Evaluación de la calidad del agua de un río tropical usando índices bióticos, fisicoquímicos y de diversidad / Water quality assessment of a tropical stream using biotic, physicochemical and diversity indices

Introducción: Los ríos andinos en Colombia están fuertemente influenciados por diferentes actividades antrópicas. Los macroinvertebrados han sido utilizados para evaluar la calidad del agua en estos ecosistemas. Objetivo: Este estudio analizó el comportamiento de diferentes índices basados en macroinvertebrados para evaluar la calidad del agua del tramo medio-bajo del río Jordán en Jamundí (Colombia). Materiales y métodos: Se ubicaron tres estaciones de muestreo: E1 (1173 m.s.n.m.), E2 (1069 m.s.n.m.) y E3 (1019 m.s.n.m.). Se colectaron individuos en grava, bolos y macrófitas (n=15) y se midieron las concentraciones de variables fisicoquímicas y microbiológicas (n=15). Se evaluaron los índices de calidad de agua ICA-NSF y bióticos (BMWP/Univalle, ASPT y EPT) y los índices de Shannon-Weaver, Margalef y Simpson. Se realizó una correlación de Spearman entre las matrices de similitud biótica y ambiental. Resultados: El ICA-NSF presentó variaciones espacio temporales no significativas entre las estaciones de muestreo, con calidades de agua entre "regular" y "excelente". Los índices de diversidad mostraron que la equidad y riqueza son mayores en la estación E1. El BMWP/Univalle evidenció la influencia de las diferentes actividades sobre la subcuenca del río Jordán, clasificando la estación E1 como "Buena", E2 "Aceptable" y E3 "Dudosa". Las variables que mejor explicaron el patrón de diversidad fueron las asociadas a la contaminación orgánica (DBO5 y Coliformes totales). Conclusiones: Integralmente, los índices muestran que la mejor calidad del agua se presenta en la estación E1 donde la influencia de las actividades antrópicas es menor.

Introduction: Andean rivers in Colombia are heavily influenced along the drainage basin by various human activities. Aquatic macroinvertebrates have been used in different water environments to assess water quality in rivers. Objective: This study analyzed the behavior of different biotic indices to assess water quality of the lower middle section of the Jordan River in the department of Valle del Cauca, Colombia. Materials and methods: Sampling sites were situated at different altitudes as well with different anthropogenic influences. Physicochemical and microbiological parameters (n = 15) were measured, simultaneously with biological variables. Individuals were collected in gravel, pebbles and macrophytes (n = 15) using Surber nets (0.36 m2, 500 µm) a screen net (1.6 m2, 350 µm) and a D-net (0.9 m2, 500 µm). The water quality index (NSF ICA), biotic indices BMWP/Univalle, ASPT, EPT, and the Shannon-Weaver Equity index, Margalef Diversity index and Simpson's dominance index were evaluated to determine the macroinvertebrate assemblage through sampling sites. Spearman correlation between matrices of biotic and environmental similarity, using PRIMER® software was used to determine relationship between physicochemical variables and biodiversity. Results: The water quality index ICA-NSF showed spatio-temporal variations with water qualities between "regular" and "excellent". Diversity indices showed that equity and wealth are greater at site E1, where the influence of pollution is low. Biotic indices behaved variably, BMWP/Univalle index reflected more adequately the influence of human activities of the Jordan River sub-basin. Conclusions: The variables that best explained the pattern of diversity were those associated with organic pollution (BOD5 and total coliforms).

"Ensamblaje" de macroinvertebrados acuáticos y su relación con variables fisicoquímicas en un río de montaña en Colombia

Debido a la influencia de diferentes actividades humanas, los ríos y su biodiversidad están bajo tensión. El objetivo de este estudio fue evaluar la diversidad de los macroinvertebrados acuáticos del río Jordán (Valle del Cauca) y su relación con variables fisicoquímicas. En el tramo evaluado (5 650 m) se realizan actividades de minería, captación de agua, ganadería, agricultura, recreación y ocupación ilegal del territorio. Se ubicó una estación de muestreo a 1 173 m.s.n.m. (E1), con vertimientos de agua residual doméstica. La segunda a 1 069 m (E2) se ubicó antes de la bocatoma del acueducto, y la tercera a 1 019 m (E3) después de la bocatoma. Se midieron las concentraciones de variables fisicoquímicas (n = 15). Los organismos fueron recolectados usando redes surber (0.36 m2, 500 µm), de pantalla (1.6 m2, 350 µm) y D-net (0.9 m2, 500 µm), evaluando la estructura del ensamblaje mediante categorías de abundancia. El ensamblaje de macroinvertebrados acuáticos se relacionó con las variables fisicoquímicas mediante un análisis de correspondencia canónica (ACC). Las variables fisicoquímicas mostraron que E3 fue la estación más contaminada. Se registraron 9 órdenes, 23 familias y 31 taxa. E3 presentó la menor riqueza y en E2 Rhagovelia fue dominante. El ACC mostró que las variables que mayor influencia tienen sobre el ensamblaje de macroinvertebrados son el oxígeno, la DBO5, los sólidos disueltos totales y la turbidez. Se concluye que la diversidad de macroinvertebrados acuáticos disminuye con el aumento de la materia orgánica posiblemente debido a los vertimientos residuales y disminución del caudal.

Because of the influence of different human activities, rivers and their associated biodiversity are under stress. The aim of this study was to evaluate the diversity of aquatic macroinvertebrates of the Jordán River and its relation to water quality. Mining, water harvesting, livestock, agriculture, recreation and illegal occupation of the territory; take place in the evaluated section (5 650 m). A sampling site was established at 1 173 m.a.s.l. (E1), here the river receives wastewater. The second, at 1 069 m.a.s.l. (E2) was set up before the intake of an aqueduct. And the third, at 1 019 m.a.s.l. (E3) after the inlet pipe. Concentrations of physicochemical variables (n = 15) were measured. Aquatic macroinvertebrates were collected in gravel, pebbles and macrophytes using Surber nets (0.36 m2, 500 µm), a screen net (1.6 m2, 350 µm) and a D-net (0.9 m2, 500 µm). The assemblage structure was assessed using abundance categories. The diversity of aquatic macroinvertebrate and physicochemical variables were associated using canonical correspondence analysis (CCA). The physicochemical variables showed that E3 was the most contaminated site. There were 9 orders, 23 families and 31 taxa. E3 had the lowest richness and in E2 Rhagovelia was dominant. The CCA showed that variables that have the greatest influence on the diversity of macroinvertebrates are oxygen, BOD5, Total Dissolved Solids (TDS) and turbidity. It is concluded that the diversity of macroinvertebrates decreases with increasing organic matter possibly due to sewage and flow decrease.