Remoción de cromo y zinc de aguas residuales sintéticas en un humedal construido plantado con Cyperus odoratus L.

Introducción— Los Humedales Construidos (HC) son una tecnología reconocida para tratar aguas residuales industriales. Objetivo— Remover Cr y Zn del agua residual sintética a través de un sistema piloto de humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal. Metodología— El estudio se realizó en...

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Autores:
De Moya Sánchez, Angel
Casierra-Martínez, Henry Alberto
Vargas-Ramírez, Ximena
Caselles-Osorio, Aracelly
Tipo de recurso:
Article of journal
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Corporación Universidad de la Costa
Repositorio:
REDICUC - Repositorio CUC
Idioma:
eng
OAI Identifier:
oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/12325
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/11323/12325
https://doi.org/10.17981/ingecuc.19.2.2023.10
Palabra clave:
Subsurface flow constructed wetlands
heavy metals
phytoremediation
Bio-concentration
translocation
Cyperus odortus
Humedales construidos de flujo subsuperficial
metales pesados
fitorremediación
bioconcentración
traslocación
Cyperus odoratus
Rights
openAccess
License
INGE CUC - 2023
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description Introducción— Los Humedales Construidos (HC) son una tecnología reconocida para tratar aguas residuales industriales. Objetivo— Remover Cr y Zn del agua residual sintética a través de un sistema piloto de humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal. Metodología— El estudio se realizó en la UA, Barranquill­a, Colombia. Dos contenedores de 0.375 m2 de altura fueron rellenados con grava (~10 mm y 40% de porosidad) y una columna de agua de 0.3 m. Uno de los humedales se plantó con Cyperus odoratus L. y otro sin plantas se usó como control. Resultados— La eficiencia de remoción de Cr y Zn en el humedal plantado fue de 93% y 96%, respectivamente y se obtuvo 67% y 98% de remoción en el sistema sin plantar con diferencias estadísticas (P < 0.05). La diferencia observada en la producción de biomasa (0.1 kg m2 y 0.6 kg m2), estuvo relacionada con el climática estacional que pudo haber favorecido el crecimiento de la planta. C. odoratus alcanzó un Factor de Translocación mayor de 1.5 para Cr y Zn, lo cual fue mayor que el reportado para otras especies de Cyperus. Sin embargo, un factor de bioconcentración > 13.6 para Zn y < 7.7 para Cr indicó que C. odoratus es una especie acumuladora de Cr y Zn. Los procesos de sorción de metales en la grava pudieron ocurrir debido a la alta eficiencia de eliminación de Zn en los sistemas no plantados. Conclusiones— C. odoratus podría recomendarse para su uso en tecnología de humedales construidos debido a su capacidad de rápido crecimiento, absorción y translocación de metales pesados.
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dc.relation.references.eng.fl_str_mv A. González, I. Jiménez, M. Osorio, J. Polania, L. Balaguera, I. López, A. Fernández y C. Sánchez, Informe sobre la calidad y eficiencia del Control Fiscal Interno Vigencia 2017, BO, CO: Contraloría, 2018. Disponible en https://www.contraloria.gov.co/documents/20125/578673/Informe+Control+Fiscal+Interno+2017.pdf/c039856e-0276-88fd-fbf6-74907c750f85?t=1630513680340&download=true
IDEAM, Estudio Nacional del Agua 2018, BO, CO: MinAmbiente, 2019. Disponible en http://www.ideam.gov.co/web/agua/estudio-nacional-del-agua
 P. Del Río y Y. Ramos, “Acondicionamiento del agua residual industrial de los procesos de galvanización y decapado previo al tratamiento en humedales construidos,” presentado en la IV Conferencia Panamericana en sistemas de Humedales para el manejo, tratamiento y mejora de la calidad del agua, UTP, Per, CO, 1994.
 N. Morales y G. Acosta, “Sistema de electrocoagulación como tratamiento de aguas residuales galvánicas,” Cienc. Ing. Neogranadina, vol. 20, no. 1, pp. 33–44, May. 2010. https://doi.org/10.18359/rcin.282
 A. Restrepo y L. Tapia, “Evaluación de la remoción de conductividad y turbiedad de agua residual de una industria metalmecánica utilizando prototipos por lotes de humedales construidos de flujo libre,” Proyecto de Investigación, Prog. Ing. Amb., UCM, MNZ, CO, 2019. Disponible en https://repositorio.ucm.edu.co/handle/10839/2611
 R. Kadlec & S. Wallace, Treatment Wetlands, 2 Ed., BCA RTN, FL: CRC Press, 2009.
 WWAP/Agua, Informe mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2018: Soluciones basadas en la naturaleza para la gestión del agua, PA, FR: UNESCO. Disponible en https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000261494
 X. Zhang, T. Wang, Z. Xu, L. Zhang, Y-N. Dai, X. Tang, R. Tao, R. Li, Y. Yang & Y. Tai, “Effect of heavy metals in mixed domestic-industrial wastewater on performance of recirculating standing hybrid constructed wetlands ( RSHCWs ) and their removal,” Chem. Eng. J., vol. 379, pp. 1–10, Jul. 2019. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.122363
 J. Truu, M. Truu, M. Espenberg, H. Nõlvak & J. Juhanson, “Phytoremediation and Plant-Assisted Bioremediation Treatment Wetlands : A Review,” Open Biotechnol. J., vol. 9, no. Suppl 1-M9, pp. 85–92, Jan. 2015. https://doi.org/10.2174/1874070701509010085
 H. Singh, A. Verma, M. Kumar, R. Sharma, R. Gupta, M. Kaur, M. Negi & S. Sharma, “Phytoremediation: A Green Technology to Clean Up the Sites with Low and Moderate Level of Heavy Metals,” Austin Biochem., vol. 2, no. 2, pp. 1–10, Sep. 2017. Available: https://austinpublishinggroup.com/biochemistry/fulltext/biochemistry-v2-id1012.php
 D. Zhang, C. Wang, L. Zhang, D. Xu, B. Liu, Q. Zhou & Z. Wu, “Structural and metabolic responses of microbial community to sewage-borne chlorpyrifos in constructed wetlands,” J. Environ. Sci., vol. 44, no. 1, pp. 4–12, Feb. 2016. https://doi.org/10.1016/j.jes.2015.07.020
 C. Mulkeen, C. Williams, M. Gormally & M. Healy, “Seasonal patterns of metals and nutrients in Phragmites australis ( Cav .) Trin . ex Steudel in a constructed wetland in the west of Ireland,” Ecol. Eng., vol. 107, pp. 192–197, Jul. 2017. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.07.007
 J. Romero-Hernández, A. Amaya-Chávez, P. Balderas-Hernández, G. Roa-Morales, N. González-Rivas & M. Balderas-Plata, “Tolerance and hyperaccumulation of a mixture of heavy metals ( Cu , Pb , Hg , and Zn ) by four aquatic macrophytes,” Int. J. Phytoremediation, vol. 19, no. 3, pp. 239–245, Mar. 2017. https://doi.org/10.1080/15226514.2016.1207610
 S. Rezania, S. Taib, M. Md Din, F. Dahalan & H. Kamyab, “Comprehensive review on phytotechnology : Heavy metals removal by diverse aquatic plants species from wastewater,” J. Hazard. Mater., vol. 318, pp. 587–599, Nov. 2016. https://doi.org/10.1016/J.JHAZMAT.2016.07.053
 S. Yadav & R. Chandra, “Heavy Metals Accumulation and Ecophysiological Effect on Typha angustifolia L . And Cyperus esculentus L . Growing in Distillery and Tannery Effluent polluted natural wetlands site, Unnao, India,” Environmetal Earth Sci., vol. 62, pp. 1235–1243, Jul. 2010. https://doi.org/10.1007/s12665-010-0611-6
 Q. Mahmood, N. Mirza & S. Shaheen, “Phytoremediation Using Algae and Macrophytes: I,” in Phytoremediation Management of Environmental Contaminants, A. Ansari, S. Gill, R. Gill, G. Lanza & L. Newman, Eds., Vol. 2, CHM, CH: Springer, 2015, ch. 1, pp. 265–289. https://doi.org/10.1007/978-3-319-10969-5_22
 T. Galal, F. Gharib, S. Ghazi & K. Mansour, “Metal uptake capability of Cyperus articulatus L. and its role in mitigating heavy metals from contaminated wetlands,” Environ. Sci. Pollut. Res., vol. 24, no. 27, pp. 21636–21648, Jul. 2017. https://doi.org/10.1007/s11356-017-9793-8
 Herniwanti, J. Priatmadi, B. Yanuwiadi & Soemarno, “Water Plants Characteristic for Phytoremediation of Acid Mine Drainage Passive Treatment,” Int. J. Basic Appl. Sci. IJBAS-IJENS, vol. 13, no. 6, pp. 14–20, Dec. 2013. Available: https://www.ijens.org/IJBASVol13Issue06.html
 O. Rangel y N. Aguirre, Eds., Colombia Diversidad Biotica IX. Ciengas de Cordoba: Biodiversidad, ecologia y manejo ambiental, BO, CO: UNAL, 2010. Disponible en https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/80783
 H. Casierra-Martínez, J. Charris-Olmos, A. Caselles-Osorio & A. Parody-Muñoz, “Organic Matter and Nutrients Removal in Tropical Constructed Wetlands Using Cyperus ligularis (Cyperaceae) and Echinocloa colona (Poaceae),” Water. Air. Soil Pollut., vol. 228, no. 9, pp. 1–10, Aug. 2017. https://doi.org/10.1007/s11270-017-3531-1
 L. Ramos, “Vegetación Asociada a Paisajes Productivos de la Orinoquia Colombiana”, Trabajo de grado, Fac. Cienc. Basic. Ing., UniLlanos, VVC, CO, 2019. Disponible en https://repositorio.unillanos.edu.co/handle/001/1478
 A. Ortiz, S. Torres, Y. Quintana y A. López, “Primer reporte de resistencia de Cyperus odoratus L. al herbicida pirazosulfuron-etilo,” Bioagro, vol. 27, no. 1, pp. 45–50, Feb. 2015. Disponible en http://hdl.handle.net/10872/11659
 A. Caselles-Osorio & J. García, “Impact of different feeding strategies and plant presence on the performance of shallow horizontal subsurface-flow constructed wetlands,” Sci. Total Environ., vol. 378, no. 3, pp. 253–262, Apr. 2007. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2007.02.031
 S. Soda, T. Hamada, Y. Yamaoka, M. Ike, H. Nakazato, Y. Saeki, T. Kasamatsu & Y. Sakurai, “Constructed wetlands for advanced treatment of wastewater with a complex matrix from a metal-processing plant: Bioconcentration and translocation factors of various metals in Acorus gramineus and Cyperus alternifolius,” Ecol. Eng., vol. 39, pp. 63–70, Feb. 2012. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2011.11.014
 L. Bridgewater, APHA, AWWA & WEF, Standard Methods for examination of water and wastewater, 23 Ed., WN DC, DC: APHA, 2017.
 K. Reddy & R. DeLaune, Biochemistry of wetlands: Science and applications, BCA RTN, FL: CRC Press Taylo & Francis Group, 2008. https://doi.org/10.1201/9780203491454
 M. Gill, “Heavy metal stress in plants:a review,” Int. J. Adv. Res., vol. 2, no. 6, pp. 1043–1055, May. 2014. Available: https://www.journalijar.com/article/2142/heavy-metal-stress-in-plants:-a-review/
 T. Ramachandra, S. Bhat, M. Mahesh & V. Shivamurthy, “Spatial patterns of heavy metal accumulation in sediments and macrophytes of Bellandur wetland , Bangalore,” J. Environ. Manag., vol. 206, pp. 1204–1210, Nov. 2017. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.10.014
 V. Sinha, K. Pakshirajan & R. Chaturvedi, “Chromium tolerance , bioaccumulation and localization in plants : An overview,” J. Environ. Manag., vol. 206, pp. 715–730, Oct. 2017. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.10.033
 J. Gao, J. Zhao, J. Zhang, Q. Li, J. Gao, M. Cai & J. Zhang, “Preparation of a new low-cost substrate prepared from drinking water treatment sludge (DWTS)/bentonite/zeolite/fly ash for rapid phosphorus removal in constructed wetlands,” J. Clean. Prod., vol. 261, no. 2, pp. 1–12, Mar. 2020. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121110
 A. Basile, S. Sorbo, B. Conte, R. Cobianchi, F. Trinchella, C. Capasso & V. Carginale, “Toxicity, accumulation, and removal of heavy metals by three aquatic macrophytes,” Int. J. Phytoremediation, vol. 14, no. 4, pp. 374–387, Apr. 2012. https://doi.org/10.1080/15226514.2011.620653
 A. Yadav, R. Abbassi, N. Kumar, S. Satya, T. Sreekrishnan & B. Mishra, “The removal of heavy metals in wetland microcosms: Effects of bed depth, plant species, and metal mobility,” Chem. Eng. J., vol. 211–212, pp. 501–507, Sep. 2012. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.09.039
 H. Hadad, M Maine & C. Bonetto, “Macrophyte growth in a pilot-scale constructed wetland for industrial wastewater treatment,” Chemosphere, vol. 63, no. 10, pp. 1744–1753, Sep. 2005. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2005.09.014
 R. Aryal, R. Nirola, S. Beecham & B. Sarkar, “Influence of heavy metals in root chemistry of Cyperus vaginatus R. Br: A study through optical spectroscopy,” Int. Biodeterior. Biodegradation, vol. 113, pp. 201–207, Apr. 2016. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2016.04.008
 J. Teuchies, S. Jacobs, L. Oosterlee, L. Bervoets & P. Meire, “Role of plants in metal cycling in a tidal wetland: Implications for phytoremidiation,” Sci. Total Environ., vol. 446, pp. 146–154, Jan. 2013. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2012.11.088
 M. Varma, A. Gupta, P. Ghosal & A. Majumder, “A review on performance of constructed wetlands in tropical and cold climate: Insights of mechanism, role of influencing factors, and system modification in low temperature,” Sci. Total Environ., vol. 755, no. 2, pp. 1–10, Feb. 2021. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142540
 W. Mayes, L. Batty, P. Younger, A. Jarvis, M. Kõiv, C. Vohla & U. Mander, “Wetland treatment at extremes of pH : A review,” Sci. Total Environ., vol. 407, no. 13, pp. 3944–3957, Aug. 2008. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2008.06.045
 A. Reyhanitabar, M. Ardalan, N. Karimian, G. Savaghebi & R. Gilkes, “Kinetics of Zinc Sorption by Some Calcareous Soils of Iran,” J. Agric. Sci. Technol., vol. 13, no. 2, pp. 263–272, Dec. 2011. Available: https://jast.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1000-433&slc_lang=en&sid=23
 M. Walaszek, M. Del Nero, P. Bois, L. Ribstein, O. Courson, A. Wanko & J. Laurent, “Sorption behavior of copper, lead and zinc by a constructed wetland treating urban stormwater,” Appl. Geochemistry, vol. 97, pp. 167–180, Aug. 2018. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2018.08.019
 X. Xu & G. Mills, “Do constructed wetlands remove metals or increase metal bioavailability?,” J. Environ. Manage., vol. 218, pp. 245–255, Apr. 2018. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.04.014
 V. Papaevangelou, G. Gikas & V. Tsihrintzis, “Chromium removal from wastewater using HSF and VF pilot-scale constructed wetlands: Overall performance, and fate and distribution of this element within the wetland environment,” Chemosphere, vol. 168, pp. 716–730, Nov. 2016. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.11.002
 A. Pat-Espadas, R. Loredo, L. Amabilis-Sosa, G. Gómez & G. Vidal, “Review of Constructed Wetlands for Acid Mine Drainage Treatment,” Water, vol. 10, no. 11, pp. 1–25, Nov. 2018. https://doi.org/10.3390/w10111685
 H. Ali, E. Khan & M. Anwar, “Chemosphere Phytoremediation of heavy metals--Concepts and applications,” Chemosphere, vol. 91, no. 7, pp. 869–881, Mar. 2013. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2013.01.075
 J. Vymazal & T. Březinová, “Accumulation of heavy metals in aboveground biomass of Phragmites australis in horizontal flow constructed wetlands for wastewater treatment: A review,” Chem. Eng. J., vol. 290, pp. 232–242, Jan. 2016. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.12.108
 Dan A, M. Oka, Y. Fujii, S. Soda, T. Ishigaki, T. Machimura & M. Ike, “Removal of heavy metals from synthetic landfill leachate in lab-scale vertical fl ow constructed wetlands,” Sci. Total Environ., vol. 584–585, pp. 742–750, Jan. 2017. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.01.112
 C. Madera-Parra, E. Peña-Salamanca & J. Solarte-Soto, “Efecto de la concentración de metales pesados en la respuesta fisiológica y capacidad de acumulación de metales de tres especies vegetales tropicales empleadas en la fitorremediación de lixiviados provenientes de rellenos sanitarios,” Ing. Compet., vol. 16, no. 2, pp. 179–188, Jun. 2014. https://doi.org/10.25100/iyc.v16i2.3693
 G. Yu, G. Wang, J. Li, T. Chi, S. Wang, H. Peng, H. Chen, C. Du, C. Jiang, Y. Liu, L. Zhou & H. Wu, “Enhanced Cd 2 + and Zn 2 + removal from heavy metal wastewater in constructed wetlands with resistant microorganisms,” Bioresour. Technol., vol. 316, pp. 1–11, Jul. 2020. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123898
 M. Llugany, R. Tolrà, C. Poschnrieder & J. Barceló, “Hiperacumulación de metales: ¿ una ventaja para la planta y para el hombre?,” Ecosistemas, vol. 16, no. 2, pp. 4–9, May. 2007. Disponible en https://www.revistaecosistemas.net/index.php/ecosistemas/article/view/124
 Z. Salem, X. Laffray, A. Al-Ashoor, H. Ayadi & L. Aleya, “Metals and metalloid bioconcentrations in the tissues of Typha latifolia grown in the four interconnected ponds of a domestic landfill site,” J. Environ. Sci., vol. 54, no. 3, pp. 56–68, Jun. 2016. https://doi.org/10.1016/j.jes.2015.10.039
S. Tahervand & M. Jalali, “Sorption and desorption of potentially toxic metals ( Cd , Cu , Ni and Zn ) by soil amended with bentonite, calcite and zeolite as a function of pH,” J. Geochemical Explor., vol. 181, pp. 148–159, Jul. 2017. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2017.07.005
MinAmbiente, Resolución 0631/2015, D.O. No. 49.486. Disponible en https://www.minambiente.gov.co/documento-normativa/resolucion-631-de-2015/
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spelling De Moya Sánchez, AngelCasierra-Martínez, Henry AlbertoVargas-Ramírez, XimenaCaselles-Osorio, Aracelly2023-04-23 00:00:002024-04-09T20:21:36Z2023-04-23 00:00:002024-04-09T20:21:36Z2023-04-230122-6517https://hdl.handle.net/11323/12325https://doi.org/10.17981/ingecuc.19.2.2023.1010.17981/ingecuc.19.2.2023.102382-4700Introducción— Los Humedales Construidos (HC) son una tecnología reconocida para tratar aguas residuales industriales. Objetivo— Remover Cr y Zn del agua residual sintética a través de un sistema piloto de humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal. Metodología— El estudio se realizó en la UA, Barranquill­a, Colombia. Dos contenedores de 0.375 m2 de altura fueron rellenados con grava (~10 mm y 40% de porosidad) y una columna de agua de 0.3 m. Uno de los humedales se plantó con Cyperus odoratus L. y otro sin plantas se usó como control. Resultados— La eficiencia de remoción de Cr y Zn en el humedal plantado fue de 93% y 96%, respectivamente y se obtuvo 67% y 98% de remoción en el sistema sin plantar con diferencias estadísticas (P < 0.05). La diferencia observada en la producción de biomasa (0.1 kg m2 y 0.6 kg m2), estuvo relacionada con el climática estacional que pudo haber favorecido el crecimiento de la planta. C. odoratus alcanzó un Factor de Translocación mayor de 1.5 para Cr y Zn, lo cual fue mayor que el reportado para otras especies de Cyperus. Sin embargo, un factor de bioconcentración > 13.6 para Zn y < 7.7 para Cr indicó que C. odoratus es una especie acumuladora de Cr y Zn. Los procesos de sorción de metales en la grava pudieron ocurrir debido a la alta eficiencia de eliminación de Zn en los sistemas no plantados. Conclusiones— C. odoratus podría recomendarse para su uso en tecnología de humedales construidos debido a su capacidad de rápido crecimiento, absorción y translocación de metales pesados.Introduction: Constructed wetlands (CWs) are a recognized technology to treat industrial wastewater. Objective: A pilot system of two horizontal subsurface flow CWs was used to remove Cr and Zn from industrial synthetic wastewater. Method: The study was carried out at Universidad del Atlántico in Barranquilla, Colombia. Two containers of 0.375 m2 were filled with a gravel bed (~10 mm and 40% of porosity) and a 0.3 m water column. One container was planted with Cyperus odoratus L. and another without plants was used as a control. Results:  The removal efficiency of Cr and Zn was 93% and 96% in the CW planted, respectively and 67% and 98% removal were obtained in the unplanted system with statistical differences (P<0,05). The observed difference in biomass production (0.1 and 0.6 kg/m2) could be related to seasonal weather that could have favored the growth of the plant.  C. odoratus reached a Translocation Factor greater than 1.5 for Cr and Zn, which is greater than that, reported by others for Cyperus species. However, a Bioconcentration Factor > 13.6 for Zn and < 7.7 for Cr indicated that C. odoratus is an accumulator species for Cr and Zn. Sorption metal processes in gravel can be occurring due to the high removal efficiency of Zn in unplanted systems Conclusions:  These results show that C. odoratus could be recommended for use in constructed wetlands technology due to fast-growing and absorption and translocation heavy metals capacity.application/pdftext/htmltext/xmlengUniversidad de la CostaINGE CUC - 2023http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessEsta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/view/3529Subsurface flow constructed wetlandsheavy metalsphytoremediationBio-concentrationtranslocationCyperus odortusHumedales construidos de flujo subsuperficialmetales pesadosfitorremediaciónbioconcentracióntraslocaciónCyperus odoratusRemoción de cromo y zinc de aguas residuales sintéticas en un humedal construido plantado con Cyperus odoratus L.Chromium and Zinc removal from synthetic industrial wastewater in pilot-scale constructed wetlands planted with Cyperus odoratus LArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articleJournal articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Inge CucA. González, I. Jiménez, M. Osorio, J. Polania, L. Balaguera, I. López, A. Fernández y C. Sánchez, Informe sobre la calidad y eficiencia del Control Fiscal Interno Vigencia 2017, BO, CO: Contraloría, 2018. Disponible en https://www.contraloria.gov.co/documents/20125/578673/Informe+Control+Fiscal+Interno+2017.pdf/c039856e-0276-88fd-fbf6-74907c750f85?t=1630513680340&download=trueIDEAM, Estudio Nacional del Agua 2018, BO, CO: MinAmbiente, 2019. Disponible en http://www.ideam.gov.co/web/agua/estudio-nacional-del-agua P. Del Río y Y. Ramos, “Acondicionamiento del agua residual industrial de los procesos de galvanización y decapado previo al tratamiento en humedales construidos,” presentado en la IV Conferencia Panamericana en sistemas de Humedales para el manejo, tratamiento y mejora de la calidad del agua, UTP, Per, CO, 1994. N. Morales y G. Acosta, “Sistema de electrocoagulación como tratamiento de aguas residuales galvánicas,” Cienc. Ing. Neogranadina, vol. 20, no. 1, pp. 33–44, May. 2010. https://doi.org/10.18359/rcin.282 A. Restrepo y L. Tapia, “Evaluación de la remoción de conductividad y turbiedad de agua residual de una industria metalmecánica utilizando prototipos por lotes de humedales construidos de flujo libre,” Proyecto de Investigación, Prog. Ing. Amb., UCM, MNZ, CO, 2019. Disponible en https://repositorio.ucm.edu.co/handle/10839/2611 R. Kadlec & S. Wallace, Treatment Wetlands, 2 Ed., BCA RTN, FL: CRC Press, 2009. WWAP/Agua, Informe mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2018: Soluciones basadas en la naturaleza para la gestión del agua, PA, FR: UNESCO. Disponible en https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000261494 X. Zhang, T. Wang, Z. Xu, L. Zhang, Y-N. Dai, X. Tang, R. Tao, R. Li, Y. Yang & Y. Tai, “Effect of heavy metals in mixed domestic-industrial wastewater on performance of recirculating standing hybrid constructed wetlands ( RSHCWs ) and their removal,” Chem. Eng. J., vol. 379, pp. 1–10, Jul. 2019. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.122363 J. Truu, M. Truu, M. Espenberg, H. Nõlvak & J. Juhanson, “Phytoremediation and Plant-Assisted Bioremediation Treatment Wetlands : A Review,” Open Biotechnol. J., vol. 9, no. Suppl 1-M9, pp. 85–92, Jan. 2015. https://doi.org/10.2174/1874070701509010085 H. Singh, A. Verma, M. Kumar, R. Sharma, R. Gupta, M. Kaur, M. Negi & S. Sharma, “Phytoremediation: A Green Technology to Clean Up the Sites with Low and Moderate Level of Heavy Metals,” Austin Biochem., vol. 2, no. 2, pp. 1–10, Sep. 2017. Available: https://austinpublishinggroup.com/biochemistry/fulltext/biochemistry-v2-id1012.php D. Zhang, C. Wang, L. Zhang, D. Xu, B. Liu, Q. Zhou & Z. Wu, “Structural and metabolic responses of microbial community to sewage-borne chlorpyrifos in constructed wetlands,” J. Environ. Sci., vol. 44, no. 1, pp. 4–12, Feb. 2016. https://doi.org/10.1016/j.jes.2015.07.020 C. Mulkeen, C. Williams, M. Gormally & M. Healy, “Seasonal patterns of metals and nutrients in Phragmites australis ( Cav .) Trin . ex Steudel in a constructed wetland in the west of Ireland,” Ecol. Eng., vol. 107, pp. 192–197, Jul. 2017. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.07.007 J. Romero-Hernández, A. Amaya-Chávez, P. Balderas-Hernández, G. Roa-Morales, N. González-Rivas & M. Balderas-Plata, “Tolerance and hyperaccumulation of a mixture of heavy metals ( Cu , Pb , Hg , and Zn ) by four aquatic macrophytes,” Int. J. Phytoremediation, vol. 19, no. 3, pp. 239–245, Mar. 2017. https://doi.org/10.1080/15226514.2016.1207610 S. Rezania, S. Taib, M. Md Din, F. Dahalan & H. Kamyab, “Comprehensive review on phytotechnology : Heavy metals removal by diverse aquatic plants species from wastewater,” J. Hazard. Mater., vol. 318, pp. 587–599, Nov. 2016. https://doi.org/10.1016/J.JHAZMAT.2016.07.053 S. Yadav & R. Chandra, “Heavy Metals Accumulation and Ecophysiological Effect on Typha angustifolia L . And Cyperus esculentus L . Growing in Distillery and Tannery Effluent polluted natural wetlands site, Unnao, India,” Environmetal Earth Sci., vol. 62, pp. 1235–1243, Jul. 2010. https://doi.org/10.1007/s12665-010-0611-6 Q. Mahmood, N. Mirza & S. Shaheen, “Phytoremediation Using Algae and Macrophytes: I,” in Phytoremediation Management of Environmental Contaminants, A. Ansari, S. Gill, R. Gill, G. Lanza & L. Newman, Eds., Vol. 2, CHM, CH: Springer, 2015, ch. 1, pp. 265–289. https://doi.org/10.1007/978-3-319-10969-5_22 T. Galal, F. Gharib, S. Ghazi & K. Mansour, “Metal uptake capability of Cyperus articulatus L. and its role in mitigating heavy metals from contaminated wetlands,” Environ. Sci. Pollut. Res., vol. 24, no. 27, pp. 21636–21648, Jul. 2017. https://doi.org/10.1007/s11356-017-9793-8 Herniwanti, J. Priatmadi, B. Yanuwiadi & Soemarno, “Water Plants Characteristic for Phytoremediation of Acid Mine Drainage Passive Treatment,” Int. J. Basic Appl. Sci. IJBAS-IJENS, vol. 13, no. 6, pp. 14–20, Dec. 2013. Available: https://www.ijens.org/IJBASVol13Issue06.html O. Rangel y N. Aguirre, Eds., Colombia Diversidad Biotica IX. Ciengas de Cordoba: Biodiversidad, ecologia y manejo ambiental, BO, CO: UNAL, 2010. Disponible en https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/80783 H. Casierra-Martínez, J. Charris-Olmos, A. Caselles-Osorio & A. Parody-Muñoz, “Organic Matter and Nutrients Removal in Tropical Constructed Wetlands Using Cyperus ligularis (Cyperaceae) and Echinocloa colona (Poaceae),” Water. Air. Soil Pollut., vol. 228, no. 9, pp. 1–10, Aug. 2017. https://doi.org/10.1007/s11270-017-3531-1 L. Ramos, “Vegetación Asociada a Paisajes Productivos de la Orinoquia Colombiana”, Trabajo de grado, Fac. Cienc. Basic. Ing., UniLlanos, VVC, CO, 2019. Disponible en https://repositorio.unillanos.edu.co/handle/001/1478 A. Ortiz, S. Torres, Y. Quintana y A. López, “Primer reporte de resistencia de Cyperus odoratus L. al herbicida pirazosulfuron-etilo,” Bioagro, vol. 27, no. 1, pp. 45–50, Feb. 2015. Disponible en http://hdl.handle.net/10872/11659 A. Caselles-Osorio & J. García, “Impact of different feeding strategies and plant presence on the performance of shallow horizontal subsurface-flow constructed wetlands,” Sci. Total Environ., vol. 378, no. 3, pp. 253–262, Apr. 2007. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2007.02.031 S. Soda, T. Hamada, Y. Yamaoka, M. Ike, H. Nakazato, Y. Saeki, T. Kasamatsu & Y. Sakurai, “Constructed wetlands for advanced treatment of wastewater with a complex matrix from a metal-processing plant: Bioconcentration and translocation factors of various metals in Acorus gramineus and Cyperus alternifolius,” Ecol. Eng., vol. 39, pp. 63–70, Feb. 2012. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2011.11.014 L. Bridgewater, APHA, AWWA & WEF, Standard Methods for examination of water and wastewater, 23 Ed., WN DC, DC: APHA, 2017. K. Reddy & R. DeLaune, Biochemistry of wetlands: Science and applications, BCA RTN, FL: CRC Press Taylo & Francis Group, 2008. https://doi.org/10.1201/9780203491454 M. Gill, “Heavy metal stress in plants:a review,” Int. J. Adv. Res., vol. 2, no. 6, pp. 1043–1055, May. 2014. Available: https://www.journalijar.com/article/2142/heavy-metal-stress-in-plants:-a-review/ T. Ramachandra, S. Bhat, M. Mahesh & V. Shivamurthy, “Spatial patterns of heavy metal accumulation in sediments and macrophytes of Bellandur wetland , Bangalore,” J. Environ. Manag., vol. 206, pp. 1204–1210, Nov. 2017. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.10.014 V. Sinha, K. Pakshirajan & R. Chaturvedi, “Chromium tolerance , bioaccumulation and localization in plants : An overview,” J. Environ. Manag., vol. 206, pp. 715–730, Oct. 2017. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.10.033 J. Gao, J. Zhao, J. Zhang, Q. Li, J. Gao, M. Cai & J. Zhang, “Preparation of a new low-cost substrate prepared from drinking water treatment sludge (DWTS)/bentonite/zeolite/fly ash for rapid phosphorus removal in constructed wetlands,” J. Clean. Prod., vol. 261, no. 2, pp. 1–12, Mar. 2020. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121110 A. Basile, S. Sorbo, B. Conte, R. Cobianchi, F. Trinchella, C. Capasso & V. Carginale, “Toxicity, accumulation, and removal of heavy metals by three aquatic macrophytes,” Int. J. Phytoremediation, vol. 14, no. 4, pp. 374–387, Apr. 2012. https://doi.org/10.1080/15226514.2011.620653 A. Yadav, R. Abbassi, N. Kumar, S. Satya, T. Sreekrishnan & B. Mishra, “The removal of heavy metals in wetland microcosms: Effects of bed depth, plant species, and metal mobility,” Chem. Eng. J., vol. 211–212, pp. 501–507, Sep. 2012. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.09.039 H. Hadad, M Maine & C. Bonetto, “Macrophyte growth in a pilot-scale constructed wetland for industrial wastewater treatment,” Chemosphere, vol. 63, no. 10, pp. 1744–1753, Sep. 2005. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2005.09.014 R. Aryal, R. Nirola, S. Beecham & B. Sarkar, “Influence of heavy metals in root chemistry of Cyperus vaginatus R. Br: A study through optical spectroscopy,” Int. Biodeterior. Biodegradation, vol. 113, pp. 201–207, Apr. 2016. https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2016.04.008 J. Teuchies, S. Jacobs, L. Oosterlee, L. Bervoets & P. Meire, “Role of plants in metal cycling in a tidal wetland: Implications for phytoremidiation,” Sci. Total Environ., vol. 446, pp. 146–154, Jan. 2013. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2012.11.088 M. Varma, A. Gupta, P. Ghosal & A. Majumder, “A review on performance of constructed wetlands in tropical and cold climate: Insights of mechanism, role of influencing factors, and system modification in low temperature,” Sci. Total Environ., vol. 755, no. 2, pp. 1–10, Feb. 2021. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142540 W. Mayes, L. Batty, P. Younger, A. Jarvis, M. Kõiv, C. Vohla & U. Mander, “Wetland treatment at extremes of pH : A review,” Sci. Total Environ., vol. 407, no. 13, pp. 3944–3957, Aug. 2008. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2008.06.045 A. Reyhanitabar, M. Ardalan, N. Karimian, G. Savaghebi & R. Gilkes, “Kinetics of Zinc Sorption by Some Calcareous Soils of Iran,” J. Agric. Sci. Technol., vol. 13, no. 2, pp. 263–272, Dec. 2011. Available: https://jast.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1000-433&slc_lang=en&sid=23 M. Walaszek, M. Del Nero, P. Bois, L. Ribstein, O. Courson, A. Wanko & J. Laurent, “Sorption behavior of copper, lead and zinc by a constructed wetland treating urban stormwater,” Appl. Geochemistry, vol. 97, pp. 167–180, Aug. 2018. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2018.08.019 X. Xu & G. Mills, “Do constructed wetlands remove metals or increase metal bioavailability?,” J. Environ. Manage., vol. 218, pp. 245–255, Apr. 2018. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.04.014 V. Papaevangelou, G. Gikas & V. Tsihrintzis, “Chromium removal from wastewater using HSF and VF pilot-scale constructed wetlands: Overall performance, and fate and distribution of this element within the wetland environment,” Chemosphere, vol. 168, pp. 716–730, Nov. 2016. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2016.11.002 A. Pat-Espadas, R. Loredo, L. Amabilis-Sosa, G. Gómez & G. Vidal, “Review of Constructed Wetlands for Acid Mine Drainage Treatment,” Water, vol. 10, no. 11, pp. 1–25, Nov. 2018. https://doi.org/10.3390/w10111685 H. Ali, E. Khan & M. Anwar, “Chemosphere Phytoremediation of heavy metals--Concepts and applications,” Chemosphere, vol. 91, no. 7, pp. 869–881, Mar. 2013. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2013.01.075 J. Vymazal & T. Březinová, “Accumulation of heavy metals in aboveground biomass of Phragmites australis in horizontal flow constructed wetlands for wastewater treatment: A review,” Chem. Eng. J., vol. 290, pp. 232–242, Jan. 2016. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.12.108 Dan A, M. Oka, Y. Fujii, S. Soda, T. Ishigaki, T. Machimura & M. Ike, “Removal of heavy metals from synthetic landfill leachate in lab-scale vertical fl ow constructed wetlands,” Sci. Total Environ., vol. 584–585, pp. 742–750, Jan. 2017. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.01.112 C. Madera-Parra, E. Peña-Salamanca & J. Solarte-Soto, “Efecto de la concentración de metales pesados en la respuesta fisiológica y capacidad de acumulación de metales de tres especies vegetales tropicales empleadas en la fitorremediación de lixiviados provenientes de rellenos sanitarios,” Ing. Compet., vol. 16, no. 2, pp. 179–188, Jun. 2014. https://doi.org/10.25100/iyc.v16i2.3693 G. Yu, G. Wang, J. Li, T. Chi, S. Wang, H. Peng, H. Chen, C. Du, C. Jiang, Y. Liu, L. Zhou & H. Wu, “Enhanced Cd 2 + and Zn 2 + removal from heavy metal wastewater in constructed wetlands with resistant microorganisms,” Bioresour. Technol., vol. 316, pp. 1–11, Jul. 2020. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123898 M. Llugany, R. Tolrà, C. Poschnrieder & J. Barceló, “Hiperacumulación de metales: ¿ una ventaja para la planta y para el hombre?,” Ecosistemas, vol. 16, no. 2, pp. 4–9, May. 2007. Disponible en https://www.revistaecosistemas.net/index.php/ecosistemas/article/view/124 Z. Salem, X. Laffray, A. Al-Ashoor, H. Ayadi & L. Aleya, “Metals and metalloid bioconcentrations in the tissues of Typha latifolia grown in the four interconnected ponds of a domestic landfill site,” J. Environ. Sci., vol. 54, no. 3, pp. 56–68, Jun. 2016. https://doi.org/10.1016/j.jes.2015.10.039S. Tahervand & M. Jalali, “Sorption and desorption of potentially toxic metals ( Cd , Cu , Ni and Zn ) by soil amended with bentonite, calcite and zeolite as a function of pH,” J. Geochemical Explor., vol. 181, pp. 148–159, Jul. 2017. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2017.07.005MinAmbiente, Resolución 0631/2015, D.O. No. 49.486. Disponible en https://www.minambiente.gov.co/documento-normativa/resolucion-631-de-2015/130119219https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/download/3529/4977https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/download/3529/5120https://revistascientificas.cuc.edu.co/ingecuc/article/download/3529/5121Núm. 2 , Año 2023 : (Julio-Diciembre)PublicationOREORE.xmltext/xml2778https://repositorio.cuc.edu.co/bitstreams/6ff73446-3361-4727-91ae-a00f19550d13/download08ec5739afa93d93f761b52100bde0f3MD5111323/12325oai:repositorio.cuc.edu.co:11323/123252024-09-16 16:43:52.739http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0INGE CUC - 2023metadata.onlyhttps://repositorio.cuc.edu.coRepositorio de la Universidad de la Costa CUCrepdigital@cuc.edu.co