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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA
FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS AMBIENTALES
PROYECTO DE INVESTIGACION
EFICIENCIA DE REMOCION DE MERCURIO MEDIANTE Lemna minor.
Tingo María – Huánuco, 2015
Ejecutor: RAZURI MATOS, Luis Angel.
Lugar de Ejecución: Laboratorio de Microbiología de la Universidad Nacional
Agraria de la Selva
Curso: Metodología de la investigación.
Docente: Biol. Ñique Álvarez, Manuel
Tingo María – Perú
2015
I. INTRODUCCION
En los últimos años se ha incrementado la contaminación de los
cuerpos de agua debido al manejo inadecuado de las aguas residuales urbanas
e industriales. Ante lo cual es necesario promover el desarrollo de tecnologías
que ayuden a mejorar la calidad de los efluentes y que sean a bajo costo.
Actualmente se ha producido un avance en la Biotecnología que es
la ciencia que se dedica a remediar lugares o medios contaminados mediante el
uso de plantas y organismos relacionados, proceso denominado
biorremediación, la misma que ayudado mucho en la descontaminación de
metales pesados.
Las plantas acuáticas, denominadas también macrofitas, cumplen
un papel muy importante en los ecosistemas acuáticos. Brindan directa o
indirectamente alimento, protección y un gran número de hábitats para muchos
organismos de estos ecosistemas. Muchas de estas plantas son útiles para el
ser humano, puesto que sirven de alimento, son materia prima para la industria
y se usan en procesos de biorremediación, ya que pueden absorber algunas
sustancias disueltas y brindar oxígeno mediante la fotosíntesis (Olguín,
Hernández (1998), citado por ARROYAVE (2004)).
Entre estas plantas acuáticas que se utilizan la biorremediación esta
Lemna minor que es una macrofita que presenta las siguientes características:
alta productividad, alta eficiencia de remoción de nutrientes y contaminantes, alta
predominancia en condiciones naturales adversas y fácil cosecha. También
tiene la capacidad de remoción de metales pesados entre ellos el mercurio.
(Olguín y Hernández (1998), citado por ARROYAVE (2004))
Mediante este trabajo se pretende la disminución de la
concentración de mercurio, se utilizara la planta acuática Lemna minor para
reducir la concentración de dicho metal.
Planteamiento del problema
¿Cuál será la eficiencia de remoción de mercurio mediante Lemna
minor?
Hipótesis
La eficiencia de remoción de mercurio será mayor a 30% mediante
Lenma minor según ARENAS et. al. 2011
Objetivos
Objetivo General:
- Determinar la eficiencia de remoción de mercurio mediante
Lemna minor presente en el agua contaminada.
Objetivos Específicos:
- Determinar la concentración de mercurio inicial del agua
contaminada.
- Determinar la concentración de mercurio final del agua
contaminada.
- Determinar la concentración de mercurio presente en los tejidos
de Lemna minor.
II. REVISION LITERARIA
2.1. Antecedentes
2.1.1. Evaluación de la planta Lemna minor como biorremediadora
de aguas contaminadas con mercurio.
Autores: Adolfo D. Arenas, Lué-Merú Marcó y Gosmyr Torres
Evalúa la capacidad biorremediadora de Lemna minor en función
del tiempo en aguas contaminadas con mercurio mediante un diseño
experimental de 3 bloques al azar con cinco réplicas: un grupo experimental con
100 g de Lemna, 7,5 L de agua contaminada con Hg (0,13 mgL-1) y solución
nutritiva; un grupo Testigo con 100 g de Lemna, 7,5 L de agua y solución nutritiva
y un grupo control con mercurio al nivel de 0,13 mg/L -1 en agua destilada sin
plantas. La eficiencia de remoción de mercurio de la Lemna minor, en 22 días,
fue de 30%. Las variables peso fresco, peso seco, y nitrógeno y fósforo foliares
no presentaron diferencias significativas entre los dos tratamientos. La absorción
de potasio, fue afectada por los niveles de mercurio. La planta Lemna minor
representa una alternativa para la remoción de mercurio en aguas contaminadas
hasta un nivel de 0,13 mg/L.
2.1.2. Fitorremediación mediante el uso de dos especies vegetales
Lemna minor (lenteja de agua) y Eichornia crassipes (Jacinto
de agua) en agua residuales producto de la actividad minera.
Autores: Maurixi Jaramillo, Edison Flores.
La utilización de las macrófitas acuáticas Eichornia crassipes
(Jacinto de agua) y Lemna minor (lenteja de agua) ofrece una alternativa a los
métodos convencionales de desintoxificación de metales pesados como el
mercurio, por lo que se las puede utilizar como una herramienta efectiva y
económica. La capacidad de absorción de las macrófitas acuáticas al mercurio
fue de un 29,5% por lo que podemos afirmar que es eficiente para remover
dicho elemento del agua. Del análisis estadístico resultó una diferencia
significativa entre los tratamientos presentando una mayor absorción el
tratamiento con la Eichornia crassipes (Jacinto de agua). La rápida reproducción
de la Lemna minor (lenteja de agua) es una ventaja, ya que puede absorber
cantidades significativas de mercurio si se dan condiciones adecuadas para
su desarrollo.
2.2. Contaminación del agua
Las aguas procedentes de las industrias, de la minera, la de
recubrimientos metálicos, las fundidoras y otras más contaminan el agua con
diversos metales. Por ejemplo, las sales de metales como el plomo, el zinc, el
mercurio, la plata, el níquel, el cadmio y el arsénico son muy tóxicas para la flora
y la fauna terrestres y acuáticas.
Todos los metales pesados existen en las aguas superficiales en
forma coloidal, de partículas y en fases disueltas, pero, las concentraciones
en disolución son bajas generalmente. El metal en forma de partículas y
coloidal puede encontrase en: hidróxidos, óxidos, silicatos o sulfuros,
adsorbidos en la arcilla o en la materia orgánica. La solubilidad de trazas
de metales en las aguas superficiales está controlada predominantemente
por el pH, por el tipo de concentración de los ligandos en los cuales el metal
puede absorberse, y por el estado de oxidación de los componentes minerales.
2.2.1. Contaminación del agua por el mercurio.
La contaminación del agua por mercurio es producido por industrias
químicas que producen cloro, fábricas de fungicidas y de pinturas contra hongos,
de plásticos, por minas de cinabrio (Sulfuro de Mercurio, HgS), en la extracción
de oro y de plata por el método de amalgamación y por las refinerías del petróleo.
Se considera que la mitad del mercurio extraído es arrojado al medio
ambiente, una parte en forma de vapor a la atmósfera y otra en los desechos
industriales al suelo y al agua. Estos desechos contienen mercurio y siguen el
curso del agua hasta llegar a los lagos, ríos y hasta el mar, donde pueden
incorporarse a las diferentes cadenas alimenticias, reaccionar y transformarse
en metilmercurio.
2.3. Mercurio.
El mercurio se da de manera natural en el medio ambiente y
existe en una gran variedad de formas indicado en la tabla 2.3. Al igual que el
plomo y el cadmio, es un elemento constitutivo de la tierra. En su forma
pura, se lo conoce como mercurio “elemental” o “metálico”. Rara vez se le
encuentra en su forma pura, como metal líquido. El mercurio puede
enlazarse con otros compuestos como mercurio monovalente o divalente.
El mercurio elemental es un metal blanco plateado brillante en
estado líquido a temperatura ambiente, este generalmente se utiliza en
termómetros y en algunos interruptores eléctricos. A temperatura ambiente,
el mercurio metálico se evapora parcialmente, formando vapores de mercurio,
estos vapores son incoloros e inodoros.
Cuanta más alta sea la temperatura ambiente, más vapores de
mercurio se emanaran.
Cuadro 1: Formas del mercurio en su estado natural.
En condiciones naturales el mercurio se da en algunos de los
siguientes estados:
- Como vapor metálico y mercurio líquido/elemental.
- Unido a minerales que contienen mercurio (sólido).
- Como iones en solución o unido a compuestos iónicos (sales
inorgánicas y orgánicas).
- Como complejos iónicos solubles.
- Como compuestos orgánicos no iónicos gaseosos o disueltos.
- Unido a partículas o materia orgánica o inorgánica
mediante adsorción iónica, electrofílica o lipofílica.
FUENTE: PNUMA, 2002.
2.3.1. Toxicología del mercurio
La toxicidad del mercurio depende de su forma química y, por lo
tanto, los síntomas y signos varían según de la exposición al mercurio
elemental, a los compuestos inorgánicos de mercurio, o a los compuestos
orgánicos de mercurio.
Entre los compuestos orgánicos de mercurio, el metilmercurio
ocupa un lugar especial porque mucha población está expuesta a él, y sus
efectos tóxicos están mejor caracterizados que los de otros compuestos
orgánicos de mercurio. El metilmercurio es un neurotóxico, que puede
provocar efectos perjudiciales particularmente en el cerebro en formación, y
también provoca enfermedades cardiovasculares. La vía principal de
exposición al mercurio elemental es por inhalación de sus vapores. Cerca
del 80% de los vapores inhalados es absorbida por los tejidos pulmonares.
La absorción intestinal de mercurio elemental es baja. El mercurio elemental
puede oxidarse en los tejidos corporales a la forma divalente inorgánica.
2.3.2. Efectos del mercurio sobre el medio ambiente.
2.3.2.1. Acumulación de mercurio en las redes alimenticias.
Un factor muy importante de los efectos del mercurio en el
medio ambiente es su capacidad para acumularse en organismos y
ascender por la cadena alimenticia.
Hasta cierto punto, todas las formas de mercurio pueden llegar a
acumularse, pero el metilmercurio se absorbe y acumula más que otras formas.
El mercurio inorgánico también puede ser absorbido pero por lo general en
menores cantidades y con menor eficiencia que el metilmercurio (EPA, 1997).
2.3.2.2. Compuestos de mercurio tóxicos para la vida silvestre.
El metilmercurio es una toxina que ataca el sistema nervioso central,
y los riñones, siendo estos los órganos más vulnerables ante el mercurio
inorgánico. También se atribuyen al mercurio efectos significativos en la
reproducción, y este representa un riesgo especial para los fetos en desarrollo
pues penetra con facilidad la barrera placentaria y puede dañar el sistema
nervioso en desarrollo.
2.3.2.3. Ecosistemas vulnerables.
Hay estudios recientes que sugieren que el mercurio ocasiona
una reducción de la actividad microbiológica vital para la cadena alimenticia
terrestre en el suelo. A fin de prevenir los efectos ecológicos del mercurio en
suelos orgánicos se han establecido límites críticos preliminares de 0,07-0,3
mg/kg de contenido de mercurio total en el suelo (PIRRONE et al., 2001 citado
por FLORES y JARAMILLO, 2012).
2.3.3. Fuentes de contaminación ambiental.
2.3.3.1. Origen natural.
La mayor fuente natural de mercurio es la desgasificación de la
corteza terrestre, las emisiones de los volcanes y la evaporación desde los
cuerpos de agua. No obstante, gran parte del mercurio encontrado en la
atmósfera y en los ecosistemas hídricos, proviene de actividades
antropogénicas (Marins et al., 2000 citado por FLORES y JARAMILLO, 2012).
2.3.3.2. Fuentes antropogénicas.
La cantidad total de mercurio liberada a la atmósfera debido a
actividades antropogénicas ha sido estimada en 2.000 - 6.000 toneladas por año
(Hanisch, 1998 citado por FLORES y JARAMILLO, 2012).
La contaminación ocasionada por el hombre es realizada de muchas
formas: por la descargas de desechos y la emisión directa a la atmósfera en la
explotación minera del metal y del oro, la quema de los combustibles fósiles
representa una fuente importante de contaminación atmosférica, así como
la incineración de desechos sólidos, los cuales incluyen mercurio volatilizado
de baterías desechadas y durante la fundición de cobre y zinc.
La contaminación con mercurio en las zonas tropicales,
particularmente en Brasil, Colombia, Ecuador y Bolivia es originada en los
procesos de extracción del oro, el cual se lo realiza mezclando la roca triturada
enriquecida con el metal precioso con mercurio metálico para formar una
amalgama. Este proceso ocasiona el derramamiento directo de grandes
cantidades del metal en los ríos y en cuerpos de agua. La amalgama mercurio-
oro obtenida es quemada usualmente a campo abierto dejando libre el oro y
liberando el tóxico metálico en forma de vapor directamente a la atmósfera
2.4. Lenteja de agua (Lemna minor).
La macrófita acuática Lemna minor se encuentra dentro de la
siguiente clasificación:
Cuadro 2: Clasificación taxonómica de la especie Lemna minor.
Reino Vegetal
División Magnoliophyta
Clase Liliopsida
Orden Arales
Familia Lemnaceae
Género Lemna
Lemna minor es una planta angiosperma (plantas con flores),
monocotiledónea, perteneciente a la familia Lemnaceae. Su cuerpo vegetativo
corresponde a una forma taloide, es decir, en la que no se diferencian el tallo y
las hojas. Consiste en una estructura plana y verde y una sola raíz delgada de
color blanco.
Su tamaño es muy reducido, alcanzando de entre 0.1 y 2 cm de
diámetro y 2 mm de ancho. Es una de las especies de angiospermas más
pequeñas que existen en el reino de las plantas (Raven et al. 1971 citado por
ARROYAVE, 2004.). La tasa de reproducción relativa de la Lemna minor puede
estar entre 0.1 y 0.5 dia-1, lo que significa que en condiciones ideales puede
doblar su biomasa.
Son minúsculas plantas acuáticas, de 0,8-10 mm, que flotan en el
agua, aunque algunas de ellas pasan parte de su ciclo sumergidas. Del mismo
modo, sus inflorescencias y flores han reducido al extremo sus estructuras y son
de aparición ocasional, siendo la forma más común de reproducción es la
asexual por gemación. En los bordes basales se desarrolla una yema pequeña
que origina una planta nueva que se separa de la planta progenitora (Instituto
Gallach 1984 citado por ARROYAVE, 2004).
Según Cook y Gut, 1974 citado por ARROYAVE, 2004, el tallo ha
sido interpretado de diversas maneras: un tallo modificado, una hoja o como
parcialmente tallo y hoja. Otros autores consideran que el tallo corresponde a
una hoja modificada que cumple las funciones del tallo, la hoja y el eje florífero
(Instituto Gallach 1984 citado por ARROYAVE, 2004).
La lenteja de agua es una planta monoica, con flores unisexuales,
en inflorescencias compuestas por dos flores masculinas y una femenina,
ubicadas en una pequeña depresión del cuerpo lenticular. Tanto las flores
masculinas como femeninas no presentan periantio; las masculinas están
reducidas a un estambre; las femeninas a un pistilo formado por un solo carpelo.
Los frutos utrículos globosos, alados, de 0,2 mm. El fruto contiene
de 1 a 4 semillas (Armstrong 2003, Instituto Gallach, 1984 citado por
ARROYAVE, 2004).
De acuerdo con Roldán (1992), Lemna minor es una planta acuática
flotante de rápido crecimiento y de amplia distribución tropical y subtropical, que
se desarrolla principalmente en laguna.
La planta puede desarrollarse en un rango amplio de temperaturas,
que varía entre 5° y 30° C, con un crecimiento óptimo entre los 15° y 18° C. Se
adapta bien a cualquier condición de iluminación. Crece rápidamente en partes
calmadas y ricas en nutrientes, con altos niveles de nitrógeno y fosfatos. Con
frecuencia el hierro es un elemento limitante para su adecuado desarrollo.
Pueden además tolerar un rango de pH amplio, siendo el óptimo entre 4,5 y 7,5
(Rook 2002 citado por ARROYAVE, 2004).
2.4.1. Tratamiento de aguas residuales y fitorremediación con
Lemna minor
Las macrofitas acuáticas han sido consideradas por varios autores
como una plaga debido a su rápido crecimiento, ya que en ocasiones llegan a
invadir lagunas, represas, canales de riego y generan varios problemas, al
interrumpir el flujo del agua, propiciar eutrofización y crear ambientes para la
crianza de vectores de enfermedades (Zambrano 1974, Cook et al. 1974 citado
por ARROYAVE, 2004). Sin embargo, si las plantas acuáticas se manejan
adecuadamente, su poder de proliferación, capacidad de absorción de nutrientes
y bioacumulación de contaminantes del agua las convierten en una herramienta
útil en el tratamiento de aguas residuales.
Según Olguín y Hernández 1998 citado por ARROYAVE 2004, las
características que deben contar las plantas acuáticas usadas para el
tratamiento de las aguas residuales son las siguientes: alta productividad, alta
eficiencia de remoción de nutrientes y contaminantes, alta predominancia en
condiciones naturales adversas y fácil cosecha. Lemna minor cumple con todas
estas características y gracias a esto ha sido empleada en sistemas de
descontaminación de aguas.
Zayed, 1998 citado por ARROYAVE 2004, investigó el potencial de
la lenteja de agua para acumular cadmio, cromo, cobre, níquel, plomo y selenio.
Los resultados demostraron que, en condiciones experimentales de laboratorio,
la planta resultó ser un buen acumulador de Cd, Se y Cu, un acumulador
moderado de Cr y pobre acumulador de Ni y Pb. Las concentraciones más altas
de cada elemento acumulada en los tejidos de la lenteja de agua fueron de 13,3
g Cd / kg, 4,27 g Se / kg, 3,36 g Cu / kg, 2,87 g Cr / kg, 1,79 g Ni / kg y 0,63 g
Pb / kg. Se concluye en el estudio que la lenteja de agua tiene un buen potencial
para la remoción de cadmio, selenio y cobre de aguas residuales contaminadas
con estos elementos, ya que puede acumular concentraciones altas de ellos. Su
rápido crecimiento la hace una planta apropiada para actividades de
fitorremediación.
La principal ventaja de los sistemas de tratamiento con plantas
acuáticas es su bajo costo de construcción y mantenimiento, así como su
simplicidad de operación. Además, se utiliza un recurso disponible, hasta ahora
no aprovechado en muchos lugares y que puede tener diversos usos (Olguín y
Hernández, 1998 citado por ARROYAVE 2004). Una de las desventajas de esta
tecnología es que se requiere un área considerable para la construcción de los
canales. Adicionalmente, se necesita instalar plantas piloto para evaluar
variables de diseño específicas para cada región, cada planta y cada tipo de
efluente.
III. METODOS Y MATERIALES
3.1. Ubicación
3.1.1. Ubicación política
El trabajo se desarrollará en las instalaciones del laboratorio de
Microbiología General en el área de Biotecnología Ambiental, de la Universidad
Nacional Agraria de la Selva, políticamente ubicado en la ciudad de Tingo María,
distrito de Rupa Rupa, provincia de Leoncio Prado, Región Huánuco.
3.1.2. Ubicación geográfica
Geográficamente el laboratorio de Microbiología General está
ubicado en las coordenadas UTM (E: 390552 m. y N: 8970269 m.); a una altitud
de 668 m.s.n.m. dentro del empalme Tingo María hoja 19-k de la Carta Nacional
del Instituto Geográfico Nacional, correspondiente a la Región Selva, a la cual
se accede por vía terrestre, por la carretera afirmada de Lima a Tingo María.
3.1.3. Aspectos ambientales
Ecológicamente de acuerdo a la clasificación de zonas de vida o
formaciones vegetales del mundo y el diagrama bioclimático de HOLDRIDGE
(1982), Tingo María se encuentra en la formación vegetal bosque muy húmedo
Pre-montano Tropical bmh-PT, y de acuerdo a las regiones naturales del Perú
corresponde a Rupa Rupa o Selva Alta. Hidrográficamente pertenece a la cuenca
del río Huallaga; el comportamiento climático es variable, con una precipitación
anual promedio de 3328.9 mm. Las mayores precipitaciones se producen entre
los meses de septiembre a abril y alcanza un máximo extremo en el mes de
febrero con un promedio mensual de 608.4 mm. En los últimos años se han
registrado los siguientes datos climatológicos relacionados con el proyecto
(Estación meteorológica José Abelardo Quiñones, 2010):
- Temperatura máxima : 30,70 º C
- Temperatura mínima : 18,90 º C
- Temperatura promedio : 24,90 º C
- Humedad relativa promedio : 86 %
- Velocidad del viento máxima : 22,2 m/s
3.2. Unidades en estudio
Plantas de Lemna minor capaces de remover diferentes metales
pesados de agua contaminada, en este caso se someterá a la presencia de
mercurio en el agua una concentración de 2 ppm para poder determinar la
eficiencia de remoción de mercurio que tiene dicha especie
3.3. –Cultivo de Lemna minor
Las plantas de Lemna minor serán cultivadas un mes antes de la
realización del experimento para poder asegurar que estas no contengan
mercurio en sus tejidos.
3.4. Construcción de recipientes.
Se construirán 9 recipientes de vidrio de 30 cm. de alto, ancho y de
profundidad en los cuales se colocará grava, con un volumen de agua potable
de 9 litros, más 1 litro de disolución de Hg que se colocará en la fase
de intoxicación, donde el agua permanecía inmóvil.
El experimento permanecerá expuesto a condiciones ambientales;
se colocara otro recipiente con las mismas condiciones ya mencionadas
anteriormente pero sin las plantas de Lemna minor esto se realizara con el
propósito de saber si existiera perdida de mercurio durante el proceso.
3.5. Procedimiento de la metodología.
Antes de colocar las macrófitas acuáticas en los recipientes se
contara cuantas especies hay en 30 g de Lemna minor, las cuales serán
introducidas en el depósito para el proceso de investigación. Este
procedimiento se realiza debido al tamaño que presenta dicha especie vegetal.
3.5.1. Fase de adaptación.
Esta fase deberá tener una duración de tres días. Después que se
realice el reconocimiento de Lemna minor y de la selección de las plantas
adecuadas, se procederá a colocar las mismas en los recipientes.
Durante este proceso de investigación se deberá controlar la
variación de pH y de conductividad, esto para determinar un medio óptimo
para el desarrollo de las plantas, debido a que un pH ácido marchita las mismas,
y altos valores de conductividad no soportan las especies vegetales.
Durante los tres primeros días se mantendrá el pH en un rango
de 7 a 7,2 y la conductividad en un rango de 269 a 410 µs esto para crear
un medio ideal y para el normal desarrollo de la especie.
3.5.2. Fase de nutrición.
La fase de nutrición tendrá una duración de 5 días. Pasado los tres
días de adaptación se le suministrara 10 ml de un fertilizante líquido a los
recipientes que contenían las plantas para estimular su crecimiento.
El fertilizante contiene los siguientes nutrientes:
• Sodio 0,00018%,
• Cobre 0,00045%,
• Hierro 0,063%,
• Magnesio 0,00046%,
• Molibdeno 0,000072%,
• Zinc 0,00046%.
3.5.3. Fase de intoxicación.
Esta fase tendrá una duración de siete días, pasado los ocho días
entre la fase adaptación y la nutrición de las plantas se colocó un litro de
la disolución de nitrato mercurioso dihidratado.
3.5.4. Preparación de la solución.
Debido a que el mercurio elemental no es muy soluble en agua se
utilizara una sal de mercurio y como esta se encuentra combinado con otros
elementos realiza el siguiente procedimiento:
Para la preparar la disolución se tiene que pesar el nitrato
mercurioso dihidratado, basándose en la relación que existe entre los
componentes de la fórmula.
Se toma en cuenta el peso del mercurio de acuerdo a la cantidad de
disolución que se necesita por cada litro de agua.
- Fórmula: (Hg2(NO3)2∗2 H2O).
- Masa molar: 561,22.
Porcentajes de los elementos:
Hg = 71,5 %,
N = 5 %,
O = 22,8 %,
H = 0,7 %.
Relación entre el porcentaje de mercurio (Hg), con la cantidad
de disolución requerida 1,2 ppm de mercurio.
0,0012 g 71,5% Hg
X 100%
X = 0,00167 gramos de nitrato de mercurio.
Como la fórmula está al 97% se realizó los siguientes cálculos:
0,00167g 97%
X 100%
X = 0,00172 gramos de nitrato de mercurio.
Para preparar la solución se realizó el siguiente procedimiento
- Se procede a pesar en la balanza analítica la cantidad de
mercurio resultante del cálculo mencionado anteriormente.
- En 25 ml de agua destilada se colocar la cantidad pesada de
nitrato mercurioso dihidratado en un vaso de precipitación.
- Luego se calienta la solución hasta una temperatura de 30°C,
moviéndo con una varilla de agitación, para una mejor disolución.
- En un balón de aforo de un litro de capacidad, se coloca
la solución, y se procedió a aforar el litro de solución.
Se incorpora 1 litro de solución con una concentración de1,2 ppm de
mercurio a cada uno de los tratamientos y después de 7 días se procedió hacer
el análisis final de la concentración de mercurio en el agua como en el tejido foliar
de Lemna minor.
3.5.5. Recolección de las muestras.
Se debe recolectar una muestra para su análisis en el laboratorio,
para poder verificar si la concentración inicial era la correcta.
Pasado los 15 días de experimentación se pasara a recoger de las
6 muestras un contenido de 500 cc de la parte media del recipiente sin
remover el agua para analizar la concentración de mercurio.
3.5.6. Determinación de la concentración final de mercurio en el
agua.
Para determinar la concentración de mercurio presente en el agua
se utilizara una metodología analítica por espectrometría uv-visible, basada en
el procedimiento descrito por Khan et al. (2005). Se tomaron 2 mL de muestra
de agua se digirieron en tubos de ensayo con ácido sulfúrico 1M y se colorearon
con gotas de permanganato de potasio (2%m/V) en baño térmico a 70 o C
durante 30 minutos para la conversión del mercurio presente a Hg(II). Se
añadieron aproximadamente 4 gotas de Na2C2O2en caliente para decolorar el
exceso de permanganato. El pH se ajustó a 1,8 añadiendo NaOH 2M.
Posteriormente para evitar interferencias se añadió 1 ml de solución de EDTA al
1%. Finalmente se agregaron al tubo de ensayo 3 ml de Ditizona 0,0003 % en
Cloroformo. Se agitó vigorosamente. Se separó la fase acuosa de la fase
orgánica con una pipeta Pasteur. La fase orgánica que contiene el complejo
coloreado del ditizonato de mercurio se transfirió a la celda. Se midió la
absorbancia a 490 nm para muestra.
3.5.7. Análisis de muestras las muestras foliares.
Para el análisis de las muestras foliares las hojas frescas fueron
lavadas con abundante agua destilada y detergente, luego fueron enjuagadas
con agua destilada para remover todo el detergente y posteriormente se
colocaron en papel absorbente. Las muestras se secaron enla estufa de
circulación forzada a 85 ºC, dispuestas en sacos de papel perforado. Las
muestras secas fueron molidas con un molino de acero inoxidable y se pasaron
luego por un colador de malla de 1mm, se acondicionaron en frascos de vidrio
con tapa plástica y se identificaron. Se realizó la digestión húmeda de las mismas
con ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno, mediante la metodología descrita
en Malavolta et al., 1997 citado por ARENAS et al, 2010, con ligeras
modificaciones para evitar la volatilización del mercurio. Para ello se pesó 1 g de
material vegetal seco y se transfirió a un vaso de precipitado. Se adicionaron 5
mL de H2SO4 concentrado al 95 % y se dejó en reposo por 15 minutos. Se
colocó en una plancha de calentamiento fría y se elevó la temperatura
gradualmente hasta 80°C aproximadamente. Después de la aparición de
vapores oscuros se retiró el vaso, se dejó enfriar y se adicionaron 5 mL de H2SO4
al 95 %. Se calentó nuevamente hasta obtener un extracto incoloro. Se retiró de
la plancha y se adicionaron 5 gotas de H2O2. Se filtró y transfirió
cuantitativamente al balón de 50 ml y se aforó.
3.5.8. Determinación de la concentración de mercurio presente en
las estructuras foliares de Lemna minor después de la fase de
intoxicación.
Para la determinación de mercurio presente en las estructuras
foliares también se utilizara metodología analítica por espectrometría uv-visible,
basada en el procedimiento descrito por Khan et al., 2005 citado por ARENAS et
al, 2010. Se tomaron 2 mL de extracto foliar se digirieron en tubos de ensayo con
ácido sulfúrico 1M y se colorearon con gotas de permanganato de potasio
(2%m/V) en baño térmico a 70 o C durante 30 minutos para la conversión del
mercurio presente a Hg(II). Se añadieron aproximadamente 4 gotas de
Na2C2O2en caliente para decolorar el exceso de permanganato. El pH se ajustó
a 1,8 añadiendo NaOH 2M. Posteriormente para evitar interferencias se añadió
1 ml de solución de EDTA al 1%. Finalmente se agregaron al tubo de ensayo 3
ml de Ditizona 0,0003 % en Cloroformo. Se agitó vigorosamente. Se separó la
fase acuosa de la fase orgánica con una pipeta Pasteur. La fase orgánica que
contiene el complejo coloreado del ditizonato de mercurio se transfirió a la celda.
Se midió la absorbancia a 490 nm para muestra.
3.5.9. Recolección de las muestras.
Se recolectó una muestra para su análisis en el laboratorio, para
poder verificar si la concentración inicial era la correcta. Pasado los 15 días de
experimentación se recogió delas 12 muestras un contenido de 500cc de la
parte media del recipiente sin remover el agua para analizar la
concentración de mercurio.
3.5.10. Eficiencia del Proceso.
Para determinar la eficiencia del proceso de los resultados
obtenidos se tendrá que restar el 100% de la disolución a la cantidad que se
perdió de mercurio
Teniendo un porcentaje de absorción y un porcentaje de pérdida.
3.6. Unidades y variables experimentales.
3.6.1. Unidades experimentales.
Las unidades en estudio son las plantas de Lemna minor con
capacidad de remover mercurio presente en agua contaminada
3.6.2. Variables dependientes.
Entre las variables dependientes tenemos:
- Concentración final de mercurio en el agua.
- Eficiencia de remoción.
3.6.3. Variables independientes.
Entre las variables independientes tenemos:
- Concentración inicial de mercurio en el agua.
- Fertilizante líquido.
3.7. Diseño experimental.
Se adaptará un diseño experimental en el cual se trabajará con agua
bajo tres concentraciones de mercurio y tres repeticiones, a fin de evaluar la
eficiencia de remoción de este metal mediante Lemna minor
Cuadro 3. Descripción de los tratamientos en estudio.
Tratamiento Concentración
de Hg (ppm)
Fertilizante
liquido (ml) Repeticiones
T0 0 10 3
T1 1.2 10 3
T2 2.4 10 3
T3 4.8 10 3
IV. PLAN DE EJECUCIÓN
Actividades Año 2015
JUL AGOS SET OCT NOV DIC
Elaboración/aprobación del proyecto X
Cultivo de Lemna minor X
Acondicionamiento de recipientes X
Fase de adaptación, de nutrición e
intoxicación. X
Determinación de mercurio en agua y en
estructuras foliares X X
Interpretación de resultados X X X X
Redacción X X X X
Sustentación X
V. PRESUPUESTO
Código Justificación del gasto Sub total Total (S/.)
1. Bienes de consumo. 1975.00 1.1. Material biológico: 100.00
1.1.2. Reactivos 800.00
1.2. Material de laboratorio:
Fiola de 1000 mL 100.00
1.2.6. Matraces 125 mL 300.00
Vaso de precipitados 200.00
1.3. Material de limpieza:
1.3.1. Detergentes y afines. 60.00
1.4. Material de seguridad
1.4.1. Guardapolvo 40.00
1.4.2. Mascarilla 120.00
1.4.3. Guantes 80.00
1.5. Material de escritorio:
1.5.1. Papel bond A4 120.00
1.5.2. Folder manila 10.00
1.5.3. Discos compactos 10.00
1.5.4 Cuaderno 10.00
1.5.5. Lapiceros 10.00
1.5.6. Plumones marcadores 15.00
2. Otros servicios de terceros 570.00
2.1. Impresión de trabajos 200.00
2.2. Fotostáticas 100.00
2.3. Encuadernación del trabajo 270.00
3. Imprevistos (10%) 872.50
GRAN TOTAL 3417.5
VI. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
ARENAS, A., MARCÓ, L., TORRES, G. 2011. Evaluación de la planta Lemna
minor como biorremediadora de aguas contaminadas con mercurio. ACI.
2(3): 1-11. [En línea]: Avances en Ciencia e Ingeniería,
(http://www.exeedu.com/publishing.cl/av_cienc_ing/, 07 Jun. 2015).
ARROYAVE, M. 2004. La lenteja de agua (Lemna minor): una planta acuática
promisoria. Revista EIA. Medellín, Colombia. 1(1): 33-38. [En línea]: Revista
EIA, (http://repository.eia.edu.co/revistas/index.php/reveia/article/view/121,
07 Jun. 2015).
EPA (Environmental Protection Agency). 1997. Ecological effects test guidelines.
Aquatic plant toxicity test using Lemna spp. Tiers I and II. A [En línea]:
(www .epa.gov, documento, 18 Jul. 2015)
FLORES, E. JARAMILLO, M. 2012. Fitorremediacion mediante el uso de dos
especies vegetales Lemna minor (Lenteja de agua) y Eichornia crassipes
(Jacinto de agua) en agua residuales producto de la actividad minera. Tesis
Ing. Ambiental. Cuenca. 128 p.
JARAMILLO, M., FLORES, E. 2012. Fitorremediación mediante el uso de dos
especies vegetales Lemna minor (lenteja de agua) y Eichornia crassipes
(Jacinto de agua) en agua residuales producto de la actividad minera. Tesis
Ing. Ambiental. Cuenca, Ecuador. Universidad Politécnica Salesiana. 109
p.
PNUMA. 2002 Evaluación Mundial sobre el mercurio, PNUMA productos
químicos. Ginebra, Suiza. [En línea]: (www.chem.unep.ch/.../final-
assessment-report-Nov05-Spanish.pdf., documento, 15 Jul 2015).