TEMA 17. FITORREMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS
La acumulación de metales, metaloides y tóxicos orgánicos en el medio ambiente se debe
fundamentalmente a varias actividades antropogénicas. El problema de estos casos es que
además de material tóxico, habrá material orgánico y estos tóxicos van a poder acumularse en
el medio ambiente.
Estas concentraciones de metales han aumentado gradualmente desde la revolución industrial.
La disponibilidad de los metales aumenta mucho. Lo que está haciendo que se acumulen estos
elementos en la corteza terrestre, en zonas concretas de la tierra por ejemplo en el cinturón
metálico, donde hay mercurio. El problema de esto es cuando se extrae. Puede ser una
contaminación más difusa con la expulsión de gases, efluyen industriales pero suelen ser en
situaciones concretas
En situaciones concretas hay puntos de contaminación masivos, que contaminan ecosistemas.
Soluciones más drásticas y costosas (llegando a eliminar el suelo).
Utilización de plantas para acceder a los contaminantes más accesiblemente.
Hay que tener en cuenta cuáles son las sustancias que se consideran tóxicas. Muchos de los
elementos que se acumulan en muchos ecosistemas son esenciales, el problema es cuando llega
a acumularse en unas dosis muy grandes, por encima de cierto umbral, llegando por tanto a ser
tóxicos. Se bioacumulan. Es cuestión de dosis. Hay que saber los límites.
Estos contaminantes se acumulan en el suelo y las plantas los absorben de ahí gracias a la raíz.
Hay unas plantas que se llaman hiperacumuladoras, son plantas que viven en zonas que ya de
por sí presentan altos niveles de elementos metálicos y por tanto pueden acumularlos. Tienen
estrategias en las que parte de estos elementos los llevan a la parte aérea (en las hojas los
pueden dejar de manera inerte).
Hay otras plantas llamadas plantas exclusoras: evitan que el contaminante llegue a la parte
aérea. La mayoría de las plantas que se utilizan son de este tipo, tienden a acumularlo en la raíz.
FITORREMEDIACIÓN
Fitorremediación es un concepto que engloba diferentes estrategias de acción dependiendo de
los contaminantes y de la posibilidad de la planta para remediarlo.
Fitoextracción: conseguir que las plantas absorban un elemento de interés que hay en el suelo
y llevarlo a la parte aérea. Se ha empezado a utilizar el concepto de fitominería para la extracción
de elementos que van a ser acumulados en las partes aéreas y así poder extraer los elementos
de interés. Todo esto es difícil porque las plantas tienden a acumularlo en las raíces.
Fitoestabilización: planta acumula el material en la raíz y la idea es que permanezca ahí y no se
disperse.
, Hay otras posibilidades para otros casos concretos:
Fitodegradación. El organismo es capaz de convertir el material tóxico. Esto no es algo normal,
como mucho se podría pasar de un estado oxidado a uno reducido. En condiciones de
anaerobiosis sí que hay elementos orgánicos junto con los metales. Los contaminantes orgánicos
sí que pueden ser metabolizados, de manera que muchos disolventes metálicos por acción del
metabolismo vegetal pueden ser eliminados de este suelo contaminado.
Fitovolatilización. Algunos elementos que son absorbidos, por la acción del metabolismo
vegetal, pueden llegar a ser más volátiles y eliminarse de la planta a través de los estomas. En el
caso del selenio, se metila y se vuelve volátil.
Fitorremediación se basa en la capacidad natural de las plantas para absorber nutrientes
minerales del suelo. La planta va a tener los mecanismos de absorción necesarios o bien tendrá
transportadores para elementos similares y los podrá asimilar e incorporar.
Esto no es siempre factible para todas las situaciones ni para todas las plantas. Requisitos para
optimizar la fitorremediación:
Crecimiento rápido y vigoroso.
Buena colonizadora.
Tolerancia al agente tóxico.
Para fitoextracción: capacidad de translocación a la parte aérea. Plantas
hiperacumuladoras. Las plantas hiperacumuladoras suelen ser de pequeño tamaño,
presentan una biomasa muy reducida, por lo que lo que se busca es que unas plantas
algo más grandes puedan presentar estas características de acumulación y de
fitorremediación.
Se pueden también observar alteraciones. Con qué dosis empezamos a ver cambios (estudiado
en sauce y fresno). Cadmio tienen un impacto negativo sobre el desarrollo de las hojas en fresno,
el tallo en sauces, etc.
Por tanto, conociendo los mecanismos de tolerancia podremos mejorar las plantas. Se hacen
plantas transgénicas para que presenten una mayor tolerancia a ciertos factores.
Un caso muy particular es que se han generado plantas resistentes a mercurio. Se sabe que
existen unas bacterias, presentes algunas en la rizosfera, que tienen una ruta metabólica por la
que el mercurio se puede reducir a mercurio metálico y que pueda volatilizarse, siendo
eliminado este mercurio. Esto solo se ha hecho sólo en laboratorio. Todo esto depende de la
ruta metabólica en los genes MER: reductasa (merA) y el merB que rompe los compuestos
mercúricos para formar el ion mercurio.
Si introducimos estas bacterias en un medio en el que el mercurio se encuentra de manera
natural en el suelo, conseguimos que este mercurio se mueva, consiguiendo mercurio volátil en
la zona.
Pero la capacidad de poder metabolizar estos elementos no suele ser tan fácil. Lo que se quiere
es conseguir una mejor compartimentalización. Se suelen acumular en la pared celular y pueden
La acumulación de metales, metaloides y tóxicos orgánicos en el medio ambiente se debe
fundamentalmente a varias actividades antropogénicas. El problema de estos casos es que
además de material tóxico, habrá material orgánico y estos tóxicos van a poder acumularse en
el medio ambiente.
Estas concentraciones de metales han aumentado gradualmente desde la revolución industrial.
La disponibilidad de los metales aumenta mucho. Lo que está haciendo que se acumulen estos
elementos en la corteza terrestre, en zonas concretas de la tierra por ejemplo en el cinturón
metálico, donde hay mercurio. El problema de esto es cuando se extrae. Puede ser una
contaminación más difusa con la expulsión de gases, efluyen industriales pero suelen ser en
situaciones concretas
En situaciones concretas hay puntos de contaminación masivos, que contaminan ecosistemas.
Soluciones más drásticas y costosas (llegando a eliminar el suelo).
Utilización de plantas para acceder a los contaminantes más accesiblemente.
Hay que tener en cuenta cuáles son las sustancias que se consideran tóxicas. Muchos de los
elementos que se acumulan en muchos ecosistemas son esenciales, el problema es cuando llega
a acumularse en unas dosis muy grandes, por encima de cierto umbral, llegando por tanto a ser
tóxicos. Se bioacumulan. Es cuestión de dosis. Hay que saber los límites.
Estos contaminantes se acumulan en el suelo y las plantas los absorben de ahí gracias a la raíz.
Hay unas plantas que se llaman hiperacumuladoras, son plantas que viven en zonas que ya de
por sí presentan altos niveles de elementos metálicos y por tanto pueden acumularlos. Tienen
estrategias en las que parte de estos elementos los llevan a la parte aérea (en las hojas los
pueden dejar de manera inerte).
Hay otras plantas llamadas plantas exclusoras: evitan que el contaminante llegue a la parte
aérea. La mayoría de las plantas que se utilizan son de este tipo, tienden a acumularlo en la raíz.
FITORREMEDIACIÓN
Fitorremediación es un concepto que engloba diferentes estrategias de acción dependiendo de
los contaminantes y de la posibilidad de la planta para remediarlo.
Fitoextracción: conseguir que las plantas absorban un elemento de interés que hay en el suelo
y llevarlo a la parte aérea. Se ha empezado a utilizar el concepto de fitominería para la extracción
de elementos que van a ser acumulados en las partes aéreas y así poder extraer los elementos
de interés. Todo esto es difícil porque las plantas tienden a acumularlo en las raíces.
Fitoestabilización: planta acumula el material en la raíz y la idea es que permanezca ahí y no se
disperse.
, Hay otras posibilidades para otros casos concretos:
Fitodegradación. El organismo es capaz de convertir el material tóxico. Esto no es algo normal,
como mucho se podría pasar de un estado oxidado a uno reducido. En condiciones de
anaerobiosis sí que hay elementos orgánicos junto con los metales. Los contaminantes orgánicos
sí que pueden ser metabolizados, de manera que muchos disolventes metálicos por acción del
metabolismo vegetal pueden ser eliminados de este suelo contaminado.
Fitovolatilización. Algunos elementos que son absorbidos, por la acción del metabolismo
vegetal, pueden llegar a ser más volátiles y eliminarse de la planta a través de los estomas. En el
caso del selenio, se metila y se vuelve volátil.
Fitorremediación se basa en la capacidad natural de las plantas para absorber nutrientes
minerales del suelo. La planta va a tener los mecanismos de absorción necesarios o bien tendrá
transportadores para elementos similares y los podrá asimilar e incorporar.
Esto no es siempre factible para todas las situaciones ni para todas las plantas. Requisitos para
optimizar la fitorremediación:
Crecimiento rápido y vigoroso.
Buena colonizadora.
Tolerancia al agente tóxico.
Para fitoextracción: capacidad de translocación a la parte aérea. Plantas
hiperacumuladoras. Las plantas hiperacumuladoras suelen ser de pequeño tamaño,
presentan una biomasa muy reducida, por lo que lo que se busca es que unas plantas
algo más grandes puedan presentar estas características de acumulación y de
fitorremediación.
Se pueden también observar alteraciones. Con qué dosis empezamos a ver cambios (estudiado
en sauce y fresno). Cadmio tienen un impacto negativo sobre el desarrollo de las hojas en fresno,
el tallo en sauces, etc.
Por tanto, conociendo los mecanismos de tolerancia podremos mejorar las plantas. Se hacen
plantas transgénicas para que presenten una mayor tolerancia a ciertos factores.
Un caso muy particular es que se han generado plantas resistentes a mercurio. Se sabe que
existen unas bacterias, presentes algunas en la rizosfera, que tienen una ruta metabólica por la
que el mercurio se puede reducir a mercurio metálico y que pueda volatilizarse, siendo
eliminado este mercurio. Esto solo se ha hecho sólo en laboratorio. Todo esto depende de la
ruta metabólica en los genes MER: reductasa (merA) y el merB que rompe los compuestos
mercúricos para formar el ion mercurio.
Si introducimos estas bacterias en un medio en el que el mercurio se encuentra de manera
natural en el suelo, conseguimos que este mercurio se mueva, consiguiendo mercurio volátil en
la zona.
Pero la capacidad de poder metabolizar estos elementos no suele ser tan fácil. Lo que se quiere
es conseguir una mejor compartimentalización. Se suelen acumular en la pared celular y pueden
