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Resumen

Se desarrolló un ensayo para establecer los efectos fototóxicos que pueden generar los vertidos industriales de la empresa Acerías Paz del Río al río Chicamocha, específicamente metales pesados, el ensayo se realizó con organismos específicos como la semilla de lechuga (lactuca sativa L.) por medio de bacterias que simulan el medio de impacto con el agente tóxico. Para establecer las características fototóxicas que pueden desarrollar los bioindicadores por la presencia de un agente tóxico, se utilizaron 7 muestras con agua del río Chicamocha con semillas de lechuga, con el propósito de determinar la sensibilidad de las semillas al momento de exponer las semillas a el Agente tóxico en este caso los metales pesados. Mediante esta prueba se obtuvieron diferentes promedios de germinación en las semillas, dando un crecimiento del 80%, evidenciando que la semilla germinada con el agua contaminada redujo la germinación de las semillas en un 15%. Asimismo, se encuentra que la semilla (Lactuca sativa L.) es un organismo adecuado para este tipo de estudios debido a su fragilidad a las variaciones dentro de su entorno de desarrollo. Es un excelente bioindicador de contaminantes en el lugar donde se toma la muestra no solo de acerías de Paz del Río sino de otras que contribuyen a las malas prácticas industriales del sector.

Palabras clave: Bioensayo, fototóxico, semillas de lechuga (lactuca sativa L.), bioindicadores, agente tóxico, dosis letal, desviación.

Abstract.

A trial was developed to establish the phototoxic effects that the industrial discharges of the company “Acerías Paz del Rio” al river Chicamocha can generate, specifically heavy metals, the trial was carried out with specific organisms such as lettuce seed (lactuca sativa L.) by medium of bacteria which simulate the medium of impact with the toxic agent. To establish the phototoxic characteristics that bioindicators can develop due to the presence of a toxic agent, 7 samples with water from the Chicamocha river were used with lettuce seeds, with the purpose of determining the sensitivity of the seeds at the time of exposing the seeds to the Toxic agent in this case heavy metals. Through this test, different germination averages were obtained in the seeds, giving a growth of 80%, evidencing that the seed germinated with the contaminated water reduced the germination of the seeds by 15%. Likewise, it is found that the seed (Lactuca sativa L.) is a suitable organism for this type of study due to its fragility to variances within its development environment. It is an excellent bioindicator of pollutants in the place where the sample is taken not only from Paz del Rio steelworks but from others that contribute to the bad industrial practices of the sector.

Keywords: Bioassay, phototoxic, lettuce seeds (lactuca sativa L.), bioindicators, toxic agent, lethal dose, deviation.

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Introducción
En los procesos industriales liberan grandes contaminantes al medio ambiente sin ningún control o por fuentes difusas a través de la erosión. Estas emisiones pueden contener sustancias con altos grados de toxicidad para la biota acuática deteriorando las plantas y los animales, con respecto a los cambias en la reproducción, desarrollo, comportamiento o supervivencia.

La toxicología acuática proporciona herramientas para ayudar a la detención temprana y control de descargas y residuos peligrosos. Sin embargo, la caracterización de los contaminantes puede llegar a ser compleja y costosa por lo cual se contempla el uso de pruebas biológicas como complemento de los análisis fisicoquímicos (Gómez et al., 2001). Estas pruebas ayudan a evaluar la calidad de los efluentes y de esta forma prevenir o alertar sobre riesgos en el ecosistema (Blaise y Kusui, 1997; Persoone et al., 2003; Manusadianas et al., 2003).

En los ensayos de toxicidad basados en la germinación de semillas puede realizarse con varias especies las cuales tienen ventajas entre las cuales esta que son de bajo costo y que son de fácil acceso y que además germinan y crecen rápido entre estas plantas esta la lechuga (lactuca sativa) es una prueba estática de toxicidad aguda (120 h de exposición), para evaluar los efectos fitotóxicos de compuestos puros o de mezclas complejas de éstos, en el proceso de germinación de semillas y en el desarrollo de plántulas durante los primeros días de crecimiento (Bagur-González et al. 2011).

En Colombia el control de la contaminación del agua generalmente se basa en análisis fisicoquímicos y microbiológicos de aguas, centrándose en la implementación de sistemas de tratamiento para la eliminación de materia orgánica y microorganismos. No obstante, en el decreto 1594 de 1984 del Ministerio de Salud, se ha contemplado el uso de concentraciones letales medias (CL50-96h) para algunos contaminantes prioritarios, en aguas destinadas a la preservación de flora y fauna (Ministerio de Salud, 1984).

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Marco geográfico.
·      Los ecosistemas afectados en las riberas del rio Chicamocha en las áreas industriales entre los municipios paipa Duitama y sogamoso

·      sistemas abióticos: las menazas en el área de estudio son la Intervención Antrópica, capacidad de uso del suelo, concesiones de agua, fuentes fijas de contaminación

·      Sistemas bióticos: se ven afectados los ecosistemas acuáticos con cambios tanto físico como biológico evidenciado en flora y fauna acuática entre ellos los afectados los peses, los efemerópteros y el uso contante de regadíos en sus riveras sin control

·      Ecosistemas Terrestres: También tiene un alto grado de riesgo por la utilización de fungicidas empleados en la agricultura y por los vertimientos sin control de las empresas del sector y contienen altas y bajas concentraciones de metales pesados como es el caso de las siderúrgicas a las orillas del rio Chicamocha en el departamento de Boyacá de igual forma los bosques nativos que han sido reemplazos por bosques foráneos.

·      Se han realizado estudios con bio-indicadores en peces “Oreochromis niloticus” por el método de espectrofotometría por absorción Atómica donde se pudo evidenciar concentraciones de mercurio, cobre y plomo donde la principal consecuencia son el aumento de las enfermedades en sus pobladores rivereños y baja calidad de vida.

Metodología:

Metodología Área de estudio El río Chicamocha nace en la ciudad de Tunja, iniciando como río Jordán, durante su recorrido atraviesa diferentes municipios como son Paipa, Duitama, Sogamoso entre otros, después forma el cañón del Chicamocha, ingresa al departamento de Santander y se une con el río Suárez y el río Fonce para formar finalmente el río Sogamoso. La cuenca del río Chicamocha nace sobre los 2950 msnm y tiene pendientes medias en su cuenca alta de 0.31 % y en cuenca media de 1.5 %. Las condiciones generales del río cambian luego de pasar por el municipio de Paz de Río, donde inicia el Cañón del Chicamocha, el cual se extiende hasta después de la confluencia con el río Suárez. (Corpoboyacá, 2015).

Se realiza el reconocimiento de la zona de estudio identificando y definiendo los puntos y los tramos estratégicos para las tomas de las muestras Se tomaron 2 punto de muestreo en el tramo de la cuenca baja del punto donde se está haciendo la descarga de los vertimientos Punto 1 Acerías paz del rio con coordenadas 5°46'16''N - 72°52'46''W y el punto 2 aguas más abajo en el sector Vado Castro 5°46′ 38.49"N 72°51′ 1.17"O que es donde prevalece las actividades mineras, agropecuarias e industriales.

Una vez tomadas las muestras, se transportan al laboratorio donde se realizará el respectivo estudio bajo las normas de calidad y certificación, el laboratorio es el encargado de entregar los resultados para realizar el análisis y determinar el grado de contaminación esto se realiza bajo los parámetros y normalidad vigente en las mediciones de los índices de calidad del agua del rio Chicamocha, de esta forma se podrá establecer los niveles máximos permisibles para dar cumplimiento a los objetivos.

Muestreo de agua

Las muestras se tomaron en dos puntos mencionados anteriormente, a una profundidad de 30 cm de la orilla del río.

El bioensayo con Lactuca sativa se desarrolló según la técnica de McInnis (1989). Las semillas de lechuga L. sativa variedad prestine butterhead fueron adquiridas en el Centro de Abastos Agropecuarios (CEBA).

El bioensayo de toxicidad de semilla de lechuga es un ensayo estático de toxicidad aguda (120 h) en el que se pueden evaluar los efectos fitotóxicos sobre el desarrollo de la plántula durante los primeros días de crecimiento. En la prueba, se tomaron 20 semillas de tamaño, forma y color similares; se distribuyeron uniformemente sobre papel impregnado con 4 mL de la muestra dentro de un plato desechable, incubados en la oscuridad a 22ºC durante 5 días. Después del período de incubación, se midió y registró la longitud promedio de las raíces para cada concentración de la muestra. Finalmente, se estimó la concentración que produce un 50% de inhibición (EC / IC50) en el crecimiento de las raíces.

Para este bioensayo se realizó una matriz de datos que incluye los sitios de estudio que es el punto 1 y 2 y el agua mineral.

Ensayos de toxicidad aguda con semillas de Lactuca Sativa L.

Se realizaron 7 pruebas, con 3 repeticiones con solución salina y agua del río Chicamocha. Preparación de las diluciones se realizaron diluciones de D1%, D3%, D10%, D30%, D100%, siembra de semillas en un plato desechable se coloca una servilleta para el lecho de 20 semillas de lechuga, dejando espacio para su crecimiento, se añaden los 4 ml de agua a cada concentración de las 3 réplicas,  luego de tener los platos, se forran con una bolsa negra y se colocan en un lugar donde la temperatura y humedad sean las adecuadas, se almacenan por 5 días, lo que equivale a 120 horas, transcurrido el tiempo establecido, se realizan las mediciones del crecimiento de la radícula y del hipocótilo de cada una de las semillas.

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La figura N3 corresponde a Gráfico de dosis-respuesta

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Resultados y discusión.

Los contaminantes tóxicos pueden afectar el desarrollo normal de las plantas, principalmente en etapas tempranas, como la germinación y el desarrollo radicular, al comparar y medir la longitud del hipocótilo y la radícula podemos determinar la posible presencia de contaminantes tóxicos en el medio ambiente. medio ambiente. Cualquier semilla que esté en contacto con agua tenderá a brotar, pero esta germinación puede verse afectado por el nivel de contaminación presente en el agua. Cuando el agua está muy contaminada, solo algunas semillas o ninguna germinarán, esto es lo que sucedió con las germinaciones de C (+) R1, C (+) R2,

Medición de radículas e hipocótilo

En las tablas 2 y 3 se compararon las longitudes de las radículas generando un promedio para todas las pruebas, donde se observa que la radícula tuvo un promedio de 15.67mm y el hipocótilo de 23.82mm donde se puede mencionar que la radícula tiene un mayor nivel de participación que hipocótilo

Gráfico de dosis-respuesta

En esta gráfica podemos determinar que en la concentración 1, que corresponde a D1%, no hay inhibición del NO, esto quiere decir que las semillas germinaron en su totalidad, esto depende de la carga contaminante que contenía, ya que se puede observar que la mayor inhibición porcentaje estuvo en la muestra D100% en sus tres réplicas, esto significa que contiene más carga contaminante que el resto de las muestras.

Lo anterior es que la dosis-respuesta es directamente proporcional al hecho de que cuando aumentan las concentraciones de contaminantes se genera una mayor inhibición en las semillas.

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Propuesta de restauración.

Este proyecto estuvo enfocado en la recopilación de información teórica frente a una temática establecida y definida a atravez de un bioensayo con lactuca sativa para determinar el grado de contaminación de rio Chicamocha por metales pesados productos de la actividad económica de la empresa aserias paz del rio,

Nuestra propuesta se basa en la restauración y preservación de los ecosistemas de los ríos aledaños al sector de las tomas de muestra siguiendo los parámetros establecidos en la normatividad vigente en Colombia como la “Resolución número 0631 de 2015, por la cual se establecen los parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de aguas superficiales y a los sistemas de alcantarillado público y se dictan otras disposiciones”

Es fundamental contar con el apoyo de los habitantes del sector para su implementación en cooperación con las autoridades ambientales y los recursos financieras de las entidades públicas y privadas de la región

Mediante la implementación de la recuperación de la revegetación nativa de la ribera podremos recuperar el ecosistema del rio todo esto aplicando estudios fisicoquímicos más seguidos en la calidad de agua vertida de la empresa a la fuente hídrica y controlados por las autoridades ambientales y donde la mayoría de los recursos sean aportados por esta empresa

Conclusiones.

·      Se determina que a medida que los niveles de concentración del contaminante son altos, el porcentaje de germinación disminuye.

·      Durante el análisis se determinó que la radícula tiene más daño de crecimiento que el hipocótilo, esto debido al nivel de concentración del contaminante.

·      También se observa que en algunas pruebas la inhibición es negativa, esto se debe a que el agua del río Chicamocha también contiene una gran cantidad de desechos orgánicos, por lo que la plántula tiende a crecer.

·      Durante el desarrollo del bioensayo se pudieron presentar errores ya que no existía un ambiente totalmente controlado como lo hubieran tenido en las instalaciones de un laboratorio, esto se evidencia en la variación de los resultados obtenidos.

·      Mediante el bioensayo, simulamos el medio de impacto con el agente tóxico y los organismos expuestos. Con la aplicación de pruebas en este proceso se determinan los efectos tóxicos generados por las actividades productivas que se realizan en el área donde se ubica el cuerpo de agua. Los objetivos del bioensayo se centran en evaluar la calidad del agua de la región.

Referencias bibliográficas.

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Cavalcante FONSECA, Raíza, & Alves de SOUZA, Nayane, & Lima CORREA, Tâmara Cristina, & Ferreira GARCIA, Luane, & Vieira dos REIS, Luann Guilherme, & Garcia RODRIGUEZ, Armando (2013). Assessment of toxic potential of Cerrado fruit seeds using Artemia salina bioassay. Ciência e Tecnologia de Alimentos, 33(2),251-256. [fecha de Consulta 23 de noviembre de 2021]. ISSN: 0101-2061. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=395940116006

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