Fitorremediación

Agrobiotecnología. Curso 2011

Clase 17: Fitorremediación

Alternativas actuales para eliminar contaminaciones de metales pesados

Transparencias 3-7

La contaminación ambiental con metales pesados y radionucleótidos es un serio problema tanto para la salud humana como para la agricultura. La fitorremediación es una de las tecnologías emergentes que podrá solucionar, al menos parcialmente, este problema. Tanto la contaminación de suelos como la de aguas ponen en riesgo la salud y la calidad de vida humana. Por ejemplo, el níquel puede producir desde irritación en la piel hasta daños pulmonares, del sistema nervioso y de las mucosas, y es además un agente carcinogénico. Por otro lado, el plomo puede producir anemia, enfermedades del hígado y riñones, daño cerebral y hasta la muerte. La transparencia 4 muestra los rangos de concentración comúnmente hallados y los límites permitidos para algunos contaminantes metálicos y para los radionucleótidos más importantes

La actividad industrial ha crecido enormemente desde los comienzos del siglo XX. Este crecimiento fue acompañado con el aumento de desechos tóxicos, nocivos tanto para el ambiente como para los organismos que en él habitan, incluyendo al hombre. La necesidad de disminuir el impacto ambiental de los subproductos industriales ocupa un lugar creciente en la agenda pública. Paralelamente, comienza a divisarse un nuevo mercado económico, dirigido hacia el tratamiento de efluentes y descontaminación ambiental. La transparencia 6 presenta algunos datos referidos al costo actual de los procesos de descontaminación en Estados Unidos.

Existen diversas alternativas tecnológicas para el tratamiento de suelos y aguas contaminados, pero su alto costo hace que muchas de éstas resulten poco factibles desde el punto de vista económico. Recientemente, se ha generado un gran interés en utilizar especies vegetales capaces de crecer en suelos altamente contaminados en técnicas de biorremediación (transparencia 7). Muchas de estas especies acumulan las sustancias contaminantes en su parte aérea y esto permite utilizarlas como extractores de bajo costo de una variada categoría de sustancias tóxicas.

Fitorremediación

Transparencias 8-25

Existe una abundante literatura sobre la remediación de suelos y aguas mediante el uso de plantas. Esta tecnología, aún emergente, se vuelve cada vez más prometedora dadas las grandes ventajas que presenta respecto de las tecnologías tradicionalmente utilizadas en descontaminación. Dependiendo de los autores, pueden encontrarse distintas definiciones de “fitorremediación”. En la transparencia 9 se presentan dos de ellas a modo de ejemplo. La transparencia 10 enumera algunos ejemplos de contaminantes orgánicos y las formas más frecuentes utilizadas para degradarlos por fitorremediación. La transparencia 11 hace lo propio para el caso de los contaminantes inorgánicos.

Se conocen hasta el momento más de 400 especies vegetales capaces de acumular sustancias tóxicas con distintos grados de eficiencia. La fitorremediación ofrece una serie de ventajas importantes en comparación con las técnicas tradicionales de descontaminación ambiental, algunas de las cuales se enumeran en la transparencia 13. Sin duda, el mayor beneficio que deriva de los métodos de fitorremediación es de tipo económico. Por ejemplo, en Estados Unidos, el costo para remediar un acre de suelo hasta 50 cm de profundidad ronda los U$S 400.000 si se aplican tecnologías de excavación, mientras que si se utilizan plantas para el mismo propósito el costo desciende a U$S 60.000. Esta diferencia se debe principalmente a que no se necesitan maquinarias costosas ni personal altamente calificado.

En muchos casos, la fitorremediación se utiliza como paso final para la descontaminación de algún sitio que fue previamente tratado mediante el uso de otras tecnologías. A pesar de las grandes ventajas listadas en la transparencia anterior, al encarar un proceso de fitorremediación deben considerarse también las limitaciones de este enfoque, las cuales se enumeran en la transparencia 14. Un riesgo que debe ser correctamente evaluado es el efecto potencial sobre la cadena alimentaria. Por ejemplo, si algún herbívoro se alimenta de plantas utilizadas en un proceso de fitorremediación, ello podría tener efectos nocivos y hasta letales sobre él y/o sobre sus predadores. Aunque se está trabajando activamente en el análisis de efectos de este tipo, se requiere aún más investigación para que se puedan establecer métodos de manejo adecuados.

Pueden distinguirse distintos tipos de fitorremediación según el modo en que la planta capta o metaboliza la sustancia contaminante (transparencia 15). Una de las formas más importantes, la fitoextracción, involucra el uso de plantas terrestres para absorber metales pesados desde el suelo, para luego transportarlos hacia el tallo y las hojas. Una vez fitoextraídos, los metales pueden acumularse en la porción aérea de la planta y cosecharse para luego reducir su volumen por incineración. Los compuestos tóxicos pueden también liberarse como especies volátiles menos tóxicas.

El diseño del sistema a utilizar para la descontaminación variará según el o los compuestos contaminantes, la concentración de dichas sustancias y las condiciones del sitio a remediar (transparencias 16 y 17). El tipo de fitorremediación que será utilizado es muy importante, ya que el diseño del sistema dependerá de ello. Algunos factores clave a tener en cuenta son:

Selección de la especie vegetal: en general se utilizan plantas de rápido crecimiento, fáciles de crecer y mantener. No debe olvidarse el requerimiento de agua de las plantas en el terreno en que serán ubicadas. Algunos diseños utilizan especies autóctonas para no modificar demasiado la flora local. Obviamente, la especie seleccionada deberá descontaminar eficientemente la sustancia tóxica. Pueden utilizarse plantas, árboles, pastos o algas.

Datos de toxicidad y de degradación de contaminantes: es necesario analizar el tipo de contaminación para asegurar la correcta elección del sistema. Probablemente deben realizarse ensayos a pequeña escala para comparar la efectividad de descontaminación de distintas especies. También es necesario analizar la cantidad y características de los compuestos que la planta produce y/o libera.

Esquema y densidad de las plantaciones: la densidad de plantación dependerá de la planta utilizada y

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