para la purificación de aguas contaminadas

Construyendo conocimiento para mejores políticas

“Tratamiento ecológico, una alternativa sustentable para la purificación de aguas contaminadas destinadas al riego de cultivos en Arequipa”

Autor:

Hugo Apaza

Diciembre, 2013


Contenido: 1. Motivación 2. Impacto 3. Metodología y datos 4. Resultados 5. Conclusiones 6. Implicancias de política

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1. Motivación

• Situación Actual del Rio Chili – Arequipa , es uno de los ríos mas contaminados del Perú.

• Falta de conciencia en el cuidado del medio ambiente.

• Falta de conciencia en el tratamiento de aguas contaminadas.

• Escaso interés de desarrollar bienestar común, en el sector agrícola.

• La pasión por desarrollar tecnologías o alternativas que permitan reducir o mitigar problemas medioambientales.

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2. Impacto

• En los últimos años, el río Chili viene soportando una fuerte contaminación debido al vertido de aguas residuales domésticas (principalmente materia fecal), aguas residuales industriales (desechos químicos de cromo, cadmio, zinc, mercurio, ácidos, etc.) y residuos sólidos (basura), que lo están dañando seriamente y comprometiendo a la salud de la población arequipeña. Por otro lado, los agricultores utilizan el agua del río Chili para el riego de sus cultivos.

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• Las aguas servidas domésticas que se vierten sin tratamiento al río Chili representan el 90% del total de las aguas servidas de la ciudad de Arequipa. El tramo que tiene mayor grado de contaminación está comprendido entre los Puentes Grau y Uchumayo.

• Según análisis realizados por la D. G. de Salud Ambiental en la estación de Uchumayo en el 2008, se observaron resultados que están por encima de los 24’000,000 por cada 100 ml. de agua de coliformes totales, y por encima de los 13’000,000 por cada 100 ml. de agua de coliformes fecales (ANA, 2008). Estos valores sobrepasan ampliamente los estándares nacionales de calidad ambiental para agua categoría 3 (riego de vegetales y bebida de animales), definidos, según el D.S. N° 002-2008–MINAM, en 5,000 NMP/100mL para coliformes totales para vegetales de tallo bajo y alto, y en 2,000 NMP/100mL y 1,000 NMP/100mL para coliformes fecales (termotolerantes) para vegetales de tallo alto y bajo, respectivamente (MINAM, 2008).

2. Impacto


3. Metodología y datos (1/2)

6 Figura N°3: Sembrado del nopal

Figura N°4: Esquema del proceso de coagulación, floculación y filtración a escala de laboratorio

Figura N°2: Tratamiento para la obtención del mucílago

Figura N°1: Toma de muestras del rio Chili.

Construyendo conocimiento para mejores políticas 7

Figura N°6: Adición del extracto de nopal Figura N°5: Macerado de nopal

Figura N°8: Riego de nopal con aguas purificadas Figura N°7: Infestación con cochinilla

3. Metodología y datos (2/2)


Parámetros Orgánicos

Límite de

Detección Unidad Resultado

Demanda Bioquímica de Oxígeno 2 mg/L 32

Demanda Química de Oxígeno 2 mg O2/L 70

Parámetros Microbiológicos Límite de

Detección Unidad Resultado

Coliformes Fecales 1.8 NMP/100 mL 17’000,000

Coliformes Totales 1.8 NMP/100 mL 22’000,000

Tabla N°1: Resultados de la determinación de Demanda Bioquímica de Oxígeno y Demanda Química de Oxigeno

Tabla N°2: Resultados de la determinación de coliformes fecales y totales

4. Resultados (1/3) Del análisis de los metales totales, donde resaltan metales como el aluminio, con una concentración de 0.952 mg/L; hierro, con 0.909 mg/L, proveniente de los desechos del parque industrial de Arequipa que está al lado del río Chili; y la presencia de fósforo, con 1.114 mg/L, debido al uso de pesticidas y fertilizantes químicos que son aplicados en los cultivos.

Figura N°9: Sedimento de materia orgánica


Parámetros Unidades M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10

Oxigeno

disuelto mg/L 4.67 4.02 4.47 2.59 4.86 4.05 1.31 4.78 4.25 2.35

Saturación D.O. % 68.10 53.20 51.50 34.70 65.20 53.10 17.50 62.30 47.20 21.20

Temperatura °C 19.20 18.90 15.60 18.80 16.10 16.10 18.80 16.70 16.50 17.30

Conductividad µS/cm 520.00 503.00 470.00 868.00 497.00 495.00 929.00 485.00 489.00 860.00

Sal valor 0.00 0.00 0.00 0.20 0.00 0.00 0.20 0.00 0.00 0.20

Sólidos Totales

disueltos mg/L 543.00 521.00 476.00 847.00 512.00 509.00 911.00 503.00 510.00 810.00

pH valor 7.12 7.25 7.23 6.92 7.20 7.26 6.95 7.22 7.24 6.97

Turbidez NTU 65.00 67.00 68.50 57.00 68.00 72.00 32.20 65.00 69.00 17.40

Tabla N°3: Resultados del análisis fisicoquímico de las muestras tratadas en condiciones in situ.

Parámetros Orgánicos Límite de

Detección Unidad Resultado 1 Resultado 2 Resultado 3

Demanda Bioquímica de Oxígeno 2 mg/L 48 47 37

Demanda Química de Oxígeno 2 mg O2/L 90 75 52

Tabla N°4: Resultados de la determinación de la Demanda Bioquímica de Oxígeno y la Demanda Química de Oxígeno

4. Resultados (2/3)


Parámetros Unidades M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18

Oxigeno disuelto mg/L 4.49 4.54 4.53 4.77 3.93 3.53 4.83

Saturación D.O. % 56.70 57.30 53.90 60.60 50.70 44.50 63.50

Temperatura °C 14.40 14.50 14.30 14.20 15.90 16.10 16.00

Conductividad µS/cm 490.00 488.00 491.00 514.00 501.00 496.00 535.00

Sal valor 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Sólidos Totales

disueltos mg/L 479.00 478.00 481.00 504.00 491.00 486.00 526.00

pH valor 7.45 7.47 7.44 6.63 7.40 7.42 6.98

Turbidez NTU 59.00 56.00 48.07 73.00 69.00 74.00 5.40

Tabla N°6: Resultados del análisis fisicoquímico de diversas muestras de agua en condiciones in situ.

4. Resultados (3/3)

Parámetros

Microbiológicos

Límite de

Detección Unidad Resultado 1 Resultado 2 Resultado 3

Coliformes Fecales 1,8 NMP/100 mL 2,80E+07 5,40E+05 5,40E+04

Coliformes Totales 1,8 NMP/100 mL 3,30E+07 5,40E+05 9,20E+04

Tabla N°5: Resultados de la determinación de Coliformes fecales y totales


5. Conclusiones (1/2)

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Primero: Se corroboró que a lo largo del río Chili existen numerosas tuberías de desechos domésticos, y que éstas, sin ningún tipo de tratamiento, son vertidas directamente al río Chili. Por la zona de Alata, parque industrial y por Tiabaya hay más presencia de estas tuberías. El análisis inicial que se realizara a las aguas del río Chili muestran el grado de contaminación que tiene, en especial de coliformes fecales y totales, alcanzando valores de 17’000,000 y 22’000,000 NMP/100ml respectivamente. La presencia de metales, tales como el aluminio, con una concentración de 0.952 mg/L, y hierro, con 0.909 mg/L, quizás se deba a los desechos del parque industrial de Arequipa. La presencia de fósforo con 1.114 mg/L se debe al uso pesticidas, fertilizantes químicos que son aplicados en los cultivos. Segundo: El nopal resultó ser un buen coagulante-floculante, encontrándose la dosis óptima con una concentración de 80 %, lográndose reducir la turbidez hasta un valor de 18.34, y un pH de 7.11, lo cual es favorable, ya que el resto de contaminantes se logrará purificar mediante el filtro.


Tercero: El tratamiento in situ, al aplicar el sistema, redujo el nivel de contaminantes en los parámetros microbiológicos, pasando de una concentración inicial de coliformes fecales y coliformes totales, de 2,80E+07 y 3,30E+07 NMP/100 ml, hasta llegar a Tener una concentración final de 5,40E+04 y 9,20E+04 NMP/100 ml, respectivamente. En cuanto a la Demanda Química de Oxígeno y Demanda Bioquímica de Oxígeno, se reduce de 90 mgO2/l y 48 mgO2/l, hasta 52 mgO2/l y 37 mgO2/l, respectivamente. Cuarto: De los ensayos para la determinación de la concentración optima de sulfato de aluminio se determino que es a una concentración de 1%, llegándose a reducir de una turbidez de 68 NTU a 0.10 NTU.

5. Conclusiones (2/2)


6. Implicancias de Política

Lo que se propone con este proyecto no solo es reducir los niveles de contaminación de las aguas del Rio Chili, sino que también se quiere lograr una restauración del suelo. Ya que actualmente están degradados, al sembrar el Nopal en estas tierras agrícolas, en un futuro se restauraría estos suelos de esta manera se contribuye en la recuperación de suelos agrícolas. Y como se muestra en este proyecto, es totalmente sustentable ya que no solo se reduce los contaminantes si no que se genera ingresos económicos. Este proceso resulta económico, ya que los materiales que se emplean son relativamente baratos, haciendo de esta tecnología una alternativa para la purificación de aguas contaminadas.

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ANEXOS

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Figura N°10 : Tubería de desechos domésticos, perteneciente a la zona del puente de Tiabaya

Figura N°11: Productos obtenidos la tuna y la cochinilla

para la purificación de aguas contaminadas

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