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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
INDICE
RESUMEN
INTRODUCCION
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. Descripción de la realidad problemática.
1.2. Antecedentes Teóricos relacionados con la Investigación.
1.3. Formulación del Problema
1.3.1. Problema Principal
1.3.2. Problema Específico
1.4. Delimitación de la Investigación
1.4.1. Delimitación Espacial
1.4.2. Delimitación Temporal
1.4.3. Delimitación Cuantitativa
2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
2.1. Objetivo General
2.2. Objetivos Específicos
3. JUSTIFICACION, IMPORTANCIA Y LIMITACIONES DE LA INVESTIGACION
3.1. Justificación de la Investigación
3.2. Importancia de la Investigación
3.3. Limitaciones de la Investigación
4. MARCO TEORICO.
4.1. Antecedentes de la investigación
4.2. Marco Teórico (atendiendo a las teorías que permiten explicar el estudio, antes
de su comprobación)
4.3. Marco Conceptual (definir con claridad los conceptos y usarlos correctamente).
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
5. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION
5.1. Hipótesis de la Investigación
5.1.1. Hipótesis General
5.1.2. Hipótesis Especificas
5.2. Variables e Indicadores
5.2.1. Variable Independiente (X)
5.2.2. Variable Dependiente (Y)
5.2.3. Indicadores
5.3. Tipo y Nivel de Investigación
5.3.1. Tipo de la Investigación
5.3.2. Nivel de la Investigación
5.4. Método y Diseño de la Investigación
5.4.1. Método de La Investigación
5.4.2. Diseño de La Investigación
5.4.3. Población y Muestra
5.4.3.1. Población
5.4.3.2. Muestra
5.5. Técnicas, Instrumentos y Fuentes de Recolección de datos.
5.5.1. Técnicas
5.5.2. Instrumentos y fuentes de recolección
6. CRONOGRAMA
7. RESULTADOS
8. CONCLUSIONES
9. RECOMENDACIONES
10. BIBLIOGRAFIA
11. ANEXOS
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
RESUMEN
Este proyecto pretende dar una visión general de las soluciones que se pueden aplicar
para la recuperación de aguas contaminadas en la laguna del Área Natural Protegida
Pantanos de Villa, dicha laguna tiene el problema de eutrofización generada por los
altos niveles de nitratos y fosfatos los cuales facilitan el proceso de la fotosíntesis
afectando la calidad del agua y el ecosistema acuático.
Con la utilización de técnicas fitorremediadoras a través de la planta macrófita Jacinto
de Agua (Eichhornia crassipes)se pretende demostrar y validar las hipótesis
mencionadas respondiendo si es posible reducir la eutrofización mediante la
fitorremediacion, tratamiento capaz de aumentar la concentración de oxigeno y
mejorar la calidad del agua de la Laguna de los Pantanos de Villa.
Tomando en consideración los antecedentes teóricos, La investigación y técnicas e
instrumentos adecuados para la aplicación de la fitorremediacion en la Laguna de los
Pantanos de Villa, se puede tener una visión de las grandes posibilidades que existen
en ejecutar un tratamiento biológico para la problemática existente mediante una
metodología sencilla para el tratamiento y capaz de demostrar a través de informes de
ensayo las variaciones que se pueden presentar en los parámetros indicadores de la
calidad del agua por la presencia del Jacinto de Agua (Eichhornia crassipes)en una
laguna con problemas de eutrofización.
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
ABSTRACT
This project aims to provide an overview of the solutions that can be applied to the
recovery of contaminated water in the lagoon of Protected Natural Area “Pantanos de
Villa”, this failure has the problem of eutrophication caused by high levels of nitrates
and phosphates that facilitates photosynthesis process affecting the water quality and
the aquatic ecosystem.
With the use of techniques of phytoremediation through macrophyte plant “Jacinto de
Agua” (Eichhornia crassipes)is intended to demonstrate and validate the assumptions
referred answering if possible reducing eutrophication through phytoremediation,
treatment can increase the oxygen concentration of the lagoon and improve water
quality thereof.
Through the theoretical background to the research and techniques and instruments for
the implementation of phytoremediation in the Lagoon “Pantanos de Villa”, you can
have a glimpse of the great possibilities that exist in running a biological treatment for
such problems, showing a simple methodology for treatment and able to demonstrate
through test reports variations that may occur in the indicators of water quality by the
presence of the “Jacinto de Agua” (Eichhornia crassipes)in a lagoon eutrophication
problems.
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
INTRODUCCION
Uno de los principales problemas que se observa en el Área Natural Protegida “Los
Pantanos de Villa”, ubicada en plena zona industrial del Distrito de Chorrillos,son los
graves daños que causa a las lagunas del lugar la eutrofización, dicho fenómeno se
ocasiona por la presencia excesiva de materia orgánica en el agua, siendo los nitratos
y fosfatos los que provocan un crecimiento rápido de algas u otras plantas invasivas
que recubren la superficie del agua e impiden el paso de luz solar a las capas
inferiores, tal como se describe en el desarrollo del presente estudio.
El objetivo principal de este trabajo es comprobar que la presencia de la planta típica
de la zona, Jacinto de agua(Eichhornia crassipes) constituye una tecnología viable
para la depuración de aguas residuales industriales y domesticas en un cuerpo de
agua, siendo posible la implementación a futuro en países en vías de desarrollo,
donde las condiciones climáticas y económicas permitan utilizarla la fitorremediacion
como un tratamiento biológico para solucionar este tipo de problemas en áreas
naturales protegidas o cuerpo de agua que lo requieran.
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1. Descripción de la realidad problemática
La presencia de contaminantes provenientes de las industrias y actividades
antropogénicas que se realizan en los alrededores del Área Natural Protegida son las
principales causas de la eutrofización presente en la Laguna. Los residuos sólidos y
efluentes domésticos e industriales generados por la presencia de establos, corrales y
la crianza excesiva de ganado porcino y vacuno los cuales son arrojados a los canales
de alimentación de la Laguna, y por su alto contenido de contaminantes alteran la
calidad del agua;provocando el aumento de la Demanda Bioquímica de Oxigeno (
DBO), la presencia de nitratosy fosfatosy por ende el problema de la Eutrofización.
Este alto contenido de materia orgánicaorigina el crecimiento excesivo de algas,
lentejas de agua y otras especies invasivas que amenazan ser incontrolables en su
desarrollo disminuyendo el oxigeno de la laguna y alterando el ecosistema acuático de
la laguna.
1.2. Antecedentes Teóricos
La eutrofización (del griego eú, bien, y trophé, alimentación) es un proceso natural de
envejecimiento de agua estancada o de corriente lenta con exceso de nutrientes y que
acumula en el fondo materia vegetal en descomposición. Las plantas se apoderan dela
laguna hasta convertirlo en pantano y luego se seca.
Los problemas se inician cuando el hombre contamina lagunas, lagos y ríos con
exceso de nutrientes que generan la aceleración del proceso de eutrofización,
ocasionando el crecimiento acelerado de algas, la muerte de peces y demás flora y
fauna acuática, generando condiciones anaeróbicas. El proceso de eutrofización
resulta de la utilización de fosfatos y nitratos como fertilizantes en los cultivos
agrícolas, de la materia orgánica de los residuos, de los detergentes hechos a base de
fosfatos, que son arrastrados o arrojados a los ríos y lagos, entre otros aspectos
ambientales son un problema muy grave para las aguas estancadas cerca de los
centros urbanos o agrícolas.
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
El término fitorremediacion hace referencia a una serie de tecnologías que se basan
en el uso de plantas para limpiar o restaurar ambientes contaminados como aguas y
suelos. Es un término relativamente nuevo, aplicado en el año 1991. Se compone de
dos palabra: “fito” “remediar”, que en griego significa planta o vegetal, y remediar (del
latín remediare), que significa poner remedio al daño, o corregir o enmendar algo.
De manera más completa, la fitorremediacion puede definirse como una tecnología
sustentable que se basa en el uso de plantas para reducir in situ la concentración o
peligrosidad de contaminantes orgánicos e inorgánicos de suelos, sedimentos o aguaa
partir de procesos bioquímicos realizados por las plantas y microorganismos
asociados a su sistema de raíz que conducen a la reducción, mineralización,
degradación, volatilización y estabilización de los diversos tipos de
contaminantes.(Núñez. López, 2004)
Fitorremediacion 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 también 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 del año 1960, utilizando juncos o
carrizos. Desde entonces, los sistemas de fitorremediacion acuática se han
perfeccionado y diversificado y su aceptación y aplicación cada vez es mayor. La
fitorremediacion 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.
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Se ha demostrado que estos sistemas pueden remover eficientemente fosfatos,
nitratos, fenoles, pesticidas, metales pesados, elementos radiactivos, fluoruros,
bacterias y virus, de aguas residuales municipales, agrícolas e industriales, incluyendo
las industrias: lechera, de pulpa y papel, textil, azucarera, de curtiduría, de destilería,
aceitera, de galvanizado y metalurgia.(Núñez. López, 2004).
Las técnicas de fitorremediacion se caracterizan por ser una práctica de limpieza
pasiva y estéticamente agradable que aprovechan la capacidad de las plantas y la
energía solar para el tratamiento de una gran variedad de contaminantes del medio
ambiente (EPA, 1996). En esta técnica las plantas actúan como trampas o filtros
biológicos que descomponen los contaminantes y estabilizan las sustancias metálicas
presentes en el suelo y agua al fijarlos en sus raíces y tallos, o metabolizándolos tal
como lo hacen los microorganismos para finalmente convertirlos en compuestos
menos peligrosos y más estables, como dióxido de carbono, agua y sales minerales
(Peña, 2001).
Uso de humedales - Fitorremediacion
Las aguas residuales han representado un problema para lahumanidad desde tiempos
muy remotos, principalmente porsu impacto negativo sobre la salud humana y el
medioambiente; sin embargo, existe una amplia gama de opcionespara el tratamiento
de aguas residuales. Una de ellas hatenido mucha aceptación en Estados Unidos y
Europa, porsus beneficios adicionales sobre la vida silvestre y elembellecimiento de
áreas. Este tratamiento se da enhumedales, que pueden ser artificiales o naturales, y
dondeel tratamiento se da por medio de plantas, lo que se conocecomo
fitorremediacion.
Muchos de los atributos que tienen los humedales naturalesse pueden alcanzar con
humedales construidos paratratamientos de aguas residuales.Algunos de los
beneficios que tienen los humedales son:
- Representan una fuente de alimentación y hábitatpara vida silvestre.
- Permiten un mejoramiento de la calidad del agua.
- Son una protección contra inundaciones.
- Representan un control contra la erosión.
- Brindan recreación y embellecimiento.
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Un ejemplo de humedales para tratamiento de aguasresiduales se encuentra en la
empresa Eastern ProduceKenya, que se dedica a la producción y procesamiento de
téen Kenia. Las aguas residuales provenientes de esta industria es enviada a un
sistema de lagunascon una gran diversidad de plantas. Este sitio se haconvertido en
una zona de descanso para los trabajadores yen un ecosistema importante para la
fauna local y migratoria. (Naranjo. A, 2010)
Nutrientes que eutrofizan las aguas
Los nutrientes que más influyen en este proceso son los fosfatos y los nitratos. En
algunos ecosistemas el factor limitante es el fosfato, como sucede en la mayoría de los
lagos de agua dulce, pero en muchos mares el factor limitante es el nitrógeno para la
mayoría de las especies de plantas.
En los últimos 20 o 30 años las concentraciones de nitrógeno y fósforo en muchos
mares, lagos y lagunas casi se han duplicado. La mayor parte les llega por los ríos. En
el caso del nitrógeno, una elevada proporción (alrededor del 30%) llega a través de la
contaminación atmosférica. El nitrógeno es más móvil que el fósforo y puede ser
lavado a través del suelo o saltar al aire por evaporación del amoniaco o por
desnitrificación. El fósforo es absorbido con más facilidad por las partículas del suelo y
es arrastrado por la erosión o disuelto por las aguas de escorrentía superficiales.
En condiciones naturales entra a un sistema acuático menos de 1Kg de fosfato por
hectárea y año; con los vertidos esta cantidad aumenta en cantidades considerables.
Durante muchos años los jabones y detergentes fueron los principales causantes de
este problema. En las décadas de los 60 y 70 el 65% del peso de los detergentes era
un compuesto de fósforo, el tripolifosfato sódico, que se usaba para "sujetar" (quelar) a
los iones Ca, Mg, Fe y Mn, de esta forma se conseguía que estos iones no impidieran
el trabajo de las moléculas surfactantes que son las que hacen el lavado. Estos
detergentes tenían alrededor de un 16% en peso de fósforo. El resultado era que los
vertidos domésticos y de lavanderías contenían una gran proporción de ion fosfato.
(Tecnun, 2010).
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Fases en el proceso de Eutrofización
La eutrofización de las lagunas es un fenómeno que aparece lentamente y afecta a la
totalidad de una isa de agua. Consiste en una verdadera contaminación, por un aporte
excesivo en las aguas de la laguna de elementos fertilizantes, principalmente nitratos
y fosfatos, que provienen de las actividades humanas (ciudades, industria,
agricultura). Al aumentar los nutrientes presentes en el agua, las algas que forman el
plancton se sobrealimentan y empiezan a aumentar a gran velocidad. En un primer
momento, el aumento de algas puede parecer beneficioso, teniendo en cuenta que
los vegetales constituyen el primer eslabón de la cadena alimentaria, pero en realidad
no es así.
Las fases que se producen en un proceso de eutrofización de una laguna podemos
resumirlas en:
La proliferación de las algas en superficie disminuye la transparencia del agua y como
sólo los vegetales situados en la superficie pueden realizar la fotosíntesis, mueren los
situados en las zonas más profundas.
Al aumentar los vegetales, consumen oxígeno, provocando la disminución de éste en
el agua, desapareciendo los peces que necesitan aguas bien oxigenadas, como las
truchas y otros salmónidos.
El proceso de eutrofización se acelera cuando la materia vegetal producida en grandes
cantidades va muriendo y cayendo al fondo. Su descomposición por los
microorganismos consume también gran cantidad de oxígeno; la desaparición del
oxígeno en el fondo provoca la aparición de bacterias que no necesitan oxígeno para
respirar (anaerobias), pero que producen gases malolientes (sulfuro de hidrógeno,
amoníaco).
En la última fase se produce la muerte de todos los animales. La Laguna
muere. (Peña. Aranda, 2008).
Efectos Generales de la Eutrofización
Las algas que se desarrollan en el agua se diferencian de los animales microscópicos
en la manera de respirar: las algas liberan mas oxigeno durante el día que el que
utilizan, y absorben más dióxido de agua que liberan; mientras los animales
microscópicos y otros organismos no fotosintéticos liberan dióxido de agua y absorben
oxigeno del ambiente. Las algas normalmente trabajan de forma contraria durante la
noche, actuando como materia orgánica muerta y añadiendo carga DBO.
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Es importante considerar cualquier acción de eliminación de algas del agua, el oxigeno
suministrado mediante la fotosíntesis es beneficial en los cuerpos de agua, así que la
eliminación de esta fuente de oxigeno puede ser perjudicial y por lo tanto hay que
realizar una valoración. (Lenntech, 2011)
Los efectos principales de la eutrofización se resumen de la siguiente manera:
- La diversidad de las especies disminuye y la flora y fauna cambia
- La biomasa de plantas y animales incrementa
- La turbidez incrementa
- El nivel de sedimentación aumenta, disminuyendo la durabilidad o provocando la
colmatación del lago
- Se pueden generar condiciones anoxicas
Debido a la alta concentración de organismos en sistemas eutróficos, normalmente
existe mucha competitividad de recursos y presión de depredadores. Este alto nivel de
competitividad y a veces la alta dosis de compuestos químicos y elementos físicos
provocan una difícil supervivencia de los organismos en estos sistemas eutróficos
frente a sistemas oligotróficos. (Lenntech, 2011)
Crecimiento excesivo de macrofitas acuáticas
El aumento de los niveles de nutrientes en el agua puede ser una fuente de
producción primaria, además de algas y cianobacterias. Las zonas litorales donde
generalmente existe zonas enriquecidas con exceso de nutrientes normalmente se
colmatan con plantas acuáticas macrofiticas que crecen en exceso. Esto puede influir
en las actividades recreacionales e industriales y alterar la estructura de la red
alimenticia. El excesivo crecimiento de fitoplancton y plantas microscópicas en el agua
crea problemas de deterioro del paisaje y reduce el valor del agua como recurso
recreacional.(Lenntech, 2011)
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Desaparición del oxigeno en capas profundas del agua
El oxigeno es necesario para la vida del planeta, a excepción de cierto tipo de
bacterias. Por eso la desaparición del oxigeno en los lagos es un problema grave que
puede ser consecuencia de la eutrofización de las aguas: esto es un aumento de la
producción de materia orgánica, axial que mas materia se acumulan en las capas
profundas, consumiendo el oxigeno disponible. Esto provoca a su vez la limitación del
crecimiento de ciertos organismos que dependen de las concentraciones de oxigeno
para supervivencia. Puede afectar a la pesca de ciertas especies cuya actividad queda
afectada por las condiciones anoxicas de los lagos. Esto puede ser un fenómeno
grave en ciertas estaciones del año.(Lenntech, 2011)
1.3. Formulación del Problema
1.3.1. Problema Principal
La eutrofización generada por los altos niveles de nitratos y fosfatos que facilita el
proceso de la fotosíntesis afectando la calidad del agua y al ecosistema acuático.
1.3.2. Problemas Específicos
- Como la eutrofización influye en el nivel de concentración de oxigeno en la laguna
- Como la falta de un tratamiento fitorremediador puede afectar el ecosistema de la
laguna de los Pantanos de Villa.
1.4. Delimitación de la Investigación
1.4.1. Delimitación Espacial
La investigación a desarrollar se realizará en la laguna ubicada dentro de los límites
del Área Natural Protegida Pantanos de Villa en el Distrito de Chorrillos, Provincia de
Lima, Departamento de Lima, Peru.
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
1.4.2. Delimitación Temporal
La problemática de la eutrofización en la Laguna de los Pantanos de Villa se ve
incrementada entre los meses de Julio y Agosto, y disminuyendo parcialmente en
entre los meses de Marzo y Abril.
1.4.3. Delimitación Cuantitativa
Se considera un tiempo aproximado desde la delimitación del área de estudio, siembra
de Jacinto de agua, crecimiento parcial, toma de muestras y análisis de resultados que
comprende de 3 a 4 meses dependiendo de la estación del año en que se inicio el
proyecto.
2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
2.1. Objetivo General
Reducir la Eutrofización presente en la Laguna mediante la fitorremediacion con la
especie macrófita Jacinto de Agua (Eichhornia crassipes).
2.2. Objetivos Específicos
- Demostrar que la eutrofización disminuye la concentración del oxigeno en la Laguna.
- Determinar la necesidad de aplicar un tratamiento fitorremediadorpara mejorar la
calidad del agua de la Laguna de los Pantanos de Villa.
3. JUSTIFICACION, IMPORTANCIA Y LIMITACIONES DE LA INVESTIGACION
3.1. Justificación de la Investigación
El comportamiento antrópico que altera la calidad de las aguas desde los canales de
los pantanos, afecta directamente a la laguna; es por ello que surge la necesidad de
utilizar un tratamiento biológico, que permita reducir los niveles elevados de materia
orgánica y aumentar el nivel de oxigeno ocasionado por la eutrofización.
Este fenómeno de Eutrofización va a provocar la alteración del ecosistema en el Área
Natural Protegida ya que los microorganismos, peces, especies acuáticas y hasta las
aves migratorias y residentes de la zona van a sufrir las consecuencias por el deterioro
de la calidad del agua de los Pantanos de Villa.
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
Este problema ocasionado por las mismas actividades de la zona y la falta de manejo
y control de sus efluentes y residuos sólidos van a originar un foco infeccioso capaz de
traer consigo enfermedades patógenas a la población del área de influencia directa. Es
por todo ello que surge el interés en aplicar una tecnología sustentable a través de la
fitorremediacion, un tratamiento biológico capaz de solucionar el problema presente en
la laguna, el mismo que podría servir como fuente de investigación para invertir en
proyectos viables y compatibles con el medio ambiente.
3.2. Importancia de la Investigación
Es de vital interés que se demuestre que la aplicación de la Fitorremediacion como
sistema de tratamiento va a ser la base fundamental para lograr combatir la
eutrofización presente en los Pantanos, mejorando la calidad del agua, del ecosistema
acuático y de esta manera evitar posibles problemas a la salud de la Población;
comprobando que la aplicación de medidas sostenibles como está puede servir de
gran ayuda para este tipo de problemas presentes en la laguna del Área Natural
Protegida Pantanos de Villa.
3.3. Limitaciones de la Investigación
- En la actualidad existe un vacío legal en cuanto a las sanciones que se deberían
aplicar a los propietarios de las chancherías, establos o dueños de empresas privadas
y comerciales que contaminan los canales alimentadores de los Pantanos de Villa, la
falta de una normativa exigente para la preservación de la Áreas Naturales Protegidas
en nuestro país también es una de las principales limitantes.
- Otra situación también de gran importancia es la falta de interés por parte de las
instituciones públicas y privadas en invertir en este tipo de investigaciones que
pueden servir de mucho para el desarrollo del tratamiento biológico en nuestro país. Si
existiera un compromiso por estas entidades de implementar este tipo de tecnología
limpia, se podría trabajar con programas de sensibilización a la población la cual
propicie gradualmente tomar una conciencia ecológica y ambiental.
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
4. MARCO TEORICO
4.1. Antecedentes de la investigación
Las potencialidades de esta planta fueron descubiertas por Sir Albert Howard en 1920.
Este brillante científico especializado en agricultura, realizó estudios sobre la planta en
India y publicó artículos relacionados con el aprovechamiento de ésta en la depuración
de aguas residuales, usos derivados como abono orgánico y alimento para ganado
porcino. (Guerra. L ; Hernández.J, 2009)
Investigaciones han comprobado que la fitorremediacion con Jacinto de agua es una
tecnología viable para la depuración de aguas residuales, especialmente si éstas son
de origen industrial, y puede llegar a tener un gran futuro en países en vías de
desarrollo que tengan climas tropicales o subtropicales, donde las condiciones
económicas de estos proyectos (necesidades de terreno, relativamente menores
costes de instalación, operación y mantenimiento), pueden ser determinantes a la hora
de emprender o no la depuración de los efluentes industriales, si a este punto
adicionamos las condiciones climáticas que favorecerían los rendimientos, tendríamos
una interesante posibilidad de solución. (España. J, 2006)
Un aporte elevado de nitrógeno y fósforo en los sistemas acuáticos propicia un
desarrollo masivo de los consumidores primarios de estos nutrientes; zooplacton,
fitoplancton y plantas superiores. Estas poblaciones acaban superando la capacidad
del ecosistema acuático, pudiendo llegar a disminuir en grandes cantidades la masa
del agua.(Seoanez.M, 2000)
El desarrollo del presente trabajo profesional Fitorremediacion para la Reducción de
la Eutrofización en la laguna del Área Natural Protegida Pantanos de Villa,
Chorrillos;tuvo como unas de sus bases teóricas principales la investigación realizada
en la Universidad Técnica de Ambato Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos -
Ingeniería Bioquímica enel Ecuador en la cual se realizaron estudios que demostraban
que la presencia de la planta Jacinto de Agua (también llamada Lechugin) para la
aplicación de la fitorremediacion en humedales tenían un efecto positivo en la mejora
de la calidad del agua, en este caso por la presencia de contaminantes provenientes
de actividades industriales y domesticas tal como se detalla a continuación:
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
Fitorremediacion de las aguas del canal de riego Latacunga-Salcedo-Ambato
mediante humedales vegetales
Las aguas del río Cutuchi, Provincia de Cotopaxi, Ecuador, están altamente
contaminadas ya que en todo su cauce desde el sector de Laso recibe efluentes de
aguas servidas, fábricas, establos, hospitales, mataderos, entre otros, sin ningún
tratamiento previo, para luego formar el canal de riego agrícola Latacunga-Salcedo-
Ambato a partir del sector sur de la ciudad de Latacunga.
Ante la problemática existente el Objetivo General planteado fue el de realizar un
estudio de fitorremediacion en las aguas del canal de riego mediante humedales
vegetales y de esta manera determinar los niveles de los contaminantes físicos-
químicos y microbiológicos de las aguas del canal Latacunga–Salcedo–Ambato al
diseñar un humedal utilizando la planta macrófita “lechuguín” (Eichhornia crassipes)
para la fitorremediacion de las aguas del canal.
Los parámetros analíticos evaluados fueron: Turbidez; pH; conductividad eléctrica;
sólidos suspendidos totales; sólidos sedimentables; dureza total; sulfatos; nitratos;
amonio; DBO5; DQO; coliformes fecales; coliformes totales; materia orgánica. En el
análisis de validación final se consideró además cromo hexavalente y plomo.
La toma de las muestras se ejecutó bajo modalidad convencional y los análisis fueron
realizados en los laboratorios Cestta-Espoch, acreditados por el Organismo de
Acreditación Ecuatoriano (OAE). Los resultados de los análisis de las aguas fueron
confrontados con los Valores límites de descarga a un cuerpo de agua dulce del Texto
Unificado de Legislación Ambiental Secundaria (TULAS), los datos registrados en la
investigación fueron tratados estadísticamente mediante el paquete computarizado
Statgraphics Plus.
Los resultados de los análisis físico-químicos y microbiológicos del agua se
contrastaron con los límites máximos permisibles establecidos por la legislación
ambiental vigente. Al examinar los resultados obtenidos en la investigación se pudo
evidenciar la disminución de la concentración de los contaminantes del agua del
canal especialmente en el caso del humedal con “lechuguín”. (Pozo. Yépez
/Velastegui.Sanchez; 2011)
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
4.2. Marco Teórico
Refugio de vida silvestre pantanos de villa
Es un área natural protegida que se encuentra en el litoral del distrito de Chorrillos al
sur de la ciudad de Lima, Perú. Estos humedales naturales constituyen una reserva
natural, que permite la anidación y el tránsito de aves migratorias y residentes. Es un
sitio natural con abundancia en flora y fauna, perteneciente al Sistema Nacional de
Áreas Naturales Protegidas del Estado-SINANPE, a cargo desde el 2008 del Servicio
Nacional de Áreas Naturales Protegidas - SERNANP, organismo público
descentralizado del Ministerio del Ambiente, parcialmente administrado por iniciativa
propia por PROHVILLA, organismo de la Municipalidad Provincial de Lima.
Localización
- Situación, se sitúa al sur de Lima y forma parte del distrito de Chorrillos de la
provincia de Lima.
- Extensión, el área total ocupado por los Pantanos de Villa abarca aproximadamente
unos 2.000 hectáreas; de las cuales 285 hectáreas pertenecen a los humedales, es
decir permanecen inundados. 263,27 Há sido categorizado por D.S. 055-2006-AG,
como Refugio de Vida Silvestre Pantanos de Villa y 276 hectáreas corresponden al
Area Natural Protegida Municipal.
- Accesibilidad, para acceder a Los Pantanos de Villa se toma la antigua
Panamericana Sur, vía principal que atraviesa el mencionado pantano y seccionael
pantano en dos zonas, por medio de transportes masivos.
- Altitud, los Pantanos se encuentran a una altitud promedia de 0 a 15 metros sobre el
nivel del mar.
- Límites, hacia el norte se encuentra el Morro Solar, hacia el Este, las viviendas
levantadas sobre la parte baja de las colinas, hacia el sur la zona industrializada,
actualmente ocupada por fábricas, además de la sede de la UCSUR y hacia el oeste
se encuentra el mar y el Country Club de Villa.
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
Actividad
El pantano tiene una actividad de defensa natural; puesto que la construcción de
viviendas en áreas próximas, origina la reducción del agua del pantano al colocar el
cemento para la construcción de las mismas; no obstante las características propias
del pantano originan que en muchos casos estas casas o viviendas hayan sido casi
enterradas. Sin embargo ni por esta razón se ha podido evitar la agresiva actividad del
hombre por ganar terreno para construir viviendas y fábricas en un terreno inestable
como es el de los Pantanos de Villa.
Analogía
Para aplicar este principio se tiene que hacer una comparación con otros humedales,
otros sistemas que estén en la misma categoría. Ejemplo; podemos compararlo con
Las Salinas de Huacho, Laguna de Mejía, Laguna de La Chira, La Albufera de Medio
Mundo, entre otros; los cuales son humedales similares a los pantanos, es decir al
igual que éste ocupan la misma categoría sistémica que corresponde al grupo de los
humedales. En términos comparativos se infiere que la flora y fauna son similares, con
ligeras variaciones.
Luego de aplicar los principios geográficos de manera muy sucinta se describen
algunas formas de relaciones que se dan entre sistemas y subsistemas. Para facilitar
el trabajo se clasifican a todos los elementos presentes en el pantano, en dos grandes
sistemas; sistema biótico, el sistema abiótico y como un tercer elemento la interacción
del hombre.
El sistema abiótico, en este caso está formado por el agua, con todos sus elementos.
El suelo que sirve de soporte para este humedal; el cual está formado por arcilla,
sales, arena, rocas sedimentarias y canto rodado. La atmósfera, los rayos solares y los
fenómenos climáticos que tienen lugar en la zona.
El sistema biótico, Una diversidad de flora y fauna. La flora característica del lugar está
formada básicamente por: totoras, junco y algunas gramíneas como la grama salada,
que predomina por su adaptabilidad a los suelos salados. La fauna característica del
lugar lo constituyen más de 250 especies de aves (polluelos de agua, patos
zambullidores, águilas, pelícanos, etc.); de los cuales 30 especies son migratorias,
(gaviotas, garzas blancas, parihuanas, etc.) que periódicamente migran desde Alaska,
20
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
de regiones andinas y de otros lugares, una diversidad de insectos como: las
mariposas, las mariquitas, mosquitos; algunos reptiles, roedores; peces como la tilapia
entre algunos otros.
Dentro del pantano hay múltiples relaciones e interrelaciones en constante actividad
que se dan entre los elementos bióticos y abióticos. Pero, existen otras relaciones que
se dan dentro del mismo sistema, inclusive hay relaciones que se dan dentro de los
distintos subsistemas como lo veremos luego.
Las plantas, aves, insectos y demás especies vivientes aprovechan el aire que
proporciona la atmósfera. La relación flora y fauna también se da de múltiples
maneras; los colibríes y los insectos actúan como medios de polinización del junco, la
totora, etc.; algunas especies animales se alimentan de algunas plantas del lugar
Además hay relaciones múltiples dentro de la misma flora y fauna, esto es más
evidente en la fauna, como es el caso de los depredadores, carnívoros, etc.; (el águila
se alimenta de tilapias)
El suelo provee arcilla, minerales, sales; elementos necesarios para el desarrollo de la
flora. Además de ello los suelos sirven de soporte del pantano y las plantas. El hombre
también lo aprovecha, cuando construye viviendas en los alrededores.
El agua crea las condiciones necesarias para la vida. Actúa como ente reguladora del
clima reteniendo el calor y de esta manera mantiene una adecuada temperatura. Sirve
como medio de desplazamiento para las aves y los peces. Transporta sedimentos que
son buenos para el crecimiento de las plantas.
Por otro lado, está la actividad del hombre con la intención de disecar el pantano con
la finalidad de aprovechar los suelos, ya sea construyendo viviendas, fábricas o
clubes. A través de bombas extrae el agua y las canaliza, de esta manera trata de
mantener el nivel de agua de la zona. El problema radica en que toda esta actividad
humana se da de manera improvisada, pues, se rellena los pantanos con desmontes,
residuos contaminantes, los cuales atentan de manera más agresiva contra la flora y
fauna.
El Estado participa en su cuidado y protección, siendo el SERNANP el ente rector y
autoridad nacional de las áreas naturales protegidas el encargado de su gestión,
monitoreo y control. Además participan diversos organismos locales (Municipalidad de
21
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
Chorrillos y Municipalidad de Lima), entre otros, sin embrago su participación no es
suficiente para la protección adecuada dado que Los Pantanos de Villa se encuentran
en un abandono casi total. Cuando se les pide explicaciones, de la situación de este
pantano, a las autoridades de estas instituciones se derivan las funciones entre ellas,
estas instituciones, o más bien quienes las representen, se pongan de acuerdo y
pongan fin al abandono y descuido del pantano.
El SERNANP ha iniciado una serie de una serie de coordinaciones y acciones
orientadas a mejorar la gestión del área, con la activa participación de las autoridades
locales, organismos privados académicos y empresariales y la población en
general.Seria conveniente que entre las entidades encargadas coordinen acciones
concretas y efectivas que conduzcan a revertir la situación actual. (PROHVILLA, Área
técnica, 2011).
Importancia del Refugio de Vida Silvestre
- Importancia económica:Algunos pobladores aprovechan la totora que crece en los
pantanos para elaborar canastos, bolsos y algunos otros artículos decorativos. Es una
pequeña fuente de turismo; existe programas de visitas guiadas a cargo del Area de
Ecoturismo para la recepción algunos turistas y estudiantes.
- Importancia didáctica: Los Pantanos de Villa sirven como una pequeña fuente de
investigación para estudiantes de los distintos colegios de Lima y de algunas
universidades de la especialidad.
- Importancia ecológica: Conserva una biodiversidad de especies. Es un hábitat natural
muy importante en nuestro medio que puede servir a generaciones para que puedan
apreciar de cerca un ecosistema. También actúa como un pulmón de la agitada
ciudad, purificando el aire.
Descripción del Fenómeno de Eutrofización
El término Eutrofia, se originó a partir del adjetivo alemán eutrophe, el cual refería a la
riqueza de nutrientes en una cierta región; Naumann (1919), fue quien introdujo el
concepto general de Oligotrofia y Eutrofia, tomando como referencia la poca o gran
existencia de algas planctónicas en el lugar de estudio, donde el primer término refería
a los lagos que contenían pocas algas planctónicas en una región dominada por rocas
primarias; un lago Eutrófico, era todo lo contrario, ya que el mismo contenía una gran
riqueza en fitoplancton, en regiones bajas y fértiles, donde existía una gran actividad
22
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
humana El fenómeno de eutrofización se da principalmente en aguas superficiales, en
los grandes reservorios (lagos y lagunas), y últimamente en ríos que atraviesan
ciudades.
Originalmente, la eutrofización se consideraba como un proceso natural, que se
llevaba a cabo durante millones de años, en el cual un lago o pantano recibía los
aportes de su cuenca de drenaje, los mismos que consistían en nutrientes, sedimentos
y otros materiales alóctonos, con el tiempo sucedía que el sistema acuoso del lago se
transformaba en una ciénaga, la cual al consolidarse se convertía en un sistema
terrestre. Este proceso toma lugar en cientos de miles de años y es irreversible.
Actualmente es posible hablar de una “Eutrofización Cultural”, determinada por la
intervención del hombre, el cual debido a su necesidad de extensión transforma su
entorno. Las descargas de aguas servidas por ejemplo, son una de las más antiguas
causas de la eutrofización cultural, ya que estas son ricas en nutrientes contribuyendo
al cambio trófico cuerpo receptor; otro ejemplo son los excesos de fertilizantes, los
cuales son ricos en fósforos, sean estos naturales o químicos. La deforestación
también influye en la carga de nutrientes, ya que los escurrimientos al pasar por una
tierra que no tiene protección, “lavan” la capa fértil y se llevan consigo los nutrientes de
la misma.(PROHVILLA, Área técnica, 2011).
Fuentes de eutrofización
- Eutrofización natural.- La eutrofización es un proceso que se va produciendo
lentamente de forma natural en todos los lagos del mundo, porque todos van
recibiendo nutrientes.
Eutrofización de origen humano.- Los vertidos humanos aceleran el proceso hasta
convertirlo, muchas veces, en un grave problema de contaminación. Las principales
fuentes de eutrofización son: Los vertidos urbanos, que llevan detergentes y desechos
orgánicos y los vertidos ganaderos y agrícolas, que aportan fertilizantes, desechos
orgánicos y otros residuos ricos en fosfatos y nitratos. (PROHVILLA, Área técnica, 2011).
Medida del grado de eutrofización
Para conocer el nivel de eutrofización de un agua determinada se suele medir el
contenido de clorofila de algas en la columna de agua y este valor se combina con
23
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
otros parámetros como el contenido de fósforo y de nitrógeno y el valor de penetración
de la luz. (TECNUN, 2010)
Especie Macrófita Jacinto de Agua
- Nombre científico o latino: Eichhornia crassipes
- Nombre común o vulgar: Jacinto de agua, Camalote, Lampazo, Violeta de agua,
Buchón, Taruya, Lirio de agua, lechuga de agua, lechuguín.
- Familia:Pontederiaceae (Pontederiáceas).
- Origen: cursos de agua de la cuenca del Amazonas, en América de Sur.
- Se han distribuido prácticamente por todo el mundo, ya que su aspecto ornamental
originó su exportación a estanques y láminas acuáticas de jardines en climas
templados y cálidos.
- Especie flotante de raíces sumergidas. Carece de tallo aparente, provisto de un
rizoma, muy particular, emergente, del que se abre un rosetón de hojas que tienen una
superficie esponjosa notablemente inflada en forma de globo que forma una vejiga
llena de aire, mediante la que el vegetal puede mantenerse sobre la superficie
acuática.
- Composición: Así como las algas, la hierba del lecho del río y demás plantas
acuáticas, el Jacinto de agua tiene un alto contenido de agua entre 93 y 95%. Esta
composición varía dependiendo del medio en el cual crezca la planta. Cuando hay
escasez de elementos fertilizantes, se inhibe el crecimiento de la planta. Por el
contrario, en abundancia de nutrientes, la planta se desarrolla a su máximo límite,
adquiriendo un intenso color azul-verdoso. Para realizar el análisis de la composición
del Jacinto de agua se tomaron dos muestras, la primera (1) de un estanque pobre en
nutrientes y la segunda (2) de una corriente lenta en donde las sales tienden a
acumularse. En los anexos del presente estudio de pueden apreciar las fotografías de
los Jacintos de Agua de la zona.
Ventajas y Desventajas del Uso de Jacinto de Agua
Los estanques de Jacinto de agua son una tecnología viable para la depuración de
aguas residuales, especialmente si éstas son de origen industrial, y puede llegar a
tener un gran futuro en países en vías de desarrollo que tengan climas tropicales o
subtropicales, donde las condiciones económicas de estos proyectos (necesidades de
terreno, relativamente menores costes de instalación, operación y mantenimiento),
24
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
pueden ser determinantes a la hora de emprender o no la depuración de los efluentes
industriales, si a este punto adicionamos las condiciones climáticas que favorecerían
los rendimientos, tendríamos una interesante posibilidad de solución.
Ventajas
Los estanques de Jacinto de agua es técnica económicamente factible para tratar
efluentes industriales por varias razones:
- Son menos costosos que otras opciones de tratamiento.
- Los gastos de operación y mantenimiento son bajos. (energía y suministros)
- La operación y mantenimiento no requiere un trabajo permanente en la instalación.
- Los estanques soportan bien las variaciones de caudal.
- Facilitan el reciclaje y la reutilización del agua.
- Proporcionan un hábitat para muchos organismos.
- Pueden construirse en armonía con el paisaje.
- Proporcionan muchos beneficios adicionales a la mejora de la calidad del agua, como
el ser un hábitat para la vida salvaje y un realce de las condiciones estéticas de los
espacios abiertos.
- Son una aproximación sensible con el medio ambiente que cuenta con el favor del
público.
Desventajas
- Generalmente requieren grandes extensiones de terreno, comparado con los
tratamientos convencionales. El tratamiento con estanques de Jacinto de agua puede
ser relativamente más barato que otras opciones, solo en el caso de tener terreno
disponible y asequible.
- El rendimiento del sistema puede ser menos constante que el de un proceso
convencional porque depende de los cambios en las condiciones ambientales,
incluyendo lluvias y sequías.
- Los componentes biológicos son sensibles a sustancias como el amoniaco y los
pesticidas que llegan a ser tóxicos.
- Se requiere una mínima cantidad de agua para que sobrevivan, pero no soportan estar
completamente secos.
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
4.3. Marco Conceptual
Algas:Las algas, igual que los hongos, son inmóviles, protistas, con pared celular,
algunas son unicelulares y otras son filamentosas o coloniales, tienen estructura
similar a plantas con crecimiento multicelular pero no tienen diferenciación real entre
las células. La mayoría de ellas son acuáticas, aunque hay géneros que crecen en el
suelo. El dióxido de carbono (CO2) y/o aniones bicarbonatados (HCO–3) sirven como
fuente de carbono para el crecimiento, por lo que la energía proviene de la adsorción
de la luz por pigmentos fotosintéticos, dando como producto el oxígeno. (Guerra. L,
2009).
Su importancia en los suelos es más conocida, salvo en medios extremos: helados o
tórridos, donde pueden ser abundantes. En estas situaciones forman a modo de
costras que impiden los procesos de erosión y evaporación.
Eutrofización: Tipo de contaminación que se produce en los lagos donde el agua se
enriquece de manera artificial con nutrientes generando el crecimiento anormal de las
plantas acuáticas y por ende la disminución del oxígeno en las aguas más profundas,
lo cual causan la muerte de especies acuáticas del lugar.
Laguna Artificial: Define a aquel cuerpo de agua que no proviene de la naturaleza sino
una representación de laguna hecho por el hombre, el cual escava metros bajo tierra
hasta una profundidad 3 a 5 metros aproximada y es rellenada por agua
características del lugar de origen donde se quiera colocar.
Planta Macrófita:Las plantas macrófita (también llamadas plantas hidrofíticas o
hidrofitas o plantas hidrofilaceas o higrofitas) son plantas adaptadas a los medios muy
húmedos o acuáticos. Estas plantas pueden encontrarse tanto entre las algas como
entre los vegetales vasculares: briófitos, y angiospermas (familia de las
Monocotiledóneas y de las Dicotiledóneas). Su adaptación al medio acuático es
variable. Se pueden encontrar diferentes grupos de plantas: unas totalmente
sumergidas, otras, las más numerosas, parcialmente sumergidas o con hojas flotantes.
(Guerra. L, 2009).
27
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
Fitorremediacion: El término genérico «fitorremediacion» está constituido por un prefijo
griego phyto, que significa planta, y un sufijo latino remedium, que significa eliminar
algo pernicioso. La fitorremediacion constituye una variación de las técnicas de
biorremediacion, pero se concreta en el uso de plantas verdes y los microorganismos
asociados a ellas, así como las enmiendas del suelo y técnicas agronómicas dirigidas
a liberar, contener, o transformar en compuestos inocuos a los contaminantes del
suelo o del agua. La fitorremediacion es una tecnología emergente en el tratamiento
de la contaminación, su aplicación es cada vez mayor y sus resultados se están
valorando como muy positivos. La utilización de técnicas, en campo, con plantas
herbáceas, gramíneas, vegetación arbórea y algunos mutantes transgénicos, pone de
manifiesto que la fitorremediacion empieza a ser una tecnología competitiva en la
recuperación de suelos contaminados. (Bernal.P, 2007).
Biorremediacion: Esta técnica se basa en favorecer los procesos microbiológicos que
de una forma natural se producen en el suelo o en el agua y que conllevan la
degradación de los contaminantes. El objetivo final es conseguir la mineralización de
los contaminantes, esto es, transformar los compuestos químicos nocivos en
compuestos inocuos, tales como dióxido de carbono, agua, o materia celular.
Los microrganismos están presentes en los medios naturales y son responsables de la
mayor parte de los ciclos de compuestos como carbono, nitrógeno, azufre y fósforo.
Todos estos microrganismos juegan un papel muy importante en los procesos de
biorremediacion. (López. La Fuentes, 2005)
Monitoreo Ambiental: En la actualidad, el monitoreo ambiental es una gran
herramienta para el análisis de un contaminante, como son monitoreo de efectos
biológicos con ensayos de toxicidad, monitoreo biológico de campo y medición de
parámetros químicos convencionales en descargas y cuerpos receptores, cada uno de
estos aplica tecnologías distintas para poder analizar la carga contaminante en
distintos medios.
Parámetros Fisicoquímicos: Llamamos parámetros a las propiedades físico químicas
que podemos medir y que aportan al agua las características que nos interesan para
determinar su calidad cuando son alteradas por contaminante siendo los principales la
T°, pH, OD, conductividad, DBO entro otros.
28
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
5. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION
5.1. Hipótesis de la Investigación
5.1.1. Hipótesis General
Es posible la reducción de la eutrofización mediante la fitorremediacion.
5.1.2. Hipótesis Especificas
Es posible que la eutrofización disminuya la concentración de oxigeno en la
Laguna.
Es posible aplicar un tratamiento fitorremediador para mejorar la calidad del agua
de la Laguna.
5.2. Variables e Indicadores
5.2.1. Variable Independiente (X)
La continua descarga de residuos sólidos y efluentes domésticos e industriales a
los canales que alimenta a las lagunas de los Pantanos de Villa, serán la razón
principal para analizar las variables independientes, dentro de las cuales se detallan
las siguientes:
Variables Externas
- Concentración de materia orgánica
- Concentración de Fosfatos
- Concentración de Nitratos
- Cantidad de población microbial
Variables Internas
- Nivel de Oxigeno en el agua
- Nivel de transparencia del agua
- Nivel de acidez o alcalinidad del agua
29
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
5.2.2. Variable Dependiente (Y)
La variable dependiente será la Calidad del agua, la cual se verá afectada por la
presencia de la eutrofización en la laguna de los Pantanos de Villa.
5.2.3. Indicadores
- Demanda Bioquímica de Oxigeno ( DBO)
- Oxigeno Disuelto ( OD)
- Nitratos
- Fosfatos
- Coliformes fecales
- Coliformes termo tolerantes
- Turbidez
- pH
5.3. Tipo y Nivel de Investigación
5.3.1. Tipo de la Investigación
Se presenta un tipo de Investigación Pura ya que se está partiendo de otro tipo de
investigaciones en los cuales se emplean la fitorremediacion como medida de
tratamiento biológico.
5.3.2. Nivel de la Investigación
Se presenta un nivel de investigación Explicativa ya que al identificar las causas de
la eutrofización se busca encontrar posibles soluciones de cómo mejorar la calidad
del agua de La Laguna a través de la fitorremediacion.
5.4. Método y Diseño de la Investigación
5.4.1. Método de la Investigación
Se realizará el proyecto en base al método científico aplicando todo lo necesario
para conseguir los resultados que se esperan en la ejecución.
30
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
5.4.2. Diseño de la Investigación
Para aplicar el tratamiento de la Fitorremediacion en cuerpo de agua como es el
caso de la Laguna de los Pantanos de Villa y tomar como especie macrófita
remediadora el Jacinto de Agua, se deberá seguir la siguiente metodología:
- Escoger la laguna a estudiar y seleccionar una porción de esta para el análisis
respectivo, siendo antes delimitada correctamente.
- Hacer una limpieza superficial de la eutrofización generada en la zona delimitada
donde se realizará la siembra.
- Una vez limpiado, realizar el muestreo de aguas con los parámetros escogidos para
determinar su calidad actual.
- Realizar la siembra adecuada del Jacinto de agua (tiernos) en el área delimitada.
- Observar el crecimiento de la planta acuática para ser controlada si es necesario.
- Observar y analizar el comportamiento de la materia orgánica una vez sembrado el
Jacinto de agua.
- Realizar una segunda toma de muestras de los mismos puntos elegidos antes de la
siembra.
- Realizar una comparación de los resultados obtenidos a través de gráficos
comparativos y curvas de comportamiento, tomando en cuenta análisis de la
calidad del agua de los años anteriores y obtener respuestas.
5.4.3. Población y Muestra
Población
En este caso se aplica para los limites dentro del Área Natural Protegida ya que en
esta área es la que se quiere mantener el ecosistema equilibrado y conservar en
buen estado las características propias del lugar por el bien de las especies
acuáticas que habitan ella.
Muestra
La muestra se realizara en un área aproximada de 40m2 de un total 200m2 de
área de la Laguna; para la siembra de los Jacintos de agua; ya que al ser una
prueba piloto escoger un área mayor podría generar un riesgo para las especies
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AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
5.5. Técnicas, Instrumentos y Fuentes de Recolección de datos
5.5.1. Técnicas
El seguimiento del comportamiento de la eutrofización y los posibles cambios que
se puedan presentar por la presencia del Jacinto de Agua se podrá analizar con la
medición de parámetros apropiados mediante muestreos en el área de estudio. Los
pasos a seguir son los siguientes:
Delimitar primero el área de estudio dentro de la laguna ya que como es análisis
experimental no se puede arriesgar a alterar todo el comportamiento de la laguna;
por esta razón solo se piensa utilizar 40m2 de 200m2 del área total.
Determinar los parámetros principales a utilizar para la medición de los puntos de
muestreo, se cree conveniente usar los parámetros principales utilizados en la
mayoría de monitoreos de agua. Estos serian en principio el OD, DBO, Nitratos y
Fosfatos. Ya que por estudios encontrados se verificó que serian los que indican el
exceso de nutrientes o variación en el oxigeno en los cuerpos de agua.
Escoger los puntos de muestreo adecuados dentro del área delimitada, los
necesarios para obtener buenos resultados de la medición; para la cual se contará
con un Laboratorio acreditado por INDECOPI que realice la toma de muestras del
lugar.
Tomar el primer muestreo de los parámetros ya establecidos anteriormente en el
área delimitada antes de la siembra de los Jacintos de agua en el lugar.
Realizar el seguimiento del comportamiento del Jacinto de Agua en la Laguna luego
de la siembra
Tomar entonces las segundas muestras de los parámetros en los mismos puntos
escogidos anteriormente.
Muestreos Específicos: Para el estudio en cuestión se eligió 4 puntos dentro del
área de estudio en la laguna tomando como referencia las salidas y entradas del
agua, dirección del viento y caudal para obtener buenos resultados de los análisis.
Se vio conveniente sacar muestras del punto de ENTRADA, del punto de SALIDA,
de la ORILLA y del CENTRO del área delimitada. Esta laguna se encuentra cerca a
34
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
los puntos de monitoreo 21 y 22 ya establecidos como se muestra en el Cuadro
N°2 líneas arriba.
Parámetros para aguas superficiales: En cuanto a los parámetros estos son
escogidos a través de los estándares de calidad ambiental (ECA´S) para aguas
mostrado en la ley general de recursos hídricos los cuales muestran el valor
apropiado que indiquen un buen estado de los cuerpos de agua, tanto las ECA`S
como los Límites Máximos Permisibles (LMP´S) sirven como indicadoresprincipales
para el análisis a realizar.
Parámetros Específicos: Se vio conveniente para el estudio de la eutrofización
utilizar como mínimo para obtener los resultados necesarios; los parámetros
siguientes:
- pH
- Tº (agua)
- Conductividad
- Oxigeno Disuelto (OD)
- Nitratos
- Fosfatos
- Demanda Bioquímica del Oxigeno (DBO)
Métodos de análisis químicos: Para muestreos de parámetros In Situ (
Temperatura, pH, conductividad) se utilizan equipos ya calibrados con los
estándares y limites dados por la EPA, los cuales vienen de fabrica para no tener
ningún error a la hora de realizar las mediciones.
Para el caso de las muestras en laboratorio, están son realizadas según los
Métodos establecidos por la EPA, siendo los descritos en el
TechnicalDevelopmentDocumentforthe Final EffluentLimitationsGuidelines and
StandardsfortheMeat and PoultryProducts Point SourceCategory, documento oficial
de la EPA, en donde se describen los métodos aplicados por cada parámetros de
calidad en este caso en Laboratorio Gruentec Perú que son:
- Oxigeno Disuelto : EPA 160.1
- Nitratos y Fosfatos: EPA 300.0
- DBO5: SM 5210 B
35
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
5.5.2. Instrumentos y fuentes de recolección de datos
La principal fuente de recolección de datos serán obtenidos de las propias oficinas
administrativas de los Pantanos de Villa, los cuales facilitaran la base de datos de
parámetros obtenidos anteriormente, como también la contratación del laboratorio
ambiental para las tomas de muestras necesarias.
Se hará el monitoreo de agua en el área de estudio delimitada utilizando equipos de
medición in-situ como pH-metro, multiparametro y disco secci, como también toma
de muestras en recipientes apropiados para los parámetros a ser analizados en el
Laboratorio.
Otro instrumento para este proyecto durante su desarrollo serán en base a
investigaciones similares obtenidas de libros u páginas de internet actualizadas
relacionadas con la aplicación de la fitorremediacion en el agua y el uso de plantas
macrófita.
6. CRONOGRAMA
El cronograma a continuación muestra el tiempo estimado requerido para realizar el
tratamiento de la fitorremediacion en la laguna de los Pantanos de Villa, tomando en
cuenta el área de estudio, la cantidad de parámetros y el comportamiento adecuado
de los Jacintos de Agua se podrían tener resultados de los cambios en la Eutrofización
de la Laguna en aproximadamente 4 meses de trabajo tal como se detalla en el cuadro
a continuación:
Cuadro N°5: Cronograma de Estudio
ACTIVIDADES MES 1 MES 2 MES 3 MES 4
Sem. 1
Sem. 2 Sem. 3 Sem. 4 Sem. 1 Sem. 2 Sem. 3 Sem. 4 Sem. 1 Sem. 2 Sem. 3 Sem. 4 Sem.1
Delimitación del área de estudio X
Determinación de los parámetros
X
Determinación de los puntos de muestreo X
Toma de muestras en los puntos de monitoreo establecidos antes de la siembra
X
Entrega de los resultados de Laboratorio
X
Siembra de Jacinto de Agua en el área de estudio
X
Análisis del comportamiento y adaptación del Jacinto de Agua.
X X
Segunda toma de muestra en los puntos de monitoreo establecidos después de la siembra
X
Entrega de los resultados de Laboratorio
X
Evaluación, y Recolección de datos
X X X X X X X X
Toma de fotografías del proceso
X X X X X X X X X X X X X
7. RESULTADOS
Tomando como referencia el trabajo de investigación realizado en la Universidad
de Ambato en Ecuador y considerando que se utilizo la misma planta Jacinto de
Agua (Lechugin) para sus investigaciones en humedales y su repercusión en los
canales de agua contaminada por efluentes domésticos e industriales se obtuvo
los siguiente:
- De los resultados obtenidos en la investigación, los cuales se muestran en el
Anexo del presente trabajo profesional; se puede determinar que las aguas
del Río Cutuchi, provincia de Cotopaxi, conducidas luego por el canal de riego
agrícola Latacunga-Salcedo-Ambato, poseen concentraciones de
contaminantes en su mayoría fuera de los valores límite permisibles
contemplados en el Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria
(TULAS). Entre los valores más significativos están los de Coliformes fecales
y totales lo que plantea un serio riesgo para la salud pública por los alimentos
que son producidos y lavados en las áreas agrícolas.
- La fitorremediacion investigada mediante el humedales de “lechuguín”
(Eichhornia crassipes) a dos días de retención de las aguas, estableció que
la utilización de estos dispositivos es efectiva, determinándose que el
humedal de “lechuguín” es el más aconsejable pues a partir de los 2 días
de retención existió ya disminución de lasconcentraciones de
contaminantes.
Conociendo estos antecedentes, el Área Natural Protegida Pantanos de Villa
tomó la iniciativa de realizar una toma de muestras de la calidad del agua de la
Laguna eutrofizada delimitando el área de estudio y aplicado la metodología tal
como se menciono anteriormente.
Según resultados de laboratorio mostrados en el Anexo del presente trabajo
profesional se puede analizar lo siguiente:
- Inicialmente se corroboró que los instrumentos utilizados para medir la
cantidad de OD y demás parámetros se encontraban perfectamente
calibrados antes de realizar las muestras respectivas:
38
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
- En cuanto a los resultados del Oxigeno Disuelto ( OD); obtenidos dentro del
área de estudio tomado en el Punto 1 ( ENTRADA) arrojaron el valor de
3mg/lt , el cual se encuentra por debajo de los LMP`S mostrados en la Ley
General de Recursos Hídricos, el cual indica que el valor mínimo para
lagunas y lagos es de 5mg/lt.
- La disminución del OD encontrados en este punto se debe particularmente al
aumento excesivo de la DBO en la laguna; ya que la relación es inversamente
proporcional. Lo que está generando la disminución progresiva del oxigeno
necesario para la vida acuática en la laguna.
- Según muestran los resultados DBO especialmente los del punto 1 y punto 2
(ENTRADA Y ORILLA) la carga de nutrientes es excesiva como muestran los
valores de 16 y 18mg/lt respectivamente. Si bien se encuentran por encima
de los LMP`S se consideran parámetro muy altos en comparación con los
obtenidos en los otro 2 puntos de muestreos tomados.
- Esto se debe principalmente a las actividades que se realizan de manera
constante en las zonas aledañas a los pantanos de Villa; como son los
criaderos de ganado vacuno y ovino, chancherías, cultivos, arrojo de
desmonte (con residuos orgánicos) como también del lavado de autos y ropa
por los pobladores. Esto se desarrolla principalmente en los Jr. Granjeros y
Ganaderos. Todo lo mencionado va ocasionar el aumento tanto de la DBO y
por ende la disminución del OD, como muestran los resultados.
- Se observa también, que los canales de alimentación de los espejos de agua
de los pantanos de Villa se ven afectados por la descarga excesiva de las
aguas servidas generada por los asentamientos humanos lo cual también
contribuye al aumento de DBO como también de otro parámetro de vital
importancia como son los coliformes fecales y termo tolerantes; estos
parámetros tienen una relación directa con el nivel de DBO el cual indica que
si hay exceso de DBO también presentaran presencia significativa de CF y
CTT en el área de estudio.
- Según los resultados entregados se observa que la mayor variación de
resultados significativos se muestran en los puntos 1 y 2 de ENTRADA Y
ORILLA, esto se debe a que; por ser la entrada el primero en recibir todas
las descargas y contaminación generada en los canales estos se
39
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
concentraran en esta zona como también en las orillas, al no a ver mucho
movimiento por la acción del viento o aumento del caudal medio de la laguna.
8. CONCLUSIONES
En cuanto al Proyecto de Investigación de la Universidad de Ambato de Ecuador
se concluyo que el uso de la fitorremediacion para el problema de sus canales
de riego es un tratamiento óptimo y eficaz para la contaminación del agua por
efluentes domésticos e industriales y que la planta “lechuguín o Jacinto de Agua”
se adaptó a las aguas del canal sin ningún contratiempo y el estudio económico
realizado determinó que el empleo de estas tecnologías alternativas de
descontaminación es de bajo costo y por tanto accesible para agricultores de
escasos recursos.
En cuanto a los resultados obtenidos por la toma de muestras del área de
estudio delimitada en la Laguna de los Pantanos de Villa se menciona que las
altas concentraciones de la DBO y del OD en este estudio pueden ser elevados
por el exceso de actividades realizadas en esas épocas del año, lo que conlleva
a la generación de más contaminantes y nutrientes y por ende al exceso de
eutrofización en algunas zonas de los Pantanos de Villa.
Con la toma de muestras ya realizadas el Área Natural Protegida Pantanos de
Villa inicio con la siembra del Jacinto de Agua dentro del Área de estudio de la
Laguna y de esta manera pretende hacer un seguimiento del crecimiento del
Jacinto de Agua y de las variaciones de la Eutrofización por la presencia del
mismo confirmando de esta manera la hipótesis formulada en este Trabajo
Profesional.
Como se sabe el efecto regulador que presenta los componentes del Jacinto de
agua ayudan a la disminución de contaminantes que llegan a la laguna, a la
captación de metales pesados, partículas en suspensión y a la disminución de
las algas generadas por la eutrofización. Una prueba de ello se observo a las
semanas de realizar la siembra del Jacinto de Agua en la Laguna; donde se
pudo notar un ligero cese en el desarrollo de las algas en la zona de estudio, lo
cual habría generado el aumento del oxigeno y por ende la presencia de
algunospeces ya ausentes por el problema de la Eutrofización.
40
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
9. RECOMENDACIONES
Se requiere tomar como referencia otras investigaciones en base a la
fitorremediacion en cuerpos de agua y analizar resultados comparativos que
permitan precisar las variaciones que se producen y comprueben la eficacia de
la tecnología para ser aplicadas en áreas más grandes sin perder el control del
tratamiento.
Continuar estudios del comportamiento del Jacinto de Agua sembrado en la zona
y analizar los cambios en la Eutrofización de la laguna.
Es necesario controlar el crecimiento de los Jacintos de Agua, la excesiva
reproducción de estos pueden generar una multiplicación en la laguna que
podría mermar la calidad del agua ya que disminuirá su capacidad fotosintética.
Es de vital importancia establecer una frecuencia de monitoreos continuos en los
puntos ya delimitados para así comprobar mediante los resultados de laboratorio
antes y después de la siembra las variaciones que se presenten por la presencia
del Jacinto de Agua y de esta manera realizar análisis comparativos y gráficos
estadísticos que confirmen que un tratamiento biológico como la fitorremediacion
puede disminuir o eliminar el problema de Eutrofización presente en la Laguna
de los Pantanos de Villa.
Considerar a la Fitorremediacion como alternativa de solución para otros
problemas similares en donde una tecnología limpia sea capaz de mejorar la
calidad del agua y el ecosistema acuático de mares, ríos, lagos o lagunas.
41
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
10. BIBLIOGRAFIA
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42
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
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recuperación de suelos.Editorial: Skipper.H.D. Pag:1-3, Madrid - España /2007
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Contaminados”: Informe realizado por la Universidad Complutense y titular de
Edafología y Geología, Pág.: 1-33, 2005.
11.
F
AUTOR: LI
ANEXOS
ESTÁNDA
Cu
Fuente: MINA
ISETH AYUN
ARES NACIO
uadro N°6:
AM, 2008
NI CAMPOS
ONALES DE
CATEGORÍA
CALIDAD A
A 4: CONSERV
AMBIENTAL
VACIÓN DEL
L PARA AGU
AMBIENTE A
UAS
ACUÁTICO
43
44
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
REPORTE DE ANALISIS DE LOS PARAMETROS ANALIZADOS EN LA LAGUNA DE
LOS PANTANOS DE VILLA-CHORRILLOS
Laboratorio: GRUENTEC Perú
Responsable: Gerente de Operaciones, Química Esther Sánchez
Cuadro N°7: Análisis de Resultados
Rotulación y lugar
de Muestras
PHV-
090922-1
ENTRADA
PHV-
090922-2
ORILLA
PHV-
090922-3
SALIDA
PHV-
090922-4
CENTRO
Método
adaptado de
referencia
In situ
Temperatura
(C°) 27 25 22 22 EPA 170.1
pH 8.79 7.93 7.05 7.30 EPA 150.0
Conductividad (
uS/cm) 7050 5910 6410 7540 EPA 120.1
Físico Químico:
Oxigeno Disuelto
(mg/lt)
3.0 4.3 6.3 6.7 EPA 160.1
Aniones y no Metálicos:
Fosfatos(mg/lt) 0.3 0.3 0.2 0.3 EPA 300.1
Nitrato como
nitrógeno(mg/lt)
1.5 1.2 < 0.1 0.4 EPA 300.1
Parámetros Orgánicos:
45
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
DBO (mg/lt)
16
18
9
5
SM 5210B
Fuente: GRUENTEC Perú,2011
RESULTADOS DE PARÁMETROS ANALÍTICOS DEL AGUA DEL CANAL
LATACUNGA-SALCEDO-AMBATO EN EL HUMEDAL DE “LECHUGUÍN” – Trabajo
de Investigación de la Universidad de Ambato
Cuadro N°8: Análisis de Resultados
PARAMETROS
UNIDAD METODO NORMA
RESULTADO ( 0 d)
RESULTADO ( 2 d)
RESULTADO ( 4d)
LIMITE PERMISI
BLETurbiedad UTN APHA 2130 B 2,13 2,91 0,93 -
Ph - APHA 4500 H 8,08 7,79 7,53 5-9
Conductivid
ad Electrica Us/cm APHA 2510 705 574 734 -
SST mg/L APHA 2540 D <50 <50 <50 100
Solidos
Sedimentab
les
mg/L APHA 2540 B 0.9 0,1 0,1 1,0
Dureza
Total mg/L APHA 2340 C 240 290 301 -
Sulfatos mg/L APHA 4500 SO
42-E 26 28 29 1000
Nitratos mg/L APHA 4500-
NO3-E 1.5 1,4 1,2 -
Amonio mg/L
EPA Water
Waste
N°350.2.1974
0.42 <0.1 0,37 -
DBO5 mg/L APHA 5210 B 20 10 4 100
DQO mg/L APHA 5220 D 35 40 16 250
CCF UCF/10
0ml
APHA 92222D,
9221 400000 700 100 2500
CCT UCF/10
0ml
APHA
9222,9221 >1 x 106 8100 2100 5000
Materia Organica
-
Oxidacion
Humeda,
Walkley
16 21 9 -
Fuente: Cesstta – Espoch, 2011
46
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
En el análisis de validación final se registraron también resultados de 0.016 mg/l de
Cromo hexavalente siendo 0.5 mg/l el valor límite permisible y de <0.3 mg/l de
Plomo siendo 0.2 mg/l el valor límite permisible.
MÉTODOS APLICADOS SEGÚN EPA – ANALYTICAL METHODSAND BASELINE VALUES
Method 160.1 (Total Dissolved Solids)
Total dissolved solids (TDS) was measured by Method 160.1, which is approved
for compliance monitoring in 40 CFR 136 (see ‘residue – filterable’). Method
160.1 is a gravimetric method with a lower limit measurement range of 10 mg/L.
EPA used this nominal quantitation limit of 10 mg/L as the baseline value.
Methods 300.0, 352.1, 353.1, 353.2, 354.1, SM4500-NO2 B, SM4500NO3-D, and
SM4500-NO3 E (Nitrate/Nitrite)
Many of the approved analytical methods for nitrite/nitrate in 40 CFR 136,
including Methods 352.1, 353.1 and 353.2, are based on colorimetric techniques
(adding to a sample reagents that form a colored product when they react with
the nitrate/nitrite and then measuring the intensity of the colored product). Such
methods can be subject to interferences in the complex matrices associated with
this industry, where samples may contain blood, animal tissue, or other
particulates that affect both the color development and ability to pass light
through the sample to measure the intensity of the colored product. In contrast,
Method 300.0 employs the technique known as ion chromatography to measure
10 inorganic anions, including nitrate and nitrite. Ion chromatography permits the
various inorganic anions to be separated from one another as well as from other
materials and contaminants present in the sample. Each anion can be identified
on the basis of its characteristic retention time (the time required to pass through
the instrumentation).
After separation, the anions are measured by a conductivity detector that
responds to changes in the effluent from the ion chromatograph–changes that
occur when the negatively charged anions (analytes) elute at characteristic
retention times, thereby changing the conductivity of the solution. Thus, Method
300.0 offers better specificity for nitrate and nitrite.
47
AUTOR: LISETH AYUNI CAMPOS
Methods 405.1 and SM5210 B (BOD5, Carbonaceous BOD5, and
DissolvedBOD5)
Biochemical oxygen demand (BOD5), carbonaceous BOD5 (CBOD5), and
dissolved BOD5 (DBOD5) were measured using Method 405.1 and Standard
Method (SM) 5210 B, both ofwhich are approved for compliance monitoring in 40
CFR 136. BOD5 and CBOD5 are essentiallythesame method, except an organic
compound is added to the CBOD5 test to inhibit nitrogenous oxygen demand. If
the sample does not include any nitrogenous demand to inhibit, the results
should be comparable for BOD5 and CBOD5. BOD5 and dissolved BOD5 are the
same method, except that the dissolved BOD5 sample is filtered prior to analysis
(either in the field or immediately upon receipt by the laboratory).
Method 405.1 and SM5210 B are identical and the nominal quantitation limit,
expressed in the methods as the lower limit of the measurement range at 2 mg/L,
is the same for all three forms of BOD5. EPA used this nominal quantitation limit
of 2 mg/L as the baseline value in determining the pollutants of concern.
The full document is available at: http://www.epa.gov/ost/guide/mpp/EPA-
821-R-04-011
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AUTOR: LI
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