fitoestabilizacion
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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURAS
CARRERA PROFESIONAL DE INENIERIA
AMBIENTAL
FITOESTABILIZACION CON (plantas-macrofitas) LEMNA
MINOR , EN LAS AGUAS DEL RIO CHALUANCA
Alummno:
Melisa Yomalit Guzmán Lloclla
Docente:
Adolfo Gustavo Concha Flores
Lugar y fecha:
2013
INDICE
Introducción
1._PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RÍO CHALHUANCA
2._HIPOTESIS
3._ OBJETIVOS
4._JUSTIFICACION
5._LIMITACIONES
6._MARCO TEORICO
ANTECEDENTES
BASE TEORICO
7._HIPOTESIS
8._ MARCO METODOLOGICO
NIVEL DE INVESTIGACION:
Investigación Explicativa
9._DISEÑO DE INVESTIGACION
Investigación experimental
10._TIPO DE MUESTREO
11._RECOLECCION DE DATOS
12._PROCESAMIENTO Y ANALISIS DE RESULTADOS
Análisis de Resultados
13._ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
Recursos necesarios:
Cronograma de Actividades:
14._CONCLUSION
15._RECOMENDACIONES
16._ANEXOS
BIBLIOGRAFIA
INTRODUCCION
El Arsénico es un elemento que se puede encontrar en la naturaleza; también es
expuesto al medio ambiente por actividades antrópicas, sobre todo en actividades
mineras. Este elemento produce serias alteraciones en la salud del hombre y de
los animales, por ello se han desarrollado diferentes alternativas para la remoción
de arsénico del agua. Una de las tecnologías utilizadas es la Osmosis Inversa OI,
que permite alcanzar altos niveles de remoción.
Teniendo en cuenta la problemática que se tiene en el distrito de Chalhuanca, por
sus aguas de río del mismo nombre, viene conteniendo cantidades no permisibles
de arsénico según la Norma Nacional (ECA).
El objetivo de esta investigación es aportar una solución tecnológica eficiente,
sostenible, económica y ambientalmente sustentable, sobre todo a la problemática
que se tiene con respecto a la cantidad de arsénico que presenta las aguas del río
Chalhuanca, mediante la FITOESTABILIZACION- especie macrofita flotante
Lemna minor siendo así su función principal la remosion de arsénico. Este ha
permitido porcentajes de remoción altos, incluso superando el 95%.
Actualmente, la provincia de Aymaraes, ubicada en la sierra sur del Perú, se ve
involucrado en una serie de conflictos, especialmente por el problema de la
contaminación del río Chalhuanca, se contaminan los pastos naturales y tierras de
cultivo, lo que provoca a su vez la intoxicación y muerte de los animales que se
alimentan de estos pastos y beben el agua de este río.
1._PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Como se ha podido ver al pasar el tiempo los problemas de contaminación en
aguas por metales pesados, cada vez va aumentando en la actualidad, esto se
debe a que la población esta haciendo un mal uso de los recursos, un uso que
no resulta sostenible para la población que viene en el futuro y que resulta
dañino para nosotros en la actualidad.
Esto es lo que está pasando con las personas que habitan en la cuenca
hidrográfica de Chaluanca, que se están viendo afectadas por los tipos de
contaminación que se esta dando a uno de los medios de sostenibilidad para ellos.
Al hablar de contaminación estaríamos hablando principalmente de la
contaminación por arsénico en el rio de Chaluanca, las causas de este problema
podrían ser naturales como antropicas. Serian naturales porque en la zona se
encuentran depósitos minerales elevados en contenido de arsénico, esto se da a
causa que el agua subterránea y superficial fluye a través de estos depósitos ahí
se vee una de las posibles formas de contaminación de este rio. Ya tambien de
forma antropica seria por las instalaciones de minas artesanales, que se
encuentran en las cabecera de cuenca o en las zonas altas de esta, lo cual no
estarían actuando con responsabilidad dejando los relaves mineros, residuos de
de aceites, basuras que contienes altas cantidades de arsénico que son vertidos
al rio, o si no son lixiviados hacia las aguas subterráneas, y estas por su
transcurso llegan al rio Chaluanca, estas son las dos maneras por las cuales este
rio tiene un alto contenido de arsénico .
Anteriormente se hicieron análisis y monitoreos de toda la Cuenca Hidrográfica de
Chaluanca:
2._HIPOTESIS
COMPORTAMIENTO DE LA PLANTA LEMNA MINOR EN LAS AGUAS DEL
RIO CHALUANCA FRENTE A LA PRESENCIA DE GRANDES CANTIDADES
DE ARSENICO.
3._ OBJETIVOS
Lograr la depuración de arsenico en las aguas del rio Chaluanca.
3.1._OBJETIVOS ESPECIFICOS
Comparando las cifras de análisis anteriores y la que haremos ahora
podremos ver en q cantidad se encuentra contaminada el rio Chaluanca.
Desarrollando sistemas como la fitoestabilizacion, para reducir la cantidad
de arsénico presente en el agua.
4._JUSTIFICACION
La investigación que enseguida realizamos tiene como fin desarrollar nuevas
alternativas , para la remoción del arsénico de las aguas del rio Chaluanca,
alternativas que sean accesibles para los pobladores de la zona, con materiales
que la misma zona les brinda.
Esta investigación es de gran ayuda para la sociedad ya que estamos utlizando
una planta a la cual no se le presta atención en muchos casos, la cual resulta muy
eficiente en este tipo de sistemas de tratamiento, por otro lado los principales
beneficiados son las personas que viven en toda la cuenca del Chaluanca , ya que
ellas utilizan esta agua para una infinidad de actividades como son la ganadería,
la piscicultura, el regadío y en algunos casos para consumo. Tambien los
beneficiados seria la población de Abancay ya que nosotros consumimos
productos que son regados con estas aguas y de alguna manera nos vemos
afectados directa e indirectamente.
5._LIMITACIONES
Al realizar esta investigación en el camino se presentó problemas ya que para
empezar la Municipalidad de Chaluanca, no cuenta con análisis actualizados del
agua para esta época , o no hacen un monitoreo a este Rio, así que se tuvo que
trabajar con datos de análisis anteriores (2009) que no resultan muy
convenientes para este tipo de trabajos.
Por otro lado también se observa la despreocupación de las autoridades frente a
semejante problema, ya que ellos no cuentan con información veraz para tratar
algún tipo de problema que se podría suscitar en la zona.
6._ANTECEDENTES
UBICACIÓN
CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RÍO CHALHUANCA
De la confluencia de los ríos Cotaruse y Caraibamba; cerca del pueblo
Colca, se forma el río Chalhuanca, siguiendo un control estructural del drenaje, por
las fallas Mollebamba, Chalhuanca y otras menores. El drenaje es de tipo
rectangular sub-paralelo a dendrítico.
Como ya lo habíamos visto esta cuenca no cuenta con estudios actualizados o no
cuenta con un monitoreo anual que se debería realizar. Pero sin embargo se tiene
conocimiento de que la presencia de arsénico en estas aguas a estado
causando estragos a la población
RESULTADOS DE MONITOREO DEL RIO CHALHUANCA REALIZADO POR LA
MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE AYMARAES
El Arsénico, a excepción de la estacion-7 (Río Caraybamba). Este parámetro se
encuentra en todas las estaciones altas que superan las exigidas por la Norma
Legal ECA para agua DS. 002-2008-MINAM.
Esto nos indica que las aguas del río no son aptas para el consumo humano
directo.
El arsénico es un elemento químico del grupo de los metaloides, es toxico para la
salud. El consumo prolongado de agua con altas concentraciones de arsénico
constituye un peligro para la salud humana.
Monitoreo ejecutado por CORECAMI, la consultora Centro de Investigaciones
Ambientales y Salud Ocupacional (CIASO). El laboratorio
fue ENVIROLAB – Perú S.A.C.
Como se aprecia en los resultados del monitoreo, el río Colcabamba-Iscahuaca
tiene altas
concentraciones de Arsénico que eleva la concentración de arsénico del río
Chalhuanca. Este al parecer no es un problema actual. Si tomamos en cuenta que
el río recibe permanentemente los aportes de las aguas Geotermales de YANAMA
y LLACSA, con alta concentración Arsénico, entonces es posible que el río
siempre haya contenido en sus aguas este metal pesado. Por ahora mientras no
se haga un estudio más profundo, es difícil identificar si esto ha traído problemas
en la salud de la población. De hecho, el análisis de sangre y otros estudios
relacionados a la salud humana, debe ser una acción necesaria. Por otro lado,
como se dijo, el volumen de agua es inversamente proporcional a la concentración
del arsénico. Aunque no se cuenta con el rigor técnico suficiente, a simple vista se
verifica que el volumen de agua del río ha descendido en los últimos años. De
seguir este descenso por efecto de las variaciones en el clima que afecta el
régimen de las precipitaciones, es posible que la concentración de Arsénico
también se incremente en el lecho del río. Todo lo anterior obviamente solo se
podrá verificar si se siguen haciendo seguimientos a las concentraciones de
metales pesados frente a los caudales del río. Por ahora los datos obtenidos
constituyen una importante línea de base y una alerta temprana en ese sentido,
pero esto solo es el punto de partida para un proceso mayor.
De las aguas de la sub cuenca del río Chalhuanca dependen múltiples usos y
muchos usuarios. Es responsabilidad de todos, en conjunto, su cuidado,
aprovechamiento responsable y protección. De hecho, el incremento de los usos
en la cabecera del río también influye en la calidad (concentración de metales) y
cantidad del agua de la sub cuenca. En ese sentido, la actividad minera que se
asienta en la cabecera de un afluente del río (microcuenca de Sullca) influye de
todas maneras en la oferta y demanda de agua de la sub cuenca.
6._MARCO TEORICO
BASE TEORICA
FITORREMEDIACION
La fitorremediación no es un concepto nuevo, pues desde hace 3000 años los
hombres han utilizado la capacidad natural de purificación de las plantas para el
tratamiento del agua. Desde la década de 1970 esta práctica ha encontrado un
renovado interés, en particular para el tratamiento de los plaguicidas y de los
metales.
La fitorremediación es un conjunto de tecnologías que utiliza las plantas para
reducir, degradar o inmovilizar compuestos orgánicos contaminantes (naturales o
sintéticos), de la tierra, del agua o del aire y que provienen de las actividades
humanas. Esta técnica también puede tratar la contaminación por compuestos
inorgánicos ( metales pesados o radioisótopos).
FITORREMEDIACIÓN ACUÁTICA
Tradicionalmente, las plantas vasculares acuáticas han sido consideradas como
una plaga en sistemas enriquecidos con nutrientes.
Su rápida proliferación puede dificultar la navegación y amenazar el balance de la
biota en los ecosistemas acuáticos.
Sin embargo, en la actualidad se considera que estas plantas tambien pueden ser
manejadas adecuadamente y volverse útiles, debido a su capacidad para remover
y acumular diversos tipos de contaminantes.
Además, su biomasa puede ser aprovechada como fuente de energía, forraje y
fibra.
Los primeros sistemas de tratamiento de aguas residuales a base de plantas se
implementaron en los países europeos a principios de 1960, utilizando juncos o
carrizos. Desde entonces, los sistemas de fitorremediación acuática se han
perfeccionado y diversificado, y su aceptación y aplicación cada vez es mayor. La
fitorremediación acuática tiene la ventaja de que se pueden remover, in situ,
diferentes tipos de metales que se hallen con bajas concentraciones en grandes
volúmenes de agua.
SISTEMAS DE FITORREMEDIACIÓN ACUÁTICA
Los sistemas de fitorremediación acuática pueden ser de cuatro
tipos:
Humedales construidos
Sistema de tratamiento integral,
Sistema de rizofiltración y
Sistema de tratamiento con plantas acuáticas flotantes: pueden
ser estanques semiconstruidos o naturales, donde se mantienen
plantas flotantes para tratar aguas residuales.
CRITERIO PARA LA SELECCIÓN DE LA PLANTA PARA LA
FITORREMEDIACIÓN
La eficiencia de remoción de contaminantes durante el proceso de
fitorremediación dependerá principalmente de la especie de planta utilizada, el
estado de crecimiento de las plantas, su estacionalidad y el tipo de metal a
remover. Por lo mismo, para lograr buenos resultados, las plantas a utilizar deben
tener las siguientes características:
• Ser tolerantes a altas concentraciones de metales.
• Ser acumuladoras de metales.
• Tener una rápida tasa de crecimiento y alta productividad.
• Ser especies locales, representativas de la comunidad natural.
• Ser fácilmente cosechables.
BIOSORCION
Las plantas, algas y microorganismos de humedales artificiales, pueden recuperar
metales de las aguas residuales al lograr concentrarlos a niveles que son
sustancialmente más altos que aquellos encontrados en el ambiente. Los
procesos de toma activa (dependiente de energía) y pasiva (independiente de
energía) de metales son llamados bioacumulación y biosorción, respectivamente.
La biosorción es la pasiva secuestración de metales metabólicamente
independiente, generada por interacciones con biomasa microbial viva o muerta y
es una importante aproximación para la biorremediación de ambientes
contaminados por metales.
Muchos estudios han demostrado la eficiencia de remoción de metales por
bacterias, cianobacterias, algas u hongos bajo un amplio rango de condiciones. La
sorción de metales a las células microbiales es gobernada por una serie de
mecanismos e interacciones que incluyen intercambio iónico, quelación, absorción
y atrapamiento, no todos totalmente entendidos.
La biosorción puede incluir varios grupos funcionales de la biomasa, incluyendo
los grupos carboxilo, sulfonato, fosfato, hidroxilo, amino, etc. Algunas bacterias
son capaces de acumular metales al interior de sus células, formando inclusiones
minerales amorfas
La sorción de metales en las células parece jugar un rol crítico en todas las
interacciones microbio-metal. Interacciones con grupos específicos en la superficie
de la célula pueden mejorar o inhibir el transporte de metales y así la
transformación y biomineralización. Las bacterias, algas y hongos, así como las
plantas y animales producen un rango de compuestos específicos y no específicos
afines con metales, que pueden enlazarse con iones metálicos tóxicos y también
adsorber o atrapar sustancias particuladas tales como precipitados de sulfuros
metálicos y óxidos.
La cantidad de metales y la toma por células microbiales puede ser mejorada a
través de la selección natural, manipulación genética de genomas existentes y la
directa manipulación física y química de células. Sin embargo, el almacenamiento
de metales por biomasa microbial es relativamente por poco tiempo debido al
corto ciclo de vida de los microorganismos, siendo necesario otros procesos de
retención metálica.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FITORREMEDIACIÓN
Ventajas
• Es una tecnología sustentable
• Es eficiente para tratar diversos tipos de contaminantes in situ
• Es aplicable a ambientes con concentraciones de contaminantes de bajas a
moderadas.
• Es de bajo costo, no requiere personal especializado para su manejo ni consumo
de energía.
• Es poco perjudicial para el ambiente
• No produce contaminantes secundarios y por lo mismo no hay necesidad de
lugares para desecho.
• Tiene una alta probabilidad de ser aceptada por el público, ya que es
estéticamente agradable.
• Evita la excavación y el tráfico pesado
• Tiene una versatilidad potencial para tratar una gama diversa de materiales
peligrosos.
• Se pueden reciclar recursos (agua, biomasa, metales)
Desventajas
• Es un proceso relativamente lento (cuando las especies son de vida larga, como
árboles o arbustos)
• Es dependiente de las estaciones
• El crecimiento de la vegetación puede estar limitado por extremos de la toxicidad
ambiental.
• Los contaminantes acumulados en las hojas pueden ser liberados nuevamente al
ambiente durante el otoño (especies perennes)
• Los contaminantes pueden acumularse en maderas para combustión
• No todas las plantas son tolerantes o acumuladoras
• La solubilidad de algunos contaminantes puede incrementarse, resultando en un
mayor daño ambiental o migración de contaminantes.
• Se requieren áreas relativamente grandes
• Pudiera favorecer el desarrollo de mosquitos (en sistemas acuáticos)
FITOESTABILIZACION
La fitoestabilización consiste en el uso de plantas y de mejoradores de sustrato
adecuados para inmovilizar o reducir la biodisponibilidad de los metales
presentes en un sustrato sólido in situ, como son los residuos mineros. Los
metales son complejados, precipitados, absorbidos y/o adsorbidos por
materiales agregados al sustrato y por las raíces de las plantas, donde son
acumulados en formas inocuas, reduciendo o evitando su
biodisponibilidad (biomagnificación y los efectos tóxicos sobre otros seres vivos).
Además, esta vegetación también estabiliza el suelo, y puede servir de cubierta,
reduciendo así la erosión eólica e hídrica, además del contacto directo de
los contaminantes con los animales. Es una tecnología ambientalmente más
adecuada que otros métodos físico- químicos de estabilización de residuos
mineros sólidos, como la vitrificación, ya que permite devolver al sustrato en
una condición ecológica y paisajísticamente aceptable.
LEMNA MINOR
Las plantas acuáticas, denominadas también macrofitas, cumplen un papel muy
importante en los ecosistemas acuáticos. Brindan directa o indirectamen- te alimento,
protección y un gran número de hábitats para muchos organismos de estos
ecosistemas. Mu- chas de estas plantas son útiles para el ser humano, puesto que
sirven de alimento, son materia prima para la industria y se usan en procesos de
biorremediación, ya que pueden absorber algunas sustancias disueltas y brindar oxígeno
mediante la fotosíntesis. Sin embargo, en algunos cuerpos de agua artificiales podrían
crear problemas, porque pueden interferir con el uso que le da el hombre a esa agua
al obstruir su flujo o la nave- gación y al crear ambientes propicios para plagas, en-
fermedades y vectores que afectan la salud humana (Cook y Gut 1974).
Las macrofitas ocupan diversas zonas de los ecosistemas acuáticos. Dentro del
grupo de plantas flotantes es frecuente observar en lagunas o en las áreas de flujo
lento en ríos y quebradas la planta de- nominada Lemna minor, conocida
comúnmente como lenteja de agua o duckweed (Roldán 1992).
En el presente artículo se describen las princi- pales características morfológicas
y ecológicas de Lemna minor y se muestran las distintas aplicaciones que tiene en el
área ambiental. La información reco- pilada permitirá identificar los temas de
investigación más pertinentes para desarrollar en nuestro medio, con el fin de ampliar
el conocimiento sobre los aspec- tos ecológicos básicos de la especie y sobre su utili-
dad en el mejoramiento de la calidad ambiental de los ecosistemas acuáticos.
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LEMNA MINOR
Lemna minor es una planta angiosperma (plan- tas con flores), monocotiledónea,
perteneciente a la familia Lemnaceae. Su cuerpo vegetativo corresponde a una forma
taloide, es decir, en la que no se diferen-cian el tallo y las hojas. Consiste en una
estructura plana y verde y una sola raíz delgada de color blanco. Según Cook y Gut
(1974) el talo ha sido interpretado de diversas maneras: un tallo modificado, una hoja o
como parcialmente tallo y hoja. Otros autores consi- deran que el talo corresponde a
una hoja modifica- da que cumple las funciones del tallo, la hoja y el eje florífero
(Instituto Gallach 1984).
Su tamaño es muy reducido, alcanzando de 2 a 4 mm de longitud y 2 mm de
ancho. Es una de las especies de angiospermas más pequeñas que existen en el
reino de las plantas (Raven et al. 1971). En la misma familia de la lenteja de agua se
encuentra Wolffia, reportada como la planta con flores de tama- ño más reducido que
existe en la Tierra; su cuerpo mide sólo 0,6 mm de largo y 0,2 mm de ancho, y su
fruto, que es el más pequeño del planeta, mide sólo
0,3 mm de largo y pesa 70 mg (Armstrong 1996).
La lenteja de agua es una planta monoica, con flores unisexuales. Las flores
masculinas están consti- tuidas por un solo estambre y las flores femeninas consisten
en un pistilo formado por un solo carpelo. El periantio está ausente. Las flores nacen
de una hendidura ubicada en el borde de la hoja, dentro de una bráctea denominada
espata, muy común en las especies del orden arales. El fruto contiene de 1 a 4
semillas (Armstrong 2003, Instituto Gallach, 1984).
La forma más común de reproducción es la asexual por gemación. En los bordes
basales se desarro- lla una yema pequeña que origina una planta nueva que se separa
de la planta progenitora (Instituto Gallach
1984). Sin embargo, es común encontrar las plantas agregadas formando grupos de 2 a
4 individuos.
DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA
Es una planta con distribución universal. Se ha encontrado en varias regiones de los
hemisferios norte y sur, incluyendo América, Europa, Asia, Aus- tralia y Nueva Zelanda.
Se encuentra principalmente en charcos de agua dulce, ciénagas, lagos y ríos cal-
mados (Armstrong 2003).
De acuerdo con Roldán (1992), L. minor es una planta acuática flotante de rápido
crecimiento y de amplia distribución tropical y subtropical, que se desarrolla
principalmente en lagunas.
CARACTERÍSTICAS DEL HÁBITAT
La planta puede desarrollarse en un rango amplio de temperaturas, que varía entre 5°
y 30°C, con un crecimiento óptimo entre los 15° y 18°C. Se adapta bien a cualquier
condición de iluminación. Crece rápidamente en partes calmadas y ricas en nutrientes,
con altos niveles de nitrógeno y fosfatos. Con frecuencia el hierro es un elemento
limitante para su adecuado desarrollo. Pueden además tole- rar un rango de pH amplio,
siendo el óptimo entre 4,5 y 7,5 (Rook 2002).
RELACIONES INTERESPECÍFICAS
Dado que es una especie flotante y de buen crecimiento, puede cubrir
rápidamente la superficie de los cuerpos de agua donde se encuentra e impe- dir el
paso de la luz inhibiendo el crecimiento de otros organismos fotosintéticos. Al
respecto, Parr et al. (2002), en un estudio sobre el efecto de dos especies de Lemna
(L. minor y L. minuscula) sobre la eficiencia fotosintética del alga Cladophora
glomerata, encon- traron que la presencia de Lemna spp redujo la efi- ciencia
fotosintética hasta un 42%, y el oxígeno di- suelto fue menor en los tratamientos con
Lemna y Cladophora que cuando estaba Cladophora sola. Esto se explica por la
reducción en la intensidad lumínica disponible para la actividad fotosintética del alga.
Por esto, la cobertura de plantas flotantes como Lemna minor reduce las probabilidades
de que se presente la proliferación de algas y los consecuentes procesos de
eutroficación en cuerpos de agua lénticos. Sin embargo, si se permite un crecimiento
excesivo de la planta se pueden generar problemas de eutroficación, por lo tanto, es
importante implementar medidas de control, como las mencionadas más adelante en
este artículo.
Adicionalmente, la inhibición del crecimiento de algunas macrofitas sumergidas o
emergentes por parte de las plantas flotantes (tales como Lemna spp y Salvinia spp)
puede ser considerado como una ven- taja en canales profundos, ya que inhibe el
crecimien- to de plantas sumergidas que impiden la navegación.
Tratamiento de aguas residuales y fitorremediación
Las macrofitas acuáticas han sido considera- das por varios autores como una plaga
debido a su rápido crecimiento, ya que en ocasiones llegan a in- vadir lagunas,
represas, canales de riego y generan varios problemas, al interrumpir el flujo del agua,
pro- piciar eutroficación y crear ambientes para la crianza de vectores de enfermedades
(Zambrano 1974, Cook et al. 1974). Sin embargo, si las plantas acuáticas se manejan
adecuadamente, su poder de proliferación, capacidad de absorción de nutrientes y
bioacumula- ción de contaminantes del agua las convierten en una herramienta útil en
el tratamiento de aguas resi- duales.
Además, con base en los estudios de remo- ción de compuestos tóxicos por plantas
acuáticas, se pueden considerar estos sistemas de tratamiento como una alternativa
ecológica y económicamente viable, tanto para el tratamiento de los efluentes mu-
nicipales domésticos como industriales. En la fábrica de Imusa S.A., localizada en el
municipio de Rionegro (Antioquia), se tienen operando desde 1988 unos canales
sembrados con Eichhornia crassipes (jacinto de agua); se ha comprobado una eficiencia
de remo- ción de los diferentes contaminantes que alcanza más de 97% en los metales
pesados y hasta el 98% en sóli- dos suspendidos (Roldán y Álvarez 2002).
Según Olguín y Hernández (1998), las carac- terísticas que deben contar las plantas
acuáticas usa- das para el tratamiento de las aguas residuales son las siguientes: alta
productividad, alta eficiencia de re- moción de nutrientes y contaminantes, alta
predominancia en condiciones naturales adversas y fácil cosecha. Lemna minor cumple
con todas estas características y gracias a esto ha sido empleada en sistemas de
descontaminación de aguas.
La principal ventaja de los sistemas de trata- miento con plantas acuáticas es su bajo
costo de cons- trucción y mantenimiento, así como su simplicidad de operación. Además,
se utiliza un recurso disponible. hasta ahora no aprovechado en muchos lugares y que
puede tener diversos usos (Olguín y Hernández 1998).
Una de las desventajas de esta tecnología es que se requiere un área considerable
para la construcción de los canales. Adicionalmente, se necesita instalar plantas piloto
para evaluar variables de dise- ño específicas para cada región, cada planta y cada tipo
de efluente
La planta Lemna minor presenta un gran interés desde el punto de vista evolutivo,
ecológico y ambiental. En ella se hacen evidentes características propias de plantas que
han evolucionado hacia formas muy simples y diminutas con el fin de aumentar sus
probabilidades de sobrevivencia y reproducción en los ecosistemas acuáticos. Desde el
punto de vista ecológico, se aprecia que, dadas sus interacciones con otras especies,
puede considerarse como una especie clave en su hábitat, ya que, aunque tiene un
tamaño muy reducido, por su rápido crecimiento puede competir exitosamente y excluir
otras especies flotantes o sumergidas.
En el campo ambiental, se puede considerar como una especie valiosa en el
tratamiento de aguas residuales, en la absorción de contaminantes, como complemento
alimenticio para animales domésticos y para utilizarla en bioensayos con el fin de
determinar el efecto negativo de sustancias tóxicas en el agua.
Los estudios realizados en varios países generan sin duda una gran motivación
para que en Colombia se realice investigación con esta promisoria planta, la cual
puede considerarse como una excelente opción para ayudar a lograr la sostenibilidad
de los sistemas agropecuarios, disminuyendo tanto el suministro de insumos externos
como la contaminación al medio ambiente. Su empleo en granjas y en plantas de
tratamiento de agua en los municipios la convierte en un valioso elemento para la
implementación de tecnologías limpias económica y ecológicamente sostenibles.
Arsénico
Elemento químico, cuyo símbolo es As y su número atómico, 33. El arsénico se
encuentra distribuido ampliamente en la naturaleza (cerca de 5 x 10 -4% de la
corteza terrestre). Es uno de los 22 elementos conocidos que se componen de un
solo nucleido estable, 7533As; el peso atómico es de 74.922. Se conocen otros 17
nucleidos radiactivos de As.
Existen tres alótropos o modificaciones polimórficas del arsénico. La forma a
cúbica de color amarillo se obtiene por condensación del vapor a muy bajas
temperaturas. La b polimórfica negra, que es isoestructural con el fósforo negro.
Ambas revierten a la forma más estable, la l , gris o metálica, del arsénico
romboédrico, al calentarlas o por exposición a la luz. La forma metálica es un
conductor térmico y eléctrico moderado, quebradizo, fácil de romper y de baja
ductibilidad.
Al arsénico se le encuentra natural como mineral de cobalto, aunque por lo
general está en la superficie de las rocas combinado con azufre o metales como
Mn, Fe, Co, Ni, Ag o Sn. El principal mineral del arsénico es el FeAsS
(arsenopirita, pilo); otros arseniuros metálicos son los minerales FeAs2 (löllingita),
NiAs (nicolita), CoAsS (cobalto brillante), NiAsS (gersdorfita) y CoAs2 (esmaltita).
Los arseniatos y tioarseniatos naturales son comunes y la mayor parte de los
minerales de sulfuro contienen arsénico. La As4S4 (realgarita) y As4S6 (oropimente)
son los minerales más importantes que contienen azufre. El óxido, arsenolita,
As4O6, se encuentra como producto de la alteración debida a los agentes
atmosféricos de otros minerales de arsénico, y también se recupera de los polvos
colectados de los conductos durante la extracción de Ni, Cu y Sn; igualmente se
obtiene al calcinar los arseniuros de Fe, Co o Ni con aire u óxigeno. El elemento
puede obtenerse por calcinación de FeAsS o FeAs2 en ausencia de aire o por
reducción de As4O6 con carbonato, cuando se sublima As4.
El arsénico elemental tiene pocos usos. Es uno de los pocos minerales disponibles
con un 99.9999+ % de pureza. En el estado sólido se ha empleado ampliamente
en los materiales láser GaAs y como agente acelerador en la manufactura de
varios aparatos. El óxido de arsénico se utiliza en la elaboración de vidrio. Los
sulfuros de arsénico se usan como pigmentos y en juegos pirotécnicos. El
arseniato de hidrógeno se emplea en medicina, así como otros compuestos de
arsénico. La mayor parte de la aplicación medicinal de los compuestos de arsénico
se basa en su naturaleza tóxica.
Efectos del Arsénico sobre la salud
El Arsénico es uno de los más toxicos elementos que pueden ser encontrados.
Debido a sus efectos tóxicos, los enlaces de Arsénico inorgánico ocurren en la
tierra naturalmente en pequeñas cantidades. Los humanos pueden ser expuestos
al Arsénico a través de la comida, agua y aire.
La exposición puede también ocurrir a través del contacto con la piel con suelo o
agua que contenga Arsérnico.
Los niveles de Arsérnico en la comida son bastante bajos, no es añadido debido a
su toxicidad, pero los niveles de Arsénico en peces y mariscos puede ser alta,
porque los peces absorben Arsénico del agua donde viven. Por suerte esto esta
es mayormente la forma de Arsénico orgánico menos dañina, pero peces que
contienen suginificantes cantidades de Arsénico inorgánico pueden ser un peligro
para la salud humana.
La exposición al Arsénico puede ser más alta para la gente que trabaja con
Arsénico, para gente que bebe significantes cantidades de vino, para gente que
vive en casas que contienen conservantes de la madera y gente que viven en
granjas donde el Arsénico de los pesticidas ha sido aplicados en el pasado.
La exposición al Arsénico inorgánico puede causar varios efectos sobre la salud,
como es irritación del estómago e intestinos, disminución en la producción de
glóbulos rojos y blancos, cambios en la piel, e irritación de los pulmones. Es
sugerido que la toma de significantes cantidades de Arsénico inorgánico puede
intensificar las posibilidades de desarrollar cáncer, especialmente las posibilidades
de desarrollo de cáncer de piel, pulmón, hígado, linfa.
A exposiciones muy altas de Arsénico inorgánico puede causar infertilidad y
abortos en mujeres, puede causar perturbación de la piel, pérdida de la resistencia
a infecciones, perturbación en el corazón y daño del cerebro tanto en hombres
como en mujeres. Finalmente, el Arsénico inorgánico puede dañar el ADN. El
Arsénico orgánico no puede causar cáncer, ni tampoco daño al ADN. Pero
exposiciones a dosis elevadas puede causar ciertos efectos sobre la salud
humana, como es lesión de nervios y dolores de estómago.
Efectos ambientales del Arsénico
El Arsénico puede ser encontrado de forma natural en la tierra en pequeñas
concentraciones. Esto ocurre en el suelo y minerales y puede entrar en el aire,
agua y tierra a través de las tormentas de polvo y las aguas de escorrentía.
El Arsénico es un componente que es extremadamente duro de convertir en
productos solubre en agua o volátil. En realidad el Arsénico es naturalmente
específicamente un compuesto móvil, básicamente significa que grandes
concentraciones no aparecen probablemente en un sitio específico. Esto es una
buena cosa, pero el punto negativo es que la contaminación por Arsénico llega a
ser un tema amplio debido al fácil esparcimiento de este. El Arsénico no se puede
movilizar fácilmente cuando este es inmóvil. Debido a las actividades humanas,
mayormente a través de la minería y la fundiciones, naturalmente el Arsénico
inmóvil se ha movilizado también y puede ahora ser encontrado en muchos
lugares donde ellos no existían de forma natural.
El ciclo del Arsénico ha sido ampliado como consecuencia de la interferencia
humana y debido a esto, grandes cantidades de Arsénico terminan en el Ambiente
y en organismos vivos. El Arsénico es moyoritariamente emitido por las industrias
productoras de cobre, pero también durante la producción de plomo y zinc y en la
agricultura.
Este no puede ser destruido una vez que este ha entrado en el Ambiente, así que
las cantidades que hemos añadido pueden esparcirse y causar efectos sobre la
salud de los humanos y los animales en muchas localizaciones sobre la tierra.
Las plantas absorben Arsénico bastante fácil, así que por alto tanto de
concentraciones pueden estar presentes en la comida. Las concentraciones del
peligroso Arsénico inorgánico que está actualmente presente en las aguas
superficiales aumentan las posibilidades de alterar el material genético de los
peces. Esto es mayormente causado por la acumulación de Arsénico en los
organismos de las aguas dulces consumidores de plantas. Las aves comen peces
que contienen eminentes cantidades de Arsénico y morirán como resultado del
envenenamiento por Arsénico como consecuencia de la descomposición de los
peces en sus cuerpos.
7._HIPOTESIS
El utilizar plantas macrofitas como lemna minor reducirá la cantidad de
concentración de arsénico en las aguas del rio Chaluanca.
8._MARCO METODOLOGIO
NIVEL DE INVESTIGACION:
Investigación Explicativa : Nos estamos encargando de buscar como actúan este
tipo de plantas en el tratamiento de aguas con metales pesados.
9._DISEÑO DE INVESTIGACION
Investigación experimental
Recogimos la planta lemna minnor del Ampay, y de Andahuaylas-Pacucha,
la cual no tuvimos problemas en su reproducción porque esta es una
planta fácil de adaptar a cualquier clima que se encuentre entre los 6° y
30°c .
Posteriormente construimos una minirepresa para empesar a realizar el
ensayo. Esta fue construida de cemento, para que el contacto del agua con
cualquier tipo de material no altere la calidad del agua.
Siguiendo con la investigación, recogimos 500ml de muestra del rio
Chaluanca, de un punto estratégico, a la cual la sometimos por una
semana en la minirepresa con el contacto de una luz florescente, ya que
esta acelera el proceso de retención de metales en la raíces de las
plantas..
10._TIPO DE MUESTREO
Muestreo intencional u opinatico: Por criterio y por conocimiento los que
realizamos esta investigación ya sabemos donde tomar las muestra que serán
analizadas, será en un punto estratégico y representativo para toda la zona.
11._RECOLECCION DE DATOS
Monitoreo ejecutado por CORECAMI, la consultora Centro de Investigaciones
Ambientales y Salud Ocupacional (CIASO). El laboratorio
fue ENVIROLAB – Perú S.A.C.
Las muestras de agua obtenidas las recogimos en un punto
estratégico(muestra puntual) en el Rio de Chaluanca.
Los análisis que enseguida se presentan fueron analizados en el laboratorio
de la Universidad Tecnológica de los Andes (UTEA)
Muestra Antes del Tratamiento
PARAMETRO
EVALUADOUNIDADES E-1
Arsenico mg/l 0.59
Muestra Despues del Tratamiento con lemna minor
PARAMETRO
EVALUADOUNIDADES E-1
Arsenico mg/l 0.23
12._PROCESAMIENTO Y ANALISIS DE RESULTADOS
Análisis de Resultados
Al ver los resultados obtenidos en el laboratorio se puede comprobar que el agua
que fluye por el rio Chaluanca si se encuentra realmente contaminada con
contenidos de arsénico y que este sobrepasa los Estándares de Calidad Ambiental
establecidos por el Ministerio del Ambiente.
Por lo tanto también veemos que según los datos obtenidos el tratamiento que se
realizo con la planta –lenteja de agua (lemna minor) fue satisfactorio, porque en el
tiempo que la planta actuó en el agua se obtuvo un descenso eficaz en el
contenido de arsénico.
PARAMETRO
EVALUADO UNIDADES E-1 AI BI
Bebida
Animales
Riego
Vegetales
Arsenico mg/l 0.23 0.01 0.01 0.1 0.05
13._ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
Recursos necesarios:
MATERIALES COSTO
Cemento 7.00
Tubos 5.00
Fluorecente 10
Cables 10
Análisis de arsénico 120
Botellas de polipropileno 3.00
Accesorios de protección 5.00
Pasajes 50.00
PRESUPUESTO 210.00
Cronograma de Actividades:
ACTIVIDAD V
21
S
22
D
23
M
26
27 28 29 30 31 01 02 03 04 05 06
Recolección
de datos-
información
Recoleccion
de la planta
lemna minnor
La planta
puesta en
observación a
contacto con
el agua de
muestra.
Resultados y
análisis de su
comportamient
o.
14._CONCLUSION
Como podemos ver el Rio de Chaluanca se encuentra contaminado con
cantidades considerables de arsénico, no sabemos si es de origen
entrópico o natural, aunque la causa puede ser originada por los dos tipos,
pero la cantidad de arsénico pudo ser aumentada por el mal manejo de
los residuos de las minas que se encuentran instalados en las partes altas
de la cuenca, esto es uno de los principales focos contaminantes en toda
esta zona.
Por otra parte podemos ver que la eficiencia de la planta –lenteja de agua
(lemna minor ) es muy eficaz y certera en el tratamiento de aguas con
contenido de metales pesados.
También se puede ver el descuido de las autoridades frente a este
problema que aqueja a los pobladores de esta ciudad. Viendo como ellos
se encuentran expuestos a todo tipo de enfermedades y riesgos a causa
de este tipo de contaminación.
Por otro lado la investigación realizada sirve de mucha ayuda para los
pobladores que utilizan estas aguas para diferentes tipos de actividades,
ya que es económica es fácil de construir y de ua planta que se encuentra
muy fácilmente en la zona.
15._RECOMENDACIONES
Podemos implementar pequeños humedales con este tipo de plantas en
cada zona, especialmente para regadío de plantas o cultivos. Esta es una
forma muy barata de aplicar este tipo de tratamiento en zonas donde no se
tiene mucho desarrollo económico.
16._ANEXOS
DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO
Iluminación
Iluminación artificial
Agua Agua de salida
de ya tratada
entrada
agua mantenida durante una semana
RIO CHALUANCA-CIUDAD DE CHALUANCA
Punto de Muestreo
Construccion de la Planta
BIBLIOGRAFIA
Revista eia, issn 1794-1237 número 1 p. 33-38. Febrero 2004Escuela de ingeniería de antioquia, medellín (colombia)La lenteja de ag ua ( lemna minor l.): una planta acuática promisoriaMaría del pilar arroyave
CursoCurso -- tallertaller remociónremoción dede arsénicoarsénico enen aguas aguas Valencia, españa, 19-20 de mayo, 2008 sede del iata organizado por la red iberoarsen de cyted
Prof. Alicia fernández cirelli Centro de estudios transdisciplinarios del aguaUniversidad de buenos aires ceta@fvet.uba.ar
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