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-PERU 2012

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2

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).

3


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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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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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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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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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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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.

10


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.

12


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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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.

15


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.

16


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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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)

18


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.

19


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


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


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


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


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


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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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


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


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


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


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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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


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


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


- 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


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


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


10. BIBLIOGRAFIA

- NÚÑEZLópez, Raúl. Fitorremediacion: Fundamentos y Aplicaciones.

En:http://www.ana.gob.pe:8093/media/11354/documento%20de%20consulta_unt

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Estado Unidos,1996.http://www.epa.gov/swertio1/download/remed/spanphyt.pdf

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[en línea]. Estados Unidos, 1996-2001. Disponible en:

http://superfund.pharmacy.arizona.edu/toxamb/c4-3-1-1.html [Lastupdate: 7 Jun

2001]

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residuales. CEGESTI. En:

http://www.cegesti.org/exitoempresarial/publicaciones/publicacion_152_130611_

es.pdf. USA, 2010.

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Contaminación del Agua, Eutrofización. En:

http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/11CAgu/150Eutro.htm.Esp

aña,2010,2pp

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En:http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~23000180/ciencias/ESO4/3impacto

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- http://www.lenntech.es/eutroficacion-de-las-aguas/efectos-generales-de-la

eutrofizacion.htm, España, 2011.

- LAS HERAS, Hernández: Cuidados del Jacinto de agua (Eichhornia crassipes)

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agua con respecto a otras especies Macrofitas Flotantes. En:

http://www.macrophytes.info/documentacion/Cap%EDtulos%20Manual/Cap%EDt

ulos%206.pdf. España, 2009.

- ESPAÑA. J: Aspectos técnicos del Estanque de Jacinto de Aguapara depuración

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Ingeniería Química. Cali-Colombia, 2006.

- SEOANEZ.M: Manual de Contaminación Marina y restauración del Litoral,

Ediciones Mundi-Prensa. Madrid-España, 2000.

42


- POZO. Yépez, VELASTEGUI.Sanchez; fitorremediacion de las aguas del canal

de riego Latacunga-Salcedo-Ambato mediante humedales vegetales a nivel de

prototipo de campo. Salcedo–Cotopaxi.Universidad Técnica de Ambato. Facultad

de Ciencia e Ingeniería en Alimentos.Carrera de Ingeniería Bioquímica.En:

http://www.buscagro.com/www.buscagro.com/biblioteca/RamiroVelastegui/Fitorre

mediacion-de-agua-mediante-humedales.pdf, 2011.

- SOTO, Bayó: Especie invasora Eichhornia crassipes. En:

http://invasiber.org/fitxa_detalls.php?taxonomic=3&id_fitxa=107, España 2007.

- CARPENA. R, BERNAL.P: Claves de la fitorremediación:Fitotecnologías para la

recuperación de suelos.Editorial: Skipper.H.D. Pag:1-3, Madrid - España /2007

- LÓPEZ, La Fuente: “Biorremediación y Fitorremediación en suelos

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


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


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


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


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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