BIORREMEDIACION DE AGUAS CONTAMINADAS DE LA CIÉNAGA DE AYAPEL, HACIENDO USO DEL POTENCIAL Pistia stratiotes y Eichornia crassipes.

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El término fitorremediación es muy amplio y describe un número de mecanismos que son definidos por las plantas. La fitorremediación puede involucrar la absorción del contaminante por la planta, o puede ser que se explote la actividad asociada a la planta en la rizósfera. En general estos dos tratamientos son gobernados por las características físicas del contaminante. La solubilidad del agua y la capacidad de absorción del suelo son dos características químicas que influencian la fitorremediación de los contaminantes. Los contaminantes inorgánicos solubles en el agua son absorbidos por las raíces de las plantas, mientras que los compuestos orgánicos no son tomados rápidamente por las plantas sino que son blancos de las enzimas de las plantas o de los microorganismos asociados con la rizósfera. Existen diversos métodos de tratamiento por fitorremediación, los cuales se podrían resumir en aquellos que remedian metales y los que sirven para el tratamiento de compuestos orgánicos [1]

Fitodegradación: es un proceso por medio del cual las plantas degradan compuestos orgánicos. Los compuestos son absorbidos y metabolizados (por oxidasas y halogenasas, principalmente). Muy frecuentemente los metabolitos que producen tienen actividad de fitohormonas (aceleran el crecimiento de las plantas). Se han encontrado plantas que degradan residuos de explosivos, disolventes clorados como el TCE, herbicidas, etc [1](Manacorda y Cuadros, 2005).

Fitoextracción: La fitoextracción o fitoacumulación consiste en la absorción de metales contaminantes mediante las raíces de las plantas y su acumulación en tallos y hojas.El primer paso para la aplicación de esta técnica es la selección de las especies de planta más adecuada para los metales presentes y las características del emplazamiento. Una vez completado el desarrollo vegetativo de la planta el siguiente paso es cortarlas y proceder a su incineración y traslado de las cenizas a un vertedero de seguridad. La fitoacumulación se puede repetir ilimitadamente hasta que la concentración remanente de metales en el suelo esté dentro de los límites considerados como aceptables (Delgadillo, 2011).

Rizofiltración : La rizofiltración, es una técnica de fitoremediación que usa raíces de plantas para descontaminar agua superficial, subterránea o efluentes líquidos contaminados con metales pesados, toxinas orgánicas, entre otros elementos (Garcia et al, 2005).

Fitovolatilización: para el crecimiento de las plantas, estas necesitan de compuestos orgánicos y agua, por lo tanto estas toman el contaminante, lo llevan a los tallos y hojas, lo evaporan y volatilizan mediante los estomas abiertos de las hojas, liberando el compuesto en una forma modificada a la atmosfera (Cubillos, 2011)

METODOLOGÍA[pic 1]

Descripción del sitio: El municipio de Ayapel, con extensión territorial de 1.959,82 km2 , forma parte de la subregión del San Jorge en Córdoba. Está ubicado en la parte más oriental del departamento y su mayor atractivo es la ciénaga de Ayapel, la mayor reserva hidrobiológica de Córdoba, de la cual depende la subsistencia de sus pobladores. La ciénaga está localizada en el noroccidente de Colombia (8º 17’- 8º 24’ N y 75º 4’-75º 9’ W), sobre un área aproximada de 150 km2, a 25 metros por encima del nivel del mar y a 25 Km de la zona minera con la más alta producción de oro en el país (sur de Bolívar y noreste de Antioquia), donde el mercurio es utilizado para extraer el metal. La ciénaga está situada en la cuenca del río San Jorge, con minería extensiva de níquel aguas arriba, así como también con importantes explotaciones auríferas en la parte alta del río San Pedro, sobre la misma cuenca. El promedio anual de precipitación es de 2.260 mm, con temperatura promedio de 27 °C. (Marrugo et al, 2009)

Cultivo hidropónico:

Se cultivan las especies escogidas, iniciando este proceso a partir de semillas. Para la implementación de los semilleros se emplea espuma de poliuretano, cortado en cubos de 2,5 cm de lado, con una ranura central en la cual se colocan las semillas de las plantas. Los cubos se sumergen en agua destilada por 24 horas y posteriormente se elimina el exceso de humedad para que empiece el proceso de germinación. Cuando las primeras plántulas empiezan a aparecer, las esponjas se trasladan a bandejas que contiene solución nutritiva, donde se colocarán sobre malla metálica, ordenándolas como un tablero de ajedrez. (Guevara et al, 2009)

La solución nutritiva se elabora de acuerdo a (Calderos 2001, Castañeda 2001, Howard 1991) para cultivos hidropónicos. Ensayos preliminares permiten determinar las concentraciones de los nutrientes que aseguren el correcto desarrollo de las plantas. La solución empleada contiene calcio (400 mg/l), magnesio (40 mg/l), potasio (600 mg/l), nitrógeno como NO3 - (500 mg/l), fósforo (250 mg/l), azufre (150 mg/l) y cantidades menores de cloro (0,05 mg/l), hierro (3 mg/l), manganeso (0,1 mg/l), zinc (0,03 mg/l), boro (0,5 mg/l), molibdeno (0,4 mg/l).

Una vez que las plantas ubicadas en las bandejas tienen de 8 a 10 cm de altura se las lleva a recipientes (vasos) de 1 litro de capacidad. Estos recipientes también contienen solución nutritiva para asegurar que las plantas crezcan hasta un tamaño de entre 30 a 60 cm. de altura y que desarrollarán raíces resistentes. Durante el proceso se realiza el control periódico de la germinación, crecimiento, desarrollo aéreo, longitud de raíces y porcentaje de mortalidad, así como la aparición de algas y plagas. (Guevara et al, 2009)

Fase de laboratorio:

Se preparan soluciones sintéticas de 5 mg/l, 10 mg/l, y 20 mg/l de Hg. La raíces de las plantas ya desarrolladas (30- 60 cm de altura) se colocan en contacto con las soluciones preparadas. Se emplean 10 plantas de cada especie para la absorción del metal pesado, el proceso se realiza por 30 días. Durante este periodo se controla la absorción de Hg, en las soluciones tratadas con las diferentes especies de plantas, usando espectrofotometría de absorción atómica. Controles se realizan los días: 1, 2, 3, 4, 7, 15, 22 y 30. Adicionalmente se registra el tamaño de cada planta, de las raíces, de las hojas y tallos, tanto al inicio como al final del proceso, además del pH (6 – 7). Se observa la afectación que sufren las plantas por la absorción de los metales, señalando los cambios de color, marchitamiento y porcentaje de mortalidad. Una vez terminado el tratamiento, se registra el peso húmedo y seco de las plantas. En cada grupo se determina cuanto metal se encuentra absorbido por la raíz y por las hojas, para esto se realiza