Limpiar el Suelo con Flores

Según el sitio web de la Sociedad Internacional de Fitotecnología, la fitotecnología se define como la ciencia del uso de plantas para resolver problemas ambientales como la contaminación, la reforestación, los biocombustibles y los vertederos. La fitorremediación, una subcategoría de la fitotecnología, utiliza plantas para absorber contaminantes de los suelos o del agua.

Los contaminantes involucrados pueden incluir metales pesados, definidos como cualquier elemento considerado como un metal que puede causar contaminación o un problema ambiental, y que no puede degradarse más. Una alta acumulación de metales pesados en el suelo o el agua puede considerarse tóxica para las plantas o los animales.

¿Por Qué Usar Fitorremediación?

Otras metodologías utilizadas para remediar suelos contaminados con metales pesados pueden costar US 1 1 millón por acre, mientras que la fitorremediación se estimó en un costo de entre 45 centavos y US 1 1.69 por pie cuadrado, lo que reduce el costo por acre a decenas de miles de dólares.

¿Cómo Funciona La Fitorremediación?

No todas las especies de plantas se pueden utilizar para la fitorremediación. Una planta que es capaz de absorber más metales que las plantas normales se llama hiperacumulador. Los hiperacumuladores pueden absorber más metales pesados de los que están presentes en el suelo en el que crecen.

Todas las plantas necesitan algunos metales pesados en pequeñas cantidades; el hierro, el cobre y el manganeso son solo algunos de los metales pesados que son esenciales para la función de la planta. Además, hay plantas que pueden tolerar una gran cantidad de metales en su sistema, incluso más de lo que necesitan para un crecimiento normal, en lugar de exhibir síntomas de toxicidad. Por ejemplo, una especie de Thlaspi tiene una proteína llamada "proteína de tolerancia a metales". El zinc es absorbido en gran medida por Thlaspi debido a la activación de una respuesta sistémica de deficiencia de zinc. En otras palabras, la proteína de tolerancia a los metales le dice a la planta que necesita más zinc porque "necesita más", incluso si no lo necesita, ¡así que consume más!

Los transportadores de metales especializados dentro de una planta también pueden ayudar en la absorción de metales pesados. Los transportadores, que son específicos del metal pesado al que se une, son proteínas que ayudan en el transporte, la desintoxicación y el secuestro de metales pesados dentro de las plantas.

Los microbios en la rizosfera se adhieren a la superficie de las raíces de las plantas, y algunos microbios correctores pueden descomponer materiales orgánicos como el petróleo y extraer metales pesados del suelo. Esto beneficia tanto a los microbios como a la planta, ya que el proceso puede proporcionar una plantilla y una fuente de alimento para los microbios que pueden degradar los contaminantes orgánicos. Posteriormente, las plantas liberan exudados de raíces, enzimas y carbono orgánico para que los microbios se alimenten.

Historia De La Fitorremediación

El" padrino " de la fitorremediación y el estudio de las plantas hiperacumuladoras puede ser R. R. Brooks de Nueva Zelanda. Uno de los primeros artículos que involucró un nivel inusualmente alto de absorción de metales pesados en plantas en un ecosistema contaminado fue escrito por Reeves y Brooks en 1983. Descubrieron que la concentración de plomo en Thlaspi ubicado en un área minera, fue fácilmente el más alto jamás registrado para cualquier planta con flores.

El trabajo del profesor Brooks sobre la hiperacumulación de metales pesados por las plantas llevó a preguntas sobre cómo este conocimiento podría usarse para limpiar suelos contaminados. El primer artículo sobre fitorremediación fue escrito por científicos de la Universidad de Rutgers sobre el uso de plantas acumuladoras de metales especialmente seleccionadas y diseñadas para limpiar suelos contaminados. En 1993, una empresa llamada Phytotech presentó una patente en los Estados Unidos. Titulada "Fitorremediación de metales", la patente describía un método para eliminar iones metálicos del suelo usando plantas. Varias especies de plantas, incluidos el rábano y la mostaza, fueron modificadas genéticamente para expresar una proteína llamada metalotioneína. La proteína vegetal se une a los metales pesados y los elimina para que no se produzca toxicidad en las plantas. Debido a esta tecnología, las plantas modificadas genéticamente, que incluyen Arabidopsis, el tabaco, la canola y el arroz se han modificado para remediar las áreas contaminadas con mercurio.

Factores Externos Que Afectan La Fitorremediación

El principal factor que afecta la capacidad de una planta para hiperacumular metales pesados es la edad. Las raíces jóvenes crecen más rápido y absorben nutrientes a un ritmo mayor que las raíces más viejas, y la edad también puede afectar la forma en que el contaminante químico se mueve por toda la planta. Naturalmente, las poblaciones microbianas en el área de la raíz afectan la absorción de metales. Las tasas de transpiración, debido a la exposición al sol/sombra y los cambios estacionales, también pueden afectar la absorción de metales pesados por parte de las plantas.

Especies Vegetales Utilizadas Para Fitorremediación

Se ha informado que más de 500 especies de plantas tienen propiedades de hiperacumulación. Los hiperacumuladores naturales incluyen Iberis intermedia y Thlaspi spp. Diferentes plantas acumulan diferentes metales; por ejemplo, Brassica juncea acumula cobre, selenio y níquel, mientras que Arabidopsis halleri acumula cadmio y Lemna gibba acumula arsénico. Las plantas utilizadas en los humedales artificiales incluyen juncos, juncos, juncos y totoras porque son tolerantes a las inundaciones y pueden absorber contaminantes. Plantas modificadas genéticamente, que incluyen Arabidopsis, tabaco, canola y arroz, se han modificado para remediar áreas contaminadas con mercurio.

¿Cómo se prueban las plantas para determinar sus capacidades de hiperacumulación? Los cultivos de tejidos vegetales se utilizan con frecuencia en la investigación de fitorremediación, debido a su capacidad para predecir la respuesta de las plantas y ahorrar tiempo y dinero.

Comerciabilidad De La Fitorremediación

La fitorremediación es popular en teoría debido a su bajo costo de establecimiento y relativa simplicidad. En la década de 1990, había varias compañías que trabajaban con fitorremediación, incluidas Phytotech, PhytoWorks y Earthcare. Otras grandes empresas como Chevron y DuPont también estaban desarrollando tecnologías de fitorremediación. Sin embargo, recientemente las empresas han realizado poco trabajo y varias de las empresas más pequeñas han cerrado. Los problemas con la tecnología incluyen el hecho de que las raíces de las plantas no pueden llegar lo suficientemente lejos en el núcleo del suelo para acumular algunos contaminantes, y la eliminación de las plantas después de que ha tenido lugar la hiperacumulación. Las plantas no pueden ser aradas de nuevo en el suelo, consumidas por humanos o animales, o depositadas en un vertedero. El Dr. Brooks dirigió un trabajo pionero en la extracción de metales de plantas hiperacumuladoras. Este proceso se llama fitominería e implica la fundición de metales de las plantas.