UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL BIORREMEDIACIÓN AUTORES: Pamela Calderón Mariela Damián Ma. Elena Flores Paola Ricaurte Gabriela Silva TUTOR: Ing. Rolando Zabala Biorremediación del agua contaminada de la laguna San Antonio utilizando lentejas de agua. Las aguas residuales tratadas con lenteja de agua, se encuentra en un nivel aceptable y se puede reutilizar para riego agrícola (Oron, 1986). Los resultados del estudio indican que lenteja de agua, puede ser una planta para acumular metales pesados. OBJETIVOS GENERAL Evaluar la descontaminación de una muestra de agua de la laguna de San Antonio mediante el uso de lentejas de agua. ESPECÍFICOS • Determinar los parámetros iniciales de la muestra de agua de la Laguna de San Antonio. • Dar seguimiento a la muestra de agua con mediciones continuas de diferentes parámetros con la ayuda del aparato multiparámetro. • Analizar los datos obtenidos de las muestras de agua y determinar si existe o no biorremediación en el agua si utilizamos lentejas de agua. MARCO TEÓRICO Lenteja de agua.- Planta acuática con hojas planas y ovaladas. Están unidas en si por un pequeño manojo de raíces. Su color es verde, siendo este más o menos intenso según la iluminación. Cualquier planta en el género Lemna puede considerarse una lenteja de agua. La lenteja de agua puede propagarse rápidamente para cubrir un canal de agua, resistiendo todos los intentos de eliminarla. MARCO TEÓRICO DESCRIPCIÓN Y ORIGEN Los vegetales que conforman esta familia botánica son plantas acuáticas libres, que viven flotantes, sin anclarse en los lechos fangosos, turbosos o arenosos de lagos y otras zonas húmedas, estancadas o fluviales de curso muy lento. La familia está constituida por plantas acuáticas muy primitivas, consideradas como las fanerógamas más pequeñas y se distribuyen en casi todas las aguas dulces estancadas o poco movidas de casi todas las zonas templadas, subtropicales y tropicales del globo terráqueo. MARCO TEÓRICO CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LEMNA MINOR L. Lemna minor es una planta angiosperma (plantas con flores), monocotiledónea, perteneciente a la familia Lemnaceae. Su cuerpo vegetativo corresponde a una forma taloide, es decir, en la que no se diferencian 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. MARCO TEÓRICO 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 tolerar un rango de pH amplio, siendo el óptimo entre 4,5 y 7,5 (Rook 2002). MARCO TEÓRICO DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA Es una planta con distribución universal. Se ha encontrado en varias regiones de los hemisferios norte y sur, incluyendo América, Europa, Asia, Australia y Nueva Zelanda. Se encuentra principalmente Escuela de Ingeniería de Antioquia 35 en charcos de agua dulce, ciénagas, lagos y ríos calmados (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. MARCO TEÓRICO FORMA Alfombra de Lenteja de agua Se trata de una pequeña planta flotante, con hojas planas y ovaladas. Las hojas están unidas en si por un pequeño manojo de raíces. El color de las hojas es verde, siendo este más o menos intenso según la iluminación. LUZ Iluminación intensa. Necesitan luz abundante durante doce o catorce horas diarias, como mínimo. TEMPERATURA De 15 a 25ºC. Habituadas a sobrevivir soportando cambios climáticos propios de áreas continentales. TAMAÑO Aproximadamente 1cm. Cada hoja tiene una anchura de entre 2 u 3 milímetros. MARCO TEÓRICO TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Y FITORREMEDIACIÓN (CASO) Las macrofitas acuáticas han sido consideradas por varios autores como una plaga debido a su rápido crecimiento, ya que en ocasiones llegan a invadir lagunas, represas, canales de riego y generan varios problemas, al interrumpir el flujo del agua, propiciar eutrofización y crear ambientes para la crianza de vectores de enfermedades (Zambrano 1974, Cook et al. 1974). En la fábrica de Imusa S.A., localizada en el municipio de Rionegro (Antioquia), se tienen operando desde 1988 unos canales sembrados; se ha comprobado una eficiencia de remoción de los diferentes contaminantes que alcanza más de 97% en los metales pesados y hasta el 98% en sólidos suspendidos (Roldán y Álvarez 2002). MARCO TEÓRICO Las concentraciones más altas de cada elemento acumulada en los tejidos de la lenteja de agua fueron de 13,3 g Cd / kg, 4,27 g Se / kg, 3,36 g Cu / kg, 2,87 g Cr / kg, 1,79 g Ni / kg y 0,63 g Pb / kg. Se concluye en el estudio que la lenteja de agua tiene un buen potencial para la remoción de cadmio, selenio y cobre de aguas residuales contaminadas con estos elementos, ya que puede acumular concentraciones altas de ellos. Su rápido crecimiento la hace una planta apropiada para actividades de fitorremediación. Mecanismos absorción CONTROL Dado que algunas plantas acuáticas se pueden convertir en plagas, se han reportado diferentes medidas de control a las poblaciones de estas especies. A continuación se describen los métodos de control que pueden ser aplicados a plantas como Lemna minor. Control mecánico: Consiste en la remoción y corte por medios mecánicos de colonias y grupos pequeños de plantas con utilización de rastrillos especiales y aparatos cortadores colocados en botes. Adicionalmente, es un método que sólo puede aplicarse en áreas pequeñas o medianas (Roldán 1992). Control biológico: Actualmente se está experimentando el control de malezas mediante herbívoros acuáticos en diferentes centros de investigación. MATERIALES Y MÉTODOS MATERIALES Aparato multiparámetro Agua embotellada (testigo) Agua de la Laguna de San Antonio Esferos y hojas de apunte Pecera Lentejas de agua Bayeta MÉTODOS Observación Experimental Inductivo – deductivo Investigación documental PROCEDIMIENTO 1. En uno de los frascos que vienen ya incorporados para su uso en el maletín del aparato multiparámetro, se coloca una muestra de agua embotellada para utilizarla como testigo. Imagen Nº 1. Muestra testigo Fuente: Autores. 2. En otro frasco colocaremos una muestra de aguas grises. Imagen Nº 2. Muestra gris Fuente: Autores. PROCEDIMIENTO 3. Se procede a tomar los parámetros del agua tanto del testigo como de la muestra de aguas grises para poder diferenciar los datos de los mismos. Imagen Nº3 . Medición de parámetros con el Multiparámetro Fuente: Autores. 4. Medir la conductividad eléctrica, el pH y el OD mediante el uso del Aparato Multiparámetro y apuntar los resultados. Imagen N°4. Medición parámetros con el Multiparámetro Fuente: Autores. PROCEDIMIENTO 5. El agua de tomada de la laguna San Antonio reposa en una pecera, en donde se han colocado las lentejas de agua para la respectiva biorremediación. Imagen N°5. Pecera con aguas grises y lentejas de agua. Fuente: Autores. 6. Obtener datos respectivos regulares de la muestra de agua presente en la pecera, si es posible, datos cada 2 semanas, para de esta manera comparar los datos iniciales con los datos obtenidos durante el proceso. Imagen N°6. Obtención de datos Fuente: Autores. PROCEDIMIENTO 7. Se procedió hacer mediciones de pH, OD mg/l ,NaCl % ,hPa y Temperatura. NOTA: es muy importante estabilizar el aparato multiparámetro para poder realizar las mediciones y que el margen de error sea mínimo. RESULTADOS Tabla Nº 1. Resultados de los parámetros medidos con el Multiparámetro. MUESTRA Agua embotellada (Testigo) Aguas grises Aguas grises con lenteja de agua Aguas grises con lenteja de agua Aguas grises con lenteja de agua pH OD mg/l NaCl % hPa Temperatura 7.00 6.81 ---- 105.0 732 20.2 ˚C 7.21 3.40 1000 µs/cm -25 ˚C 52.7 732 20.4 ˚C 7.20 5.00 902 µs/cm -25 ˚C 732 18.6 ˚C 7.18 5.02 887 µs/cm -25 ˚C 732 18.7 ˚C 7.09 5.04 880 µs/cm -25 ˚C 732 18.8 ˚C Realizado por: Autores CONCLUSIONES Para evaluar la descontaminación de la muestra de agua tomada de la Laguna San Antonio, se procede a tomar las condiciones iniciales de las aguas grises observadas mediante los parámetros o condiciones iniciales, fueron pH=7.21, OD=3.40 mg/l, Conductividad 1000 µs/cm -25 ˚C y una Temperatura de 20.4 ˚C, tomando como como referencia los datos del agua testigo pH=7.00, OD=6.81 mg/l, Conductividad 1000 µs/cm -25 ˚C y Temperatura 20.2 ˚C. Se realizaron las respectivas mediciones de los parámetros identificando una mejora después de 2 mediciones más, es decir, 1 mes después, respecto a las condiciones iniciales, quedando como resultado los siguientes parámetros; pH=7.09, OD=5.04 mg/l, Conductividad 1000 µs/cm -25 ˚C y Temperatura 18.8˚C. La lenteja de agua ayuda en el tratamiento de aguas absorbiendo el contaminante, disminuyendo la conductividad, regularizando el pH y los valores de oxígeno disuelto. RECOMENDACIONES • Se debe utilizar la lenteja de agua como una especie biorremediadora de aguas contaminadas, siempre y cuando se controle su proliferación, por tanto es imprescindible controlar su crecimiento ya que si se presenta en exceso, en lugar de descontaminar, esta llega a contaminar. • Utilizar otra especie acuática para fitorremediación y hacer una comparación para identificar cual es más eficiente en tratamiento de aguas. • Realizar mediciones semanales para con ello identificar o aproximar un porcentaje de reducción o mejora dependiendo de determinados parámetros.
