Trophic ecology of
Girardinichthys multiradiatus
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T e Biologist (Lima). Vol. 22, N
º
1, ene - jun 2024
T e Biologist (Lima)
T e Biologist (Lima), 2024, vol. 22 (1), 45-51
ORIGINAL ARTICLE / ARTÍCULO ORIGINAL
ORGANIC MATTER SEDIMENTABLE WITHOUT DISCHARGE OF
AFFLUENTS IN THE PARCONA LAGOON, ICA-PERU
MATERIA ORGÁNICA SEDIMENTABLE SIN DESCARGA DE AFLUENTES
EN LA LAGUNA DE PARCONA, ICA-PERÚ
Rene Anselmo De la Torre-Castro
1*
, Félix Ricardo Belli-Carhuayo
1
,
José Antonio Carrasco-Gonzáles
1
& George Argota-Pérez
2
ISSN Versión Impresa 1816-0719 ISSN Versión en línea 1994-9073 ISSN Versión CD ROM 1994-9081
Este artículo es publicado por la revista T e Biologist (Lima) de la Facultad de Ciencias Naturales y Matemática, Universidad Nacional Federico Villarreal,
Lima, Perú. Este es un artículo de acceso abierto, distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional (CC BY
4.0) [https:// creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.es] que permite el uso, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que la obra
original sea debidamente citada de su fuente original.
DOI: https://doi.org/10.62430/rtb20242211747
o
VOL. 22. N 1, ENE-JUN 2024
ABSTRACT
In the oxidation ponds, there is an alarming accumulation of sedimentable organic matter, despite the absence of direct
tributaries. Although the presence of potentially contaminating elements is suspected, their origin and repercussions still
require clarif cation. It is necessary to determine the organic matter to assess the value of sedimentat ion in this context.
T e study aimed to evaluate the concentration of sedimentable organic matter without ef uent discharge in the Parcona
Lagoon, Ica-Peru. T e Walkley-Black method was used to determine the organic matter in the sediments. After preparing
the sample with specif c reagents, absorbance at 590 nm was measured using a DR-5000 UV-vis spectrophotometer,
with reference standards for calibration. A concentration was found at the f ve sampling points of 3.87; 4.13; 2.96;
3.44; and 2.21 mg/kg, respectively. T e concentration of organic matter was considered medium to very high (1.6-3.5 /
3.6-6.0), according to the Of cial Mexican Standard NOM-021-RECNAT-2000. T e high percentage of sedimentable
organic matter, without ef uents, indicates a signif cant accumulation of material in the environment. T is suggests
internal processes related to plant decomposition, organic residues, or biological activity, highlighting the need for
proper study and management.
Keywords
: aerobic decomposition – facultative digestion – organic composition – oxidation pond – sedimentation
1
Facultad de Ingeniería Ambiental y Sanitaria. Universidad Nacional “San Luis Gonzaga”. Ica, Perú. rene.delatorre@unica.
edu.pe; felix.belli@unica.edu.pe; jose.carrasco@unica.edu.pe
2
Centro de Investigaciones Avanzadas y Formación Superior en Educación, Salud y Medio Ambiente “AMTAWI”. Ica, Perú.
george.argota@gmail.com
* Corresponding author: rene.delatorre@unica.edu.pe
Rene Anselmo De la Torre-Castro:
https://orcid.org/0000-0001-7658-6851
Félix Ricardo Belli-Carhuayo:
https://orc id.org/000 0-0003-2560-6749
José Antonio Carrasco-Gonzáles:
https://orcid.org/0000-0002-7938-7951
George Argota-Pérez:
https://orcid.org/0000-0003-2560-6749
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De la Torre-Castro
et al.
Te Biologist (Lima). Vol. 22, N
º
1, ene - jun 2024
RESUMEN
En las lagunas de oxidación, se constata una inquietante acumulación de materia orgánica sedimentable, pese a la
carencia de afuentes directos. Aunque se sospecha la presencia de elementos potencialmente contaminantes, su origen
y repercusión aún requieren esclarecimiento. Resulta necesario determinar la materia orgánica para evaluar el valor de
uso de la sedimentación en este contexto. El objetivo del estudio fue evaluar la concentración de la materia orgánica
sedimentable sin descarga de efuentes en la laguna de Parcona, Ica-Perú. Se empleó el método de Walkley-Black
para determinar la materia orgánica en los sedimentos. Tras preparar la muestra con reactivos específcos, se midió la
absorbancia a 590 nm con un espectrofotómetro DR-5000 UV-vis, utilizando estándares de referencia para calibrar. Se
halló una concentración en los cinco puntos de muestreo de 3,87; 4,13; 2,96; 3,44 y 2,21 mg/Kg, respectivamente. La
concentración de la materia orgánica se consideró como media a muy alta (1,6-3,5 / 3,6-6,0), según la Norma Ofcial
Mexicana NOM-021-RECNAT-2000. El alto porcentaje de materia orgánica sedimentable, sin efuentes, evidencia
acumulación signifcativa de material en el entorno. Esto sugiere procesos internos relacionados con descomposición
vegetal, residuos orgánicos o actividad biológica, destacando la necesidad de estudiar y gestionar adecuadamente.
Palabras clave
: composición orgánica – descomposición aerobia – digestión facultativa – laguna de oxidación –
sedimentación
INTRODUCCIÓN
Las lagunas de oxidación son ampliamente reconocidas por
su papel fundamental en la transformación de la materia
orgánica sedimentable, siendo una práctica común en
áreas urbanas (Huber
et al
., 2016). Si bien su efcacia en
la mitigación de contaminantes es bien conocida como
son los procesos de oxidación, sedimentación, fltración,
entre otros (Ivanovsky
et al
., 2018), su verdadero valor
radica en su capacidad para tratar y transformar la materia
orgánica que se acumula en el fondo de estas lagunas.
Este proceso de transformación es esencial para mejorar
la calidad del agua y abordar la creciente necesidad de
reutilización de aguas contaminadas, cumpliendo así con
las exigencias ambientales y sociales en un contexto de
aumento poblacional global (Zhu
et al
., 2022). Desde la
perspectiva de Adhikari & Fedler (2019), estas lagunas
no solo representan una solución técnica, sino también
una oportunidad para promover cambios sistémicos en
la gestión del agua a largo plazo. Esta visión destaca la
importancia de considerar no solo los aspectos técnicos,
sino también los socioeconómicos y ambientales en la
planifcación y ejecución de sistemas de tratamiento de
aguas urbanas.
Se ha observado una signifcativa acumulación de materia
orgánica sedimentable en las lagunas de oxidación. Es
esencial investigar su composición para comprender su
papel en el proceso de sedimentación. Esta acumulación
plantea interrogantes sobre la efcacia del tratamiento,
resaltando la necesidad de una investigación exhaustiva
para identifcar sus causas subyacentes (Morrissey, 2018).
La evaluación del contenido de materia orgánica en las
lagunas de oxidación es esencial para comprender su
efcacia en los procesos de sedimentación. Este análisis
no solo indica la calidad del agua y la efciencia del
tratamiento, sino que también infuye en diversos procesos
biológicos, químicos y físicos en los ecosistemas acuáticos.
Por lo tanto, es imperativo discernir la composición y
concentración de materia orgánica en las muestras de
sedimentos para optimizar las estrategias de tratamiento y
salvaguardar la integridad ambiental (Adem
et al
., 2020).
Fuenfschilling & Trufer (2014) resaltan que comprender
la dinámica de la materia orgánica en las lagunas de
oxidación no solo contribuye a una gestión urbana más
sostenible del agua, sino que también promueve cambios
sistémicos en el control efciente del agua a largo plazo.
Esto implica la necesidad de implementar prácticas
alternativas que puedan favorecer una gestión más efcaz
y sostenible de los recursos hídricos en entornos urbanos.
Además, según Ghosh
et al
. (2021), dicho enfoque
permite una mayor consideración de las implicaciones
socioeconómicas y ambientales, fomentando así una
planifcación más holística y sostenible de los sistemas de
tratamiento del agua.
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Organic matter sedimentable
Te Biologist (Lima). Vol. 22, N
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La presencia de materia orgánica sedimentable
sin afuentes claros indica posible acumulación de
contaminantes. Esto cuestiona la efcacia del tratamiento,
sugiriendo defciencias en la calidad de los efuentes
(Humanante
et al
., 2022). Por tan razón, se requiere una
descripción detallada del contenido de la materia orgánica
sedimentable y la formulación de estrategias efectivas de
gestión ambiental para abordar el problema en la Laguna
de Parcona.
El objetivo del estudio fue evaluar la concentración de la
materia orgánica sedimentable sin descarga de efuentes
en la laguna de Parcona, Ica-Perú.
MATERIALES Y MÉTODOS
El estudio se realizó entre enero y marzo del 2024. Se
propuso un diseño de investigación de tipo descriptivo,
con un enfoque transversal. Este diseño permitió obtener
una visión amplia y detallada de la materia orgánica
sedimentable en un momento específco para la laguna de
oxidación de Parcona, Ica, Perú. El diseño metodológico
a la estructura específca de la laguna de oxidación, se
dividió en cinco franjas paralelas.
Cada una de estas franjas se subdividió en tres puntos
de muestreo, generando así un total de quince puntos de
muestreo en toda la laguna de Parcona. Esta distribución
estratégica asegura una cobertura representativa de las
diferentes áreas y condiciones de la laguna, permitiendo
asegurar, la variabilidad espacial de la materia orgánica
sedimentable.
Se consideró una muestra compuesta en cada una de las
franjas de muestreo. Esto implicó que se recolectarán cinco
muestras individuales en cada punto y se combinarán en
una única muestra compuesta representativa. Esta técnica
aumenta la representatividad de la muestra al considerar
la heterogeneidad del sedimento en cada ubicación de
muestreo.
Una vez obtenidas las muestras compuestas, se procedió
a la determinación de la materia orgánica utilizando el
método de Walkley-Black (1934). Este método se basa en
la oxidación de la materia orgánica presente en la muestra
a través de un reactivo específco. La cantidad de materia
orgánica se calculó mediante la cantidad de reactivo
consumido durante la oxidación. Posteriormente, se
medió la absorbancia de las muestras a una longitud de
onda de 590 nm utilizando un espectrofotómetro DR-
5000 UV-vis. Esta medida permitió cuantifcar la cantidad
de materia orgánica presente en las muestras mediante
la generación de una curva de calibración previamente
establecida con estándares de referencia conocidos. Las
muestras se analizaron en un Laboratorio Acreditado.
Se utilizó el programa estadístico Statgraphics v18. Se
comparó los resultados con lo establecido por la Norma
Ofcial Mexicana NOM-021-RECNAT (2000). Para el
análisis de las diferencias entre las concentraciones de
la materia orgánica en las franjas de muestreo se realizó
un análisis de varianza (ANOVA). Los resultados se
consideraron signifcativos a un nivel de confanza del
95%.
Aspectos éticos
: El parafraseo de la información
científca fue una decisión fundamental para garantizar
la integridad y la transparencia del estudio. Esta estrategia
permitió comunicar los resultados de manera precisa
y comprensible, sin incurrir en la manipulación de los
datos para ajustarlos a los objetivos preestablecidos. Se
evitó cualquier distorsión de los hallazgos originales,
asegurando la fdelidad a los datos recopilados durante la
investigación. Esta práctica refejó el compromiso con la
honestidad intelectual y la ética científca, al tiempo que
facilitó la verifcación y reproducción de los resultados,
por parte, de otros investigadores.
RESULTADOS
La Tabla 1 presenta los resultados del muestreo de materia
orgánica en diversos puntos de la laguna de oxidación
de Parcona. La primera columna enumera los puntos
de muestreo del 1 al 5. La segunda columna exhibe los
valores de materia orgánica, expresados en porcentaje
y diferenciados por letras superíndices (a, b, c, d, e),
indicando diferencias signifcativas entre ellos. En la parte
inferior, se proporcionan categorías para interpretar los
niveles de materia orgánica, clasifcándolos como muy
baja (<0,5%), baja (0,6-1,5%), media (1,6-3,5%), alta
(3,6-6,0%) y muy alta (>6,0%). Según los resultados,
el punto de muestreo 2 registró el mayor contenido de
materia orgánica (4,13%), considerado como alto. Por
otro lado, el punto de muestreo 5 presentó el menor
contenido (2,21%), situado en el rango medio.
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De la Torre-Castro
et al.
Te Biologist (Lima). Vol. 22, N
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Tabla 1
. Porcentaje de materia orgánica sedimentable sin efuentes en la laguna de oxidación de Parcona, Ica, Perú. Letras
diferentes señalan diferencias entre los promedios.
Punto de muestreo Materia orgánica
1
2
3
4
5
3,87
a
4,13
b
2,96
c
3,44
d
2,21
e
Referencia*
Muy baja
Baja
Media
Alta
Muy alta
< 0,5
0,6-1,5
1,6-3,5
3,6-6,0
> 6,0
La detección de una diferencia estadísticamente
signifcativa entre las concentraciones de materia orgánica
en los cinco puntos de muestreo, respaldada por un nivel
de confanza del 95%, sugiere variaciones importantes
en los niveles de contaminación orgánica en la laguna
de oxidación. Esta disparidad en las concentraciones
se debió a la infuencia de descarga en los afuentes. La
heterogeneidad evidenciada por la prueba de Tukey HSD
indicó que no todas las áreas de muestreo presentaron
niveles similares de materia orgánica, lo que destacó la
complejidad y la variabilidad del entorno estudiado.
DISCUSIÓN
Los resultados del muestreo de materia orgánica en
la zona de estudio ofrecen una visión detallada de la
distribución y concentración de este componente crucial
en los sedimentos. Entre diferentes puntos de muestreo,
se revelaron variaciones signifcativas en los contenidos
de materia orgánica. Estas discrepancias sugieren una
heterogeneidad en las condiciones ambientales locales
y en los procesos biogeoquímicos que infuyen en la
acumulación de materia orgánica sedimentable. Este
hallazgo resaltó la importancia de considerar múltiples
factores al evaluar la calidad ambiental y subraya
la necesidad de implementar estrategias de gestión
específcas para la laguna de oxidación de Parcona
(Córdova
et al
., 2021). Asimismo, se sugiere la relevancia
de realizar un monitoreo continuo para comprender
mejor las dinámicas de contaminación y tomar medidas
preventivas o correctivas apropiadas en función de las
necesidades específcas de cada zona dentro del área de
estudio (Belli
et al
., 2023).
Una de las observaciones más destacadas es la presencia
de letras superíndices distintas junto con los valores
numéricos en la segunda columna de la tabla. Esta
diferenciación indicó que los contenidos de materia
orgánica variaron considerablemente entre los puntos de
muestreo, lo que pudo atribuirse a factores ambientales
específcos o diferencias en la actividad biológica.
Por ejemplo, la presencia de una mayor cantidad de
materia orgánica en ciertos puntos podría relacionarse
con la descomposición de material vegetal circundante,
la deposición de desechos orgánicos o la actividad
microbiológica intensa en esas áreas (Pasco, 2023).
El punto de muestreo 2 se destacó por registrar el
contenido más alto de materia orgánica, alcanzando
un valor por el 4,13%. Este nivel se clasifca como alto
según las categorías establecidas, lo que sugiere una
concentración signifcativa de materia orgánica en ese
punto específco. La interpretación de este hallazgo podría
implicar la infuencia de procesos como la acumulación
de desechos orgánicos o la descomposición de material
vegetal en el área circundante.
Por otro lado, el punto de muestreo 5 exhibe el contenido
más bajo de materia orgánica, con un valor por el 2,21%,
ubicándose en el rango medio de la clasifcación. Esta
observación podría indicar una menor entrada de materia
orgánica en ese punto en particular, lo que sugiere una
variabilidad espacial en la distribución de los recursos
orgánicos en el entorno estudiado. La presencia de un
contenido relativamente bajo de materia orgánica en este
punto podría estar relacionada con una menor actividad
biológica o una menor deposición de materia orgánica en
comparación con otros puntos de muestreo (Romero &
Castillo, 2018).
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Organic matter sedimentable
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Al interpretar estos resultados, es importante considerar
la relevancia de la materia orgánica sedimentable en la
salud y la calidad de la laguna de oxidación de Parcona.
La presencia de altos niveles de materia orgánica puede
infuir en la calidad del agua y en la biodiversidad del
ecosistema, ya que puede afectar la disponibilidad de
oxígeno y nutrientes, así como promover el crecimiento
de organismos no deseados como algas y bacterias.
Además, la acumulación excesiva de materia orgánica
puede llevar a la eutrofzación y al deterioro de la calidad
del agua, lo que a su vez puede tener efectos negativos en
la fauna y fora acuáticas (Argota
et al.
, 2016).
La liberación directa de aguas residuales domésticas sin
tratamiento o después de un tratamiento inadecuado es
la principal fuente de contaminación no puntual por
nutrientes que contribuye con más del 50% de la carga
total de nutrientes no puntuales al ecosistema acuático
en los países en desarrollo (Lee
et al
., 2020). Por lo
tanto, es una cuestión apremiante limitar los problemas
de contaminación ambiental causados por la descarga
de nutrientes a los cuerpos de agua, en particular a las
aguas superfciales, lo que parece ser una tarea importante
y desafante para los investigadores actuales (Luo
et al
.,
2021).
Una vez que los efuentes son descargados en las lagunas
de oxidación, los sólidos suspendidos presentes en el agua
tienden a sedimentar debido a la acción de la gravedad.
Esta sedimentación conlleva a la deposición de materia
orgánica y otros nutrientes, como el nitrógeno y fósforo,
en el fondo de las lagunas de oxidación. Estos sedimentos
pueden servir como una valiosa fuente de macronutrientes.
A medida que los microorganismos descomponen la
materia orgánica depositada, liberan nutrientes que pueden
ser utilizados por las plantas acuáticas y otros organismos
para su crecimiento y desarrollo. Esta interpretación
resalta cómo los efuentes, una vez sedimentados en los
cuerpos de agua, pueden contribuir al enriquecimiento de
nutrientes, creando un ciclo continuo de sustento para la
vida (Bharathiraja
et al
., 2019).
La presencia de materia orgánica sedimentable en los
efuentes representa una fuente valiosa de nutrientes
esenciales para los ecosistemas acuáticos. Entre estos
nutrientes, el nitrógeno, el fósforo y el carbono son
particularmente cruciales para la vida y el funcionamiento
de los organismos acuáticos. El nitrógeno es esencial para
la síntesis de proteínas y otros compuestos biológicos, y
los microorganismos descomponedores desempeñan un
papel vital al mineralizar las formas de nitrógeno presentes
en los sedimentos, lo que facilita su utilización por parte
de las plantas acuáticas y otros organismos (Głazowska
et al
., 2019; Mohanty
et al
., 2021). Del mismo modo,
el fósforo presente en los sedimentos es esencial para
la formación de ácidos nucleicos y la producción de
energía celular, lo que infuye signifcativamente en la
productividad biológica del ecosistema acuático (Khanal
et al
., 2020). Además, el carbono contenido en la
materia orgánica sedimentable actúa como una fuente
de energía clave para los microorganismos, impulsando
los procesos de descomposición y ciclado de nutrientes
en el ecosistema. Es importante destacar que, junto con
estos nutrientes principales, los sedimentos también
pueden contener una variedad de compuestos orgánicos
y elementos traza que son esenciales para mantener la
salud y el equilibrio de los ecosistemas acuáticos, como
vitaminas, aminoácidos y minerales. Estudios recientes
(Mishra
et al
., 2020) respaldan la importancia de estos
procesos en la dinámica y la sostenibilidad de las lagunas
de oxidación. En conjunto, estos hallazgos resaltan la
relevancia de comprender y gestionar adecuadamente
la materia orgánica sedimentable en los efuentes para
mantener la funcionalidad de las lagunas de oxidación.
La recuperación de nutrientes de los fujos de residuos
al ser esencial para el tratamiento sostenible de las aguas
residuales, porque evita el agotamiento de los recursos
fnitos, entonces se logra la bioeconomía circular. Las
ideas sencillas de la bioeconomía circular son reducir,
reutilizar y reciclar (Feng
et al
., 2021). La recuperación
de nutrientes reciclables de fuentes diversifcadas de
aguas residuales podría desempeñar un papel importante
para satisfacer las crecientes demandas mediadas por
la explosión demográfca. Por lo tanto, los nutrientes
enriquecidos en las aguas residuales pueden recuperarse y
reutilizarse desde una perspectiva de bioeconomía circular
(Nagarajan
et al
., 2020).
Entre las limitaciones del estudio se indica la falta de
análisis temporal. Dado que la investigación se centró
en la recolección de muestras de sedimentos en puntos
específcos en un momento dado, no se pudo capturar la
variabilidad temporal en los niveles de materia orgánica.
Los procesos naturales y antropogénicos pueden infuir
en la acumulación y composición de la materia orgánica
sedimentable a lo largo del tiempo, lo que podría afectar
la interpretación de los resultados (Lopez & Tooth,
2022). Por lo tanto, la ausencia de datos temporales
limita nuestra comprensión completa de la dinámica de
la materia orgánica en el ecosistema acuático estudiado.
Sería benefcioso para futuras investigaciones incorporar
un análisis longitudinal para evaluar cómo los niveles de
materia orgánica cambian en respuesta a las variaciones
estacionales y a las actividades humanas en la zona de
estudio.
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De la Torre-Castro
et al.
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Se concluye que, los niveles de materia orgánica
sedimentable en la laguna de oxidación de Parcona,
proporcionan información valiosa sobre la distribución
de contaminantes orgánicos en este ecosistema acuático.
El análisis detallado de estos niveles reveló variaciones
signifcativas entre los diferentes puntos de muestreo,
destacando concentraciones más altas en los dos primeros
puntos. Este patrón sugiere una posible acumulación
de materia orgánica en estas áreas, lo que plantea
preocupaciones sobre una contaminación potencial en la
laguna. La alta concentración de materia orgánica puede
ser indicativa de la presencia de desechos orgánicos,
como residuos industriales o aguas residuales no tratadas,
que pueden contribuir a la degradación de la calidad
del agua que supone tratarse. Estos hallazgos resaltan la
importancia de monitorear los niveles de materia orgánica
sedimentable en la laguna de oxidación de Parcona y
tomar medidas adecuadas para mitigar cualquier impacto
adverso por uso de los efuentes. Además, estos datos
pueden ser utilizados para desarrollar estrategias de gestión
y políticas ambientales que promuevan la conservación y
restauración de esta fuente de tratamiento urbano.
Author contribution:
CRediT (
Contributor Roles
Taxonomy
)
RADC
= Rene Anselmo De la Torre-Castro
FRBC
= Félix Ricardo Belli-Carhuayo
JACG
= José Antonio Carrasco-Gonzáles
GAP
= George Argota-Pérez
Conceptualization
: RADC, FRBC, JACG, GAP
Data curation
: RADC, FRBC, GAP
Formal Analysis
: GAP
Funding acquisition
: RADC, FRBC, JACG
Investigation
: RADC, FRBC, JACG
Methodology
: RADC, FRBC, JACG, GAP
Project administration
: RADC, FRBC, JACG
Resources
: RADC, FRBC, JACG
Software
: GAP
Supervision
: RADC, FRBC, JACG
Validation
: RADC, FRBC, JACG
Visualization
: RADC, FRBC, JACG
Writing – original draft
: GAP
Writing – review & editing
: GAP
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Received March 24, 2024.
Accepted April 8, 2024.