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Ensayos de descontaminación de aguas residuales, mediante la utilización de plantas acuáticas, en el sistema pantano

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UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

La Universidad Católica de Loja

ESCUELA DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Y AMBIENTALES

CARRERA DE GESTIÓN AMBIENTAL

“ENSAYOS DE DESCONTAMINACIÓN DE AGUAS RESIDUALES, MEDIANTE LA

UTILIZACIÓN DE PLANTAS ACUATICAS, EN SISTEMA DE PANTANO”

Te sis p re via a la o b te nc ió n de l título de Ing e nie ro e n Ge stió n Amb ie nta l

Autora

Carla Marilín Tapia Amores

Directora

Blga. Indira Black Solís

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CERTIFICACIÓN DE LA DIRECTORA DE TESIS

Loja, 23 de noviembre de 2009

Blga.

Indira Black Solís

DOCENTE INVESTIGADOR DE LA UTPL

Certifica que el trabajo de tesis denominado, ”

ENSAYOS DE DESCONTAMINACIÓN DE AGUAS RESIDUALES, MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE PLANTAS ACUÁTICAS, EN SISTEMA DE PANTANO

.

”, presentado por la Señora Carla M. Tapia Amores, ha sido

dirigido, revisado y discutido en todas sus partes. Por lo cual autorizo la

presentación, sustentación y defensa del mismo.

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AUTORÍ A

Las ideas, diseños, cálculos, resultados, conclusiones, tratam ient o form al y cient ífico de la m et odología de la invest igación com plet ada en la t esis sobre “EN SAYOS DE DESCON TAM I N ACI ÓN DE AGUAS RESI DUALES, M EDI AN TE LA UTI LI ZACI ÓN DE PLAN TAS ACUÁTI CAS, EN SI STEM A DE PAN TAN O”, previo a la obt ención del grado de I ngeniera en Gest ión Am bient al de la Universidad Técnica Part icular de Loj a, son de exclusiva responsabilidad del autor.

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DEDI CATORI A

Dedico el present e t rabaj o a:

A m i esposo Noé y m i hij a Carla Noelia por su inm enso am or, com prensión y apoyo.

A m is padres Guillerm o y Carm encit a por su confianza y cariño.

A m is herm anos Anit a, Carlos, Nadia y Bryan por t odas las vivencias y el cariño que nos unen.

A t odas las personas que han creído en m í.

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AGRADECI MI EN TOS

Quiero expresar m i m ás sincero agradecim ient o a la Universidad Técnica Part icular de Loj a y a la Escuela de Ciencias Biológicas y Am bient ales por su form ación académ ica. A la Em presa Est at al PETROPRODUCCI ON y a t odo el personal del Laborat orio de Protección Am bient al ( LABPAM) de la Subgerencia de Gestión I nt egral del Cam po Lago Agrio que con su soport e t écnico y hum ano han contribuido en la ej ecución del presente trabaj o investigativo. Gracias por la ayuda y confianza en m i deposit ada.

Agradecim iento especial a m i Tutora y Directora de tesis Blga. I ndira Black Solís por su am istad, paciencia y constante colaboración.

Agradezco a todos aquellos que con su am or y apoyo incondicional cont ribuyeron a la culm inación de m i carrera profesional; a Dios porque m e bendij o dándom e la oport unidad de aprender, m ej orar y crecer j unt o a personas m uy especiales, a m is padres que han dado todo por m í y a quienes les debo lo que soy, a m i esposo Noé por el apoyo absolut o para seguir adelant e, a m i hij a Carla Noelia, a m is padres Guillerm o y Carm encita , a m is herm anos Anita, Carlos, Nadia y Bryan por su afect o y consideración.

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CESI ÓN DE DERECH OS DE TESI S

Yo, Carla Marilín Tapia Am ores declaro y acept o la disposición del Art . 67 del Est at ut o Orgánico de la Universidad Técnica Part icular de Loj a que en su part e pert inente t ext ualm ent e dice: “ Form an part e del pat rim onio de la Universidad la propiedad intelectual de investigaciones, t rabaj os científicos o t écnicos y t esis de grado que se realicen a t ravés, o con el apoyo financiero, académ ico o inst it ucional operat ivo de la Universidad” .

Carla Tapia Am ores Blga. I ndira Black Solís

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I N DI CE DE CON TEN I DOS

1. I nt roducción………. ………..1

2. Obj et ivos……….………5

2.1 General………. …….……....5

2.2 Específicos………. ………5

3. Hipót esis………. ……….…..…5

4. Revisión de Lit erat ura………. ………..…….6

4.1 El Agua……….……..….….6

4.1.1 Ciclo Hidrológico………..………...…….6

4.1.2 Aguas residuales………..…….7

a. Origen de las aguas residuales……….………...….7

b. Efectos de la contam inación por aguas residuales……….…….…..8

c. Const it uyent es de las aguas residuales………….…….……….…...9

• Caract eríst icas físicas……….………..…...9

A. Tem perat ura……….……….9

B. Conduct ividad Eléct rica ……….………..…9

• Caract eríst icas quím icas……….………..….……….10

A. Pot encial de Hidrógeno………..….….……10

B. Dem anda quím ica de Oxigeno………….……….…....10

C. Dem anda Bioquím ica de Oxígeno………….………..….…..10

D. Oxigeno Disuelt o……….…..…11

E. Nit rit os y Nit rat os………..……...11

F. Am onio………...12

G. Pot asio……….………12

(8)

viii

4.2.1 Bario ( Ba) ……….………..…..13

4.2.2 Cadm io ( Cd) ………..……..…....14

4.2.3 Crom o ( Cr) ……….14

4.2.4 Plom o ( Pb) ………...………...……...15

4.2.5 Vanadio ( V) ………..……….15

4.2.6 Níquel ( Ni) ……….…….16

4.3 Mét odos de descontam inación de aguas………..………...…..16

• Trat am ient o prim ario………...…….17

• Trat am ient o secundario………..……...17

• Trat am ient o t erciario………..………….…....17

4.3.1 Trat am ient os Biológicos……….……….………18

a. Sist em as de hum edales………..……..…….18

b. Biorrem ediación……….…….….….18

c. Fit orrem ediación……….…..19

4.3.2 Plant as Acuát icas……….………...……19

4.4 Marco Legal ……….……….….………..20

4.4.1 Const it ución Polít ica de la República del Ecuador……...….…..20

4.4.2 Leyes y polít icas generales sobre el m edio Am bient e… ….…….…21

• Ley de Gest ión Am bient al……….……….….……...21

• Text o Unificado de la Legislación Am bient al Secundaria…….…..21

4.4.3 Disposiciones sobre la prot ección al Am bient e………..….23

4.4.4 Polít ica Medioam biental del Ecuador………24

4.4.5 Convenios I nt ernacionales………..……….……...….24

5. Met odología………..……….………..…27

5.1 Área de est udio……….………....27

5.2 Recolección de especies veget ales…………..……….…..28

5.3 Adapt ación de las especies veget ales a un m edio cont am inado...31

5.4 Diseño y const rucción del sim ulador del pant ano………….……….….….33

(9)

ix

5.6 Siem bras de plant as en el sim ulador………..33

5.7 Análisis de laborat orio………..……….….34

6. Result ados……….………...36

6.1 Descripción de las especies colect adas………..…………...….36

Musa velut ina……….………….………36

Hem iant hus m icrant hem oides……….………..37

Set aria par viflora………..………...38

Dracaena sanderiana……….…39

Pont ederia cordat a………...…40

Eichornia crassipes………..……..….41

Eleocharis geniculat a………..……….…....42

Cyperus luzulae……….………..……43

Eleocharis m acr ost achya……….…...44

Set aria cer nua……….….…45

6.2 Especies seleccionadas……….…..….46

6.3 Caract erización inicial del agua residual………....48

6.4 Sim ulador de pant ano………...50

6.5 Crecim ient o de especies seleccionada……..………..………...53

6.6 Análisis de m et ales pesados en cenizas………..………..…53

Análisis inicial………53

Análisis final……….…....54

6.7 Cont enido de m et ales pesados en especies seleccionadas….…………55

6.8 Caract erización del agua residual……….……….…….57

7. Conclusiones………..………..………59

8. Recom endaciones……….……..…….60

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x

10. Anexos………...…...78

10.1 Tablas anexas de descont am inación de aguas………..……….….78 a. Tabla a. Crit erios de calidad adm isibles para la preservación de la

flora y fauna en aguas dulces, frías o cálidas y en aguas m arinas y de est uario……….………78 b. Puntos geográficos de la ubicación de las plantas acuáticas

colect adas……….80 c. Parám et ros analizados en aguas residuales……….81 d. Prom edio de hum edad y t em perat ura am bient al donde se

desarrollaron las especies veget ales………..82 e. Parám et ros diarios de hum edad y t em perat ura am bient al donde se

desarrollaron las especies veget ales……….83

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I N DI CE DE TABLAS

Tabla 1. Com posición de la solución de siem bra para especies seleccionadas…..31

Tabla 2. Análisis de la solución de siem bra……….………….32

Tabla 3. Com puest os con m et ales requeridos en el est udio………..…..34

Tabla 4. Lím it es de descarga a un cuerpo de agua dulce………...……..35

Tabla 5. Adapt ación de las especies veget ales……….……..…….47

Tabla 6. Com paración ent re parám et ros del agua residual, los lím it es m áxim os perm isibles y su porcent aj e alcanzado al inicio en el agua residual……….………..…50

Tabla 7. Medidas del sim ulador de pant ano………..………51

Tabla 8. Crecim ient o de especies puest as en cult ivo………..………..……54

Tabla 9. Contenido de m et ales pesados en cenizas ( inicio del ensayo) …….…….…54

Tabla 10.Cont enido de m et ales pesados en cenizas ( final del ensayo) …….……....55

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I N DI CE DE GRAFI COS

M a pa s

Mapa 1. Localización de Nueva Loj a en el Dist rit o Am azónico………..…..…………29

Mapa 2. Punt os de recolección de especies veget ales………...…..……..……30

Gr á ficos Gráfico 1. Diseño del sim ulador de pant ano……….……..…..53

Gráfico 2. Cont enido inicial y final de m etales pesados en raices, hoj as + t allo de Eleocharis geniculat a………..………..…….…56

Gráfico 3. Contenido inicial y final de m etales pesados en raices, hoj as + t allo de Set aria parviflora……….……….………...….56

Gráfico 4.Contenido inicial y final de m etales pesados en raices, hoj as + t allo de Eichornia crassipes….………...57

Fot ografías Foto 1. Musa velut ina………..………..………37

Foto 2. Hem iant hus m icr ant em ohides………….…….………..38

Foto 3. Set aria parviflora……….………...…..39

Foto 4. Dracaena sanderiana……….……….………..…40

Foto 5. Pont ederia cordat a……….……….….……41

Foto 6. Eichornia crassipes……….……….….…..…42

Foto 7. Eleocharis geniculat a……….………..………….…….…43

Foto 8. Cyperus luzulae……….…...44

Foto 9. Eleocharis m acrost achya………..….45

Fot o 10. Set aria cernua……….…….…...46

Fot o 11. Eleochar is geniculat a……….………..…..47

Fot o 12. Set aria par viflora………...….48

Fot o 13. Eichornia cr assipes………....…..49

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RESUM EN

La descont am inación de las aguas residuales en pant anos art ificiales o wet lands son alt ernat ivas act uales para m ej orar la calidad de aguas m ediant e el uso de plant as acuát icas. En la ciudad de Nueva Loj a en el Cam po Lago Agrio de la Em presa Estatal de Petróleos y su filial Petroproducción realiza análisis de aguas y suelos en el Laborat orio de Prot ección Am bient al con la finalidad de det erm inar la cont am inación exist ent e para sugerir un proceso de biorrem ediación.

Se realizó un ensayo de laborat orio para conocer la capacidad de las plant as acuát icas del sect or para crecer en m edios cont am inados. Las especies

Eleocharis geniculat a, Eichornia crassipes y Set aria par viflora se adapt an y desarrollan en aguas contam inadas y acum ulan es sus estructuras m etales pesados. Los wet lands son una m anera económ ica y ecológica de elim inar m etales pesados y m ej orar los parám et ros físico- quím icos del agua a est ándares perm it idos por la Const it ución Ecuat oriana según el Text o Unificado de Legislación Am biental Secundaria, ya que las especies: Eleocharis geniculat a,

Eichornia crassipes y Set aria parviflor a se adapt an a m edios cont am inados y acum ulan en sus estructuras altos cont enidos de níquel y bario considerados m etales pesados que tienden a bioacum ularse causando daños en los organism os vivos especialm ente el ser hum ano.

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1 .1 I N TRODUCCI ÓN

El agua es un com puest o form ado por dos m oléculas de hidrógeno y una de oxígeno, cubre el 71% de la superficie del planet a, ocupa un volum en de 1400 m illones de kilóm et ros cúbicos y el 97% es salada porque se encuent ra en m ares y océanos, así el 3% restante es agua dulce que se encuentra en un 87% en casquetes polares, glaciares y aguas subterráneas ( UI CN 2000; Nebel & Wright 1999) . Los habitant es prim itivos utilizaban el agua para consum o, agricultura, navegación, et c , pero a m edida que las civilizaciones han ido avanzando a lo largo de los siglos, la utilización de los recursos naturales especialm ente el agua se ha m ult iplicado, y no se han tom ado en cuent a ni los procesos de fabricación ni los sist em as de com ercialización utilizados; el crecim iento dem ográfico así com o el increm ent o en el m anej o de m at erias prim as de acuerdo al avance t ecnológico hace que el consum o de energía, cont ribuya al det erioro del ent orno ( Lloret 2004; Ruiz, 1998) .

Según el Diccionario de la Real Academ ia Española DRAE el Medio Am bient e es: ” Elem ent o en que vive o se m ueve una persona, anim al o cosa” o sea es el ent orno donde nos desenvolvem os ( Pérez 2000) . Bust os ( 2001) define al am bient e com o “ Conj unto de circunstancias físicas culturales y económ icas y sociales que rodean a las personas y a los seres vivos” o com o “ Condiciones físicas y biológicas en que vive un organism o” ( Sm it h & Sm it h 2001) .

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progresivo de la cont am inación a causa de la elim inación de desechos o residuos al am bient e ( Dickson 2000; Nebel & Wright 1999) . Ent endiéndose que la palabra residuo proviene del lat ín residuum, que significa part e o porción que queda de un t odo, o que es una sust ancia u obj et o que se genera por una act ividad product iva de consum o, y del que su propiet ario se desprende porque ya no le es út il en su t rabaj o o producción ( Eweis et al. 2000) .

La preocupación a nivel m undial por crear norm as para la protección del m edio am bient e surgió com o m edio de socialización y determ inación ent re países t ales com o: La Convención relat iva a los Hum edales realizada en Ram sar en 1971, Conferencia del Medio Am bient e realizada en Estocolm o 1972, la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Agua realizada en Argent ina, la Conferencia I nternacional sobre el Agua y Am biente realizada en Dublín en 1992, ent re ot ras ( Ríos 2005) . Desde 1970, en la m ayoría de los países indust rializados, el t rat am ient o de em plazam ientos cont am inados ha venido cobrando cada vez m ás im port ancia y generalm ent e, se ha com probado que los t rat am ient os biológicos son m ás económ icos que los procedim ientos quím icos o físicos ( Eweis et al. 2000) .

La ut ilización de plant as acuát icas del género Eleocharis, Echinocloa, Eichornia, ent re ot ras, ha sido desarrollada com o un t rat am ient o secundario o t erciario alt ernat ivo de aguas residuales, y ha dem ost rado ser eficient e en la rem oción de una am plia gam a de contam inantes, sustancias orgánicas, así com o nutrientes y m etales pesados ( Baird 2004; Rom ero 2002) .

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2002; Carrillo 2001) . El m ecanism o m ediante el cual las plantas ret iran del agua residual el cont am inant e es el siguient e: las plant as acuát icas, que const it uyen la base de la tecnología de los w et land, t ienen la propiedad de inyect ar grandes cantidades de oxígeno hacia sus raíces ( Castillo 2005) . El aire que no es aprovechado por la especie y que ésta expele es absorbido por m icroorganism os, com o bact erias y hongos, que se asocian a la raíz y se encargan de m et abolizar los contam inant es que ent ran al sist em a (Celis 2005) .

La Em presa Est at al de Exploración y Producción de Pet róleos del Ecuador Pet roproduccion, fue creada el 26 de sept iem bre de 1989 con el obj et ivo de explorar, explotar las cuencas sedim entarias o yacim ientos hidrocarburíferos, operar los cam pos hidrocarburíferos asignados a Pet roecuador, y t ransport ar el petróleo y gas hasta los principales centros de alm acenam iento, favoreciendo al est ado ecuat oriano en alrededor del 50% lo cual dem uest ra que el petróleo es vit al y det erm inant e para la evolución de la econom ía nacional ( Narváez 2002; Zam brano 1999) .

En vist a de los const ant es derram es de pet róleo en la región am azónica causados por: at ent ados, fallas hum anas, de m aquinarias, corrosión, ent re ot ras, causando una grave contam inación am biental de los cam pos de explotación pet rolera así com o en su t rayect o o recorrido hast a cada est ación de bom beo exist iendo un prom edio de 170 derram es anuales aproxim adam ent e que sin im port ar la m agnit ud de cada derram e indudablem ent e causa un gran im pact o en aguas y suelo ( Rodriguez & Terneus 2007) .

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2 . OBJETI VOS

2 .1 GEN ERAL

• Probar la eficiencia de plant as acuát icas, en la descont am inación de aguas residuales, en sist em as de pant ano.

2 .2 ESPECÍ FI COS

• I dent ificar especies de plant as acuát icas que crezcan espontáneam ent e en agua cont am inada.

• Conocer la plasticidad y sobrevivencia de las especies de plant as acuáticas al t rasplant e y m anej o en laborat orio.

• Diseñar y const ruir un sim ulador de pant ano a escala de laborat orio.

• Determ inar y seleccionar las especies m ej or adaptadas para

descont am inación de aguas residuales.

• Diseñar un sim ulador de pant ano para descont am inación de agua.

3 . HI POTESI S

H.0 Las plant as acuát icas no cont ribuyen en la descont am inación de aguas residuales.

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4 . REVI SI ÓN DE LI TERATURA

4 .1 El agua

El agua es un com ponent e básico del m edio y com o t al condiciona la vida adem ás es la sust ancia m ás abundant e en la nat uraleza y unas t res cuart as part es de la Tierra est án cubiert as por agua ( Seoánez 2000; Curt is & Barnes 1993) . Es una de las pocas sust ancias que se present a en la nat uraleza en los tres estados de la m ateria: sólido en los casquet es polares y glaciares; líquido en ríos y océanos y, gaseoso en la niebla y nubes ( Cam pbell et al. 2001) . El agua est á com puest a por hidrógeno y oxígeno, y en est ado puro no t iene color, ni olor, ni sabor ( Curtis y Barnes 1993) . El agua líquida puede disolver m uchas sustancias, com o las sales m inerales que necesitan las plant as y la m ayoría de los organism os vivos ( Nelson & Cox 2006) . Debido a sus propiedades, ut ilizam os el agua com o pat rón para definir m uchas unidades físicas, por ej em plo, para definir la caloría ( la unidad de calor) , el grado cent ígrado ( la unidad de t em perat ura) o el gram o ( la unidad de m asa) ( McKee & McKee 2003) .

4 .1 .1 Ciclo hidrológico

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4 .1 .2 Aguas residuales

Las aguas residuales son un product o inevit able de la act ividad hum ana su t rat am ient o y disposición apropiada im plica el conocim ient o de las característ icas físicas, quím icas y biológicas de dichas aguas; de su significado y de sus efect os principales sobre la fuent e receptora ( Rom ero 2002; OMS 1998) .

a) Origen de las aguas residuales

Las aguas residuales t ienen un origen dom est ico, indust rial, subterráneo y m et eorológico, llam ándose respect ivam ent e dom est icas, indust riales de infiltración y pluviales ( Spiro 2004) . Las aguas residuales dom est icas incluyen a los líquidos provenientes de viviendas, edificios com erciales e instituciones y com prende las aguas grises ( Oña 2005) . Las aguas que provienen de los inodoros y que t ransport an excrem entos hum anos y orina se denom inan aguas negras, cont ribuyen principalm ent e con m at eria orgánica, sólidos suspendidos, nit rógeno y coliform es; las aguas grises son aquellas que se originan en t inas, duchas, lavam anos, y lavadoras, aportan con DBO, sólidos suspendidos, fosforo y grasas ( Rom ero 2002) .

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b) Efect os de la cont am inación por aguas residuales

La cont am inación puede causar efect os adversos m uy variados, ya sea sobre los organism os aislados “ efectos tóxicos” , o sobre los ecosistem as y el equilibrio am bient al en general “ efect os ecot óxicos” ( Cepis 1995) . La contam inación causa efectos adversos de t ipo estético, económ ico, social y político a los que con frecuencia no se les da la debida atención y que llegan a causar graves problem as socio- polít icos ( Baird 2004) . Toda agua residual afect a en alguna m anera la calidad del agua de la fuent e o cuerpo recept or ( López 2009) ; cuando un vert ido de agua residual sin t rat ar llegar a un cauce se genera los siguient es efect os:

• Tapiza la veget ación de las riveras con residuos sólidos gruesos, t ales com o plást icos, utensilios, restos de alim entos, etc.

• Produce la acum ulación de sólidos en suspensión sedim entables en fondo y orillas del cauce, t ales com o arenas y m at eria orgánica.

• Consum e el oxigeno disuelt o que t iene el cauce por descom posición de la m ateria orgánica y com puestos am oniacales.

• Genera m alos olores por agotam iento del oxigeno disuelt o del cauce que no es capaz de recuperarse.

• I ncorpora en el cauce grandes cant idades de m icroorganism os; adem ás de com puest os quím icos tóxicos o inhibidores de ot ros seres vivos.

• Produce un aum ent o en el proceso de eutrofización al portar grandes cantidades de fosforo y nitrógeno.

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c) Const it uyent es de las aguas residuales

El conocim ient o de la nat uraleza del agua residual es det erm inant e en la selección de las operaciones, procesos de tratam iento y evacuación; así com o para la gest ión de la calidad am bient al. La com posición de los efluent es contam inados se analiza con diversas m ediciones físicas, quím icas y m icrobiologías ( Mackenzie & Master 2005) .

Caract eríst icas físicas

A. Tem perat ura

La t em perat ura es considerada com o la int ensidad de la energía expresada en grados, pudiendo ser según el requerim ient o: cent ígrados, Fahrenheit , Kelvin, et c. ( Vasquez 1993) . Es una m edición necesaria para el análisis de las aguas puest o que influye direct am ente sobre varios parám etros com o pH, conduct ividad eléct rica, concent ración de oxigeno disuelt o, CO2, gases disueltos, et c; adem ás

afect a el desarrollo de la vida de las especies en los acuíferos, las reacciones quím icas y su cinét ica ( Eweis et al.2000; Hach 1996) . La tem peratura del agua residual es generalm ent e m ayor que la t em peratura del agua de sum inist ro ( Mackenzie & Mast er 2005) .

B. Conduct ividad eléct rica

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Com o la corrient e eléct rica es transportada por iones en solución, un aum ent o en la concent ración de los m ism os provoca un increm ent o en la conduct ividad; por t ant o, el valor de la m edida de conduct ividad eléct rica se usa com o un parám et ro de la concent ración de sólidos disuelt os ( Crit es 2000) .

Caract eríst icas quím icas

A. Pot encial de hidrogeno ( pH )

Es la m edida de la concent ración de iones hidrógenos en el agua, el cual se define com o el logarit m o negat ivo de la concent ración m olar de ion hidrogeno ( Skoog 2001) . Adem ás es un buen parám et ro de caráct er general para det erm inar la calidad de agua con valores de pH prom edio que com prenden de 6.5 a 8.5 ( Lawrence & Keit h 1996) .

B. Dem anda Quím ica de Oxigeno ( DQO)

La prueba de la Dem anda Quím ica de Oxígeno se usa para m edir el m at erial orgánico present e en las aguas residuales, susceptible de ser oxidado quím icam ent e por un agent e fuert em ente oxidant e en m edio acido ( Crit es 2000) . Adem ás es út il para com probar la carga orgánica de aguas residuales que, o no son biodegradables o cont ienen com puestos que inhiben la actividad de los m icroorganism os ( Rom ero 2002) .

C. Dem anda Bioquím ica de Oxigeno ( DBO)

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biodegradable en condiciones aerobias ( Gil 1998) . Cuando la m at eria orgánica com o: plantas m uertas, hoj as, recortes de pasto, boñiga, aguas negras o incluso desechos de com ida est án present es en el sum inist ro de agua, las bact erias iniciarán el proceso de descom posición de est os desechos; cuando esto sucede, m ucho del oxígeno disuelto disponible lo consum en las bacterias aeróbicas, robándoles el oxígeno a ot ros organism os acuát icos que lo necesit an para vivir ( Orozco et al.2005) .

.

D. Oxigeno Disuelt o ( OD)

Gas de baj a solubilidad requerido para la vida acuát ica aerobia ( Sawyer 2001) . La disponibilidad de oxigeno disuelt o ( OD) lim it a la capacidad aut opurificadora de los cuerpos de agua y hace necesario el t ratam iento de aguas residuales para la disposición en ríos o em balses ( Oña 2005) . Cuando los niveles de la DBO son alt os, los niveles de oxígeno disuelt o ( OD) dism inuyen porque el oxígeno que est á disponible en el agua es consum ido por las bact erias; un nivel de oxigeno disuelt o baj o indica cont am inación con m at eria orgánica, m ala calidad del agua e incapacidad de m ant ener det erm inadas form as de vida ( Crites 2000) .

E. N it rit os ( N O2) y N it rat os ( N O3)

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acuát icos y t errest res o por reducción bact eriana ( Pedrom o 2006; Baird, 2004) . Las fuent es am bientales m ás im portantes de nitratos y nitrit os son antropogénicos e incluyen:

- El uso de fert ilizant es nitrogenados principal fuente de contam inación de acuíferos poco profundos

- La disposición de excret as en las fosas sépt icas

- La disposición de desechos m unicipales e industriales direct am ente en las aguas superficiales

- El uso de aditivos alim ent arios la sal com ún m ezclada con nitrat o de potasio para la conservación de carnes y em butidos.

- En los seres hum anos produce efect os hem atopoyéticos, cardiovasculares y respirat orios

F. Am onio ( N H4)

Radical m onovalent e form ado por un át om o de nit rógeno y cuat ro de hidrógeno, en sus com binaciones tiene sem ej anzas con los m etales alcalinos de color blanco ( Orozco et al 2005) . Se em plea com o fert ilizant e sint ético nit rogenado y es utilizado com o com ponente de algunos explosivos ya que contiene un 35% de nit rógeno ( Nebel & Wright 1999) . Se disuelve rápidam ent e en el agua, por lo que act úa deprisa; no obst ant e, desaparece pront o de los cam pos y se incorpora a los cursos de agua, lo que puede provocar la cont am inación del agua, ya que el nit rat o de am onio elim ina del agua el oxígeno disuelt o ( Albert 1997) .

G. Pot asio ( K)

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posit ivo de los fluidos celulares, en donde influye en la presión osm ót ica al interior de las células anim ales y vegetales; es necesario para el m etabolism o de carbohidratos y prot eínas así com o para la síntesis proteínica y algunos de sus derivados se usan com o fert ilizant es ( Dickson 2000) ; es esencial para la agricult ura m oderna ya que es un com ponent e vit al de los suelos fért iles, sin em bargo el abuso de los fert ilizant es ricos en pot asio puede ser nocivo para las plantas, los cultivos y el suelo ( Sm it h 2001) ; adem ás, la lixiviación de los nut rient es puede causar contam inación del agua y alt eraciones com o la eutrofización o desarrollo excesivo de la veget ación ( Curt is & Barnes 2001) .

4 .2 M et ales Pesados

Por m et ales pesados se ent iende a cualquier elem ent o quím ico m et álico que t enga una relat iva alt a densidad y sea tóxico o venenoso en concentraciones baj as y que no se pueden degradar por m edios nat urales, adem ás que son peligrosos porque t ienden a bioacum ularse en el organism o pudiendo causar daños severos ( Claret et al. 2003; Met calf & Eddy 1995). Son frecuentem ent e añadidos al agua residual en el curso de ciertas act ividades com erciales e indust riales. Debido a su t oxicidad, la presencia de cualquiera de ellos en cant idades excesivas int erferirá con gran núm ero de usos del agua, por lo que deberán separarse si se pretende reut ilizar ( Rom ero 2002) .

4 .2 .1 Bario ( Ba)

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carbonato de bario, su origen ant ropogénico es m ayorit ario en la m inería e indust ria de pinturas, se conoce que causa efectos t óxicos al sistem a circulatorio ( Orozco et al. 2005) .

4 .2 .2 Cadm io ( Cd)

Es un elem ent o m et álico, blanco, plat eado que se puede m oldear fácilm ent e y es resist ent e a la corrosión; est e m et al puede deposit arse elect rolít icam ent e en los m etales para recubrirlos, principalm ente en el hierro o el acero, en los que form a capas quím icam ente resistent es ( Baird 2004) . La fuente m ás im port ante de liberación de cadm io al am biente es el em pleo de com bust ibles fósiles com o carbón y pet róleo, aunque t am bién puede ser liberado durant e el refinado de zinc, plom o o cobre. ( Orozco et al. 2005) . Produce efectos adversos al ser hum ano por ingest ión o inhalación causando daño en art erias y riñones ( Albert 1997) .

4 .2 .3 Crom o ( Cr)

Es un elem ent o m et álico nat ural ubicuo que se encuent ra en rocas, plant as, suelos, anim ales y en los hum os y gases volcánicos; no se encuent ra libre en la naturaleza por su alt a react ividad ( Skoog 2001) . Es de color blanco plateado con un t int e azulado, es alt am ent e resist ent e a la oxidación y a las alt as t em perat uras, es el sext o elem ent o en abundancia en la cort eza t errest re, en donde se encuent ra com o oxido ( Cr2O3) y, com binado con hierro y oxigeno en el

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realizado t rat am ient os de fit orrem ediación ut ilizando plant as para la elim inación de este m etal de aguas suelos y aire ( Mallia et al 2005) .

4 .2 .4 Plom o ( Pb)

Es un elem ent o m et álico, denso, de color gris azulado, es uno de los prim eros m etales conocidos y está fundam entalm ente relacionada con los diferent es tipos de act ividades hum anas en su desarrollo ( Sierra 2006) ; reacciona con el ácido nít rico, pero a t em perat ura am bient e apenas le afect an los ácidos sulfúrico y clorhídrico, en presencia de aire, reacciona lent am ent e con el agua form ando hidróxido de plom o que es ligeram ent e soluble; los com puest os solubles de plom o son venenosos ( Orozco et al 2005) . El plom o ingerido en cualquiera de sus form as es altam ente tóxico, los efectos adversos del plom o que tiene la capacidad de bioacum ulación y afect a a t odos los órganos y sist em as en el ser hum ano especialm ent e el nervioso, hem at opoyét ico y el cardiovascular ( Albert 1997) .

4 .2 .5 Vanadio ( V)

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4 .2 .6 N íquel ( N i)

Níquel, de sím bolo Ni, es un elem ent o m et álico m agnét ico, de aspect o blanco plateado, utilizado principalm ente en aleaciones ( Skoog 2001) . El níquel m etálico no es m uy act ivo quím icam ent e, es soluble en ácido nít rico diluido, y se conviert e en pasivo ( no react ivo) en ácido nít rico concent rado ( Rom ero 2002) . El níquel se em plea com o prot ect or y com o revest im ient o ornam ent al de los m etales, en especial de los que son susceptibles de corrosión com o el hierro y el acero ( Baird 2004) .

4 .3 M ét odos de Descont am inación de Aguas

La descont am inación de las aguas residuales es una invent iva puest a en práct ica relat ivam ent e hace pocas décadas; la im port ancia que ha t om ado la conservación del m edio am bient e ha im plicado que la sociedad ent era t om e cart as en el asunt o, haciéndose necesario encontrar form as que perm it an m it igar en algo la cont am inación ( Ríos 2005) . El agua, elem ent o vit al para la supervivencia hum ana se ha visto afectada por el crecim iento poblacional y ha puesto en riesgo ésta y las futuras generaciones ( Rom ero 2002) .

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Trat am ient o Prim ario

Est e t ratam ient o consist e en depurar el agua residual de m at eriales no degradables de t am año considerable por m edio de enrej ados para luego quem arlas o ent ierrarlas t ras ser recogidos de form a m anual o m ecánicam ent e, el agua residual pasa a cont inuación a t ravés de una t rit uradora, donde las hoj as y ot ros m ateriales orgánicos son triturados para facilitar su posterior procesam ient o que consist e en filt rar el agua residual por una cám ara de arena, post erior a una sedim ent ación, flot ación por presión de aire y luego a un proceso de digest ión m icrobiológico ( Rom ero 2002; Dickson 2000) .

Trat am ient o Secundario

Est e t ratam ient o t iene com o obj etivo fundam ental reducir la cantidad de m ateria orgánica en el agua ( Bust os 2001) . El tratam iento secundario supone, de hecho, em plear y acelerar los procesos nat urales de elim inación de los residuos en presencia de oxígeno, las bacterias aeróbicas convierten la m ateria orgánica en form as est ables, com o dióxido de carbono, agua, nit rat os y fosfat os, así com o otros m at eriales orgánicos ( Orozco 2005; Dickson 2000; Corbitt 2003) . Hay diversos procesos alt ernat ivos para el t rat am ient o secundario, incluyendo Hum edales, Biorrem ediación, Fit orrem ediación.

Trat am ient o Terciario

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t rat am ient o se lleva a cabo para elim inar fundam ent alm ent e la m at eria orgánica que no ha sido ret enida en el t rat am ient o biológico, o bien que no es biodegradable así com o las sales inorgánicas disuelt as, ent re las que dest acan el nit rógeno y el fósforo, que son algunos de los responsables de la eut rofización de los cursos y depósit os de agua ( Pérez 2007; Dickson 2001) .

4 .3 .1 Trat am ient os Biológicos

a) Sist em as de hum edales

Los hum edales son aéreas cubiert as de agua que albergan plant as acuát icas ( Sm it h & Sm it h 2001) ; llam ados filt ros verdes, perm it en el cult ivo de especies vegetales parcialm ente cubiertas de agua para la asim ilación y adsorción de ciert os com ponent es del agua residual por part e de las plant as, las m ism as que pueden est ar enraizadas o suspendidas en el suelo por donde corre el agua o con fluj o subsuperficial donde el agua corre por los ext rem os de la plant ación y la hum edad llega a las plant as por m edios porosos ( Cast illo, 2005; Corbit t 2003) .

b) Biorrem ediación

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c) Fit orrem ediación

La t écnica de fit orrem ediación ut iliza la veget ación para la descont am inación in- sit u de suelos y sedim ent os cont am inados por m et ales pesados y contam inantes orgánicos, m ediante la absorción directa de los contam inantes por los veget ales ( Sangabriel et al. 2006; Cast illo 2005) . La acum ulación de contam inantes en los tej idos de las plantas, la liberación de oxigeno al suelo, y la intensificación de la biodegradación por los hongos y m icrobios localizados en la int erfase suelo–raíz logran ext raer los contam inant es del suelos o sedim entos e incorporarlos a sus est ructuras, las m ism as que post erior a un tiem po det erm inado son desechados a sit ios convenient es para est e propósit o. Las vent aj as de la fit orrem ediación incluyen su relat ivo baj o cost o, los beneficios estét icos que provee y su naturaleza no intrusiva ( Baird 2004) .

4 .3 .2 Plant as Acuát icas

Son los veget ales que se desarrollan en las aguas, t ant o dulces com o m arinas; se denom inan, en sent ido am plio, hidrofit os. Según sea ést a, se pueden clasificar en: Flot ant es: que pueden carecer de raíces y vivir sobre el agua y sin enraizar durant e t oda su vida o bien pueden enraizar pero t odos sus órganos son flotantes. Sum ergidas: que viven durant e t oda su vida enraizada al subst rato y sum ergidas. Anfibias: que son plantas terrestres que pueden vivir en el agua o fuera de ella, a est as norm alm ent e se las conoce com o plant as acuát icas ( Corbit t 2003; Ahn et al. 2000; Nebel & Writ e 1999) .

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De acuerdo a lo encont rado por Burk et al. ( 2000) , es im port ant e m encionar que las plant as acuát icas acum ulan gran cantidad de m et ales pesados en sus t ej idos com o m ercurio ( Hg) , cadm io ( Cd) , plom o ( Pb) , arsénico( As) , crom o ( Cr) , los cuales son liberados post eriorm ent e al m edio pudiendo causar problem as en el suelo y en la cadena alim ent aria de los hum edales. Est o im plica la rem oción de estas plantas después de un cierto tiem po a fin de no provocar problem as de cont am inación en est os ecosist em as, no afect ando de est e m odo la recuperación del hum edal ( Baird 2004) .

El m ecanism o m ediant e el cual la plant a saca del agua residual el cont am inant e es el siguient e: las plant as acuáticas, que constituyen la base de la tecnología de los w et land ( Llagas & Guadalupe 2006), t ienen la propiedad de inyect ar grandes cantidades de oxígeno hacia sus raíces. El aire que no es aprovechado por la especie y el que ést a expele es absorbido por m icroorganism os, com o bact erias y hongos, que se asocian a la raíz y se encargan de m et abolizar los cont am inant es que ent ran al sistem a ( Novotny & Olem 1994) .

4 .4 M arco Legal

El m arco legal nacional para la prot ección del am bient e y sus com ponent es inicia con la Const itución Polít ica de la República del Ecuador, a partir de la cual las leyes, reglam ent os y acuerdos relacionados han sido elaborados para aplicación de los principios básicos de un desarrollo de las actividades en arm onía con el entorno. En orden de j erarquía citam os los instrum entos legales aplicables:

4 .4 .1 Const it ución Polít ica de la República del Ecuador

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una serie de leyes, reglam ent os, decret os, acuerdos m inisteriales y ot ros tipos de leyes com plem ent arias, por las que el Est ado Ecuat oriano garant iza el cum plim ient o de ést as a t ravés de sus diferent es inst it uciones públicas especializadas, así com o por m edio de la part icipación ciudadana a t ravés de instituciones organizadas, ONG's, ent re ot ras.

4 .4 .2 Leyes y Polít icas Generales sobre el Am bient e

La Legislación am bient al de nuest ro país se encuent ra dispersa en varias leyes, códigos, reglam ent os y ordenanzas m unicipales. El Minist erio del Am bient e cuent a con el program a denom inado: ''Legislación y norm at iva para el desarrollo sust ent able” .

Ley de Gest ión Am bient al

Expedida en el año 2001, para norm ar las act ividades regulat orias, m andatarias y de coordinación de la t em át ica am bient al, baj o la responsabilidad de la única Aut oridad Am bient al Nacional: "El Minist erio del Am bient e del Ecuador". La Gest ión Am bient al const it uye los m ecanism os de orden t écnico, j urídico o de ot ro t ipo, conducent es a lograr racionalidad y eficiencia en la gest ión am bient al. A t ravés de los inst rum ent os t écnicos y legales, se est ablecen las obligaciones de las personas respect o al m edio am biente ( Bustos 2001) .

Text o Unificado de Legislación Am bient al Secundaria ( TULAS)

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• Norm a de Calidad am bient al y de descarga de efluent es: Recurso Agua

• Norm a técnica am biental ecuat oriana: Recurso suelo • Norm a de em isiones al aire desde fuentes fij as de com bustión

• Norm a t écnica am bient al ecuat oriana: Calidad de aire y em isión

• Lím it es perm isibles de niveles de ruido hacia el am bient e: Fuent es fij as, fuentes Móviles y vibraciones;

• Norm a técnica am biental ecuat oriana: Desechos sólidos norm ales

• Listado Nacional de Productos Quím icos Prohibidos, peligrosos, y de uso Rest ringido que se utilicen en el Ecuador.

El libro VI Anexo 1 t ipifica la norm a de Calidad Am bient al y de descarga de efluent es al Recurso Agua, la cual es dict ada baj o el am paro de la Ley de Gest ión Am bient al y del Reglam ent o a la Ley de Gest ión Am bient al para la Prevención y Control de la Contam inación Am biental y se som ete a las disposiciones de éstos, es de aplicación obligat oria y rige en t odo el t errit orio nacional. La present e norm a t écnica det erm ina o est ablece:

- Los lím ites perm isibles, disposiciones y prohibiciones para las descargas en cuerpos de aguas o sist em as de alcant arillado;

- Los criterios de calidad de las aguas para sus dist intos usos; y,

- Mét odos y procedim ient os para det erm inar la presencia de cont am inant es en el agua.

Los Criterios de calidad por usos:

o Crit erios de calidad para aguas dest inadas al consum o hum ano y uso dom ést ico, previo a su potabilización

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o Criterios de calidad para aguas subterráneas

o Crit erios de calidad para aguas de uso agrícola o de riego o Crit erios de calidad para aguas de uso pecuario

o Criterios de calidad para aguas con fines recreativos o Crit erios de calidad para aguas de uso est ét ico

o Crit erios de calidad para aguas ut ilizadas para t ransport e o Criterios de calidad para aguas de uso industrial

4 .4 .3 Disposiciones sobre la prot ección al am bient e

En el TÍ TULO I I Sección Segunda - Am bient e Sano Art iculo 14 de la Const it ución de la República del Ecuador dice: "Se reconoce el derecho de la población a vivir en un am bient e sano y ecológicam ent e equilibrado, que garant ice la sost enibilidad y el buen vivir, sum ak kawsay. Se declara de interés público la preservación del am bient e, la conservación de los ecosist em as, la biodiversidad y la integridad del patrim onio genét ico del país, la preservación el daño am bient al y la recuperación de los espacios nat urales degradados.

El Art ículo 15 de la Const it ución Ecuat oriana señala que el est ado ecuat oriano debe procurar la consecución de los siguientes obj etivos:

• La prom oción en los sect ores públicos y privados, para el uso de t ecnología am bient alm ent e lim pia y energía alt ernat iva no cont am inant e y de baj o im pact o

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4 .4 .4 Polít ica M edioam bient al del Ecuador

Polít ica m edioam bient al “ es el conj unt o de act ividades y procedim ient os gubernam ent ales con los que los diferentes niveles de com pet encia y organización el est ado pret enden alcanzar det erm inados fines de protección del m edio am bient e y conservación de la nat uraleza” ( Bust os 2001) ; es así que Pet roecuador contem pla en su est at ut o la Ley Especial de la Em presa Est at al petróleos del Ecuador y sus Em presas Filiales. ( L.45, R.O. 283, del 26 de sept iem bre de 1989) , en su art ículo 2 com o obj et ivo incluye el com prom iso de preservar el equilibrio ecológico, previniendo y cont rolando en sus act ividades la cont am inación am bient al; adem ás del Reglam ent o Sust it ut ivo del Reglam ent o Am bient al para Operaciones Hidrocarburíferas en el Ecuador

Prom ulgado a t ravés del Decreto No. 1215 y vigent e desde el 13 de febrero del 2001, est e reglam ent o norm a la gest ión am bient al en las act ividades hidrocarburíferas. El artículo 29 con sus diferentes ítem s que corresponden al t em a invest igat ivo perm it en aplicar una serie de enunciados sobre el m anej o y t rat am ient o de descargas líquidas en t oda inst alación haciendo hincapié en el t rat am ient o por separado de las agua lluvias, de escorrent ía, grises, negras y efluent es residuales para garantizar su adecuada disposición.

4 .4 .5 Convenios I nt ernacionales

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que sat isface las necesidades de la generación present e sin com prom et er la capacidad de las generaciones futuras para sat isfacer sus propias necesidades ( Pérez 2004; Jim énez 2001; Enkerlin et al.1997 ) .

A. Conve nio I nt ernacional de Rot t erdam

El Convenio represent a un paso im port ant e para garant izar la prot ección de la población y el m edio am biente de todos los países de los posibles peligros que ent raña el com ercio de plaguicidas y product os quím icos altam ent e peligrosos ( FAO 2004) . Cont ribuirá a salvar vidas y prot eger el m edio am bient e de los efectos adversos de los plaguicidas tóxicos y otros product os quím icos, adem ás el convenio perm it irá al m undo supervisar y cont rolar el com ercio de sust ancias sum am ent e peligrosa; dará a los países im port adores la posibilidad de decidir qué product os quím icos quieren recibir y de excluir los que no puedan m anej ar en condiciones de seguridad ( PNUMA 2008) .

B. Conve nio Ram sar

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C. Agenda 2 1

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5 . M et odología

5 .1 Área de est udio

La invest igación se realizó en el Cam po Lago Agrio, en las instalaciones de la Subgerencia de Gest ión I nt egral de Pet roproducción Filial de Petroecuador en la ciudad de Nueva Loj a, Provincia de Sucum bíos, m ism o que est á ubicado geográficam ente en 77º 58´ 27´ ´ de longitud Occidental y 0º 40´ 0´ ´ de latitud Sur y se encuentra a 300 m s.n.m de altitud, sus lím it es son: al nort e la República de Colom bia, al sur Provincia de Orellana, al est e Cant ón Cuyabeno y al oest e Cant ón Cascales ( Mapa 1) .

Ca r a ct e r íst ica s e da foclim á t ica s

La zona de recolección de plantas se desarrollan en un ecosist em a con las siguientes característ icas:

Precipit ación m edia anual 3499 m m

Tem perat ura m edia 24 ° C

Hum edad relat iva 85%

Topografía I rregular

Tipo de suelo Arcilloso

Zona de vida Bosque Húm edo Tropical

Época lluviosa Marzo – Diciem bre

Época seca Enero – Febrero

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5 .2 Recolección y preselección de especies veget ales

Se realizó un recorrido por el Cam po Lago Agrio buscando plant as acuáticas que crezcan en lugares pant anosos y que hayan recibido algún t ipo de cont am inant es.

Tom ando en cuent a que el t ipo de suelos am azónicos son arcillosos y m ayorm ent e inundables y que las especies veget ales que se desarrollan en est os suelos t oleran grandes cant idades de agua, adem ás de los pocos nut rient es que provee el suelo arcilloso, se procedió a colect ar las plant as en el cam po Lago Agrio en áreas pant anosas cerca de las inst alaciones del Laborat orio Am bient al de Petroproducción ( Mapa 2) .

Se recogieron 10 individuos por especie, la parte aérea de las plantas tenían un t am año ent re 10 y 15 cm ; m ism os que fueron colectados del m edio en el que se desarrollaban ( cuidando de m ant ener com plet as sus est ruct uras, principalm ent e la raíz) ; post eriorm ent e fueron llevadas al laboratorio donde se procedió a lavar sus raíces con abundante agua corriente para elim inar restos de suelo.

Luego de est o se las dispuso en recipient es de vidrio con agua dest ilada y piedra póm ez - con la finalidad de que las raíces encuentren sostén y oxigeno en las piedras- .

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5 .3 Adapt ación de las especies a un m edio sim ulado

En recipient es de vidrio que cont enían un soport e de piedra ( cant o rodado) y piedra póm ez se dispusieron los individuos preseleccionados con una solución para verificar su capacidad de resistir la contam inación. Para lo cual se utilizó un sustrato const ituido de: 50% de agua destilada obtenida del laboratorio de Protección Am bient al y 50% de agua del pantano donde confluyen las aguas lluvias de la Unidad Milit ar 24 Rayo.

Siete días después de que se estabilizaron en su nuevo m edio de desarrollo, se procedió a lavarlas y se las colocó en una nueva solución creada en laboratorio con la siguiente com posición ( Tabla 1) .

Ta bla 1 . Com posición de la solución de siem bra para especies seleccionadas

COM PUESTO FORM ULA QUI M I CA

CON TEN I DO g/ lit ro

Glucosa Monohidrat o C6H12O6 * H2O 1,5

Potasio Fosfat o Hidrógeno K2HPO4 1,2

Potasio Fosfat o

Dihidrógeno KH2PO4 1,06

Magnesio Sulfat o

Hept ahidrat ado MgSO4.7H2O 0,1

Hierro Cloruro

Hexahidrat ado FeCl3.6H2O 0,02

Calcio Cloruro Dihidrat ado CaCl2.2H2O 0,1

Solución de residuos de m etales pesados

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5 .4 Diseño y const rucción del sim ulador del pant ano

Mediant e investigación bibliográfica se diseñó un sim ulador a m anera de laberint o para que perm it a el recorrido del agua residual. Se const ruyó en el depart am ent o de Mat eriales de Pet roproducción por personal de m et alurgia, el m at erial usado fue hoj as de t ol de 3 m m m oldeados y soldados según el diseño de los técnicos de LABPAM, se cubrió todas las soldaduras y uniones con silicón para evitar la fuga de agua ( Grafico 1) .

5 .5 Ensayo de descont am inación de aguas residuales

Para la siem bra en el sim ulador se utilizó la m ism a solución ( Tabla 1) , que fue preparada en el Laborat orio de Prot ección Am bient al. Para elaborar la solución se añade las cant idades indicadas en agua dest ilada la m ism a que es som et ida a análisis físico – quím ico con la finalidad de conocer los parám etros prim ordiales com o el pH, CE, y DQO del agua para verificar que los niveles est én alt os.

Ta bla 2 . Análisis de la solución de siem bra

Parám e t ro Valor

pH

( u de pH) 9,6

CE ( uS/ cm ) 2466 DQO ( m g/ L) 2231

[image:45.612.265.390.480.584.2]
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proceso de laborat orio llam ado digestión en suelos y los resultados se m idieron m ediant e absorción atóm ica. ii) los restant es 150 g. se sem brarán en el sim ulador de pant ano.

5 .6 Siem bras de plant as en el sim ulador

150 g de cada especie seleccionada fueron plant ados en el sim ulador, con un soport e de piedra bola1 y piedra póm ez de un diám et ro m edio de 3 cm ; donde

perm anecieron por seis sem anas. Se dispuso a las plant as en hilera de t al m anera que el agua pueda circular a su alrededor. Seguido de est o se añadió 16 litros de agua residual art ificial elaborada con:

- Agua dest ilada ( 4 litros)

- Aguas del lavado de ropa ( 8 lit ros) - Metales pesados añadidos( 4 litros)

El agua dest ilada se la obt uvo del dest ilador del laborat orio de prot ección am biental. El agua de lavado de ropa se obtuvo de la lavandería de Pet roprodución, donde se recogió el agua j abonosa que provenía del lavado de ropa del personal que laboraba en act ividades m ecánicas y de cam po en su m ayoría. El agua con los m et ales pesados fueron obt enidos de est ándares ut ilizados en absorción at óm ica.

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Ta bla 3 . Com puestos con m etales requeridos en el estudio

Met ales Sím bolo

N om bre del

com puest o ppm

cód. LABPAM

Bario Ba

Nitrato de Bario en 2% de Solución de Acido Nítrico

1001.8 ppm G- 032

Cadm io Cd

Acetato de Cadm io en 2% de Solución de Acido

Nítrico 996 ppm AA- 034

Crom o Cr

Nitrato de Crom o en Acido

Nítrico 0- 5m ol/ l 1001+ 5m g/ l AA- 003

N iquel Ni

Acetato de Níquel en Solución de Acido Nítrico

en 0- 5m ol/ l 1000+ 2m g/ l AA- 007

Plom o Pb

Acetato de Plom o en Acido Nítrico 0- 5m ol/ l

1001+ 2m g/ l AA- 010

Pot asio K

Fosfato hidrogenado de

Potasio 2m g/ l G- 035

Vanadio V

Nitrato de Vanadio en

Acido Nítrico 0- 5m ol/ l 1000+ 5m g/ l AA- 022

Fu e n t e : Texto Unificado de la Legislación Am biental Secundaria

Los com puestos y las cantidades ut ilizados en la solución, son los que com ún m ent e se producen com o desechos en la indust ria pet rolera.

5 .7 Análisis de Laborat orio

[image:47.612.123.533.145.520.2]
(48)

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después del tratam iento. Así m ism o se determ inó la eficiencia del sist em a de pant anos art ificiales. Los análisis se realizaron siguiendo la m et odología descrit a en St andard Met hod for t he Exam inat ion of Wat er and Wast ewater, APHA, 1995. Se evaluaron los siguient es parám et ros: pH, conduct ividad eléct rica, Tem perat ura, Dem anda Bioquím ica de Oxígeno, Dem anda Quím ica de Oxígeno, Oxígeno Disuelt o, Nit rit os, Nit rat os, Am onio, Pot asio, , Bario, Cadm io, Crom o, Plom o, Vanadio y Níquel.

TABLA4. Lím ites de descarga a un cuerpo de agua dulce

PARAMETROS EXPRESADO COM O

UN I DAD LI M I TE M AXI M O PERMI SI BLE

Potencial de Hidrogeno

pH m g/ l 6, 5- 9

Tem perat ura oC m g/ l Condiciones

nat urales + 3 Conduct ividad

eléct rica

C.E. ( µS/ cm ) 2,0

Dem anda Quím ica de Oxigeno

DQO m g/ l 50

Dem anda Bioquím ica de

Oxigeno

DBO ( m g/ L)

m g/ l 2,0

Oxigeno Disuelt o OD m g/ l No m enor al 80%

y no m enor a 6 m g/ l

Nit rit os NO2 m g/ l 10,0

Nit rat os NO3 m g/ l 1,0

Am onio NH4 m g/ l 0,02

Potasio K m g/ l 1 000

Bario Ba m g/ l 1,0

Cadm io Cd m g/ l 0,001

Crom o Cr m g/ l 0,05

Plom o Pb m g/ l 0.01

Vanadio V m g/ l 0,1

[image:48.612.147.511.335.688.2]
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6 . RESULTADOS

6 .1 Descripción de las Especies Colect adas

Musa velut ina

División: Magnoliophyta

Clase: Liliopsida

Orden : Zingiberales

Fam ilia: Musacea

Fot o 1 . Musa velut ina

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H em iant hus m icrant hem oides

División: Magnoliophyta

Clase: Magnolipsida Orden: Escropulariales Fam ilia: Escropulariaceae

Fot o 2 . Hem iant hus m icrant em ohides

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Set aria parviflora

División: Magnoliophyta

Clase: Liliopsida

Orden: Cyperales

Fam ilia: Poacea

Fot o 3 . Set aria parviflora

(52)

39

Dracaena sanderiana

División: Magnoliophyta

Clase: Agavaceae

Orden: Asparagales

Fam ilia: Dracaenaceae

Fot o 4 . Dracaena sanderiana

(53)

40

Pont ederia cordat a

División: Magnoliophyta

Clase: Liliopsida

Orden: Com m elinales

Fam ilia: Pondet eriaceae

Fot o 5 . Pont ederia cor dat a

Especie cosm opolit a, conocida com o cam alot e grande puede llegar a unos 0.75 m de alt ura así com o a una robustez de unos 0.45 m . Se desarrolla principalm ent e en sit ios t ropicales y m uy húm edos, siendo ópt im os los pant anos. Su dist ribución se da en t oda Am érica desde Canadá hast a Argent ina aunque las baj as t em perat uras reducen drást icam ent e su desarrollo, ha sido ut ilizada en el desarrollo de sist em as de fit orrem ediación para el t ratam ient o de vinazas2 ( Wang

2004; Olguín et al 2007) .

(54)

41

Eichornia crassipes

División Magnoliophyta

Clase Liliopsida

Orden Liliales

Fam ilia Pondet eriaceae

Fot o 6 . Eichornia crassipes

(55)

42

Eleocharis geniculat a

División Magnoliophyta

Clase Liliopsida

Orden Cyperales

Fam ilia Cyperacea

Fot o 7 . Eleocharis geniculat a

(56)

43

Cyperus luzulae

División Magnoliophyta

Clase Liliopsida

Orden Cyperales

Fam ilia Cyperaceae

Fot o 8 . Cyperus luzulae

(57)

44

Eleocharis m acrost achya

División Magnoliophyt a

Clase Liliopsida

Orden Cyperales

Fam ilia Cyperaceae

Fot o 9 . Eleocharis m acrost achya

(58)

45

Set aria cernua

División: Magnoliophyta

Clase : Liliopsida

Orden : Cyperales

Fam ilia: Poaceae

Fot o 1 0 . Set aria cernua

(59)

46

6 .2 Especies seleccionadas

Ta bla 5 . Adaptación de las especies vegetales

PERI ODO DE ADAPTACI ON DE LAS ESPECI ES VEGETALES

ESPECI E VEGETAL SEMANA

1 SEMANA 2 SEMANA 3 SEMANA 4 SEMANA 5 SEMANA 6

Cyperus luzulae X X

Dracaena sanderiana X X X X

Eichornia crassipes X X X X X X

Eleocharis geniculat a X X X X X X

Eleocharis m acrost achya X X X X

Hem iant us m ycrant hem oides X X X

Musa velut ina X X

Pont ederia cordat a X X X X

Set aria cernua X X X X X

Set aria parviflora X X X X X X

Durant e el est udio se seleccionaron tres especies veget ales: Eichornia crassipes,

Eleocharis geniculat a y Set aria parviflora por considerarlas apt as para el proceso de descont am inación de aguas residuales, ya que durant e el periodo de adaptación ( 15 días) m ost raron sus estructuras con m ayor vitalidad que el rest o de especies colectadas; es así que sus hoj as m ant enían su lozanía, incluso algunas florecieron (Set aria par viflora) , t am bién la m asa de raíces se increm ent ó.

Ele och a r is ge n icu la t a: Esta especie vegetal que se desarrolla en suelos

[image:59.612.98.530.178.468.2]
(60)

47

Fot o 1 1 . Eleocharis geniculat a

Se t a r ia pa r viflor a: Esta especie tam bién se adapt ó m ostrando en su estructura

gran vit alidad, sus flores se hicieron present es así com o el increm ent o de sus hoj as y raíces.

Fot o 1 2 . Set aria parviflora

Eich or n ia cr a ssipe s: Est a plant a acuát ica se adapt ó convenient em ent e aunque

(61)

48

Fot o 1 3. Eichornia crassipes

6 .3 Caract erización inicial del agua residual

La caract erización inicial del agua residual dio com o result ado que t odos los parám et ros en est udio se encont raban en cant idades superiores en relación a los present ados com o lím it es m áxim os perm isibles de descarga a un cuerpo de agua dulce según lo est ipulado en el Text o Unificado de la Legislación Am bient al

(62)

49

Ta bla 6 . Com paración entre parám et ros del agua residual, los lím ites m áxim os perm isibles y su porcentaj e alcanzado al inicio en el agua residual.

Paráme tro (Unida d) Análisis Inicial Límites máximos permisibles % de variación

pH 8,86 6, 5- 9 126,57

Conductividad eléct rica ( µS/ cm )

3 680 2 1840,00

Tem perat ura o C 26 Condiciones

naturales + 3

DQO ( m g/ L) 3236 50 6472,00

DBO ( m g/ L) 1848 2 9240,00

OD ( m g/ L) 2,95 6 49,16

Nitritos ( m g/ L) 15,01 10 150,10

Nitratos ( m g/ L) 24,2 1 2420,00

Am onio ( m g/ L) 0,5 0,02 2500,00

Potasio ( m g/ L) 28,2 1000 2,82

Bario ( m g/ L) 2,54 1 254,00

Cadm io ( m g/ L) 0,01 0,001 1000,00

Crom o ( m g/ L) 0,12 0,05 240,00

Plom o ( m g/ L) 0,09 0.01 900,00

Vanadio ( m g/ L) 0,31 0,1 310,00

Níquel ( m g/ L) 0,13 0,025 520,00

[image:62.612.157.501.174.616.2]
(63)

50

dulce m ient ras que los valores de Nit rit os, Nit rat os, Am onio y los m et ales pesados Bario, Cadm io, Crom o, Plom o, Vanadio, Níquel se encuent ran en porcent aj es apreciables. En cam bio los parám et ros del Oxigeno Disuelt o y Potasio poseen valores m enores a las indicadas por los lím it es perm isibles de referencia.

6 .4 . Sim ulador de pant ano

El sim ulador de pant ano fue diseñado de t al m anera que el agua contam inada pueda t ener un fluj o de recorrido en su est ruct ura ( Grafico 1) .

Se const ruyó una unidad para sim ular un pant ano con las siguient es característ icas:

Ta bla 7. Medidas del sim ulador de pantano

Largo ( cm ) 80

Ancho ( cm ) 50

Alt ura ( cm ) 18

Recorrido línea de fluj o ( cm ) 370

Area ( cm2) 4000

Tipo de relleno Canto rodado y

piedra póm ez de unos 2 a 3 cm de

diám etro

[image:63.612.195.461.402.572.2]
(64)

51

(65)
(66)

53

6 .5 Crecim ient o de especies seleccionada

Ta bla 8 . Crecim iento de especies puestas en cultivo.

Plant as Masa inicial Masa Final

Eichornia crassipes 150g 178g

Eleocharis geniculat a 150g 166g

Set aria Parviflora 150g 185g

En las tres especies se registró un aum ento de m asa, la especie Set aria

parviflora m uest ra el m ayor increm ent o de peso ( 35g en seis sem anas) y la especie Eleochar is geniculat a aum ent ó 16g en el m ism o t iem po.

6 .6 Análisis de m et ales pesados en cenizas

Análisis inicial

Ta bla 9 . Contenido de m etales pesados en cenizas, antes de poner las plantas en el sim ulador

Las t res especies seleccionadas que se llevaron al proceso de cenizas perm it ieron conocer los valores de m etales que contenían en sus estructuras raíz y tallo y rest o de est ruct uras por separado, es así que la especie Eleocharis geniculat a,

Plant as Part e K Pb N i Cd V Cr Ba

Eleocharis geniculat a

Raíz 96,47 0,14 0,168 0,002 0,319 0,706 0,630

Tallo 168,86 0,07 0,033 0,033 0,254 1,044 0,814

Set aria parviflora

Raíz 113,03 0,12 0,081 0,003 0,205 0,401 1,834

Tallo 168,86 0,08 0,054 0,004 0,481 1,834 87,500

Eichornia crassipes

[image:66.612.145.510.177.259.2] [image:66.612.113.544.487.614.2]
(67)

54

Set aria parviflora y Eichornia Crassipes t uvieron una cant idad considerablem ente alta de Potasio en sus tallos y resto de estructuras vegetales ya que este m etal ayuda el desarrollo de las plantas; m ientras que los m etales pesados se encuent ran en m ayor cant idad en sus raíces indicando que en el sitio en el cual se desarrollaban est aba cont am inado.

Análisis final

Tabla 1 0 . Contenido de m etales pesados en cenizas, luego de seis sem anas de estar en el sim ulador

Plant as Part e K Pb N i Cd V Cr Ba

Eleocharis geniculat a

Raíz

79,1 26,3 96,2 11,1 18,3 20,1 185,0 Tallo 250,5 4,7 54,4 2,4 42,8 3,3 42,8

Set aria parviflora

Raíz

79,6 39,5 155,6 14,1 17,6 19,8 172,2 Tallo 294,2 6,6 28,7 1,7 55,3 3,5 87,5

Eichornia crassipes

Raíz 56,1 9,9 34,3 2,8 20,4 1,5 79,9

Tallo 200,3 26,9 120,4 7,9 44,1 22,7 160,3

(68)

55

6 .7 Cont enido de m et ales pesados en especies seleccionadas

Gr á fico 2 . Contenido inicial y final de m etales pesados en raices, hoj as + tallo de Eleocharis geniculat a

La especie Eleocharis geniculat a dem uest ra que el Pot asio dism inuyó un 18% y aum ent ó en un 32% en su concent ración final del tallo; los m etales pesados com o niquel aum entan en un 99.82% y bario 99.65 % en la raíz durant e el proceso de desarrollo en el agua residual elaborada; el resto de m etales pesados no son represent at ivos en el est udio debido a su baj a concent ración según los análisis realizados.

(69)

56

La especie Set aria parviflora m uest ra que el Pot asio dism inuye en un 29,57% en su raiz inicial el m ism o que aum ent a en el t allo final en un 57,39% . Los m et ales pesados com o el niquel con 99,94% y el Bario con 98% en la raiz final. El resto de m et ales que no son represent at ivos.

Gr á fico 4 . Contenido inicial y final de m etales pesados en raices, hoj as + tallo de Eichornia crassipes

(70)

57

6 .8 Caract erización del agua residual

Ta bla 1 1 . Caracterización del agua residual al térm ino del estudio

Paráme tro

(Unida d)

Análisis

Inicial Análisis Final

% de Variación

Lím it es m áxim os perm isibles

pH 8,86 6.65 24,94 6, 5- 9

Conductividad eléct rica ( µS/ cm )

3680 806 78,09 2

Tem perat ura o C 26 Condiciones

naturales + 3

Condiciones naturales + 3

DQO ( m g/ L) 3236 56 98,26 50

DBO ( m g/ L) 1848 98 94,69 2

OD ( m g/ L) 2,95 5,14 74,23 6

Nitritos ( m g/ L) 15,01 2.8 81,34 10

Nitratos ( m g/ L) 24,2 10,5 56,61 1

Am onio ( m g/ L) 0,5 0,15 70,00 0,02

Potasio ( m g/ L) 28,2 36,1 28,01 1000

Bario ( m g/ L) 2,54 1,8 29,13 1

Cadm io ( m g/ L) 0,01 0,001 90,00 0,001

Crom o ( m g/ L) 0.12 0,05 58,33 0,05

Plom o ( m g/ L) 0,09 0,02 77,77 0.01

Vanadio ( m g/ L) 0,31 0,1 67,74 0,1

Níquel ( m g/ L) 0,13 0,025 80,76 0,025

[image:70.612.105.553.173.652.2]
(71)

58

Los parám et ros que m ayor porcentaj e de reducción tuvieron al final del est udio fueron: DQO con 98,26% , DBO con 94,69% y Cadm io con un 90% de reducción. Los parám etros OD 74,23% y Pot asio 28% aum entaron su concentración y el parám et ro pH con 24,94 t iene el porcent aj e inferior en relación al rest o de parám et ros. La cuant ificación de tem peratura perm anece constante en 26oC, que

Figure

Tabla 2 . Análisis de la solución de siembra
Tabla 3 . Compuestos con metales requeridos en el estudio
TABLA 4 .  Límites de descarga a  un cuerpo de agua dulce
Tabla 5 . Adaptación de las especies vegetales
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