Ir al menú de navegación principal Ir al contenido principal Ir al pie de página del sitio

Comparación de procesos aerobios y anaerobios en batch para la degradación de la materia orgánica en un embalse tropical

Resumen

La descomposición de la materia orgánica sumergida posterior al proceso de inundación de un embalse y la materia orgánica transportada por los tributarios que surten éste, da lugar a la formación de gases de efecto invernadero (GEI) como el CO2 y CH4, producto de los procesos biológicos aerobios y anaerobios que se llevan a cabo tanto en la superficie como en el fondo. En este estudio se comparó la dinámica de los procesos aerobios y anaerobios, y la generación de gases de efecto invernadero en la degradación de la materia orgánica presente en el agua de un embalse tropical, empleando reactores en batch y material vegetal extraído de la franja de protección de este. Asimismo, se evaluó el comportamiento de la variación de la DQO, parámetros fisicoquímicos como el pH, oxígeno disuelto, potencial redox y conductividad, y se definieron las constantes cinéticas que representan el comportamiento de la materia orgánica. Los resultados demostraron que la degradación del material orgánico da lugar a la generación de GEI, sin embargo, al emplear agua más material vegetal, los GEI aumentaron considerablemente después de un tiempo, proceso que se debe a que el material vegetal sufre el rompimiento de sus cadenas poliméricas y se puede degradar más rápidamente, lo que incrementa la concentración de materia orgánica disponible para los microrganismos. Los valores de GEI fueron en promedio de 10.290 g CO2eq/m2.d solo con agua y 24.536 g CO2eq/m2.d con agua y material vegetal para los procesos aerobios, mientras que en los procesos anaerobios fueron en promedio de 12.056 g CO2eq/m2.d solo con agua y 33.470 g CO2eq/m2.d con agua más material vegetal. Estos resultados a escala de laboratorio permiten analizar el comportamiento del embalse y la incidencia que tiene el material vegetal inundado sobre los GEI.

Palabras clave

discontinuo, efecto invernadero, materia orgánica, procesos biológicos

PDF (English) PDF XML (English)

Referencias

  • R. Prasad, “Climate change assessment impacts of global warming, projections and mitigation of GHG emissions endorsing green energy,” International Educational Scientific Research Journal, vol. 4 (1), pp. 33-48, Jan. 2018.
  • H. S. Eggleston, L. Buendia, K. Miwa, T. Ngara, and K. Tanabe, “IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories,” Instituto de Estrategias Ambientales Globales (IGES), vol. 4, pp. 32., 2006.
  • H. O. Benavides, and G. E. Aristizabal, “Información técnica sobre gases de efecto invernadero y el cambio climático,” Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales. Subdirección de meteorología, pp. 1-91. 2007.
  • A. W. Bambace, F. M. Ramos, B. T. Lima, and R. Rosa, “Mitigation and recovery of methane emissions from tropical hydroelectric dams,” Energy, vol. 32 (6), pp. 1038-1046, Jun. 2007. https://doi.org/10.1016/j.energy.2006.09.008 DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2006.09.008
  • M. Demarty, and J. Bastien, “GHG emissions from hydroelectric reservoirs in tropical and equatorial regions: Review of 20 years of CH4 emissions measurements,” Energy Policy, vol. 39 (7), pp. 4197-4206, Jul. 2011. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2011.04.033 DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2011.04.033
  • C. Galy, R. Delmas, C. Jambert, J. F. Dumestre, L. Labroue, S. Richard, and P. Gosse, “Gaseous emissions and oxygen consumption in hydroelectric dams: A case study in French Guyana,” Global Biogeochemical Cycles, vol. 11(4), pp. 471-483, Dec. 1997. https://doi.org/10.1029/97gb01625 DOI: https://doi.org/10.1029/97GB01625
  • H. D. Cuadros, Y. Cuellar, J. S. Chiriví, and M. Guevara, “GHG diffuse emissions estimation, and energy security to ENSO using MERRA-2 for largely hydroelectricity-based system,” Revista Facultad de Ingeniería, vol. 91, pp. 70-82, Apr. 2019. https://doi.org/10.17533/10.17533/udea.redin.n91a07 DOI: https://doi.org/10.17533/10.17533/udea.redin.n91a07
  • Q. Hao, S. Chen, X. Ni, X. Li, X. He, and C. Jiang, “Methane and nitrous oxide emissions from the drawdown areas of the Three Gorges Reservoir,” Science of the Total Environment, vol. 660, pp. 567-576, Apr. 2019. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.01.050 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.01.050
  • M. F. Umbarila., J. S. Prado and R. N. Agudelo, “Remoción de sulfuro empleando ozono como agente oxidante en aguas residuales de curtiembres,” Revista Facultad de Ingeniería, vol. 28 (51), pp. 25-38, 2019. https://doi.org/10.19053/01211129.v28.n51.2019.9081 DOI: https://doi.org/10.19053/01211129.v28.n51.2019.9081
  • G. Roldan, and J. Ramírez, Fundamentos de limnología neotropical, Medellín, Colombia: Editorial Universidad de Antioquia, Medellín, 2008
  • Y. Li, S. Liu, F. Chen, and J. Zuo, “Development of a dynamic feeding strategy for continuous-flow aerobic granulation and nitrogen removal in a modified airlift loop reactor for municipal wastewater treatment,” Science of The Total Environment, vol. 714, e136764, Apr. 2020. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.136764 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.136764
  • S. Mereu, J. Susnik, A. Trabucco, A. Daccache, L. Vamvakeridou, L. Renoldi, A. Dragan, and D. Assimacopoulos, “Operational resilience of reservoirs to climate change, agricultural demand, and tourism: A case of study from Sardinia,” Science of the total environment, vol. 543(B), pp. 1028-1038, Feb. 2015. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.04.066 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.04.066
  • L. C. Corrales, D. M. Antolinez, J. A. Bohorquez, and A. M. Corredor, “Bacterias anaerobias: procesos que realizan y contribuyen a la sostenibilidad de la vida en el planeta,” NOVA, vol. 13(24), pp. 55-81, Dec. 2015. https://doi.org/10.22490/24629448.1717 DOI: https://doi.org/10.22490/24629448.1717
  • Y. Kosugi, N. Matsuura, Q. Liang, and R. Yamamoto, “Nitrogen flow and microbial community in the anoxic reactor of “Sulfate Reduction, Denitrification/Anammox and Partial Nitrification” process,” Biochemical Engineering Journal, vol. 151, e107304, Nov. 2019. https://doi.org/10.1016/j.bej.2019.107304 DOI: https://doi.org/10.1016/j.bej.2019.107304
  • M. Ruiz, D. C. Rodríguez, E. Chica, and G. Peñuela, “Calibration of two mathematical models at laboratory scale for predicting the generation of methane and carbon dioxide at the entrance point of the Chucurí river to the Topocoro Reservoir,” Ingeniería y Competitividad, vol. 21(1), pp. 11-22, Feb. 2019
  • L. M. Lopera, L. Oviedo, D. C. Rodríguez, and G. Peñuela, “Aplicación de ensayos en discontinuo para la determinación de flujos de metano y dióxido de carbono en la degradación del material vegetal en el embalse Topocoro,” Ingenierías USBMed, vol. 7(2), pp. 67-73, Oct. 2016. https://doi.org/10.21500/20275846.2598 DOI: https://doi.org/10.21500/20275846.2598
  • E. W. Rice, R. B. Baird, and A. D. Eaton, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Washington D.C. United States: American Public Helth Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), Water Environment Federation (WPCF), 2017
  • I. Escaler, and R. Mujeriego, “Eliminación biológica de nutrientes (nitrógeno y fósforo) mediante un proceso discontinuo de fangos activados,” Ingeniería del agua, vol. 8(1), pp. 67-77, Mar. 2001. https://doi.org/10.4995/ia.2001.2860 DOI: https://doi.org/10.4995/ia.2001.2860
  • J. Mata, Biomethanization of the organic fraction of municipal solid wastes, London, United Kingdom: IWA Publishing, 2003
  • P. G. Aceñolaza, Z. Zamboni, W. Sione, and F. Kalesnik, “Caracterización de la región superior del Complejo Litoral del Río Paraná: Grandes unidades de ambiente,” INSUGEO, vol. 17, pp. 293-308, Dec. 2008
  • C. Tejada, A. Herrera, and A. Villabona, “Assessment of Chemically Modified Lignocellulose Waste for the Adsorption of Cr (VI),” Revista Facultad de Ingeniería, vol. 29 (54), e10298, 2020. https://doi.org/10.19053/01211129.v29.n54.2020.10298 DOI: https://doi.org/10.19053/01211129.v29.n54.2020.10298
  • IHA (International Hydropower Associate), GHG measurement guidelines for freshwater reservoir, London, United Kingdom: UNESCO/IHA, 2010
  • F. Guerin, G. Abril, S. Richard, B. Burban, C. Reynouard, P. Seyler, and R. Delmas, R. “Methane and carbon dioxide emissions from tropical reservoirs: significance of downstream rivers,” Geophysical Research Letters, vol. 33(21), L21407, Nov. 2006. https://doi.org/10.1029/2006gl027929 DOI: https://doi.org/10.1029/2006GL027929

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.