ISBN: 978-0-615-93971-1
XX Jornadas de Ingeniería Arquitectura y Diseño, FIAD-UABC
FITODEGRADACIÓN DE AGENTES CONTAMINANTES Melissa Quezada Luna, Martín Severo Ubiña Audelo, Gloria Salinas Lucero & Tatiana Nentzen Olivares Bañuelos* FACULTAD DE INGENIERÍA ARQUITECTURA Y DISEÑO CARRETERA TRANSPENINSULAR ENSENADA-TIJUANA NUMERO 3917, COLONIA PLAYITAS. Ensenada, B.C., C.P. 22860. Teléfono 646-1750744, Fax 646-1744333.
*E-mail: mmql12@hotmail.com, martinubina@gmail.com, gloria.salinas.lucero@uabc.edu.mx.
Resumen: La Fitodegradación es un proceso en el cual se aprovecha la efectividad de ciertas plantas al absorber, almacenar, metabolizar y degradar contaminantes ambientales, como metales pesados, compuestos derivados del petróleo y compuestos orgánicos, entre otros. Dada la importancia de éste proceso biológico, el presente proyecto está planteado para promover el uso de la fitodegradación como una alternativa eficiente para la remoción de contaminantes que dañan el ambiente. Se decidió utilizar como modelo de biodegradación, plantas de girasol (Helianthus annuus), dado que son plantas de ornato de fácil cultivo y de precio accesible en el mercado.
Palabras claves: Biorremediación, bioingeniería, fitodegradación, fitorremediación, contaminantes ambientales, metales pesados, compuestos orgánicos.
que aportan sistemas genéticos que contrarrestan los efectos tóxicos de los metales son capaces de sobrevivir en ambientes con elevadas concentraciones de esos elementos. Los microorganismos resistentes a metales pesados presentan potencialidades para el diseño de tecnologías aplicables en el campo de la biorremediación de ambientes contaminados [2].
1.- Introducción Uno de los rasgos característicos de la sociedad moderna es la creciente emisión al ambiente de sustancias contaminantes, destacando aquellas que proceden de las actividades industriales, mineras, agropecuarias, artesanales y domésticas [1]. Estos compuestos representan una amenaza para los seres vivos, por lo que se han desarrollado una serie de métodos para enmendar el impacto causado. Los métodos convencionales suelen ser costosos y pueden afectar de manera irreversible las propiedades del suelo, agua y de los seres vivos que en ellos habitan [1].
En las últimas décadas del siglo XX surgieron tecnologías basadas en el empleo de organismos vivos para descontaminar suelos o emplazamientos contaminados y recuperar los ecosistemas afectados [3]. Cuando estas tecnologías se basan en el uso de plantas, globalmente reciben el nombre de fitorremediación que se define como el uso de plantas verdes para eliminar los contaminantes del entorno o para reducir su peligrosidad [3].
La contaminación ambiental con metales pesados constituye un creciente problema mundial. Estos elementos químicos representan una amenaza biológica, pues no son biodegradables [2]. Sólo los microorganismos
A la fecha, esta tecnología se ha explorado, implementado y/o demostrado como 49
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como agente degradante dejará de verse como tal y contribuirá a la eliminación de desechos.
una alternativaefectiva y se considera económicamente rentable para la limpieza de diversos tipos de contaminantes, cuya expansión y aplicación ha sido posible gracias a la creciente investigación en el campo [4].
“La fitorremediación podría ser definida como el conjunto de métodos para degradar, asimilar, metabolizar o detoxificar metales pesados, compuestos orgánicos, radioactivos y petroderivados por medio de la utilización de plantas que tengan la capacidad fisiológica y bioquímica para absorber, retener, degradar o transformar dichas sustancias a formas menos tóxicas” [8].
Existen trabajos realizados en este ámbito de la fitorremediación, como por ejemplo: La fitodegradación para limpiar el aire de zonas cerradas por medio de plantas que lo descontaminen (basado en la investigación Proyecto de Ley Wolverton para la NASA en los años 1980-1890) [5], Fitorremediación como alternativa de tratamientos de aguas contaminadas con hidrocarburos [6]. El inconveniente está en que la mayor parte de los proyectos desarrollados son a escala y no se utilizan en la vida diaria.
Considerando lo anterior, éste proyecto tiene como objetivo promover la fitodegradación como una alternativa altamente viable para la eliminación de desechos contaminantes, utilizando plantas de ornato que son de fácil cultivo y bajo precio de mercado.
Se considera que falta promover el uso de ésta alternativa, la cual sigue siendo objeto de estudio, para mejorar e implementar su uso cotidiano ya que la fitorremediación, es una herramienta con alto potencial de aprovechamiento, y altamente desconocida en nuestro entorno.
2. Materiales y Métodos 1. Entorno: Consta de un proyecto meramente demostrativo el cual será realizado en la Expociencia y Tecnología 2013.
En el proceso de investigación encontramos que el girasol (Helianthus annuus) puede ser utilizado como planta degradadora. En ésta planta es relativamente sencillo evaluar el proceso de degradación que realiza la planta (por un método colorimétrico, en el cual se determinan las concentraciones del sulfato de cobre a partir de que las tonalidades de la solución acuosa se tornan de color más claro conforme transcurre la degradación y puede concluirse que la planta tuvo una degradación exitosa del compuesto) y, es posible determinar el efecto que tiene en ella la concentración de cobre en la producción de biomasa y clorofila La lenteja de agua (Lemma minor) es otra opción a considerar para usarse como planta degradadora cuando es cultivada en una solución acuosa de sulfato de cobre. A demás, esta planta es considerada en muchos lugares como una plaga [7] pero, si se implementa
2. Diseño experimental: Para escenificar el proceso de la fitodegradación se colocaron 3 tubos de ensayo que contenían lo siguiente: Sustrato, tierra y planta de girasol. Además se colocaron otros 3 tubos de ensayo que contenían una solución hidropónica y la planta. En todos los tubos de ensayo se colocó sulfato de cobre (Cu2SO4)como reactivo para ser degradado por la planta. Las semillas germinaron y se hicieron crecer a diferentes concentraciones (0,20mM y 40 mM) de sulfato de cobre para evaluar el efecto del mismo sobre las plantas. De acuerdo a la literatura se determinaron las concentraciones mínimas y máximas de sulfato de cobre a las cuales no se afecte el crecimiento y la producción de clorofila en la planta de girasol [6].
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experimento está en su etapa inicial, de tal modo que durante las XX Jornadas de ingeniería se le fueron dando seguimiento y se irán actualizando los resultados diariamente.
El tiempo de exposición de los tratamientos se restringió a 10 días.
La presentación del proyecto al público general, durante las XX Jornadas de Ingeniería, nos permitió aprovechar éste importante medio de difusión para dar a conocer la fitodegradación como una nueva área de investigación y desarrollo, con énfasis en las nuevas tecnologías que ayudarán a sanear nuestro planeta utilizando plantas de ornato de fácil cultivo y mantenimiento, como lo es el girasol. Además, el presente proyecto nos permitió promover el uso de una alternativa no dañina para el ambiente, la cual se considera efectiva para la eliminación de metales pesados contaminantes al ambiente.
Figura 1. Foto de semillas de girasol (Helianthus annuus) germinando. En la fotografía se observan, plantas acuáticas en soluciones de sulfato de cobre (II). 4. Resultados y Discusión.
Figura 3. Imágenes de las flores de girasol durante las XX jornadas de Ingeniería.
Figura 2.Germinación de semillas en tubos de vidrio.
Conclusiones
En este proyecto de investigación: “Fitodegradación de Agentes Contaminantes”, los resultados son de forma teórica ya que no se implementó en el campo. Actualmente, con el propósito de seguir insistiendo en el uso de alternativas no dañinas para el ambiente, se está llevando a cabo un experimento práctico de fitodegradación de sulfato de cobre utilizando plantas de girasol. El
Dada la investigación teórica para el proyecto, se concluye que la fitodegradación es un proceso prometedor por el cual pueden ser degradados agentes contaminantes. Se espera que a la brevedad pueda ser implementado por empresas, organizaciones, centros de investigación, etc. Ya que son 51
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lugares que constantemente desechan agentes tóxicos y las alternativas que se utilizan dañan irreparablemente al ambiente y proporcionan altas pérdidas económicas.
preliminares de los efectos de la concentración de sulfatos en el desarrollo de la planta, Conacyteg, 4, (2006). [8].http://comunicacion-aguasresiduales.blogspot.mx/2010/04/fitoremedi acion.html
5. Bibliografía. [1].- Angélica Evelin Delgadillo-López, César Abelardo González-Ramírez, Francisco Prieto-García, José Roberto VillagómezIbarra and Otilio Acevedo-Sandoval. Fitorremediación: Una alternativa para eliminar la contaminación. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 14: 597- 612, (2011). [2].- Jeannette Marrero-Coto, Arelys DíazValdivia y Orquídea Coto-Pérez, Mecanismos moleculares de resistencia a metales pesados en las bacterias y sus aplicaciones en la biorremediación, Revista CENIC Ciencias Biológicas, Vol. 41, No. 1, pp. 67-78, 2010. [3].Bernal Calderón, M. Pilar., Fitotecnologías para la recuperación de suelos. http://www.bibliodar.mppeu.gob.ve/?q=doc_cat egoria/Fitodegradaci%C3%B3n [4].- M. del R. Peralta-Pérez, y T.L. VolkeSepulveda, Revista Mexicana de Ingeniería Química Vol. 11, No. 1 75-88, (2012). [5].- Stutte Gary W., Phytoremediation of Indoor Air: NASA, Bill Wolverton, and the Development of an Industry (2012). http://naca.larc.nasa.gov/search.jsp?R=2012000 3454&qs=N%3D4294932186%2B429472 4598 [6] Cubillos Vargas Janneth Astrid, Fitorremediación como alternativa de tratamientos de aguas contaminadas con hidrocarburos (2011). http://recursosbiblioteca.utp.edu.co/tesisd/texto yanexos/6281683C962.pdf [7].- De la Rosa Álvarez, Ma. Guadalupe., Uso potencial del girasol como fitorremediador de Cr (VI): estudios 52