PROCESO DE DESCONTAMINACION DE SUELOS AFECTADOS POR LA MINERIA MEDIANTE LA FITORREMEDACIÓN CON

GIRASOL.

Edgar Daniel mora Jiménez

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

TUNJA 2014

PROCESO DE DESCONTAMINACION DE SUELOS AFECTADOS POR LA MINERIA MEDIANTE LA FITORREMEDACIÓN CON

GIRASOL.

En la asignatura de:Metodología De La Investigación Y Diseño Experimental

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

TUNJA 2014

Resumen

El desarrollo de actividades mineras, que han generado residuos con elementos potencialmente tóxicos que en concentraciones altas pueden tener efectos nocivos

a la salud de la población y afectaciones al equilibrio ecológico y el ambiente. Uno de los problemas más señalados por la sociedad a nivel mundial que ocupa un lugar prominente, es la progresiva degradación de los recursos naturales causada por la gran diversidad de contaminantes tóxicos orgánicos e inorgánicos, en el suelo y subsuelo, procedentes de diversas actividades antropogénicas generando un irremediable deterioro en el ambiente. Actualmente existen estudios tendientes a resolver la contaminación originada por metales pesados en suelos, mediante estrategias basadas en el uso de plantas que tienen la propiedad de acumular metales pesados; proceso denominado “fitorremediación” en este trabajo se hará énfasis en la fitorremediacion con girasol que consiste en la remoción, transferencia, estabilización y/o degradación y neutralización de compuestos orgánicos, inorgánicos y radioactivos que resultan tóxicos en suelos aprovechando la capacidad de esta planta para hiperacumular metales pesados como el plomo. Esta novedosa practica tiene como objetivo degradar y/o asimilar, los metales pesados, presentes en el suelo, lo cual tiene muchas ventajas con respecto a los métodos convencionales de tratamientos de lugares contaminados; en primer lugar es una tecnología económica, de bajo costo, en segundo lugar posee un impacto regenerativo en lugares en donde se aplica y en tercer lugar su capacidad extractiva se mantiene debido al crecimiento vegetal (Harvey, 2002)

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La minería a través de la historia ha tenido gran importancia formando parte del proceso de evolución de los seres humanos. La explotación de estos minerales ayuda a que los involucrados tengan un crecimiento económico ya que este tipo de recursos minero energéticos se convierten en un elemento de gran importancia que promueve el progreso como es el caso de los países industrializados.

En su desarrollo y evolución, la minería ha alcanzado increíbles avances tecnológicos, no solamente en la exploración terrestre, marítima y espacial, sino que ha demostrado la inmensa utilidad que tiene en la aplicación de los diferentes campos de la ciencia y la tecnología como la aeronáutica, la medicina, la industria y la alimentación, entre otros.(Peña Diego )

Las labores mineras además de ser un gran factor de desarrollo traen consigo un fuerte impacto ambiental como el deterioro de los recursos naturales, por ejemplo provoca que el suelo pierda todas sus propiedades tanto físicas como químicas lo cual dificulta el crecimiento de vegetación en este tipo de suelo maltratado.

Las actividades mineras provocan generalmente grandes impactos ambientales, con destrucción de los suelos naturales y transforman los suelos en unos que presentan fuertes limitaciones físicas, químicas y biológicas que dificultan la reinstalación de vegetación. Los efectos en el suelo en relación con la presencia de contaminantes pueden

ser variados, e incluso variar con el tiempo o con las condiciones climáticas. En unos casos los contaminantes se acumulan en formas lábiles, de alta solubilidad, de forma que están disponibles para que los animales y vegetales que viven sobre el mismo puedan captarlos, y sufrir sus efectos tóxicos. También pueden facilitar la contaminación de los acuíferos, ya que las aguas de infiltración pueden incorporar a éstos los contaminantes.

La gran presencia de contaminantes en el suelo producto de la minería trae consigo graves consecuencias, ya que el suelo es una de las zonas en la que depositan gran parte de los residuos líquidos y sólidos como aguas acidas con metales pesados de tal manera que los seres humanos que habitan en este tipo de suelos se pueden intoxicar provocando serias enfermedades reduciendo su capacidad de vida sin mencionar que también gran parte de la fauna y flora puede tener graves afectaciones.

Para mitigar todo esto se encuentran diferentes tipos de alternativas que pueden ayudar a disminuir este impacto, descontaminando el suelo por ejemplo la Fitorecuperación con girasol es una técnica emergente que utiliza la capacidad de esta especie vegetal para sobrevivir en ambientes contaminados con metales pesados y sustancias orgánicas y a la vez extraer, acumular, inmovilizar o transformar estos contaminantes del suelo descontaminándolo.

El éxito de este tratamiento está controlado por la selección de las especies vegetales adecuadas para recuperar un suelo determinado, así como de la cuidada selección de enmiendas (materia orgánica, agentes que antes, cal, etc.) que permitan mejorar las propiedades del suelo y fomenten la supervivencia y el crecimiento de las plantas (Clemente, 2005).

Es muy importante verificar que los suelos rehabilitados han desarrollado todas las funciones (fertilidad química, calidad física y biológica) que les permiten producir servicios ecosistémicos. Aquí también, se tiene que proponer una metodología simple y fácil de aplicar en las condiciones de la mina a tratar.

¿Puede la fitorremediacion con girasol descontaminar las zonas afectadas por la minería?

JUSTIFICACION

El suelo proporciona los nutrientes, el agua y el soporte físico necesarios para el crecimiento vegetal y la producción de biomasa en general, desempeñando un papel fundamental como fuente de alimentación para los seres vivos.

Pero debido a que la minería causa gran deterioro las consecuencias negativas se reflejan fundamentalmente en una destrucción de la estructura del suelo y una modificación de sus características texturales, frecuentemente una disminución de la fracción arcilla a favor de fracciones más gruesas; que conlleva la ruptura de los

ciclos biogeoquímicos y la dificultad de enraizamiento; y una disminución de la capacidad de cambio y de la retención de agua en el suelo como consecuencia de la escasez de materia orgánica y arcilla (Macías, 1996).

Por esto es necesario optar por alguna de las posibles soluciones que sea más conveniente para la remediación del suelo afectado por la explotación minera. Y gracias a que en la actualidad se dispone de un amplio abanico de tecnologías de recuperación de suelos contaminados, algunas de aplicación habitual y otras todavía en fase experimental, diseñadas para aislar o destruir las sustancias contaminantes alterando su estructura química mediante procesos generalmente químicos, térmicos o biológicos.

De acuerdo a lo anterior uno de los métodos que puede ayudar a la remediación del suelo contaminado por la minería es la fitorremediacion puesto que esta se basa en el uso conjunto de plantas, enmiendas del suelo y técnicas agronómicas para eliminar, retener, o disminuir la toxicidad de los contaminantes del suelo (Chaney , 1997).

Este grupo de fitotecnologías reúne un gran número de ventajas, especialmente la limpieza y la economía; no utilizan reactivos químicos peligrosos, ni afectan negativamente a la estructura del suelo, sólo aplican prácticas agrícolas comunes; además, el proceso se realiza 'in situ' evitando costosos transportes (Cunningham, 1995).

Objetivo general

Evaluar la fitorremediación con girasol como una alternativa para el tratamiento de suelos contaminados por la minería.

Objetivos Específicos

Realizar una caracterización del suelo analizando sus propiedades físico-químicas

Determinar los porcentajes de remoción de contaminantes del girasol y el grado de tolerancia a estos.

Analizar las propiedades cambiantes de las plantas una vez ha cumplido el ciclo de remediación.

REVISIÓN DE LITERATURA

Antecedentes

A través de la historia y especialmente desde la Revolución Industrial, los hombres han producido contaminantes muy peligrosos, los cuales han sido gradualmente depositados en el ambiente. (Granadillo, 1993), expresó que los altos niveles de metales tóxicos no biodegradables, encontrados en sectores urbanos, son el resultado de una actividad antropogénica indiscriminada. En la Antigüedad, el plomo era común y probablemente fue usado primero con propósitos cosméticos y para hacer adornos (Aitcheson, 1960).

La toxicidad del plomo fue conocida por los antiguos egipcios quienes lo usaron como veneno con propósitos homicidas. No solamente los romanos y egipcios usaron el plomo sino que también lo hicieron los antiguos griegos. Geólogos franceses han descubierto que la nieve que cayó durante el tiempo de la dominación griega, contenía una inesperada alta concentración de plomo. El monto de plomo precipitado de la atmósfera entre el año 500 A.C. y el 300 D.C. representó un 15% de la contaminación causada en este siglo por la gasolina. Hay evidencias de su uso en China y en México pre-colombino. (Emsley, 1994).

En Tiempos más Recientes, el desarrollo de procesos industriales usando plomo ha sido extraordinario y, a pesar de las evidencias de envenenamientos, todavía está siendo usado en el ámbito mundial. El uso del plomo se ha incrementado considerablemente en este siglo y continúa haciéndolo. Es importante valorar el efecto que esta desproporcionada movilización del metal está teniendo en sus niveles ambientales. A pesar de las medidas tomadas para evitar o controlar la polución con plomo, los seres humanos siempre han estado expuestos al plomo, pero los records de envenenamiento se han incrementado sustancialmente en décadas recientes como un producto de la industrialización. En consecuencia, hay la necesidad de reducir significativamente el contaminante del ambiente y controlar la exposición de los seres humanos a su toxicidad. La contaminación del ambiente es perversa en las sociedades industrializadas (Aranguren, 1999).

Metales Pesados en el Ambiente

Los metales pesados contribuyen fuertemente a la contaminación ambiental, la cantidad de metales disponibles en el suelo está en función del pH, el contenido de arcillas, contenido de materia orgánica, la capacidad de intercambio catiónico y

otras propiedades que las hacen únicas en términos de manejo de la contaminación (Sauve,2000). Además son definidos como elementos con propiedades metálicas (conductibilidad, ductilidad, etc.), número atómico mayor de 20, y cuya densidad es mayor a los 5 g cm. Se consideran metales pesados el plomo cadmio, cromo, mercurio, zinc, cobre, plata y arsénico, constituyen un grupo de gran importancia, ya que algunos son esenciales para las células, pero en altas concentraciones pueden resultar tóxicos para los seres vivos, tales como humanos, organismos del suelo, plantas y animales (Spain ,2003).

Estos contaminantes pueden alcanzar niveles de concentración que provocan efectos negativos en las propiedades físicas, químicas y biológicas como: reducción del contenido de materia orgánica, disminución de nutrimentos, variación del pH generando suelos ácidos, amplias fluctuaciones en la temperatura, efectos adversos en el número, diversidad y actividad en los microorganismos de la rizósfera, dificultan el crecimiento de una cubierta vegetal protectora favoreciendo la aridez, erosión del suelo, y la dispersión de los contaminantes hacia zonas y acuíferos adyacentes y como consecuencia aumenta la vulnerabilidad de la planta al ataque por insectos, plagas y enfermedades, afectando su desarrollo (Zhang et al.,2000).

Las principales fuentes de metales pesados son actividades naturales, como desgastes de cerros, volcanes, que constituyen una fuente relevante de los metales pesados en el suelo, así como también actividades antropogénicas como la industria minera que está catalogada como una de las actividades industriales más generadora de metales pesados. En el suelo, los metales pesados, están presentes como iones libres, compuestos metálicos solubles, compuestos insolubles como óxidos, carbonatos e hidróxidos, (Pineda, 2004)

Efecto de los Metales Pesados en el Suelo

Cuando el contenido de metales pesados en el suelo alcanzan niveles que rebasan los límites máximos permitidos causan efectos inmediatos como inhibición del crecimiento normal y el desarrollo de las plantas, y un disturbio funcional en otros componentes del ambiente así como la disminución de las poblaciones microbianas del suelo, el término que se usa o se emplea es “polución de suelos” (Martín, 2000).

En el suelo, los metales pesados están presentes como iones libres, compuestos metálicos solubles, compuestos insolubles como óxidos, carbonatos e hidróxidos. Su acción directa sobre los seres vivos ocurre a través del bloqueo de las actividades biológicas, es decir, la inactivación enzimática por la formación de enlaces entre el metal y los grupos –SH (sulfhidrilos) de las proteínas, causando daños irreversibles en los diferentes organismos. La contaminación en suelos por metales pesados ocurre cuando estos son irrigados con aguas procedentes de desechos de minas, aguas residuales contaminadas de parques industriales y municipales y filtraciones de presas de jales (Wang, 1992)

Plomo (Pb)

Se ubica en el grupo IVA (metales) en la tabla periódica. El Pb es un metal gris azulino que se presenta en forma natural y en pequeñas cantidades (0.002%) en la corteza terrestre. Este elemento, es generalmente obtenido de la galena (PbS), la anglesita (PbSO4) y la curosita (PbCO3). El Pb es tóxico para el sistema nervioso y se asocia con la depresión de muchas funciones endócrinas, aunque no hay evidencia de efectos teratogénicos o carcinogénicos. El uso más amplio del Pb elemental es para la fabricación de acumuladores; también es usado para la fabricación de tetra-etilo de plomo, pinturas, cerámicas, forros para cables, elementos de construcción, vidrios especiales, pigmentos, soldadura suave y municiones( ATSDR, 2005).

El Pb, en el suelo, se encuentra principalmente en forma de Pb2+, también es conocido su estado de oxidación +4. Algunos de los compuestos insolubles son Pb (OH)2, PbCO3, PbS, PbSO4. La velocidad de oxidación depende de factores como la humedad, la temperatura, el pH, el potencial redox, la cantidad de materia orgánica o la roturación de los suelos (Guitart, 2005).

Efecto del Plomo en la Salud

El plomo es un elemento que no cumple ninguna función vital en el organismo humano y que resulta tóxico incluso en pequeñas dosis. Puede afectar a casi todos los órganos y sistemas en el cuerpo. El más sensible es el sistema nervioso, tanto en niños como en adultos. Los efectos del plomo en la salud de los niños pueden incluir problemas de comportamiento y de aprendizaje (hiperactividad), crecimiento atrasado, problemas auditivos, dolores de cabeza y daño al cerebro y al sistema nervioso central. Los adultos expuestos al plomo pueden sufrir de problemas reproductivos, presión sanguínea alta, trastornos digestivos, dolor en

los músculos y en las coyunturas, problemas de memoria y de concentración y trastornos nerviosos (Matte, 2003). El plomo se fija a las enzimas y altera la estructura y función de muchas proteínas, interfiriendo así con la acción y la finalidad de muchos tipos diferentes de células del cuerpo. Estos cambios pueden ocasionar daños permanentes a los órganos en crecimiento y en desarrollo, en especial al sistema neurológico de los niños, y es muy difícil revertir los efectos. Penetra en el cuerpo no sólo por vía oral, sino también por las vías respiratorias. Los niños que viven cerca de una fundición de plomo o una planta manufacturera de baterías para vehículos corren el gran riesgo de quedar expuestos a la toxicidad de ese elemento (Buka, 2001).

Plomo en el Medio Ambiente Desde hace algunas décadas la importancia del plomo como contaminante ecotoxicológico ha sido bien conocida. Así, el impacto de los metales pesados de origen antropogénico en el medio ambiente, ha sido objeto de estudio en varias investigaciones. El plomo (Pb) se considera un contaminante ecotoxicológico ya que su uso provoca contaminación ambiental y exposición en humanos. La principal vía de biodisponibilidad son el suelo y el polvo, donde se concentra y por medio del cual ingresa a los organismos. El manejo inadecuado de materiales con plomo ha sido causante de numerosos problemas ambientales en todo el mundo; sin embargo, no todo el plomo del suelo presenta el mismo grado de movilidad o biodisponibilidad. La distribución química del plomo en el suelo dependedel pH, de la mineralogía, textura, materia orgánica así como de la naturaleza de los compuestos de plomo contaminantes. El suelo es uno de los mayores reservorios en los cuales se acumula la contaminación ambiental (Alloway, 1995).Más del 90% de la contaminación ambiental producida es retenida en las partículas de suelo y cerca del 9% es interceptada en los sedimentos acuáticos. Particularmente, la contaminación de un suelo contaminado con Pb es de preocupación ya que éste presentan un alto tiempo de residencia en el suelo, estableciéndose un equilibrio dinámico con la hidrosfera, atmósfera y biosfera y de esta forma alterando el ecosistema, incluyendo al ser humano (Huang, 1999)

FitoremediaciónLa fitorremediación es una ecotecnología, basada en la capacidad de algunas plantas para tolerar, absorber, acumular y degradar compuestos contaminantes, que en la actualidad está siendo aplicada en diversos países para recuperar suelos contaminados tanto con compuestos orgánicos como inorgánicos. Frente a las tradicionales técnicas físico-químicas, la fitorremediación presenta diversas ventajas entre las que se puede destacar su menor coste económico, su aproximación más respetuosa con los procesos ecológicos del ecosistema

edáfico, y el hecho de ser una tecnología social, estética y ambientalmente más aceptada. Por ello, no es de extrañar que la fitorremediación se contemple cada vez más como una alternativa medioambientalmente respetuosa, frente a las técnicas físico-químicas.

Es importante recordar que el término fitorremediación engloba una serie de fitotecnologías diferentes en lo concerniente, sobre todo, a los mecanismos fisiológicos implicados en la recuperación de los suelos contaminados por ejemplo

Fitoextracción: uso de plantas acumuladoras de elementos tóxicos o compuestos orgánicos para retirarlos del suelo mediante su absorción y concentración en las partes cosechables.

-Fitoestabilización: uso de plantas para reducir la biodisponibilidad de los contaminantes en el entorno, mejorando las propiedades físicas y químicas del medio.

Fitoinmovilización: uso de las raíces de las plantas para la fijación o inmovilización de los contaminantes en el suelo. Junto con la anterior son técnicas de contención

Fitovolatilización: uso de plantas para eliminar los contaminantes del medio mediante su volatilización, y para eliminar contaminantes del aire.

Fitodegradación: uso de plantas y microorganismos asociados para degradar contaminantes orgánicos.

Rizofiltración: uso de raíces para absorber y adsorber contaminantes del agua y de otros efluentes acuosos.

Limitaciones que se deben considerar para la aplicación de Técnica:

El tipo de plantas utilizado determina la profundidad a tratar

Altas concentraciones de contaminantes pueden ser toxicas

La toxicidad y disponibilidad de los productos de la degradación no siempre se conocen y pueden movilizarse o bioacumularse en organismos vivos, cuando las plantas han absorbido los contaminantes acumulados

Dentro del campo de la fitorremediación, la fitoextracción es la fitotecnología más prometedora para la recuperación de suelos contaminados con metales pesados, los cuales suelen presentar una alta persistencia en los suelos (al fin y al cabo, a diferencia de los contaminantes orgánicos, no hay que olvidar que los metales pesados no pueden degradarse por procesos químicos ni biológicos). La fitoextracción se basa en el hecho de que, mediante diversos procesos

fisiológicos, las plantas pueden actuar como bombas de succión, alimentadas por energía solar a través de la fotosíntesis, que literalmente extraen los metales del suelo a través de sus raíces para después acumularlos en sus tejidos aéreos [2]. Una vez que las plantas han acumulado los metales en sus tejidos aéreos, se cosechan y posteriormente se transportan para su deposición en un vertedero controlado, su incineración o su compostaje. Por supuesto, si las plantas son incineradas, las cenizas, en las que se encuentran los metales que la planta había acumulado, se deben tratar como residuos tóxicos y peligrosos, y enviarse a vertederos controlados. En ocasiones, si su valor en el mercado así lo justifica, es factible recuperar los metales de las cenizas para posteriormente reutilizarlos (fitominería).

Las plantas con mayor potencial para la fitoextracción de metales son las especies metalofitas, plantas que gracias a diversos mecanismos fisiológicos sobreviven, muchas veces de forma endémica, en suelos que presentan niveles elevados de metales. Dentro de ellas, las plantas denominadas hiperacumuladoras son de gran interés pues presentan de forma natural una impresionante capacidad para tolerar, absorber y acumular elevadas concentraciones de metales en sus tejidos. Estas rarezas botánicas han de ser preservadas pues, además de su valor intrínseco como parte de una biodiversidad vegetal que ha desarrollado durante miles de años la capacidad para sobrevivir en suelos con altas concentraciones de metales, son una herramienta biológica valiosísima para la recuperación de suelos contaminados por actividades industriales y mineras.

Entre las plantas hiperacumuladoras de metales la especie Thlaspi caerulescens merece un lugar destacado por su portentosa capacidad para acumular grandes cantidades de zinc y cadmio en sus tejidos aéreos. De hecho, esta especie puede acumular de forma simultánea más de un 3,0 y 0,1% (en peso seco) de zinc y cadmio, respectivamente, en su parte aérea. Desafortunadamente, muchas de las especies hiperacumuladoras de metales, como Thlaspi caerulescens, son de crecimiento lento, baja biomasa y presentan un sistema de raíces poco profundo, lo que implica que si el suelo está contaminado con altas concentraciones de metales, se necesitan muchos años para que esta fitotecnología reduzca la concentración de metales hasta niveles aceptables.

En estas situaciones, se suele optar por la fitoestabilización pues presenta un gran potencial para la revegetación y recuperación de emplazamientos contaminados con metales. La fitoestabilización se basa en la inmovilización de los metales, para así disminuir su biodisponibilidad (accesibilidad a los organismos vivos) y evitar su transporte a otros compartimentos ambientales, en las raíces de las plantas. De

esta forma, los metales quedan localizados en el emplazamiento contaminado y, al haberse disminuido su biodisponibilidad, se minimiza mucho el impacto ambiental que estos contaminantes pueden causar en el ecosistema edáfico.

En relación con la fitorremediación, y al igual que sucede con cualquier otra tecnología de recuperación de suelos contaminados, es necesario enfatizar que el objetivo último de esta fitotecnología no debe ser solamente eliminar el contaminante o, en su defecto, reducir su concentración hasta límites marcados en la legislación, sino sobre todo recuperar la salud del suelo, entendida ésta como la capacidad de este recurso para realizar sus funciones (i.e., proveer sus servicios) de forma sostenible desde una doble perspectiva antropocéntrica-ecocéntrica.

Por ello, es indispensable disponer de un sistema adecuado de indicadores fiables de la salud del suelo para así poder llevar a cabo una evaluación cuantitativa de la eficacia del proceso fitorremediador. A este respecto, recientemente, los indicadores biológicos o bioindicadores [4] de la salud del suelo han surgido con fuerza debido a su sensibilidad, su carácter integrador, y su elevada velocidad de respuesta frente a cualquier perturbación o variable introducida en el ecosistema edáfico. Dentro de los indicadores biológicos de la salud del suelo, aquellos que reflejan la biomasa, actividad y biodiversidad de las comunidades microbianas del suelo, presentan un enorme potencial como herramienta de monitoreo de la eficacia de un proceso fitorremediador.

Investigaciones sobre la Fitorremediación

Los pastos son el género más adecuado para la fitorremediación de formas Orgánicas e inorgánicas de metales, por su hábitat de crecimiento y adaptabilidad a una variedad de condiciones edáficas y climáticas (Singh, 2003).

En las Asteraceae se ha reportado por ejemplo tolerancia al plomo en Sonchus oleraceus y se le ha propuesto como especie fitoremediadora de ambientes contaminados con este metal (Xiong, 1997). La especie Thlaspi caurulencens en suelos contaminados con zinc y cadmio. Logra eliminar más de 8 mg/Kg de cadmio y 200 mg/Kg de zinc, representado estos valores el 43 y 7 % de estos metales en un suelo agrícola, respectivamente (Lombi, 2001).

Girasol, es el nombre común de las hierbas anuales (florean en verano y otoño) y vivaces que forman el género Helianthus, de la familia de las Compuestas (Compositae). El género, que tiene unas 67 especies, se considera nativo de Norteamérica, México y Sudamérica, aunque ahora los girasoles son de distribución casi universal. Las formas más altas miden hasta 3 m, pero las hay

enanas de 1 m. Las hojas son alternas, acorazonadas, ásperas y peludas. La orientación hacia el sol se debe al crecimiento diferencial del tallo; cuando la iluminación es desigual, en el lado sombreado de la planta se acumula auxina, un regulador del crecimiento vegetal; esta acumulación hace que la parte sombreada crezca más rápidamente que la soleada, y el tallo se inclina hacia el sol, sus flores son de color amarillo y rojo vino, con diámetros de hasta 30 cm (Moody et al., 1994).

En la antigüedad, la planta se cultivaba como ornamental, sin embargo desde el siglo pasado ha adquirido valor comercial por las semillas. El aceite refinado de girasol es comestible y algunos lo consideran equiparable por su calidad al de oliva. Sin refinar, se utiliza en la fabricación de jabones y velas. Con el residuo sólido que queda después de extraer el aceite de las semillas se preparan unas tortas usadas como forraje para el ganado. Las semillas crudas se usan en mezclas de alimentación de aves y, tostadas, se destinan también al consumo humano. Se utiliza en muchos países como remedio casero para muchas enfermedades, así, se usan las hojas y flores de la planta contra enfermedades de garganta y pulmonares. En Sudamérica se añade el extracto de flores y semillas al vino blanco como remedio contra enfermedades y para eliminar los cálculos renales y vesiculares.

El girasol es la especie que absorbe los metales pesados en mayor cantidad acumulándose más en sus raíces que en sus brotes si se cosecha la biomasa entera de la planta, por lo que se considera una planta hiperacumuladora favorable en la fitoextracción de Cd, Zn, Pb y elementos radiactivos (Christie,2004).

Alcance

En el departamento de Boyacá se presenta la actividad minera de forma masiva, ya que allí se presentan altos niveles de extracción y como consecuencia se generan alta contaminación en los suelos.

De acuerdo a lo anterior se describirá la influencia que tiene una planta hiperacumuladora como el girasol para remediar suelos contaminados con metales pesados producto de prácticas mineras tomando como principal variable la absorción de Pb (plomo) en el tejido vegetal de la planta.

Hipótesis

El girasol es una planta que fitorremedia suelos contaminados por la minería

Metodología

Se realiza una caracterización del suelo que se quiere tratar midiendo factores como Determinación de pH, espacio poroso, determinación de nutrientes determinación de materia orgánica, determinación de textura, determinación de humedad, concentración de metales pesados

Luego para realizar el proceso de Fitoextracción se emplea la panta de H. annus “girasol” debido a que es una de las especies vegetativas más adecuadas para emplearla en el proceso de la Fitoextracción de metales pesados como el plomo.

En esta investigación se consideró como variable principal la acumulación de Pb en tejido vegetal, ya que integra tanto el grado de absorción del metal por la planta, así como el efecto negativo que las concentraciones excesivas del metal puede tener sobre la producción de materia seca

Para empezar con el experimento se hace una selección de girasoles con características semejantes en tamaño, color, diámetro del tallo y número de hojas.

Debido a que en este proyecto de investigación el diseño que se emplea es pre-test/pos-test con un grupo de control. Después de la selección, Se hace un análisis a la planta y el suelo determinando sus características antes de sembrarla para identificar el estado en el que se encuentran.

Después se procede a sembrar las plantas de girasol respetando el espacio requerido para el desarrollo óptimo de la especie ente caso el girasol requiere una separación de 25 a 30 cm entre cada planta. La duración del experimento es de 6 a 7 semanas durante el trascurso del tiempo se deben regar estas plantas esto se realiza de forma manual con una regadera, para proporcionar el agua adecuada en su desarrollo durante todo el ciclo del cultivo para evitar el exceso de humedad y así prevenir el ataque de patógenos que puedan causar algún daño.

También se debe hacer un análisis de crecimiento en el cual se toman medidas como la longitud de raíz (en centímetros), tallo (en centímetros), peso fresco (en gramos) y peso seco (en gramos) de la raíz y el tallo, respectivamente. Cada alteración morfológica debe ser anotada (quemaduras, deformación de hojas, etc.)

Al término del experimento, las plantas se extraen cuidadosamente de la zona, separándose la parte aérea y radicular, se lavan con agua corriente para eliminar los residuos de suelo y posteriormente se procesan para determinar la concentración de plomo tanto en los tejidos de la planta como en el suelo.

Análisis de resultados

Grafica Acumulación de Pb en raíces y tallos de H. annus

Fuente Revista Científica de la Facultad de Ciencias Biológicas Universidad Nacional de Trujillo. Trujillo. Perú

En el girasol hay un incremento en la longitud del tallo y la raíz, por efecto del plomo, aún en las concentraciones más altas. Allí se estudia el efecto del plomo en la germinación de semillas y crecimiento de plantas de una especie hiperacumuladora como esta.

En el presente trabajo se ve que el girasol tiene capacidad para crecer en concentraciones de plomo soluble de hasta 500 mg/L, sin efectos significativos en la elongación de raíces y tallos aunque el tallo presentó una ligera disminución en la longitud al aumentar la concentración de plomo, no hubo gran diferencia con respecto al control.

En el girasol hay un incremento en la longitud del tallo y la raíz, por efecto del plomo, aún en las concentraciones más altas. Allí se estudia el efecto del plomo en la germinación de semillas y crecimiento de plantas de una especie hiperacumuladora como esta

Se resalta la tolerancia que tiene el girasol a la presencia de un contaminante y se resalta la adaptación que tiene esta especie para crecer y reproducirse en lugares

fuertemente contaminados. Se sugiere que la principal razón para que la longitud de la raíz sea usada como una medida para determinar la capacidad de una planta para tolerar metales, es que la raíz es más sensible a elementos tóxicos en el ambiente, debido a que es un órgano especializado en la absorción. Por tal motivo, es el primer órgano en estar sometido a la presencia de diferentes contaminantes y, por lo tanto, el primero en presentar efectos tóxicos.

Los índices de tolerancia que se obtienen con respecto a las concentraciones de plomo, este índice puede compararse con el 100% que se obtiene a partir de las plantas control antes de exponerlas a la presencia de plomo, mostrando que esta especie no solo es tolerante, si no que la presencia de concentraciones de plomo en el rango de 100 a 250 mg/L estimula la elongación de la raíz 20%, con respecto al control.Muestra la acumulación de Pb en raíces y tallos de girasol. Se observó que la acumulación de Pb en tejidos aumentó junto con el incremento en la concentración de Pb en el medio de cultivo, observándose cantidades superiores en raíces que en tallos, estos resultados son similares a los que plantean que el plomo es principalmente almacenado en el sistema radicular en comparación con las partes aéreas, ya que primero es absorbido por las raíces y posteriormente es translocado a las partes aéreas.

Todos los tratamientos en comparación con el suelo inicial, disminuyo el contenido de Pb en el suelo, lo anterior se debe a la absorción, lixiviación, y dilución del metal pesado. Los valores finales de Pb, sobrepasan los límites máximos permisibles para suelos contaminados, Por lo que se debe remediar hasta que quede una concentración especificas totales, ya que existe población humana potencialmente expuesta a este contaminante.

Conclusiones

Podemos concluir que el contenido de plomo en el suelo disminuyo considerablemente gracias a la fitoextracción con girasol, debido a la absorción, lixiviación y dilución, pero los resultados finales no entran en los límites máximos permisibles para suelos contaminados con plomo por actividad minera.

Respecto al girasol la longitud de la raíz no se ve afectada por la concentración de plomo y la mayor concentración se da en las raíces secundarias.

También se concluye que las raíces de girasol son capaces de tolerar concentraciones de 500 mg/l de plomo y que en relación con 2los tallos, las raíces son las que acumulan la mayor cantidad de plomo ya que esta es la parte que primero tiene contacto con el suelo contaminado

Finalmente, enfatizar que la fitorremediación presenta un enorme potencial como tecnología de recuperación de suelos contaminados respetuosa con el medio ambiente y con los procesos ecológicos que en él se desarrollan.

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