Tesis Fitorremediacion para reduccion de Eutrofizacion - copia.pdf

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LIMA-

DE LA ATURAL LLOS

Y ARQUITECTUA AMBIENTAL

DE

-PERU 2012

URA L

2AUTOR:LISETHAYUNICAMPOS

INDICE

RESUMEN

INTRODUCCION

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1. Descripcin de la realidad problemtica. 1.2. Antecedentes Tericos relacionados con la Investigacin. 1.3. Formulacin del Problema 1.3.1. Problema Principal 1.3.2. Problema Especfico 1.4. Delimitacin de la Investigacin 1.4.1. Delimitacin Espacial

1.4.2. Delimitacin Temporal

1.4.3. Delimitacin Cuantitativa

2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION 2.1. Objetivo General 2.2. Objetivos Especficos

3. JUSTIFICACION, IMPORTANCIA Y LIMITACIONES DE LA INVESTIGACION 3.1. Justificacin de la Investigacin 3.2. Importancia de la Investigacin 3.3. Limitaciones de la Investigacin

4. MARCO TEORICO.

4.1. Antecedentes de la investigacin 4.2. Marco Terico (atendiendo a las teoras que permiten explicar el estudio, antes

de su comprobacin) 4.3. Marco Conceptual (definir con claridad los conceptos y usarlos correctamente).


5. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

5.1. Hiptesis de la Investigacin 5.1.1. Hiptesis General

5.1.2. Hiptesis 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 Investigacin 5.3.1. Tipo de la Investigacin

5.3.2. Nivel de la Investigacin

5.4. Mtodo y Diseo de la Investigacin 5.4.1. Mtodo de La Investigacin

5.4.2. Diseo de La Investigacin

5.4.3. Poblacin y Muestra

5.4.3.1. Poblacin

5.4.3.2. Muestra

5.5. Tcnicas, Instrumentos y Fuentes de Recoleccin de datos. 5.5.1. Tcnicas

5.5.2. Instrumentos y fuentes de recoleccin

6. CRONOGRAMA 7. RESULTADOS 8. CONCLUSIONES 9. RECOMENDACIONES 10. BIBLIOGRAFIA 11. ANEXOS


RESUMEN

Este proyecto pretende dar una visin general de las soluciones que se pueden aplicar

para la recuperacin de aguas contaminadas en la laguna del rea Natural Protegida

Pantanos de Villa, dicha laguna tiene el problema de eutrofizacin generada por los

altos niveles de nitratos y fosfatos los cuales facilitan el proceso de la fotosntesis

afectando la calidad del agua y el ecosistema acutico.

Con la utilizacin de tcnicas fitorremediadoras a travs de la planta macrfita Jacinto

de Agua (Eichhornia crassipes)se pretende demostrar y validar las hiptesis

mencionadas respondiendo si es posible reducir la eutrofizacin mediante la

fitorremediacion, tratamiento capaz de aumentar la concentracin de oxigeno y

mejorar la calidad del agua de la Laguna de los Pantanos de Villa.

Tomando en consideracin los antecedentes tericos, La investigacin y tcnicas e

instrumentos adecuados para la aplicacin de la fitorremediacion en la Laguna de los

Pantanos de Villa, se puede tener una visin de las grandes posibilidades que existen

en ejecutar un tratamiento biolgico para la problemtica existente mediante una

metodologa sencilla para el tratamiento y capaz de demostrar a travs de informes de

ensayo las variaciones que se pueden presentar en los parmetros indicadores de la

calidad del agua por la presencia del Jacinto de Agua (Eichhornia crassipes)en una

laguna con problemas de eutrofizacin.


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.


INTRODUCCION

Uno de los principales problemas que se observa en el rea Natural Protegida Los

Pantanos de Villa, ubicada en plena zona industrial del Distrito de Chorrillos,son los

graves daos que causa a las lagunas del lugar la eutrofizacin, dicho fenmeno se

ocasiona por la presencia excesiva de materia orgnica en el agua, siendo los nitratos

y fosfatos los que provocan un crecimiento rpido 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 tpica

de la zona, Jacinto de agua(Eichhornia crassipes) constituye una tecnologa viable

para la depuracin de aguas residuales industriales y domesticas en un cuerpo de

agua, siendo posible la implementacin a futuro en pases en vas de desarrollo,

donde las condiciones climticas y econmicas permitan utilizarla la fitorremediacion

como un tratamiento biolgico para solucionar este tipo de problemas en reas

naturales protegidas o cuerpo de agua que lo requieran.


1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1. Descripcin de la realidad problemtica

La presencia de contaminantes provenientes de las industrias y actividades

antropognicas que se realizan en los alrededores del rea Natural Protegida son las

principales causas de la eutrofizacin presente en la Laguna. Los residuos slidos y

efluentes domsticos 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 alimentacin de la Laguna, y por su alto contenido de contaminantes alteran la

calidad del agua;provocando el aumento de la Demanda Bioqumica de Oxigeno (

DBO), la presencia de nitratosy fosfatosy por ende el problema de la Eutrofizacin.

Este alto contenido de materia orgnicaorigina 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 acutico de

la laguna.

1.2. Antecedentes Tericos

La eutrofizacin (del griego e, bien, y troph, alimentacin) 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 descomposicin. 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 ros con

exceso de nutrientes que generan la aceleracin del proceso de eutrofizacin,

ocasionando el crecimiento acelerado de algas, la muerte de peces y dems flora y

fauna acutica, generando condiciones anaerbicas. El proceso de eutrofizacin

resulta de la utilizacin de fosfatos y nitratos como fertilizantes en los cultivos

agrcolas, de la materia orgnica de los residuos, de los detergentes hechos a base de

fosfatos, que son arrastrados o arrojados a los ros y lagos, entre otros aspectos

ambientales son un problema muy grave para las aguas estancadas cerca de los

centros urbanos o agrcolas.


El trmino fitorremediacion hace referencia a una serie de tecnologas que se basan

en el uso de plantas para limpiar o restaurar ambientes contaminados como aguas y

suelos. Es un trmino relativamente nuevo, aplicado en el ao 1991. Se compone de

dos palabra: fito remediar, que en griego significa planta o vegetal, y remediar (del

latn remediare), que significa poner remedio al dao, o corregir o enmendar algo.

De manera ms completa, la fitorremediacion puede definirse como una tecnologa

sustentable que se basa en el uso de plantas para reducir in situ la concentracin o

peligrosidad de contaminantes orgnicos e inorgnicos de suelos, sedimentos o aguaa

partir de procesos bioqumicos realizados por las plantas y microorganismos

asociados a su sistema de raz que conducen a la reduccin, mineralizacin,

degradacin, volatilizacin y estabilizacin de los diversos tipos de

contaminantes.(Nez. Lpez, 2004)

Fitorremediacion acutica

Tradicionalmente, las plantas vasculares acuticas han sido consideradas como una

plaga en sistemas enriquecidos con nutrientes. Su rpida proliferacin puede dificultar

la navegacin y amenazar el balance de la biota en los ecosistemas acuticos. Sin

embargo, en la actualidad se considera que estas plantas tambin pueden ser

manejadas adecuadamente y volverse tiles, debido a su capacidad para remover y

acumular diversos tipos de contaminantes. Adems, su biomasa puede ser

aprovechada como fuente de energa, forraje y fibra.

Los primeros sistemas de tratamiento de aguas residuales a base de plantas se

implementaron en los pases europeos a principios del ao 1960, utilizando juncos o

carrizos. Desde entonces, los sistemas de fitorremediacion acutica se han

perfeccionado y diversificado y su aceptacin y aplicacin cada vez es mayor. La

fitorremediacion acutica tiene la ventaja de que se pueden remover, in situ, diferentes

tipos de metales que se hallen con bajas concentraciones en grandes volmenes de

agua.


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, agrcolas e industriales, incluyendo

las industrias: lechera, de pulpa y papel, textil, azucarera, de curtidura, de destilera,

aceitera, de galvanizado y metalurgia.(Nez. Lpez, 2004).

Las tcnicas de fitorremediacion se caracterizan por ser una prctica de limpieza

pasiva y estticamente agradable que aprovechan la capacidad de las plantas y la

energa solar para el tratamiento de una gran variedad de contaminantes del medio

ambiente (EPA, 1996). En esta tcnica las plantas actan como trampas o filtros

biolgicos que descomponen los contaminantes y estabilizan las sustancias metlicas

presentes en el suelo y agua al fijarlos en sus races y tallos, o metabolizndolos tal

como lo hacen los microorganismos para finalmente convertirlos en compuestos

menos peligrosos y ms estables, como dixido de carbono, agua y sales minerales

(Pea, 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 aceptacin en Estados Unidos y

Europa, porsus beneficios adicionales sobre la vida silvestre y elembellecimiento de

reas. 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 alimentacin y hbitatpara vida silvestre.

- Permiten un mejoramiento de la calidad del agua.

- Son una proteccin contra inundaciones.

- Representan un control contra la erosin.

- Brindan recreacin y embellecimiento.


Un ejemplo de humedales para tratamiento de aguasresiduales se encuentra en la

empresa Eastern ProduceKenya, que se dedica a la produccin y procesamiento de

ten 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 ms influyen en este proceso son los fosfatos y los nitratos. En

algunos ecosistemas el factor limitante es el fosfato, como sucede en la mayora de los

lagos de agua dulce, pero en muchos mares el factor limitante es el nitrgeno para la

mayora de las especies de plantas.

En los ltimos 20 o 30 aos las concentraciones de nitrgeno y fsforo en muchos

mares, lagos y lagunas casi se han duplicado. La mayor parte les llega por los ros. En

el caso del nitrgeno, una elevada proporcin (alrededor del 30%) llega a travs de la

contaminacin atmosfrica. El nitrgeno es ms mvil que el fsforo y puede ser

lavado a travs del suelo o saltar al aire por evaporacin del amoniaco o por

desnitrificacin. El fsforo es absorbido con ms facilidad por las partculas del suelo y

es arrastrado por la erosin o disuelto por las aguas de escorrenta superficiales.

En condiciones naturales entra a un sistema acutico menos de 1Kg de fosfato por

hectrea y ao; con los vertidos esta cantidad aumenta en cantidades considerables.

Durante muchos aos los jabones y detergentes fueron los principales causantes de

este problema. En las dcadas de los 60 y 70 el 65% del peso de los detergentes era

un compuesto de fsforo, el tripolifosfato sdico, que se usaba para "sujetar" (quelar) a

los iones Ca, Mg, Fe y Mn, de esta forma se consegua que estos iones no impidieran

el trabajo de las molculas surfactantes que son las que hacen el lavado. Estos

detergentes tenan alrededor de un 16% en peso de fsforo. El resultado era que los

vertidos domsticos y de lavanderas contenan una gran proporcin de ion fosfato.

(Tecnun, 2010).


Fases en el proceso de Eutrofizacin

La eutrofizacin de las lagunas es un fenmeno que aparece lentamente y afecta a la

totalidad de una isa de agua. Consiste en una verdadera contaminacin, 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 eslabn de la cadena alimentaria, pero en realidad

no es as.

Las fases que se producen en un proceso de eutrofizacin de una laguna podemos

resumirlas en:

La proliferacin de las algas en superficie disminuye la transparencia del agua y como slo los vegetales situados en la superficie pueden realizar la fotosntesis, mueren los

situados en las zonas ms profundas.

Al aumentar los vegetales, consumen oxgeno, provocando la disminucin de ste en el agua, desapareciendo los peces que necesitan aguas bien oxigenadas, como las

truchas y otros salmnidos.

El proceso de eutrofizacin se acelera cuando la materia vegetal producida en grandes cantidades va muriendo y cayendo al fondo. Su descomposicin por los

microorganismos consume tambin gran cantidad de oxgeno; la desaparicin del

oxgeno en el fondo provoca la aparicin de bacterias que no necesitan oxgeno para

respirar (anaerobias), pero que producen gases malolientes (sulfuro de hidrgeno,

amonaco).

En la ltima fase se produce la muerte de todos los animales. La Laguna muere. (Pea. Aranda, 2008).

Efectos Generales de la Eutrofizacin

Las algas que se desarrollan en el agua se diferencian de los animales microscpicos

en la manera de respirar: las algas liberan mas oxigeno durante el da que el que

utilizan, y absorben ms dixido de agua que liberan; mientras los animales

microscpicos y otros organismos no fotosintticos liberan dixido de agua y absorben

oxigeno del ambiente. Las algas normalmente trabajan de forma contraria durante la

noche, actuando como materia orgnica muerta y aadiendo carga DBO.


Es importante considerar cualquier accin de eliminacin de algas del agua, el oxigeno

suministrado mediante la fotosntesis es beneficial en los cuerpos de agua, as que la

eliminacin de esta fuente de oxigeno puede ser perjudicial y por lo tanto hay que

realizar una valoracin. (Lenntech, 2011)

Los efectos principales de la eutrofizacin 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 sedimentacin aumenta, disminuyendo la durabilidad o provocando la

colmatacin del lago

- Se pueden generar condiciones anoxicas

Debido a la alta concentracin de organismos en sistemas eutrficos, normalmente

existe mucha competitividad de recursos y presin de depredadores. Este alto nivel de

competitividad y a veces la alta dosis de compuestos qumicos y elementos fsicos

provocan una difcil supervivencia de los organismos en estos sistemas eutrficos

frente a sistemas oligotrficos. (Lenntech, 2011)

Crecimiento excesivo de macrofitas acuticas

El aumento de los niveles de nutrientes en el agua puede ser una fuente de

produccin primaria, adems de algas y cianobacterias. Las zonas litorales donde

generalmente existe zonas enriquecidas con exceso de nutrientes normalmente se

colmatan con plantas acuticas 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 microscpicas en el agua

crea problemas de deterioro del paisaje y reduce el valor del agua como recurso

recreacional.(Lenntech, 2011)


Desaparicin del oxigeno en capas profundas del agua

El oxigeno es necesario para la vida del planeta, a excepcin de cierto tipo de

bacterias. Por eso la desaparicin del oxigeno en los lagos es un problema grave que

puede ser consecuencia de la eutrofizacin de las aguas: esto es un aumento de la

produccin de materia orgnica, axial que mas materia se acumulan en las capas

profundas, consumiendo el oxigeno disponible. Esto provoca a su vez la limitacin 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 fenmeno

grave en ciertas estaciones del ao.(Lenntech, 2011)

1.3. Formulacin del Problema

1.3.1. Problema Principal

La eutrofizacin generada por los altos niveles de nitratos y fosfatos que facilita el

proceso de la fotosntesis afectando la calidad del agua y al ecosistema acutico.

1.3.2. Problemas Especficos

- Como la eutrofizacin influye en el nivel de concentracin 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. Delimitacin de la Investigacin

1.4.1. Delimitacin Espacial

La investigacin a desarrollar se realizar en la laguna ubicada dentro de los lmites

del rea Natural Protegida Pantanos de Villa en el Distrito de Chorrillos, Provincia de

Lima, Departamento de Lima, Peru.


1.4.2. Delimitacin Temporal

La problemtica de la eutrofizacin 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. Delimitacin Cuantitativa

Se considera un tiempo aproximado desde la delimitacin del rea de estudio, siembra

de Jacinto de agua, crecimiento parcial, toma de muestras y anlisis de resultados que

comprende de 3 a 4 meses dependiendo de la estacin del ao en que se inicio el

proyecto.

2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION

2.1. Objetivo General Reducir la Eutrofizacin presente en la Laguna mediante la fitorremediacion con la

especie macrfita Jacinto de Agua (Eichhornia crassipes).

2.2. Objetivos Especficos

- Demostrar que la eutrofizacin disminuye la concentracin 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. Justificacin de la Investigacin

El comportamiento antrpico 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 biolgico, que permita reducir los niveles elevados de materia

orgnica y aumentar el nivel de oxigeno ocasionado por la eutrofizacin.

Este fenmeno de Eutrofizacin va a provocar la alteracin del ecosistema en el rea

Natural Protegida ya que los microorganismos, peces, especies acuticas 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.


Este problema ocasionado por las mismas actividades de la zona y la falta de manejo

y control de sus efluentes y residuos slidos van a originar un foco infeccioso capaz de

traer consigo enfermedades patgenas a la poblacin del rea de influencia directa. Es

por todo ello que surge el inters en aplicar una tecnologa sustentable a travs de la

fitorremediacion, un tratamiento biolgico capaz de solucionar el problema presente en

la laguna, el mismo que podra servir como fuente de investigacin para invertir en

proyectos viables y compatibles con el medio ambiente.

3.2. Importancia de la Investigacin

Es de vital inters que se demuestre que la aplicacin de la Fitorremediacion como

sistema de tratamiento va a ser la base fundamental para lograr combatir la

eutrofizacin presente en los Pantanos, mejorando la calidad del agua, del ecosistema

acutico y de esta manera evitar posibles problemas a la salud de la Poblacin;

comprobando que la aplicacin de medidas sostenibles como est puede servir de

gran ayuda para este tipo de problemas presentes en la laguna del rea Natural

Protegida Pantanos de Villa.

3.3. Limitaciones de la Investigacin

- En la actualidad existe un vaco legal en cuanto a las sanciones que se deberan

aplicar a los propietarios de las chancheras, establos o dueos de empresas privadas

y comerciales que contaminan los canales alimentadores de los Pantanos de Villa, la

falta de una normativa exigente para la preservacin de la reas Naturales Protegidas

en nuestro pas tambin es una de las principales limitantes.

- Otra situacin tambin de gran importancia es la falta de inters por parte de las

instituciones pblicas y privadas en invertir en este tipo de investigaciones que

pueden servir de mucho para el desarrollo del tratamiento biolgico en nuestro pas. Si

existiera un compromiso por estas entidades de implementar este tipo de tecnologa

limpia, se podra trabajar con programas de sensibilizacin a la poblacin la cual

propicie gradualmente tomar una conciencia ecolgica y ambiental.


4. MARCO TEORICO

4.1. Antecedentes de la investigacin

Las potencialidades de esta planta fueron descubiertas por Sir Albert Howard en 1920.

Este brillante cientfico especializado en agricultura, realiz estudios sobre la planta en

India y public artculos relacionados con el aprovechamiento de sta en la depuracin

de aguas residuales, usos derivados como abono orgnico y alimento para ganado

porcino. (Guerra. L ; Hernndez.J, 2009)

Investigaciones han comprobado que la fitorremediacion con Jacinto de agua es una

tecnologa viable para la depuracin de aguas residuales, especialmente si stas son

de origen industrial, y puede llegar a tener un gran futuro en pases en vas de

desarrollo que tengan climas tropicales o subtropicales, donde las condiciones

econmicas de estos proyectos (necesidades de terreno, relativamente menores

costes de instalacin, operacin y mantenimiento), pueden ser determinantes a la hora

de emprender o no la depuracin de los efluentes industriales, si a este punto

adicionamos las condiciones climticas que favoreceran los rendimientos, tendramos

una interesante posibilidad de solucin. (Espaa. J, 2006)

Un aporte elevado de nitrgeno y fsforo en los sistemas acuticos propicia un

desarrollo masivo de los consumidores primarios de estos nutrientes; zooplacton,

fitoplancton y plantas superiores. Estas poblaciones acaban superando la capacidad

del ecosistema acutico, pudiendo llegar a disminuir en grandes cantidades la masa

del agua.(Seoanez.M, 2000)

El desarrollo del presente trabajo profesional Fitorremediacion para la Reduccin de la Eutrofizacin en la laguna del rea Natural Protegida Pantanos de Villa, Chorrillos;tuvo como unas de sus bases tericas principales la investigacin realizada en la Universidad Tcnica de Ambato Facultad de Ciencia e Ingeniera en Alimentos -

Ingeniera Bioqumica enel Ecuador en la cual se realizaron estudios que demostraban

que la presencia de la planta Jacinto de Agua (tambin llamada Lechugin) para la

aplicacin de la fitorremediacion en humedales tenan 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 continuacin:


Fitorremediacion de las aguas del canal de riego Latacunga-Salcedo-Ambato

mediante humedales vegetales

Las aguas del ro Cutuchi, Provincia de Cotopaxi, Ecuador, estn altamente

contaminadas ya que en todo su cauce desde el sector de Laso recibe efluentes de

aguas servidas, fbricas, establos, hospitales, mataderos, entre otros, sin ningn

tratamiento previo, para luego formar el canal de riego agrcola Latacunga-Salcedo-

Ambato a partir del sector sur de la ciudad de Latacunga.

Ante la problemtica 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 fsicos-

qumicos y microbiolgicos de las aguas del canal LatacungaSalcedoAmbato al

disear un humedal utilizando la planta macrfita lechugun (Eichhornia crassipes)

para la fitorremediacion de las aguas del canal.

Los parmetros analticos evaluados fueron: Turbidez; pH; conductividad elctrica;

slidos suspendidos totales; slidos sedimentables; dureza total; sulfatos; nitratos;

amonio; DBO5; DQO; coliformes fecales; coliformes totales; materia orgnica. En el

anlisis de validacin final se consider adems cromo hexavalente y plomo.

La toma de las muestras se ejecut bajo modalidad convencional y los anlisis fueron

realizados en los laboratorios Cestta-Espoch, acreditados por el Organismo de

Acreditacin Ecuatoriano (OAE). Los resultados de los anlisis de las aguas fueron

confrontados con los Valores lmites de descarga a un cuerpo de agua dulce del Texto

Unificado de Legislacin Ambiental Secundaria (TULAS), los datos registrados en la

investigacin fueron tratados estadsticamente mediante el paquete computarizado

Statgraphics Plus.

Los resultados de los anlisis fsico-qumicos y microbiolgicos del agua se

contrastaron con los lmites mximos permisibles establecidos por la legislacin

ambiental vigente. Al examinar los resultados obtenidos en la investigacin se pudo

evidenciar la disminucin de la concentracin de los contaminantes del agua del

canal especialmente en el caso del humedal con lechugun. (Pozo. Ypez

/Velastegui.Sanchez; 2011)


4.2. Marco Terico

Refugio de vida silvestre pantanos de villa

Es un rea natural protegida que se encuentra en el litoral del distrito de Chorrillos al

sur de la ciudad de Lima, Per. Estos humedales naturales constituyen una reserva

natural, que permite la anidacin y el trnsito de aves migratorias y residentes. Es un

sitio natural con abundancia en flora y fauna, perteneciente al Sistema Nacional de

reas Naturales Protegidas del Estado-SINANPE, a cargo desde el 2008 del Servicio

Nacional de reas Naturales Protegidas - SERNANP, organismo pblico

descentralizado del Ministerio del Ambiente, parcialmente administrado por iniciativa

propia por PROHVILLA, organismo de la Municipalidad Provincial de Lima.

Localizacin

- Situacin, se sita al sur de Lima y forma parte del distrito de Chorrillos de la provincia de Lima.

- Extensin, el rea total ocupado por los Pantanos de Villa abarca aproximadamente unos 2.000 hectreas; de las cuales 285 hectreas pertenecen a los humedales, es

decir permanecen inundados. 263,27 H sido categorizado por D.S. 055-2006-AG,

como Refugio de Vida Silvestre Pantanos de Villa y 276 hectreas corresponden al

Area Natural Protegida Municipal.

- Accesibilidad, para acceder a Los Pantanos de Villa se toma la antigua Panamericana Sur, va 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.

- Lmites, 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 fbricas, adems de la sede de la UCSUR y hacia el oeste

se encuentra el mar y el Country Club de Villa.


Actividad El pantano tiene una actividad de defensa natural; puesto que la construccin de

viviendas en reas prximas, origina la reduccin del agua del pantano al colocar el

cemento para la construccin de las mismas; no obstante las caractersticas propias

del pantano originan que en muchos casos estas casas o viviendas hayan sido casi

enterradas. Sin embargo ni por esta razn se ha podido evitar la agresiva actividad del

hombre por ganar terreno para construir viviendas y fbricas en un terreno inestable

como es el de los Pantanos de Villa.

Analoga

Para aplicar este principio se tiene que hacer una comparacin con otros humedales,

otros sistemas que estn en la misma categora. Ejemplo; podemos compararlo con

Las Salinas de Huacho, Laguna de Meja, Laguna de La Chira, La Albufera de Medio

Mundo, entre otros; los cuales son humedales similares a los pantanos, es decir al

igual que ste ocupan la misma categora sistmica que corresponde al grupo de los

humedales. En trminos comparativos se infiere que la flora y fauna son similares, con

ligeras variaciones.

Luego de aplicar los principios geogrficos 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 bitico, el sistema abitico y como un tercer elemento la interaccin

del hombre.

El sistema abitico, en este caso est formado por el agua, con todos sus elementos.

El suelo que sirve de soporte para este humedal; el cual est formado por arcilla,

sales, arena, rocas sedimentarias y canto rodado. La atmsfera, los rayos solares y los

fenmenos climticos que tienen lugar en la zona.

El sistema bitico, Una diversidad de flora y fauna. La flora caracterstica del lugar est

formada bsicamente por: totoras, junco y algunas gramneas como la grama salada,

que predomina por su adaptabilidad a los suelos salados. La fauna caracterstica del

lugar lo constituyen ms de 250 especies de aves (polluelos de agua, patos

zambullidores, guilas, pelcanos, etc.); de los cuales 30 especies son migratorias,

(gaviotas, garzas blancas, parihuanas, etc.) que peridicamente migran desde Alaska,


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 mltiples relaciones e interrelaciones en constante actividad

que se dan entre los elementos biticos y abiticos. 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 dems especies vivientes aprovechan el aire que

proporciona la atmsfera. La relacin flora y fauna tambin se da de mltiples

maneras; los colibres y los insectos actan como medios de polinizacin del junco, la

totora, etc.; algunas especies animales se alimentan de algunas plantas del lugar

Adems hay relaciones mltiples dentro de la misma flora y fauna, esto es ms

evidente en la fauna, como es el caso de los depredadores, carnvoros, etc.; (el guila

se alimenta de tilapias)

El suelo provee arcilla, minerales, sales; elementos necesarios para el desarrollo de la

flora. Adems de ello los suelos sirven de soporte del pantano y las plantas. El hombre

tambin lo aprovecha, cuando construye viviendas en los alrededores.

El agua crea las condiciones necesarias para la vida. Acta 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, est la actividad del hombre con la intencin de disecar el pantano con

la finalidad de aprovechar los suelos, ya sea construyendo viviendas, fbricas o

clubes. A travs 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 ms agresiva contra la flora y

fauna.

El Estado participa en su cuidado y proteccin, siendo el SERNANP el ente rector y

autoridad nacional de las reas naturales protegidas el encargado de su gestin,

monitoreo y control. Adems participan diversos organismos locales (Municipalidad de


Chorrillos y Municipalidad de Lima), entre otros, sin embrago su participacin no es

suficiente para la proteccin adecuada dado que Los Pantanos de Villa se encuentran

en un abandono casi total. Cuando se les pide explicaciones, de la situacin de este

pantano, a las autoridades de estas instituciones se derivan las funciones entre ellas,

estas instituciones, o ms 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 gestin del rea, con la activa participacin de las autoridades

locales, organismos privados acadmicos y empresariales y la poblacin en

general.Seria conveniente que entre las entidades encargadas coordinen acciones

concretas y efectivas que conduzcan a revertir la situacin actual. (PROHVILLA, rea

tcnica, 2011).

Importancia del Refugio de Vida Silvestre

- Importancia econmica:Algunos pobladores aprovechan la totora que crece en los

pantanos para elaborar canastos, bolsos y algunos otros artculos decorativos. Es una

pequea fuente de turismo; existe programas de visitas guiadas a cargo del Area de

Ecoturismo para la recepcin algunos turistas y estudiantes.

- Importancia didctica: Los Pantanos de Villa sirven como una pequea fuente de

investigacin para estudiantes de los distintos colegios de Lima y de algunas

universidades de la especialidad.

- Importancia ecolgica: Conserva una biodiversidad de especies. Es un hbitat natural

muy importante en nuestro medio que puede servir a generaciones para que puedan

apreciar de cerca un ecosistema. Tambin acta como un pulmn de la agitada

ciudad, purificando el aire.

Descripcin del Fenmeno de Eutrofizacin

El trmino Eutrofia, se origin a partir del adjetivo alemn eutrophe, el cual refera a la

riqueza de nutrientes en una cierta regin; Naumann (1919), fue quien introdujo el concepto general de Oligotrofia y Eutrofia, tomando como referencia la poca o gran

existencia de algas planctnicas en el lugar de estudio, donde el primer trmino refera

a los lagos que contenan pocas algas planctnicas en una regin dominada por rocas

primarias; un lago Eutrfico, era todo lo contrario, ya que el mismo contena una gran

riqueza en fitoplancton, en regiones bajas y frtiles, donde exista una gran actividad


humana El fenmeno de eutrofizacin se da principalmente en aguas superficiales, en

los grandes reservorios (lagos y lagunas), y ltimamente en ros que atraviesan

ciudades.

Originalmente, la eutrofizacin se consideraba como un proceso natural, que se

llevaba a cabo durante millones de aos, en el cual un lago o pantano reciba los

aportes de su cuenca de drenaje, los mismos que consistan en nutrientes, sedimentos

y otros materiales alctonos, con el tiempo suceda que el sistema acuoso del lago se

transformaba en una cinaga, la cual al consolidarse se converta en un sistema

terrestre. Este proceso toma lugar en cientos de miles de aos y es irreversible.

Actualmente es posible hablar de una Eutrofizacin Cultural, determinada por la intervencin del hombre, el cual debido a su necesidad de extensin transforma su

entorno. Las descargas de aguas servidas por ejemplo, son una de las ms antiguas

causas de la eutrofizacin cultural, ya que estas son ricas en nutrientes contribuyendo

al cambio trfico cuerpo receptor; otro ejemplo son los excesos de fertilizantes, los

cuales son ricos en fsforos, sean estos naturales o qumicos. La deforestacin

tambin influye en la carga de nutrientes, ya que los escurrimientos al pasar por una

tierra que no tiene proteccin, lavan la capa frtil y se llevan consigo los nutrientes de

la misma.(PROHVILLA, rea tcnica, 2011).

Fuentes de eutrofizacin

- Eutrofizacin natural.- La eutrofizacin es un proceso que se va produciendo

lentamente de forma natural en todos los lagos del mundo, porque todos van

recibiendo nutrientes.

Eutrofizacin de origen humano.- Los vertidos humanos aceleran el proceso hasta

convertirlo, muchas veces, en un grave problema de contaminacin. Las principales

fuentes de eutrofizacin son: Los vertidos urbanos, que llevan detergentes y desechos

orgnicos y los vertidos ganaderos y agrcolas, que aportan fertilizantes, desechos

orgnicos y otros residuos ricos en fosfatos y nitratos. (PROHVILLA, rea tcnica, 2011).

Medida del grado de eutrofizacin

Para conocer el nivel de eutrofizacin de un agua determinada se suele medir el

contenido de clorofila de algas en la columna de agua y este valor se combina con


otros parmetros como el contenido de fsforo y de nitrgeno y el valor de penetracin

de la luz. (TECNUN, 2010)

Especie Macrfita Jacinto de Agua

- Nombre cientfico o latino: Eichhornia crassipes

- Nombre comn o vulgar: Jacinto de agua, Camalote, Lampazo, Violeta de agua, Buchn, Taruya, Lirio de agua, lechuga de agua, lechugun.

- Familia:Pontederiaceae (Pontedericeas).

- Origen: cursos de agua de la cuenca del Amazonas, en Amrica de Sur.

- Se han distribuido prcticamente por todo el mundo, ya que su aspecto ornamental

origin su exportacin a estanques y lminas acuticas de jardines en climas

templados y clidos.

- Especie flotante de races sumergidas. Carece de tallo aparente, provisto de un

rizoma, muy particular, emergente, del que se abre un rosetn 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

acutica.

- Composicin: As como las algas, la hierba del lecho del ro y dems plantas acuticas, el Jacinto de agua tiene un alto contenido de agua entre 93 y 95%. Esta

composicin vara 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 mximo lmite,

adquiriendo un intenso color azul-verdoso. Para realizar el anlisis de la composicin

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 fotografas 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 tecnologa viable para la depuracin de

aguas residuales, especialmente si stas son de origen industrial, y puede llegar a

tener un gran futuro en pases en vas de desarrollo que tengan climas tropicales o

subtropicales, donde las condiciones econmicas de estos proyectos (necesidades de

terreno, relativamente menores costes de instalacin, operacin y mantenimiento),


pueden ser determinantes a la hora de emprender o no la depuracin de los efluentes

industriales, si a este punto adicionamos las condiciones climticas que favoreceran

los rendimientos, tendramos una interesante posibilidad de solucin.

Ventajas

Los estanques de Jacinto de agua es tcnica econmicamente factible para tratar

efluentes industriales por varias razones:

- Son menos costosos que otras opciones de tratamiento.

- Los gastos de operacin y mantenimiento son bajos. (energa y suministros)

- La operacin y mantenimiento no requiere un trabajo permanente en la instalacin.

- Los estanques soportan bien las variaciones de caudal.

- Facilitan el reciclaje y la reutilizacin del agua.

- Proporcionan un hbitat para muchos organismos.

- Pueden construirse en armona con el paisaje.

- Proporcionan muchos beneficios adicionales a la mejora de la calidad del agua, como

el ser un hbitat para la vida salvaje y un realce de las condiciones estticas de los

espacios abiertos.

- Son una aproximacin sensible con el medio ambiente que cuenta con el favor del

pblico.

Desventajas - Generalmente requieren grandes extensiones de terreno, comparado con los

tratamientos convencionales. El tratamiento con estanques de Jacinto de agua puede

ser relativamente ms 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 sequas.

- Los componentes biolgicos son sensibles a sustancias como el amoniaco y los

pesticidas que llegan a ser txicos.

- Se requiere una mnima 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 inmviles, protistas, con pared celular,

algunas son unicelulares y otras son filamentosas o coloniales, tienen estructura

similar a plantas con crecimiento multicelular pero no tienen diferenciacin real entre

las clulas. La mayora de ellas son acuticas, aunque hay gneros que crecen en el

suelo. El dixido de carbono (CO2) y/o aniones bicarbonatados (HCO3) sirven como

fuente de carbono para el crecimiento, por lo que la energa proviene de la adsorcin

de la luz por pigmentos fotosintticos, dando como producto el oxgeno. (Guerra. L,

2009).

Su importancia en los suelos es ms conocida, salvo en medios extremos: helados o

trridos, donde pueden ser abundantes. En estas situaciones forman a modo de

costras que impiden los procesos de erosin y evaporacin.

Eutrofizacin: Tipo de contaminacin que se produce en los lagos donde el agua se

enriquece de manera artificial con nutrientes generando el crecimiento anormal de las

plantas acuticas y por ende la disminucin del oxgeno en las aguas ms profundas,

lo cual causan la muerte de especies acuticas del lugar.

Laguna Artificial: Define a aquel cuerpo de agua que no proviene de la naturaleza sino

una representacin 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

caractersticas del lugar de origen donde se quiera colocar.

Planta Macrfita:Las plantas macrfita (tambin llamadas plantas hidrofticas o

hidrofitas o plantas hidrofilaceas o higrofitas) son plantas adaptadas a los medios muy

hmedos o acuticos. Estas plantas pueden encontrarse tanto entre las algas como

entre los vegetales vasculares: brifitos, y angiospermas (familia de las

Monocotiledneas y de las Dicotiledneas). Su adaptacin al medio acutico es

variable. Se pueden encontrar diferentes grupos de plantas: unas totalmente

sumergidas, otras, las ms numerosas, parcialmente sumergidas o con hojas flotantes.

(Guerra. L, 2009).


Fitorremediacion: El trmino genrico fitorremediacion est constituido por un prefijo

griego phyto, que significa planta, y un sufijo latino remedium, que significa eliminar

algo pernicioso. La fitorremediacion constituye una variacin de las tcnicas de

biorremediacion, pero se concreta en el uso de plantas verdes y los microorganismos

asociados a ellas, as como las enmiendas del suelo y tcnicas agronmicas dirigidas

a liberar, contener, o transformar en compuestos inocuos a los contaminantes del

suelo o del agua. La fitorremediacion es una tecnologa emergente en el tratamiento

de la contaminacin, su aplicacin es cada vez mayor y sus resultados se estn

valorando como muy positivos. La utilizacin de tcnicas, en campo, con plantas

herbceas, gramneas, vegetacin arbrea y algunos mutantes transgnicos, pone de

manifiesto que la fitorremediacion empieza a ser una tecnologa competitiva en la

recuperacin de suelos contaminados. (Bernal.P, 2007).

Biorremediacion: Esta tcnica se basa en favorecer los procesos microbiolgicos que

de una forma natural se producen en el suelo o en el agua y que conllevan la

degradacin de los contaminantes. El objetivo final es conseguir la mineralizacin de

los contaminantes, esto es, transformar los compuestos qumicos nocivos en

compuestos inocuos, tales como dixido de carbono, agua, o materia celular.

Los microrganismos estn presentes en los medios naturales y son responsables de la

mayor parte de los ciclos de compuestos como carbono, nitrgeno, azufre y fsforo.

Todos estos microrganismos juegan un papel muy importante en los procesos de

biorremediacion. (Lpez. La Fuentes, 2005)

Monitoreo Ambiental: En la actualidad, el monitoreo ambiental es una gran

herramienta para el anlisis de un contaminante, como son monitoreo de efectos

biolgicos con ensayos de toxicidad, monitoreo biolgico de campo y medicin de

parmetros qumicos convencionales en descargas y cuerpos receptores, cada uno de

estos aplica tecnologas distintas para poder analizar la carga contaminante en

distintos medios.

Parmetros Fisicoqumicos: Llamamos parmetros a las propiedades fsico qumicas

que podemos medir y que aportan al agua las caractersticas que nos interesan para

determinar su calidad cuando son alteradas por contaminante siendo los principales la

T, pH, OD, conductividad, DBO entro otros.


5. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

5.1. Hiptesis de la Investigacin

5.1.1. Hiptesis General

Es posible la reduccin de la eutrofizacin mediante la fitorremediacion.

5.1.2. Hiptesis Especificas

Es posible que la eutrofizacin disminuya la concentracin 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 slidos y efluentes domsticos e industriales a

los canales que alimenta a las lagunas de los Pantanos de Villa, sern la razn

principal para analizar las variables independientes, dentro de las cuales se detallan

las siguientes:

Variables Externas - Concentracin de materia orgnica

- Concentracin de Fosfatos

- Concentracin de Nitratos

- Cantidad de poblacin microbial

Variables Internas - Nivel de Oxigeno en el agua

- Nivel de transparencia del agua

- Nivel de acidez o alcalinidad del agua


5.2.2. Variable Dependiente (Y) La variable dependiente ser la Calidad del agua, la cual se ver afectada por la

presencia de la eutrofizacin en la laguna de los Pantanos de Villa.

5.2.3. Indicadores

- Demanda Bioqumica de Oxigeno ( DBO)

- Oxigeno Disuelto ( OD)

- Nitratos

- Fosfatos

- Coliformes fecales

- Coliformes termo tolerantes

- Turbidez

- pH

5.3. Tipo y Nivel de Investigacin

5.3.1. Tipo de la Investigacin

Se presenta un tipo de Investigacin Pura ya que se est partiendo de otro tipo de

investigaciones en los cuales se emplean la fitorremediacion como medida de

tratamiento biolgico.

5.3.2. Nivel de la Investigacin

Se presenta un nivel de investigacin Explicativa ya que al identificar las causas de

la eutrofizacin se busca encontrar posibles soluciones de cmo mejorar la calidad

del agua de La Laguna a travs de la fitorremediacion.

5.4. Mtodo y Diseo de la Investigacin

5.4.1. Mtodo de la Investigacin

Se realizar el proyecto en base al mtodo cientfico aplicando todo lo necesario

para conseguir los resultados que se esperan en la ejecucin.


5.4.2. Diseo de la Investigacin

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 macrfita

remediadora el Jacinto de Agua, se deber seguir la siguiente metodologa:

- Escoger la laguna a estudiar y seleccionar una porcin de esta para el anlisis

respectivo, siendo antes delimitada correctamente.

- Hacer una limpieza superficial de la eutrofizacin generada en la zona delimitada

donde se realizar la siembra.

- Una vez limpiado, realizar el muestreo de aguas con los parmetros escogidos para

determinar su calidad actual.

- Realizar la siembra adecuada del Jacinto de agua (tiernos) en el rea delimitada.

- Observar el crecimiento de la planta acutica para ser controlada si es necesario.

- Observar y analizar el comportamiento de la materia orgnica una vez sembrado el

Jacinto de agua.

- Realizar una segunda toma de muestras de los mismos puntos elegidos antes de la

siembra.

- Realizar una comparacin de los resultados obtenidos a travs de grficos

comparativos y curvas de comportamiento, tomando en cuenta anlisis de la

calidad del agua de los aos anteriores y obtener respuestas.

5.4.3. Poblacin y Muestra

Poblacin

En este caso se aplica para los limites dentro del rea Natural Protegida ya que en

esta rea es la que se quiere mantener el ecosistema equilibrado y conservar en

buen estado las caractersticas propias del lugar por el bien de las especies

acuticas que habitan ella.

Muestra

La muestra se realizara en un rea aproximada de 40m2 de un total 200m2 de

rea de la Laguna; para la siembra de los Jacintos de agua; ya que al ser una

prueba piloto escoger un rea mayor podra generar un riesgo para las especies

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5.5. Tcnicas, Instrumentos y Fuentes de Recoleccin de datos

5.5.1. Tcnicas

El seguimiento del comportamiento de la eutrofizacin y los posibles cambios que

se puedan presentar por la presencia del Jacinto de Agua se podr analizar con la

medicin de parmetros apropiados mediante muestreos en el rea de estudio. Los

pasos a seguir son los siguientes:

Delimitar primero el rea de estudio dentro de la laguna ya que como es anlisis experimental no se puede arriesgar a alterar todo el comportamiento de la laguna;

por esta razn solo se piensa utilizar 40m2 de 200m2 del rea total.

Determinar los parmetros principales a utilizar para la medicin de los puntos de muestreo, se cree conveniente usar los parmetros principales utilizados en la

mayora de monitoreos de agua. Estos serian en principio el OD, DBO, Nitratos y

Fosfatos. Ya que por estudios encontrados se verific que serian los que indican el

exceso de nutrientes o variacin en el oxigeno en los cuerpos de agua.

Escoger los puntos de muestreo adecuados dentro del rea delimitada, los necesarios para obtener buenos resultados de la medicin; para la cual se contar

con un Laboratorio acreditado por INDECOPI que realice la toma de muestras del

lugar.

Tomar el primer muestreo de los parmetros ya establecidos anteriormente en el rea 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 parmetros en los mismos puntos escogidos anteriormente.

Muestreos Especficos: Para el estudio en cuestin se eligi 4 puntos dentro del rea de estudio en la laguna tomando como referencia las salidas y entradas del

agua, direccin del viento y caudal para obtener buenos resultados de los anlisis.

Se vio conveniente sacar muestras del punto de ENTRADA, del punto de SALIDA,

de la ORILLA y del CENTRO del rea delimitada. Esta laguna se encuentra cerca a


los puntos de monitoreo 21 y 22 ya establecidos como se muestra en el Cuadro

N2 lneas arriba.

Parmetros para aguas superficiales: En cuanto a los parmetros estos son escogidos a travs de los estndares de calidad ambiental (ECAS) para aguas

mostrado en la ley general de recursos hdricos los cuales muestran el valor

apropiado que indiquen un buen estado de los cuerpos de agua, tanto las ECA`S

como los Lmites Mximos Permisibles (LMPS) sirven como indicadoresprincipales

para el anlisis a realizar.

Parmetros Especficos: Se vio conveniente para el estudio de la eutrofizacin utilizar como mnimo para obtener los resultados necesarios; los parmetros

siguientes:

- pH

- T (agua)

- Conductividad

- Oxigeno Disuelto (OD)

- Nitratos

- Fosfatos

- Demanda Bioqumica del Oxigeno (DBO)

Mtodos de anlisis qumicos: Para muestreos de parmetros In Situ ( Temperatura, pH, conductividad) se utilizan equipos ya calibrados con los

estndares y limites dados por la EPA, los cuales vienen de fabrica para no tener

ningn error a la hora de realizar las mediciones.

Para el caso de las muestras en laboratorio, estn son realizadas segn los

Mtodos 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 mtodos aplicados por cada parmetros de

calidad en este caso en Laboratorio Gruentec Per que son:

- Oxigeno Disuelto : EPA 160.1

- Nitratos y Fosfatos: EPA 300.0

- DBO5: SM 5210 B


5.5.2. Instrumentos y fuentes de recoleccin de datos

La principal fuente de recoleccin de datos sern obtenidos de las propias oficinas administrativas de los Pantanos de Villa, los cuales facilitaran la base de datos de

parmetros obtenidos anteriormente, como tambin la contratacin del laboratorio

ambiental para las tomas de muestras necesarias.

Se har el monitoreo de agua en el rea de estudio delimitada utilizando equipos de medicin in-situ como pH-metro, multiparametro y disco secci, como tambin toma

de muestras en recipientes apropiados para los parmetros a ser analizados en el

Laboratorio.

Otro instrumento para este proyecto durante su desarrollo sern en base a investigaciones similares obtenidas de libros u pginas de internet actualizadas

relacionadas con la aplicacin de la fitorremediacion en el agua y el uso de plantas

macrfita.

6. CRONOGRAMA

El cronograma a continuacin muestra el tiempo estimado requerido para realizar el

tratamiento de la fitorremediacion en la laguna de los Pantanos de Villa, tomando en

cuenta el rea de estudio, la cantidad de parmetros y el comportamiento adecuado

de los Jacintos de Agua se podran tener resultados de los cambios en la Eutrofizacin

de la Laguna en aproximadamente 4 meses de trabajo tal como se detalla en el cuadro

a continuacin:

Cuadro N5: 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

Delimitacin del rea de estudio X

Determinacin de los parmetros

X

Determinacin 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 rea de estudio

X

Anlisis del comportamiento y adaptacin del Jacinto de Agua.

X X

Segunda toma de muestra en los puntos de monitoreo establecidos despus de la siembra

X

Entrega de los resultados de Laboratorio

X

Evaluacin, y Recoleccin de datos

X X X X X X X X

Toma de fotografas del proceso

X X X X X X X X X X X X X

7. RESULTADOS

Tomando como referencia el trabajo de investigacin 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 repercusin en los

canales de agua contaminada por efluentes domsticos e industriales se obtuvo

los siguiente:

- De los resultados obtenidos en la investigacin, los cuales se muestran en el

Anexo del presente trabajo profesional; se puede determinar que las aguas

del Ro Cutuchi, provincia de Cotopaxi, conducidas luego por el canal de riego

agrcola Latacunga-Salcedo-Ambato, poseen concentraciones de

contaminantes en su mayora fuera de los valores lmite permisibles

contemplados en el Texto Unificado de Legislacin Ambiental Secundaria

(TULAS). Entre los valores ms significativos estn los de Coliformes fecales

y totales lo que plantea un serio riesgo para la salud pblica por los alimentos

que son producidos y lavados en las reas agrcolas.

- La fitorremediacion investigada mediante el humedales de lechugun

(Eichhornia crassipes) a dos das de retencin de las aguas, estableci que

la utilizacin de estos dispositivos es efectiva, determinndose que el

humedal de lechugun es el ms aconsejable pues a partir de los 2 das

de retencin existi ya disminucin de lasconcentraciones de

contaminantes.

Conociendo estos antecedentes, el rea Natural Protegida Pantanos de Villa tom la iniciativa de realizar una toma de muestras de la calidad del agua de la

Laguna eutrofizada delimitando el rea de estudio y aplicado la metodologa tal

como se menciono anteriormente.

Segn resultados de laboratorio mostrados en el Anexo del presente trabajo profesional se puede analizar lo siguiente:

- Inicialmente se corrobor que los instrumentos utilizados para medir la

cantidad de OD y dems parmetros se encontraban perfectamente

calibrados antes de realizar las muestras respectivas:


- En cuanto a los resultados del Oxigeno Disuelto ( OD); obtenidos dentro del

rea 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 Hdricos, el cual indica que el valor mnimo para lagunas y lagos es de 5mg/lt.

- La disminucin del OD encontrados en este punto se debe particularmente al

aumento excesivo de la DBO en la laguna; ya que la relacin es inversamente

proporcional. Lo que est generando la disminucin progresiva del oxigeno

necesario para la vida acutica en la laguna.

- Segn 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 parmetro muy altos en comparacin 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 aledaas a los pantanos de Villa; como son los

criaderos de ganado vacuno y ovino, chancheras, cultivos, arrojo de

desmonte (con residuos orgnicos) como tambin 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 disminucin del OD, como muestran los resultados.

- Se observa tambin, que los canales de alimentacin 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 tambin

contribuye al aumento de DBO como tambin de otro parmetro de vital

importancia como son los coliformes fecales y termo tolerantes; estos

parmetros tienen una relacin directa con el nivel de DBO el cual indica que

si hay exceso de DBO tambin presentaran presencia significativa de CF y

CTT en el rea de estudio.

- Segn los resultados entregados se observa que la mayor variacin 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 contaminacin generada en los canales estos se


concentraran en esta zona como tambin en las orillas, al no a ver mucho

movimiento por la accin del viento o aumento del caudal medio de la laguna.

8. CONCLUSIONES

En cuanto al Proyecto de Investigacin 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 ptimo y eficaz para la contaminacin del agua por

efluentes domsticos e industriales y que la planta lechugun o Jacinto de Agua

se adapt a las aguas del canal sin ningn contratiempo y el estudio econmico

realizado determin que el empleo de estas tecnologas alternativas de

descontaminacin 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 rea 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 pocas del ao, lo que conlleva

a la generacin de ms contaminantes y nutrientes y por ende al exceso de

eutrofizacin en algunas zonas de los Pantanos de Villa.

Con la toma de muestras ya realizadas el rea Natural Protegida Pantanos de

Villa inicio con la siembra del Jacinto de Agua dentro del rea 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 Eutrofizacin por la presencia del

mismo confirmando de esta manera la hiptesis formulada en este Trabajo

Profesional.

Como se sabe el efecto regulador que presenta los componentes del Jacinto de

agua ayudan a la disminucin de contaminantes que llegan a la laguna, a la

captacin de metales pesados, partculas en suspensin y a la disminucin de

las algas generadas por la eutrofizacin. 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 habra generado el aumento del oxigeno y por ende la presencia de

algunospeces ya ausentes por el problema de la Eutrofizacin.


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 tecnologa para ser aplicadas en reas ms 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 Eutrofizacin de la laguna.

Es necesario controlar el crecimiento de los Jacintos de Agua, la excesiva reproduccin de estos pueden generar una multiplicacin en la laguna que

podra mermar la calidad del agua ya que disminuir su capacidad fotosinttica.

Es de vital importancia establecer una frecuencia de monitoreos continuos en los puntos ya delimitados para as comprobar mediante los resultados de laboratorio

antes y despus de la siembra las variaciones que se presenten por la presencia

del Jacinto de Agua y de esta manera realizar anlisis comparativos y grficos

estadsticos que confirmen que un tratamiento biolgico como la fitorremediacion

puede disminuir o eliminar el problema de Eutrofizacin presente en la Laguna

de los Pantanos de Villa.

Considerar a la Fitorremediacion como alternativa de solucin para otros problemas similares en donde una tecnologa limpia sea capaz de mejorar la

calidad del agua y el ecosistema acutico de mares, ros, lagos o lagunas.


10. BIBLIOGRAFIA

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

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

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Contaminados: Informe realizado por la Universidad Complutense y titular de

Edafologa y Geologa, Pg.: 1-33, 2005.

11.

F

AUTOR:LI

ANEXOS ESTNDA

Cu

Fuente: MINA

ISETHAYUN

ARES NACIO

uadro N6:

AM, 2008

NICAMPOS

ONALES DE

CATEGORA

CALIDAD A

A 4: CONSERV

AMBIENTAL

VACIN DEL

L PARA AGU

AMBIENTE A

UAS

ACUTICO

43


REPORTE DE ANALISIS DE LOS PARAMETROS ANALIZADOS EN LA LAGUNA DE LOS PANTANOS DE VILLA-CHORRILLOS

Laboratorio: GRUENTEC Per

Responsable: Gerente de Operaciones, Qumica Esther Snchez

Cuadro N7: Anlisis de Resultados

Rotulacin y lugar de Muestras

PHV-090922-1

ENTRADA

PHV-090922-2

ORILLA

PHV-090922-3

SALIDA

PHV-090922-4

CENTRO

Mtodo 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

Fsico Qumico:

Oxigeno Disuelto

(mg/lt)

3.0 4.3 6.3 6.7 EPA 160.1

Aniones y no Metlicos:

Fosfatos(mg/lt) 0.3 0.3 0.2 0.3 EPA 300.1

Nitrato como

nitrgeno(mg/lt)

1.5 1.2 < 0.1 0.4 EPA 300.1

Parmetros Orgnicos:


DBO (mg/lt)

16

18

9

5

SM 5210B

Fuente: GRUENTEC Per,2011

RESULTADOS DE PARMETROS ANALTICOS DEL AGUA DEL CANAL LATACUNGA-SALCEDO-AMBATO EN EL HUMEDAL DE LECHUGUN Trabajo de Investigacin de la Universidad de Ambato

Cuadro N8: Anlisis 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


En el anlisis de validacin final se registraron tambin resultados de 0.016 mg/l de

Cromo hexavalente siendo 0.5 mg/l el valor lmite permisible y de


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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