| 1Itzel Tamara Brooks Norse | 1María Janitza Magallón Santamaría | 2Javier Amir Hurtado Yow |
| https://orcid.org/0009-0000-9127-9163 | https://orcid.org/0009-0006-5447-0050 | https://orcid.org/0000-0003-2662-8608 |
| 1Ministerio de Educación. Colón, Panamá. |
| 1Universidad de Panamá. Centro Regional de Colón. Escuela de Biología |
| 2Autor correspondiente: javier.hurtado@up.ac.pa |
| Enviado el: 1 de mayo de 2024 Aceptado el: 9 de junio de 2024 |
| https://doi.org/10.59722/rcvn.v2i1.744 |
Este estudio fue realizado en la barriada de Nuevo Colón, del corregimiento de Sabanitas, distrito y provincia de Colón, con el objetivo de verificar si existen componentes químicos y bacteriológicos que puedan estar alterando la calidad del agua y determinar la causa de contaminación difusa o puntual en el bosque de manglar presente en la comunidad. Se observaron análisis fisicoquímicos y bacteriológicos del agua. En la prueba bacteriológica se confirmó que el agua contiene hasta 93.4 % de Coliformes totales y un 50 % de Escherichia coli. En la prueba química se obtuvo la alcalinidad y la dureza del agua y elementos como el Hierro, Cloruro y Calcio. En adición, el estudio reveló que el área presenta un porcentaje de contaminación de un 51 % es materia orgánica, 16 % son plásticos en general, 10 % en tetra pack, 6 % en foam, 9 % de metales, 8 % en otros. La presencia de E. coli sugiere una contaminación fecal significativa. Esta bacteria es un indicador de la presencia de materia fecal humana o de animales de sangre caliente en el agua, lo que representa un riesgo para la salud pública y es particularmente preocupante, porque existen otras diez barriadas de Sabanitas que diariamente descargan sus aguas residuales al manglar de Nuevo Colón a través de la quebrada La Ensenada. Este estudio aborda la necesidad de conocer la estructura y funcionamiento natural del ecosistema, su vulnerabilidad, capacidad de carga y de reacción a cambios como la variación climática y nivel medio del mar, para establecer condiciones locales (a nivel municipal) en el marco de un plan integral de manejo ambiental, social y económicamente sostenible .
Aguas residuales, análisis bacteriológico, análisis fisicoquímico, escenario ambiental, desechos sólidos.
This study was carried out in the neighborhood of Nuevo Colón, in the township of Sabanitas, district, and province of Colón, to verify if there are chemical and bacteriological components that may be altering the quality of the water and to determine the cause of diffuse and punctual contamination in the mangrove forest present in the community. Chemical and bacteriological tests of the water were observed. The bacteriological test confirmed that the waters contain a high percentage of Total Coliforms and 50 % of Escherichia coli. In the chemical test, the alkalinity and hardness of the water and elements such as iron, chloride, and calcium were obtained. In addition, the study revealed that the area has a percentage of contamination of 51 % is organic matter, 16 % is plastics in general, 10 % in tetra pack, 6 % in foam, 9 % metals, and 8 % in others. The presence of suggests significant fecal contamination. This bacterium is an indicator of the presence of human fecal matter or warm-blooded animals in the water, which represents a risk to public health and is particularly problematic because ten other neighborhoods in Sabanitas discharge their wastewater every day into the Nuevo Colón mangrove swamp through the La Ensenada stream. This study addresses the need to know the structure and natural functioning of the ecosystem, its vulnerability, carrying capacity, and reaction to changes such as climate variation and mean sea level, to establish local conditions (at the municipal level) within the framework of a comprehensive environmentally, socially and economically sustainable management plan.
Bacteriological analysis, chemical analysis, environmental scenario, solid waste, wastewater.
El manglar es un tipo de ecosistema considerado a menudo un tipo de bioma, formado por árboles muy tolerantes a la sal que ocupan la zona intermareal cercana a las desembocaduras de cursos de agua dulce de las costas de latitudes tropicales de la Tierra. Así, entre las áreas con manglares se incluyen estuarios y zonas costeras (Duke et al., 1994; Carrasquilla, 2006). Los manglares tienen una enorme diversidad biológica con alta productividad, encontrándose tanto gran número de especies de aves como de peces, crustáceos, moluscos, hongos, entre otros organismos (Aranda et al., 2014; Trejos y Farnum, 2014; Huxham et al., 2019). De acuerdo con el Informe Ejecutivo del Mapa de Cobertura Boscosa y Uso de Suelo 2021 de la República de Panamá, los manglares de Colón abarcan una superficie de aproximadamente 2,206 hectáreas, representando alrededor del 1.2 % de la superficie total de manglares panameños (MiAmbiente, 2022). Nuestros manglares filtran contaminantes, que producen tierra mediante la acumulación de materia orgánica. Sin embargo, cuando las raíces del mangle crecen sobre sedimento severamente contaminado, absorben estos contaminantes y, por ende, sus células están casi constantemente expuestas a sustancias con potencial mutagénico. Como resultado, las especies de mangle podrían sucumbir fácilmente (Villamizar et al., 2021). Por estas razones debe ser de mucho interés para todos conocer cuáles pueden ser las causas del impacto ambiental por contaminación del manglar presente en comunidades urbanizadas y determinar las mejores formas de conservar estos ecosistemas (Ávila, 2011; Garcés y Lozano, 2021). Este estudio tiene el objetivo de verificar si existen componentes fisicoquímicos y bacteriológicos que puedan estar alterando la calidad del agua y determinar la causa de contaminación difusa o puntual en el bosque de manglar presente en la comunidad. Si las comunidades del mangle fuesen taladas, todas las demás especies que habitan en el manglar sufrirán graves consecuencias (Rodríguez, 2019).
A continuación, se describe el área de estudio, el procedimiento para trazado de escenarios y para la colecta de muestras de agua; además, las pruebas en laboratorio con sus respectivos procedimientos para análisis bacteriológico y fisicoquímico del agua.
El bosque de manglar en estudio está situado en el Caribe central de Panamá, al Este de la vía de acceso al Canal de Panamá, específicamente en la parte trasera de la barriada de Nuevo Colón, corregimiento de Sabanitas, en el distrito y provincia de Colón, coordenadas 9.35785° Norte, 79.80873° Oeste (figuras 1 y 2) y, a su vez, forma parte de la entrada de mar conocida como Bahía Las Minas; limita al norte con el mar Caribe (Bahía Las Minas), al sur con el lago Gatún, al este con el corregimiento de Puerto Pilón, oeste con el corregimiento de Cativá.
Se utilizó el método descriptivo para el trazado de escenarios por transectos imaginarios (con ayuda de fotografías) a fin de capturar y transmitir visualmente las características físicas, ambientales y sociales del área en estudio (figuras 3-6). Este método se aplicó para la observación y clasificación de desechos sólidos, y está basado en la medida de cuatro puntos a partir de un centro. Específicamente, consiste en ubicar puntos a través de una línea imaginaria. En esta línea al azar, se debe ubicar un punto a partir del cual se hará́ el muestreo (Mostacedo y Fredericksen, 2000).
En campo, se recolectaron muestras de agua superficial en la zona del manglar para aplicar pruebas químicas y bacteriológicas del agua. Se establecieron cuatro sitios aleatorios de muestreo dentro del área (tabla 1). Las muestras fueron tomadas a una profundidad de 0.5 m y 1.5 m respectivamente y se utilizaron botellas y envases plásticos, debidamente esterilizados. Las muestras fueron recolectadas en temporada seca, donde el mar se encontraba en total calma y sin presencia de personas. Se tomaron cuatro muestras de 120 ml a una profundidad de 0.5 m y otras 4 muestras de 120 ml a una profundidad de 1.5 m cada una con el recolector de muestra de agua a profundidad. Estas muestras fueron etiquetadas con su fecha de recolección, hora y profundidad en que se obtuvo la muestra.
Tabla 1. Listado de anfibios y reptiles por transectos (T1, T2 y T3) y búsqueda generalizada (BG) en el Sendero Natural Árboles Cuadrados y la abundancia total de individuos.| Colecta de agua superficial en manglar de la Barriada Nuevo Colón | ||||
| Profundidad (m) | Sitio 1 | Sitio 2 | Sitio 3 | Sitio 4 |
| 1.5m | Muestra 1 (120 ml) | Muestra 2 (120 ml) | Muestra 3 (120 ml) | Muestra 4 (120 ml) |
| 1.5m | Muestra 1 (120 ml) | Muestra 2 (120 ml) | Muestra 3 (120 ml) | Muestra 4 (120 ml) |
Después de recolectadas las muestras, estas fueron inmediatamente transportadas al Laboratorio Microbiológico y Químico de Aguas, de la Planta Potabilizadora de Sabanitas Antonio Yépez de León, del Instituto de Acueductos y Alcantarillados Nacionales (IDAAN), ubicado en la Barriada del Maestro, Urbanización Tagarópulos, localizada en el corregimiento de Sabanitas, distrito y provincia de Colón, Panamá, para así realizar las pruebas físico-químicas y bacteriológicas.
La prueba bacteriológica se realizó con el objetivo de verificar si existen componentes microbiológicos que puedan alterar la calidad del agua, como es el caso de los Coliformes. Se procedió a colocarle el reactivo de Colilert a una muestra de 120 ml de 0.5 m de profundidad y con reactivo a otra muestra de 120 ml de 1.5 m de profundidad, luego se realizó la mezcla, se vertió en un Quanti-Tray y se selló con el sellador de Quanti-Tray de IDEXX. Después las muestras fueron incubadas por un periodo tiempo de 24 horas. El día siguiente, la muestra fue extraída de la incubadora y se procedió a realizar el conteo. Para calcular el grado de contaminación de acuerdo con la cantidad de bacterias presentes, se utilizó la tabla para la estimación del Número Más Probable (NMP/100ml).
La prueba se realizó con el objetivo de verificar si existen concentraciones de componentes químicos que puedan alterar la calidad del agua, aplicando los métodos estándares para la examinación de aguas (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater). Esta prueba consta de una serie de parámetros a evaluar establecidos en el Anteproyecto Norma de Calidad de Aguas Marinas y Costeras de la Autoridad Nacional del Ambiente (ANAM, 2005), hoy Ministerio de Ambiente. Algunas pruebas se realizaron en campo, es decir, en el mismo lugar de estudio. Por otra parte, las otras se realizaron en el laboratorio como lo fue la prueba de pH. Para medirlos se utilizaron aparatos como EC-TDS And Temperatura Meter (medir la temperatura), Sensior 378. pH - conductivity (medir pH). Mediante el método analítico de filtración se realizaron las pruebas de alcalinidad y dureza, en miligramos por litro (mg/L) de Carbonato de Calcio (CaCO3); también Cloruro y Calcio, en miligramos por litro (mg/L), además de Cobre y Hierro en microgramos por litro (µg/L). Para este fin se recolectaron dos muestras de 120 ml una a una profundidad de 0.5 m y la otra a una profundidad de 1.5 m (ver Tablas 1 y 2), estas muestras fueron etiquetadas con su fecha, hora y profundidad, luego llevadas al laboratorio, donde se les hizo el procedimiento correspondiente a la muestra.
A continuación, se presentan los resultados para el trazado de escenarios por transecto imaginario, la prueba bacteriológica y la prueba química.
Como se observa en la figura 9, se obtuvo un 11.5 % de Escherichia coli y Coliformes Totales 72.3% en profundidad de 0.5 m y un 32.7 % de E. coli y 93.4% de Coliformes Totales a profundidad de 1.5 m.
| Resultados de los análisis fisicoquímicos | ||||||
| Profundidad | Cloruro | Alcalinidad | Dureza | Calcio | Cobre | Hierro |
| 0.5 m | 15 800mg/L | 1 600mg/L | 2000mg/L | 480mg/L | 0 | 0.37 mg/L |
| 1.5 | 16 400 mg/L | 1 600 mg/L | 0mg/L | 0mg/L | 0 | 0.26 mg/L |
En la figura 9 se observa la producción de desechos, que un 51 % es materia orgánica, 16 % son plásticos en general, en tetra pack obtuvimos un 10 % mientras que el foam 6 % ; metal 9 %, pañales desechables 3 %, textiles 2 %, cartón 1 %, otros 2 %, con lo cual se crea una imagen mental clara del espacio, facilitando la comprensión de cada escenario y generar una idea precisa de los componentes físicos, ambientales y sociales del área en estudio. Esto es especialmente útil en el caso de los manglares de Nuevo Colón porque no existía una representación física tangible del entorno, demostrando los elementos y las relaciones que componen la acumulación de basura en la zona, especialmente plásticos, causando daños físicos a los organismos, obstruyendo el flujo de agua y afectando la estética del lugar. Esto puede deberse al crecimiento en población de la barriada (Sáenz y Ortega, 2009) que ha llevado tanto al aumento de la disposición de desechos sólidos como a desechos líquidos o aguas residuales (Guzmán et al., 2020), lo que representa un riesgo para la salud pública y es particularmente preocupante, porque en el área próxima al manglar de Nuevo Colón, confluyen quince poblados del total del corregimiento de Sabanitas con una concentración poblacional que llega a los 23 mil habitantes (INEC, 2023), que tienen una determinante influencia sobre dicho manglar por sus descargas de aguas residuales domésticas, acompañadas de desechos sólidos. Ordenados por distancia desde Nuevo Colón, estos poblados son: PH Costa de Oro, Costa de Oro #1, Costa de Oro #2, Las Tablitas, Irving Saladino, Santa Rita, San Mateo, Villa Luisa, Don Bosco, Sabanitas centro, Villa Belén, Nuevo México, Lo Nuestro, donde la descarga de sus aguas residuales confluye en la quebrada La Ensenada (entre Las Tablitas e Irving Saladino) y la quebrada Villa Lobos (entre Santa Rita y San Mateo), para posteriormente desembocar al manglar (Batista y Hurtado, 2015).
A 0.5 metros de profundidad, el NMP de Escherichia coli 11.5 %, valor que supera ampliamente el estándar de calidad para aguas marinas recreativas recomendado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), que establece un NMP máximo de 1 % para Escherichia coliE. coli.
A 1.5 metros de profundidad, el NMP de E. coli 32.7 %, valor que es aún más alto que el de la muestra anterior y representa una contaminación fecal severa.
La presencia de un 11,5 % de Escherichia coli en la prueba bacteriológica de agua de mar colectada a 0.5 metros de profundidad indica una contaminación fecal significativa. Esta bacteria es un indicador de la presencia de materia fecal humana o animales de sangre caliente en el agua, lo que representa un riesgo para la salud pública. Asimismo, la presencia de 32.7 % de E. coli en agua de mar colectada a 1.5 metros de profundidad indica una contaminación fecal severa y es particularmente preocupante. La Organización Mundial de la Salud (OMS) establece que el agua de mar apta para baño no debe tener más de 100 coliformes fecales por 100 ml (Truque, 2011). En este caso, a 0.5 m de profundidad la muestra presenta 115 E. coli por 100 ml, lo que supera significativamente el límite recomendado, y la muestra colectada a 1.5 m presenta 934 coliformes totales por 100 ml, lo que supera significativamente el límite recomendado por la OMS.
Los resultados de la prueba química del agua de mar mostraron una dureza de 2000mg/L de CaCO3 para ambas profundidades, la cual es superior a la media (entre 400 y 450mg/L de CaCO3) y extremadamente alta, representando una concentración cinco veces mayor al límite superior del rango promedio. Esta elevada dureza puede deberse a diversos factores, pero cabe señalar que la ubicación de la zona de manglar presenta una intrusión de agua dulce. La mezcla de agua dulce con alta concentración de minerales disueltos, como el calcio, podría estar aumentando significativamente la dureza del agua de mar en zonas costeras. En adición, como ya se señaló, la contaminación por la descarga de aguas residuales domésticas con alto contenido de minerales podría incrementar la dureza del agua de mar en áreas específicas.
En Cloruro se obtuvo un 15.800mg/L (a 0.5 m) y un 16.400mg/L (a 1.5 m), respectivamente, en el análisis fisicoquímico del agua de mar. El rango promedio de cloruro en el agua de mar se sitúa entre 19.000 y 20.000mg/L. Esto sugiere que los valores encontrados (15.800 y 16.400mg/L) representan una concentración inferior al límite inferior del rango promedio y podría indicar la presencia de factores que disminuyen la concentración de cloruro en el agua de mar, como es la mezcla de agua dulce con baja concentración de cloruro que puede diluir el agua de mar, reduciendo su contenido de este ion.
Los resultados de alcalinidad marcaron 1600mg/L de CaCO3 para ambas profundidades, lo cual indica una alcalinidad ligeramente alta, superior al rango promedio para este tipo de agua, que se sitúa entre 2000 y 2300mg/L. La intrusión de agua dulce con alta alcalinidad podría estar aumentando la capacidad de neutralización de ácidos del agua de mar en la zona costera.
Los niveles de Calcio resultaron en 480mg/L, cuando los niveles normales se consideran entre 350 y 450mg/L de este mineral disuelto en el agua de mar. Si bien este valor no representa una desviación significativa, puede tener algunas implicaciones sobre sus posibles causas de un nivel de Calcio ligeramente alto, por intrusión de agua dulce. El agua dulce con alta concentración de calcio proveniente de ríos o quebradas puede mezclarse con el agua de mar, aumentando su contenido de calcio.
Los valores obtenidos de Hierro resultaron en 0.37 µg/L, los cuales se consideran una concentración baja y dentro del rango normal para este elemento en este tipo de aguas, en las cuales la mayoría de los países coinciden que el rango normal de hierro en agua de mar es de 0.2 a 2.0 µg/L. Este rango representa la concentración típica de hierro disuelto en el agua de mar, proveniente de diversas fuentes, como la descomposición de materia orgánica.
Por el contrario, la ausencia de cobre es poco probable y se recomienda verificar el método de análisis o tomar una nueva muestra.
La interpretación precisa de los resultados dependerá siempre de la profundidad y la ubicación. Sin embargo, para los objetivos de este estudio, podemos complementar que la descarga de aguas residuales sin tratamiento o con tratamiento inadecuado es una de las principales fuentes de contaminación en estos manglares. Esta contaminación ha introducido tanto coliformes fecales, como nutrientes en exceso y otros contaminantes que impactan la flora y fauna del ecosistema. La actividad humana puede influir en la composición química del agua de mar, por ejemplo, a través de la contaminación por vertidos de aguas residuales domésticas.
El presente proyecto demuestra de forma preliminar que existen componentes químicos y bacteriológicos que pueden estar alterando la calidad del agua y determina la causa difusa de la contaminación de las aguas superficiales costeras en el bosque de manglar, por las cantidades de descargas de aguas residuales domésticas acompañas de desechos sólidos que se acumulan en el ecosistema de manglares afectando a muchas otras especies que habitan en el lugar.
En las inmediaciones del manglar de Nuevo Colón, convergen quince comunidades del corregimiento de Sabanitas, concentrando la mayor población de hasta 23 mil habitantes, que ejercen una influencia determinante sobre la calidad de agua del manglar. Las aguas residuales de estas comunidades confluyen en las quebradas La Ensenada y Villa Lobos, que finalmente desembocan en el manglar.
Analizar el problema debe ser integral y requiere establecer condiciones locales (a nivel Municipal) sobre aspectos económicos, sociales y ecológicos en áreas pilotos demostrativas, considerando las características ambientales del ecosistema, en el marco de un plan integral de manejo. Los manglares a lo largo de la costa caribeña central de Panamá están prácticamente condenados por el desarrollo costero no planificado, si continúa aumentando la contaminación, los manglares podrán sobrevivir, pero sin una recuperación sustancial.
Los resultados de este estudio preliminar muestran cuáles pueden ser los componentes fisicoquímicos y bacteriológicos existentes causantes del impacto ambiental por contaminación de ecosistemas manglar presentes en comunidades urbanizadas y determinar las mejores formas de continuar realizando análisis prolongados y minuciosos a este ecosistema.
A pesar del daño hecho, estas áreas de manglar deben ser conservadas para un uso y manejo sostenible. Otras que presentan diversos grados de impactos humanos, pueden ser rehabilitadas a través de replantación, para acuacultura no destructiva, para protección de la línea de costa y enriquecimiento de las aguas costeras.