El objetivo de este trabajo de investigación fue determinar la presencia de material particulado en las aguas residuales de la planta de tratamiento de aguas residuales Media Luna (AWZI-ML), ubicada en la provincia de Ilo. A pesar de la importante capacidad de retención de partículas de las EDAR, estas son fuentes importantes de esta contaminación debido a los grandes volúmenes de aguas residuales que tratan (Talvitie et al., 2015).
Problema de investigación
Formulación del problema
Este documento proporciona información básica sobre el material particulado en las aguas residuales de la PTAR-ML. Este documento ha sido desarrollado para recopilar información sobre la presencia de este contaminante emergente. Se pretendía determinar la presencia de material particulado tanto en la fracción líquida como en la acuosa, pero por inconvenientes ocasionados por la emergencia sanitaria solo se analizó la presencia de MPs en la fracción líquida. ¿Cuál es la presencia de microplásticos en las aguas residuales de la planta de tratamiento de aguas residuales de media luna?
Justificación e importancia de la investigación
Objetivo de investigación
Marco teórico
Antecedentes del estudio
Ferrari (2019) analizó la presencia y tipo de PM en aguas residuales del municipio de Campo Mourão, Paraná - Brasil. Xu, Jian, Xue, Hou y Wang (2019) investigaron la presencia de MP en el afluente y efluente de once plantas de tratamiento de aguas residuales en Changzhou - China, y también analizaron la abundancia, tamaño, color y forma de los MP.
Bases teóricas
- Clasificación internacional de plásticos
- Pretratamiento o tratamiento preliminar
- Tratamiento primario
- Tratamiento secundario
- Tratamiento terciario
- Buzón de Ingreso, cámara de rejas y desarenadores
- Laguna Primaria Aireada
- Lagunas Secundarias Facultativas
- Lagunas Terciarias Facultativas
El sistema de tratamiento de aguas residuales de la Provincia de Ilo, ubicada frente a la Playa Media Luna en el Distrito de Pacocha, se realiza por oxidación de materia orgánica, para ello cuenta con 01 laguna aireada y 04 lagunas facultativas. Las aguas residuales fluyen desde la laguna aireada hacia las 02 lagunas opcionales a través de un sistema de canalización (Pachari, 2020).
Marco metodológico
- Lugar de ejecución
- Nivel, tipo y diseño de investigación
- Operacionalización de variables
- Población y muestra
- Técnicas de recolección de datos
- Colecta de muestras
- Pretratamiento de muestras
- Pretratamiento de muestras
- Análisis de microplásticos
- Abundancia numérica de microplásticos
- Análisis y presentación de datos
Se tiene en cuenta el agua residual captada en el sistema sanitario de EPS ILO S.A. En la Tabla 7 se muestra el detalle de los puntos de muestreo en las diferentes etapas de la planta de tratamiento de aguas residuales en forma de media luna. Tan pronto como se observaron burbujas de gas en la superficie, se retiró el vaso de la placa calefactora.
La muestra recolectada fue inmediatamente colocada en un recipiente de vidrio para finalmente ser trasladada al Laboratorio de Calidad del Agua de la Universidad Nacional de Moquegua.
Aspectos administrativos
- Recursos humanos
- Equipos, materiales e insumos
- Servicios
- Cronograma de actividades
Se utilizaron diversos materiales para el muestreo y pretratamiento de las muestras, como herramientas para el transporte, muestreo de aguas residuales, como refrigerador, recipiente metálico, recipientes de vidrio; en la fase de pretratamiento materiales como vasos de diferentes volúmenes, tamices, embudos de decantación, pipetas, desecador; Rubén García Braham, quien desarrolló el análisis de muestras con Microscopio FTIR, equipo de la marca PerkinElmer, modelo Spotlight 200. Las actividades de implementación de las actividades de tesis, como muestreo, fracción líquida y acuosa; pretratamiento, tamizado, oxidación de materia orgánica, separación por densidades, drenaje y filtrado de MP mediante succión al vacío; visualización de muestras para caracterizar MP mediante microscopía óptica y, en última instancia, determinación de la identidad del polímero. Este servicio fue subcontratado al Laboratorio de Análisis Instrumental de la Universidad Autónoma de Coahuila – México, el cual costó más que lo estimado en el cronograma, detalle del cronograma en la Figura 10.
Asimismo, se tuvieron en cuenta todas las recomendaciones para evitar la contaminación cruzada reduciendo el uso de material plástico; Luego de la recolección se realizó un pretratamiento de las muestras, este consistió básicamente en la separación por densidad de los posibles microplásticos de la fracción orgánica, luego se realizó un análisis visual de las muestras pretratadas con un microscopio óptico para caracterizarlas físicamente. teniendo en cuenta las variables. como tamaño, forma y color, estos fueron clasificados y codificados según las recomendaciones del Standardized Size and Color Sorting System (SCS), el último paso fue la identificación polimérica de los microplásticos presentes en las muestras. con microscopio FTIR. , a partir del cual se obtuvo el mapa químico y espectros infrarrojos de los tipos de polímeros identificados, finalmente los datos fueron tabulados y analizados con estadística descriptiva.
Resultados de investigación
Presencia de MP en agua residual de la PTAR-ML
- Basada en su tamaño
- Basado en la morfología
- Basado en su color
Discusión de resultados
Investigaciones como esta han mostrado resultados concluyentes respecto a la presencia de microplásticos (MPs) en aguas residuales, se ha determinado su presencia en mayor o menor frecuencia, propiedades físicas y composición polimérica; Por esta razón, las plantas de tratamiento de aguas residuales se consideran fuentes importantes de emisiones de PM al medio ambiente (Browne et al., 2011); Los resultados de esta investigación muestran la presencia de MPs en cada una de las muestras analizadas del afluente y efluente de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Media Luna (PTAR-ML), 288% más MPs en afluente que en efluente; Un dato relevante del total de partículas de microplásticos encontrado fue la baja frecuencia de microplásticos con morfología tipo microesferas (MBD), este es un dato que llama la atención por tratarse de un tipo de microplástico de origen primario, ya que en tal forma se produce. y dimensión para cumplir funciones específicas, aplicadas principalmente en la industria de la belleza y el cuidado personal (Leslie, 2014). Las muestras de aguas residuales tomadas de la Planta Depuradora de Aguas Residuales – Media Luna (PTAR-ML) arrojan la presencia de microplásticos (MPs) en cada una de las 12 muestras analizadas, con un promedio de 67,5±11,7 y 17,4. ±1 MPs.L -1 en afluente y efluente respectivamente, es necesario mencionar que los resultados son aproximados, ya que debido al enorme volumen de aguas residuales tratadas en la PTAR-ML, el volumen de aguas residuales analizadas es muy bajo, además Agrega que el muestreo se tomó únicamente durante la temporada de inundaciones, entre enero y febrero de 2021. Este último dato sobre la cuantificación de PMs indica claramente una disminución de las mismas desde el ingreso hasta el egreso de la PTAR Media Luna, este resultado se obtuvo en una investigación. realizado por Ferrari (2019), Ding et al.
Otro factor importante a investigar es el aporte atmosférico de MPs a la presencia de MPs en las aguas residuales de la PTAR-ML, ya que la planta cuenta con cinco lagunas totalmente expuestas ubicadas en una zona ventosa; Como es sabido, la atmósfera es un canal relevante para el transporte de materiales en suspensión a nivel local y global (Camarero, Bacardit, de Diego, & Arana, 2017). Las investigaciones han concluido que los parlamentarios pueden transportarse por vía aérea. mar e incluso a lugares remotos como lo mencionan Zhang, Gao, Kang y Sillanpää (2019), Allen et al.
Conclusiones
Recomendaciones
Bibliografía
Microplastics in the aquatic and terrestrial environment: sources (with a specific focus on personal care products), fate and effects. The fate of microplastics in wastewater treatment plants and their distribution into the environment with wastewater and sludge. Microplastics on the way: Field measurements in the Dutch river delta and Amsterdam canals, wastewater treatment plants, North Sea sediments and biota.
Wastewater treatment plants as a route for microplastics: development of a new approach for sampling wastewater-based microplastics.
Anexos
Codificación para plásticos
Recipientes y vasos desechables para alimentos Espuma de embalaje Cajas de espuma Aislamiento térmico Fuente: Adaptado de Crawford y Quinn (2016).
Plantas de tratamiento de agua residual (PTAR)
Materiales, reactivos y equipos requeridos
DETERMINACIÓN DE LA PRESENCIA DE MICROPLÁSTICOS (MP) EN AGUAS RESIDUALES DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES MEDIA LUNA, OIT - 2020 Enfoque a la. Determinar la presencia de microplásticos en las aguas residuales de la planta de tratamiento de agua. Recolección de muestras de aguas residuales de la fracción líquida (12 muestras) Muestreo cualitativo descriptivo, prospectivo, no experimental, Análisis microscópico, Análisis espectrométrico, Análisis estadístico.
Ingresar a la laguna secundaria 1 para muestrear agua residual de la zona fotográfica - PTAR-ML - Ilo. Utilizando un recipiente metálico para muestrear la zona fotográfica del perfil de agua de la laguna secundaria 1 (LS1-1), el mismo instrumento se utilizó para muestrear la entrada de la PTAR-ML Ilo y el efluente de cada laguna. Someter la muestra acuosa de la zona anaeróbica a agitación durante 1 hora - Laboratorio de Calidad del Agua – UNAM.
Caracterización de MPs por tamaño, morfología y color
Código de abreviatura de polímeros
Polietileno de alta densidad HDPE Metacrilato de hidroxietilo HEMA Poliestireno de alto impacto HIPS Polietileno de baja densidad LDPE Polietileno lineal de baja densidad LLDPE. Estireno-butadieno-estireno SBS Estireno-etileno-butadieno-estireno SEBS Estireno-isopreno-estireno SIS Estireno anhídrido maleico SMA.
Programa de muestreo de agua residual - PTAR-ML
Resumen de estudios anteriores
Utilizando una pipeta de PVC prefabricada para tomar muestras del área opcional del perfil de agua de la laguna secundaria 1 (LS1-2), cubriendo una de las entradas se crea una presión que impide el ingreso del líquido, al mover el instrumento verticalmente para ser introducido hasta 50 cm de profundidad, se retiró el tapón para permitir la penetración del líquido - PTAR-ML – Ilo. Utilizando una pipeta prefabricada de PVC para tomar muestras de la zona anaeróbica del perfil de agua de la laguna secundaria 1 (LS1-3), cubriendo una de las entradas se crea una presión que impide el ingreso del líquido, mediante instrumento que se insertará verticalmente hasta 200 cm de profundidad se retiró el tapón para permitir la penetración del líquido - PTAR-ML – Ilo. Sobrenadante de muestras acuosas de laguna aireada (1), laguna secundaria 1 (2), laguna secundaria 2 (3), laguna terciaria 1 (4), laguna terciaria 2 (5), las muestras transferidas a vasos de precipitado, listas para secar en un Horno a 90°C durante 24 horas.
Proceso de separación por densidad, luego de digerir la materia orgánica, se agregaron 19 g de CaCl2 para aumentar la densidad de la solución a 1.3 g/cc en 100 ml de solución - Laboratorio de Calidad del Agua - UNAM. Utilice microscopio óptico Olympus BX43 con cámara microscópica digital Olympus DP74 adjunta, objetivo 10x - Laboratorio de Calidad del Agua - UNAM. Mapeo de superficies de muestras para determinar la presencia de polímeros en muestras pretratadas, la flecha indica la ubicación de la muestra para el análisis.
Matriz de consistencia
Panel fotográfico ejecución de tesis
Expuestas al calor, 90 °C durante 24 h, muestras de entrada (1), efluente de laguna aireada (2), efluente de laguna secundaria uno (3), efluente de laguna secundaria dos (4), efluente de laguna terciaria uno (5) y efluente terciario efluente de laguna (6) ), previamente fueron tamizados y transferidos a vasos de precipitados de 600 ml. Proceso de oxidación de la materia orgánica, someter una solución de hierro Fe(II) y H2O2 al 30%, 20 ml de cada uno, a agitación y calentamiento. Proceso de separación por densidad, las muestras se transfirieron a un decantador de 250 ml para sedimentar los sólidos durante 24 horas.
Proceso de drenaje de los sólidos sedimentados en los bulbos decantadores y luego recolección de los sólidos en suspensión sobre papel filtro Whatman ø 47 mm mediante succión con bomba de vacío.
Espectros infrarrojos y espectros de referencia
Espectro FTIR de tereftalato de polietileno (PET) en la muestra (A) y espectro de referencia (B) encontrado en la muestra afluente. Espectro FTIR de cloruro de polivinilo (PVC) en la muestra (A) y espectro de referencia (B) encontrado en la muestra del afluente. Espectro FTIR de polietileno de alta densidad (HDPE) en la muestra (A) y espectro de referencia (B) encontrado en la muestra afluente.
Espectro FTIR de polimetacrilato de metilo (PMMA) en la muestra (A) y espectro de referencia (B), encontrado en la muestra del afluente.
Informe de análisis espectrométrico
Mapa de ubicación de PTAR-ML Ilo
