Balance de carbono

SECUESTRO Y EMISIÓN DE CARBONO

DE UN HUMEDAL EUTROFIZADO A NIVEL

DE MESOCOSMOS

Victor Augusto Lizcano Sandoval

Posgrado en ingeniería sanitaria y ambiental

Santiago de Cali

2016

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

METODOLOGÍA

RESULTADOS

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES Y

AGRADECIMIENTOS

INTRODUCCIÓN

HU

MED

ALE

SServicios ecosistémicos

Regulación de inundaciones

Recarga de acuíferos

Alta biodiversidadAbarcan en 6% de la superficie

terrestre (Li, T. et al., 2010)

Regulación del ciclo biogeoquímico del carbono

20-25% de las emisiones de Metano (Li, T. et al., 2010)

4% de las emisiones globales de Dióxido ce carbono (Huttunen,

J. T. et al., 2003)

15% del carbono almacenados en suelos(Reddy, K. R. et al.,

2008)

OBJETIVOS

General:

Evaluar el secuestro y emisión de carbono a nivel de mesocosmos de un humedal eutrofizado.

Específicos:

Evaluar los flux de CO2 y CH4 a nivel de mesocosmos de un humedal eutrofizadocon y sin presencia de plantas acuáticas.

Comparar la relación de los flux de CO2 y CH4 con la producción primaria neta, elcarbono orgánico disuelto, la demanda química de oxigeno, la temperaturasuperficial del agua y el porcentaje de carbono orgánico, en un humedaleutrofizado a nivel de mesocosmos con y sin presencia de plantas acuáticas.

Plantear un balance de masa que indique las entradas, salidas y la acumulaciónde carbono para un humedal eutrofizado a nivel de mesocosmos con y sinpresencia de plantas acuáticas.

METODOLOGÍA

Ubicación geográfica

Montaje de unidades experimentales

Toma de muestras y procesamiento

Análisis estadístico

UBICACIÓN GEOGRÁFICA

UNIVERSIDAD DEL VALLE

LAGUNA DE SONSO

MONTAJE DE UNIDADES

EXPERIMENTALES

M1: Mesocosmos sin plantas acuáticas ; M2: Mesocosmos con plantas acuáticas

Dimensiones de los mesocosmos: 65 x 33 x 47 cm (base x profundidad x altura).

Dimensiones del sello hidráulico: 74 x 39 x 3 cm (base x profundidad x altura).

Dimensiones de la cámara estática: 41x 76,8 x 22 cm (base x profundidad x altura).

Caudal afluente y efluente: 6,5 L/d

Altura de sedimentos: 10 cm

Altura lamina de agua: 30 cm

TRH: 10 días

Planta empleada para el experimento: Eichhornia crassipes

Compuestos empleados Compuestos del agua sintética

Concentración de los

compuestos en el agua sintética

(mg/L)

Macronutrientes

KH2PO4 PO43- 0,12

NH4Cl NH4+ 2,02

KNO3 NO3- 0,5

CaCO3 Ca2+ 0,24

MgCl2 x 6H2O Mg2+ 0,04

FeSO4 x 7H2O SO42- 0,2

Micronutrientes

FeCl3 x 6H2O Fe3+ 0,1

CuCl2 Cu2+ 0,025

MnCl2 x 4H2O Mn2+ 0,1

ZnCl2 Zn2+ 0,1

Na2MoO4 x

2H2OMoO4

2- 0,024

H3BO3 BO3- 0,01

Elementos traza

CoCl2 x 6H2O Co2+ 0,024

Na2SeO3 x 5H2O Na+ 0,026

NiCl2 x 6H2O Ni2+ 0,02

Carbono C6H12O6COD 26,25

DQO 70

PREPARACIÓN DEL AGUA SINTÉTICA

MONTAJE DE UNIDADES

EXPERIMENTALES

PREPARACIÓN DE SEDIMENTOS Y PLANTAS ACUÁTICAS

MONTAJE DE UNIDADES

EXPERIMENTALES

MONTAJE DE UNIDADES

EXPERIMENTALES MONTAJE DE MESOCOSMOS

En 10 días se alcanzó la transparencia total a disco secchi y las plantas presentaron

poca variación en cuanto a su textura.

TOMA DE MUESTRAS Y

PROCESAMIENTO

Los muestreos se realizaron entre los meses de Agosto y

Noviembre del año 2013.

Los muestreos se realizaron en horarios comprendidos entrelas 11:00 a.m. y la 1:00 p.m.

Adicionalmente se adelanto una campaña de monitoreo de

tres días con el propósito de observar la variación día nochede los flux de CO2 y de CH4.

FASE EXPERIMENTAL

EQUIPOS Y MÉTODOS ANALITICOS

Parámetros fisicoquímicos Método o equipo empleado Método o equipo empleado

pH Electrodo pH Sentix 41-3Medidor Multiparámetro WTW modelo

3400i

OD Electrodo Cellox 325Medidor Multiparámetro WTW modelo

3400i

ORP Electrodo RedoxMedidor Multiparámetro WTW modelo

3400i

Temperatura del agua Electrodo Cellox 325Medidor Multiparámetro WTW modelo

3400i

Temperatura del ambiente Termómetro digital DT8220 Lixe

DQO Método de reflujo cerradoAPHA (2005)

Código 5220 C

CODMétodo de combustión a alta

temperatura

APHA (2005)

Código 5310 B

Alcalinidad Total Método titulométricoAPHA (2005)

Código 2320 A

Carbonatos Método titulométricoAPHA (2005)

Código 4500 CO2 D

Bicarbonatos Método titulométricoAPHA (2005)

Código 4500 CO2 D

NitratosMétodo de detección espectrofotométrico

Código 4500-NO3- B

Nitritos Método calorimétricoAPHA (2005)

Código 4500-NO2- B

N. Amoniacal Método titulométricoAPHA (2005)

Código 4500-NH3 C

Fosfatos Método ácido ascórbicoAPHA (2005)

Código 4500-PA

Carbono orgánico sed. Método de Walkley y Black IGAC (1993)

Figura 14 . Toma de muestra de GEI mediante el uso de cámaras estáticas

MEDICIÓN DE GASES:

TOMA DE MUESTRAS Y PROCESAMIENTO

𝒋𝑮𝑬𝑰 =𝒅𝑪

𝒅𝒕×

𝑽

𝑨×

𝟏𝟒𝟒𝟎 𝒎𝒊𝒏

𝒅=

𝒅𝑪

𝒅𝒕× 𝒉 ×

𝟏𝟒𝟒𝟎 𝒎𝒊𝒏

𝒅

𝐏𝐏𝐍 =∆𝑶𝟐

∆𝒕×

𝟏𝟐

𝟑𝟐×

𝟏

𝑪𝑭×

𝑽𝑪

𝑨𝑪× 𝟏𝟎𝟎𝟎

𝑹𝒎𝒐 = −∆𝑶𝟐

∆𝒕×

𝟏𝟐

𝟑𝟐×

𝟏

𝑪𝑭×

𝑽𝑪

𝑨𝑪× 𝟏𝟎𝟎𝟎


MÉTODO DE LAS BOTELLAS CLARA – OSCURAS Y BIOMASA

∆𝐁𝐢𝐨𝐦𝐚𝐬𝐚 = 𝐁𝒊𝒐𝒎𝒂𝒔𝒂𝑭𝒊𝒏𝒂𝒍 − 𝐁𝒊𝒐𝒎𝒂𝒔𝒂𝐢𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 × 𝟎. 𝟓

Considerando lo propuesto por Gunnarsson et al. (2007), Mander et al.(2008) y Qi Sun et al. (2013).

BALANCE DE MASA:

𝐕𝒅𝒄

𝒅𝒕= 𝐐 𝑪𝒊𝒆 + 𝑪𝒐𝒆 − 𝑪𝒊𝒔 − 𝑪𝒐𝒔 + 𝐀 ∆𝐣𝑪𝑶𝟐 ×

𝟏𝟐

𝟒𝟒+ 𝐣𝐂𝑯𝟒 ×

𝟏𝟐

𝟏𝟔+ 𝒎𝑪𝒈 + 𝒎𝑪𝒑

Autores considerados:(Coletti, J. et al., 2011; Eadie, B. et al., 1976; Mander, Ü. et al., 2008;

Sharifi, A. et al., 2013; Yang, H. et al., 2008)


M1

𝑽𝒅𝒄

𝒅𝒕= 𝑸 𝑪𝒊𝒆 + 𝑪𝒐𝒆 − 𝑪𝒊𝒔 − 𝑪𝒐𝒔 + 𝑨 ∆𝒋𝑪𝑶𝟐 ×

𝟏𝟐

𝟒𝟒+ 𝒋𝑪𝑯𝟒 ×

𝟏𝟐

𝟏𝟔+ 𝒎𝑪𝒈 + 𝒎𝑪𝒑

𝒎𝑪𝒑 = 𝐣𝑪𝑶𝟐−𝐢𝐧_𝒑𝒍𝒂𝒏𝒕𝒂𝒔 ×𝟏𝟐

𝟒𝟒−

∆𝐁𝒊𝒐𝒎𝒂𝒔𝒂

∆𝒕− 𝑹𝑷 × 𝐀 Ecuación

𝐣𝑪𝑶𝟐−𝐢𝒏𝐜Á𝒎 𝒆𝒔𝒕= 𝐣𝑪𝑶𝟐−𝐢𝐧_ 𝒑𝒍𝒂𝒏𝒕𝒂𝒔 + 𝐣𝑪𝑶𝟐−𝐢𝐧_𝑷𝑷𝑵

𝑅𝑃 = 𝑗𝐶𝑂2−𝑠𝑎𝑙𝑒_𝑐á𝑚_𝑒𝑠𝑡 ×12

44− 𝑅𝑚𝑜

M2

BALANCE DE MASA:


ANÁLISIS ESTADÍSTICO:

Se aplicó una prueba estadística no paramétrica (Mann-Whitney) para probar si los flux de CO2 y CH4 en M1 y M2fueron significativamente diferentes de un nivel designificancia α=0.05. Igualmente, se realizaron diagramasde caja, series de tiempo y modelos de regresión lineal yexponencial, este último para conocer la relación delCO2 y CH4, con otros parámetros fisicoquímicos medidosdurante el experimento. En todos los análisis estadísticosse utilizó el software de versión libre R Project ForStatistical Computing versión 3.1.0., Microsoft Office Excel2013 y Minitab 16 Statistical Software.

D.23

TOMA DE MUESTRAS Y

PROCESAMIENTO

RESULTADOS

Eficiencias de eliminación:

M1: NO2 (85,71%); NO3 (38%); NH4+ (84,50%); DQO (39,43%); COD (68%)

M2: NO2 (93,88%); NO3 (34%); NH4+ (89,11%); DQO (32,71%); COD (76,76%)

Parámetros

*M1 y M2

Concentracion

es de entrada

*M1 *M2

Concentraciones de

salida

Concentraciones de

salida

Nitritos (µg/L) 49 ± 2 7 ± 4 3 ± 1

Nitratos (mg/L) 0,50 ± 0,10 0,31 ± 0,10 0,33 ± 0,20

Nitrógeno amoniacal

(mg/L)2,02 ± 0,10 0,31 ± 0,20 0,22 ± 0,10

DQO (mg/L) 70± 0,54 42,40 ± 22 47,10 ± 12,30

COD (mg/L) 26,3 ± 0,10 8,40 ± 2,30 6,10 ± 1,60

*M1: Mesocosmos sin plantas acuáticas; M2: Mesocosmos con plantas acuáticas

RESULTADOS CALIDAD DEL AGUA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% d

e e

lim

ina

ció

n

M1

M2

NO2- NO3

- NH4+ DQO COD


Parámetros *M1 *M2 Observación

NO2- 0-0,012 mg/L (Me= 0,007; s=0,004 ; n=10)

0,001-0,006 mg/L (Me= 0,003; s= 0,001; n = 10)

p>0,05, se acepta H1

NO3- 0,20-0,60 mg/L(Me= 0,30; s= 0,12; n= 25) 21,5-0,80 mg/L (Me= 0,30; s= 0,18; n= 25) p>0,05, se acepta H0

NH4+ 0,14-0,72 mg/L (Me= 0,28; s=0,10; n=10) 0,10-0,35 mg/L (Me= 0,21; s=0,08; n=10) p>0,05, se acepta H0

COD 5,80-11,97 mg/L (Me= 6,41 ; s= 2,29 ; n=10) 5,78-11,20 mg/L (Me= 7,48 ; s=1,64 ; n=10) p>0,05, se acepta H0

DQO 25-102,50 mg/L (Me= 46,25 ; s= 21,94 ; n=10) 35-75 mg/L (Me= 50 ; s= 12,25 ; n=10) p>0,05, se acepta H0

Mínimo-Máximo (Mediana; Desviación estándar; tamaño de la muestra)


T. Ambiente 23,5-30,4 ºC (Me= 27,8; s=1,8 ; n=25) 23,3-30,7 ºC (Me= 27,9; s=1,9; n = 25) p>0,05, se acepta H0

T. Superficie agua 22-27,5 ºC (Me= 24,5; s=1,5; n=25) 21,5-27,4 ºC (Me= 24,9; s=1,7; n=25) p>0,05, se acepta H0

T. Superficie sed. 20,8-25,7 ºC (Me= 23; s=1,1; n=25) 20,9-25,9 ºC (Me= 23,5; s=1,3; n=25) p>0,05, se acepta H0

Radiación 23,4-85 Cal/cm2 (Me=60,7 ; s=16,1 ; n=25) 8,5-82 cal/cm2(Me= 60,3 ; s=17,9 ; n=25) p>0,05, se acepta H0

ORP 116-387 mV (Me=312 ; s= 90,5 ; n=25) 107-410 mV (Me= 302 ; s= 89,5 ; n=25) p>0,05, se acepta H0

O.D. 1,24-4,13 mg/L (Me= 2,5 ; s= 0,8 ; n=25) 0,54-3,84 mg/L (Me= 2,6 ; s= 0,8 ; n=25) p>0,05, se acepta H0

Carbonatos 0,07-0,67 mg/L (Me= 0,21; s= 0,23 ; n=25) 0,06-0,53 mg/L (Me= 0,16 ; s= 0,18 ; n=25) p>0,05, se acepta H0

Bicarbonatos 173,9-212,9 mg/L (Me= 179,9 ; s= 8,3 ; n=25) 130,5-166,8 mg/L (Me=139,1 ; s=7,1 ; n=25) P<0,05, se acepta H1

Alcalinidad Total 174,6-213,1 mg/L(Me180,6; s=8,2 ; n=25) 130,9-166,9 mg/L (Me=139,7 ; s=7 ; n=25) P<0,05, se acepta H1

pH 6,7-8,2 (Me= 6,9; s=0,3 ; n=25) 6,2-8 (Me= 6,7; s=0,3 ; n=25) P<0,05, se acepta H1

CO2 Disuelto 0,5-16 mg/L(Me=2,8 ; s=3,2 ; n=25) 0,5-23,6 mg/L (Me=13,1 ; s=5,8 ; n=25) P<0,05, se acepta H1

Mínimo-Máximo (Mediana; Desviación estándar; tamaño de la muestra)


Condiciones moderadamenteaeróbicas:M1: 2,5 mg O2/LM2: 2,6 mg O2/L

60 cal/cm2-hPara M1 y M2

T. Ambiente:28 ºC para M1 y M2

T. Superficie:25 ºC para M1 y M2

T. Superficie sedimentos: 23 ºC para M1 y M2

pH M1: 6,9

pH M2: 6,7 CO32- M1: 0,21 mg CaCO3/L

CO32- M2: 0,16 mg CaCO3/L

HCO3- M1: 179,9 mg CaCO3/L

HCO3- M1: 139,1 mg CaCO3/L

A. Total M1: 180,6 mg CaCO3/LA. Total M2: 139,7 mg CaCO3/L

CO2 M1: 2,8 mg/LCO2 M2: 13,1 mg/L

Tomado y editado de Reddy et. al , (2008)

Figura 37 . Comportamiento de parámetros fisicoquímicos en los mesocosmos


GASES DE EFECTO INVERNADERO:

DIÓXIDO DE CARBONO (CO2):

-300

-200

-100

0

100

200

300

14/0

8/2

013

24/0

8/2

013

03/0

9/2

013

13/0

9/2

013

23/0

9/2

013

03/1

0/2

013

13/1

0/2

013

23/1

0/2

013

02/1

1/2

013

12/1

1/2

013

22/1

1/2

013

Flu

x d

e C

O2

(mg

m-2

h-1

)

Fecha

M1

M2

RESULTADOS

Los flux de CO2

obtenidos en este

experimento, estuvieron

en un rango entre -247 y

288 mg.m-2.h-1 de CO2

(mediana = 76; DE =

153,50; n = 16) para M1

y en un rango entre -93

y 154 mg.m-2.h-1 de CO2

(mediana = 12; DE =

87,80; n = 16) para M2.

p = 0,56.

y = -73,07ln(x) + 236,93R² = 0,9114

-250

-150

-50

50

150

250

0 50 100 150 200 250

Flu

x d

e C

O2

(mg

CO

2m

-2h

-1)

PPN (mg C m-2 h-1)

M1

y = -72,96ln(x) + 219,51R² = 0,7821

-250

-150

-50

50

150

250

0 50 100 150 200 250

Flu

x d

e C

O2

(mg

CO

2m

-2h

-1)

PPN (mg C m-2 h-1)

M2



RESULTADOS



RESULTADOS

y = 686,01ln(x) - 636,38R² = 0,8906

-250

-150

-50

50

150

250

0 3 6 9 12 15

Flu

x C

O2

(mg

CO

2m

-2L-1

)

CO2 Disuelto (mg CO2 L-1)

M1

y = 309,14ln(x) - 677,73R² = 0,8676

-250

-150

-50

50

150

250

0 3 6 9 12 15

Flu

x C

O2

(mg

CO

2m

-2L-1

)

CO2 Disuelto (mg CO2 L-1)

M2



RESULTADOS


PPN0,40-257 mg m-2 h-1(Me= 5,90; s= 90,10 ; n=

15)

4,11-70,52 mg m-2 h-1(Me= 10,14; s= 22,82 ; n= 15) P= 0,78, se acepta H0

CO2 Disuelto 1,88-3,96 mg/L (Me= 2,71; s= 0,59; n= 16) 6,63-14,52 mg/L (Me= 9,59 ; s= 2,78; n= 16) P < 0,05, se acepta H1

y = 835,2ln(x) - 3296,3R² = 0,9507

-250

-150

-50

50

150

250

40 45 50 55 60 65 70 75

Flu

x C

O2

(mg

CO

2m

-2h

-1)

DQO (mg O2 L-1)

M1

y = 634,92ln(x) - 2505,2R² = 0,8911

-250

-150

-50

50

150

250

40 45 50 55 60 65 70 75

Flu

x C

O2

(mg

CO

2m

-2h

-1)

DQO (mg O2 L-1)

M2

y = 401,14ln(x) - 2913,5R² = 0,8864

-250

-150

-50

50

150

250

200 900 1600 2300 3000

Flu

x C

O2

(mg

CO

2m

-2h

-1)

DQO Sedimentos (mg O2 L-1)

M1

y = 208,82ln(x) - 1443,5R² = 0,9003

-250

-150

-50

50

150

250

200 900 1600 2300 3000

Flu

x C

O2

(mg

CO

2m

-2h

-1)

DQO Sedimentos (mg O2 L-1)

M2

RESULTADOS

y = 70,91x - 598,71R² = 0,937

-250

-150

-50

50

150

250

5 7 9 11 13

Flu

x C

O2

(mg

CO

2m

-2h

-1)

COD (mgC L-1)

M1

y = 28,079x - 194,6R² = 0,8879

-250

-150

-50

50

150

250

5 7 9 11 13

Flu

x C

O2

(mg

CO

2m

-2h

-1)

COD (mgC L-1)

M2

y = 50,127x - 633,9R² = 0,8022

-250

-150

-50

50

150

250

7 9 11 13 15 17

Flu

x C

O2

(mg

CO

2 m

-2h

-1)

%CO

M1

y = 43,752x - 581,63R² = 0,7101

-250

-150

-50

50

150

250

7 9 11 13 15 17

Flu

x C

O2

(mg

CO

2 m

-2h

-1)

%CO

M2

RESULTADOS

*Mínimo-Máximo (Mediana; Desviación estándar; tamaño de la muestra)


DQO 40,50-72,85 mg/L (Me= 56,52; s= 9,70 ; n= 16) 45,00-68,74 mg/L (Me= 51,73; s=7,57; n = 16) P= 0,78, se acepta H0

DQO Sedimentos 750-2827 mg/L (Me= 1781; s= 528; n= 14) 708-2067 mg/L (Me= 1419 ; s= 517; n= 14) P= 0,063, se acepta H0

COD 5,02-11,72 mg/L (Me= 9,58; s= 2,09; n= 16) 3,76-12,41 mg/L (Me= 7,55; s= 2,95; n= 16) P= 0,46, se acepta H0

%CO 8,41-16,90 % (Me= 15,17 ; s= 2,44 ; n= 15) 10,65-17,40 % (Me= 13,97 ; s= 1,73 ; n= 15) P= 0,87, se acepta H0

RESULTADOS

CO2 CO2CO2

CO2CO2

CO2

CO2 CO2CO2

CO2 CO2

ZONA ANAERÓBICA

ZONA AERÓBICA

CONSUMO DE OXÍGENO Y DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

LIBERACIÓN DE CO2

O2 O2 O2

O2O2

Estimulación de la actividad microbiana



RESULTADOS

y = 1360,8ln(x) - 4319,2R² = 0,8731

-250

-150

-50

50

150

250

20 22 24 26 28 30

Flu

x C

O2

(mg

CO

2m

-2h

-1)

Temperatura (ºC)

M1

y = 928,2ln(x) - 2917,4R² = 0,6989

-250

-150

-50

50

150

250

20 22 24 26 28 30

Flu

x C

O2

(mg

CO

2m

-2h

-1)

Temperatura (ºC)

M2

La temperatura medida en la superficie

del agua no presentó diferencias

significativas (p=0,96) entre M1 y M2.

Los rangos de temperatura oscilaron

entre 20,74 y 30,23 ºC.

RESULTADOS

0

1

2

3

4

5

6

14

/08/2

01

3

24

/08/2

01

3

03

/09/2

01

3

13

/09/2

01

3

23

/09/2

01

3

03

/10/2

01

3

13

/10/2

01

3

23

/10/2

01

3

02

/11/2

01

3

12

/11/2

01

3

22

/11/2

01

3

Flu

x d

e C

H4

(mg

m-2

h-1

)

Fecha

M1

M2


METANO (CH4):

RESULTADOS

Presentó rangos

entre 0,15 a 5,86

mg m-2 h-1 de CH4

(mediana = 1,19;

DE = 1,89; n = 16)

para M1, y entre

0,10 a 5,82 mg m-2

h-1 de CH4

(mediana = 0,69;

DE = 1,87; n = 16)

para M2. (p =

0,50).

y = 0,2402x - 8,9617R² = 0,9516

0

1

2

3

4

5

6

7

40 45 50 55 60 65 70

Flu

x C

H4

(mg

CH

4m

-2h

-1)

DQO (mg O2 L-1)

M1

y = 0,3888x - 17,929R² = 0,7527

0

1

2

3

4

5

6

7

40 45 50 55 60 65 70

Flu

x C

H4

(mg

CH

4m

-2h

-1)

DQO (mg O2 L-1)

M2

y = 0,0035x - 2,3415R² = 0,8558

0

1

2

3

4

5

6

7

700 1200 1700 2200 2700

Flu

x C

H4

(mg

CH

4m

-2h

-1)

DQO en sedimentos (mg O2 L-1)

M1

y = 0,0011x - 0,5249R² = 0,3956

0

1

2

3

4

5

6

7

700 1200 1700 2200 2700

Flu

x C

H4

(mg

CH

4m

-2h

-1)

DQO en sedimentos (mg O2 L-1)

M2

RESULTADOS

y = 1,0239x - 5,4137R² = 0,8428

0

1

2

3

4

5

6

7

3 5 7 9 11 13

Flu

x C

H4

(mg

CH

4m

-2h

-1)

COD (mg C L-1)

M1

y = 0,1767x - 0,8406R² = 0,4903

0

1

2

3

4

5

6

7

3 5 7 9 11 13

Flu

x C

H4

(mg

CH

4m

-2h

-1)

COD (mg C L-1)

M2

y = 0,025e0,3549x

R² = 0,718

0

1

2

3

4

5

6

7

8 10 12 14 16

Flu

x C

H4

(mg

m-2

h-1

)

Carbono orgánico (%)

M1

y = 0,0395e0,2836x

R² = 0,5955

0

1

2

3

4

5

6

7

8 10 12 14 16

Flu

x C

H4

(mg

m-2

h-1

)

Carbono orgánico (%)

M2

RESULTADOS

y = 0,8962x - 19,561R² = 0,7078

0

1

2

3

4

5

6

7

20 22 24 26 28 30

Flu

x C

H4

(mg

CH

4m

-2h

-1)

Temperatura (ºC)

M1

y = 0,4679x - 9,5733R² = 0,7993

0

1

2

3

4

5

6

7

20 22 24 26 28 30

Flu

x C

H4

(mg

CH

4m

-2h

-1)

Temperatura (ºC)

M2

Tomado de Xing et al., (2005)

RESULTADOS

Estimula elcrecimiento deorganismosmetanogénicos(Yang et al.,2014).

Mayordisponibilidad demateria orgánicauna mayorproducción deCH4


METANO (CH4):

RESULTADOS

y = 137,29x + 1,0326R² = 0,9775

0

1

2

3

4

5

6

7

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04

Flu

x C

H4

(mg

CH

4 m

-2h

-1)

CH4 Disuelto (mg CH4 L-1)

M1

y = 159,91x + 1,5408R² = 0,3615

0

1

2

3

4

5

6

7

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04

Flu

x C

H4

(mg

CH

4 m

-2h

-1)

CH4 Disuelto (mg CH4 L-1)

M2

Tamado de Reddy et al., (2008)

Presentó rangos entre

0,0015 y 0,0350 mg CH4

L-1 (mediana=0,0089;

DE= 0,0133; n= 8) y

entre 0,0005 y 0,0170

mg CH4 L-1

(mediana=0,0097; DE= 0,0067; n= 8). (p=0,74) .

Eichhornia

crassipes

Al inicio del

experimento

Al final del

experimento

Ganancia

Peso total seco

(gramos)

42,6 121 78.4

Número de

individuos

6 11 5

X 6 X 1185 días

0,92 g biomasa día-1

Mitsch et al. (2013) y Jahangir et al. (2014).

BALANCE DE MASA

RESULTADOS

RESULTADOS

Corresponde a los ingresos y salidas

anuales de carbono a lo largo del eje

vertical en M1 y M2. 1. Corresponde

al carbono acumulado en los

sedimentos; 2. Corresponde al

carbono emitido como CO2; 3.

Corresponde al carbono capturado

como CO2; 4. Corresponde al carbono

emitido como CH4.

41% de diferencia

Cout: 65,47 mg C/h Cin: 92,71 m C/h CCO2: 0,53 mg C/h

C: 27,68 mg C/h

Cg: 3,78 mg C/h

6600000 m2

Embalse de SusquedaValores ajustados al área de los

mesocosmosPalau et al., (2010)

Cout: 3,32 mg C/h Cin: 13,56 mg C/h

∆C: 0,78 mg C/h

Cg: 10,30 mg C/h

32000000 m2

Lago DonghuValores ajustados al área de los

mesocosmosYang et al., 2008)

RESULTADOS

RESULTADOS

0

2

4

6

8

10

12

M1 M2 E. Susqueda L. Donghu L. Ontario

mg

C/h

Cuerpos de agua

050100150200250300350400450500

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100

Gra

mo

s d

e C

O2-C

Años

M1 M2 Metano_M1 Metano_M2

Gra

mo

s d

e C

H4-C

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100

Gra

mo

s d

e C

arb

on

o

Años

M1 M2

RESULTADOS

RESULTADOS

VARIACIÓN DIURNA DE CO2

Hora 0 = 12:00 p.m en M1 y M2


CO2 DÍA-504,20 y -20,20 mg.m-2.h-1 (Me= -193; s=

37,50; n= 10)

-207,9 y -3 mg.m-2.h-1 (Me= -65,30; s= 70,40; n= 10) P= 0,78, se acepta H1

CO2 NOCHE 8 y 1522 mg.m-2.h-1 (Me= 80; s= 541; n= 9)60,70 y 758,50 mg.m-2.h-1 (Me= 96,70; s=

240,8; n= 9) P= 0,063, se acepta H0

RESULTADOS

VARIACIÓN DIURNA DE CH4

Flux diario de CH4. Hora 0 = 12:00 p.m. en M1 y M2


CH4 DÍA 0,023 y 5,21 mg.m-2.h-1 (Me= 0,42; s= 0,62; n= 10)

0,006 y 4,51 mg.m-2.h-1 (Me= 0,52; s= 1,39; n= 10)

P= 0,79, se acepta H0

CH4 NOCHE0 y 1,59 mg.m-2.h-1 (Me= 0,002; s= 0,53; n= 9) 0 y 3,32 mg.m-2.h-1 (Me= 0,007; s= 1,14; n= 9) P= 0,93, se acepta H0

CONCLUSIONES

Las plantas acuáticas tienden a incrementar en mayor proporción

las tasas de acumulación de carbono en los sedimentos a diferencia

de los humedales con poca presencia de vegetación.

Aunque los humedales son considerados como notables fuentes de

metano, gran parte de esas emisiones son parcialmente afectadas

por procesos de oxidación debido a las moderadas

concentraciones de oxígeno disuelto presentes en la columna de

agua del humedal.

No se observaron diferencias significativas en las emisiones de GEI

para ambos mesocosmos. Lo cual se explica por las condiciones

semejantes en cuanto a calidad de agua y por la presencia de

microalgas y plantas acuáticas.

Las alta densidad de plantas acuáticas repercute notablemente en

la población algal de los humedales incrementando la

concentración de CO2 disuelto. Esto es debido a la baja incidencia

de la radiación solar en la columna de agua de estos.

RECOMENDACIONES Y

AGRADECIMIENTOS

Aunque los estudios realizados sobre dinámica de carbono y emisiones de

GEI en humedales naturales en Colombia aún son incipientes, se recomienda

desarrollar investigaciones en campo y a nivel de laboratorio que expliquen

el aporte de CO2 y CH4 que realizan los humedales por procesos de

transporte por ebullición y difusión. Esto permite dar una explicación más a

fondo de los procesos que están ocurriendo dentro del humedal en la

generación de GEI.

El autor agradece a la Universidad del Valle y al proyecto financiado por

Colciencias mediante la convocatoria No 569 de 2012 “Secuestro y emisión

de gases de efecto invernadero en humedales estratégicos del Valle del

Cauca - Contrato 0389-2013” por el apoyo económico para la realización de

este trabajo de investigación.

GRACIAS

Balance de carbono

Environment

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