Principios de fitorremediación in situ

Introducción

La fitorremediación es el uso de plantas para eliminar contaminantes de los sistemas del suelo, ya sea in situ o en sistemas de reacción por lotes. La fitorremediación in situ implica la eliminación o transformación directa de contaminantes en los sistemas del suelo por plantas en crecimiento. Esta técnica se puede utilizar para remediar suelos contaminados con metales, solventes clorados, petróleo, pesticidas y explosivos como el trinitrotolueno (TNT).

En la fitorremediación, se selecciona una o una combinación de plantas y se cultiva en un sitio contaminado. Durante su crecimiento, las porciones enterradas (raíces) eliminan los contaminantes de los suelos a través de uno o más de los siguientes procesos: absorción directa; transformación por microbios en la zona de la raíz; y estabilización mediante procesos de cambio de fase (ejemplo: precipitación) y reducción de la permeabilidad del suelo. Las fracciones de la masa de los contaminantes que son absorbidos por las raíces de las plantas se trasladan a otras partes (tallo y hojas) y se acumulan para su uso en procesos metabólicos. Algunos de los contaminantes absorbidos se volatilizan, principalmente a través de las hojas hacia la atmósfera. Los contaminantes acumulados pueden cosecharse junto con las plantas y procesarse para su eliminación en un volumen reducido o para reciclaje.

La fitorremediación es útil en sitios donde existen contaminantes específicos principalmente dentro de la profundidad de la zona radicular en concentraciones que son bajas a moderadas. Teniendo en cuenta que la dependencia se basa en el crecimiento de las plantas y la interacción eficiente con los contaminantes del suelo, solo las plantas que pueden tolerar las condiciones ambientales del suelo, incluidos los niveles de contaminación y los micro y macroclimas, pueden usarse de manera efectiva. Dichas plantas también deben tener tasas de crecimiento y densidades de raíces suficientemente rápidas para proporcionar un área de superficie adecuada para el contacto con los medios de suelo contaminados.

La mayoría de las plantas que muestran un alto potencial como fitorremediadores crecen en áreas tropicales como África, América Central y del Sur y las islas del Caribe. Moffat (1995) explica que la acumulación de contaminantes en estas plantas es una defensa natural contra los insectos que se alimentan de plantas y los patógenos microbianos que abundan en los trópicos.


Fitoextracción

La fitoextracción también se conoce como fitoacumulación. Es la absorción de contaminantes (generalmente metales) por parte de las plantas y la posterior distribución de los contaminantes a los tallos y hojas de las plantas, que se pueden cosechar para concentración y reciclaje o eliminación de los metales. La planta cosechada generalmente se composta o se incinera. La incineración a cenizas reduce el volumen del material a solo aproximadamente 10% del original. El sitio contaminado puede replantarse con las plantas seleccionadas hasta que las concentraciones de contaminantes en los suelos superficiales se reduzcan a los niveles deseados. Las plantas que tienen altas capacidades para acumular metales se llaman hiperacumuladores.

Fitodegradación

La fitodegradación es el proceso por el cual las enzimas producidas por las raíces de las plantas descomponen los contaminantes en los suelos en formas menos peligrosas. Este proceso se aplica principalmente a compuestos orgánicos. Los compuestos orgánicos se convierten en moléculas más simples que pueden ser absorbidas por la planta para su crecimiento. Por ejemplo, se ha descubierto que los álamos son capaces de absorber el tricloroetileno (TCE) de los suelos contaminados y convertirlo dentro de las plantas en metabolitos como el tricloroetanol, el ácido tricloroacético y el ácido dicloroacético. En general, los herbicidas, los disolventes clorados y los desechos de municiones pueden remediarse mediante fitodegradación.

Biodegradación de la rizosfera

En la biodegradación de la rizosfera, los microorganismos como las levaduras, hongos y bacterias que existen en la zona de la raíz degradan los compuestos orgánicos presentes en el suelo. Los compuestos proporcionan nutrientes adicionales para los microbios para complementar los azúcares, ácidos y alcoholes secretados por las raíces de las plantas.

Fitovolatilización

La fitovolatilización es el proceso mediante el cual las plantas se utilizan para extraer contaminantes de los suelos y liberarlos a la atmósfera como gases. Se estima que los álamos volatilizan aproximadamente el 90% de la cantidad de TCE, que absorben de los suelos. Los metales se pueden producir en sus formas volátiles mediante actividades metabólicas en las plantas y volatilizarse a la atmósfera. Por ejemplo, la introducción del gen bacteriano llamado mercurio reductasa en algunas plantas de mostaza puede reducir el mercurio absorbido a su forma gaseosa, en el que las plantas pueden volatilizarlo.

Fitoestabilización

La fitoestabilización es el proceso por el cual las plantas inmovilizan contaminantes en los suelos a través de la sorción, la complejación, la precipitación y los cambios en la estructura del suelo. A diferencia de la mayoría de los otros procesos de fitorremediación, la fitoestabilización involucra procesos que son externos a la estructura interna de las plantas.

Bibliografía

Chaney, R. L., Malik, M., Li, Y. M., Brown, S. L., Brewer, E. P., Angle, J. S., & Baker, A. J. (1997). Phytoremediation of soil metals. Current opinion in Biotechnology8(3), 279-284.

Pilon-Smits, E. (2005). Phytoremediation. Annu. Rev. Plant Biol.56, 15-39.

Salt, D. E., Smith, R. D., & Raskin, I. (1998). Phytoremediation. Annual review of plant biology49(1), 643-668.


 


Publicar un comentario

0 Comentarios