Revisión sistemática: Especies vegetales en la fitorremediación de suelos contaminados por metales pesados

En la presente investigación se realizó un trabajo de revisión sistemática con el objetivo de determinar cuáles son las especies vegetales con mayor capacidad de fitorremediación de suelos contaminados con metales pesados, La metodología usada consiste en la revisión de trabajos de investigación usando palabras clave de búsqueda en las bases de datos en Google Académico, Worldwidescience, ProQuest y ScienceDirect que luego de aplicar criterios de análisis se obtuvieron 40 artículos para el presente estudio. Teniendo como resultados que las especies arbóreas como la Acasia Saligna, son favorables para remediar suelos con cromo y las especies arbustivas como Cistus L. mostraron tener buenos resultados en la captación de metales como arsénico, zinc y plomo, también se encontró que las hortalizas como el Allium fistolosum y Origanum acumulaban plomo, siendo favorables para proyectos de fitorremediación de suelos con concentraciones bajas de contaminantes y a corto plazo; debido a su rápido desarrollo vegetativo. Y dentro de las especies herbáceas como Helianthus annuus, presentan una mejor alternativa para proyectos de fitorremediación mediante técnicas de fitoextracción por su fácil manejo y versatilidad para remover diversos contaminantes, de bajo requerimiento de nutrientes, sobrevivir a condiciones de sequía y no ser empleadas en alimentación humana. Y que la técnica de fitoextracción es la más empleada para la remoción de metales pesados en suelos contaminados porque permite translocar el contaminante en distintos órganos cosechables de la planta, favoreciendo su extracción y eliminación de la zona afectada. Y las plantas herbáceas como los vegetales que son la mejor alternativa para estos procesos

Fitorremediación a escala piloto de suelos contaminados con mercurio y cobre usando jatropha curcas l en zona minera el Alacrán

In Colombia there are several areas contaminated with heavy metals, one of these is located in the San Juan de Assisi corregimiento, municipality of Puerto LibertadorCórdoba, called the El Alacrán mine, where its main activity is the artisanal exploitation of vein gold with mercury amalgam. This has led to contamination of soils and ecosystems in the area due to the mining waste generated by this activity, including mercury (Hg) and copper (Cu). This situation has become a threat to human and environmental health, because in this area natural resources (water and soils) are used for agricultural and livestock purposes, their productivity and health depend on the state in which they are located. The phytoremediation technique is very useful in the face of this problem, as it can remedy soils contaminated with heavy metals. Which is why the objective of this study was to evaluate the fitorremediation process with Jatropha curcas L, whit the purpose of obtaining reliable, evidence-based information under real field conditions. For this purpose, physicochemical soil analyses were performed at the beginning of the process and 18 months after the species was established. Metal concentrations in soils and plants were also determined. The direct method of thermal decomposition was used for mercury analysis, using DMA-80 equipment and the flame atomic absorption spectrometry measurement methodology was used for copper analysis. The results showed that Jatropha curcas L under real field conditions, was able to accumulate and transfer mercury to its aerial parts, as well as tolerate high concentrations of copper, evidenced an improvement in soil physicochemical conditions mainly in the organic matter content.RESUMEN ............................................................................................................ VIIABSTRACT .......................................................................................................... VIII1. INTRODUCCION ................................................................................................ 12. OBJETIVOS ........................................................................................................ 32.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 32.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................... 33. ANTECEDENTES Y MARCO TEORICO ............................................................ 43.1 ANTECEDENTES ..................................................................................... 43.2 MARCO TEÓRICO.................................................................................... 93.2.1 La minería aurífera y los efectos sobre el medio ambiente ..................... 93.2.2 Metales pesados ................................................................................... 103.2.3 Límites máximos permisibles de metales pesados en los suelos ......... 123.2.4 Contaminación del suelo por actividades mineras ................................ 123.2.5 Efectos de la contaminación con metales pesados en la salud humana………………………………………………………………………………133.2.6 Fitorremediación de suelos contaminados con metales pesados ......... 143.2.7 Plantas fitorremediadoras ..................................................................... 153.2.8 Jatropha como planta fitorremediadora de suelos ................................ 163.2.9 Factor de bioconcentración (BCF) y translocación (TF)……………….....173.2.10 Protocolo ............................................................................................. 174. METODOLOGÍA ................................................................................................ 194.1 UBICACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE LA ZONA DE ESTUDIO ......... 194.2 ESTABLECIMIENTO DE LA PLANTACIÓN ........................................... 204.3 TOMA DE MUESTRAS ........................................................................... 214.3.1 Toma de muestras para análisis fisicoquímico del suelo ...................... 214.3.2 Toma de muestras para determinación de Hg y Cu en el suelo ............ 224.3.3 Toma de muestras para determinación de Hg y Cu en plantas ............ 224.4 ANALISIS DE LAS MUESTRAS ............................................................. 224.4.1 Análisis de las propiedades fisicoquímicas del suelo ............................ 224.4.2 Determinación de Hg y Cu en suelos .................................................... 234.4.3 Determinación de Hg y Cu en plantas ................................................... 234.4.4 Control de calidad analítico ................................................................... 234.5 CALCULO DE LA TASA DE REMOCIÓN ............................................... 244.6 CALCULO DEL FACTOR DE BIOCONCENTRACIÓN (BCF) Y TRANSLOCACIÓN (TF) ................................................................................. 244.7 TRATAMIENTO DE LOS RESULTADOS ............................................... 255. RESULTADOS Y DISCUSIONES ..................................................................... 265.1 DESCRIPCION Y RECONOCIMIENTO DE LOS SUELOS. ................... 265.2 CARACTERÍSTICAS FISICAS, QUIMICAS Y BIOLOGICAS OBSERVADAS LA ZONA DE ESTUDIO ...................................................... 285.3 ESTABLECIMIENTO DE LA ESPECIE Jatropha curcas L Y EVALUACION DE SUS RASGOS MORFOLOGICOS .......................................................... 305.4. EVALUACION DE PARAMETROS FISICOQUIMICOS Y CONCENTRACIONES DE METALES PESADOS EN LOS SUELOS, AL INICIO Y AL FINAL DEL PROCESO DE FITORREMEDIACION ................................. 335.4.1 Evaluación de parámetros fisicoquímicos del suelo ............................. 335.4.2 Evaluación de las concentraciones de Hg y Cu en suelo ..................... 375.5 EVALUACION DE LAS CONCENTRACIONES DE METALES EN PLANTAS14 .... 425.5.1 Evaluación de las concentraciones de Hg y Cu en plantas .................. 425.6 FACTORES DE BIOCONCNETRACIÓN Y TRASLOCACION DE Hg Y Cu EN JATROPHA…………………………………………………………………….485.7 APROVECHAMIENTO DE LA BIOMASA DE FITORREMEDIACION .... 505.7.1 Compostaje. . ........................................................................................ 515.7.2 Biogás. .................................................................................................. 535.7.3 Biodiesel. .............................................................................................. 535.7.4 Bioetanol. ............................................................................................. 535.7.5 Carbón catalítico. . ................................................................................ 545.8 .....PROTOCOLO PARA EL PROCESO DE FITORREMEDIACIÓN DE SUELOS…555.8.1 Etapa de Análisis teórico sobre la Fitorremediación y su contexto ....... 555.8.2 Etapa de zonificación ............................................................................ 565.8.3 Etapa de caracterización ambiental ...................................................... 565.8.4 Etapa de evaluación de riesgos a la salud humana y al ambiente ....... 585.8.5 Etapa de ejecución de las acciones de fitorremediación ...................... 595.8.6 Etapa de seguimiento y monitoreo ....................................................... 595.8.7 Etapa de evaluación ............................................................................. 605.8.8 Etapa de cierre ..................................................................................... 605.9 CONDICIONES IDÓNEAS PARA LA FITORREMEDIACIÓN ................ 616. CONCLUSIONES .............................................................................................. 627. RECOMENDACIONES ..................................................................................... 638. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 649. ANEXOS ........................................................................................................... 85En Colombia existen varias zonas contaminadas con metales pesados, una de estas se encuentra en el corregimiento San Juan de Asís, municipio de Puerto LibertadorCórdoba, llamada mina El Alacrán, en donde su principal actividad es la explotación artesanal de oro de veta con amalgama de mercurio. Esto ha generado la contaminación de los suelos y ecosistemas de la zona debido a los residuos mineros que esta actividad genera, entre ellos mercurio (Hg) y cobre (Cu). Esta situación se ha convertido en una amenaza para la salud humana y ambiental, debido a que en esta zona los recursos naturales (agua y suelos) son utilizados para fines agrícolas y ganaderos, su productividad y sanidad dependen del estado en que se encuentren. La técnica de fitorremediación es de gran utilidad ante esta problemática, ya que puede remediar suelos contaminados con metales pesados. Razón por la cual el objetivo de este estudio fue evaluar el proceso de fitorremediación con Jatropha curcas L, con el propósito de obtener información confiable, basadas en pruebas bajo las condiciones reales de campo. Para ello se realizaron análisis fisicoquímicos del suelo al inicio del proceso y 18 meses después de establecida la especie. Así mismo, se determinaron las concentraciones de metales en suelos y plantas. Para el análisis de mercurio se utilizó el método directo de descomposición térmica, utilizando un equipo DMA-80 y para análisis de cobre se usó la metodología de medición espectrometría de absorción atómica por llama. Los resultados demostraron que Jatropha curcas L bajo condiciones reales de campo, fue capaz de acumular y traslocar mercurio a sus partes aéreas, así como también tolero las altas concentraciones de cobre, se evidenció una mejora en las condiciones fisicoquímicas del suelo principalmente en el contenido de materia orgánica.MaestríaMagíster en Ciencias Ambientale