RIZOFILTRACION

LAS PLANTAS QUE SE UTILIZAN PARA DESCONTAMINAR SE CULTIVAN EN INVERNADEROS CON LAS RAÍCES SUMERGIDAS EN AGUA, EN VEZ DE TIERRA 

INTRODUCCIÓN

 Una realidad cercana a nuestra ciudad es la irresponsable contaminación del río Rímac. Este  río, que pertenece a la vertiente del Pacífico, inicia su recorrido en la vertiente occidental de la cordillera de los Andes y desemboca en el Océano Pacífico, junto con los ríos Chillón y Lurín. Tiene una longitud de 160 km. y una cuenca de 3312 km². Asimismo, el río Rímac abastece a la mayoría de la población limeña y es por este motivo que la contaminación de este es un tema muy alarmante para nuestra ciudad, ya que nos afecta directamente.

Actualmente, una de las principales causas de contaminación del río Rímac es el vertimiento   de los relaves mineros en su cauce.  Estos desechos contienen hierro, cobre, zinc,   mercurio, plomo, arsénico y otras sustancias sumamente tóxicas.

A su vez las emisiones domésticas constituyen otro de los factores que influyen en la contaminación del agua del río Rímac. Estas provienen, principalmente, de centros urbanos como Morococha, San Mateo, Matucana, Chosica y Chaclacayo.

Asimismo, el rápido crecimiento de las poblaciones y el desarrollo de aglomeraciones costeras son los principales promotores de dicha forma de contaminación.

El río Rímac ha sido estudiado por varios investigadores pero en forma aislada e incompleta. Se tiene estudios aislados realizados por DIGESA, pero sólo con fines de control de calidad de agua, por IMARPE con la finalidad de conocer el grado de contaminación de las aguas marinas (Guillén et al (1986. 1986a)), han hallado en las aguas marinas frente a la desembocadura del Río Rímac concentraciones mayores de 30, 50, 1,5 y 100 ppb. De Cobre, Plomo, Cadmio y Zinc, respectivamente, valores muy superiores a lo establecidos en la Ley de Aguas.

Ante esta problemática, en este estudio establecemos la siguiente interrogante ¿De qué manera podemos minimizar la contaminación del rio Rímac de elementos químicos, principalmente del cloruro de zinc?

Este trabajo es importante porque gran parte de la población y sobre todo las autoridades han dado por irremediable la situación del río Rímac, por lo que a través de un muestreo de las agua se intentaran plantear medidas para mejorar la calidad del río, el cual se ve afectado por la presencia de diversos contaminantes.

Iniciamos en busca de determinar las características químicas y físicas del tramo Priale- Faucett para realizar un cuadro comparativo y así analizar cuáles son los compuestos químicos que perjudican al río. Ya registrando los datos comparativos de los dos tramos se procede a la elección de la planta que se usará en el proceso de rizofiltración, que minimizara la carga de estos excesos y vertidos químicos que se encuentran en el agua del río Rímac, ubicada en el tramo  Faucett, en nuestro caso poder determinar si la planta de girasol es apta para el proceso de rizofiltración de cloruro de zinc. Finalmente la experimentación concluye con la etapa de prueba realizando un tratamiento en soluciones sintéticas que se realizarán en el laboratorio.

OBJETIVOS 

 Objetivo General

·         Determinar si la planta de girasol es apta para el proceso de rizofiltración de cloruro de cinc.

Objetivos Específicos

·         Analizar los parámetros físicos y químicos de los puntos de muestra, del rio Rímac en los tramos de Priale y faucett.

·         Analizar las reacciones del girasol ante el medio sintético de cloruro de cinc.

JUSTIFICACIÓN

La calidad del agua es de vital importancia debido a la variedad de sus usos. Pero a pesar que todas las actividades económicas y sociales descansan en sumo grado en el suministro y la calidad del agua, generalmente no se aprecia que la calidad de los recursos hídricos contribuye a la productividad económica y el bienestar social.

En el Perú existe a nivel nacional 3 vertientes y 106 cuencas que sirven de desarrollo para las comunidades rurales y urbanas, y entre ellas tenemos a la cuenca baja del río Chillón la cual es afectada por el desmedido crecimiento urbano, marginal, industrial, disminuyendo cada vez las zonas de terreno agrícola y generando un incontrolable manejo de residuos sólidos, contaminan do las aguas y eliminando la flora y fauna acuática.

Este trabajo es importante porque gran parte de la población y sobre todo las autoridades ya ha dado por irremediable la situación del río Rímac, por lo que a través de un muestreo de las agua se intentaran plantear medidas para mejorar la calidad del río ya que esta se ve afectada por la presencia de metales pesados que a largo plazo ha causado que parte de la flora conformada por algas mueran o crezcan en exceso entorpeciendo el crecimiento normal de otros organismos por lo que parte de la fauna del rio ha desaparecido.

       MARCO TEÓRICO

 Rizofiltración

La rizofiltración, es una técnica de fitoremediación que usa raíces de plantas para descontaminar agua superficial, subterránea o efluentes líquidos contaminados con metales pesados, toxinas orgánicas, entre otros elementos. (García et al. [1])

Las plantas que se utilizan con este fin se cultivan en invernaderos, con las raíces sumergidas en agua, en lugar de tierra. Cuando el sistema radicular de la planta está bien desarrollado, sus raíces se colocan en contacto con el agua o efluente a tratar. A medida que las raíces se van saturando en agua y contaminantes se van cortando y eliminando.

 La rizofiltración es una de las opciones que presenta mejor relación de costo-beneficio respecto a otros métodos empleados para el tratamiento de efluentes líquidos. Además es estética y naturalmente amigable con el ambiente, por lo que se presenta como una forma de descontaminación socialmente aceptable para las comunidades circundantes y para los organismos de control respectivos.

Figura1: Aplicación de Rizofiltración

 Cloruro de Cinc

El cloruro de zinc (también conocido como fundente) es un componente químico soluble al agua. Además de usarse para preservar la madera, el cloruro de zinc está destinado a varias aplicaciones industriales, como la producción de cemento y papel de pergamino. Es una sal anhidra que se prepara causando una reacción entre el gas de cloruro de hidrógeno y el zinc caliente. En los laboratorios científicos, el cloruro de zinc es un catalizador y agente deshidratante importante.

Aplicaciones industriales

El cloruro de zinc se utiliza en pilas secas, tanto como electrolito, absorbente de humedad e inhibidor de corrosión. Se usa en los fundentes para soldar, galvanizar y estañar. Por ser un excelente rompedor de emulsión, el cloruro de zinc se utiliza para separar el aceite del agua. También se emplea como fluido empacador en pozos de aceite y gas. El cloruro de zinc se usa, además, como inhibidor en plantas para tratamientos de agua potable, torres de enfriamiento y pozos de gas y aceite.

Fuentes de exposición

La exposición al cloruro de zinc se produce en lugares de trabajo bajo ciertas condiciones laborales, como cuando se le da un baño de cobre al hierro, se graban metales, se hacen soldaduras con fundentes que contienen este componente químico, se galvaniza el hierro, se realizan soldaduras de acero y tuberías de hierro con arcos eléctricos, al igual que en el caso de la vulcanización y los métodos de reclamo en la fabricación de caucho y en la producción de cortinas de humo para propósitos militares. Es necesario contar con la ventilación adecuada y equipos de protección personales para asegurar que los trabajadores y el resto de las personas que están en el área no se expongan a los gases tóxicos del cloruro de zinc.

Posibles riesgos para la salud

Si se inhala, el cloruro de zinc puede destruir los tejidos del tracto respiratorio superior y de las membranas mucosas. Si se ingiere e ingresa al organismo humano, surgirán síntomas tales como la sensación de quemazón, tos, laringitis, falta de aliento, dificultad para respirar, dolor de cabeza y vómitos. Cuando los gases del cloruro de zinc entran en contacto con la piel, pueden provocarle quemaduras, úlceras e irritación. Si los gases llegan a los ojos, puede dejarlos rojos, hacer que la visión sea borrosa y causar dolor. Cuando una solución de cloruro de zinc se salpica accidentalmente en los ojos, puede ocasionarles un gran daño. Si se inhala o si la piel se encuentra expuesta reiteradamente, las consecuencias podrían ser úlceras cutáneas o asma ocupacional.

FIGURA2: Cloruro de Zinc

 Girasol

Se reporta que algunas especies pertenecientes a las Asteraceas, toleran altos niveles de metales pesados en comparación con otros grupos taxonómicos y se les ha propuesto como especies fitoremediadoras Helianthus annuus “girasol” pertenece a la familia de las Asteraceae, posee una facilidad de manejo en su cultivo, se adapta fácilmente a un amplio intervalo en la variación de temperatura. La época de la siembra es variable y depende de las características climatológicas de cada región. Es una planta anual, con un desarrollo vigoroso en todos sus órganos, dentro de esta especie existen numerosos tipos o subespecies cultivadas como plantas ornamentales, oleaginosas y forrajeras. El “girasol” es reportado por su capacidad de acumular metales y responder con una alta biomasa radicular no obstante una baja tolerancia al cromo comparado con otras plantas acumuladoras. Se relaciona al plomo con la actividad de la proteasa en cotiledones de girasol, concluyendo como un agente tóxico que inhibe la actividad de éstos. El girasol tiene la capacidad de acumular altas concentraciones de uranio y cadmio en sus tejidos (principalmente tallo y raíz) con una razonable tolerancia, es por esta razón que el girasol se emplea en los procesos de fitorremediación acumulando y reciclando dichos metales excesivos de los suelos y promoviendo la limpieza ambiental.

                                           FIGURA 3: Girasol

VENTAJAS

·         Es una tecnología sustentable.

·         Es eficiente para tratar diversos tipos de contaminantes in situ.

·         Es aplicable a ambientes con concentraciones de contaminantes de bajas a moderadas. 

·         Es de bajo costo, no requiere personal especializado para su manejo ni consumo de energía.

·         Es poco perjudicial para el ambiente.

·         No produce contaminantes secundarios y por lo mismo no hay necesidad de lugares para desecho.

·         Tiene una alta probabilidad de ser aceptada por el público, ya que es estéticamente agradable. 

·         Evita la excavación y el tráfico pesado. 

·         Tiene una versatilidad potencial para tratar una gama diversa de materiales peligrosos. 

·         Se pueden reciclar recursos (agua, biomasa, metales).

APLICACIONES

·         Uso de la rizofiltración para el tratamiento de efluentes líquidos de cianuración que contienen cromo, cobre y cadmio.

·         Rizofiltración, lixiviación y electro-recuperación: una propuesta integral para el tratamiento de aguas contaminadas con plomo a partir del lirio acuático.

·         Rizofiltración en el tratamiento de aguas contaminadas con uranio.

·         Aplicación de técnicas de rizofiltración para el tratamiento de residuos líquidos contaminados por metales pesados usando Nicotiana tabacum.

                                                FIGURA 4: Estado  fitopatologico de las plantas.

EJEMPLOS

Algunos ejemplos referenciales del uso de la rizofiltración para el tratamiento de agua contaminada con petróleo se tienen en Virginia (USA), donde se utilizaron plantas de pasto y trébol. En la India se aplicó para el tratamiento de agua contaminada con cadmio, plomo y níquel empleando raíces de mostaza, geranio y girasol. Esta técnica se ha aplicado incluso para el tratamiento de agua con residuos radiactivos, en Chernobyl (Ucrania), donde se usaron plantas de girasol. Se considera sin embargo, que la rizofiltración está aún en fase de investigación (Mejía [2]).

CONCLUSIONES

·         Documental-mente la rizo-filtración representa una tecnología alternativa, sustentable y de bajo costo para la re-utilización de aguas de efluentes contaminados. La complementación de este sistema experimental permitirá validar esta tecnología.

·         Podemos afirmar que los relaves mineros, los desechos domésticos y la infracción a las leyes constituyen las principales causas de la contaminación de las aguas del río Rímac. Tenemos que tomar en cuenta que estas aguas son utilizadas por la población limeña para el consumo diario y su contaminación significaría un gran problema social y económico.

·         La contaminación del rio Rímac ya no es un problema de un grupo reducido de persona, si no los efectos de esta contaminación abarcan a las poblaciones que antes eran los principales contaminadores.

·         Las plantas de girasoles al principio lucen sin afecciones, sin embargo en la experimentación con el girasol relleno, se obtuvo una  posible intoxicación ya que las hojas de sus plantas presentaban el haz completamente quemado, podría ser por la absorción del cloruro de zinc, a lo que nos ayudaría una prueba toxico-lógica, para saber qué fue lo que ocasionó con mayor certeza.