ADAPTACIÓN DE ESPECIES ESPONTÁNEAS A CONDICIONES DE SUELO CONTAMINADO CON METALES PESADOS

8/10/2019 ADAPTACIN DE ESPECIES ESPONTNEAS A CONDICIONES DE SUELO CONTAMINADO CON METALES PESADOS

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

ADAPTACIN DE ESPECIES

ESPONTNEAS A CONDICIONES DE

SUELO CONTAMINADO CON

METALES PESADOSCURSO: CONTAMINACION DE SUELOS Y CONTROL

2014-A

ALUMNOS:

Meja Rodrguez, Ricardo.

Lpez Revilla, Michael.


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I. INTRODUCCION

El suelo es un componente esencial del medio ambiente, base de los ecosistemas terrestres,

principio de muchas cadenas trficas y soporte del medio urbano e industrial. Dentro de sus

funciones acta como tampn, controlando el transporte de elementos qumicos y sustancias

hacia la atmsfera, hidrosfera y biosfera. Sin embargo, la funcin ms importante del suelo es su

productividad, base de supervivencia de los seres humanos. Por tanto, el mantenimiento de sus

funciones ecolgicas y agrcolas es una responsabilidad de toda la humanidad.

Los contaminantes pueden permanecer por largo tiempo en el suelo, lo cual es especialmente

grave en el caso de los compuestos inorgnicos, como los metales pesados que son difcilmente

degradables.

El presente trabajo trata de la contaminacin de tres cuartas partes de una parcela con metales

pesados, que se trat por medio de la fitorremediacin que se define como el uso de la plantas y

la microbiota asociada, enmiendas del suelo y tcnicas agronmicas para remover contener yo

neutralizar el efecto de los contaminantes, donde se observ la aparicin de plantas de hierba

mala que creci de buena manera frente a la contaminacin de metales pesados en el suelo.

Demostrando que estn plantas tienen capacidad de absorber metales pesados e incorporarlos en

algunos rganos sin perjudicar su normal funcionamiento.


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II. OBJETIVO

2.1. OBJETIVO GENERAL

Observar sobre la adaptacin de especies a una tierra contaminada con diferentes

concentraciones de metales pesados.

2.2. OBJETIVO ESPECFICO

Identificar las especies que llegaron a crecer frente a tierra contaminada.

Verificar mediantes parmetros de PH, tamao, que especie se adapta mejor en este

medio.


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III. MATERIALES

Planta Calndula

Rastrillo

Pico Wincha

Parcela ( donde se realizara el proyecto)

Aspersor

Botella de agua de 3L

IV. METODOLOGIA

Se nos asign una parcela de 16.8 y un volumen de 2.52 el cual necesitaba ser

tratada y contena plantas que quedo del semestre pasado donde se realiz proyecto de

investigacin. Por ello el da 1 consisti en sacar esas plantas y airear la parcela.

Asi nacin de la arcela

Vegetacin


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Durante dos semanas con das intercalados se proceda a picar 5cm y rastrillar para airear

la parcela y tambin a regar.

Luego se divide la parcela en 4 para poder contaminar la parcela con metales pesados,

distribuyndolo de la manera indicada en la primera clase por el profesor.

SIN

CONTAMINAR

CONTAMINADO

3Kg

CONTAMINADO

1Kg

CONTAMINADO

2Kg


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Despus de contaminar se airea la tierra durante una semana para luego poder sembrar la

Calndula.

Al sembrar la Calndula se rego la primera semana con aspersor, luego se esa semana se

observa la germinacin, es cuando se empez a regar con botellas de 3L, dejando crecer la

planta.

SEMILLA DE

CALNDULA


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V. REVISIN BIBLIOGRAFICA RESPECTO A LA INVESTIGACIN

La fitorremediacin es el uso de plantas verdes vivas para fijar o adsorber contaminantes, y la

limpieza de los contaminantes o hacer su reduccin o desaparicin del riesgo.

La fitoestabilizacin, fitovolatilizacin y fitoextraccin son los tres principales tipos de

fitorremediacin y dos tcnicas como la fitoestimulacin y rizofiltracin.

Fitoestabilizacin es la fijacin de los metales pesados por las plantas a travs de la

adsorcin, precipitacin y reduccin de la raz, y reduciendo as su migracin y la

biodisponibilidad y evitar la migracin hacia el agua subterrnea y la cadena alimentaria.

Fitoextraccin. Es la adsorcin de metales pesados usando plantas tolerantes y

acumuladoras que los transfieren y almacenan hacia la parte area de la planta. Dentro de

esta tecnologa, se encuentra la Fitominera, solo hay investigaciones con el Ni, (Reeves,

2006).

Fitovolatilizacin.Es la absorcin y transferencia de algunos contaminantes en la fase de

gas por las plantas (Pilon-Smith, 2005; Macek et al, 2006).1

Fitotransformacin. Es el uso de plantas para la transformacin de compuestos orgnicos

(Macek et al, 2006).

Fitoestimulacin. Representa la estimulacin de la degradacin microbiana mediante el

efecto de exudados de plantas (Pilon-Smith, 2005; Macek et al, 2006).

Rizofiltracin. Es la explotacin de las races de la planta para absorber contaminantes,

especialmente metales, del agua (Dushenkov et al., 1995; Macek et al, 2006).2

Actualmente son ms usados los ndices que reflejan tanto la acumulacin de metales pesados

como su movimiento dentro de la planta. Dentro de los ms importantes estn:

Factor de bioconcentracin o Coeficiente de enriquecimiento

Se define como la relacin de la concentracin de metales en la planta con respecto a la

concentracin total de metales en el suelo (Figliolia et al., 2002 y Perez-Sirvent, 2008). Este ndice

es ampliamente usado para comparar la eficiencia de diferentes plantas (Kabata - Pendias y

Pendias 2000).

1Review on remediation technologies of soil contaminated by heavy metals por Zhitong Yaoa, Jinhui Lib,*,

Henghua Xiec, Conghai Yuc http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S18780296120063782Transferencia de metales de suelo a planta en reas mineras: Ejemplos de los Andes peruanos y de la

Cordillera Prelitoral Catalana - Paola Andrea Durn Cuevas. Tesis Doctoral.


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Factor de translocacin

Que es el contenido de metales en la parte area de la planta con respecto a la raz > 1 (Chaney etal, 1997, Brooks, 1998; Cluis, 2004).

Las condiciones sugeridas por Ranskin y Ensley (2000) para clasificar a las plantas dentro de la

categora de las exclusoras (plantas que utilizan la tcnica de fitoestabilizacin) son:

ndice de translocacin (FT) inferior a 1. Esta baja translocacin de metales hacia la parte

area de la planta hace referencia a la permanencia de los metales pesados en la races de

las plantas fitoestabilizadoras.

Alta tolerancia a los metales pesados.

Especie perenne, con un largo ciclo de vida y capacidad para autopropagarse. Mench et

al., (2006) aaden que las plantas exclusoras deben tener una relativa larga vida y una

habilidad para autopropagarse, y estar disponibles comercialmente.

La acumulacin de metales en las especies de malas hierbas que crecen en el suelo

contaminado con residuos industriales y su potencial de fitorremediacin.

Narendra Kumara,, Kuldeep Bauddha, Sanjeev Kumara, Neetu Dwivedia, D.P. Singha, S.C. Barmanb aDepartment of Environmental Science, Babasaheb Bhimrao Ambedkar University, Lucknow, India b Environmental Monitoring

Division, Indian Institute of Toxicology Research, Lucknow, India

En el pasado reciente, varios autores han tenido xito en la identificacin de muchas plantas,

incluyendo cultivos comestibles y vegetales de hoja fines fitorremediacin (Uera et al, 2007;..

Zadeh et al, 2008;. Salaskar et al, 2011;. Shevyakova et al, 2011). Sin embargo, la aplicacin deestos cultivos para fines de fitorremediacin se encuentra no es adecuado debido estos cultivos

pueden ejercer efectos txicos directos a los seres humanos y los animales al entrar en la cadena

alimentaria. El nfasis de este estudio fue conocer las especies metlicas eficientes acumuladores

de malas hierbas que crecen de forma natural en el suelo contaminado por actividades

industriales para evaluar su potencial de fitorremediacin.

Se estudiaron doce especies de plantas diferentes, a saber. C. procera, C. bonplandianum, C.

rotundus, D. estra-monium, E. hirta, P. hysterophorus, P. emarus, S. cordifolia, S. nigrum, S.

xanthocarpum, S. oleracia, T. procumbens.

Las CE (factor de bioconcetracin) con respecto a la raz y brotes de todas las plantas estudiadasfue> 1, Tales especies de plantas pueden ser considerados como hiperacumulador y se pueden

aplicar para la fitoextraccin de metales (Camarero et al., 2000).

FT de los metales en diferentes malezas fue oscil entre 0,119 (Cd en T. procumbens) a 3,86 (Pb en

S. oleracea). Baker (1981) y Singh et al. (2010) informaron de que TF superior a la unidad y menor

que 1.0 es una funcin de acumulador de metal y las especies de plantas exclusor de metal,


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respectivamente. Diferentes especies de plantas han mostrado diferentes grados de translocacin

de metal de la raz a los brotes.

Los resultados sugieren que las malezas que crecen de forma natural en el ambiente contaminado

se han adaptado a la mayor concentracin de los metales y pueden acumularse estos metales en

mayor grado en sus partes del cuerpo. Estas hierbas se pueden aplicar para la fitorremediacin demetales contaminados de la tierra.

Transferencia de metales de suelo a planta en reas mineras: Ejemplos de los Andes peruanos y

de la Cordillera Prelitoral Catalana - Paola Andrea Durn Cuevas. Tesis Doctoral.

Estudio de algunas especies espontneas en suelos de alrededor de la mina Carolina. La mayor

densidad de poblacin vegetal se encuentra al costado de los cercos y cerca de los mrgenes de

los ros. Del total de especies recolectadas, la mayora pertenece a la familia de las Asterceas

(Compuestas). Pg. 82.

En cuanto a Bidens triplinervia se puede concluir que:

Acumula elevadas cantidades de metales pesados, especialmente Pb (50000 mgkg-1) y Zn

(10000 mgkg-1), por exclusin en la raz.

Tanto el factor de transferencia (FT) como el factor de bioacumulacin (BF) son menos que

uno; a excepcin de los suelos levemente contaminado (Hc0) que presentan un BF mayor

que 1.

Por tanto, se sugiere esta especie como exclusora y se recomienda para estudios de

fitoestabilizacin de metales pesados en esta zona andina.

Respecto a Plantago orbignyana se concluye que:

Tiene una elevada capacidad de acumulacin de Pb (7000 mgkg-1) y Zn (9700 mgkg-1). En el caso del Pb, tanto el FT como BF son superiores a uno. En el caso del Zn, nicamente el FT es superior a uno. Por tanto, se sugiere esta especie como hiperacumuladora de Pb y Zn.

En cuanto Lepidium bipinnatifidum, Senecio sp, Sonchus oleraceus y Baccharis latifolia y Lepidiumbipinnatifidum se concluye que:

Acumularon elevadas concentraciones de Pb en la parte area. Adems, presenta valores FT superiores a uno. A pesar de presentar un valor inferior a 1 en el ndice BF, se sugieren como plantas

hiperacumuladoras de este metal.

El presente estudio es pionero en el contexto de la investigacin de especies potencialmente tilesen la fitorremediacin en la zona de Cajamarca. Dado el inters se sugiere la ampliacin delpresente estudio con otros de tipo experimental en cultivos hidropnicos para evaluar dichascaractersticas en un ambiente controlado.


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VI. RESULTADOS

El resultado fue la aparicin de hierva mala, que creci de manera regular en las 4 partes de las

parcelas (la de sin contaminar y las 3 contaminadas).

Por ello se procedi a investigar las distintas especies que crecieron de manera espontnea.

ESPECIES EN LA PARTE DE SIN CONTAMINAR

Se observ la aparicin de 2 especies:

a. Hydrocotyle

bonariensis


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ESPECIES EN LA PARTE DE 1Kg DE CONTAMINACION


b. P. Pumila

b. P. Pumila

a. Hydrocotyle

bonariensis


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a. P. Pumila

b. Calndula

c. Hydrocotyle bonariensis


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a. Hydrocotyle

bonariensis

b. P. Pumila


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Se obtuvo tambin un anlisis de promedio de densidad poblacional, contando el nmero de

poblaciones vegetales en un rea de 30cm x 30cm de cada parte de la parcela (sin contaminar y 3

contaminadas).

DENSIDAD POBLACIONAL DE LA PARTE SIN CONTAMINAR

En un rea de 0.09 se obtiene un total de 34 especies

DENSIDAD POBLACIONAL DE LA PARTE DE 1Kg CONTAMINADO





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Histograma resumen:

0

50

100150

200

250

300

350

400

450

500

sincontaminar

contaminado1kg

contaminado2kg

contaminado3kg

especies/m2

Densidad (especies/m2)

Densidad (especies/m2)


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Alturas de especies en cada parte de la parcela

PARTE DE LA PARCELA SIN CONTAMINAR

PARTE DE LA PARCELA CON 1Kg DE CONTAMINACION

0

5

10

15

20

25

30

35

40

maxima media minima maxima media minima

Hydrocotyle bonariensis P. Pumila

altura(cm)

sin contaminar

0

10

20

30

40

50

60

70

maxima minima maxima minima


altura(cm)

Contaminado con 1 kg.


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Para obtener el PH la relacin de suelo es 1:2.5; es decir 25ml de agua destilada con 10gr de suelo,

se remueve y se deja reposar unos minutos para posteriormente colocar el Phmetro.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

maxima minima maxima

P. Pumila Calndula

altura(cm)

contaminado 2kg.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

maxima media minima maxima media minima


altura

(cm)

Contaminado con 3 kg.


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CARACTERISTICAS DE LAS ESPECIES DE PLANTAS QUE SE ADAPTARON

1. Hydrocotyle bonariensis:

Orden Apiales

Familia Araliaceae (AL Jussieu,1789), Apiaceae (Cabrera, A.L. (1965) )Genero HydrocotyleEspecie Bonoriensis

Hydrocotyle bonariensis Lam. (Apiaceae), es una planta herbcea comnmente conocida comoredondita de agua, paragita o tembladerilla, de amplia distribucin en Sudamrica.En la Repblica Argentina es muy frecuente encontrarla en praderas hmedas, pajonales ymdanos del este y sur de la provincia de Buenos Aires. Vegeta durante todo el ao y florece enverano. Desde hace muchos aos se emplea en medicina popular en Amrica del Sur,principalmente contra eritemas cutneos.

2.

P. Pumila:

Orden Rosales

Familia UrticaceaeGenero PileaEspecie P. Pumila

Plantas anuales o herbceas perennes, por lo general algo carnosas, rara vez acaulescentes osufruticosas, ocasionalmente epfitas, monoicas o dioicas, glabras o pubescentes pero sin pelosurticantes. Es lo que lo distingue de la ortiga. Con unas 400 especies, Pilea es el gnero ms grandede las urticceas. Se distribuye alrededor del mundo.

3.

Calndula:

Orden Asterales

Familia AsteraceaeGenero CalndulaEspecie Calndula officinalis

Planta herbcea, aromtica, glandular, de anual a perenne, leosa nicamente en la base. El tallo

de 20 a 55 cm de altura, es erguido o procumbente, ramificada y generalmente con hojas casi

hasta el extremo superior. Las hojas de 7-14 x 1-4 cm, son alternas, simples, oblongas-lanceoladas,

estrechamente obovadas, oblongas o espatuladas. Las flores son liguladas y amarillas, con unafloracin que dura prcticamente todo el ao, cerrndose de noche y abrindose a al amanecer.


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VII. CONCLUSIONES

La parcela contaminada con 1 kg. Present las especies de plantas con mayor altura, como se

observa en la grafica de resultados, llegando a una altura mxima en 8 semanas de crecimiento de

60 cm en la especie P.Pumilay 57 cm en la H. bonaeriensis.

La parcela contaminada con 2 kg. Present la menor densidad de especies por m 2 y el menor

crecimiento de estos, pero se observo que es la nica parcela que presento crecimiento de la

especie Calndula officinalis.

La parcela contaminada con 3 kg. Presento la mayor densidad de especies por m2, debido a esto

por material bibliogrfico se concluy que estas especies son hiperacumuladoras de metales

pesados y por ello se adaptan a estas condiciones con mayor facilidad, tambin algunas especiesherbceas tienen menor ndice de translocacin


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pesados en las plantas que crecen en la tierra contaminada (Kisku et al., 2000). Si es mayor a 1,

denota que hay mayor concentracin de metales en las races/brotes respecto al suelo.

Anlisis de caracterizacin del suelo, contenido de N, C, K, tipo de suelo, etc

IX. BIBLIOGRAFA Transferencia de metales de suelo a planta en reas mineras: Ejemplos de los Andes

peruanos y de la Cordillera Prelitoral Catalana - Paola Andrea Durn Cuevas. Tesis

Doctoral.

La fitorremediacin de metales pesados-conceptos y aplicaciones

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653513001914 La acumulacin de metales en las especies de malas hierbas que crecen en el suelo

contaminado con residuos industriales y su potencial de fitorremediacin.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925857413004205

http://www.fairfun.net/my3/flora_my/flora-d/APIALES/apiaceae.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Centella_asiatica

http://fairfun.net/my2/flora_my/flora_my-d/flora-dn/du/umhya01c.htm

Hydrocotyle bonariensis =

http://www.latamjpharm.org/trabajos/28/6/LAJOP_28_6_2_7_118KBT3EQN.pdf

http://herbarivirtual.uib.es/cas-uv/genere/2408.html (HERBARIO)

http://www1.inecol.edu.mx/publicaciones/resumeness/FLOBA/Flora%20134-Urticaceae.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Pilea_pumila

http://www.latamjpharm.org/trabajos/28/6/LAJOP_28_6_2_7_118KBT3EQN.pdf
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653513001914http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653513001914http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925857413004205http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925857413004205http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925857413004205http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653513001914

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