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FACULTAD DE ZOOTECNIA Y ECOLOGIA
CONTAMINACION DEL SUELO
FITORREMEDIACION PARA HIDROCARBUROS
CON GIRASOL
TABLA DE CONTENIDO
1- OBJETIVO……………………………………………………………………………1
2 -INTRODUCCION: …………………………………………………………………..1
3 -QUE ES EL SUELO CONTAMINADO……………………………………………2
4- CAUSAS Y EFECTOS DE LA CONTAMINACION DE SUELO………………3
5- CONTAMINACION POR HIDROCARBUROS………………………………….4
6- NORMAS VIGENTES PARA SUELOS CONTAMINADOS…………………...5
7- GESTION DE SUELOS CONTAMINADOS…………………………………….6
8- TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTOS DE SUELOS
CONTAMINADOS……………………………………………………………………7
9- DESCRIPCION DEL CASO A TRATAR……………………………………….9
10- ANTECEDENTES……………………………………………………………….10
11- INVESTIGACION PRELIMINAR………………………………………………12
12-CARACTERIZACION DETALLADA…………………………………………..14
13-PROYECTO DE RECUPERACION……………………………………………16
14- METODOLOGIA APLICADA PARA LA DESCONTAMINACION………..17
15- PROCESO QUIMICO DE REMEDIACION…………………………………..19
16-.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES………………………………..21
17-BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………….22
1-OBJETIVO:
Degradar y/o asimilar los metales presentes en el suelo derivados de los
hidrocarburos, lo cual tiene muchas ventajas con respecto a los métodos
convencionales de tratamientos de lugares contaminados.
2-INTRODUCCION
El suelo es un cuerpo compuesto de sólidos, líquidos y gases producidos en la
superficie de la tierra. Está caracterizado por tener horizontes, capas y con
pérdidas transferidas y transformaciones de la energía, materia y la capacidad de
soportar plantas enraizadas en un entorno natural.
El significado más común: medio donde se desarrollan las plantas y la
producción de los alimentos, fibras medicinas y otros aprovechamientos para el
hombre (Soil Survey Staff, 1999).
El suelo es lugar donde crecen las plantas, el hombre lo utiliza para producir sus
alimentos, medicinas, etc. Se analiza desde diferentes enfoques desde el origen
como ciencia del suelo, Químico y Geológico.
El suelo es un recurso finito, lo que implica que su pérdida y degradación no son
reversibles en el curso de una vida HUMANA, es frágil y desproporcionadamente
distribuido. Es la base para la producción de alimentos, piensos, combustibles y
fibras y para muchos servicios ecosistémicos esenciales. A pesar de ser uno de
los recursos más valiosos que tenemos no le prestamos la suficiente atención
como lo hacemos con otros recursos.
La FAO (1984) estableció por las condiciones del suelo limitaciones para la
agricultura en el ámbito mundial dando a conocer de acuerdo a sus características
la distribución en los continentes surgiendo un gran problema: la falta de agua
para la preparación de tierras al cultivo. Concluyendo el recurso suelo como agua
son limitados en nuestro medio. Al suelo lo define como ‘’una roca superficial
discontinua constituida por especies minerales diversas, parcialmente alteradas o
en vías de alteración’’. Es importante mencionar que cualquier ecosistema desde
una pequeña parcela hasta una gran región, los suelos juegan papeles
fundamentales. Por lo tanto se han desarrollado medidas de remediación
ecológica para diferentes situaciones consideradas dañinas para nuestros suelos.
1
3-QUE ES EL SUELO CONTAMINADO
La contaminación del suelo es la introducción de sustancias extrañas a la
superficie terrestre, éstas causando un cambio físico, químico o biológico. Estos
elementos que conocemos como contaminantes perjudican de forma grave la
salud de las personas, de animales y plantas. Algunas de las veces estos
contaminantes llegan al agua potable y al beber no nos damos cuenta de todo el
daño que nos estamos causando.
Sobre el suelo realizamos actividades para el crecimiento y mantenimiento de
muchas familias como la agricultura, la industria o la construcción de ciudades. El
hecho que se altere la calidad de la tierra y como consecuencia se produzca una
grave crisis alimentaria, repercute en la forma de vida y en el futuro de las
generaciones venideras, porque ellas no tendrán un lugar donde plantar sus
alimentos ni construir una casa donde vivir. Cada vez tenemos más alimentos
creados con químicos que afectan la salud o no nos dan tantos beneficios como
los que son 100% naturales.
4-CAUSAS Y EFECTOS DE LA CONTAMINACION DE SUELO
2
La contaminación se da por diferentes factores pero algunos de los principales son
los siguientes:
-Ruptura de tanques de almacenamiento subterráneo: es un método seguro
de almacenar líquidos inflamables o combustibles, pero pueden romperse a
causa de la excesiva carga de tierra a su alrededor o tapando la entrada de
desechos o por las vibraciones del tráfico.
-Excesivo uso de pesticidas en plantaciones como los insecticidas,
herbicidas y fertilizantes.
-Arrojar basura en lugares no destinados para ese uso: plásticos, vidrios o
papel que tardan cientos de años en descomponerse.
-Los desechos tóxicos que liberan las industrias sin un control por parte de
las organizaciones encargadas de vigilar esta actividad.
-Filtrados en rellenos sanitarios: estos espacios pequeños destinados a la
acumulación de basura y donde la misma es cubierta por capas de tierra y
se compacta de tal manera que no es perjudicial para la salud, puede sufrir
algún tipo de filtración o rotura en sus capas.
-Derrame de relaves mineros: estos desechos que produce la actividad
minera y que se depositan en tanques cerca de la explotación pueden
romperse y contaminar el agua y el suelo de esa región.
-Monocultivo: el hecho de plantar una solo especie en unas tierras sin
descanso ni abono deteriora el suelo, empobrece de nutrientes, provocando
erosión, esterilidad y desertificación.
La alteración de los suelos trae como consecuencia la pérdida de calidad del
terreno. También deteriora el paisaje ya que las sustancias tóxicas vertidas matan
o extinguen a especies animales y vegetales autóctonos de la región sin la
posibilidad de recuperarlos en un futuro.
La contaminación del suelo perjudica las actividades económicas de los pueblos o
comunidades afectados porque la presencia de contaminantes provoca la
disminución del valor de esas tierras y su inutilización para otras tareas.
Este suelo está contaminado con residuos procedentes de una mina. Ha sido
alterado en su composición, provocando el envenenamiento de los seres vivos
que vivan sobre él.
La alteración de los suelos provoca un descenso en su productividad. Los
principales procesos de degradación del suelo son:
3
-La degradación química. Produce pérdida de fertilidad del suelo por
salinización, por acidificación, por contaminación, etc.
-La degradación física. Produce pérdida de la estructura del suelo por
compactación, por ejemplo, si se utiliza maquinaria pesada en un cultivo.
-La degradación biológica. Produce pérdida de humus por la eliminación
de organismos humidificadores.
-La desertificación es un proceso provocado por la actividad humana que
transforman determinadas áreas en zonas desérticas o semidesérticas.
5- CONTAMINACION POR HIDROCARBUROS
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos que contienen carbono e hidrógeno,
presentándose en la naturaleza como gases, líquidos, grasas y, a veces, sólidos.
Existen 2 clases diferentes hidrocarburos: Alifáticos y Aromáticos. (El petróleo
crudo, en cualquiera de sus formas, y el gas natural son una combinación de
diferentes hidrocarburos).
Los hidrocarburos alifáticos incluyen tres clases de compuestos: alcanos,
alquenos y alquinos. Los alcanos son hidrocarburos que sólo contienen enlaces
simples carbono-carbono, los alquenos contienen enlaces dobles carbono-
carbono, y los alquinos son hidrocarburos que contienen un triple enlace.
Los hidrocarburos aromáticos tienen el benceno como el compuesto más
importante en esta familia.
Los Hidrocarburos son una fuente de energía muy importante para nosotros ya
que se utiliza tanto en las industrias como en el día a día en el hogar. Con los
hidrocarburos se pueden crear diferentes materiales que hacen nuestra vida
mucho más fácil., no solamente con los combustibles si no que a través de
4
distintos procesos podemos aprovechar cada uno de los elementos. La industria
petroquímica ha multiplicado el uso del petróleo en la confección de diferentes
objetos fabricados con plásticos y fibras sintéticas.
El principal gas de estas características que poluciona la atmósfera es el metano.
En un estudio realizado en la ciudad de Los Angeles entre 1970 y 1972 indico que
en la contaminación por hidrocarburos el metano representaba el 85% del total, los
alcanos el 9%, los alquenos el 2.7%, los alquinos el 1% y los aromáticos el 2.3 %.
Los derrames de hidrocarburos de petróleo son una de las principales fuentes de
contaminación de suelos y aguas ya que ocasionan perturbaciones en los
ecosistemas al afectar su estructura y bioprocesos. Este tipo de contingencias
ambientales originan efectos directos sobre la biota, ya que el petróleo contiene
compuestos químicos tóxicos que producen daños a plantas, animales y humanos
pero principalmente sobre las poblaciones de microorganismos, los cuales
representan parte importante del ecosistema y son claves para los procesos
biogeoquímicos (Vasudevan y Rajaram, 2001). La contaminación por petróleo se
produce por su liberación al ambiente.
6-N0RMAS VIGENTES PARA SUELOS CONTAMINADOS
Norma Oficial Mexicana NOM-155-SEMARNAT-2007: Que establece los
requisitos de protección ambiental para los sistemas de lixiviación de minerales de
oro y plata
Norma Oficial Mexicana NOM-021-SEMARNAT-2000, Que establece las
especificaciones de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos. Estudios,
muestreo y análisis.
5
Norma Oficial Mexicana NOM-020-SEMARNAT-2001, Que establece los
procedimientos y lineamientos que se deberán observar para la rehabilitación,
mejoramiento y conservación de los terrenos forestales de pastoreo.
.Norma Oficial Mexicana NOM-023-SEMARNAT-2001, Que establece las
especificaciones técnicas que deberá contener la cartografía y la clasificación para
la elaboración de los inventarios de suelos. Secretaría de Medio Ambiente y
Recursos Naturales.
,Norma Oficial Mexicana NOM-062-SEMARNAT-1994, que establece las
especificaciones para mitigar los efectos adversos sobre la biodiversidad que se
ocasionen por el cambio de uso del suelo de terrenos forestales a agropecuarios.
Norma Oficial Mexicana NOM-060-SEMARNAT-1994, que establece las
especificaciones para mitigar los efectos adversos ocasionados en los suelos y
cuerpos de agua por el aprovechamiento forestal.
7- GESTION DE SUELOS
Investigación de suelos contaminados
Planificación, construcción, control de gestión, abandono y clausura de
depósitos de residuos (escombreras, vertederos)
Recuperación de suelos degradados por actividad extractiva
Proyectos de recuperación del patrimonio industrial minero
Caracterización, evaluación y corrección de problemas medioambientales
Contamination de suelos.
Evaluacion de impacto ambiental.
Evaluación de riesgos.
Caracterización del terreno para el almacenamiento superficial o
subterráneo
6
8-TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTOS DE SUELOS CONTAMINADOS
El término biorremediación se utiliza para describir una variedad de sistemas que
utilizan organismos vivos (plantas, hongos, bacterias, etc.) para degradar,
transformar o remover compuestos orgánicos tóxicos a productos metabólicos
inocuos o menos tóxicos. Esta estrategia biológica depende de las actividades
catabólicas de los organismos, y por consiguiente de su capacidad para utilizar los
contaminantes como fuente de alimento y energía
Las tecnologías de remediación pueden clasificarse de diferentes maneras, en
base a los siguientes principios:
1. Estrategia de remediación
2. Lugar en que se realiza el proceso de remediación
3. Tipo de tratamiento
Es importante mencionar que cada una de estas clasificaciones proporciona
diferente información acerca de las tecnologías de remediación.
1. Estrategia de remediación.
Son tres estrategias básicas que pueden usarse separadas o en conjunto, para
remediar la mayoría de los sitios contaminados:
Destrucción o modificación de los contaminantes. Este tipo de tecnologías
busca alterar la estructura química del contaminante.
Extracción o separación. Los contaminantes se extraen y/o separan del
medio contaminado, aprovechando sus propiedades físicas o químicas
(volatilización, solubilidad, carga eléctrica).
7
Aislamiento o inmovilización del contaminante. Los contaminantes son
estabilizados, solidificados o contenidos con el uso de métodos físicos o
químicos.
2. Lugar de realización del proceso de remediación. En general, se distinguen
dos tipos de tecnología:
En sitio. Son las aplicaciones en las que el suelo contaminado es
tratado, o bien, los contaminantes son removidos del suelo
contaminado, sin necesidad de excavar el sitio. Es decir, se realizan en
el mismo sito en donde se encuentra la contaminación.
Fuera de sitio. La realización de este tipo de tecnologías, requiere de
excavación, dragado o cualquier otro proceso para remover el suelo
contaminado antes de su tratamiento que puede realizarse en el mismo
sitio o fuera de él.
3. Tipo de tratamiento. Esta clasificación se basa en el principio de la
tecnología de remediación y se divide en tres tipos de tratamiento:
Tratamientos biológicos (biorremediación). Utilizan las actividades
metabólicas de ciertos organismos (plantas, hongos, bacterias) para
degradar (destrucción), transformar o remover los contaminantes a
productos metabólicos inocuos.
Tratamientos fisicoquímicos. Este tipo de tratamientos, utiliza las
propiedades físicas y/o químicas de los contaminantes o del medio
contaminado para destruir, separar o contener la contaminación.
Tratamientos térmicos. Utilizan calor para incrementar la
volatilización (separación), quemar, descomponer o fundir
(inmovilización) los contaminantes en un suelo
8
9- DESCRIPCION DEL CASO A TRATAR
Se define que el término genérico fitorremediación está constituido por un prefijo
griego: Hans et al. (2003).
La contaminación del suelo por metales pesados está fundamentalmente
relacionada con diferentes tipos de actividades humanas. Una vez en el suelo,
estos pueden quedar retenidos en él, pero también pueden ser movilizados en la
solución del suelo mediante diferentes mecanismos biológicos y químicos
(Pagnanelli et al. 2004).
Los metales pesados adicionados a los suelos se redistribuyen y reparten
lentamente entre los componentes de la fase sólida. Dicha redistribución se
caracteriza por una rápida retención inicial y posteriores reacciones lentas,
dependiendo de las especies del metal, propiedades del suelo, nivel de
introducción y tiempo. Burt et al. (2003). La movilidad relativa de los elementos
traza en suelos es de suma importancia en cuanto a su disponibilidad y su
potencial para lixiviarse de los perfiles del suelo al agua subterránea y difiere de si
su origen es natural o antrópico y, dentro de este último, al tipo de fuente
antrópica. Los factores que influyen en la movilización de metales pesados en el
suelo son: Características del suelo: pH, potencial redox, composición iónica de la
solución del suelo, capacidad de cambio, presencia de carbonatos, materia
orgánica, textura; naturaleza de la contaminación: origen de los metales y forma
de deposición y condiciones medioambientales: acidificación, cambios en las
condiciones redox, variación de temperatura y humedad (Sauquillo et al. 2003).
Minam (2012).
Actualmente el plomo ya no están en las gasolina, pero la remediación del girasol
es aplicada directamente a todos sus derivados como son los hidrocarburos,al ser
la gasolina el uso diario se explicaran los procesos o procedimientos
necesarios en caso de haber un derrame en una área dentro de la ciudad
Se toma de ejemplo el área de la calle Tamborel Colonia Rosario Chihuahua.
9
Superficie total: 1.983,34 m² (21.348,54 pies²)
Coordenadas 28.609014,-106.068696
10-ANTECEDENTES:
Tipos de hidrocarburos
Hidrocarburos acíclicos saturados. Llamados también parafínicos, del griego
parum, pequeña, y affinis, afinidad. Se les nombra así porque no reaccionan
fácilmente con otros compuestos. Su fórmula general es CnH2n+2.
Hidrocarburos de esta serie son el metano (CH4), el etano (C2H6) y el butano
(C4H10), y son los principales componentes de los gases del petróleo (Atlas y
Bartha, 1998). Hidrocarburos cíclicos saturados o nafténicos. De fórmula general
CnH2n; ejemplos: el ciclopentano (C5H10) y el ciclohexano (C6H12) (Chow,
1987). La gran mayoría de estos compuestos tienen una serie de constituyentes
de importancia menor y, a semejanza de los isoprenoides, también están formados
por precursores específicos, sea de plantas o de animales. Además, son
empleados como “marcadores moleculares”, de gran uso e importancia en
estudios geoquímicos y de comportamiento de derrames (Atlas y Bartha, 1998).
Hidrocarburos cíclicos no saturados. Mejor conocidos como hidrocarburos
aromáticos, cuya fórmula general es CnH2n-6. El compuesto más simple de esta
serie es el benceno (C6H6), que tiene seis átomos de carbono unidos por dobles
ligaduras alternadas Restauración de suelos contaminados por hidrocarburos 6
formando un anillo. Estos hidrocarburos por lo general están constituidos por
poliaromáticos, que son varios anillos bencénicos unidos entre sí y se encuentran
principalmente en las fracciones pesadas, por ejemplo en asfaltenos y parafinas
(Donker et al., 1994).
Hidrocarburos acíclicos no saturados. Llamados también etílicos u olefinas, de
fórmula general CnH2n, las diolefinas CnH2n-2, los acetilénicos CnH2n-2, además
de otros hidrocarburos formados por la combinación de anillos y cadenas que
pueden semejarse a varias de las series precedentes (Chow, 1987).
10
El destino de los hidrocarburos en el suelo fue descrito por McGill et al., 1981
(Figura 1). Ellos explicaron que los hidrocarburos pasan primero por dos procesos:
la volatilización y la fotooxidación. Posteriormente, atraviesan por un proceso de
descomposición biológica, donde los microorganismos, los nutrimentos, el
oxígeno, la textura y el pH van a ser fundamentales. Como resultado de este
último proceso, se obtienen productos intermedios, células microbianas y CO2 que
se va a la atmósfera. Por último, los productos derivados de la descomposición
biológica siguen dos caminos: 1) se incorporan al humus del suelo, o 2) se lixivian.
McGill et al., 1981,
Los proyectos de fitorremediación se basan en la técnica aplicada por EPA
(Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos) y el Instituto Alemán de
Estandarización. Guitart (2005). El Pb en el suelo se encuentra principalmente en
forma de Pb2+, también es conocido su estado de oxidación +4. Algunos de los
compuestos insolubles son Pb (OH)2, PbCO3, PbS, PbSO4. La velocidad de
oxidación depende de factores como la humedad, la temperatura, el pH, el
potencial redox, la cantidad de materia orgánica o la roturación de los suelos.
Seoánez (1999). Este elemento es una de las bases de la civilización tecnológica,
ya que infinidad de industrias lo utilizan como materia prima o como componente
básico de sus productos. Su intenso uso se debe a una serie de propiedades que
lo hacen poco menos que imprescindible en algún tipo de indus- Phyto: planta y
Remedium: eliminar algo pernicioso
Los hidrocarburos se fijan a las enzimas y altera la estructura y función de
muchas proteínas, interfiere así con la acción y la finalidad de muchos tipos
diferentes de células del cuerpo. Estos cambios pueden ocasionar daños
permanentes a los órganos en crecimiento y desarrollo, en especial al sistema
neurológico de los niños, y es muy difícil revertir los efectos. Penetra en el cuerpo
no solo por vía oral, sino también por las vías respiratorias. En general, los
hidrocarburos incorporados al suelo pueden seguir cuatro diferentes vías: quedan
retenidos en el suelo, ya sea disueltos en la fase acuosa del suelo, ocupando
sitios de intercambio o específicamente adsorbidos sobre constituyentes
inorgánicos del suelo, asociados con la materia orgánica del suelo y/o precipitados
como sólidos puros o mixtos; pueden ser absorbidos por las plantas y así
incorporarse a las cadenas tróficas; pasan a la atmósfera por volatilización; o se
movilizan a las aguas superficiales o subterráneas. Para elucidar el
comportamiento de los metales pesados en los suelos y prevenir riesgos tóxicos
potenciales, se requiere la evaluación de la disponibilidad y movilidad de los
mismos. La toxicidad de los metales depende no solo de su concentración, sino
también de su movilidad y reactividad con otros componentes del ecosistema
(Abollino et al., 2002).. Señalan que la planta al crecer en suelos contaminados
por hidrocarburos reduce en un 67% las concentraciones en suelos
sembrados con girasol después de un periodo de 150 días de crecimiento,
en condiciones de invernadero. El girasol es una planta que se muestra poco
11
eficiente en el aprovechamiento del agua cuando dispone de ella en abundancia.
En condiciones de sequía su sistema radicular profundo le permite extraer agua
del suelo, a una profundidad a la que otras especies no pueden llegar. Además,
dispone de mecanismos fisiológicos que le permiten mantener los estomas
abiertos en condiciones de estrés hídrico y, por tanto, puede seguir
fotosintetizando y acumulando materia seca.
Durante la época de crecimiento activo, y sobre todo en el proceso de formación y
llenado de las semillas, el girasol consume importantes cantidades de agua.
Respecto a la intensidad de luz, el fotoperiodo acelera o retrasa el desarrollo del
girasol durante la fase de formación de las hojas. Cuando se inicia la fase
reproductiva, la luz deja de tener influencia sobre la planta como factor
fotoperiódico y empieza a tener importancia su intensidad y calidad como factores
determinantes del rendimiento.
El girasol no es muy exigente en suelos, ya que tolera tanto los de textura franco-
arenosa de fertilidad media como los de textura arcillo-arenosa con buen drenaje.
Se comporta muy bien en terrenos franco-aluviales fértiles, profundos, con
adecuado drenaje y que retienen agua. Los suelos deben ser bien nivelados y con
un pH de 6 a 7.5. Mani et al. (2007). El Girasol Helianthus annuus L es una planta
reconocida como fitorremediadora, porque absorbe metales pesados en grandes
cantidades, por lo que se le considera como planta hiperacumuladora de Cd, Pb,
Zn, S y elementos radiactivos.
11-INVESTIGACION PRELIMINAR
El ecosistema natural está trabajando sin descanso en respuesta a la
contaminación con hidrocarburos. La naturaleza puede subsanar incluso los
peores daños ambientales ocasionados por hidrocarburos del petróleo empleando
para ello su capacidad de regeneración, siempre y cuando tenga tiempo para
hacerlo, y para esto debemos entender que la biorremediación es la adición de
materiales exógenos a los ambiente; la fitorremediación que tiene como objetivo
degradar, asimilar, metabolizar o desintoxicar metales pesados, compuestos
orgánicos por medio de la acción combinada de plantas y microorganismos con
capacidad fisiológica y bioquímica para absorber, retener, degradar o transformar
sustancias contaminantes a formas menos tóxicas, la aplicación de la
fitorremediación tiene limitaciones: la profundidad de penetración de las raíces; la
fitotoxicidad en áreas fuertemente contaminadas; los tiempos de proceso pueden
ser muy prolongados, con respecto a las demás técnicas de remediación y la
biodisponibilidad de los compuestos que siempre limita la captación.
Una planta fitorremediadora realiza cualquiera de los mecanismos anteriores
siguiendo tres fases: Absorción, excreción y desintoxicación de contaminantes.•
12
Otros factores importantes que inciden en la penetración del contaminante son su
peso molecular e hidrofobicidad que determinan que estas moléculas atraviesan
las membranas celulares de la planta. Después de cruzar la membrana, los
contaminantes son distribuidos a través de toda la planta •Los contaminantes que
se absorben por las raíces,se excretan vía hojas (fitovolatilización).
Existen otros tipos de metabolismos como la absorción y la traslocación que se
resume en fitoextracción, la fotidegradación y la fitoestabilización.
Cuando las concentraciones de los contaminantes son elevadas, solo pequeñas
fracciones (menos del 5 %)se excretan sin cambios en su estructura química.
La de intoxicación de los compuestos orgánicos se lleva a cabo por la vía de la
mineralización hasta dióxido de carbono; Algunas especies de plantas probadas
con éxito en la fitorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos del
petróleo son:
NOMBRE CIENTIFICO NOMBRE COMUN
Zea mays maíz
Panicum maximun pasto Guinea
Paspalum pasto
Virgatum gramínea
Echinochloa polystachya pasto alemán
Sorghum vulgare sorgo forrajero
Phaseolus vulgaris frijol
Phaseolus coccineus ayocote silvestre
Chamaecrista nictitans leguminosas
Brachiaria brizantha pasto alambre
Triticum aestivum trigo harinero
Hordeum vulgare cebada
Helianthus annuus girasol
De acuerdo con la USEPA , las gramíneas y leguminosas tienen cualidades
morfológicas y fisiológicas que puedan ser utilizadas en la fitorremediación de
suelos contaminados con hidrocarburos
.Las gramíneas presentan sistemas radicales más ex-tensos y fibrosos, en tanto
que el sistema radical de las leguminosas puede desarrollarse a más profundidad
y además de poder captar nitrógeno atmosférico a través de la simbiosis con
Rhizobium. La selección de plantas para uso en fitorremediación debe contemplar
su capacidad de adaptarse a las concentraciones del contaminante y a las
condiciones ambientales que imperan en las regiones con problemas de
contaminación. La capacidad de las plantas para crecer en suelos contaminados
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se relaciona con aspectos morfológicos y fisiológicos de la raíz que favorecen
mayor captación de agua y nutrimentos.
14
12-CARACTERIZACIÓN DETALLADA
En nuestro caso utilizaremos los girasoles como base de nuestra fitorremediación
¿Porque esta planta en específico?
En base al estudio “Germinación del girasol silvestre (Helianthus annuus L.)
en presencia de diferentes concentraciones de metales”(Gutiérrez-Espinoza
et al., 2011.)
Las semillas de girasol germinan incluso sin son sembradas directamente en un
lugar contaminado por lo que es aún más factible para el proyecto.
- Las raíces de los girasoles pueden limpiar la tierra de metales pesados como el
plomo o el cadmio.
-Sobrevive en condiciones de semiáridas, puede absorber, gracias a su raíz
profunda, mayor cantidad de agua del suelo profunda que otras plantas.
-Germinación7-14día15ºC
- Se trata de una planta por lo general resistente a hongos y plagas de origen
animal.
- Es originaria del norte de México
-Tiene gran capacidad de adaptación a diferentes condiciones de suelo, pudiendo
prosperar en suelos superficiales, pobres y ácidos. (Lo cual nos será útil debido a
nuestra textura de suelo
El girasol tiene capacidad para crecer en concentraciones químicas de la gasolina
soluble de hasta 500 mg/L, sin efectos significativos en la elongación de raíces y
tallos aunque el tallo puede presentar una ligera disminución en la longitud al
aumentar las concentraciones
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SUELO A REMEDIAR
Superficie total: 1.983,34 m² (21.348,54 pies²)
Coordenadas 28.609014,-106.068696
(CARACTERISTICAS):
Textura:franca arenosa
- arcilla 17.9 %
-arena 55.8 %
-limo 26.3 %
DENSIDAD DEL CONTAMINANTE
16
Características del contaminante de ejemplo
Gasolina: Densidad: 680kg/m3 o bien 0,68g/c.c.
Elementos contenidos (metales pesados principales); plomo Pb, manganeso Mn,
mercurio Hg, cadmio Cd, si es petróleo, en caso de gasolina son metil tributil
éter,dixido de azufre y dióxido de nitrógeno principalmente.
13-PROYECTO DE RECUPERACION
PASO 1-se deben medir las concentraciones de los contaminantes por medio de
muestras y determinar tipo de suelo, pH de 6 a 7.5.
Tomar muestras
0-15 y 15-30 cm. Determinar si es necesario aumentar la profundidad en caso de
que haya pasado mas tiempo después de un derrame considerando la porosidad
del suelo y la densidad del contaminante, ya que al aumentar la profundidad de
muestreo la concentración de metales puede incrementarse.
PASO 2-decidir el método de remediación en este caso fitorremediacion insito ya
que el campo de simulación de contaminación es insitu, es decir en un área en la
que no es necesario viajar o llevar el material para dicha remediación.
-si se decide sembrar directamente las semillas el proceso será más lento y con
resultados a largo plazo por lo que es recomendable hacer trasplantes para
mejores resultados.
PASO 3-despues de que se haya plantado el girasol ,se debe cosechar la
material vegetal dependiendo de los resultados de análisis de las segundas
muestras las cuales serán la base para saber si ya es el tiempo adecuado para
retirar toda a la cosecha
PASO 3-una vez retirada la cosecha se debe incinerar para desechar
adecuadamente o utilizar la tecnología de scrubbers y torres de lavado de
químicos, este último método es utilizado por los químicos para hacer una limpieza
por emisiones, y las moléculas del contaminante son separadas.
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14-METODOLOGIA APLICADA PARA LA DESCONTAMINACION
El método a utilizar es trasplantes Helianthus annuus “girasol” ya que su
función para filtrar los contaminantes (Rizofiltración) en el sustrato ayudara una
remediación más agilizada por sus raíces desarrolladas.
Rizofiltración. Es la adsorción sobre las raíces de las plantas y la absorción por
las raíces de las plantas, de contaminantes que están en la solución del suelo
circundante a la zona radical. Según el tipo de contaminante, pueden ocurrir los
procesos de absorción, concentración o translocación. Algunos sitios
contaminados con plomo, cadmio, cobre, níquel, zinc, cromo, uranio, cesio,
estroncio, azufre y nitrogeno son tratados siguiendo esta tecnología.
Las plantas de girasol pueden utilizarse con el fin de absorber y adsorber
algunos de los contaminantes antes mencionados
18
Germinación de la semilla de girasol El sustrato empleado para la germinación
puede ser arena de río fina”, el sustrato se deposita en vasitos plásticos (tamaño
de vaso número 7), por cada vasito se coloca 2 semillas, las cuales se mantiene
húmedas con agua y en condiciones semicontroladas de invernadero hasta llegar
a 10 días de crecimiento, se aplica la técnica del riego por goteo, hasta los 20
días de edad, en la que presentó el primer par de hojas verdaderas,
posteriormente se procedió al trasplante.
Transplante de girasol Se seleccionaron las plántulas con características
semejantes en tamaño, color, diámetro del tallo y número de hojas, se
trasplantaron a macetas 1.5 kg. de capacidad, cada maceta debe contener el
sustrato de crecimiento, el cual puede estrar conformado por 50% de arena gruesa
y 50% de arena fina. En cada maceta se colocaran 3 plántulas, las que representó
la unidad muestral. En total pueden usarse 20 plantas por tratamiento para cada
transecto dependiendo el tamaño de la superficie contaminada.
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15- PROCESO QUIMICO DE REMEDIACION
El destino de los hidrocarburos en el suelo fue descrito por McGill et al., 1981.
Ellos explicaron que los hidrocarburos pasan primero por dos procesos: la
volatilización y la fotooxidación. Posteriormente, atraviesan por un proceso de
descomposición biológica, donde los microorganismos, los nutrimentos, el
oxígeno, la textura y el pH van a ser fundamentales. Como resultado de este
último proceso, se obtienen productos intermedios, células microbianas y CO2 que
se va a la atmósfera. Por último, los productos derivados de la descomposición
biológica siguen dos caminos: 1) se incorporan al humus del suelo, o 2) se lixivian.
McGill et al., 1981, describieron de la siguiente manera los componentes del
petróleo y sus derivados que se encuentran adheridos al suelo.
20
PROCESO DE DESCONTAMINACION DEL SUELO
21
16-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
La importancia del suelo deja de ser exclusivo de las plantas, para ser vital para el
hombre de acuerdo a los estudios y análisis de los investigadores de la Ciencia del
Suelo.
Las diferentes funciones que presentan el suelo en el entorno ambiental, nos
responsabiliza a mejorar y mantener un buen Equilibrio Ecológico, ya que es parte
de nuestro hábitat, se debe evitar la contaminación del mismo para que no se
contamine el otro recurso natural, ‘’ los mantos acuíferos’’ ya que son recursos
limitados y escasos. Pensemos en las generaciones posteriores.
RECOMENDACIONES PARA HACER REMEDIACION ECOLOGIA
• Si la remediación se realiza in situ, utilizar el sustrato más cercano para
trasplantar.
• Hacer un muestro profundo si ya ha pasado un tiempo considerable de la
contaminación.
• Sembrar el girasol a una separación de 1 a 1.5 metros entre cada
trasplante para un mejor desarrollo de la planta.
• Sólo requieren prácticas agronómicas convencionales, por tanto para su
cuidado utilizar los medios naturales más cercanos.
• No eliminar las plantas sobrevivientes en el espacio contaminado, ya que
actúan positivamente sobre el suelo, mejorando sus propiedades físicas y
químicas, y son medioambientalmente aceptables, debido a que se basan
en la formación de una cubierta vegetal.
• Se recomienda el empleo del cultivo de girasol Heliantuus annuus L como
fitorremediador de suelos contaminados por hidrocarburos
• Se recomienda el uso del humus de lombriz y aserrín de tipo suave
(bolaina) en común con el girasol para suelos contaminados por
hidrocarburos, por ser una tecnología de bajo costo y fácil manejo.
22
17-BIBLIOGRAFIA
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