Principales aportes de la Lectura e interpretación a su trabajo de Investigación

Títulos de Artículos

(1º) Phytoremediation of heavy metals-concepts and applications.

(2º)Arsenic extractability and uptake by velvetgrass Holcus lanatus and ryegrass Lolium perenne in variously treated soils polluted by tailing spills.

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Principales aportes de la Lectura e interpretación a su trabajo de Investigación

Debido a la constante y creciente industrialización sobre todo en lo que explotación minera se refiere, ha aumentado la liberación de los metales pesados en el medio ambiente. Debido a que los metales pesados no son biodegradables, se acumulan en el medio ambiente, y posteriormente, contaminan las cadenas tróficas. . Esta  contaminación representa un riesgo a la salud ambiental y humana. Algunos metales pesados son cancerígenos, disruptores  mutagénicos, teratogénicos y endocrinos mientras que otros causan cambios neurológicos y de comportamiento especialmente en los niños.  Además estos contaminantes se bioacumulan y biomagnifican encontrándose a bajas concentraciones en organismos  al principio de la cadena trófica y en  mayor concentración a medida que se asciende en la cadena trófica. Debido a  lo anterior se han utilizado diversos métodos químicos y físicos para su remediación, sin embargo sufren de limitaciones como su alto costo,  mano de obra intensiva, la alteración de las propiedades del suelo y de la micro flora nativa del suelo y los métodos químicos en especial pueden crear problemas de contaminación secundaria.  Al contrario la fitorremediación se ha convertido en una mejor solución al problema, ya que se percibe como rentable, eficiente, amigable con el medio ambiente, original y con buena aceptación de la población.Los metales pesados en cuanto a su papel en los sistemas biológicos son clasificados como esenciales y no esenciales. Metales pesados esenciales son aquellos, que son necesarios por organismos en cantidades diminutas que viven para las funciones fisiológicas y bioquímicas vitales (Fe, Mn, Cu, Zn, y Ni). Los  metales no esenciales son aquellos que no son necesarios por los organismos vivos para cualquiera de sus funciones (Cd, Pb, As, Hg y Cr). Estos entran en el medio ambiente  por dos fuentes  naturales (meteorización, erosión y actividad volcánica)  y antropogénicas (minería, fundición, galvanoplastia, el uso de pesticidas y fertilizantes, descargas industriales, etc.)

En cuanto a la salud humana los metales pesados más problemáticos son los siguientes: Hg, Cd, Pb, As, Cu, Zn, Sn, y Cr, de ellos  Hg, Cd, Pb,  no son esenciales, mientras que Cu y Zn son esenciales  (oligoelementos).

La fitorremediación  es el uso de plantas y la asociación de microorganismos del suelo, para reducir las concentraciones o los efectos tóxicos de los contaminantes en el suelo. Se puede utilizar para la eliminación de metales pesados y radionúclidos como así como de los contaminantes orgánicos. Las plantas verdes tienen una enorme capacidad de absorción  de contaminantes desde el entorno desintoxicándolo  por diversos mecanismos, sin afectar el suelo en relación a su utilidad y fertilidad. Además  establecer vegetación en suelos contaminados previene la erosion y la lixiviación de metales. Desde el punto de vista económico  el beneficio puede ser triple ya que contiene los riesgos (fitoestabilización), se pueden extraer minerales con valor comercial (Ni,Tl y Au) y un establecimiento duradero de vegetación fitoextractora mejora gradualmente la calidad del suelo para una posterior producción de cultivos con valor comercial.

La técnica  de fitorremediación incluyen:

Fitoextracción: absorción de contaminantes del suelo o agua por las raíces y su     translocación, es decir la acumulación en la biomasa aérea. Es deseable la translocación sea eficaz, ya que la biomasa radicular es poco factible.

Fitofiltración: es la eliminación de contaminantes de aguas superficiales o residuales, minimizando el movimiento a aguas subterráneas.

Fitoestabilización: estabilización de los contaminantes  en suelos contaminados, se usa para reducir la movilidad y biodisponibilidad, evitando así su migración en aguas subterráneas o su entrada en las cadenas tróficas. El metal es estabilizado a un estado de menor toxicidad, pero como de todas formas permanecen en el ambiente no es una solución permanente.

Fitovolatización: absorción de contaminantes del suelo y su conversión a una forma volátil y su posterior liberación en la atmósfera. Mayormente utilizada para contaminantes orgánicos.

Fitodegradación: degradación de contaminantes orgánicos  con la ayuda de enzimas no es dependiente de microorganismos rizoféricos, sino que las plantas desintoxican a través de sus actividades metabólicas.

Rizodegradación: descomposición de contaminantes orgánicos en el suelo por microorganismos de la rizosféra. Esta actividad es estimulada por las plantas mediante la secreción de exudados, que son utilizados como nutrientes por los microorganismos y la liberación de enzimas que ayudan a degradar los contaminantes.

Fitodesalinación: eliminación de sales mediante plantas halófitas, las cuales además están mejor adaptadas a los metales pesados.

Dentro de las técnicas anteriormente descritas la  fitoextracción es la principal y más útil  

para la eliminación de metales pesados y metaloides desde suelos, sedimentos o agua  contaminados. Su  eficiencia depende de muchos factores como la biodisponibilidad de los metales pesados, las propiedades del suelo, la especiación de los metales pesados y la especie de  plantas  que se utilice. La plantas utilizadas para fitoextracción deben tener una alta tasa de crecimiento, su producción de biomasa debe ser aérea, su sistema radicular debe ser amplio y ramificado, debe traslocar los metales hacia la parte aérea, ser tolerante a los metales tanto en la raíz como en la parte aérea, tener buena adaptación a las condiciones climáticas y ambientales, ser resistente a plagas y patógenos, ser fácil de cultivar y cosechar y cultivar y no ser consumida por herbívoros para que no se contaminen las cadenas tróficas. Dentro de ellos los primordiales son que tenga una elevada tasa de absorción y concentración de metales y una alta tasa de crecimiento de biomasa.

 Las gramíneas  son las  preferidas para fitoextracción, debido a su alta tasa de crecimiento, mayor  adaptabilidad y alta producción de  biomasa.

Otro factor importante en la fitoextracción es que los metales estén disponibles para ser utilizados por las plantas y este es un factor crítico. Propiedades del suelo como su composición química y física afectan la movilidad y biodisponibilidad de los metales. Los metales también difieren en su biodisponibilidad: fácilmente biodisponible (Cd, Ni, Zn, As, Se, Cu),moderadamente biodisponible (Co, Mn, Fe) y menos biodisponible (Pb, Cr, U), Sin embargo, las plantas han desarrollado mecanismos para solubilizarlos. Algunas plantas  segregan a través de sus raíces  fitosideróforo, aumentando la disolución del metal. Exudados radiculares pueden bajar el pH de la rizosféra aumentando  la concentración de metales pesados en solución mediante la promoción su desorción. Por otra parte, los microorganismos  pueden  aumentar significativamente la biodisponibilidad de metales pesados en el suelo.

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