II Simposium de Biotecnologa Alimentaria y Ambiental

USO DE LIRIO ACUTICO: UNA ALTERNATIVA PARA REMOVER COLOR Y PLOMO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN TZINTZUNTZAN, MICH.

Yesenia Fuerte Velzquez1 Ral Cortes Martnez2 Maricela Villanueva Pimentel3Instituto Tecnolgico Superior de Ptzcuaro1, Ingeniera en Desarrollo Comunitario1 Facultad de Qumico Farmacobiologia, Universidad Michoacana de San Nicols de San Nicols de Hidalgo2 Instituto Tecnolgico Superior de Ptzcuaro3 Yessy_2389@hotmail.com1 raulcortesmtz@gmail.com2 vpmary_5@hotmail.com3

RESUMEN

El crecimiento acelerado de las actividades industriales, la agricultura y la poblacin, en aos recientes, han ocasionado el aumento del volumen de desechos vertidos a los ecosistemas acuticos como las grandes descargas de aguas residuales que aportan gran cantidad de contaminantes a lagos, ros, arroyos, entre otros, sin recibir tratamiento alguno, representando un riesgo potencial para el ambiente y, consecuentemente a la salud humana. Entre estos desechos se encuentran sustancias de difcil biodegradacin, tales como residuos de pesticidas, herbicidas y de metales pesados.Tzintzuntzan es una comunidad donde su principal actividad econmica es la alfarera y afecta ms directamente al agua por las sustancias que utilizan como tinturas, colorantes y barnices pues ya que estos son utilizados en sus procesos de acabado en las piezas y finalmente el esmalte es utilizado en el proceso de vidriado que se realiza tradicionalmente con una suspensin de xido de plomo, litargirio (PbO), conocido comnmente como greta mezclado con slice, pedernal [liga o tizate (SiO2)], que se aplica sobre las piezas (recipientes elaborados a base de arcillas) ya que la greta produce vidrios de alta calidad, con amplio intervalo de temperatura de fusin y dndole mucho brillo a la pieza. De esta manera estas sustancias brindan la coloracin al agua proporcionndole un cierto grado de toxicidad e incluso la toxicidad los por metales pesados finalmente esta agua contaminada es descargada directamente al lago de Ptzcuaro sin recibir tratamiento alguno; adems de la creciente acumulacin del lirio acutico provocado por el vertimiento de esta agua al lago pues ya que contiene suficientes nutriente para reproducir grandes cantidades de lirio acutico, de

esta manera se aumenta la demanda de consumo de oxigeno provocando la extincin de muchas especies acuticas y principalmente endmicas de la regin lacustre. Se han reportado estudios de plomo en aguas residuales del rio de Tzintzuntzan que rebasan los niveles significativos en aguas con un valor de 0.8 mg/L (Muoz, 1985). En la presente investigacin se propone un mtodo de absorcin el cual tendr como objetivo principal la remocin de color y plomo (Pb) del agua residual que es generada a causa de los compuestos orgnicos e inorgnicos del municipio de Tzintzuntzan utilizando lirio acutico proveniente del lago de Ptzcuaro. As mismo se propone una forma de involucrar a la comunidad por medio de una organizacin participativa especficamente los talleres alfareros los cuales son de mayor preocupacin al utilizar oxido de plomo en los procesos de produccin alfarera. Siendo el lirio una alternativa eficiente y de bajo costo, donde cada taller familiar puede implementar este tipo de tecnologa verde para descontaminar las agua residuales del municipio de Tzintzuntzan dando una solucin al desage que llega al lago de Ptzcuaro.

PALABRAS CLAVES: Aguas residuales, fitorremediacion, plomo, color, lirio acutico.

INTRODUCCIN

Una de las grandes preocupaciones hoy en da son las altas concentraciones de sustancias toxicas y/o metales pesados, especficamente el plomo contenido en efluentes, en algunos los casos sobrepasa los lmites permisibles que establece la Norma Oficial Mexicana NOM-ECOL-001-1996

(DOF, 1996). l proceso de tratamiento de agua est influenciado por procesos biolgicos, condicionados por variables fsicas y qumicas desarrollados por la fauna y flora, donde la accin de los microorganismos que habitan en las races de las plantas acuticas es fundamental ya que ayudan de manera no simbitica a la degradacin de la materia orgnica (Rojas, 2005). El lirio, es una de las plantas acuticas con un gran potencial en la fitorremediacin de metales pesados debido a su tolerancia y alta capacidad para acumularlos (Nez y Col., 2003, 2005). Numerosos estudios han demostrado que puede ser til para el tratamiento de aguas contaminadas con As, Bo, Cd, Cr, Hg, Ni, Pb, Se y Zn (Chigbo, 1982; Muramoto y Oki, 1983; Heaton y Col., 1987; Nor, 1990; Delgado y Col., 1993; Reed y Col., 1995; Lytle y Col., 1998; Zhu y Col., 1999; Dos santos y Lenzi, 2000). La parte de la planta donde se acumula la mayor concentracin de metales es la raz, que es el rgano que est expuesto o en contacto directo con los ines metlicos. Tcnicamente a este proceso se le conoce como rizofiltracin, que se define como un mecanismo de fitorremediacin basado en el uso de races de plantas con alta tasa de crecimiento y rea superficial para absorber, concentrar y precipitar metales de aguas residuales contaminadas (Dushenkov y Col., 1995; EPA, 2000; Nez y col., 2004; Ghosh y Singh 2005; Nez y Col., 2009)

MATERIALES Y MTODOS

Se realizo un muestreo de la descarga de aguas residuales en la comunidad de Tzintzuntzan, despus se recolectaron jasintos de lirio acutico; posteriormente se caracterizaron las muestras para analizar la concentracin de color y plomo en dichas aguas residuales de la comunidad de Tzintzuntzan. Se llevaron a cabo 7 experimentos cada uno con 13 L de agua residual total a diferentes concentraciones y en contacto con diferente numero de plantas de lirio cada experimento, para lo cual la metodologa fue la siguiente: agua

residual al 100% y agua residual diluida a un 50% de a cuerdo a la literatura Lagos, y col., 2009, es decir, 6.5 L de agua residual y 6.5 L de agua de la llave, ambos experimentos se pusieron en contacto con 8 plantas de lirio a acutico. En los experimentos posteriores nuevamente se utilizo agua residual al 100% y agua residual diluida a un 50% ambos estuvieron es contacto con 6 plantas de lirio acutico. Y finalmente se puso en contacto agua residual al 100%, agua residuales diluidas a un 50% y 20% este caso se puso 10.4 L de agua residual y 2.6 L de agua de la llave los tres experimentos se pusieron en contacto con 4 plantas de lirio acutico. Consecutivamente los experimentos tuvieron una duracin de 15 das en contacto. Las mediciones de color del agua residual se tomaron diariamente tomando 10 mL agua residual analizndolas en un colormetro porttil marca HANNA instruments modelo HI 96727. Para el anlisis de plomo se llevaron a cabo las siguientes digestiones acidas: se tom una alcuota de 50 mL de agua residual de cada experimento de remocin de Pb antes mencionado, y se puso en contacto con cido ntrico ultrapuro (HNO3) y cido clorhdrico ultrapuro (HCI). La muestra se puso en reflujo dejando un volumen final de 10 a 7.5 mL. De igual manera se realizaron digestiones acidas de la planta de lirio acutico en este caso se tom 1 gramo de materia seca de hoja, bulbo y raz. Las muestras fueron digeridas con cido ntrico ultrapuro (HNO3) y perxido de hidrgeno (H2O2). La muestra se pone en reflujo, obteniendo un volumen aproximado de 2 mL de muestra. Se dej enfriar la muestra por unos minutos, se filtr y finalmente se afor cada muestra a 50 mL. Posteriormente las muestras se analizaron en el espectrofotmetro de absorcin atmica (EAA), marca Perkin Elmer AANALYST 200 de acuerdo al mtodo citado de Villalobos, 2007. RESULTADOS Y DISCUSIN

De los 7 experimentos se obtienen las siguientes remociones de color en aguas residuales de la comunidad de Tzintzuntzan. Para el caso de agua residual al 100% en contacto con 8 plantas de lirio

la remocin fue de un 68%, para el agua residual diluida a un 50% en contacto con 8 plantas fue de un 86%. Para el agua residual al 100% con 6 plantas de lirio fue de un 60%, para el agua residual diluida a un 50 % en contacto con 6 plantas de lirio acutico su remocin fue de un 84%. En el caso de 4 plantas de lirio acutico en contacto con agua residual al 100% su remocin fue de un 37%. Para el agua residual al 50% con 4 plantas de lirio acutico su remocin fue de un 82% y finalmente para el agua residual al 20% en contacto con 4 plantas de lirio acutico su remocin fue de un 70%. En cuanto a la remocin de Plomo se obtiene que el lirio acutico removi casi la mitad en cuanto a la cantidad de plomo inicial del agua residual.

CONCLUSIONES

Del procedimiento metodolgico de este proyecto se concluye que de los 7 experimentos realizados el mejor mtodo empleado de remocin de color para los 13 lts de agua contaminada al 100% fue el de 8 plantas de lirio acutico con una remocin de color de 68%. Mientras que para el agua residual al 50% el mejor mtodo empleado fue el experimento de 8 plantas, con un 86% en la remocin del color del agua. En cuanto a la dilucin del 20% se puede observar que tambin removi gran cantidad de color dando como un porcentaje de color removido en un 70%. As mismo se pudo observar que el lirio acutico tambin tiene la capacidad de absorber cantidades significativas de Plomo (Pb) obteniendo las siguientes cantidades: agua al 100% en contacto con 8 jasintos la absorcin en la hoja fue de 0.190 en el bulbo de 0.333 y la raz de 2.150, para el agua residual al 100% en contacto con 6 jasintos la remocin fue la siguiente en la hoja fue de 0.258 en el bulbo de 0.711 y la raz de 3.219 y para el agua residual al 100% en contacto con 4 lirios su absorcin fue la siguiente, en la hoja fue de 0.272, en el bulbo de 2.041 y la raz de 6.375. En cuanto al agua residual diluida la absorcin tanto en raz, bulbo y hoja la absorcin de plomo fue mas de un 60%, observando que la raz es parte principal de absorcin plomo.

Observando tambin que el lirio acutico (Eichhornia crassipes) es una macrofita flotante capaz de remover grandes cantidades de color y plomo en aguas residuales provenientes de la comunidad de Tzintzutzan, siendo esta una alternativa de solucin para la descontaminacin de aguas residuales.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Chigbo, F. E., Smith, R. y Shore, F. L. (1982). Up-take of arsenic, cadmium, lead and mercury from polluted waters by the water hyacinth Eichhornia crassipes. Environmental Pollution (Series A), 27:31-36.

Delgado, M., Bigeriego, M. y Guardiola, E. (1993). Uptake of Zn, Cr and Cd by water hyacinths. Water Research 27(2):269-272.

Dos Santos, M. C. y Lenzi, E. (2000). The use of aquatic macrophytes (Eichhornia crassipes) as a biological filter in the treatment of lead contaminated effluents. Environmental Technology, 21(6):615-622.

Dushenkov, V., P., Kumar, B. A., Motto, H. y Raskin, L. (1995). Rhizofiltration: the use of plants to remove heavy metals from aqueous streams. Environmental Science and Technology, 29:1239-1245.

Ghosh, M. S. y Singh, P. (2005). A review on phytoremediation of heavy metals and utilization of its byproducts, Applied Ecology and Environmental Research 3:1-18.

Heaton, C., Frame J. & Hardy, J. K. (1987). Lead up-take by the water hyacinth. En: K. R. Reddy & W. H. Smith (eds.), Aquatic plants for water treatment and resource recovery. Magnolia Publishing Inc. Orlando, Florida, USA. 463-470.

Nor, Y. M. (1990). The absortion of metal ions by Eichhornia crassipes. Chemical Speciation and Bioavailability, 85-91.

Norma Oficial Mexicana. (1996). NOM-001-ECOL-1996. Establece los lmites mximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. Diario Oficial de la Federacin, 24 de Junio. 33 p.

Lagos, C., Urrutia, R., Decap, J., Martnez, M. y Vidala, G. (2009). Eichhornia crassipes used as tertiary color removal treatment for Kraft mill effluent. Desalination, 247: 46-55.

Lytle, C. M., Lytle, F. W., Yang, N., Qian, J. H., Hansen, D., Sayed, A. y Terry, N. (1998). Reduction of Cr(VI) to Cr (III) by wetland plants; potential for In situ metal detoxification. Environmental Science and Technology, 32: 3087-3093.

Nor, Y. M. (1990). The absortion of metal ions by Eichhornia crassipes. Chemical Speciation and Bioavailability, 85-91.

Nez, Lpez R. A., Meas, Y., Vong, R., Ortega Y. y Olgun E. (2003). Aprovechamiento del lirio acutico para el tratamiento de aguas contaminadas con plomo. Memorias del Simposio La Investigacin y el Desarrollo Tecnolgico en Quertaro 2003, CONCYTEQ, Quertaro, Qro. Octubre 2003, 1-10 p.

Nez, Lpez R. A., Meas, Vong Y., Ortega, Borges R. y Olgun, E. J. (2004). Fitorremediacin de aguas contaminadas: fundamentos y aplicaciones. Nez, Lpez R. A., Meas, Vong Y., Ortega, R. y Olgun, E. J. (2005). Sistemas de lirio acutico (Eichhornia crassipes); una alternativa sustentable para el tratamiento de aguas contaminadas con metales pesados. Aquaforum, 39(9):29-31 CIENCIA, 55(3): 69-82.

Nez, Lpez R. A., Ortega, Borges R. y Olgun, Eugenia J. (2009). Rizofiltracin, lixiviacin y electro-recuperacin: una propuesta integral para el tratamiento de aguas contaminadas con plomo a partir del lirio acutico (Eichhornia crassipes). CIENCIA@UAQ. 2(1).

Muramoto, S. y Oki, Y. (1983). Removal of some heavy metals from polluted water by water hyacinth (Eichhornia crassipes). Bulletin of Environmental Contamination and Toxicoly, 30:170-177.

Villalobos Castaeda, B. (2007). Contenido de metales pesados en agua y sedimentos en la desembocadura del rio grande de Morelia en el Lago de Cuitzeo. Tesis de Maestria. Facultad biologa. Universidad Michoacana de San Nicolas de Hidalgo.

Zhu, Y. L., Zayed, A. M., Quian, J.H., M. de Souza y Terry, N. (1999). hytoaccumulation of trace elements by wetland plants: II. Water hyacinth. Journal of nvironmental Quality, 28:339-344.