ANÁLISIS DE LA CONTAMINACIÓN MICROBIOLÓGICA (COLIFORMES TOTALES Y FECALES) EN LA BAHÍA DE SANTA MARTA, CARIBE COLOMBIANO

Analysis Of The Microbiological Contamination (Total And Fecales Coliforms) In The Bay Of Santa Marta, Colombian Caribbean

LINA MARÍA RAMOS-ORTEGA¹ , LUÍS A. VIDAL¹ , SANDRA VILARDY ¹ , LINA SAAVEDRA-DÍAZ¹

¹ Instituto de Investigaciones Tropicales, Universidad del Magdalena, Santa Marta, Colombia. Lina María Ramos Ortega, Villa del Mar, Manzana K Casa 1; Santa Marta, gfitoplancton@unimagdalena.edu.co

Presentado 4 de septiembre de 2007, aceptado 11 de junio de 2008, correcciones 14 de agosto de 2008.

RESUMEN

Con el fin de realizar un análisis del nivel de contaminación microbiológica y de las principales fuentes de contaminación en la Bahía de Santa Marta (BSM), se colectaron muestras de agua para medir las concentraciones de coliformes totales y fecales en 11 estaciones y dos niveles de profundidad (1 y 20 m). Para la época de mayores precipitaciones se encontraron altos valores de coliformes totales y fecales, en los dos niveles de profundidad; presentándose una condición similar para la época seca. Con base a una escala conceptual se obtuvo que la BSM presenta un grado de contaminación medio para actividades de contacto primario (natación y buceo), sin embargo, existen varias fuentes de contaminación (emisario submarino, río, puerto marítimo, entre otras) que están generando un alto impacto sobre este ecosistema. Los altos valores de contaminación que se registran en la BSM se encuentran asociados a la proximidad que tiene esta a las zonas urbanas.

Palabras clave: coliformes, contaminación microbiológica, bahía de Santa Marta, Caribe colombiano.

ABSTRACT

With the purpose of making an analysis of the microbiological level of contamination and the main sources of contamination in the Bay of Santa Marta (BSM), water samples were collected to measure the concentrations of total and fecals coliforms in 11 stations and two levels of depth (1 and 20 m). For the time of greater precipitations were stops values of total and fecals coliforms, in both depth levels; appearing a similar condition for the dry time. Based on a conceptual scale it was obtained that the BSM presents an average degree of contamination for activities of primary contact (swimming and diving), nevertheless, exist several sources of contamination (submarine emissary, river, seaport, among others) that are generating a high impact on this ecosystem. The high values of contamination that are registered in the BSM find associate to the proximity that has this to the urban zones.

Key words: coliforms, microbiological contamination, bay of Santa Marta, Colombian Caribbean.

INTRODUCCIÓN

La problemática de la contaminación marina y su marcada influencia en la salud de los ecosistemas costeros, está estrechamente relacionada con el aumento creciente de las poblaciones que habitan las zonas costeras y, de igual manera, con el incremento de las actividades domésticas, agrícolas e industriales que, por el mal manejo e inadecuado control de los desechos sólidos y líquidos, afectan el medio marino con significativas implicaciones a nivel ecológico, socioeconómico y de salubridad (Marín et al., 2005). Las aguas costeras con fines recreativos como las playas, por lo general, se encuentran en las proximidades de las áreas urbanas, donde los vertimientos sin tratar, con altos contenidos de microorganismos patógenos y otros agentes contaminantes, representan uno de los principales problemas sanitarios y ecológicos de las zonas costeras (Garay et al., 2002).

Las coliformes son una familia de bacterias que se encuentran comúnmente en las plantas, el suelo y los animales, incluyendo los humanos. La presencia de bacterias coliformes es un indicio de que el agua puede estar contaminada con aguas negras u otro tipo de desechos en descomposición. Generalmente, las bacterias coliformes se encuentran en mayor abundancia en la capa superficial del agua o en los sedimentos del fondo (Munn, 2004). La contaminación fecal ha sido y sigue siendo el principal riesgo sanitario en el agua, ya que supone la incorporación de microorganismos patógenos que pueden provocar enfermedades en la salud humana. Por ello, el control sanitario de riesgos microbiológicos es tan importante, y constituye una medida sanitaria básica para mantener un grado de salud adecuado en la población (Marín et al., 2004a).

La región del Caribe, posee un gran valor biológico por sus principales fuentes de recursos pesqueros, comunidades de plantas, organismos terrestres y acuáticos, dando lugar a flora y fauna diversa. Pero en los últimos años, la calidad de las aguas en las zonas costeras en Colombia, se ha visto impactada por la degradación física y ecológica de las áreas terrestres costeras y el aumento de la contaminación de las aguas interiores y cercanas a las costas a partir de fuentes terrestres (Marín et al., 2004b). La calidad ambiental de la bahía de Santa Marta (BSM) presenta actualmente una fuerte influencia generada por diferentes fuentes terrestres contaminantes, principalmente: las descargas del emisario submarino (650 L/seg), la actividad del puerto, las descargas del río Manzanares (2,1 m³/seg ) y los vertimientos estacionales de aguas de escorrentía (Calle 10 y 22), todo esto unido a las obras civiles realizadas en la línea de costa, las actividades turísticas y a la actitud cultural de la población samaria.

Se han desarrollado diversos estudios en la BSM tendientes a establecer la calidad del agua marina con relación a agentes contaminantes microbiológicos y a otras fuentes de contaminación, dentro de los que se destacan Ramírez, 1983, Escobar, 1988, Garay et al., 2001, Garay et al., 2002, Bioservice, 2002, Bioservice, 2004, Gámez, 2002 y Marín et al., 2004a, Marín et al., 2004b; Marín et al., 2005. A partir de información actual e histórica se estableció el nivel de contaminación microbiológica y se realizó un análisis de las principales fuentes de contaminación en la bahía de Santa Marta.

METODOLOGÍA

ÁREA DE ESTUDIO

La bahía de Santa Marta (BSM) se encuentra entre 11°13'00" y 11°15'30"N y 74°12'30" y 74°14'30"W, el área superficial es de 5 km² aproximadamente, con profundidades media y máxima de alrededor de 20 y 60 m, respectivamente (Fig. 1).

Su conformación es abierta y su línea costera está limitada al norte y al sur por formaciones rocosas y en su parte central predomina una playa arenosa. (Herman, 1970).

El régimen climático regional comprende una época lluviosa de junio a noviembre y otra de sequía de diciembre a mayo, durante la cual se presenta la influencia de los vientos alisios del noreste, con una velocidad media de 6,0 m/s y rango de variación de 0,3 - 12 m/s (Andrade, 1993; Cabrera y Donoso, 1993). Debido a la configuración de la costa y a la orientación, intensidad y constancia de los vientos alisios se presenta un evento de surgencia local moderado, durante la época seca (Blanco, 1988).

FASE DE CAMPO

Se establecieron de forma sistemática 11 estaciones de muestreo atendiendo a características como flujo de corrientes, régimen de vientos y aportes continentales; además de las principales fuentes de impacto en la bahía (Emisario submarino, río Manzanares, Puerto Marítimo, Balneario; Fig. 1). Se seleccionaron dos profundidades demuestreo: 1 m bajo la superficie (nivel superficial) y 20 m (nivel profundo). Se realiza-ron cuatro muestreos en intervalos de 45 días aproximadamente, con el fin de cubrirlas épocas predominantes de la región.

En las 11 estaciones seleccionadas, se recolectaron muestras de agua en recipientesde vidrio de 1 L de capacidad con previa rutina de limpieza y esterilización, transpor-tándose bajo condiciones de refrigeración para su posterior análisis en el laboratorio.

El proceso de análisis microbiológico se realizó con el laboratorio de control de cali-dad de la empresa Triple A (certificado calidad ISO 9000). El método utilizado parala determinación de Coliformes totales (Ct) y Coliformes fecales (Cf) fue el de númeromás probable (NMP).

Se realizaron gráficos para describir el comportamiento de los agentes microbio-lógicos a lo largo del tiempo y de las estaciones de muestreo, tanto para coliformestotales y fecales. Lo anterior se realizó teniendo en cuenta los criterios establecidos enel Decreto 1594/84 artículo 42 de la legislación colombiana para actividades de con-tacto primario. Se estableció el nivel de contaminación microbiológica en la bahía deSanta Marta utilizando la escala conceptual del grado de contaminación para loscontaminantes microbiológicos propuesta por Marín (Garay et al., 2001). Se sugiereuna modificación en cuanto no se tomen sólo las muestras contaminadas concoliformes fecales por uso para contacto primario, sino también las contami-nadascon coliformes fecales por el uso de la bahía para actividades de contacto secundario (Tabla.1).

RESULTADOS

En la Figura 2 se observa que la mayor precipitación se presentó en noviembre conmedia mensual multianual de 81 mm, seguido de octubre con 60 mm, mientras quepara enero, febrero y marzo se registran medias mensuales multianuales entre 0 y 1,2mm, mostrando claramente la diferencia climática de la zona. Para los meses demuestreo la mayor precipitación se presentó en septiembre y noviembre con mediasmensuales de 69 y 134 mm respectivamente; los valores más bajos se presentaronentre enero y marzo.

En el muestreo de agosto los Ct registraron valores entre 3-230 NMP para el nivel super-ficial, y 6-4.600 NMP para el nivel profundo (Fig. 3). Los valores de Cf oscilaron entre3-230 NMP en el nivel superficial y entre 3-4.600 NMP en el nivel profundo (Fig. 4). En general, los valores de Ct y Cf estuvieron dentro de los límites permisibles establecidos por la legislación colombiana a lo largo de todas las estaciones, en el nivel superficial. En fondo, sólo la estación 38, zona de influencia del emisario, presentó valores por encima de de 200 NMP para Cf.

En septiembre los valores de Ct tanto en superficie como en fondo oscilaron entre 2.100-4.600 x 10⁶ NMP (Fig. 3). Los Cf en superficie presentaron valores entre 230240 x 10³ NMP, en fondo oscilaron entre 60-4.600 NMP (Fig. 4). En todas las estaciones, tanto para Ct como para Cf en superficie, los valores exceden los límites permisibles para contacto primario. En el nivel profundo, se presenta la misma condición que en superficie, encontrándose los puntos más críticos en las estaciones aledañas al emisario submarino.

En el muestreo de noviembre, se registraron valores de Ct entre 3-2.400 NMP en el nivel superficial. En fondo, los valores oscilaron entre 18-7.500 NMP (Fig. 3). Los Cf para aguas superficiales presentaron valores entre 3-2.400 NMP, y para aguas profundas entre 7-4.600 NMP (Fig. 4). En general para este mes, los valores de Ct y Cf no excedieron los límites permisibles para contacto primario en ninguna de las estaciones, en el nivel superficial. En fondo, cinco de las 11 estaciones presentaron valores por encima de 200 NMP para Cf.

Los valores de Ct para el mes de enero oscilaron entre 23-240 x 10⁶ NMP en el nivel superficial. En el nivel profundo se registraron valores entre 30-240 x 10⁶ NMP (Fig. 3). Los Cf en superficie presentaron valores entre 18-7.500 x 10³ NMP, en el nivel profundo oscilaron entre 9-240 x 10³ NMP (Fig. 4). En este muestreo varias de las estaciones presentaron valores muy por encima del límite permisible tanto para Ct como para Cf, en el nivel superficial. En el nivel profundo, para Cf cinco estaciones presentaron valores por encima de 200 NMP.

Con base a la escala conceptual indicativa propuesta por Marín (Garay et al., 2001), para contacto primario se obtuvo que el 52,7% de las muestras analizadas presentaron valores por debajo de 200 NMP de coliformes fecales, resultando que la BSM presenta un nivel de contaminación microbiológica media para actividades de este tipo (Fig. 5a). Para contacto secundario, el 72,7 de las muestras se encuentran dentro de los límites permisibles de coliformes totales, lo que indica que la BSM se encuentra en un grado de contaminación baja para actividades de este tipo (Fig. 5b).

DISCUSIÓN

La escala conceptual del nivel de contaminación muestra que de manera general, la bahía de Santa Marta no presenta una condición crítica de contaminación por agentes microbiológicos (Fig. 5), sin embargo, es importante resaltar que de manera independiente cada una de las fuentes que ejercen algún tipo de presión en la BSM (emisario, río, entre otras) están generando un alto impacto, debido a que estos contaminantes representan un riesgo para las actividades recreativas, la pesca y la calidad paisajística de este ecosistema costero. Dado lo anterior, se puede establecer que la BSM se encuentra influenciada en gran medida por el emisario submarino y el río Manzanares, dos elementos que aportan importantes volúmenes de aguas residuales con una gran carga orgánica. A su vez, estas dos fuentes están estrechamente relacionadas con el aumento de la población en la ciudad y lo niveles de precipitación, respectivamente (Ramírez, 1983; Escobar, 1988).

Es claro el impacto del emisario sobre sus zonas adyacentes, no solo en las zonas profundas, como estaría previsto en un sistema de tratamiento de este tipo, sino también en la superficie. La densidad de las aguas domésticas (0,995) es menor que la densidad del agua de mar (1,0258), y si estas son descargadas en un ambiente marino, no estratificado, subirán a la superficie para formar un campo superficial (Ludwing, 1988). Lo anterior, es un elemento de análisis muy importante ya que los emisarios deberían estar diseñados para que su efecto de dilución se realice en las capas profundas de la columna de agua donde se produce la descarga. Cuando existe estratificación, el efluente de aguas domésticas menos denso es mezclado ligeramente con el agua más fría, la cual es más densa; la mezcla resultante será más densa que la capa superficial. Bajo tales condiciones, en algún punto de la columna de agua la mezcla aguas domésticas/agua marina encontrará agua de la misma densidad y, por lo tanto, no continuará en su tendencia a ascender (Ludwing, 1988).

Tomando como base los resultados arrojados por este estudio, es probable que exista un problema con la dilución del vertimiento del emisario, ocasionado tal vez porque la profundidad de la estratificación de la columna de agua favorece que la descarga ascienda a la superficie, contrastando con lo reportado por Gámez, 2002, quien afirma que los procesos de dilución son completamente efectivos manteniendo los mayores niveles de microbiológicos en la zona profunda. A su vez, el evento de surgencia local que se presenta en la zona a lo largo de la época seca, incrementa las posibilidades de ascenso del agua servida hacia la superficie.

La influencia que genera el río Manzanares sobre el estado de contaminación de la bahía de Santa Marta, se puede establecer que es de tipo estacional; siendo los meses de septiembre y noviembre los que presentan diferentes grados de contaminación microbiológica. Es de resaltar que para este estudio, su influencia solo fue evidenciable en la estación de la desembocadura (estación 33), aunque los antecedentes bibliográficos resaltan el gran aporte de coliformes fecales (167 x10¹¹ NMP/día) y totales (305x10¹¹ NMP/día) de este río (MMA et al., 2002). Marín et al., 2005, re-porta en el período comprendido entre 1995-2005, valores mayores a 100.000 NMP Ct/100ml en la diferentes épocas climáticas, todo esto como consecuencia del vertimiento de aguas servidas que realizan las poblaciones ribereñas desde el flanco noreste de la cuchilla de San Lorenzo en las estribaciones de la Sierra Nevada de Santa Marta, sumado a los vertimientos puntuales del área urbana de Santa Marta (Díaz-Pulido, 1997).

El puerto de Santa Marta, es una zona que presenta valores muy altos de Ct y Cf en superficie en el mes de septiembre, y de manera crítica en enero. Los resultados de este estudio y de otros como es el caso de Escobar, 1988, indican la presencia de contaminación severa en la zona del puerto marítimo. Lo anterior contrasta con los resultados de los monitoreos realizados por la Sociedad Portuaria de Santa Marta, en los que para el año 2001 registran valores promedio de Ct de 2800 y de Cf de 247 NMP. Para los años 2002 al 2004, los valores que se reportan tanto para Ct como para Cf oscilan entre 2-3 NMP (Bioservice, 2002; Bioservice, 2004). Los altos niveles de coliformes que se presentan pueden deberse en gran medida a las descargas de escorrentía que se realizan por la Calle 10 (desborde de aguas negras), en época de altas precipitaciones; sin embargo para la época seca, no existe una razón aparente que explique la alta concentración de coliformes. Habría que pensar en constatar la calidad de las aguas que se están deslastrando en está área como producto de la actividad portuaria.

La zona de la línea de costa, en donde se realizan la mayoría de las actividades humanas de contacto primario, como son las turísticas, presenta evidencias de contaminación microbiológica en los meses de septiembre y enero. En septiembre, durante la época de lluvia se presenta la descarga de aguas de escorrentía a través de las calles 10 y 22 debido a la inexistencia de un alcantarillado pluvial, y del desborde de aguas negras. En enero, continúa la contaminación en el sector de la Calle 10 por la salida de aguas negras, las cuales se incrementan debido al aumento de la población durante la época de turismo. Según Garay et al., 2002, en la mayoría de playas con fines turísticos donde la red realiza monitoreos, los resultados han estado por encima de los límites permisibles de la normativa nacional entre ellas, las playas del distrito de Santa Marta.

Dos casos de contaminación se presentan sin una clara influencia de aportes conocidos, el primero en la estación 1 (batallón) ubicada al sur de la bahía el cual muestra evidencia de que está recibiendo algún tipo de vertimiento de aguas residuales. Garay et al., 2001, Garay et al., 2002 y Marín et al., 2004, también lo reportan en sus informes en donde registran valores de 2400 NMP de CF para la playa del batallón. El segundo caso es la estación 6 detrás del morro, en donde se presentan indicios de contaminación microbiológica tanto en muestras superficiales como profundas, es probable que esta zona se encuentre influenciada por la pluma de dilución del emisario submarino, afectando de manera directa las formaciones coralinas del Morro y comprometiendo su estado de conservación.

La variación temporal de los agentes microbiológicos en la bahía de Santa Marta permite dilucidar una disminución en las concentraciones de estos contaminantes en algunos puntos críticos como es el caso del Emisario Submarino (antes Boquerón), sin embargo, los valores se mantienen por encima de los límites permisibles por la legislación colombiana (Tabla. 2). Por otra parte, en sitios como el Terminal marítimo, Calle 10 y 22, desembocadura del río Manzanares y la playa del Batallón, los niveles han fluctuado con tendencia al acenso a través del tiempo, especialmente en época de altas precipitaciones. Dado lo anterior, se pueden establecer de esta manera focos de influencia contaminante en la bahía por orden de importancia, época en que sepresentan y el modo (Tabla. 3). Los altos valores de contaminación que se registranen la BSM se encuentran asociados con la proximidad que tiene esta a las zonas urbanas, trayendo consigo procesos de descarga de aguas residuales y desechos de origendoméstico, lo que se traduce en la adición de organismos no autóctonos a este ecosistema. La legislación colombiana es clara en su normativa en cuanto a los nivelespermisibles de los contaminantes microbiológicos para el uso del agua para preservación de flora y fauna, así como también para fines recreativos, que para los momentos de mayor afluencia turística en la ciudad, se encuentran por encima de loslímites permitidos.

Actualmente en Colombia, el problema de la contaminación microbiológica se presenta de manera generalizada, a causa de los vertimientos de aguas residuales en losambientes marinos y costeros, así como también en otros ecosistemas acuáticos; problemática que se ve magnificada si se tiene en cuenta la falta de tratamiento delos desechos líquidos y sólidos a lo largo de la geografía nacional. Según los resultados arrojados por la REDCAM, 2003, los valores de coliformes en la gran mayoríade las playas turísticas del Caribe colombiano sobrepasan los límites permisibles porla legislación colombiana para aguas de contacto primario, al contrario de lo quesucede en playas ubicadas en áreas con poca intervención de asentamientos urbanos.

De la calidad de las aguas depende en gran medida la supervivencia de las especies yde los ecosistemas, que a su vez reflejan la conservación o el deterioro en que se encuentran por causa de actividades o fenómenos tanto naturales como de tipo antrópicos (Garay et al., 2001), por lo tanto, es importante cumplir con las directrices ynormativas que existen para garantizar una buena calidad del agua y por ende delecosistema, y de los usos que de este se deriven.

AGRADECIMIENTOS

Esta investigación se llevó a cabo gracias a la financiación del Fondo patrimonial parala Ciencia - FONCIENCIA de la Universidad del Magdalena. A Roberto J. Guerrero porla edición de las figuras. Los autores agradecen a todas las personas que brindaronsu apoyo en la fase de campo de esta investigación.

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