Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias...
Transcript of Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias...
![Page 1: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/1.jpg)
Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
FITORREMEDIACIÓNDE SUELOS
Prof. Rafael Mulas FernándezÁrea de Edafología y Química Agrícola
Dpto. Ciencias AgroforestalesUniversidad de Valladolid
![Page 2: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/2.jpg)
2Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Índice
1. Introducción2. Interacción Planta-Contaminantes:
Tolerancia3. Métodos de Fitorremediación4. Ventajas e Inconvenientes5. Investigación y Perspectivas de
Desarrollo6. Conclusión
![Page 3: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/3.jpg)
3Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
FitorremediaciónEs una técnica biológica de descontaminaciónEn realidad, es un conjunto de técnicasConsiste en el uso de plantas y sus microorganismos asociados para la recuperación ambientalTecnología más barata y menos invasiva ambientalmente que las convencionales, basadas en ingeniería civil y procesos físico-químicosPuede utilizarse sobre sustratos sólidos, líquidos y gaseosos
![Page 4: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/4.jpg)
4Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
BiorremediaciónEn sentido amplio, es el uso de seres vivos para la descontaminación y recuperación ambiental
En ese sentido, la fitorremediación estaría incluida entre las técnicas de biorremediación
No obstante, el uso del término biorremediación suele restringirse para las tecnologías basadas en microorganismos
Como las plantas conviven necesariamente con microorganismos, cualquier proceso de fitorremediación conlleva biorremediación, aunque no al revés
![Page 5: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/5.jpg)
5Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Precisiones terminológicas
FitorremediaciónFitocorrecciónFitorrestauraciónFitorrecuperación
RRR
![Page 6: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/6.jpg)
6Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
DefiniciónEs el empleo de plantas para reducir in situ la concentración y/o la peligrosidad de contaminantes orgánicos e inorgánicos de suelos, sedimentos, aguas y aire, a partir de procesos bioquímicos realizados por las plantas y sus microorganismos asociados que conducen a la reducción, mineralización, degradación, estabilización y/o volatilización de dichos contaminantes
![Page 7: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/7.jpg)
7Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
La fitorremediación puede utilizarse para tratar suelos, sedimentos, aguas, tanto subterráneas como superficiales, y aireSe ha aplicado incluso a lixiviados de vertederosPuede emplearse como tecnología de tratamiento única o en combinación con otras, típicamente como etapa finalNos restringiremos a los tratamientos de suelos y aguas subterráneas
![Page 8: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/8.jpg)
8Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Estrategias
Las plantas pueden utilizar tres estrategias en la remediación:
Degradación (destrucción del contaminante)ExtracciónContención/inmovilización
En definitiva, las mismas estrategias que podemos emplear con otras tecnologías de recuperación que adoptemos
![Page 9: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/9.jpg)
9Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
A tener en cuentaMúltiples capacidades de las plantas en relación con contaminantes:
ExcluirAbsorberRetenerDegradar o transformarVolatilizar
Importante papel de las raícesAdaptadas específicamente para extracción de agua y minerales del sueloDesarrollan una extensa red que alcanza cada poro accesibleConcentran elementosSegregan exudados que promueven la simbiosis con una compleja comunidad de microorganismos (rizosfera)Liberan agentes que pueden solubilizar y quelatar metales
![Page 10: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/10.jpg)
10Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Orígenes y desarrollo de la fitorremediación
Idea propuesta por Chaney en 1983 en relación con el uso de metalofitas para fitoextracción (metales)Aunque hay mucho trabajo previo en ingeniería con vegetales para tratamiento de aguasSe comenzó a desarrollar a principios de los 90’sEl termino se acuña en 1991 (EPA)
![Page 11: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/11.jpg)
11Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Cunningham y Berti (1993) lo usan por vez primera en literatura de difusión abiertaHa ido ganando aceptación en la última décadaEn EE.UU. entre 1999 y 2004 el gasto en fitorremediación se ha multiplicado por un factor entre 2 y 3Algunos autores claves:
SchnoorBrooksRaskinEnsley
McCutcheonTerryBañuelos
![Page 12: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/12.jpg)
12Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
InterdisciplinaridadEn el estudio y aplicación de la fitorremediación intervienen múltiples disciplinas:
Fisiología vegetalAgronomíaMicrobiologíaHidrogeologíaEdafologíaQuímicaIngeniería…
![Page 13: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/13.jpg)
13Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Contaminantes susceptibles de ser tratados
Inorgánicos:Metales pesados (micronutrientes o no): Fe, Cu, Mn, Mo, Zn, Cr, Ni, Cd, Co, Hg, Pb, V, W …Otros elementos tóxicos: As, Se, F …Isótopos radiactivos: 238U, 137Cs, 90Sr …Nutrientes: N, P…
Orgánicos:PesticidasHidrocarburos y derivadosDisolventesExplosivosPAHsPCBs…
![Page 14: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/14.jpg)
14Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
C. OrgC. OrgáánicosnicosPueden ser:
degradados en la zona radicularabsorbidos y después:
degradadossecuestradosvolatilizados
C. InorgC. InorgáánicosnicosNo pueden ser degradadosPueden ser
estabilizados en suelosecuestrados en tejidos cosechables
![Page 15: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/15.jpg)
15Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Procesos involucradosFísicos:
Sedimentación, filtración, adsorción, volatilización
Químicos:Hidrólisis, precipitación, complejación, reacciones redox, fotoquímicas…
Biológicos:Metabolismo de microorganismos, de plantas…
![Page 16: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/16.jpg)
16Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Visión sistémicaPlantas y microorganismos conforman un ecosistemaAunque sea artificial e intervenido por el hombreLa dinámica del ecosistema y sus procesos funcionales también son parte de la técnica Incluida la capacidad de reorganizarse y adaptarse a las condiciones sobreimpuestasEs necesario contar con el funcionamiento a este nivel y no sólo con los procesos fisiológicos
![Page 17: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/17.jpg)
17Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Atenuación naturalTodo ecosistema presenta un grado de resiliencia
capacidad de absorber perturbaciones, sin alterar significativamente sus características, estructura y funcionalidad y de poder pudiendo regresar al estado original una vez que la perturbación ha terminado.
Los procesos involucrados en la fitorremediación ocurren, en cierta medida, de forma natural en todo lugar con vegetación y contaminadoIndependientemente de la actuación antrópica, existe una autodepuración
![Page 18: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/18.jpg)
18Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Atenuación natural
Esto se denomina atenuación natural y es la forma más simple de fitorremediación / biorremediaciónResulta conveniente en lugares apartados, con pequeño grado de utilización humana y relativamente poco contaminadosÚnicamente supone un seguimiento de la evolución (atenuación natural monitorizada)
![Page 19: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/19.jpg)
19Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Plantas recomendables
Conviene, en general, que sean:De crecimiento rápidoElevada producción de biomasaTolerantes a la contaminaciónResistentesCompetitivas
Cada técnica específica tiene requerimientos añadidos
![Page 20: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/20.jpg)
20Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Al escoger especies para un lugar es recomendable incluir algunas que crezcan naturalmente en el entornoEstas especies resultarán competitivas en las condiciones localesY si ya crecen en el lugar contaminado tolerarán el contaminante
![Page 21: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/21.jpg)
21Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Índice
1. Introducción2. Interacción Planta-Contaminantes:
Tolerancia3. Métodos de Fitorremediación4. Ventajas e Inconvenientes5. Investigación y Perspectivas de
Desarrollo6. Conclusión
![Page 22: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/22.jpg)
22Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
2. Interacción Planta-Contaminantes: Tolerancia
Se conoce desde antiguo (Grecia, Roma…) la asociación entre algunas plantas y ciertos tipos de suelos o sustratos mineralesDistintas culturas han empleado plantas como indicadores de la existencia de venas metalíferas… Incluso para metales tóxicos o que lo son para otros muchos seres vivosEl desarrollo de la Botánica y la Biogeoquímica han permitido explicar dicha asociación en términos de tolerancia
![Page 23: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/23.jpg)
23Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
ToleranciaEsta es el resultado de la evolución adaptativa de especies o variedades en ambientes hostiles por presencia natural del metal o elemento tóxicoHoy sabemos que existen grados y se habla incluso de hipertolerancia
![Page 24: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/24.jpg)
24Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Tolerancia frente a metales
Los organismos han evolucionado desarrollado mecanismos de protección frente a:
metales abióticosdosis excesivas de elementos biocompatibles
Los mecanismos que posibilitan la tolerancia frente a metales pesados y otros elementos son múltiples
A. mantener el tóxico fuera de la plantaB. detoxificación C. acumulación
![Page 25: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/25.jpg)
25Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
A. Mantener el tóxico fuera
Reducción de biodisponibilidadInsolubilización por precipitaciónO por formación de complejos superficiales sobre minerales o material húmico
Exclusión: sistema de reflujo o liberación de metales hacia el exterior
Puede incluir mecanismos de volatilización
![Page 26: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/26.jpg)
26Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
B. Detoxificación
Con el objetivo de poder asimilar y metabolizar el elementoP. ej., la conversión de Cr (VI) en Cr (III)
Fig.: Mecanismo de detoxificación de Cr(VI) en un lirio acuático
![Page 27: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/27.jpg)
27Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
C. Acumulación1. Solubilización de metales del suelo para hacerlos
asimilables2. Secuestro del metal por agentes complejantes
(quelantes) de forma que no pueda ejercer su toxicidad
3. Transferencia Requiere transportadores proteínicos activos
4. Acumulación en vacuolas o incorporación a ligninaEl secuestro en vacuolas (orgánulos con doble membrana lipídica) se denomina compartimentación. Ahí quedan excluidos de procesos de respiración o de división celularEn las vacuolas probablemente forma agregados más complejosLa adsorción de grupos lipofílicos sobre lignina se denomina lignificación
![Page 28: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/28.jpg)
28Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Agentes quelantes
Ácidos orgánicos (citrato, oxalato, malato…)Aminoácidos, principalmente histidinaFundamentalmente, metalotioneínas y fitoquelatinas
Se trata de péptidos ricos en cisteínaParece que su función se relaciona con la homeostasis (regulación) de metales esenciales mediante su transporte ya almacenamientoUna amplia variedad de metales induce la formación de fitoquelatinasFig.: Esquema del quelato fitoquelatina - Cd
![Page 29: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/29.jpg)
29Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Tolerancia frente a contaminantes orgánicos
La mayoría son xenobióticosPor tanto, las plantas no han desarrollado mecanismos específicosTransporte: proceso físico y pasivo; por difusión, variable según hidrofobicidadDegradación: resultado de actividad de enzimas empleados para otros finesSecuestro: también en vacuolas o en la membrana celular
Suele requerir transformación química previa
![Page 30: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/30.jpg)
30Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Esquema de mecanismos de tolerancia a nivel celular
TA
TPTA: transporte activoTP: transporte pasivo
TA
![Page 31: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/31.jpg)
31Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Hipótesis de la Protección¿Por qué es útil la hiperacumulación?Una hipótesis es que aporta un cierto nivel de protecciónfrente a plagas y enfermedades, es decir, ante ciertos insectos, hongos y/o bacteriasHay algunos datos publicados que lo corroboran en relación con Ni, Zn y Cu
![Page 32: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/32.jpg)
32Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Las raícesPapel claveSu función específica es extraer agua y minerales del sueloPueden explorar cada poroFuncionan como bombas accionadas por energía solarAdemás liberan sustancias que contribuyen a movilizar metales, etc.
![Page 33: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/33.jpg)
33Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
El efecto físico de ahuecamiento del suelo por las raíces facilita :
la aireaciónla circulación de agua
aumenta la actividad microbiana
Las plantas transfieren O2desde sus órganos aéreos a la zona radicular
produciendo un entorno aerobio en la rizosfera, incluso cuando la raíz se encuentra en zona inundada
![Page 34: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/34.jpg)
34Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
En su actividad fisiológica los vegetales secretan por sus raíces exudados que contienen azúcares, aminoácidos, nutrientes…Esto favorece el desarrollo de comunidades microbianas en el suelo circundante e incrementa su actividadLa densidad de población microbiana en la rizosfera es entre 1 y 4 órdenes de magnitud mayor que en el mismo suelo lejos de la raízSe trata de una simbiosis: los microorganismos favorecen a la planta (mejoran la absorción de agua y nutrientes, proporcionan reguladores del crecimiento, etc.)
![Page 35: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/35.jpg)
35Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Índice
1. Introducción2. Interacción Planta-Contaminantes:
Tolerancia3. Métodos de Fitorremediación4. Ventajas e Inconvenientes5. Investigación y Perspectivas de
Desarrollo6. Conclusión
![Page 36: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/36.jpg)
36Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
3. Métodos de Fitorremediación
Fitorremediación es en realidad un término genérico que engloba tratamientos diversosLos vegetales tienen distintos mecanismos de defensa frente a tóxicosEso da lugar a distintas estrategias o métodos de fitorremediacióno ‘fitotecnologías’
![Page 37: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/37.jpg)
37Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
FitodegradaciónFitoestimulaciónFitovolatilizaciónFitoextracciónFitoestabilizaciónRizofiltraciónBombeo biológico
No mutuamente excluyentes
![Page 38: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/38.jpg)
38Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
3.1 FitodegradaciónTambién denominada fitotransformaciónActúa sobre contaminantes orgánicos y xenobióticos: hidrocarburos, PAH, plaguicidas, tensioactivos, compuestos clorados…Consiste en la transformación química de los contaminantes mediante procesos metabólicos internos o externos que conduce a su degradación completa o parcial, su inmovilización y/o inactivaciónEn definitiva, produce una detoxificación, al menos parcial
![Page 39: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/39.jpg)
39Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
El proceso puede comenzar ex planta, en la rizosfera, con la hidrólisis enzimática en moléculas más pequeñas que pueden ser absorbidas.En otros casos, se produce la absorción del contaminante y es degradado enzimáticamente en la plantaLos metabolitos pueden ser:
Asimilados por la planta para su crecimientoSecuestrados en sus vacuolasFijados a estructuras celulares insolubles (como la lignina)
En ocasiones, los metabolitos tienen actividad como fitohormonas, lo que mejora el desarrollo de la planta
![Page 40: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/40.jpg)
40Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
3.2 FitoestimulaciónTambién denominada rizodegradación, biodegradación en la rizosfera obiorremediación asistida por plantas Consiste en la degradación microbiana de contaminantes, activada o mejorada por la presencia de la rizosfera
![Page 41: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/41.jpg)
41Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
FitoestimulaciónSe aplica a contaminantes orgánicos
principalmente hidrófobos que no pueden ser absorbidos por las plantas (PCB; PAH, HC…)
En este caso son los microorganismos los que degradan los contaminantes
usándolos como fuente de energía y/o carbono o como resultado colateral de la actividad de enzimas segregados para hidrolizar otras sustancias (cometabolismo)
![Page 42: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/42.jpg)
42Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
3.3 FitovolatilizaciónConsiste en la absorción de contaminantes del suelo o del agua y su liberación a la atmósfera durante la transpiración generalmente en formas volátiles menos tóxicasLa forma volátil puede ser:
El propio contaminante (caso de algunos COV)Más habitualmente, productos de su degradación o transformación (en cuyo caso ha existido también fitodegradación)
Funciona con contaminantes orgánicos y también inorgánicos (Se, ¿As, Hg?)
![Page 43: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/43.jpg)
43Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
LimitacionesVienen dadas por el riesgo que suponga la emisión a la atmósferaRiesgo de deposición en áreas no contaminadas y/o con cultivos comestiblesPueden transformarse en contaminantes secundarios de efectos igual de nocivos o más
![Page 44: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/44.jpg)
44Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
3.4 FitoextracciónTambién denominada fitoacumulaciónConsiste en la captación por las raíces de los contaminantes y su acumulación en los tejidos de las plantas, seguida por la recolección de la mismasFunciona fundamentalmente con metales pesados y otros elementos tóxicos o radiactivos, pero también con algunos contaminantes orgánicosLa absorción del contaminante es selectiva. Suelos contaminados con varios metales requieren varias especies de plantas
![Page 45: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/45.jpg)
45Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
![Page 46: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/46.jpg)
46Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Hiperacumuladoreso metalofitas: Plantas con gran capacidad de acumular metales Almacenan concentraciones decenas o centenas de veces mayores que otras especies en las mismas condicionesPrincipalmente, en órganos aéreosAlcanzan niveles de gcont / kgms (0,1 – 1%)Y concentraciones en planta decenas de veces las existentes en sueloEllo sin síntomas de toxicidad: gran tolerancia (hipertolerancia)
![Page 47: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/47.jpg)
47Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Dos variantesHiperacumulación natural: la que se produce en plantas hiperacumuladoras sin másHiperacumulación asistida o inducida: cuando se añaden al suelo agentes acondicionadores (quelantes, etc.) que incrementan la solubilidad del metal y facilitan su absorción
![Page 48: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/48.jpg)
48Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
![Page 49: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/49.jpg)
49Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Recolección de biomasaLas plantas han de ser recolectadas.
Normalmente, sólo las partes aéreas (tallos y hojas)El ciclo de plantación / cosecha se repite (con las mismas o diferentes especies) hasta alcanzar los niveles de descontaminación requeridos La biomasa cosechada tiene dos destinos principales:
Reciclado de metales: En el caso de metales de valor y plantas suficientemente acumuladoras se puede extraer de la biomasa el metal (fitominería)Incineración: ha de realizarse de forma que no haya emisión de metal con los gases y las cenizas (tóxicas) han desecharse apropiadamente
Incluso si hay que confinar en vertederos de seguridad, esta tecnología presenta la ventaja de una reducción sustancial del volumen de residuo a depositar
![Page 50: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/50.jpg)
50Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Requisitos de las plantas
La planta ideal para fitoextracción ha de reunir estas características:
1. Tolerancia elevada2. Acumuladora, preferiblemente en partes aéreas
Las que no translocan el metal a las partes aéreas pueden ser útiles en fitoestabilización y restauración paisajística
3. Crecimiento rápido y biomasa efectiva en acumulación (alta proporción de metal a biomasa)
4. Fácil de recolectar
![Page 51: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/51.jpg)
51Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Es fácil encontrar poblaciones de plantas tolerantes o hiperacumuladoras en lugares naturalmente ricos en metalesSe conocen casos de especies que presentan poblaciones acumuladoras / tolerantes en algún lugar y sin esas características en otrosSuelen crecer lentamente y/o producir poca biomasaPlantas de buen crecimiento suelen, en cambio, ser poco acumuladoras y de baja tolerancia a metalesEn resumen: es difícil encontrar plantas “ideales”Necesario mayor conocimiento de los mecanismos fisiológicos de la tolerancia y la acumulación para facilitar la selección de especies y la mejora de variedades para estos fines
![Page 52: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/52.jpg)
52Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
3.5 Fitoestabilización
O fitoinmovilizaciónConsiste en el uso de plantas que inmovilizan o reducen la biodisponibilidad de los contaminantes mediante absorción y acumulación en las raíces, por adsorción sobre las mismas o por formación de compuestos insolubles en la rizosferaSe aplica a metales pesados y similares
![Page 53: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/53.jpg)
53Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Los compuestos insolubles pueden ser precipitados y complejos superficiales con coloides (minerales o materia orgánica)Los mecanismos de acumulación en raíz son análogos a los mencionados (secuestro, lignificación…)Esta técnica no descontamina, stricto sensu: el contaminante continúa en el suelo o raícesSí reduce sensiblemente la toxicidad y/o la movilidad y biodisponibilidad
Por tanto, reduce el riesgo de migración hacia manto freático y seres vivos
En parte, porque disminuye la percolación de agua y la posibilidad de lixiviación de los contaminantes
![Page 54: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/54.jpg)
54Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
La implantación de una cubierta de vegetación tolerante disminuye el riesgo de erosión eólica (contaminación del aire y dispersión del contaminante)Técnica aplicable cuando:
las concentraciones de contaminante no son elevadaslos terrenos son demasiado extensos para otras técnicas
No requiere recolección de la vegetación, lo que reduce costesFrecuentemente se apoya la fitoinmovilización con la incorporación de enmiendas o aditivos:
similares a los empleados en agricultura, pero con dosificación adaptada al casofosfatos, encalantes, oxihidróxidos de Fe y Al, aluminosilicatos o materiales orgánicos:
![Page 55: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/55.jpg)
55Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Se usan plantas con denso sistema de raícesAdemás existe un gradiente hidráulico (sobre todo si se emplean árboles) que previene la migración lateral de los contaminantesEn ciertos casos resulta recomendable una combinación de herbáceas y árboles:
La alta transpiración de los árboles mantiene flujo de agua hacia arriba, impidiendo la lixiviaciónSe usan hierbas que no acumulen contaminantes en sus brotes para minimizar la exposición a los mismos de la fauna silvestre
![Page 56: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/56.jpg)
56Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
3.6 Rizofiltración
Técnica aplicable en descontaminación de agua subterráneaSimilar en concepto a la fitoextracción: técnica de concentración-acumulaciónConsiste en filtrar agua a través de una masa de raíces de plantas cultivadas hidropónicamente de forma que los contaminantes disueltos se adsorben o se absorben y acumulanAplicable a metales y nutrientes
![Page 57: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/57.jpg)
57Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Las plantas han de tener alta tasa de producción de raíces y elevada área superficialPueden utilizarse planta acuáticas o terrestresEl cultivo hidropónico posibilita el desarrollo del sistema radicular (con agua no contaminada) y la posterior aclimatación de la planta al contaminante, previamente a la implantación en la zona a descontaminarTambién puede extraerse el agua a tratar y ponerla en contacto con las plantas en balsas adecuadasCuando el sistema radicular se satura de contaminante se recolecta la planta, incluida la raíz
La influencia del pH en la absorción de los contaminantes es muy elevada
![Page 58: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/58.jpg)
58Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
3.7 Bombeo biológico
O control hidráulico de contaminantesNo todos los autores consideran esta técnica separadamenteConsiste en el uso de plantas para impedir que contaminantes presentes en aguas susbsuperficiales contaminadas lleguen a los acuíferos
![Page 59: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/59.jpg)
59Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Árboles, como los chopos, por su gran evapotranspiración, son eficaces para:interceptar el movimiento horizontal de penachos de contaminación de aguas subterráneaspara dirigir el flujo de agua hacia arriba, previniendo la percolación del contaminante
![Page 60: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/60.jpg)
60Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Se basa en las elevadas tasas de evapotranspiración de algunas especiesFuncionan como bombas hidráulicas naturales movidas por energía solarPrincipalmente se emplean árbolesAlguna especie de Populus absorbe más de 1 m3 por día y pieSe pueden establecer barreras o corredores de protección de ríos, acuíferos, etc.Estos sistemas controlan el gradiente hidráulico y previenen la migración lateral de los contaminantes
![Page 61: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/61.jpg)
61Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
![Page 62: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/62.jpg)
62Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
![Page 63: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/63.jpg)
63Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
![Page 64: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/64.jpg)
64Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Índice
1. Introducción2. Interacción Planta-Contaminantes:
Tolerancia3. Métodos de Fitorremediación4. Ventajas e Inconvenientes5. Investigación y Perspectivas de
Desarrollo6. Conclusión
![Page 65: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/65.jpg)
65Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
4. Ventajas e inconvenientes
La referencia al hablar de ventajas o desventajas son las tecnologías clásicas de recuperaciónMuchos de los inconvenientes y ventajas dependen fuertemente de
la localización del emplazamientolos contaminantes presentesel método de fitorremediación aplicado
![Page 66: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/66.jpg)
66Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
4.1 VentajasTecnología sostenibleEmplea técnicas, maquinaria y suministros conocidos en agricultura, resultando de fácil implementación y mantenimientoPoco perjudicial para el ambiente y no afecta negativamente a los suelosAdelanta los procesos de reinstauración de comunidades vegetalesEs fácil monitorizar las plantas
![Page 67: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/67.jpg)
67Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
VentajasVersátil: es eficiente para diversos tipos de contaminantes, orgánicos e inorgánicos, pudiendo tratarse emplazamientos con varios de ellosAplicable in situ lo que evita excavación y transporte del suelo y reduce el riesgo de dispersión de contaminantes (y de su contacto con personas y otros seres vivos)No obstante, también puede aplicarse ex situAceptable por el público y agradable estéticamente por la mejora del paisaje
![Page 68: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/68.jpg)
68Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
VentajasÚtil para concentraciones de bajas a moderadasNo produce contaminantes secundariosEvita –o, al menos, reduce sustancialmente-la necesidad de vertederos o depósitos de seguridad para desechar residuosBajo consumo energéticoAdemás, utiliza energía solarAplicable en grandes extensiones de terreno
![Page 69: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/69.jpg)
69Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
VentajasNo es incompatible con otras tecnologías de recuperación más tradicionales, sino que puede ser complementaria, pudiendo emplearse como etapa final en procesos de restauraciónNo requiere personal muy especializadoEn ocasiones se pueden reciclar recursos (agua, biomasa, metales…)Cuando la biomasa no acumula tóxicos se puede aprovechar: como forraje, fibra, fuente de energía, para compostaje…Puede utilizarse con carácter preventivo
![Page 70: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/70.jpg)
70Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Bajo CosteEs, para muchos, la mayor ventajaCostes muy variables según:
la técnica a emplear de las varias disponibles el tipo de contaminante a tratar los niveles existentes y las características del lugar
![Page 71: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/71.jpg)
71Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
La relación de costes entre fitorremediación y otras tecnologías oscila mucho según los autores y los casos que comparen:
desde ‘menos de la mitad’a ‘mil veces más barato’
En promedio, se considera* esta tecnología diez veces más barata que las basadas en ingenieríaSe espera una disminución de los costes según la tecnología se vaya extendiendo
* Pilon-Smits, E. (2005) Phytoremediation. Annu.Rev.Plan.Biol. 56:15-39.
![Page 72: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/72.jpg)
72Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
4.2 InconvenientesTecnología aún en proceso de desarrolloProceso lento: requerimientos de tiempo a veces muy largos, de añosLimitada a la profundidad que pueden alcanzar las raíces (típicamente del orden de 0,5 m para herbáceas y de los 3 m para árboles)Dependencia de la eficacia de la recuperación con las estaciones y el climaLa toxicidad del medio a veces limita el crecimiento de la vegetación
![Page 73: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/73.jpg)
73Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
InconvenientesLa eficacia depende de la tolerancia de las plantas al conjunto de contaminantes presentesRequiere un estudio multidisciplinar que proporcione buen conocimiento del estado de los contaminantes, del suelo y las influencias de los diversos vegetales y microorganismos que intervienen
![Page 74: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/74.jpg)
74Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
InconvenientesNo universal. Cada tipo de planta tiene unos requerimientos para su desarrollo: temperaturas, precipitación, condiciones del suelo, geología, insolación, altitud …Sustancias acumuladas en tejidos envejecidos pueden ser nuevamente liberadas al ambiente (hojas en otoño …)Los contaminantes pueden acumularse en madera que se utilice como combustible, con riesgo de emisión de los mismos
![Page 75: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/75.jpg)
75Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
InconvenientesNo elimina totalmente el riesgo de lixiviación de contaminantes hacia aguas subterráneasLa solubilidad de algunos contaminantes se puede ver incrementada, resultando un mayor riesgo de migración y daño ambientalExiste riesgo de que los contaminantes sean consumidos por animales (p. ej., roedores) y entren en las cadenas tróficasLos contaminantes pueden, a través de las plantas, afectar a otros seres vivos del ecosistema
![Page 76: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/76.jpg)
76Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Índice
1. Introducción2. Interacción Planta-Contaminantes:
Tolerancia3. Métodos de Fitorremediación4. Ventajas e Inconvenientes5. Investigación y Perspectivas de
Desarrollo6. Conclusión
![Page 77: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/77.jpg)
77Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
5. Investigación y perspectivas de desarrollo
Aunque la fitorremediación resulta efectiva para un amplio abanico de contaminantes, los procesos biológicos subyacentes distan de ser plenamente conocidos.La eficiencia de esta tecnología está todavía limitada por las lagunas de conocimiento acerca de los mecanismos de absorción, transporte y detoxificación de contaminantes
![Page 78: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/78.jpg)
78Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Importantes procesos a investigar más:Interacciones planta-microorganismosMecanismos de degradación en plantaTransporteMecanismos de quelación
La posibilidad de aplicación simultánea de varias de los métodos de fitorremediación está poco explorada. Hay que investigar si la combinación resulta más eficaz y en qué medida
![Page 79: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/79.jpg)
79Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Hasta la fecha se han estudiado de forma relativamente separada los procesos de descontaminación de orgánicos y los de metales y otros inorgánicos Unas dos terceras partes de los emplazamientos contaminados contienen mezclas de ambosResulta necesario integrar ambos tipos de estudios
![Page 80: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/80.jpg)
80Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Interesante resulta la integración con arquitectura paisajística
Así, áreas periurbanas en proceso de restauración podrían ser utilizadas por el público minimizando los riesgos
![Page 81: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/81.jpg)
81Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Un reto es conseguir especies y variedades de mayor eficiencia en fitorremediaciónY que se adapten a las condiciones locales manteniendo buena eficienciaPara ello se pueden seguir programas de selección y mejora genética tradicionales que optimicen el rendimiento de las plantas…O acudir a la ingeniería genética
![Page 82: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/82.jpg)
82Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Uso de plantas transgénicasLa aplicación de la ingeniería genética para la obtención de especies con mayores capacidades de fitorremediación presenta perspectivas prometedorasLos genes a transferir puede provenir de
Plantas/variedades con buenas capacidades Microorganismos empleados en biorremediación
Se pretende que se sobreexpresen los enzimas involucrados en estos procesosTambién que especies que acumulan un metal, extiendan su capacidad a otros
![Page 83: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/83.jpg)
83Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
O que amplíen sus capacidades: p. ej., además de extraer un metal que puedan volatilizarlo (hay experiencias al respecto con Hg)Para ello supondrá un avance la obtención de las secuencias genómicas de especies tolerantes o con buenos resultados previos en fitorremediaciónSe contempla la obtención de plantas ‘confeccionadas a medida’ de forma que puedan sobreexpresar enzimas diferentes en diferentes órganos (raíces, hojas…) y/o que expresen un gen sólo ante ciertas condiciones ambientalesSe pretende el desarrollo de plantas funcionales en fitorremediación, pero incapaces de reproducirse, para evitar riesgos de dispersiónOtro enfoque que minimizaría el riesgo de dispersión de transgenes sería emplear microorganismos endofíticos manipulados genéticamente
![Page 84: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/84.jpg)
84Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
No obstante…El público en general y diversas entidades presentan un importante nivel de rechazo al uso de los OGMExisten regulaciones limitativas al respectoHay que mantener bastante precaución con su uso y someter cualquier proyecto a estrictas evaluaciones de riesgo ante la posibilidad de que
estas especies se dispersen y provoquen desequilibrios en los ecosistemasse contamine el potencial genético de la especie nativalos genes introducidos se recombinen con otros dando lugar a hiperacumulación de sustancias no contaminantespueda existir la reversión al genotipo no modificado
![Page 85: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/85.jpg)
85Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Plantas nativas
Plantas cultivadas
Plantas transgénicas
Según plantas utilizadas:Incremento de:
Manipulación genéticaRiesgo humano y ecológicoRequerimientos de mantenimiento y supervisiónResiduos a eliminar
![Page 86: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/86.jpg)
86Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
Índice
1. Introducción2. Interacción Planta-Contaminantes:
Tolerancia3. Métodos de Fitorremediación4. Ventajas e Inconvenientes5. Investigación y Perspectivas de
Desarrollo6. Conclusión
![Page 87: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/87.jpg)
87Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
6. ConclusiónLa fitorremediación es una tecnología aplicable y eficiente para la restauración ambientalPuede utilizarse de manera alternativa o complementaria a otras tecnologíasResulta más barata, sostenible y compatible con el medio, sencilla y amigable que otras En opinión de diversos autores, ofrece más ventajas que desventajasLas perspectivas de desarrollo son prometedoras
![Page 88: Área de Edafología y Química Agrícola Dpto. Ciencias ...depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/IQM_fitorremediacion_Valladolid... · La dinámica del ecosistema y sus procesos ...](https://reader031.fdocuments.net/reader031/viewer/2022021617/5b4f044e7f8b9a256e8b6907/html5/thumbnails/88.jpg)
Máster en Gestión y Tecnología AmbientalGestión y Tratamiento de Residuos y Prevención de la Degradación de Suelos
FITORREMEDIACIÓNDE SUELOS