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Evaluación de la calidad de aguas subterránea de
la parroquia La Peaña, provincia El Oro, Ecuador
Assessment of the groundwater quality in la peaña
parish, el Oro province, Ecuador
Resumen
El agua subterránea es un recurso limitada con una alta vulnerabilidad a factores naturales o antropogénicos que pueden alterar
sus atributos físicos, químicos y biológicos; y transformar este recurso en no apto para las actividades humanas incluido la agri-
cultura. Aspecto que motivó la investigación, y tuvo como objetivo evaluar las aguas subterráneas de la parroquia La Peaña, en la
provincia de El Oro (Ecuador). Para esto, se delimitaron 22 pozos ubicados en varias ncas bananeras, donde se tomaron muestras
para determinar las propiedades color y olor; así como el pH, la conductividad eléctrica y la temperatura. También se delimito 10
submuestras a las que se realizaron análisis biológicos de coliformes totales, Escherichia coli y de los metales pesados: Hg. Pb.
As. Cd y Mn. Los resultados mostraron un color transparente y sin olor en más del 80% de los pozos. El rango del pH 7.28-8.27
mostró una tendencia hacia la alcalinidad, con ligera presencia de salinidad por su baja CE (rango, 0.17-0.39 mS m). Las bacterias
coliformes estuvieron en seis pozos con niveles sobre los 30 UFC ml
-1
). Los metales Hg, Pb, As y Cd obtuvieron medias de 0.29 ug
l
-1
, 5 ugl
-1
; 10.00 ug l
-1
y 0.80 ug l
-1
, respetivamente, mientras que el Mn mostró la mayor variabilidad con rango de 0.06-1240 ug l
-1
.
Se recomienda no utilizar el agua con niveles altos de coliformes totales en el proceso de poscosecha del banano.
Palabras clave: calidad del agua; coliformes; pozos someros; metales pesados
Abstract
Groundwater is a limited resource with a high vulnerability to natural or anthropogenic factors that may alter its physical, chemical
and biological attributes; and make this resource unsuitable for human activities including agriculture. This aspect motivated this
research, and its objective was to evaluate the groundwater of the parish of La Peaña, in the province of El Oro (Ecuador). For this
purpose, 22 wells located in several banana farms were chosen, where samples were taken to determine colour and odour properties,
as well as pH value, electrical conductivity, and temperature. Ten subsamples were also chosen to which biological analyses of total
coliforms, Escherichia coli and heavy metals were carried out: Hg. Pb. As. As. Cd and Mn. The results showed an odourless and
transparent colour in more than 80% of the wells. The pH value range 7.28-8.27 showed a tendency towards alkalinity, with a slight
presence of salinity due to its low EC (range, 0.17-0.39 mS m). Coliform bacteria were in six wells with levels above 30 CFU ml
-1
).
The metals Hg, Pb, As and Cd obtained averages of 0.29 ug l
-1
, 5 ug l
-1
; 10.00 ug l
-1
and 0.80 ug l
-1
, respectively, while Mn showed the
greatest variability with a range of 0.06-1240 ug l
-1
. It is recommended not to use water with high levels of total coliforms in the banana
post-harvest process.
Keywords: water quality; coliforms; shallow wells; heavy metals
Recibido: 04 de junio de 2019
Aceptado: 14 de agosto de 2019
Sara, Castillo-Herrera
1
*; Salomón, Barrezueta-Unda
2
;
Javier, Arbito-Quituisaca
3
1
Master en Ciencia; Profesor titular de la Universidad Técnica de Machala; El Oro-Ecuador; scastillo@utmachala.edu.ec
2
Doctor en Investigación Agraria y forestal; Profesor titular de la Universidad Técnica de Machala; El Oro-Ecuador; sabarrezueta@
utmachala.edu.ec; https://orcid.org/0000-0003-4147-9284
3
Ingeniero Agrónomo; Universidad Técnica de Machala; El Oro-Ecuador; jarvito_est@utmachala.edu.ec
* Autor para correspondencia: scastillo@utmachala.edu.ec
Revista Ciencia UNEMI
Vol. 12, Nº 31, Septiembre-Diciembre 2019, pp. 64 - 73
ISSN 1390-4272 Impreso
ISSN 2528-7737 Electrónico
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Castillo et al. Evaluación de la calidad de aguas subterránea de la parroquia La Peaña, provincia El Oro
I. INTRODUCCIÓN
El agua constituye el 71% de la supercie del
planeta y se estima que el 96.5% del agua se ubica
en mares y océanos, el 1.5% es subterránea y el 1.7
% se ja en glaciares y los casquetes de hielo en los
círculos árticos y antárticos; y solo un 0.30% en los
ríos y lagunas está disponible como dulce (Robert et
al., 2017; Khatri & Tyagi. 2015). Por el cual, la gestión
del agua es un desafío importante para el desarrollo
sostenible de las naciones, en particular en zonas
semiáridas y áridas, con modestos recursos hídricos
y una creciente demanda de agua dulce, causada por
el crecimiento demográco (Malki et al., 2017).
A falta de recursos hídricos superciales, se
explota el agua subterránea para satisfacer la
demanda ejercida por los diferentes sectores de la
economía, uno de ellos la agricultura (Annapoorna
& Janardhana, 2015; Chowdhury et al., 2016). En
este contexto, las aguas subterráneas se consideran
una fuente primaria de abastecimiento de agua en las
regiones urbanas y rurales de los países en desarrollo
y su degradación provoca diferentes problemas en la
salud de humanos y animales (Ahamad et al., 2018),
así como, en el estado sanitario de los vegetales.
En la actualidad, la sobreexplotación de las aguas
subterráneas para diversos nes (usos domésticos,
industriales y agrícolas), así como, la ltración de
aguas residuales de diversas fuentes a los acuíferos
ha generado variaciones signicativas en la calidad
del recurso agua (Robert et al., 2017; Ali et al., 2016).
Por tanto, la calidad de las aguas subterráneas
constituye un ejemplo de la problemática asociada a
las intervenciones antrópicas (Bhardwaj et al., 2017).
En Ecuador, estudios de la Secretaria Nacional del
Agua (SENAGUA 2014) indican, que los principales
usos del agua subterránea en Ecuador son: para el
consumo humano (77.55%), riego agrícola (8.90%),
abrevadero (6.51%) e industria (4.87%). Sin embargo,
importantes fuentes de agua subterránea, en especial
en la región amazónica, se encuentran contaminadas
por la acción antrópica de la minería, extracción
de petróleo, aguas residuales de las ciudades y la
agricultura (Cruz-Rodrigues et al., 2014).
En el caso de la parroquia La Peña (El Oro,
Ecuador), lugar donde se realizó la investigación, el
agua subterránea es utilizada principalmente para
el abastecimiento a la población y en segundo lugar
para el proceso de poscosecha del banano. Siendo
preocupante que muchos de los pozos regularizados
se encuentran a pocas distancias de las viviendas,
letrinas y del centro de poscosecha del banano
(Conde & Rivera, 2018; SENAGUA, 2017). Por tanto,
el objetivo de este trabajo fue evaluar la calidad de las
aguas subterráneas extraídas de pozos ubicados en
varias ncas bananeras de parroquia La Peaña, en el
cantón Pasaje, provincia El Oro (Ecuador).
II. MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio
La investigación se realizó en la parroquia rural La
Peaña, que se ubica al noreste de la provincia de El Oro
(Ecuador), en las coordenadas geográcas 3°20’0’’
S; 79°20’0’’ W. El promedio anual de temperatura
es de 23°C ±3 con rango de precipitación anual
entre 760 a 1455 mm (Luna-Romero et al., 2018).
La zona de vida Natural de Holdridge corresponde
a una formación Bosque seco Tropical (Spracklen &
Righelato, 2016). Los suelos son del orden Alsol,
producto de depósitos aluviales formados en el
holoceno cuaternario, con altos niveles de arena y
limo proveniente de material uvial con niveles de la
materia orgánica > 1.5% (Moreno et al., 2016).
Diseño de la investigación y selección de la muestra
La investigación es de tipo descriptiva y de corte
transversal. Para la selección de la muestra se utilizó
un muestro al azar con doble estraticada, tomada de
una población de 90 pozo registrados por SENAGUA
(2014). El primer criterio de estraticación fue que los
pozos estén ubicados dentro de una nca bananera y
recubierto por tubos de policloruro de vinilo (PVC),
reduciendo la población a 22 pozos, a los que se
realizó una inspección y toma de muestra para su
caracterización física y química. A continuación,
se realizó la segunda estraticación en función
de la distancia (< 25m) de los pozos a las cámaras
sépticas, corrales de animales, viviendas y centro de
poscosecha del banano (empacadora); además, que
no reciban ningún tratamiento de puricación previo
al uso. Reduciendo la muestra en 10 pozos a los que
se realizó los análisis biológicos y de metales pesados.
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Volumen 12, Número 31, Septiembre-Diciembre 2019, pp. 64 - 73
Toma de muestras y análisis in situó y de
laboratorio
El muestreo de agua para la determinación
de los parámetros físicos y químicos, se realizó
por triplicado en botellas de un litro de capacidad
previamente lavadas con agua desionizada. El
muestreo de agua se realizó durante los meses de
junio a septiembre de 2017. Las muestras del agua,
fueron tomadas a la salida de los pozos después de 5
minutos de extracción de agua con bomba mecánica,
las cuales fueron selladas y se pusieron en la sombra
para evitar reacciones posteriores que alterarán la
composición química de la misma (Castellón et al.,
2015)
Para determinar los parámetros físicos del agua:
olor y color se utilizaron los criterios de la norma
UNE-EN ISO 7887:1995 y de la EPA (1994), descritos
por Aznar Jiménez (2000). Para esto fue necesario
tomar una alícuota de 100 ml de cada botella en un
vaso de precipitación de 250 mm, para calentar a
40 °C y percibir el olor que fue categorizado como
inodoro, fétido y dulce. Mientras que la determinación
del color se dejó en reposo las muestras en oscuridad
durante 24 horas, a continuación, se coloca el vaso
sobre un fondo blanco y se categoriza en función de
los sólidos en suspensión, en turbio o transparente.
Las botellas de los pozos seleccionados bajo el
segundo criterio de estraticación, se tomó 100 ml de
agua, para determinar los parámetros biológicos de
coliformes totales (CF) y de E. coli, que se obtuvieron
con la metodología sugerida por Affum et al. (2015).
Análisis realizado en el Laboratorio de microbiología
de la Universidad Técnica de Machala.
Los 800 ml restante de las muestra, fueron para
realizar los análisis de mercurio (Hg), plomo (Pb),
arsénico (As), cadmio (Cd) y manganeso (Mn), en
un espectrofotómetro de absorción atómica ICE
3400 (Thermoscher, Massachusetts, USA), previa
digestión de la muestra en 6 ml de 65% de ácido nítrico
concentrado, 3ml de ácido clorhídrico concentrado
35% y 0,25 ml de peróxido de hidrógeno al 30%
en un pre-ácido limpio 100 ml politetrauoetileno
(Affum et al., 2015). Determinación realizada en el
laboratorio Labcestta de la Escuela Politécnica del
Chimborazo (Ecuador).
Para los parámetros químicos: conductividad
eléctrica (CE), pH, y la temperatura (°C) del agua,
se utilizó un equipo multiparámetro modelo HI9829
(marca Hanna, Rumania). Determinación realizadas
in situó, en vasos de precipitación de 600 ml, que
fueron llenados con agua de los pozos, se dejó reposar
5 minutos y se realizó cinco lecturas por muestras.
Análisis de los datos
El procesamiento de la información fue de tipo
descriptiva, para esto se utilizó recuento de frecuencia
y promedios; con el n de obtener resultados acordes
con el objetivo planteado en la investigación.
III. RESULTADOS
Características físicas del agua subterránea
El análisis físico de color del agua (Figura 1A),
indico que solo dos pozos de los 22, el agua fue
turbia. Mientras que en tres pozos se percibió un
olor fétido (Figura 1B). Resultados que exponen
adecuados atributos organoléptico, en más del 86%
de las muestras. Aunque, no se realizó un análisis de
composición granulométrica del suelo a diferentes
profundidades, varias investigaciones indican una
textura franco arenosa, entre cero a 30 cm, arcillosa
entre 30 a 50 cm y arenosa > 50 cm y un nivel
freático alto (Chavez et al., 2016; Villaseñor et al.,
2015). Factores que potencian el efecto de lixiviación
de fertilizantes en especial de tipo nitrogenados
(amónicos, nitritos, nitratos) y de pesticidas, que
pudo alterar la calidad del agua en color y olor. Pérez
Monteagudo (2003) expresa que la turbidez y olores
fétidos son comunes en suelos con manejo agrícola
intensivo con una fuerte carga de pesticidas.
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Castillo et al. Evaluación de la calidad de aguas subterránea de la parroquia La Peaña, provincia El Oro
Características químicas y biológicas del agua
La profundidad de los pozos y los parámetros
temperatura, pH y CE del agua, se detallan en la Tabla
1. Los valores de temperatura oscilaron entre 25.19°C
y 28.02°C en los posos que tenían una profundidad
de 18 m y 30 m respetivamente. La media se ubicó
en 26.11°C ± 0.67, resultado que guarda relación
con la temperatura registrada por Burbano et al.,
(2015) que oscilo entre 24.7°C (promedio) y 28°C
(valor máximo), en aguas subterráneas de la cuenca
del Jubones, en la provincia de El Oro. Resultado
similar también fue encontrado en la Indonesia en
condiciones climáticas similares por Sinaga et al.
(2016).
El rango de pH de las muestras fue de 7.28 a 8.27,
entre los 8 a 12 m de profundidad respetivamente y
la media de pH de 7.91 ±0.34, resultados que indican
tendencia a la alcalinidad de las aguas subterráneas
(Cruz-Rodrigues et al., 2014) y que dieren del
estudio de Burbano et al., (2015), que encontró
Figura 1. Recuento de frecuencia de los parámetros físicos de calidad para agua subterránea de
pozos ubicados en la parroquia La Peña. A) Color de las muestras; B) Olor de las muestras.
un promedio de pH 5.7 en pozos cercanos al Rio
Jubones. Pero los valores tuvieron similitud con el pH
(7.4 a 8.5) determinados en pozos someros en varias
zonas agrícolas con alto índice en el uso de pesticidas
en México (Cámara Durán 1994); pero mayor pH
(6.44 a 7.48) a los encontrados por Baccaro et al.,
(2006) en agua de subterráneas usadas para cultivos
hortícolas en Argentina con baja incidencia en el
uso de pesticidas. Lo que indica que el uso excesivo
de pesticidas y fertilizantes está inuyendo en el
potencial de hidrogeno de las aguas subterráneas del
estudio.
En cuanto a los valores de CE los rangos (0.17-
0.39 mS m-1) y la media (0.26 m S m-1 ± 0.08) indican
que las aguas subterráneas tienen baja salinidad. Los
resultados presentados pueden estar relacionado que
son pozos someros, los cuales son afectados por la
permeabilidad del suelo en los parámetros de pH y
CE (Ahamad et al., 2018).
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Volumen 12, Número 31, Septiembre-Diciembre 2019, pp. 64 - 73
Tabla 1. Parámetros químicos de aguas subterráneas de la parroquia La Peaña, provincia El Oro (Ecuador)
Pozos Nº Altitud (msnm)
Profundidad
pozo (m)
Temperatura
(°C)
pH
(H
2
O 1:2.5)
CE
(mS/m)
1
6.00 12.00 25.68 8.21 0.24
2
3.00 12.00 25.88 7.90 0.21
3
3.00 12.00 25.62 7.88 0.20
4
3.00 12.00 25.66 7.81 0.17
5
3.00 18.00 26.03 7.69 0.19
6
5.00 18.00 27.01 7.59 0.21
7
3.00 18.00 26.76 7.54 0.18
8
3.00 18.00 25.6 7.45 0.23
9
8.00 20.00 26.82 7.41 0.21
10
4.00 30.00 28.02 7.33 0.20
11
4.00 18.00 26.9 7.28 0.22
12
20.00 30.00 25.87 8.02 0.28
13
20.00 18.00 25.19 8.07 0.31
14
30.00 12.00 25.35 8.09 0.28
15
25.00 12.00 25.54 8.19 0.39
16
30.00 18.00 25.86 8.08 0.23
17
34.00 15.00 26.06 8.14 0.19
18
30.00 20.00 26.73 8.25 0.38
19
29.00 15.00 26.04 8.22 0.36
20
29.00 15.00 26.1 8.27 0.39
21
36.00 12.00 25.98 8.24 0.39
22
36.00 20.00 25.79 8.27 0.34
Media
16.55 17.05 26.11 7.91 0.26
DS
13.04 5.04 0.67 0.34 0.08
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Castillo et al. Evaluación de la calidad de aguas subterránea de la parroquia La Peaña, provincia El Oro
Tabla 2. Coliformes determinados en aguas subterráneas de la parroquia La Peaña, provincia El Oro (Ecuador)
AC Ausencia de crecimiento de UFC
CT Coliformes totales
Pozo N° Coliformes UFC 100 ml
1
AC 0
2
AC 0
3
AC 0
4
AC 0
5
CT 30
E coli. 0
6
CT 60
E. coli. 90
7
CT 80
E. coli. 0
8
AC 0
9
AC 0
10
CT 360
E. coli. 2000
La Tabla 2, indica que seis de los 10 pozos
analizados para el parámetro biológico CT, tienen
crecimiento de unidades formadoras de colonias
(UFC), con el nivel máximo (360 UFC en 100ml) en
el pozo 10 de 30m de profundidad, y produjo 2000
UFC en 100ml de E coli. Valores que hacen suponer
que estuvo algún organismo en descomposición
cuando se realizó el muestreo. El segundo resultado
que produjo CF fue en el pozo seis con 60 UFC 100
ml de CT y 80 UFC en 100ml de E coli., mientras que
la muestra cinco y siete también con CT (30 UFC 100
ml y 80 UFC 100 ml, respetivamente) no presentan
crecimiento de la bacteria E coli. Valores bajos,
en comparación con los registro de la SENAGUA,
realizados a aguas superciales, en la zona en
estudio y se ubicaron entre (>5158.9 UFC 100ml)
(SENAGUA, 2017)
Para Cruz-Rodrigues et al. (2014), las causas
de una contaminación de las aguas subterráneas
se debe al grado de intervención antrópica y poco
manteniendo del pozo debido a que las condiciones
de humedad y temperatura de la zona pueden incidir
en la formación de bacteria de la especie Enterobacter
sp (Affum et al., 2015), presentes en zonas de alta
humedad y suelos permeables.
70 │
Volumen 12, Número 31, Septiembre-Diciembre 2019, pp. 64 - 73
Análisis de metales pesados en aguas
subterráneas
Los niveles de metales pesados son presentados
en la Tabla 3. En Hg, el rango es de 0.10
-1
.10 ug l
-1
y una media de 0.29 ug l
-1
±0.36, resultados bajo el
nivel establecido (> 1 ug l
-1
de Hg). En Pb, Ac y Cd
los promedios son ≤ 5.00 ug l-1; ≤ 10.00 ug l-1; ≤
0.80 ug l
-1
, respectivamente, valores inferiores a los
límites máximos permitidos (Pb>50 ug l
-1
; Ac>50 ug
l
-1
; Cd>20 ug l
-1
) por EPA (1994). En el caso del Mn
existe una alta variabilidad de los resultados con un
rango máximo de 1240 ug l
-1
en el pozo 10 y mínimo
de 0.06 ug l
-1
en el pozo 4, mientras que la media se
ubica en 202.52 ug l
-1
±378.88, valores inferiores
al contrastar con los limites máximo permitido (>
5000 ug l
-1
) para el consumo humano e inferior a la
media de 442 ug l
determinados por Baque Mite et
al. (2016) en la ciudad de Milagro, Ecuador.
Tabla 3. Metales pesados determinados en aguas subterráneas de la parroquia La Peaña, provincia El Oro
(Ecuador)
Pozos Nº
Hg
ug l
-1
Pb Ac Cd Mn
1
0.10 5.00 10.00 0.80 51.00
2 1.10
5.00 10.00 0.80 7.100
3 0.10
5.00 10.00 0.80 340.00
4 0.10
5.00 10.00 0.80 0.06
5 0.10
5.00 10.00 0.80 6.30
6 0.10
5.00 10.00 0.80 120.00
7 0.10
5.00 10.00 0.80 140.00
8 0.80
5.00 10.00 0.80 110.00
9 0.30
5.00 10.00 0.80 10.70
10 0.10
5.00 10.00 0.80 1240.00
Media 0.29
5.00 10.00 0.80 202.52
DS 0.36
0.00 0.00 0.00 378.88
Limites máximo permisible (LMP) de Hg>1 ug l
-1
; Pb>50 ug l
-1
; Ac>50 ug l
-1
; Cd>20 ug l
-1
; Mn>5000 ug l
-1
para
aguas subterráneas. Baque Mite et al. (2016).
El dendrograma muestra tres grupos. El primero
se conforma entre los metales pesados As, Cd, Pb
con el pH a una distancia euclideana menor a 5, esto
revela la relación de la tendencia a la alcalinidad del
agua. Mientras que el segundo clúster está formado
por Mn y las UFC unido a una distancia menor a 15
con el Hg que conforma el tercer clúster, esta relación
indica que las bacterias pueden desarrollarse en
medio con moderados niveles de Mn y Hg como lo
explican Sinaga et al. (2016) (Figura. 2).
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Castillo et al. Evaluación de la calidad de aguas subterránea de la parroquia La Peaña, provincia El Oro
IV. CONCLUSIONES
Las aguas subterráneas extraídas de 22 pozos en
la parroquia La Peaña, presentaron un adecuado
nivel de calidad en cuanto a sus parámetros físicos
(color y olor) y químicos (pH, CE y temperatura)
en un 86% de los pozos. En seis muestra de las 10
tomadas para determinar coliformes totales y E.
coli no son aptas para el consumo humano, por
tanto tampoco para el proceso de los bananos en
poscosecha. Recomendando la potabilización del
agua si va hacer utilizado para el consumo humano.
En cuanto a los metales pesados, ninguno fue
superior a los limites máximo permitidos, siendo la
característica principal que afecta la calidad de las
aguas subterráneas de la parroquia La Peaña.
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