciones controladas
satisfactoriamente.
9. Se obtuvo adultos y huevos en laboratorio.
10. Se manejó satisfactoriamente huevos hasta obtener eclosión y la mantención de
las mismas por mas de 8 semanas
11. Se establecieron condiciones de laboratorio y de manejo que permiten mantener en
condiciones de laboratorios especies de Chironomidos
12. Se obtuvo F1, los cuales actualmente se mantiene bajo condiciones controlas, de las
cuales se espera desarrollas la etapa de cultivo intensivo.
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