Construction of an integral index based on macroinvertebrates to determine the quality of water with agro-industrial influence | Construcción de un índice integral basado en macroinvertebrados para determinar la calidad del agua con influencia agroindustrial

Inglés. The physicochemical and biological indices have been used in isolation; if the parameters of these indices were applied in an integrated manner, they would bring together in a single measure the functional and structural variability of the biotic and abiotic components of water quality. The aim of this study was to build a comprehensive water quality index. Eleven sampling points were selected considering different degrees of agro-industrial intervention. 21 abiotic variables and 27 biological metrics were measured. Macroinvertebrates were quantitatively collected and identified to family taxonomic level. Using Principal Component Analysis, after standardization and exclusion of uncorrelated variables (VIF ≤ 10), the abiotic gradient was determined, which represented the abiotic variables that explained the disturbances in the water; with the abiotic gradient and the biological metrics, a Pearson correlation was performed, and those biological metrics that presented a high and non-redundant correlation were selected (Pearson 0.6 ≤ r ≤ 0.8); with the selected biological metrics, we proceeded to formulate and categorize the index; finally, by means of simple linear regression, the proposed index was compared with five other indexes (ICA, ICOMO, EPT, BMWP/col. and ASPT). The results showed that the abiotic gradient was defined by CP 1 which explained 65.5% of the accumulated variance, represented by altitude (r = 0.411), iron (r = 0.345) and dissolved oxygen (r = 0.329). The biological metrics used for the index design were: % scrapers, % swimmers, NEF of order 2, Ephemeroptera and Trichoptera tolerance. It was concluded that the integral index presents a higher predictive level (R2 = 0.87) of water quality, compared to the other indices: ASPT (R2 = 0.79), BMWP/col. (R2 = 0.68), EPT (R2 = 0.61), ICOMO (R2 = 0.35) and ICA (R2 = 0.27).

Español; castellano. Los índices fisicoquímicos y biológicos se vienen utilizando de manera aislada, si los parámetros de estos índices se aplicaran de manera integral, reunirían en una única medida la variabilidad funcional y estructural de los componentes bióticos y abióticos de la calidad del agua. El objetivo de este estudio fue construir un índice integral de calidad del agua. Once puntos de muestreo fueron seleccionados considerando distintos grados de intervención agroindustrial. Se midieron 21 variables abióticas y 27 métricas biológicas. Los macroinvertebrados fueron recolectados cuantitativamente e identificados hasta nivel taxonómico de familia. Mediante un ACP, previa estandarización y exclusión de variables no correlacionadas (VIF ≤ 10) se determinó el gradiente abiótico que representó a las variables abióticas que explicaron las perturbaciones en el agua; con el gradiente abiótico y las métricas biológicas se realizó una correlación de Pearson, y se seleccionaron aquellas métricas biológicas que presentaron una correlación elevada y no redundante (Pearson 0,6 ≤ r ≤ 0,8); con las métricas biológicas seleccionadas se procedió a formular y categorizar el índice; finalmente, mediante una regresión lineal simple, el índice propuesto fue comparado con otros cinco índices (ICA, ICOMO, EPT, BMWP/col. y ASPT). Los resultados mostraron que el gradiente abiótico fue definido por el CP 1 que explicó el 65,5% de la varianza acumulada, representado por la altitud (r = 0,411), hierro (r = 0,345) y oxígeno disuelto (r = 0,329). Las métricas biológicas utilizadas para el diseño del índice fueron: % de raspadores, % de nadadores, NEF de orden 2, tolerancia de Ephemeroptera y Trichoptera. Se concluyó que el índice integral presenta mayor nivel predictivo (R2 = 0,87) de la calidad del agua, frente a los demás índices: ASPT (R2 = 0,79), BMWP/col. (R2 = 0,68), EPT (R2 = 0,61), ICOMO (R2 = 0,35) e ICA (R2 = 0,27).