Evaluación de las características químicas y físicas del agua de las nubes y del agua de lluvia en la Reserva del Bosque Nuboso Monteverde, para explicar la variación de la composición del agua de las nubes y su relación con las variables meteorológicas

Abstract

Se determinó la composición química y física del agua de lluvia y de niebla. Las muestras se recolectaron en las cercanías del mirador La Ventana (La torre, 100 17,831 Norte; 840 47,001 Oeste), ubicado en la Reserva Bosque Nuboso Monteverde, Puntarenas, Costa Rica, desde julio del 2011 hasta setiembre del 201 1. Las muestras de agua de niebla se recolectaron utilizando un muestreador de niebla con líneas de nylon. Para la recolección del agua de lluvia se utilizó un muestreador en cascada. Se determinaron las concentraciones de S04--, CF, F, N03-, NH4+, Ca2+, Mg2+, K+ y Na Las concentraciones promedio en el agua de lluvia del S04-2, CF, F y N03-, durante julio fueron de 1,69 ± 0,02 mg/L, 1,77 ± 0,02 mg/L, 0,03 ± 0,02 mg/L y 0,564 ± 0,006 mg/L, respectivamente y la de los cationes NH4+, Ca2+, Mg2+, K+ y Na fueron de 0,41 ± 0,04 mg/L, 0,31 ± 0,06 mg/L, 0,07 ± 0,02 mg/L, 0,21 ± 0,04 mg/L y 0,57 ± 0,02 mg/L, respectivamente. En el agua de niebla las concentraciones promedio de S04--, CF, F- y N03fueron de 3,34 ± 0,02 mg/L, 3,53 ± 0,02 mg/L, 0,08 ± 0,02 mg/L y 1,314 ± 0,006 mg/L, respectivamente y la de los cationes NH4+, Ca2+, Mg2+, K+ y Na+ fueron de 1,05 ± 0,04 mg/L, 0,69 ± 0,06 mg/L, 0,16 ± 0,02 mg/L, 0,37 ± 0,04 mg/L y 2,14 ± 0,02 mg/L, respectivamente. El pH promedio de las muestras de agua de lluvia y del agua de niebla fue 5,65 ± 0,01 y 4,80 ± 0,01, respectivamente. Durante agosto las concentraciones promedio del agua de lluvia de los aniones S04-2, CF, Fy N03-, fueron de 3,43 ± 0,02 mg/L, 1,02 ± 0,02 mg/L, 0,05 ± 0,02 mg/L y 0,532 ± 0,006 mg/L, respectivamente y la de los cationes NH4+, Ca2+, Mg2+, K+, Na+ fueron de 0,27 ± 0,04 mg/L, 0,26 ± 0,06 mg/L, 0,07 ± 0,02 mg/L, 0,20 ± 0,04 mg/L y 0,37 0,02, respectivamente. En el agua de niebla las concentraciones promedio de los aniones S04 -2, Cl-, F,N03- fueron 6,34 ± 0,02 mg/L, 3,90 ± 0,02 mg/L, 0,09 ± 0,02 mg/L y 1,180 ± 0,006 mg/L, respectivamente y la de los cationes NH4+, Ca2+, Mg2+, K+, Na+ fueron de 0,11 ± 0,04 mg/L, 0,43 ± 0,06 mg/L, 0,20 ± 0,02 mg/L, 0,47 ± 0,04 mg/L y 2,22 ± 0,02 mg/L, respectivamente. El pH promedio de las muestras de agua de lluvia y del agua de niebla fue de 5,19 ± 0,01 y 4,80 ± 0,01, respectivamente. En setiembre las concentraciones promedio del agua de lluvia de los aniones S04--, CF, F, y N03- fueron de 1,74 ± 0,02 mg/L, 0,40 ± 0,02 mg/L, 0,02 ± 0,02 mg/L y 0,358 ± 0,006 mg/L, respectivamente y la de los cationes NH4 , Ca2+, Mg2+, K+ y Na+ fueron de 0,21 ± 0,04 mg/L, 0,28 ± 0,06 mg/L, 0,06 ± 0,02 mg/L, 0,17 £- 0,04 mg/L y 0,13 ± 0,02 mg/L, respectivamente. En el agua de niebla las concentraciones promedio de los aniones S04--, cr, F, y N03• fueron de 6,16 ± 0,02 mg/L, 1,60 ± 0,02 mg/L, 0,06 £- 0,02 mg/L y 0,824 ± 0,006, respectivamente y la de los cationes NH4+, Ca2+, Mg2+, K+ y Na+ fueron de 0,33 ± 0,04 mg/L, 0,40 £- 0,06 mg/L, 0,12 ± 0,02 mg/L, 0,22 ± 0,04 mg/L y 0,56 ± 0,02 mg/L, respectivamente. El pH promedio de las muestras de agua de lluvia y del agua de niebla fue 4,79 ± 0,01 y 4,34 ± 0,01, respectivamente. Las concentraciones de los aniones y los cationes presentes en las muestras de agua de niebla fueron generalmente dos veces más altas que las presentes en el agua de lluvia, el pH promedio del agua de niebla fue más bajo que el de lluvia, en cada uno de los meses de estudio. El pH promedio durante los tres meses de estudio para las muestras de agua de lluvia fue de 5,21 ± 0,01 y del agua de niebla de 4,65 ± 0,01, lo que indica que la precipitación en el Bosque Nuboso Monteverde fue ácida durante los meses de julio, agosto y setiembre del 201 1. En las muestras de agua de lluvia y de niebla se observó, en su composición iónica, el predominio del anión sulfato, encontrándose éste en el total de las muestras analizadas y presentando las concentraciones más altas, respecto a los otros aniones analizados en un porcentaje mayor de días. El catión el predominante fue el sodio en el transcurso de julio y agosto. Durante setiembre el calcio fue el catión mayoritario. Al analizar la relación de las concentraciones de los aniones y cationes presentes en las muestras, se observó principalmente influencia marítima y posibles emisiones desde los suelos. La estación meteorológica colocada en el punto de muestreo, durante el periodo de estudio, mostró que la dirección predominante del viento, en un 78 % de los días, fue este-noreste. Los vientos alisios ingresaron por el noreste desde el mar Caribe hacia el Océano Pacífico, de manera que las masas de aire predominantes y que ejercieron influencia sobre las características físicas y químicas del agua de lluvia y de niebla provinieron del este-noreste.

The chemical and physical composition of rainwater and fog was determined. The samples were collected in the vicinity of the La Ventana viewpoint (La Torre, 100 17,831 North; 840 47,001 West), located in the Monteverde Cloud Forest Reserve, Puntarenas, Costa Rica, from July 2011 to September 2011. Fog water was collected using a nylon line fog sampler. A cascade sampler was used to collect rainwater. The concentrations of S04--, CF, F, N03-, NH4+, Ca2+, Mg2+, K+ and Na were determined. The average concentrations in rainwater of S04-2, CF, F and N03-, during July were 1 .69 ± 0.02 mg/L, 1.77 ± 0.02 mg/L, 0.03 ± 0.02 mg/L and 0.564 ± 0.006 mg/L, respectively, and that of the cations NH4+, Ca2+, Mg2+ , K+ and Na were 0.41 ± 0.04 mg/L, 0.31 ± 0.06 mg/L, 0.07 ± 0.02 mg/L, 0.21 ± 0.04 mg/L and 0.57 ± 0.02 mg/L, respectively. In the fog water the average concentrations of S04--, CF, F- and N03 were 3.34 ± 0.02 mg/L, 3.53 ± 0.02 mg/L, 0.08 ± 0.02 mg /L and 1.314 ± 0.006 mg/L, respectively, and that of the cations NH4+, Ca2+, Mg2+, K+ and Na+ were 1.05 ± 0.04 mg/L, 0.69 ± 0.06 mg/L, 0 .16 ± 0.02 mg/L, 0.37 ± 0.04 mg/L and 2.14 ± 0.02 mg/L, respectively. The average pH of the rainwater and fog water samples was 5.65 ± 0.01 and 4.80 ± 0.01, respectively. During August the average concentrations of the anions S04-2, CF, F and N03- in rainwater were 3.43 ± 0.02 mg/L, 1.02 ± 0.02 mg/L, 0.05 ± 0.02 mg/L and 0.532 ± 0.006 mg/L, respectively, and that of the cations NH4+, Ca2+, Mg2+, K+, Na+ were 0.27 ± 0.04 mg/L, 0.26 ± 0.06 mg /L, 0.07 ± 0.02 mg/L, 0.20 ± 0.04 mg/L and 0.37 0.02, respectively. In the fog water the average concentrations of the anions S04 -2, Cl-, F,N03- were 6.34 ± 0.02 mg/L, 3.90 ± 0.02 mg/L, 0.09 ± 0 0.02 mg/L and 1.180 ± 0.006 mg/L, respectively, and that of the cations NH4+, Ca2+, Mg2+, K+, Na+ were 0.11 ± 0.04 mg/L, 0.43 ± 0.06 mg/ L, 0.20 ± 0.02 mg/L, 0.47 ± 0.04 mg/L, and 2.22 ± 0.02 mg/L, respectively. The average pH of the rainwater and fog water samples was 5.19 ± 0.01 and 4.80 ± 0.01, respectively. In September, the mean concentrations of the anions S04--, CF, F, and N03- in rainwater were 1.74 ± 0.02 mg/L, 0.40 ± 0.02 mg/L, 0.02 ± 0.02 mg/L and 0.358 ± 0.006 mg/L, respectively, and that of the cations NH4 , Ca2+, Mg2+, K+ and Na+ were 0.21 ± 0.04 mg/L, 0.28 ± 0.06 mg/L, 0.06 ± 0.02 mg/L, 0.17 £- 0.04 mg/L and 0.13 ± 0.02 mg/ L, respectively. In the fog water, the average concentrations of the anions S04--, cr, F, and N03• were 6.16 ± 0.02 mg/L, 1.60 ± 0.02 mg/L, 0.06 £ - 0.02 mg/L and 0.824 ± 0.006, respectively, and that of the cations NH4+, Ca2+, Mg2+, K+ and Na+ were 0.33 ± 0.04 mg/L, 0.40 £- 0.06 mg/ L, 0.12 ± 0.02 mg/L, 0.22 ± 0.04 mg/L, and 0.56 ± 0.02 mg/L, respectively. The average pH of the rainwater and fog water samples was 4.79 ± 0.01 and 4.34 ± 0.01, respectively. The concentrations of the anions and cations present in the fog water samples were generally two times higher than those present in the rain water, the average pH of the fog water was lower than that of the rain water, in each of the study months. The average pH during the three months of study for the rainwater samples was 5.21 ± 0.01 and for the fog water it was 4.65 ± 0.01, which indicates that the precipitation in the Monteverde Cloud Forest was acidic during the months of July, August and September of 2011. In the samples of rainwater and fog, the predominance of the sulfate anion was observed in its ionic composition, being found in all the samples analyzed and presenting the highest concentrations, compared to the other anions analyzed in a higher percentage of days. The predominant cation was sodium during July and August. During September calcium was the major cation. When analyzing the relationship of the concentrations of the anions and cations present in the samples, it was mainly observed maritime influence and possible emissions from the soil. The meteorological station located at the sampling point, during the study period, showed that the predominant direction of the wind, in 78 % of the days, was east-northeast. The trade winds entered from the northeast from the Caribbean Sea towards the Pacific Ocean, so that the predominant air masses that exerted influence on the physical and chemical characteristics of rainwater and fog came from the east-northeast.