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I. INTRODUCCIÓN
Uno de los problemas ambientales más serios, es la contaminación del
agua por la presencia de metales pesados. En los últimos años la fitoremediación
ha sido un tratamiento económico donde se aprovechan los procesos biológicos
como las plantas acuáticas ya que tienen cierta capacidad de absorber o
descomponer contaminantes como los metales pesados, que por su efecto toxico
afectan al medio ambiente, hombre, animales y otros organismos. El lirio acuático
(Eichhornia crassipes) es conocido por su habilidad de absorber gran cantidad de
estos tóxicos. Por la importancia y la cantidad de lirio acuático que se genera en
nuestro país, proponemos que nuestro proyecto de investigación es de tipo
experimental ya que nos enfocamos en la observación de un problema actual que
nos afecta.
1.1. Objetivos
1.1.1. Objetivo General
Determinar el potencial de la fitoremediación que tiene el lirio acuático para
extraer metales pesados como el plomo y fierro del agua
1.1.2. Objetivos específicos
Conocer las propiedades al lirio acuático como poder remediador.
Demostrar su facilidad de extraer metales pesados
Comprobar su capacidad remediadora
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II. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1. Importancia del agua.El agua cubre el 72% de la superficie del planeta Tierra y representa
entre el 50% y el 90% de la masa de los seres vivos.
Los seres humanos requieren agua pobre en sales y otras impurezas y
otros elementos llamados impurezas. Entre las impurezas también se cuentan
sustancias químicas o, en otro sentido, microorganismos perjudiciales. El aguaadecuada para beber se llama agua potable.
2.2. Metales pesados
2.2.1. El plomo
2.2.1.1. Efectos toxicos
Entre 20 y 44 mcg % pueden aparecer trastornos bioquímicos (sin
síntomas) y alteraciones neurocomportamentales.
Los primeros efectos tóxicos detectable clínicamente se observan con
valores mayores 45 mcg %
Las intoxicaciones severas ocurren con valores mayores a 70 mcg %
Reducción del proceso en la transformación de eritrocitos, lo qu ocasión
anemia.
Incremento de la presión sanguínea o taquicardia
Daño a las vías urinarias.
Abortos
Perturbación al sistema nervioso.
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Daño al cerebro, cerebelo, tallo encefálico, respiratorio inferior, aparato
digestivo, aparato reproductor.
Disminución de habilidades de aprendizaje en jóvenes y niños
Gastritis
Estreñimiento
Debilitamiento del tejido óseo
En casos extremos la muerte.
2.2.2. FierroEl hierro en exceso es toxico. El hierro reacciona con peróxido y
produce radicales libres; la reacción más importante es:
Fe2+ H2O2 Fe3+ OH OH
Cuando el hierro se encuentra dentro de unos niveles normales, los
mecanismos antioxidantes del organismo pueden controlar este proceso.
La dosis letal de hierro en un niño de 2 años es de unos 3 g-1g puede
provocar envenenamiento importante. El hierro en exceso se acumula en el hígado
y provoca daños en este órgano.
2.2.2.1. Efectos de hierro en la salud
Puede provocar anemia, conjuntivitis, entre otras, si contacta con los
tejidos y permanece en ellos. La inhalación crónica de concentraciones excesivas
de vapores o polvos de óxido de hierro puede resultar en el desarrollo de unas
neumoconiosis que es observable con un cambio de rayos X.
2.2.3. Jacinto de agua o lirio de agua.
2.2.3.1. Características del lirio acuático.
El lirio acuático (Eichhornia crassipes) es una planta hidrófita libre
flotadora que pertenece a la familia de las Pontederiaceae (Malik, 2007). En la
Tabla 1.se resume su clasificación taxonómica.
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Tabla 1. Clasificacion Taxonomica
No se encuentranentradas de índice.
Plantae.
División: Magnoliophyta.Clase: Liliopsida.Orden: Commelinales.Familia: Pontederiaceae.Género: Eichhornia.
Especie: E. crassipes.Tomada de: http://es.wikipedia.org/wiki/Eichhornia_crassipes.
Esta planta es originaria del Amazonas en Sudamérica, en donde se
mantiene bajo control por la acción de depredadores naturales y por las
inundaciones anuales que arrastran las matas de lirio hacia el mar en donde no es
capaz de sobrevivir (Lindsey y Hirt, 2000); sin embargo, debido a la mano delhombre, el lirio acuático se ha dispersado por todas las zonas tropicales del mundo
(Gunnarsson y Mattsson, 2007).
Su rápido y congestionado crecimiento (hasta de 60 Kg m-2) ha
provocado que actualmente se le considere como maleza nociva y esté atrayendo
la atención global debido a que estas características provocan un fuerte impacto al
ambiente, a la salud humana y al desarrollo económico (Malik, 2007).
Los intentos por controlar el crecimiento de esta maleza han tenido un
costo alto y solo han sido soluciones temporales (Gunnarsson y Mattsson, 2007).
Por su rápido crecimiento, que es una característica muy apreciada en cualquier
cultivo, y su capacidad de remover contaminantes de los cuerpos bio y fito -
remediación, entre otras (Gunnarsson y Mattsson, 2007; Malik, 2007).
2.2.3.2. Agente de Fitoremediación
El lirio acuático es una planta que ha llamado la atención por su
capacidad de crecer en agua altamente contaminada además de ser capaz de
acumular cationes metálicos principalmente en las raíces. Se sabe que las
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macrófitas acuáticas son capaces de remover iones metálicos por adsorción
superficial y/o absorción e incorporación de ellos a sus propios sistemas
(principalmente enzimáticos) o almacenamiento en forma ligada.
Se han llevado a cabo investigaciones a nivel piloto para removermateria orgánica y disminuir la demanda bioquímica de oxígeno en aguas residuales
domésticas, obteniéndose resultados prometedores. También se ha demostrado la
posibilidad de reducir la DBO en aguas residuales de criaderos de cerdos en
estanques piloto e industriales en estado continuo. Por último, se ha observado que
los lodos de plantas utilizadas para fito-remediación producen significativamente
más biogás que el producido por plantas crecidas en aguas limpias.
Imagen 1.Lirio de Agua eichhornia crassipes
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III. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Descripción de la zona de trabajo3.1.1. Lugar de ejecución
La tesis se realizó en el laboratorio de microbiología, departamento deCiencias ambientales- universidad agraria de la selva.
Fig.1 Mapa de Ubicacion
LABORATORIO
DE
MICROBIOLOGIA
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3.2. Materiales
2 plantas de lirios acuáticos
Nitrato de plomo
Yoduro de potasio
Cloruro de fierro
Tio sionato de potasio
Estereoscopio
Microscopio
Equipo de centrifuga
3 vasos de precipitado
de 900 ml
3 cristalizadores
3 bisturís
2 morteros
Papel tornasol
3.3. Metodología
Recolección del lirio acuático Realizar el lavado de la raíz y se colocan en una cubeta con agua limpia
Preparar las soluciones al 6% en 500 ml de nitrato de plomo (aspecto
lechoso) y cloruro de fierro (color naranja interna)
Después introducir los lirios en las soluciones con un valor de pH de 7 por un
periodo de 15 días.
Después de que transcurran las 24 horas, observar la coloración de ambas
sustancias. Tomar la muestra de raíz y tallo a los 15 días. Cortar un trozo de las raíces
de los lirios y macerar para centrifugar a 1500 rpm x 5 minutos.
Comprobar la existencia de plomo y fierro por medio de las soluciones
indicadoras:
En el caso del plomo utilizar yoduro de potasio
En el caso del fierro, tiocionato de potasio
Del mismo modo cortar la longitud del tallo y observar asi la presencia de
metales pesados en el tejido esponjoso dando una clara pigmentación de
plomo y fierro respectivamente.
Después de un periodo de 20 días observar como se encuentran los lirios
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IV. RESULTADOS
Fig. 2. Presencia de plomo en el tallo.
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Fig. 3. Presencia de fierro en el tallo.
Fig. 4. Lirios secos, estos lirios ya han extraído los metales y se ha muerto a causade ellos.
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V. CONCLUSIONES
Durante la experimentación la solución añadida de cloruro de plomo
poseía un aspecto lechoso conforme pasabas los días se notó que el agua era
menos turbia. En cuanto a la solución de cloruro de fierro se fue disminuyendo la
intensidad del color.
Por las características de lirio se demostró que la raíz tiene la capacidadde absorción de metales también fueron ascendidos al tallo aunque se encontró
mayor concentración en las raíces.
Comprobábamos en el lirio si actúa absorbiendo estos metales
pesados, los cuales quedan almacenados en tallo y raíz evitando que la planta
pueda absorber más agua, por lo que se seca. Con este estudio se sugiere que el
uso de lirio acuático es una alternativa clara en el manejo de fitorremediación,
El manejo del lirio los residuos de plomo y fierro por medio de la
deshidratación trituración y centrifugación, los precipitación fueron colocados en el
contenedor de desechos industriales de la institución para su posterior
procesamiento. Los restos de la planta se usaran como materias primas para otros
usos.
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VII. ANEXOS
Fig. 5. Concentración de plomo
Fig. 6. Concentración de fierro
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Fig.7. Lirio de agua
Fig.8. Limpieza de Lirio
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Fig.9. Solución de Plomo (aspecto lechoso) y Cloruro de Fierro (coloración
naranja intensa)
Fig.10. Cambios de Solución de Plomo
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A
b
Fig.11. Cambios de solución de Fierro(a y b)
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Transcurridas las 24 horas se observó un a baja coloración en ambas
sustancias. Fig. 11
Fig. 12. CentrifugaciónLa toma de muestras de raíz y tallo se hicieron a los 15 días. Se cortó un trozo
de raíces y se macero así para centrifugar a 1500 rpm x 5 min.
Comprobando la existencia de plomo y fierro por medio de soluciones
indicadoras como en el caso del plomo se usó yoduro de potasio; en caso del
fierro tiocinato de potasio.
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Fig. 13. Resultados de la centrifugación
Fig. 14. Izquierda fierro medio plomo y derecha agua destilada.
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Fig.15 El primer día de la muestra de lirio en solución de Plomo
Fig.16 Ultimo dia del ensayo, se puede observar la población de raíces.
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VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ARÁNEO, A. 1982. Química analítica cualitativa. Editorial Mc Graw-Hill
Hispanoamérica, México 256 p.
GALVAN, G. 2006 Comparación entre dos modelos biológicos para laabsorción de cadmio, su posterior aplicación como fitorremediadores en aguas
contaminadas. Tesis Ing. Químico ambiental. Universidad de Loja.
Gutierrez, A. 2004. La química en tus manos. UNAM
PECKSON, R. 1983, Métodos Modernos de análisis Químico, primera
edición.Editorial Limusa S.A. México.
LINDSEY K. & HIRT H. 2000. “¡Usos del lirio acuático!! Un manual práctico
para usos del lirio acuático alrededor del mundo". Anamed International. Limusa.
56 p.
Malik A. 2007. Environmental challenge vis a vis opportunity: The case of
water hyacinth. Environment International,
GROOTAERT, C. 2007. Microbial metabolism and prebiotic potency of
arabinoxylan oligosaccharides in the human intestine. Trends in Food Science &Technology, Ebro. 83 p.
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I. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 1
1.1. Objetivos ...................................................................................................................... 1
1.1.1. Objetivo General ................................................................................................. 1
1.1.2. Objetivos específicos ......................................................................................... 1
II. REVISIÓN DE LITERATURA ........................................................................................... 2
2.1. Importancia del agua. ................................................................................................ 2
2.2. Metales pesados ........................................................................................................ 2
2.2.1. El plomo ............................................................................................................... 2
2.2.2. Fierro .................................................................................................................... 3
2.2.3. Jacinto de agua o lirio de agua. ....................................................................... 3
III. MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................................ 6
3.1. Descripción de la zona de trabajo ........................................................................... 6
3.2. Materiales .................................................................................................................... 7
3.3. Metodología ................................................................................................................. 7
IV. RESULTADOS ................................................................................................................ 8
V. CONCLUSIONES ............................................................................................................. 10
VII. ANEXOS ........................................................................................................................ 11
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 18