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