LA FITOREMEDIACION: MECANISMOS Y APLICACIONES

TEMATICAS

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Marco conceptual

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Las plantas hiperacumuladoras

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Mecanismos de la fitoremediacion

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Estudios de caso

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Aplicaciones

LA FITOREMEDIACION. CONCEPTOS

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MARCO CONCEPTUAL

 Conjunto de tecnologías que utilizan plantas para limpiar sitios contaminados por medio de la degradación, extracción, contención o inmovilización de contaminantes del suelo o el agua (EPA 1998).

 Ciertas plantas que pueden usarse, in situ, para reducir, eliminar o transformar los contaminantes ambientales de suelos, sedimentos, aguas, lodos, vertidos, entre otros (Ranskin y Ensley 2000).

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Actuación de las plantas en los procesos de producción limpia

MODIFICACION DE LAS PROPIEDADES QUIMICAS DEL SUELO CONTAMINADO LIBERACION DE EXUDADOS DE INCREMENTANDO EL CARBON ORGANICO.

FISICAS LA Y RAIZ AIREACION POR LIBERACION DIRECTAMENTE DE LA ZONA DE LA RAIZ.

DE OXIGENO PROMOCION DEL CO-METABOLISMO MICROBIAL PARA TRANSFORMACION ENZIMATICA DE CONTAMINANTES.

DISMINUCION VERTICAL POR EXTRACCION DEL AGUA DISPONIBLE Y REVERSA DEL GRADIENTE HIDRAULICO DE AGUAS SUBTERRANEAS CONTAMINADAS.

Las plantas hiperacumuladoras

 Especies vegetales que tienen la capacidad de de

absorber

y

acumular

iones y sustancias excedentes en los diferentes órganos vegetales a partir de estrategias fisiologicas sin afectar las propiedades funcionales de la planta (Ranskin y Ensley 2000).

Metabolismo de las plantas hiperacumuladoras en la bioremediacion

Mecanismos involucrados de la hyperacumulacion

Mecanismos involucrados

LA FITOREMEDIACION. MECANISMOS



Mecanismos

1. Extracción de contaminantes del suelo o del agua: 2. Concentración de contaminantes en tejido vegetal 3. Volatilización o transpiración de contaminantes de plantas al aire 4. Detoxificacion de contaminantes por mecanismos de facilitamiento

1. Extracción de contaminantes del suelo o del agua. Fitoextraccion/Rizofiltracion

 Captación de contaminantes por la raíces y la translocación de estos dentro de la planta.

Principales aplicaciones

: Metales como: Ag. Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn,Mo, Pb, Ni, Zn, Metaloides: As y Se

Fuente: Shaw et al 2001

2. Concentración de contaminantes en la planta. Fitodegradacion/Fitoestabilizacion

 Transformación de contaminantes por la planta a través de procesos metabólicos o su degradación por medio de compuestos secundarios.

Principales aplicaciones

: nutrientes, herbicidas, pesticidas, insecticidas

Fuente: EPA 1998

3. Volatilización o transpiración de contaminantes. Fitovolatizacion

 Captación de un contamínante, con liberación a la atmósfera vía transpiración vegetal, a través de su biotransformación mediante el metabolismo de la planta.

Principales aplicaciones

: toxico orgánicos y solventes clorinados. Inorgánicos como Se y Hg.

Fuente: New Phytol. 2002

4. Detoxificacion de contaminantes por mecanismos de facilitamiento

 Captura de contaminantes mediado por varios sistemas de absorión en el interior de la célula. Las sustancias son queladas y su exceso es transportado y secuestrado dentro de la vacuola

Principales aplicaciones

: Metales pesados, iones inorganicos

ESTUDIOS DE CASO

1. Estrategias de acumulación de metales pesados en algas marinas

Coscindiscus sp. (Bacilariophyceae) Catenella sp. (Rhodophyceae) Codium sp. (Chloropyceae) Bostrychia sp. (Rhodophyceae) Rhizoclonium sp. (Chloropyceae)

ESTUDIOS DE CASO: LAGUNAS DE ALTA TASA

Comunidades de algas asociadas a las lagunas

Coscinudiscus sp.

Cocconeis sp.

Nitschia sp.

Pseudonitschia sp.

Estrategias básicas de captación de contaminantes por plantas en relación a la concentración del medio

[Medio]

Estrategia de Exclusión

[Medio]

Estrategia de Acumulador

[Medio]

Estrategia de Indicador

ESTUDIOS DE CASO

1. Estrategias de acumulación de metales pesados en algas marinas 2,5000 2,0000 1,5000 1,0000 0,5000 0,0000 0,00 5,00 10,00 15,00 Initial concentratio in culture media (mg/L) 2 hours 6 hours 12 hours 24 hours 96 hours 144 hours 288 hours

Curvas de acumulación de plomo

2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0 48 96 144 192 240 288

Curvas de acumulación de mercurio

0,1 mg/L 1,0 mg/L 5,0 mg/L 10,0 mg/L 15,0 mg/L

Localización del metal a nivel celular (vacuola y parenquima radicular)

Microscopía Óptica de Alta Resolución Microscopía Electrónica de Transmisión

ESTUDIOS DE CASO

• 2. Identificación de especies nativas para uso potencial en fitoremediacion

Fam. Araceae Fam. Hydrocharitaceae Fam. Heliconiaceae Fam. Onagraceae Fam. Acanthaceae

ESTUDIOS DE CASO

• 3. Modelamiento de los procesos de transformación de nutrientes y materia organica en humedales artificiales

Sistema de

Humedales Artificiales en la planta de tratamiento de aguas residuales de Acuavalle en Ginebra

Valores de las cargas removidas de NH 4 + y PO 4 3 en dos especies de plantas de humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales

5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 Heliconia Phragmites

Humedal

HSV Mean ±SE ±SD -2,0 -2,5 -3,0 -3,5 -4,0 -4,5 1,0 0,5 0,0 -0,5 -1,0 -1,5 Heliconia Phragmites

Humedal

HSV Mean ±SE ±SD