Introducción

A medida que la población continuó su desarrollo, las descargas de aguas residuales domésticas e industriales empezaron a contaminar los recursos hídricos, a deteriorar los ecosistemas, entre otros. Fue así como se hizo necesario implementar sistemas de tratamientos de aguas residuales. La limitada conciencia acerca de la importancia de cuidar el medio ambiente, sigue siendo una problemática, no por falta de leyes, normativas, resoluciones, sino por una incorrecta aplicación de las exigencias y cumplimiento de los mismos por parte de los responsables de velar por su cumplimiento. El escaso control aplicado, permite que sigan proliferando este tipo de contaminación. Algunas de las industrias a pesar de contar con plantas de tratamiento de aguas residuales son insuficientes o inadecuadas y en algunos casos es casi nulo. Según Oliveira & Costa (2002), la descarga de efluentes en cursos de agua es una de las fuentes más importantes de contaminación tóxica en el medio ambiente. La disposición de residuos industriales y también otros medios de contaminación, debería tener un destino adecuado, para que no afecte a los medios acuáticos y se pierda la calidad de sus aguas.

Por esta razón en todo el mundo cada vez se pone mayor atención al tratamiento de este tipo de agua residual, aplicando métodos que combinan procesos físicos, químicos y biológicos. Sin embargo, los sistemas de tratamiento biológicos de aguas residuales con plantas acuáticas no han sido muy estudiadas (Bolaños ^{Benítez et al., 2008}). Pero existen algunos estudios de remoción de metales con la Pistia stratiotes L., podemos citar algunos de ellos como: “Un estudio sobre el potencial de fitorremediación de cadmio de la lechuga de agua, Pistia stratiotes L” por Suchismita ^{Das et al, (2013}), donde se encontró que el máximo del factor de translocación (TF) fue de 0,6 y se observó una eficiencia de translocación de raíz a brote de hasta un 60% para 15 mg/L de Cd, lo que apunta hacia la idoneidad de la lechuga de agua para eliminar el Cd de las aguas superficiales.

Odjegba & Fasidi (2003), realizaron un estudio titulado “Acumulación de oligoelementos por Pistia stratiotes: implicaciones para la fitorremediación”, donde se examinó la toxicidad de ocho oligoelementos potencialmente tóxicos (Ag, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb y Zn) para Pistia stratiotes para determinar si esta planta mostraba suficiente tolerancia y acumulación de metales para ser utilizada para fitorremediación de aguas residuales y/o cuerpos de agua naturales contaminados con estos metales pesados. También existen estudios como “Fitorremediación para eliminar nutrientes y mejorar las aguas pluviales eutróficas utilizando lechuga de agua (Pistia stratiotes L.) por Qin Lu et al., (2008), donde concluyeron que la lechuga de agua tiene un gran potencial para eliminar N y P, reducir los sólidos suspendidos en el agua y la turbidez de las aguas pluviales y mejorar la calidad del agua.

El uso de plantas para la remoción de contaminantes de aguas, conocida como fitorremediación, tiene la ventaja de requerir menor cantidad de recursos económicos y tecnológicos que los tratamientos convencionales; por lo cual podrían ser utilizadas inclusive en países en vías de desarrollo (Paris et al., 2005). La fitorremediación es una tecnología que puede ser utiliza para tratar ambientes acuáticos contaminados por metales pesados. En esta técnica, las plantas, principalmente macrófitas acuáticas, se utilizan para eliminar y/o contener contaminantes dispersos en el agua o sedimentos contaminados (Pio et al., 2013).

En Brasil se realizó un estudio sobre fitorremediación por Pinto et al., (2015), denominado “Determinação da Potencialidade de Utilização da Pistia stratiotes como Agente Fitorremediador de Ambientes Naturais” donde se pudo comprobar que esta macrófita acuática puede ser utilizada en procesos de fitorremediación en ambientes naturales. En Perú se realizó el siguiente estudio: “Eficiencia de Fitorremediación de Pistia stratiotes y Eichhornia crassipes en lixiviados generados en el botadero de Cuñumbuqui, San Martín 2020.”.Existen antecedentes de la evaluación con las plantas acuáticas Pistia stratiotes y Eichhornia crassipes en el tratamiento de aguas residuales municipales (ARM) de la ciudad de Riohacha en Colombia, en el cual se estableció un diseño experimental de un factor (plantas) y seis niveles que corresponden a los cinco tratamientos y un control. También existe otra investigación donde se evaluó el potencial de fitorremediación, fisiológico respuestas y cinética de absorción de zinc (Zn) de la lechuga de agua (Pistia stratiotes L.) de la ciudad de Brasil. Se evaluó el efecto del cromo hexavalente Cr(VI) en el desarrollo de Pistia stratiotes y Eichhornia crassipes, mediante el monitoreo de microcosmos, en Venezuela. Actualmente en Paraguay no se encuentran hallazgos sobre trabajos de investigación y publicaciones como posible depurador en aguas residuales de contaminantes orgánicos, sin embargo, es utilizado como planta medicinal antiinflamatoria. La Pistia stratiotes es una planta acuática flotante, casi acaulescente, monoica, tallos a veces produciendo estolones con nuevas rosetas de hojas en el ápice; hojas arrosetadas, pecíolo corto, lámina más o menos obovada, redondeada o emarginada en el ápice, cuneada en la base (^{Croat & Carlsen, 2003}; ^{Dray & Center, 2002}). P. stratiotes se dispersa naturalmente por propagación vegetativa, es decir que las plantas hijas se desprenden de las plantas madre y son transportadas por las corrientes de agua o por los animales a nuevos sitios (^{Neuenschwander et al., 2009}). En China, esta planta se cultiva para la alimentación animal y se utiliza para tratar la hinchazón y las infecciones del tracto urinario. La pasta de hojas, que se sirve al ganado, provoca la lactancia y acrecienta la cantidad de leche. También tiene uso como planta ornamental de acuario. Se utiliza como combustible, como fuente para la producción de gas metano. Tiene potencial para ser utilizado como forraje para animales. (^{Beentje, H.J. et al., 2017}).

En Paraguay la Pistia stratiotes se conoce como llantén de agua. ^{Lallana, (1997}) menciona que, las plantas acuáticas (también llamadas macrófitas o hidrófitos), tienen gran importancia biológico desde varios puntos de vista; por su peculiar fisiología, su extraña y elegante anatomía, sus adaptaciones a condiciones adversas (nivel fluctuante de las aguas, principalmente) o su respuesta al ambiente. Su papel en el ecosistema es destacable, ya que no sólo sirven de sustrato o hábitat para comunidades de crustáceos, insectos y gusanos de vida acuática, sino que también sirven para la alimentación y refugio de peces, aves y animales como el "carpincho" y la "nutria de río" que utilizan los "camalotales" de Eichhornia crassipes para construcción de "dormideras" (refugios). Las plantas acuáticas constituyen el principal acceso de entrada de la energía radiante al ecosistema permitiendo la subsistencia de distintas formas biológicas que dependen de la materia orgánica formada en sus tejidos por fotosíntesis.

La principal ventaja de estos sistemas de trata- miento con plantas acuáticas es la gran superficie de contacto que tienen sus raíces con el agua residual. La principal desventaja de los sistemas con macrófitas flotantes es la limitada capacidad de acumular biomasa, por lo que se deben retirar periódicamente la misma para permitir de esa manera el crecimiento de las plantas, y esto encarece el proceso en lo que a mano de obra se refiere (^{Martelo & Borrero, 2012}).

Materiales y métodos

Selección de la muestra: Durante las primeras se- manas del mes de junio de 2021 fueron colectados 55 ejemplares de Pistia stratiotes en el Km 68 de la Ruta PY 03, Barrio Gral. Elizardo Aquino de la Ciudad de Arroyos y Esteros. La colecta se realizó con redes de mano, colocadas en recipientes de plástico para el transporte hasta el laboratorio de Efluentes para su posterior aclimatación. Como las plantas vienen de un ambiente en condiciones diferentes al laboratorio, se necesitó un periodo de adaptación a las nuevas condiciones ambientales. Fueron seleccionadas las plantas maduras, con similitud en tamaño y masa.

Agua a tratar: El agua residual se obtuvo de los desechos generados de las diferentes muestras que ingresaron al laboratorio para sus ensayos, y fueron unificados en un recipiente de plástico (tambor) hasta el momento de su utilización.

Instrumentos y materiales: Para la medición de la temperatura de aclimatación de los plantines fue utilizado un termómetro de mercurio. El pH fue medido con un pH-metro de la marca BOECO, el oxígeno disuelto con un oxímetro de la marca HANNA HI98193, la DQO se digirió en un equipo de reflujo abierto, la DBO5 se mantuvo por 5 días en una incubadora a 20°C de la marca QUIMIS, la turbidez con un turbidímetro de la marca HACH.

Procedimientos: Los estudios se realizaron en el Laboratorio de Efluentes de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, ubicado en el Campus de la UNA en la ciudad de San Lorenzo, Departamento Central. Se realizó la aclimatación de los plantines recolectados en una mezcla que contenía al agua del medio natural en el que vino las plantas, más agua de canilla y del estanque de FACEN. Una vez cumplido los días de aclimatación, se procedió a pesar los plantines (peso húmedo) para luego ser introducidos en cada una de las diluciones preparadas para realizar el experimento. Se utilizaron 7 plantines en cada recipiente, pero no se tuvieron en cuenta los nuevos brotes.

Las plantas fueron sembradas en recipientes de plásticos con capacidad útil de 10 litros a diferentes concentraciones (5; 25; 50, 75 y 100) %, respectivamente con aguas residuales. La medición de parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos en las aguas residuales se realizó antes y después del sembrado de las plantas, para cada recipiente pasado los 7 siete días desde la siembra, luego se renovó el agua residual de las diferentes concentraciones semanalmente, realizando nuevamente los ensayos con cada cambio. Los parámetros analizados fueron, Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), Demanda Química de Oxígeno (DQO), pH, Oxígeno Disuelto (OD), Color, Turbidez, Sólidos Suspendidos Totales (SST), Sólidos Sedimentables y Coliformes fecales, conforme a las técnicas analíticas estandarizadas publicadas por el Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater ^{APHA-AWWA-WPC}. Se elaboraron planillas para el registro de los resultados obtenidos, se evaluó el resultado de la reducción de las cargas contaminantes y el aumento de peso húmedo de las plantas.

Análisis de datos: el software utilizado fue el Excel, en el cual se realizaron los gráficos con los datos obtenidos de cada ensayo, también la prueba t para dos muestras suponiendo varianzas desiguales, los criterios aplicados fueron los siguientes: 1- Valor experimental > Valor tabulado se rechaza la H₀ (hipótesis nula) y 2- Valor experimental < Valor tabulado se acepta la H₀ (hipótesis nula).

Resultados y discusión

Los parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos que fueron evaluados son: Temperatura de agua, Oxígeno disuelto (OD), Demanda química de oxígeno (DQO), Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), pH, Turbidez, Color, Sólidos suspendidos totales (SST), Sólidos sedimentables y Coliformes fecales, antes y después del tratamiento para las diferentes concentraciones de agua residual. Se obtuvieron los siguientes resultados según la Tabla 1 de promedios. En el gráfico (Fig.1) de peso húmedo de cada recipiente, se puede notar que a menor concentración del efluente hubo un aumento del peso (biomasa), fue menor en el efluente concentrado, como así también se notó una disminución del peso en las concentraciones de 50% y 75 % debido a que disminuyó la cantidad de plantines en el transcurso de las semanas. Las temperaturas se encuentran por debajo de los 20°C ya que fue realizado en épocas de invierno (Fig. 2).

Figura 1 Diferencia de biomasa de Pistia stratiotes 

Figura 2 Variación de Temperatura durante la investigación 

Hubo un notorio aumento del OD (Fig. 3), las aguas se quedaron súper saturados, valores del orden de los 14 mgO₂/L, en el transcurso de las semanas los valores del OD fueron aumentando entre los 7.0 mgO2/L y 14 mgO2/L, recién en la quinta semana se notó una disminución drástica en la concentración del OD en los recipientes de 50%, 75% y 100 %. Existen varios factores que afectan la concentración del oxígeno disuelto en un ambiente acuático. Dichos factores incluyen: temperatura, flujo de la corriente, presión del aire, plantas acuáticas, materia orgánica en descomposición y actividad humana. La concentración de oxígeno disuelto puede oscilar entre 0 a15 mg/L.

Figura 3 Oxígeno Disuelto (OD). 

A la luz de los resultados, se pudo observar una diferencia entre el valor inicial y final de todos los parámetros estudiados. En el caso de la DQO y DBO5, que son los principales indicadores de contaminación por materia orgánica se observa una leve reducción, pero casi insignificante en comparación en lo estudiado por Ayala et al., (2018) en la que se evidenció para ambos casos un 84% considerando un tiempo de exposición mayor a la de este trabajo (8 semanas). Con respecto a la remoción de la turbidez, ^{Lu Q. et al., (2010}), obtuvo un 65% utilizando Pistia stratiotes como fitorremediador, en tanto que en éste trabajo utilizando la misma especie se obtuvo un porcentaje similar para la concentración de 50%, pero porcentajes menores en las demás concentraciones utilizadas. Ayala et al., (2018) demostró una variación del pH en promedio 18% utilizando Eichhornia crassipes, Nymphoides humboldtiana y Nasturtium officinale, mientras que en éste estudio la variación fue insignificante. Con respecto a los Coliformes fecales se observó que hubo remoción del 100 % para la concentración del 5%, en tanto que para las demás diluciones la remoción fue menor y Ayala et al., (2018) obtuvo una remoción del orden del 93%. En cuanto al color se pudo observar un aumento que incluso ha tomado una tonalidad verdosa.

Conclusiones

Teniendo en cuenta los resultados estadísticos (ver Anexo 1) de los valores del tes t, podemos concluir que no hubo remoción significativa de los parámetros fisicoquímicos y microbiológico analizados en las distintas concentraciones utilizadas (5, 25, 50, 75 y100) %, debidas quizás al tiempo de exposición de la Pistia stratiotes L., que fue de una semana y luego se realizó la reposición del agua. Cabe resaltar el alto aporte de oxígeno disuelto que es muy importante para la vida acuática. Queda pendiente continuar con ésta línea de trabajo en épocas de primavera y extendiendo el periodo de contacto de las plantas con el agua residual. Se pudo observar además la resistencia de las plantas a bajas temperaturas y a diferentes concentraciones