Caracterización y diseño de un sistema de tratamiento para aguas residuales de una Empresa Florícola

Abstract

El control ambiental en el sector floricultor es bastante deficiente, debido a que quienes ejercen ésta actividad no disponen de sistemas de tratamiento alguno para mitigar los efectos que las aguas residuales generadas, producen en el ambiente. Los principales agentes contaminantes que se derivan de ésta actividad son los productos agroquímicos que se emplean en las plantaciones de flores para el control de plagas y enfermedades, la mayoría de las veces sin tener en cuenta un manejo adecuado de las dosis y la frecuencia de aplicación. Estos contaminantes representan un peligro potencial para los ecosistemas, ya que muchos de ellos están formados por complejas estructuras químicas, por esto constituyen sustancias persistentes en el agua y suelo, con capacidad de migrar y expandirse hacia otros medios. Los contaminantes afectan tanto al medio abiótico como a las especies bióticas. El presente estudio pretende determinar el nivel de contaminación que pueden generar todos los procesos que comprende la floricultura. Es por ello que se decidió realizar una caracterización del agua de una “Empresa Florícola” mediante el balance hídrico, es decir, comparando la calidad de agua que ingresa a la propiedad (fuente hídrica), la cual se utiliza en el riego de las plantaciones y cultivos de rosas, con el agua residual originada por los procesos que llevan a cabo en planta, que es descargada al ambiente desconociendo la carga contaminante que posee. Este proyecto tiene como objetivo principal el diseñar un sistema que proporcione un tratamiento adecuado al agua residual producida en una Empresa Florícola para que se construya e implemente en un futuro cercano. El alcance de éste trabajo va más allá de una sola empresa florícola, pretende proyectarse hacia otras empresas floricultoras. “La Empresa Florícola” está ubicada en la zona de Tabacundo, sector Puruhanta, el cual pertenece al cantón Pedro Moncayo, reconocido por sus excelente características para el cultivo de rosas. Los procesos que realizan en planta son básicamente la cosecha, poscosecha, fumigación y preservación del producto. La finca comprende 20ha y cuenta con un suministro propio de agua proveniente de un pozo profundo, la cual desemboca en el reservorio. El reservorio adicionalmente se abastece de agua del canal de riego de la comuna de Tabacundo y de aguas lluvia cuando ha habido precipitación. El agua de reservorio es utilizada para el sistema de riego en el cultivo de rosas, mientras que el agua de pozo se utiliza para la hidratación de la flor en los invernaderos y poscosecha, y en la mezcla con productos fumigantes. El agua residual de estos tres procesos se descarga en canales de desagüe de tierra que se encuentran a lo largo de la finca, junto a cada lado de los invernaderos, estos desembocan algunos kilómetros abajo en el Río Pisque, el cual alimenta al Guayllabamba. Cabe mencionar que la finca cuenta con un tratamiento a base de plantas, mejor conocido como fitoremediación, que proporciona saneamiento al agua residual proveniente del lavado de los trajes impregnados de sustancias contaminantes con los cuales se ha realizado la fumigación. De acuerdo con un cronograma de trabajo que se estableció previo al desarrollo de éste proyecto, durante los meses de enero a marzo se hizo un reconocimiento del establecimiento, se recopiló información necesaria para el mismo, se realizó investigaciones bibliográficas y de campo, y finalmente se elaboró un plan de muestreo y análisis. Durante los meses de abril a junio se ejecutaron los muestreos, y los análisis respectivos tanto en el laboratorio de la facultad de Ciencias Ambientales de la Universidad Internacional Sek, como en el de la Comisión Ecuatoriana de Energía Atómica. Finalmente en los meses de julio y agosto se efectuó la caracterización del agua residual mediante un balance hídrico de la finca, a partir de ello se estudiaron detenidamente las posibles alternativas aplicables como tratamientos para el agua residual. El plan de muestreo comprende la selección estratégica de los puntos de muestreo, frecuencia, volumen, tipo y número de muestras, el criterio de selección de los parámetros a ser analizados, y los laboratorios en los cuales se realizaron los análisis. El muestreo consistió en la toma de cinco muestras compuestas del agua residual del proceso de poscosecha para analizar la concentración de sus componentes en tiempo y espacio, y si ésta representa una amenaza al ser descargada al ambiente sin haber sido tratada. Así mismo se tomaron cinco muestras de sondeo en cinco puntos estratégicos diferentes para comparar como punto de referencia lo que ingresa al establecimiento frente a lo que se incorpora en los procesos de planta. Los puntos de muestreo son: la salida del agua de pozo antes de llegar al reservorio, el agua de reservorio en el cual se mezclan la de pozo con la del canal de riego de la comuna, el agua residual proveniente de los invernaderos, el agua residual de la caseta de fitosanidad, y finalmente el agua resultante de un proceso de fitoremediación. El agua de la caseta de fitosanidad está compuesta mayoritariamente por productos fumigantes, ya que después de que el personal encargado de realizar la fumigación en los cultivos, lava los trajes de protección personal y seguridad industrial en la caseta de fitosanidad, por lo tanto el agua con la que se ha lavado los trajes es altamente contaminante. El agua procedente de la caseta de fitosanidad es tratada mediante un sistema biológico a través de plantas, mejor conocido como fitoremediación. Los carrizos son plantas fitoremediadoras, tienen la propiedad de asimilar y extraer los compuestos contaminantes, para clarificar el agua residual. He aquí la importancia de analizar el agua resultante postratamiento biológico. Todas las muestras fueron recogidas manualmente en envases de vidrio para no alterar los resultados de ciertos parámetros susceptibles al plástico. Se midieron algunos parámetros “in situ” como pH, conductividad y temperatura, mientras que otros fueron analizados en el laboratorio de la facultad de Ciencias Ambientales de la Universidad Internacional Sek y en el de la Comisión Ecuatoriana de Energía Atómica. Los parámetros físico-químicos analizados en el laboratorio de la UISEK son diez y siete, entre ellos: sólidos totales y suspendidos, turbidez, azufre, fósforo, nitrógeno, DQO y algunos metales pesados. Aquellos analizados en la CEEA son únicamente plaguicidas y cloro activo, todos estos parámetros contribuyeron en la determinación del índice de la calidad y de contaminación del agua. Adicionalmente se utilizó el método estadístico Hanssen para la caracterización del agua residual del proceso de poscosecha de la propiedad, éste método permite predecir la concentración de los parámetros analizados a una determinada probabilidad de ocurrencia y una tendencia de la proyección de los mismos.

The environmental control in the floriculture sector is quite deficient, because those who exercise this activity do not have any treatment systems to mitigate the effects that the wastewater generated, produce in the environment. The main polluting agents that derive from this activity are the agrochemicals that are used in flower plantations for the control of pests and diseases, most of the time without taking into account an adequate handling of the doses and the frequency of application . These pollutants represent a potential danger for ecosystems, since many of them are formed by complex chemical structures, that is why they constitute persistent substances in water and soil, with the capacity to migrate and expand to other means. The contaminants affect both the abiotic environment and the biotic species. The present study aims to determine the level of contamination that can be generated by all processes involved in floriculture. That is why it was decided to carry out a characterization of the water of a "Floriculture Company" by means of the water balance, that is, by comparing the quality of water that enters the property (water source), which is used in the irrigation of the plantations and rose cultivation, with the residual water originated by the processes carried out in the plant, which is discharged into the environment, ignoring the contaminant load that it has. The main objective of this project is to design a system that provides an adequate treatment to the wastewater produced in a Floriculture Company so that it can be built and implemented in the near future. The scope of this work goes beyond a single floriculture company, aims to project to other flower companies. "The Floriculture Company" is located in the area of ​​Tabacundo, Puruhanta sector, which belongs to the Pedro Moncayo canton, recognized for its excellent characteristics for the cultivation of roses. The processes carried out in the plant are basically the harvest, post-harvest, fumigation and preservation of the product. The farm comprises 20ha and has its own water supply from a deep well, which flows into the reservoir. The reservoir is additionally supplied with water from the irrigation channel of the commune of Tabacundo and rainwater when there has been precipitation. The reservoir water is used for the irrigation system in the cultivation of roses, while the well water is used for the hydration of the flower in the greenhouses and post-harvest, and in the mixture with fumigant products. The wastewater of these three processes is discharged into land drainage channels that are found along the farm, next to each side of the greenhouses, these flow down a few kilometers into the Pisque River, which feeds the Guayllabamba. It is worth mentioning that the farm has a plant-based treatment, better known as phytoremediation, which provides sanitation to the wastewater from the washing of the impregnated suits of polluting substances with which the fumigation has been carried out. In accordance with a work schedule that was established prior to the development of this project, during the months of January to March the establishment was recognized, information necessary for it was collected, bibliographic and field research was carried out, and finally developed a sampling and analysis plan. During the months of April to June, the samplings and the respective analyzes were carried out both in the laboratory of the Faculty of Environmental Sciences of Sek International University and in that of the Ecuadorian Atomic Energy Commission. Finally, in the months of July and August, the characterization of waste water was carried out through a water balance of the farm, from which the possible alternatives applicable as treatments for wastewater were carefully studied. The sampling plan includes the strategic selection of sampling points, frequency, volume, type and number of samples, the selection criteria of the parameters to be analyzed, and the laboratories in which the analyzes were performed. The sampling consisted of taking five composite samples of the wastewater from the post-harvest process to analyze the concentration of its components in time and space, and if it represents a threat when it is discharged into the environment without being treated. Likewise, five sampling samples were taken at five different strategic points to compare what enters the establishment as a point of reference compared to what is incorporated in the plant processes. The sampling points are: the outlet of the well water before reaching the reservoir, the reservoir water in which the well is mixed with the irrigation channel of the commune, the residual water coming from the greenhouses, the residual water of the fitosan house