Estudio de la acumulación de plomo y cadmio por Asphodelus fistulosus L. y Brassica juncea L. para fitorremediar jales - Hernández Zamora, Miriam Azucena (Universidad Autónoma Metropolitana, 2009)
Soil contamination with heavy metals such as lead, cadmium, nickel, chromium and zinc, are attributed to various human activities such as irrigation with wastewater, improper disposal of effluents, the mining and smelting industry, including some others. Thus the use of plants as decontaminating agents represents an important economic alternative technology. The objective was to study the accumulation and/or stabilization of lead and cadmium by Brassica juncea and Asphodelus fistulosus, for utterly use in phytoremediation of tailings from Tlaquiltenango, Morelos. To carry out with the objective, physicochemical characterization of tailings (pH, moisture, texture, field capacity, cation exchange capacity and void space) and the sequential extraction of lead and cadmium available were evaluated. Germination of both species was carried out under in vitro cultures, where growth and healthy development were observed for over a month. Subsequently, plants were transplanted onto a medium containing perlite-peat moss (1:1 w/w). After 30 days the plants were transplanted to 1 kg new pots containing different proportions of tailings to obtain the following initial Pb concentrations: 1 200, 2 500, 5 000, 6 200 and 7 100 mg Pb kg-1 for next 60 days. All experiments were performed under controlled conditions of light and temperature. Subsequently, lead and cadmium were quantified by atomic absorption spectroscopy (AAS); in shoots, B. juncea accumulated up to 1 698 mg Pb/kg dry weight in shoots and 153 mg Cd/kg dry weight in shoot. For this reason B. juncea can be considered a hyperaccumulator species of both metals. On the other hand, A. fistulosus accumulated up to 1 432 mg Pb/kg dry weight in roots and 850 mg Pb/kg dry weight in shoots. Furthermore accumulated 112 mg Cd/kg plant dry weight in shoots, for this reason it can be considered as a Pb excluder and Cd hyperaccumulator. In addition histochemical studies confirmed the quantitative metals content in the roots and shoots; the deposition of lead in histological sections of shoots from B. juncea were mainly observed in the stomata, vascular system, parenchyma, epidermis and apoplastic spaces. Deposits of lead in the root of A. fistulosus were observed in the cortex, whereas in the leaves was not observed lead. The main proposal that emerges from this work is that by cultivating A. fistulosus may reduce the risk of wind dispersal of heavy metals, particularly lead which is present in the tailings. Key words: phytoremediation, mine tailings, heavy metals; La contaminación del suelo con metales pesados, como plomo, cadmio, níquel, cromo y zinc, se atribuyen a diferentes actividades humanas como el riego con aguas residuales, la disposición inadecuada de efluentes, la industria minera y de fundición, entre algunas otras. Así entonces el uso de especies vegetales como agentes descontaminantes representa una alternativa tecnológica importante y económica. El objetivo del presente trabajo fue estudiar la acumulación y/o estabilización de plomo y cadmio por Asphodelus fistulosus y Brassica juncea, para su uso potencial en la fitorremediación de jales procedentes de Tlaquiltenango, Morelos. Para cumplir con el objetivo, se realizó la caracterización fisicoquímica de los jales (pH, humedad, textura, capacidad de campo, capacidad de intercambio catiónico y espacio poroso) y la extracción secuencial del plomo y del cadmio disponibles en los mismos. La germinación de ambas especies se realizó en condiciones in vitro, en donde se observó su crecimiento y desarrollo durante un mes. Posteriormente, las plántulas obtenidas se trasplantaron a recipientes con una mezcla de agrolita-turba (1:1 p/p). Después de 30 días, las plantas se colocaron en recipientes de 1 kg con jales, en los cuales se ajustó la concentración inicial de plomo a 1 200, 2 500, 5 000, 6 200 y 7 100 mg Pb/kg de jal peso seco durante 60 días. Todos los experimentos se realizaron en condiciones controladas de luz y temperatura. Posteriormente, se cuantificó por espectrometría de absorción atómica (EAA) el plomo y cadmio. B. juncea acumuló hasta 1 698 mg Pb/kg planta peso seco y 153 mg Cd/Kg planta peso seco en la parte aérea, por lo que puede considerarse una especie hiperacumuladora de ambos metales. Por otro lado, A. fistulosus acumuló hasta 1 432 mg Pb/kg planta peso seco en la raíz y 850 mg Pb/kg planta peso seco en la parte aérea. Además acumuló 112 mg Cd/kg planta peso seco en la parte aérea por lo que puede considerarse una especie fitoestabilizadora de Pb e hiperacumuladora de Cd. Los estudios histoquímicos confirmaron los resultados cuantitativos del contenido de metales en las raíces y la parte aérea. Los depósitos de plomo en los cortes histológicos de hojas de B. juncea se encontraron principalmente en los estomas, haz vascular, parénquima, epidermis y espacios apoplásticos. Los depósitos de plomo en la raíz de A. fistulosus se observaron en la corteza, mientras que en las hojas no se observó el metal. La principal propuesta que se deriva de esta tesis es que mediante el cultivo de A. fistulosus se puede reducir el riesgo de la dispersión eólica de metales pesados, principalmente del plomo que se encuentra presente en los jales. Palabras clave: fitorremediación, jales mineros, metales pesados