curso-hidrobiologia sanitaria revisado

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA AMBIENTAL PLAN DE FORMACIÓN EN INGENIERÍA SANITARIA

CURSO: HIDROBIOLOGÍA SANITARIA

ÁREA: Básicas de Ingeniería

EJE DE FORMACIÓN: Procesos fisicoquímicos y biológicos

CURSO HIDROBIOLOGÍA SANITARIA

PROBLEMA DE FORMACIÓN ¿Cómo se proyectan los Ingenieros Sanitarios en el aprovechamiento sostenible del recurso agua para el mejoramiento de la calidad de vida?

PROPÓSITO DE FORMACIÓN Investigar sobre los principios, la estructura y el funcionamiento del recurso hídrico para su aprovechamiento racional

IDENTIFICACIÓN Semestre Código Créditos Requisitos Horas/semana

VI ISA-710 3 ISA700/ IEA130 2HT-3HP

OBJETO DE ESTUDIO: Ambientes acuáticos

PROBLEMA ¿Cómo funcionan los ambientes acuáticos y cómo se evalúa su calidad?

OBJETIVO (COMPETENCIAS, CONOCIMIENTOS Y

VALORES)

Comprender, analizar e interpretar la información relacionada con los ambientes acuáticos para ejecutar estudios de calidad de agua, y emplear los resultados en la gestión adecuada del recurso.

CONTENIDO -Reacciones biológicas -Transporte celular -Biomasa y producción biológica -Conceptos básicos de los ambientes acuáticos continentales y costeros -Características hidrobiológicas de ambientes acuáticos -Ecosistemas acuáticos, funciones, servicios ambientales y aprovechamiento sostenible -Implicaciones hidrobiológicas de la contaminación acuática -Eutrofización -Calidad hidrobiológica en fuentes de agua -Bioindicadores de la calidad de agua - Indicadores hidrobiológicos de calidad de agua -Aplicación de algunos instrumentos de la ecotoxicología Acuática -Estándares nacionales e internacionales de calidad hidrobiológica de agua

MÉTODO: Inductivo

BIBLIOGRÁFIA

CANTER-LUND, H. & LUND, J.W.G. (1996): Freshwater Algae. Their microscopic world explored. Biopress Ltd. England. COLE G. Textbook of Limnology. 1983. Third Edition. The C.V. Mosby Company. HUTCHINSON, G.E. 1957. On Treatise of Limnology. I Vol. Geography, Physic, Chemistry. John Wiley & Sons. New York. HUTCHINSON, G.E. 1967. On Treatise of Limnology. II Vol. Introduction to Lake Biology and the Limnoplankton. John Wiley & Sons. New York. HUTCHINSON, G.E. 1975. On Treatise of Limnology. III Vol. Plankton-Macrophyta-Bentos. John Wiley & Sons. New York. HUTCHINSON, G.E. 1993. On Treatise of Limnology. IV Vol.Bentos. John Wiley & Sons. New York. MARGALEF, R. 1983. Limnología. Ediciones Omega, S.A., Barcelona. MURGEL. B.S. 1985. Hidrobiología Aplicada a la Ingeniería Sanitaria. Centro Tecnológico de Saneamiento Básico (CETESB). Sao Paulo, Brasil. PATTERSON, D.J. (1998): Free-Living Freshwater Protozoa. A Colour Guide. UNSW PRESS. Sydney STREBEL, H. & KRAUTER, D. 1988. Das Leben im Wassertropfen. Kosmos Naturführer. Stuttgart. RAMÍREZ, A. & VIÑA, G. 1988. Limnología Colombiana. Aportes a su conocimiento y estadísticas de análisis. Ramírez, A. 1999. Ecología Aplicada. Diseño y Análisis Estadístico. Colección Ecología, UJTL. WETZEL, R. & LIKENS, G. 2000. Limnological Analyses. Third Edition. Springer Verlag. New York. WETZEL, R. G. (1983): Limnology. Saunders College Publishing. Second Edition. Fort Worth. 767 p. Bibliografía específica: 1. Margalef, R. 1983. Limnología. Ed Omega, Barcelona. 2. Murgel. B.S. 1985. Hidrobiología Aplicada a la Ingeniería Sanitaria. Centro tecnológico de Saneamiento Básico

(CETEBS). Sao Paulo, Brasil. 3. Roldán, P.G. 1991. Fundamentos de Limnología Neotropical. Ed. Universidad de Antioquia. 4. Schwoerbel, S. 1994. Métodos de Hidrobiología. Biología de agua dulce. Cuarta edición. Gustav Fischer.

Stuttgart. 5. Wetzel, R. 1981. Limnología. Ediciones Omega S.A. Barcelona. 6. Cole, G. 1983. Textbook of Limnology. Third edition. The C.V. Mosby Company. 7. Ramírez, J.J. 2000. Fitoplancton de Agua Dulce: Aspectos ecológicos, taxonómicos y sanitarios. Ed.

Universidad de Antioquia. Medellín. 8. Wetzel, R & Likens, G . 2000. Limnological Analyses. Third Edition. Springer Verlag. New York. 9. Margalef, R. 2003. Teoría de los sistemas ecológicos. 10. Aguirre, N. Jaime, P., & Alvaro, W. (Eds.). 2004. Caracterización de los principales aspectos fisicobióticos de la

microcuenca de la quebrada La Vega, Municipio de San Roque, Antioquia. Imprenta Universidad de Antioquia. ISBN: 958-33-7192-0.

11. Palacio, J. 2007. Ecotoxicología acuática. Imprenta Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia.

Revistas en Biblioteca Central 7084 Journal o applied ecology 7123 Journal of ecology 7207 Journal of water pollution control federation 7226 Limnology and oceanography 7400 Oikos: Journal of ecology 1999 Vol. 397 Hydrobiologia 1999 Vol. 42 No. 2 Freshwater Biology Archiv Für Hydrobiologie Ingeniería Hidráulica en México Revistas en el Centro de Documentación de la Facultad de Ingeniería. BB00013 Ecology Pollution Environment BA/F Predicción de la eutroficación. Modelo de fósforo total BA 00005 Conceptos de Ecología BA 00029 Fundamentos de Ecología BA 00022 Limnología Aplicada a Embalses BA 00025 Limnología BA 00030 Tratado de Ecología BA 00031 Ecobiología II BA 00035 Mundy Ecología: Problemas y perspectivas BA 00034 Elementos de Ecología Aplicada BA 00047 Perspectivas de la teoría ecológica BA 00033 Conceptos unificadores en ecología BA 00032 Ecología y protección de la naturaleza BA 00063 The biological aspects of water pollution

Metodología

ACTIVIDADES FORMA MEDIOS PRODUCTO EVALUACIÓN

(Por competencias)

SESIONES ESPACIO GRUPO

Acompañamiento directo

Trabajo independiente

Presentación del curso y conducta de entrada

2 0 Aula 01 Proyector Comentarios de los estudiantes, ajustes al proyecto de aula

DIÁLOGO

Conferencia: -Reacciones biológicas, enzimas, cinética

enzimática, metabolismo celular y el Transporte celular

-Efecto del movimiento de fluidos sobre los microorganismos

2 0 Aula 01 Proyector Comentarios de los estudiantes

ESCUCHA

Lectura y estudio del documento uno: Biomasa y producción biológica (en inglés),

Qué es un ensayo?.

2 4 Aula Subgrupos de 5

estudiantes

Documento escrito

Ensayo de máximo cinco

hojas

Revisión de los ensayos por parte del profesor y puesta en común de las ideas principales del documento

COMPRENDER, ANALIZAR, INTERPRETAR, REDACTAR

-Seminario sobre Conceptos básicos de los ambientes acuáticos continentales y

costeros -Características hidrobiológicas del agua en

su estado natural -Ecosistemas estratégicos y sus potenciales

usos, Qué es un seminario?

2 4 Aula Subgrupos de 5

estudiantes

Proyector Documento de relatoría y

protocolo

Documento final de relatoría y protocolo

COMPRENDER, ANALIZAR, INTERPRETAR, REDACTAR

-Conferencia: -Eutroficación -Productividad

-Contaminación acuática

2 0 Aula 01 Proyector Comentarios de los estudiantes

ESCUCHA Y HABLA

Taller 2 0 Aula Subgrupos

de 5 estudiantes

Guía de preguntas

Documento escrito

Resumen del taller

PREGUNTAR, RESPONDER

I Parcial 2 0 Aula 01 Examen Evaluación 25%

ACTIVIDADES FORMA MEDIOS PRODUCTO EVALUACION

(Por competencias)




Lectura y estudio del documento dos: -Propiedades generales que debe

cumplir el agua para fines potables y de procesos de producción biológica

-Estándares nacionales e internacionales de calidad de agua

hidrobiológica(Inglés)

2 4 Aula Subgrupos de 5 estudiantes

Documento escrito Ensayo de máximo

cinco hojas

Revisión de los ensayos por parte del profesor y puesta

en común de las ideas principales del documento

COMPRENDER, ANALIZAR, INTERPRETAR, ESCRIBIR

Revisión bibliográfica y estudio del tema: Bioindicadores de la calidad de

agua

2 4 Biblioteca, CENDOI

Subgrupos de 5 estudiantes

Biblioteca Ficha Revisión de fichas por parte del profesor

Registro bibliográfico

Revisión bibliográfica y estudio del tema:

-Toxicología Acuática





Revisión bibliográfica y estudio de los temas:

-Ecología de microorganismos -Indicadores microbiológicos de

calidad de agua natural y potable





Revisión bibliográfica y estudio del tema: - Indicadores microbiológicos

de calidad de aguas servidas





Taller 2 0 Aula Subgrupos de 5

estudiantes Guía de preguntas Documento

escrito PREGUNTAR, RESPONDER

II Parcial 2 0 Aula 01 Exámen Evaluación 25%

Práctica de laboratorio: microscopía y estereomicroscopía

3 3 Laboratorio de

hidrobiología sanitaria

01, 02,03,04.... Equipo de microscopía y

estereomicroscopía, guía

Lectura de documento,

guía resuelta

Informe de la práctica

LEER, INTERPRETAR, OBSERVAR, RESPONDER


(Por competencias)




Práctica de laboratorio:

Observación de células

3 6 Laboratorio de hidrobiología

sanitaria

01, 02,03,04..

.

Equipo de microscopía y

estereomicroscopía

Informe de práctica grupal

Revisión de los informes grupales por parte del profesor

OBSERVAR, ANALIZAR, INTERPRETAR, REDACTAR


Las algas de agua dulce


sanitaria

01, 02,03,04..

.

Equipo de microscopía,

muestras de agua, manuales de

calidad hidrobiológica de

agua





Macrófitas acuáticas


sanitaria

01, 02,03,04..

.

Equipo de estereoscopía,

muestras de agua, manuales de

calidad hidrobiológica de

agua





(Por competencias)





El perifiton

3 6 Laboratorio de


01, 02,03,04...

Equipo de microscopía, muestras de

agua, manuales de calidad

hidrobiológica de agua




Práctica de laboratorio: El zooplancton

3 6 Laboratorio de


01, 02,03,04...




Registro de datos de

laboratorio, Quiz

Informe escrito y Quiz


Práctica de laboratorio: El zooplancton

3 6 Laboratorio de


01, 02,03, 04...




Quiz Quiz


III Parcial y evaluación del avance del curso.

2 0 Aula 01 Exámen Evaluación 25%


(Por competenicas)




Práctica de campo y laboratorio:

Reconocimiento hidrobiológico de un Ambiente léntico.

8 12 Laboratorio de

hidrobiología sanitaria, embalse Piedras blancas

Subgrupos de 4

estudiantes

Equipo de muestreo

fisicoquímico e hidrobiológico, guía de campo

Informe de práctica grupal,

análisis de datos en conjunto


OBSERVAR,COMPRENDER, DISEÑAR, APLICAR, ANALIZAR, INTERPRETAR,

REDACTAR

Práctica de campo y laboratorio:

Reconocimiento hidrobiológico de un Ambiente lótico

8 12 Laboratorio de

hidrobiología sanitaria, Río

Medellín

Subgrupos de 4

estudiantes

Equipo de muestreo

fisicoquímico e hidrobiológico, guía de campo

Informe de práctica grupal,

análisis de datos en conjunto


OBSERVAR,COMPRENDER, DISEÑAR, APLICAR, ANALIZAR, INTERPRETAR,

REDACTAR

Práctica de laboratorio: Los macroinvertebrados acuáticos

3 9 Laboratorio de


Subgrupos de 4

estudiantes

Equipo de estereomicroscopía, muestras

de agua, manuales de

calidad hidrobiológica

de agua

Informe de práctica

grupal, Quiz

Revisión de los informes grupales por parte del profesor, quiz



(Por competencias)




Empleo de índices ecológicos en el estudio de calidad de agua

3 6 Laboratorio de


O1,02,03,04...

Equipo de microscopí

a y estereomic

roscopía





Ecotoxicología acuática

3 6 Laboratorio de

bioensayos

01,02,03,04....

Equipo de microscopía, muestras

de agua, manuales de calidad





Taller 2 0 Aula Subgrupos

de 5 estudiantes

Guía de preguntas

Documento escrito

PREGUNTAR, RESPONDER

IV Parcial. Análisis final del curso, ajustes y propuestas para el

siguiente semestre

2 0 Aula 01 Exámen Evaluación 25%

HORAS TOTALES 80 112

* Los grupos de laboratorio 01, 02, 03, 04..., serán máximo de 14 estudiantes.

EJEMPLO DE GUÌA DE CAMPO Y DE LABORATORIO PARA LAS ACTIVIDADES PRÀCTICAS DE CURSO: Hidrobiología Sanitaria

Universidad de Antioquia Facultad de Ingeniería Escuela Ambiental

Programa de Ingeniería Sanitaria

Hidrobiología Sanitaria

Profesores:

Néstor Aguirre

Jaime Palacio

Orlando Caicedo

Fecha:

Hora de salida:

Hora de llegada:

Reconocimiento hidrobiológico de un ambiente léntico

Fundamentos teóricos Los ambientes lénticos se caracterizan por presentar poco o ningún patrón de corriente, tienen un tiempo de residencia del agua

alto y normalmente están asociados a cambios en el nivel de sus aguas como consecuencia de cambios estacionales,

condiciones tectónicas, o cambios diarios de precipitación (Jung, 1990). Para el estudio de los cuerpos de agua lénticos se

incluyen variables fisicoquímicas y bilogicas ( Ramírez,1991 a,b; Wetzel y Likens,1991; Klee, 1991; Schwörbel,1994).

Objetivo general

Aplicar las principales metodologías y técnicas de muestreo y análisis para el estudio de un ambiente léntico-embalse.

Procedimiento

Para esta práctica se miden las siguientes variables fisicoquímicas: O2, CO2, pH, conductividad, amonio, ortofosfatos, nitratos,

nitritos, dureza total y dureza carbonacea. El oxigeno disuelto, el CO2, el pH y la conductividad se determinan en el sitio de

muestreo a través del Oximetro, Peachimetro y Conductimetro. El CO2 se titula por el método de la fenolftaleina.

Para la medición de estas variables fisicoquímicas, se tomarán muestras a tres profundidades (Subsuperficie, límite de la zona

fótica y en el fondo). La profundidad de la zona fótica se establece a partir del empleo de un disco Secchi. Con el empleo de

una botella tipo Kemmerer se toman las muestras de la zona fótica y del fondo.

Para las otras variables fisicoquímicas (amonio, ortofosfatos, nitratos, nitritos, dureza calcica y dureza carbonacea ) se toman

muestras de agua a tres profundidades y en galones plásticos se transportan al laboratorio de Hidrobiología y Microbiología

sanitaria para su determinación en el laboratorio portatil. Para el muestreo microbiologico se toman muestras de agua y en

recipientes de vidrio esterilizados se transportan al laboratorio para su analisis.

La producción primaria se determinará por el método del oxígeno y la biomasa a través del método de la clorofila a. Para la

primera se incubará in situ botellas Winkler con las muestras del lugar durante dos horas. Para la clorofila a, se toma una

muestra de agua a nivel de la subsuperficie del embalse y se determina en el laboratorio por medio de la técnica de

espectrofotometría. Por último se tomará muestras de la subsuperficie del agua con la red de plancton arrastrando esta durante

10 minutos. En la tabla 1 se muestran las variables a medir en el embalse de Piedras Blancas.

La profundidad de la zona fotica se establece a partir del empleo de un disco secchi. Para la medición de la temperatura, los

nutrientes y los gases disueltos, se tomarán muestras con el empleo de una botella tipo Kemmerer a tres profundidades

(Subsuperficie, límite de la zona fótica y en el fondo).

La producción primaria se determinará por el método del oxígeno y la biomasa a través del método de la clorofila a. Para la

primera se incubará in situ botellas Winkler con las muestras del lugar durante dos horas. La clorofila a se determinará en el

laboratorio con técnica espectrofotometría. Por último se tomará muestras de la subsuperficie del agua con la red de plancton

arrastrando esta durante 10 minutos. En la tabla 1 se muestran las variables a medir en El Embalse Piedras Blancas.

Tabla 1. Variables a muestrear en El Embalse Piedras Blancas

Variables

Profundidades

Subsuperficie Límite de la Z. Fótica Fondo Transparencia Secchi (cm)

Temperatura del agua (ºC)

Profundidad (m)

Oxígeno disuelto (mg/l)

Dióxido de carbono (mg/l)

Nitrógeno soluble (mg/l)

Fósforo soluble (mg/l)

pH

Clorofila “a” (ug/l)

Productividad primaria

Fitoplancton

Macrófitas acuáticas

Zooplancton

Materiales: Para la realización de esta práctica se emplearán los siguientes materiales y reactivos:

� Disco Secchi

� Termómetros

� Equipos y reactivos para determinar CO2: Gotero con solución de fenolftaleina, erlenmeyer de 250 ml (2), probeta

graduada de 100 ml(2), beaker de 250 ml (2), pipeta graduada de 10 ml (2)

� Oxigeno disuelto: se requiere de seis botella Winkler y los reactivos para la fijación del oxígeno disuelto

� Galones de un litro para la determinación de nutrientes (6)

� Clorofila a: galón plástico de 1 litro de capacidad (2)

� Productividad primaria: botella Winkler (12), soporte, boya, cuerda, reactivos para la fijación del oxígeno disuelto, papel

aluminio

� Frascos de 50 ml para plancton

� Solución lugol, alcohol y agua destilada

� Botella Kemmerer

� pH-metro

� Redes de plancton

Alcohol (70%)

Referencias citadas Jung, G. 1990. See werden See vergehen. Thun Verlag. Schweiz. s 37.

Klee, O. 1991. Angewandte Hydrobiologie. 2 Auflage. Georg Thieme Verlag. Stuttgart.

Ramírez, J.J. 1991a. Determinación de biomasa por clorofila. Revista AINSA, año 11

Enero/junio No 1. Medellín Colombia

Ramírez, J.J. 1991b. Medición de la productividad primaria en ecosistemas acuáticos

lénticos por el método de la botella clara y oscura. Revista AINSA, año 1

Julio/diciembre No 2. Medellín Colombia

Schwörbel, J. 1991. Methoden der Hydrobiologie. Süsswasserbiologie. 4 Auflage. UTB

für Wissenschaft Gustav Fischer. Stuttgart.

Wetzel & Likens. 1991. Limnological Analysis. Ed. Sanders Publish.

curso-hidrobiologia sanitaria revisado

Documents