Las plantas de tratamientos de aguas residuales generan un subproducto conocido como lodos residuales o biosólidos. Estos subproductos representan un problema ambiental y de salud, ya que se consideran residuos peligrosos por su alto contenido de metales pesados y microorganismos patógenos. Su disposición representa también problemas económicos y ambientales.
Estudios recientes han reportado que los lodos de las plantas de tratamientos de aguas contienen niveles óptimos de macro y microelementos y que pueden ser reutilizados como fuente orgánica de elementos nutritivos para los cultivos, con previa estabilización biológica mediante el vermicomposteo, atendiendo las normas que rigen al respecto.
En atención a esta premisa se realizó el vermicomposteo de lodos derivados de la planta de tratamiento de aguas residuales de MetMex Peñoles S.A de C.V., con lombrices Eisenia fetida. Una vez concluido este proceso, se determinaron las características químicas de estos materiales en el laboratorio de suelos de la UAAAN UL.
Para la caracterización química de los sustratos evaluados se aplicaron las técnicas de laboratorios establecidos en el Departamento de suelos. Para la variables fisiológicas: días de germinación, altura de planta y diámetro del tallo, se aplicó el análisis de varianza (ANDEVA) y la comparación de medias la prueba de DMS(5%)utilizando el paquete estadístico de Olivares Sáenz.
Después de realizar la caracterización química de estos materiales, se utilizaron como sustrato para evaluar el desarrollo del tomate de cáscara. Los sustratos evaluados fueron diferentes vermicompost de: T1=lodos residuales y estiércol de caballo, relación 2:1; T2=lodos residuales; T3=estiércol de caballo; T4=lodos residuales y estiércol de caballo, relación 1:2, incluyéndose un testigo absoluto T5=suelo natural. Los tratamientos T1, T2, T3 y T4 utilizados como sustratos en el cultivo de tomate de cáscara fueron los que mostraron mayor presencia de macro y microelementos nutritivos respecto al T5, con diferencias significativas en altura del cultivo.
Índice de contenidos
I.- INTRODUCCIÓN
1.1 Objetivo
1.2 Hipótesis
II.- REVISIÓN DE LITERATURA
2.1 Plantas de tratamientos de agua residual
2.2 Tratamiento y caracterización de aguas residuales
2.3 Lodos o biosólidos
2.4 Generación de biosólidos
2.5 Manejo y disposición de biosólidos
2.5.1 Tratamiento físico
2.5.2 Tratamiento químico
2.5.3 Tratamiento Térmico
2.5.4 Tratamiento biológico
2.6 Características del lodo residual
2.7 Características físicas del lodo
2.7.1 Textura
2.7.2 Porosidad.
2.8 Características químicas
2.8.1 Materia Orgánica (MO).
2.8.2 Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC).
2.8.3 pH.
2.8.4 Conductividad Eléctrica (CE).
2.9 Macroelementos nutritivos
2.9.1 Nitrógeno (N).
2.9.2 Fósforo (P)
2.9.3 Potasio (K)
2.9.4 Sodio (Na)
2.9.5 Calcio (Ca)
2.9.6 Magnesio (Mg)
2.10 Metales pesados
2.10.1 Plomo (Pb)
2.11 Microelementos
2.11.1 Manganeso (Mn)
2.11.2 Zinc (Zn)
2.11.3 Cobre (Cu)
2.11.4 Hierro (Fe)
2.12 Los lodos como fertilizante
2.13 Aspectos legales de los biosólidos
2.14 Tomate de cáscara (Physalis Ixocarpa Brot.)
III.- MATERIALES Y MÉTODOS
3.1 Localización geográfica
3.2 Localización del experimento
3.3 Condiciones del lugar del experimento
3.4 Materias primas y organismos utilizados
3.4.1 Lodos vermicompostados
3.4.2 Suelo natural
3.4.3 Semillas de tomate de cáscara
3.4.4 Unidad experimental
3.5 Desarrollo del experimento
3.6 Muestreo de material vermicompostados
3.6.1 Diseño de la unidad experimental
3.6.2 Germinación, Altura de la planta y diámetro de tallo
3.7 Variables evaluadas
3.7.1 Metodología de los análisis químicos
IV.- RESULTADOS Y DISCUSION
V.- CONCLUSIONES
VI.- LITERATURA CITADA
VII.- ÁPENDICE
Objetivo y temas principales
Esta tesis tiene como objetivo principal realizar la caracterización química de lodos residuales sometidos a un proceso de vermicompostaje con lombrices Eisenia fetida para evaluar su potencial como sustrato orgánico y su efecto en el desarrollo del cultivo de tomate de cáscara (Physalis ixocarpa Brot.).
- Procesos de tratamiento y estabilización de lodos residuales o biosólidos.
- Caracterización físico-química de materiales vermicompostados.
- Análisis de metales pesados y normativas legales de seguridad ambiental.
- Evaluación fisiológica del crecimiento de plantas de tomate de cáscara.
- Efecto de sustratos orgánicos en la fertilidad y calidad de suelos agrícolas.
Auszug aus dem Buch
2.6 Características del lodo residual
La composición del lodo residual depende de las características del efluente del agua residual que entra a las PTARs y de los procesos de tratamientos utilizados, ya que entre más industrializada sea una ciudad, tendrá mayores posibilidades de contener metales pesados en mayor proporción y será un problema para aplicarlos a los suelos agrícolas (Cortez-Cadiz, 2003; Hernández-Herrera, 2004).
Los tratamientos para las aguas residuales, los programas de prevención de contaminantes y los procesos de tratamiento avanzado que se le aplican a las aguas residuales y los lodos, con el propósito de reducir los niveles de contaminantes del lodo final que se obtienen de las plantas de tratamientos y su composición varía entre cada planta de tratamiento (Mahamud et al., 1996b; Hernández-Herrera, 2004).
Los biosólidos se caracterizan por su alto contenido de agua, la que les otorga un volumen importante y favorece sus pobres características mecánicas, dificultando su manejo y disposición final (Cortez-Cadiz, 2003; Gottschall et al., 2009).
Caracterizar las propiedades físicas, químicas y biológicas de los lodos permitirá conocer su aptitud o inadecuación por posibles afecciones al suelo, cultivo y agua, así como su capacidad como fertilizante y acondicionador de suelos. Los criterios que se utilizan para determinar la calidad de los lodos para ser usados en la agricultura están basados, fundamentalmente, en la textura, la materia orgánica, la capacidad de intercambio catiónico, el pH, la conductividad eléctrica, la porosidad, el carbono orgánico total, el nitrógeno total, el fosforo, el potasio, el sodio, el calcio, el magnesio, el hierro, el manganeso y los metales pesados (cobre, zinc, plomo) (Esteller, 2002).
Resumen de capítulos
I.- INTRODUCCIÓN: Presenta el contexto del aumento de residuos urbanos e industriales y propone el uso agrícola de biosólidos como alternativa sostenible.
II.- REVISIÓN DE LITERATURA: Analiza los fundamentos sobre el tratamiento de aguas residuales, las propiedades de los biosólidos, las normativas vigentes y los beneficios agronómicos del vermicompostaje.
III.- MATERIALES Y MÉTODOS: Describe la localización, las materias primas utilizadas, el diseño del experimento y las técnicas de laboratorio empleadas para el análisis químico y fisiológico.
IV.- RESULTADOS Y DISCUSION: Expone y compara los datos químicos obtenidos de los sustratos con las normas oficiales, analizando el comportamiento del cultivo de tomate de cáscara.
V.- CONCLUSIONES: Resume que los lodos vermicompostados son una fuente orgánica viable, mejorando el crecimiento del tomate y cumpliendo con las normas de seguridad para metales pesados.
VI.- LITERATURA CITADA: Lista las referencias bibliográficas consultadas para el desarrollo de la investigación.
VII.- ÁPENDICE: Contiene las tablas estadísticas del análisis de varianza para la altura de planta, diámetro de tallo y días de germinación.
Palabras clave
Biosólidos, vermicompost, tomate de cáscara, Physalis ixocarpa, lodos residuales, metales pesados, elementos nutritivos, agricultura sostenible, fertilizantes orgánicos, NOM-004-SEMARNAT-2002, materia orgánica.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el propósito fundamental de esta investigación?
El estudio busca evaluar si los lodos residuales, tras ser estabilizados mediante el proceso de vermicompostaje con la lombriz Eisenia fetida, pueden utilizarse de manera segura y eficiente como sustrato orgánico para el cultivo de tomate de cáscara.
¿Qué temas principales se abordan en la revisión de literatura?
Se tratan el tratamiento de aguas residuales, las características químicas y físicas de los biosólidos, los procesos de vermicompostaje, los aspectos legales (normas oficiales) y el uso agronómico de estos subproductos.
¿Qué objetivo específico persigue la metodología de análisis químico?
El objetivo es determinar la calidad nutricional del sustrato y verificar que las concentraciones de metales pesados se encuentren dentro de los límites permisibles establecidos por las normativas mexicanas e internacionales para su uso agrícola.
¿Qué método científico se utilizó para evaluar el crecimiento de las plantas?
Se realizó un experimento con cinco tratamientos, comparando el desarrollo (días de germinación, altura y diámetro de tallo) del tomate en distintos sustratos, aplicando análisis de varianza (ANDEVA) y comparaciones de medias mediante la prueba de DMS (5%).
¿Qué temas se discuten en el apartado de resultados?
Se discute la composición química inicial y final de los sustratos, la comparación de los niveles de metales pesados con las normas de la EPA y la Comunidad Europea, y cómo influyeron estos sustratos en la altura de las plantas de tomate.
¿Qué palabras clave definen mejor esta investigación?
Las palabras más relevantes incluyen biosólidos, vermicompost, tomate de cáscara (Physalis ixocarpa), elementos nutritivos, metales pesados y fertilizantes orgánicos.
¿Por qué es necesario el vermicompostaje antes de aplicar los lodos al suelo?
El proceso es necesario para reducir el contenido microbiológico nocivo y estabilizar la materia orgánica, transformando los lodos en un sustrato de mayor calidad, más asimilable por las plantas y ambientalmente seguro.
¿Cuál fue el hallazgo principal respecto al uso de los lodos en el cultivo?
Se concluyó que los tratamientos con biosólidos vermicompostados favorecieron el crecimiento del tomate de cáscara, superando significativamente en altura al grupo testigo (suelo natural) sin presentar niveles peligrosos de metales pesados.
- Citar trabajo
- INGENIERO AMBIENTAL Maximino García Camilo (Autor), 2011, Caracterización química de lodos vermicompostados y su efecto en tomate de cáscara (Physalis ixocarpa Brot.), Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/231357
