Contaminacion del suelo por metales pesados y tipos de fitorremediacion

Contaminación del suelo por metales pesados y técnicas de fitorremedacion

Trabajo de revisión de articulos

Rodríguez-Pineda M. Fabiola rodriguez.pineda@hotmail.es

RESUMEN

Los metales pesados (mp) como Cu (cobre), Pb (plomo), Cd (cadmio), Hg (mercurio), Zn (zinc) y As (arsénico) son provenientes de diferentes fuentes de emisión en suelos agrícolas. En los últimos años, y en las condiciones actuales en las que se han desarrollado las actividades agrícolas en México, pueden apreciarse diversas fuentes de contaminación que, con el paso del tiempo, tienden a provocar la alteración del suelo y a repercutir en la producción de los cultivos. Esto se debe a la adición de diversas sustancias, como: fertilizantes, pesticidas, aguas negras, vertidos industriales e industrias mineras. El propósito de esta investigación es determinar los metales pesados en el suelo y ver qué tipo de remediaciones se puede aplicar.

Palabras clave: suelo, metales pesados, fitorremedacion,

ABSTRACT

The heavy metals (hm) like Cu (copper), Pb (lead), Cd (cadmium), Hg (mercury), Zn (zinc) and As (arsenic) are from different emission sources in agricultural soils. In recent years, and the current conditions that have developed agricultural activities in Mexico, they can be appreciated that various sources of pollution, over time, they tend to cause soil disturbances and affect the production of cultivation. This is due to the addition of various substances such as fertilizer, pesticides, sewage, industrial discharges, and mining industries. The purpose of this investigation is to determine the hm in the ground and see what kind of remediation can be applied.

Keywords: soil, heavy metal, phytoremediation,

INTRODUCCION

El alto grado de crecimiento industrial y de urbanización en las ciudades a hecho que se poblé demasiado el planeta Tierra provocando un deterioro en la calidad del medio ambiente urbano y en la calidad de vida. Situaciones similares, relacionadas al impacto de los efectos, procesos o materiales que son el resultado de actividades humanas a diferencia de los que tienen causas naturales sin influencia humana.

El suelo es alterado como resultado de las actividades mineras que contienen todo tipo de materiales residuales, entre otros, lo que representa graves problemas para el desarrollo de la cubierta vegetal, siendo sus características más notables las siguientes: clase textural desequilibrada, ausencia o baja presencia de la estructura edáfica, propiedades químicas anómalas, disminución o desequilibrio en el contenido de nutrientes fundamentales, ruptura de los ciclos biogeoquímicos, baja profundidad efectiva, dificultad de enraizamiento, baja capacidad de cambio, baja retención de agua y presencia de compuestos tóxicos que afectan el número, diversidad y actividad de los organismos del suelo, impidiendo la descomposición de la materia orgánica del suelo afectando el crecimiento de las plantas. Las características del suelo juegan un papel importante en reducir o aumentar la toxicidad de los metales en el suelo la distribución de los metales pesados en los perfiles del suelo, así como su disponibilidad está controlado por parámetros como propiedades intrínsecas del metal y características de los suelos.

En las últimas décadas ha existido una creciente preocupación sobre el deterioro del planeta ocasionado por las actividades humanas, particularmente por la modificación de los ciclos biogeoquímicos naturales a través de la liberación al ambiente de sustancias consideradas contaminantes, y aunque el impacto por contaminación considerado de mayor relevancia es aquel ocasionado a nivel local, la cada vez mejor comprensión del transporte atmosférico, fluvial, terrestre y trófico de contaminantes a través de grandes distancias, ha modificado esta perspectiva, debido a los efectos observados en áreas lejanas de las fuentes que son directa o indirectamente contaminadas (Somohano et al., 2013)

Los metales pesados están presentes en el suelo como componentes naturales del mismo y también como consecuencia de las actividades antropogénicas. En los suelos se pueden encontrar diferentes metales, formando parte de los minerales; como son silicio (Si), aluminio (Al), hierro (Fe), calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg). También puede encontrarse manganeso (Mn), que generalmente se presenta en el suelo como óxido y/o hidróxido, formando concreciones junto con otros elementos metálicos. Algunos de estos metales son esenciales en la nutrición de las plantas, así son requeridos algunos de ellos como el Mn, imprescindible en la activación de algunas enzimas, para el metabolismo vegetal. Se consideran entre otros elementos, a los metales pesados tales como el plomo, el cadmio, el cromo, el mercurio, el zinc y el cobre; los que constituyen un grupo de gran importancia, ya que algunos de ellos son esenciales para las células, pero en altas concentraciones pueden resultar tóxicos para los seres vivos, organismos del suelo, plantas y animales incluido el hombre. El níquel (Ni) es también un elemento esencial para el metabolismo de las plantas, aun cuando éstas requieren menos de 0.001 mg kg de peso seco.

Una vez que los metales y metaloides se incorporan al suelo, se les consideran elementos potencialmente tóxicos (EPT), debido a su demostrada toxicidad, y pueden distribuirse en este medio o transferirse a otro, mediante cuatro diferentes mecanismos. Pueden quedar retenidos en el suelo, ya sea disueltos en la solución del suelo o bien, en fases sólidas formadas por procesos de adsorción o precipitación, el segundo mecanismo es el que sean absorbidos por los seres vivos y se incorporen a la cadena trófica, el tercer mecanismo es la transferencia a la atmósfera por volatilización y el último mecanismo es a través de su movilización a las aguas superficiales o subterráneas (Somohano et al., 2013)

También de forma natural puede encontrarse el zinc (Zn) en los suelos, y es un nutriente requerido por las plantas para su desarrollo. En el suelo, los metales pesados, pueden estar presentes como iones libres (disponibles), compuestos de sales metálicas solubles, compuestos insolubles o parcialmente solubilizables, como: óxidos, carbonatos e hidróxidos.

El suelo

Echarri (1998, p.1) expresa que “el suelo es una parte fundamental de los ecosistemas terrestres debido a que contiene agua y elementos nutritivos que los seres vivos utilizan, y en el se apoyan y nutren plantas y otros organismos”. Por eso es considerado un recurso vital para el ser humano, por esa razón debe ser estudiado para así poder conservarlo a través del tiempo. Este recurso natural desempeña una serie de funciones, medioambientales, sociales y económicas; de la cuales se pueden mencionar: producción, ambiente biótico, regulación climática e hidrológica, almacenamiento de nutrientes y materias primas, entre otras. En la tabla 1 se puede observar que la conservación de la materia orgánica presente en el suelo tiene un valor fundamental para el sostenimiento de la vida y de los proceso que se desarrolla en torno a la ella. (Silva-Correa et al., 2009)

Tabla 1. Servicios ambientales que presta el suelo (e. gr.: tomado de Silva, Correa et al., 2009)

Servicio ambiental Descripción

Generación de alimento y demás producción de biomasa Los alimentos y otros productos agrícolas, esenciales para vida huma, así como la silvicultura de penden totalmente del suelo. Prácticamente toda la vegetación. Pastos, cultivos y árboles, inclusive-necesitan del suelo para obtener tanto agua y nutrientes como soporte físico

Almacenaje, filtración y transformación El suelo almacena minerales, materia orgánica, agua y varias sustancias químicas. Sirve de filtro natural de las aguas subterráneas, la principal reserva de agua potable, y libera dióxido de carbono, metano y otros gases a la atmosfera.

Hábitat y reserva genética El suelo es el hábitat de una cantidad ingente de organismos de todo tipo que viven tanto en el suelo como sobre el, cada uno con un genotipo irremplazable. Esta es una función ecológica esencial

Entorno físico y cultural para la humanidad El suelo sirve de base a las actividades humanas y es asimismo un elemento del paisaje y del patrimonio cultural.

Fuente de materias primas Los suelos proporcionan materias primas tales como las arcillas, las arenas y los minerales, entro otros que son empleados en los diversos procesos productivos de las organizaciones

METALES PESADOS

Tradicionalmente se llama metal pesado a aquel elemento metálico que presenta una densidad superior a 5g/mL, aunque para efectos prácticos en estudios medioambientales se amplía esta definición a todos aquellos elementos metálicos o metaloides, de mayor o menor densidad, que aparecen comúnmente asociados a problemas de contaminación. Se vuelven nocivos cuando se presentan en concentraciones elevadas, mientras que otros no desempeñan ninguna función biológica y resultan altamente tóxicos, como el Cd, Hg y el Pb. Estos elementos tienen su origen en substrato litológico, apareciendo bien como elementos nativos o incorporados normalmente en las estructuras de sulfuros, silicatos, carbonatos, óxidos e hidróxidos (Ortiz, I.et al.2007).

La peligrosidad de los metales pesados es mayor al no ser química ni biológicamente degradables. Una vez emitidos, pueden permanecer en el ambiente durante varios años. Fig 1 Además, su concentración en los seres vivos aumenta a medida que son ingeridos por otros, por lo que la ingesta de plantas o animales contaminados puede provocar síntomas de intoxicación (Balderas, Lenom, Lugo-de la Fuente,

...