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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS FORESTALES Y DEL AMBIENTE
TESIS:
“FITOACUMULUACION DE METALES PESADOS (Pb, Fe y Zn) POR Phalaris aquatica EN RELAVE DE UNIDAD MINERA MOROCOCHA –
JUNIN”
PRESENTADO POR:
ELIZABETH HUAMAN VENTURA
PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE MAESTRA EN:
GESTIÓN AMBIENTAL Y DESARROLLO SOSTENIBLE
HUANCAYO – PERÚ
2019
i ASESOR:
DR. JULIO CESAR ÁLVAREZ ORELLANA
ii
DEDICATORIA
A la memoria de mi madre Sabina y abuelita Eduvijes quienes desde el cielo me iluminan.
A mi padre Bernabé un hombre excelente e íntegro que forjo mi formación profesional.
A mi hermano Nixon y mis hermanas Lidia, Obdulia, Vilma, Carmen y Nil por su comprensión en momentos difíciles.
A mi hija Clairee la razón de mi vida por brindarme su gran empuje que fortalece mi vida.
iii
AGRADECIMIENTO
A todas aquellas personas que me han apoyado durante la realización de este trabajo. A la Universidad Nacional del Centro del Perú, a mis docentes de la maestría por impartir sus conocimientos durante mis estudios.
Al Doctor Hernán Baltazar por su apoyo en la parte metodológica de la investigación, correcciones y sugerencias en el contenido.
Al Doctor Julio Cesar Alvarez por su orientación y aporte como asesor del proyecto de tesis.
Al Ing. Ezequiel Pomachagua y a los trabajadores del área de medio ambiente de Unidad Minera Morococha por la labor ardua realizando la instalación y mantenimiento de los pastos en relave.
iv RESUMEN
La investigación se llevó a cabo en una instalación de relaves denominada Susana en un área de 200 m2 con cobertura vegetal de Phalaris aquatica. El objetivo fue determinar la capacidad de fitoacumulación de Pb, Fe y Zn por esta especie en los relaves de la unidad minera Morococha - Junín. Para ello se realizaron dos tipos de muestreos: primero el muestreo de sustrato que se realizó en la superficie según la guía de muestreo de suelos, que consistió en recolectar ocho submuestras de relaves con el fin de tener una muestra representativa de todos el área sembrada y el segundo muestreo en material biológico se realizó mediante el método "cuadrado", una vez recolectada la biomasa de la especie vegetal Phalaris aquatica (raíz y parte aérea), se homogeneizó y se tomaron 3 muestras representativas de cada muestreo enviado al laboratorio Certimin donde se analizaron las concentraciones de Pb, Fe y Zn por el método ICP (Espectrómetro de Emisión Atómica de Plasma de Acoplamiento Inductivo). Una vez obtenidos los resultados, se sistematizó para verificar la normalidad mediante la prueba de rango shapiro wilk a un nivel de α = 0.05 usando el programa SPSS. A partir de esto, se determinó el factor de acumulación y el factor de translocación de Pb, Fe y Zn por Phalaris aquatica. Esta investigación concluye que Phalaris aquatica tiene "La capacidad fitoestabilizante como cubierta vegetal de relaves", para el tratamiento de la erosión del suelo y para evitar la contaminación por polución.
Palabra Clave: fitorremediación, fitoacumulación, Phalaris acuática, translocación, fitoestabilización.
v ABSTRACT
The research was carried out in a tailings facility called Susana in an area of 200 m2 with Phalaris aquatica vegetation cover. The objective was to determine the phytoaccumulation capacity of Pb, Fe and Zn by this species in the tailings of the Morococha - Junín mining unit. For this, two types of samplings were carried out: first the substrate sampling that was carried out on the surface according to the soil sampling guide, which consisted in collecting eight subsamples of tailings in order to have a representative sample of all the planted area and the second sampling in biological material was carried out using the "square" method, once the biomass of the plant species Phalaris aquatica (root and aerial part) was collected, it was homogenized and 3 representative samples were taken from each sample sent to the Certimin laboratory where analyzed the concentrations of Pb, Fe and Zn by the ICP method (Inductive Coupling Plasma Atomic Emission Spectrometer). Once the results were obtained, it was systematized to verify normality through the shapiro wilk rank test at a level of α = 0.05 using the SPSS program. From this, the accumulation factor and the translocation factor of Pb, Fe and Zn were determined by Phalaris aquatica. This research concludes that Phalaris aquatica has "The phytostabilizing capacity as a vegetative cover of tailings", for the treatment of soil erosion and to avoid contamination by pollution.
Keyword: phytoremediation, phytoaccumulation, Phalaris aquatic, translocation, phytostabilization.
vi
ÍNDICE GENERAL
DEDICATORIA ... ii
AGRADECIMIENTO ... iii
RESUMEN ... iv
ABSTRACT ... v
ÍNDICE GENERAL ... vi
ÍNDICE DE TABLAS ... x
ÍNDICE DE FIGURAS ... xi
INTRODUCCIÓN ... xii
I. CAPITULO I ... 1
MARCO TEÓRICO ... 1
1.1. Antecedentes ... 1
1.1.1. Antecedentes internacionales ... 1
1.1.2. Antecedentes nacionales ... 4
1.1.3. Antecedentes locales ... 7
1.2. Marco de referencia ... 10
1.2.1. Origen de la Fitoacumulación ... 10
1.2.2. Definición de la Fitorremediación ... 10
1.2.2.1. Características de Fitorremediación... 11
1.2.3. Metales pesados ... 13
1.2.4. Tolerancia de plantas hacia los metales pesados ... 19
1.2.5. Plomo (Pb) ... 19
1.2.5.1. Acumulación de plomo en plantas ... 20
1.2.6. Hierro (Fe) ... 22
1.2.6.1. Hierro en el suelo ... 22
1.2.6.2. Toma de hierro en la planta ... 23
1.2.6.3. Oxido e hidróxido de Fe y Mn ... 24
1.2.7. Zinc (Zn) ... 24
1.2.7.1. Zinc como micronutriente y contaminante ... 25
1.2.8. Phalaris aquatica ... 26
vii
1.2.8.1. Origen de Phalaris aquatica ... 26
1.2.8.2. Taxonomía ... 26
1.2.8.3. Descripción de Phalaris aquatica... 27
1.2.8.4. Características botánicas del pasto Phalaris ... 27
1.2.8.5. Adaptabilidad de pasto Phalaris ... 29
1.2.8.6. Valor nutricional ... 29
1.2.8.7. Usos del pasto Phalaris ... 30
1.3. Marco conceptual ... 31
1.3.1. Acumulación ... 31
1.3.2. Plantas Fitoacumuladoras ... 31
1.3.3. Hiperacumulación ... 31
1.3.4. Factores de acumulación ... 31
1.3.5. Factores de translocación ... 32
1.3.6. Fitorremediación ... 32
1.3.7. Capacidad ... 32
1.3.8. Concentración ... 32
1.3.9. Relaves... 32
1.3.10. Unidad minera ... 33
1.3.11. Pasivos ambientales mineros (PAMs) ... 33
1.3.12. Método de ensayo ... 34
1.3.13. Marco legal ambiental ... 34
1.3.13.1. Legislación internacional ... 34
1.3.13.2. Legislación nacional ... 35
1.3.14. Definición de términos básicos ... 36
1.4. Hipótesis dela investigación ... 37
1.4.1. Hipótesis general ... 37
1.4.2. Hipótesis especifica ... 37
1.5. Operacionalización de las variables ... 38
II. CAPITULO II ... 41
DISEÑO METODOLÓGICO... 41
2.1. Tipo de investigación ... 41
viii
2.1.1. Descripción del área de estudio ... 41
2.1.2. Ubicación geográfica ... 41
2.1.3. Historia del área de estudio unidad minera de Morococha ... 42
2.1.4. Temperatura y clima ... 42
2.2. Método de investigación ... 43
2.3. Diseño de investigación ... 43
2.4. Población y muestra ... 44
2.4.1. Población ... 44
2.4.2. Muestra ... 44
2.4.3. Técnica de muestreo ... 44
2.4.3.1. Muestreo de pastizales ... 44
2.4.3.2. Muestreo de sustrato ... 45
2.5. Técnicas e instrumentos de recolección de datos ... 46
2.5.1. Materiales de campo ... 46
2.5.2. Recolección del material biológico ... 46
2.5.2.1. Fase de campo ... 46
2.5.3. Recolección de sustrato ... 46
2.5.3.1. Fase de campo ... 46
2.5.3.2. Traslado al laboratorio ... 47
2.5.3.3. Determinación de concentración de metales en relave y material bilógico mediante ICP-MS y ICP-OES ... 47
2.5.3.4. Análisis estadístico de datos ... 47
III. CAPITULO III ... 48
ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIONES ... 48
3.1. Análisis de metales pesados en relaves ... 48
3.2. Análisis de metales pesados en plantas ... 48
3.2.1. Análisis de metales en raíz ... 49
3.2.2. Análisis de metales en partes aéreas ... 49
3.3. Análisis estadístico ... 51
3.3.1. Evaluación de prueba de normalidad ... 51
3.4. Resultados de factor de acumulación ... 52
ix
3.5. Resultados de factor de translocación ... 53
3.6. Discusión de resultados ... 54
3.6.1. Metales pesados en relaves ... 54
3.6.2. Metales pesados en tejidos vegetales ... 55
CONCLUSIONES ... 57
RECOMENDACIONES ... 58
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 59
ANEXOS ... 67
x
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Mecanismo del proceso, mecanismo y contaminante de la Fitorremediación ... 11
Tabla 2. Características clave en planta apta para Fitoextracción y Fitoestabilización ... 12
Tabla 3. Características bromatológicas de los pastos ... 30
Tabla 4. Normativa para calidad de suelo en Perú y Canadá ... 35
Tabla 5. Operacionalización de las variables ... 38
Tabla 6. Parámetros y metodología utilizada en el análisis ... 47
Tabla 7. Concentración de Fe, Pb, y Zn obtenidos en relave después que se desarrolló Phalaris aquatica. ... 48
Tabla 8. Concentración de Fe, Pb y Zn obtenidos en muestras de raíz de Phalaris aquatica. ... 49
Tabla 9. Concentración de Fe, Pb y Zn obtenidos en muestras de parte aérea de Phalaris aquatica. ... 49
Tabla 10. Prueba de normalidad de elementos analizados en relave. ... 51
Tabla 11. Prueba de normalidad de concentración de Fe, Pb y Zn en raíz de Phalaris aquatica .. 52
Tabla 12. Prueba de normalidad de concentración de Fe, Pb y Zn en Parte aérea. ... 52
Tabla 13. Factor de acumulación en la raíz de Phalaris aquatica. ... 52
Tabla 14. Factor de acumulación en parte aérea de Phalaris aquatica. ... 53
Tabla 15. Se observan valores del factor de translocación de la concentración de elementos en partes de Phalaris aquatica. ... 53
xi
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Plomo en suelo superficial de áreas pastizales. ... 7
Figura 2. Inventario de PAMs inicial y actualizado al 2015. ... 8
Figura 3. Inventario de PAMs inicial y actualizado al 2019. ... 9
Figura 4. Resumen de composición de metales pesados en diferentes entes naturales ... 14
Figura 5. Efectos tóxicos y repuesta adaptativas de células vegetales frente al exceso de metales pesados. ... 16
Figura 6. Efectos tóxicos primarios de metales pesados a nivel de membrana, citoplasma, orgánulo y pared que se relacionan con la disminución del crecimiento. ... 17
Figura 7. Relaciones hídricas, fotosíntesis y regulación del crecimiento en la planta sensible, Phaseolus vulgaris, en función de la concentración de Cd suministrada y el tiempo de exposición ... 17
Figura 8. Mecanismos de tolerancia para contaminantes orgánicos e inorgánicos en plantas ... 19
Figura 9. Formas de hierro en el suelo ... 23
Figura 10. Clasificación de las plantas por su capacidad de presentar clorosis férrica. ... 24
Figura 11. Ubicación geográfica del proyecto ... 41
Figura 12. Ubicación del área de estudio ... 42
Figura 13. Diseño de investigación ... 44
Figura 14. Localización de puntos de muestreo en un área regular: forma de rectángulo. ... 45
Figura 15. Partición de muestras de sustrato ... 45
Figura 16. Promedio de concentración de Hierro en relave, raíz y parte aérea... 50
Figura 17. Promedio de concentración de Plomo en relave, raíz y parte aérea... 50
Figura 18. Promedio de concentración de Zn en relave, raíz y parte aérea. ... 51
xii
INTRODUCCIÓN
La fitorremediación es una innovación que depende de la utilización de vegetaciones relacionadas con su entramado radicular que conducen a la disminución, acumulación, degradación, volatilización y ajuste de los diversos tipos de venenos en la tierra (López et al., 2004).
Durante mucho tiempo en las naciones europeas y también en América Latina, por ejemplo, México, Ecuador, Perú, Chile, Bolivia y Colombia, se contempla que se haya completado el uso de la fitorremediación, que ha sido fundamental para todo el examen sobre la edad electiva de ayuda a los entornos influidos. (León, 2017). Metales pesados antropogénicos obtenidos de ejercicios, por ejemplo, minería antigua en su interior remoción inapropiada de relaves, el riesgo de metales pesados en suelos está dado por su total accesibilidad, pero particularmente por la centralización de suelos a plantas y diferentes formas de vida, la remediación de estos suelos contaminados es una de las principales dificultades naturales a atender, Galán y Romero (2008).
La retención y agregación de metales pesados, por ejemplo, Pb, Fe y Zn de la suciedad depende del límite de las especies de plantas, las cualidades de la suciedad y su sustancia. Las plantas pueden recibir diversas técnicas a la vista de los metales en la tierra, algunas basan su protección de los metales a través de una prohibición productiva de metales, limitando el vehículo a la parte voladora. Otros favorecidos recogen el metal en la parte elevada, en una estructura no dañina para la planta (Llugany et al., 2007).
El Perú es una nación con convenio minero, tiene una progresión de faenas mineras que iniciaron sus ejercicios bajo la atenta mirada de la Ley 28271, ley minera, pasivos ecológicos, y no se intentó un enfoque de administración natural confiable o financiamiento para remediación, tiene relaves mineros. peligro perpetuo y probable para el bienestar de la población, el sistema biológico y la propiedad, Inchaustegui (2018) Manifesta "en Perú hay más de 8.000 pasivos ecológicos
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mineros por lo que es importante tomar medidas para la remediación. Pag web Comercio.pe/economía 19/07/2018 Adicionalmente en la localidad de Junín existe un 15% de relaves mineros posoperativos, (Ministerio de Energía y Minas [MEM], 2007), referido por (Mendoza, 2017).
Al evaluar metales sustanciales en territorios, suelos y aguas en contacto con unidades mineras en el territorio alto de Junín donde ocurre un movimiento minero - metalúrgico excepcional (Morococha - Pucará), se descubrieron focos que superan el nivel de referencia global, (Mantaro revive, 2015).
A todo esto, surge la tesis de conocer la capacidad de fitoacumulacion de metales pesados (Pb, Fe y Zn) por Phalaris aquatica en relave minero de unidad minera Morococha Junin, utilizando esta planta por su rusticidad y adaptabilidad a la altitud 4465 m.s.n.m como cobertura vegetal, con el objetivo principal de determinar la capacidad de fitoacumulacion de Pb, Fe y Zn por Phalaris aquatica de relave de la Unidad Minera Morococha- Junín. Para la cual se plantearon los siguientes objetivos específicos:
Determinar la concentración de Pb, Fe y Zn en relave de unidad minera Morococha - Junín.
Determinar el factor de acumulación de Pb, Fe y Zn en Phalaris aquatica de relave minera.
Determinar el factor de translocación de Pb, Fe y Zn en Phalaris aquatica de relave minera. Lo que se fundamenta en las siguiente; los afluentes del Río yauli, están siendo seriamente contaminados por prácticas mineras inadecuadas, pasivos ambientales mineros que llegan a alterar la calidad de pastizales, suelo, aguas de la cuenca Mantaro. Para llevar a cabo este trabajo se ha estructurado en 3 capítulos. En el capítulo I Marco teórico, se efectúan algunas precisiones conceptuales, teóricos, legales que permitan comprender sobre la investigación. En el capítulo II diseño metodologico, se describe la metodología aplicada en la investigación, operacionalidad de variables, población y muestra con los que admitimos la ejecución de la investigación. En el capítulo III Análisis y discusiones de los resultados con diferentes autores donde llegamos a la conclusión y recomendaciones de la investigación.
1 I. CAPITULO I
MARCO TEÓRICO 1.1.Antecedentes
1.1.1. Antecedentes internacionales
Guleryuz et al. (2006) en su artículo lógico "Componente contenido (Cu, Fe, Mn, Ni, Pb y Zn) de la planta Verbascum olympicum Boiss" al este del Mediterráneo. Encontrado en suelos contaminados y varios órganos (raíces y parte aerotransportada) fueron disecados utilizando un espectrofotómetro de ingestión nuclear para decidir la sustancia de metales pesados, la inspección se completó en una zona de 200 m2 cinco áreas separadas, se encontraron las estimaciones de plomo fueron; en la sección etérea (99-451 mg / kg) y raíces (41-188 mg / kg) de suelo minero degradado con Pb (208-655 mg / kg). Se encontraron cualidades de hierro; en la sección aeronáutica (1970-6365 mg / kg) y raíces (1113-4734 mg / kg) de suelo minero contaminado con Fe (3496 a 10.177 mg / Kg). Se encontraron estimaciones de Zn en la sección etérea (46-2287 mg / Kg) y raíces (48-666 mg / kg) de suelo minero manchado con Zn (557-2952 mg / kg). En cualquier caso, el compromiso de los órganos de las plantas con el límite de capacidad cambia según lo indicado por el metal.
Shu et al. (2002) en el artículo lógico "Agregación y resistencia de plomo, zinc y cobre en poblaciones de Paspalum distichum y Cynodon dactylon" completado en una mina de plomo en la República Popular China con una temperatura de 14 ° C, dos poblaciones con Cuatro recreaciones fueron expuestos a varias centralizaciones de Pb y Zn durante 14 días y revelaron el contenido de plomo en la sección aeronáutica (79-706) de Paspalum distichum y Cynodon dactylon por separado, pero valores inferiores a los encontrados en las raíces (610-1899), de relaves mineros contaminados con Pb (2335-5686), y las estimaciones de Zn se encontraron en la sección aerotransportada (116-816) y en la raíz (663-1864) de relaves mineros contaminados con Zn (3009-
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7607). Las consecuencias de las poblaciones indicaron una mayor resistencia a las especies que se encuentran en regiones no contaminadas. Suponiendo que los enfoques de acumulación minera contenían Pb y Zn, lo que obligaría a un alto peso de elección para el avance de ecotipos y genotipos indulgentes con metales, las pruebas de estiramiento de raíces demostraron que las poblaciones de P. distichum y C. dactylon tienen una co-resistencia avanzada a Pb y Zn. El número de habitantes de P. distichum fue el más abierto a Pb y Zn, mientras que el número de habitantes de C. dactylon fue moderadamente bajo.
Chiu et al. (2005) en el artículo lógico "Desarrollo de Vitiveria zizanioides y Phragmities australis en Pb y Zn en desechos mineros revisados con excrementos de estiércol y lodo de aguas residuales" situado en la parte norte de la zona de Guangdong en el sur de China, donde la temperatura media anual del aire es de 20ºC. ° C, en macetas de vivero con cuatro recrea para cada tratamiento. El objetivo fundamental de este examen fue la revegetación para disminuir los efectos en la naturaleza donde se decidió el límite de estas especies en la agregación de Pb y Zn de las acumulaciones de minas para evaluar la viabilidad de las correcciones naturales utilizando excrementos. Donde se tuvo en cuenta la convergencia de plomo en la sección etérea (72-86 y 121- 149) y raíces (58-193 y 66-403) de Vetiveria zizanioides y Phragmites australis individualmente, de suelos contaminados con Pb minero (187-361). Se estima Zn en la sección volante (42-117 y 123-407) y raíces (442-912 y 247-964) de los suelos mineros de Vetiveria zizanioides y Phragmites australis contaminados individualmente con Zn (507-834). Según los resultados, tiende a razonarse que los recolectores son tipos de Pb y Zn.
Sepúlveda et al. (2012). En el artículo lógico "Fitoextracción de metales pesados de relaves utilizando plantas de Salicornia Sp" Chile. El objetivo era evaluar el límite de Salicornia sp. como componentes de fitoextractores de relaves; componentes que se consideran significativos o de valor incluido, para empezar a decidir su potencial como un activo característico. Las plantas fueron inspeccionadas arbitrariamente y sembradas en macetas con relaves no adulterados, arena y una mezcla más de ambos a una temperatura de 14 a 25 ° C, utilizándose la presencia de Fe (4558 mg / kg) en la investigación de los relaves. . , en plantas que se desarrollan en sustancia relativa de hierro habló con 93.3% de los componentes distinguidos, la alta estimación de Fe encontrada en especies de salicornia podría incluir tallos con alto movimiento de raíces, la planta podría crear a la tasa de desarrollo relativo (1.31) fue 39.1% más bajo que en la arena; - Arena real en la mezcla,
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la tasa de desarrollo (1.29) fue 40% menor que en arena y 1.5% menor que en relaves no adulterados. Esto muestra que la Salicornia está equipada para brotar en relaves y es una posibilidad decente para su utilización en fitoextracción y restauración de suelos ensuciados y salinos.
Polechonska L. (2014) Potencial de bioindicación de metales de seguimiento y fitorremediación de Phalaris arundinacea L. (alpiste) en Polonia. El objetivo de este trabajo fue descubrir diferentes capacidades de acumulación de metales de seguimiento de varios órganos de Phalaris arundinacea y explorar su uso concebible en el biomonitoreo y la fitorremediación de suelos contaminados, se reunieron 3 ejemplos en cada sitio dentro de un cuadrado de 5 m × 5. La fijación del metal se controló mediante espectrofotometría de ingestión nuclear, el examen de los hechos de los focos se evaluó mediante ANOVA. Shapiro Wilk confirmó la normalidad de las capacidades examinadas. Los resultados indicaron que las fijaciones encontradas en las pruebas de plantas comúnmente disminuyeron en la solicitud adjunta: raíz, hoja y tallo. Restringiendo la versatilidad y movimiento de los metales, al ser consumidos por la caña de azúcar, por lo que infiere que es una especie fascinante para la fitoestabilización de residuos base contaminados con metales. Las convergencias más notables de Zn y Pb se observaron en la fundación de Phalaris arundinacea L.
Ortiz (2009) en su artículo lógico denominado "Fitoextracción de plomo y cadmio en suelos contaminados utilizando quelita Amaranthus hybridus L. también, micorrizas" en México, el objetivo era evaluar el límite de extracción de plomo (Pb) y cadmio (Cd) de la quelita Amaranthus hybridus L. mediante la inclusión de una mezcla de micorrizas arbusculares (Entrophospora columbiana, Glomus intraradices, G. etunicatum, G clarum) al sustrato manchado con Pb o Cd.
Utilizando un plan exploratorio con cuatro redundancias, esto consiguió que la presencia de micorrizas expandiera en conjunto la agregación de Cd y Pb en la hoja, tallo y base de quelita. Las concentraciones de estos fuertes metales se expandieron predominantemente según la edad de la planta. De igual manera, presumo que la edad de la planta es una razón excepcional que debe ser considerada durante el tratamiento de extracción de cadmio y plomo de la tierra en el momento en que se utiliza A. hybridus en mezcla con micorrizas.
Gutiérrez (2011) en el artículo "Investigación de la conducta de Lolium perenne L en suelos de España focal degradados por metales sustanciales" el objetivo era evaluar la biodisponibilidad de metales pesados en esta planta, mediante un bioensayo de microcosmos utilizando sustratos de
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dos minas abandonadas, los componentes fueron dictados por ICP-OES, se diseñaron 3 duplicados en cada tratamiento. Estos resultados fueron investigados por ANOVA y la prueba no paramétrica de Kruskal-Wallis (KW) en caso de que no fuera adecuada. El grado de criticidad fue del 95%. Se utilizó la programación de SPSS. Los metales sustanciales de la capa superficial de las antiguas organizaciones mineras contenían Fe, Mn, Zn, Pb, Cd, Cu, Cr y Ni elevados e influyen en la rentabilidad del medio ambiente de la fuerza de las criaturas e individuos, donde se presume que esta especie soportaron niveles elevados de Zn y Pb estos componentes son los que se encontraron en el foco más destacable en la parte raíz y etérea. La recolección de estos fuertes metales por esta planta es positiva para su utilización en fitorremediación, sin embargo, muy bien se puede encontrar que corresponde al efecto negativo para los novillos que lo gastan.
1.1.2. Antecedentes nacionales
Medina y Montano (2014) "Aseguramiento del factor de bioconcentración y movimiento de metales pesados en Juncus arcticus y Cortaderia rudiuscula de territorios degradados con la obligación ecológica alianza minera - Ancash". La prueba se realizó con la colección de 03 modelos con tres despidos cada uno de los dos del suelo y la planta (parte voladora y raíz) en los que no hubo diferenciación extraordinaria y el 95% de grado de convicción funcionó con los típicos. La investigación finalizó el examen de los metales sustanciales fundamentales (Al, As, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb, Sb, Zn, Ag y Ni) en la tierra, parte aeronáutica y establecimientos de la planta, con los cuales la bioconcentración y él Se resolvió el factor de desarrollo de las dos especies, a fin de conocer su potencial de extracción y / o alteración de metales pesados, obteniendo resultados que muestran que Juncus arcticus encontró la recolección más notoria de Fe, As, Zn, Al, Pb y Cu en las raíces (> 8000,> 6000,> 5000, 2400, 987 y 784 mg / Kg) que Cortaderia rudiuscula Stapf.
Además, teniendo en cuenta el BCF ordinario de cada especie vegetal, los establecimientos básicos de Juncus arcticus resultaron más beneficiosos que los establecimientos básicos de Cortaderia rudiuscula Stapf, mientras que aislaron Zn, Cu, Mn, Cd, Sb, Al, As, Fe y Pb. Así, teniendo en cuenta el TF típico, Cortaderia rudiuscula fue más poderosa que Juncus arcticus en el desarrollo de Mn, seguida por Cd, mientras que Juncus arcticus fue más capaz que Cortaderia rudiuscula en el desarrollo de Pb, Sb, As, Fe y Al.
Figueroa (2010) completó una investigación de prueba de la variación de especies de plantas al frente de la planta de relaves del concentrador de Santa Rosa de Jangas. Personal de
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Medio Ambiente. Universidad Pública Máyalo Santiago Antunez. Ancash, Perú. El objetivo general es elegir, como lo indican las secuelas de este examen, las especies de plantas que mejor se ajusten a las condiciones de suciedad y cualidades biológicas de la presa de relaves de la concentradora Santa Rosa de Jangas, cierra de la siguiente manera: El preliminar La especie en cuestión Los mejores adscritos para ayudar en el trabajo de remediación natural mediante procedimientos de revegetación o fitoestabilización, ordenados por necesidad, son: Hierba y viga kikuyu en relación con el trébol. Ambos son perpetuos y muestran un amplio espectro de temperatura y dispersión altitudinal entre otros.
Callirgos (2014). En su trabajo de examen denominado "Evaluación del límite de fitorremediación de la especie Chrysopogon zizanioides en relaves mineros" para evaluar el límite de fitorremediación de la especie vegetal Chrysopogon zizanioides en relaves mineros mediante la expansión de correcciones naturales e inorgánicas, completaron 5 medicamentos bajo condiciones de vivero en la Universidad Nacional Agraria la Molina, asumiendo que Chrysopogon zizanioides puede fitorremediar ya que descubrió cómo disminuir el plomo de 1577 mg / kg a 1190 mg / kg, el 24% de la convergencia subyacente del plomo, reduciendo a cero adicional en las hojas y las raíces en lo que se considera una planta fitorremedia con la capacidad de agregar plomo.
Paiva (2012) en su trabajo de exploración denominado "Fitorremediación de suelos contaminados con plomo utilizando amaranthus spinosus amaranthaceae en Cusco 2012" para el nivel de Doctor en Ciencias Ambientales; El objetivo fue evaluar la asimilación y recolección de plomo en Amaranthus spinosus expuestos a varios agrupamientos de suelo ensuciado con plomo, una estructura exploratoria con 4 reiteraciones en macetas de vivero. Se realizó una investigación cuantificable utilizando la programación SPSS. La investigación factorial de fluctuación fue aplicada por ANOVA y el examen de medias por Tukey posteriormente adquirió el resultado en la agregación de metales pesados por esta especie Amaranthus spinosus se logró con mayor fuerza en las raíces con 600 mg / kg de suelo. Al final, Amaranthus spinosus puede agregarse en sus tejidos, lo que incita a desarrollarse en suelos manchados en la convergencia más notable de plantas sin transmitir y demostrar resistencia al metal.
Torres (2018) en su propuesta "Factor de bioconcentración y movimiento de especies altoandinas para suelos contaminados con metales pesados de la planta concentradora de Mesapata, en condiciones de vivero, 2015 - 2016" se culminó la exploración en el ramal de Ancash, a una
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altura de 3.433 metros sobre el nivel del mar, aplicando una estructura de prueba con 3 racimos de tratamiento con tres reiteraciones. Se resolvió la centralización de metales sustanciales en la tierra, raíz y tallo de las especies vegetales altoandinas presentadas a tratamiento, donde se adquirió la solicitud del foco más elevado Pb> Zn> Cu> Cd> Ni, clasificada como planta fitoextractora Stipa ichu ( . Ruiz y Pav) Kunth y Pennisetum clandestidum Hochst ex Chiov para obtener un BCF = 1.07 = 1.15 y FT; FBC = 1,62 y FT = 1,66, por separado, y Medicago lupulina L. FBC = 2,13 y FT
= 1,18 de manera similar como suelo de planta fitoextractor convincente contaminado con zinc metálico del concentrador polimetálico Mesapata; por tener un BCF y FT más destacables que uno, no obstante el BCF y el movimiento en la recolección de T1 (sustrato además de la expansión de metales pesados) se resolvió Stipa ichu (Ruiz y Pav.) Kunth bioconcentra (1.07) y transloca (0.1 ), dispuesta como planta fitoestabilizante de zinc; Medicago lupulina L. igualmente bioconcentrado (3.42) y movido (0.55) Cadmio bioconcentrado (2.09) y movido (0.21) Níquel, bioconcentrado (3.04) y movido (0.8) Zinc; por lo que demuestra una planta fitoestabilizante. El Pb se enfoca en que el final del tratamiento supere los puntos de corte admisibles más extremos para suelos contaminados, por lo que debe ser ayudado por más tiempo.
Jara et al. (2014) en su sensible artículo titulado "Corte de fitorremediación de cinco tipos de suelos altoandinos contaminados con metales sólidos" para la Revista Peruana de Biología; El objetivo fue evaluar cinco plantas de los Andes para conocer sus limitaciones de fitorremediación de Solanum nitidum, Brassica rapa, Fuertesimalva echinata, Urtica urens y Lupinus ballianus, en condiciones de vivero, las especies se presentaron a cuatro sustratos a diferentes velocidades utilizando una configuración de prueba. el vivero de Lachaqui en la localidad de Canta como zona y con esto, el resultado fue que esta clase de plantas altoandinas consideradas pueden recoger estos metales pesados en las raíces. La rentabilidad más destacada en el surtido de plomo y zinc se logró en el establecimiento Fuertesimalva echinata con el tratamiento del 100% de los relaves mineros, obteniendo 2015.1 mg / Kg MS de plomo y 1024.2 mg / Kg MS. zinc. En los establecimientos fundamentales de L. ballianus, en consecuencia, como una razón, se considera además que cuando se terminan in situ, con plantas cercanas, encuentran la forma de alterar y dar resultados
Chaves (2014) en su postulación "Fitorremediación con especies locales en suelos contaminados con plomo" con el objetivo fundamental de decidir el límite de fitorremediación de especies vegetales locales que se encuentran en regiones de ensuciamiento de plomo, UNALM
7
trabajó en macetas dentro de un vivero. Nicotiana razonó que tiene el potencial para un avance superior de fitorremediador de biomasa, alto enfoque de biomasa (276,7 ppm en la zona de la raíz y 96,5 ppm perceptible en toda la zona), capacidad normal para mover el metal a las partes etéreas e inmovilización del metal en la zona de la raíz. raíz (factor de translocación: 0,39). En calamagrostis se adquirieron 299,8 ppm en la zona radicular y 48,4 ppm en la zona etérea con un límite de movimiento de 0,31, en una prueba de Vetiver (93,5 ppm y 15,6 ppm zona radicular en biomasa); un factor de movimiento 0,29
1.1.3. Antecedentes locales
Mendoza (2017) en la tesis "Tolerancia y acumulación de plomo en Baccharis pentlandii dc tratando sustratos según residuos mineros" las unidades de estudio experimental correspondieron a plántulas de 3,5 cm de altura, con mezcla que contenía sustratos de relaves. Diez meses, B. pentlandii registra diferencias en la tolerancia y acumulación de Pb, las plantas experimentan un crecimiento diferente y significativo. La capacidad de almacenamiento de plomo varía según la proporción del sustrato donde los relaves influyen en una mayor acumulación de raíces con respecto a la parte aérea de la planta. Según esta especie, los valores de acumulación no pueden clasificarse como plomo hiperacumulador.
Figura 1. Plomo en suelo superficial de áreas pastizales.
Nota: Fuente Proyecto el Mantaro revive.
En el Mantaro Revive (2015) se realizó el proyecto “Evaluación del contenido de metales y metaloides en suelos de la cuenca alta y media del río Mantaro”. 10 elementos (entre metales y metaloides) evaluados en suelos superficiales, monitoreo de áreas 70, realizando un muestreo
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superficial de 0-5 cm y un muestreo vertical 0-100 cm, plomo (Pb) (elemento tóxico) en Morococha pucara resultante 3490.7 mg / Kg excedió el nivel de referencia de Canadá (70 mg / kg) observado en la figura 1. Asimismo, 12 áreas identificadas con 7 a 10 elementos (metales y metaloides) en concentraciones superiores a la referencia internacional, ubicadas principalmente (ocho de ellas) en la zona alta donde se desarrolla una intensa actividad minera - metalúrgica (Morococha -.
Pucara, Carahuacra, Oroya Antigua, Sta Rosa de Sacco-Villa el Sol, San Cristóbal, Tinyahuarco, Carhuamayo y Ticlio).
El territorio más influido se encuentra a dos kilómetros al sur del complejo metalúrgico La Oroya, que contiene parte de la región metropolitana conocida como. La antigua Oroya donde la fijación de plomo está entre 3000 a 16,000 mg / kg en la tierra entre 7.5 a múltiples veces en la medida de lo posible, ya que el enfoque más extremo en un caso privado es de 400 mg / kg según las pautas canadienses. (Montenegro 2014)
El río Mantaro está situado en el aspecto focal de la nación, recorre 725 kilómetros por las divisiones de Pasco, Junín, Huancavelica y Ayacucho. En el cuenco superior hay mal uso de plomo, plata, cobre y zinc. El movimiento minero es extremo, por lo que se vacía un enorme volumen de residuos; algunos de ellos liberan directamente en sus alimentadores y otros utilizan relaves de tenis. (DIGESA, 2008) en la Figura 2 se puede ver el stock de PAM de 2006 y 2015.
Figura 2. Inventario de PAMs inicial y actualizado al 2015.
Nota: Fuente Ministerio de energía y minas.
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En esta figura se observa que la zona de Junín se ubica en el quinto lugar con PAM inscritos inicialmente en 2006, la cantidad de 52 y para 2015 se expandieron a 637. La Hidrovía del Mantaro está contaminada desde la cuenca alta por la presencia de alta agrupaciones de metales pesados;
Plomo, cadmio, hierro y cobre, en todos los límites máximos admisibles que se producen por la acción minera de reflujo y flujo y los pasivos naturales mineros en ruta son atendidos por los arroyos San Juan, Anticona, Yauli y otros que adicionalmente han sido contaminados. mediante ejercicios extractivos desmoronando las aguas del arroyo Mantaro. Lamentablemente, el río Mantaro inunda ahora mismo 11.000 hectáreas de tierra agraria. Los científicos mundiales han sugerido que este recurso hídrico no debe utilizarse sin un tratamiento previo. Según R.M. No. 010- 2019-MEM / DM en la cuenta Mantaro se reconocieron 1336 PAM, de los cuales en Junín se distinguieron 637, de los cuales el territorio con mayor presencia de PAM es Yauli con 6 depósitos de relaves sin impermeabilizar, 58 aperturas de minas, 4 plantas cambian y 52 plantas destruyen.
Figura 3. Inventario de PAMs inicial y actualizado al 2019.
Nota: Fuente MINAM, 2019
El número de PAM’s ha ido en aumento desde el año 2006 hasta el año 2016. Sin embargo, en los Inventarios de los años 2018 y 2019 se muestra una ligera disminución de PAM’s.
10 1.2.Marco de referencia
1.2.1. Origen de la Fitoacumulación
Desde el principio, se identificó con la utilización concebible de especies hiperacumuladoras, plantas preparadas para bioconcentrar grados fenomenales de metales en sus tejidos. Una gran parte de ellos están hechos de pequeñas plantas herbáceas que se producen en regiones metalúrgicas ordinarias o en antiguos centros de distribución minera (López Lafuente, A.
2009).
Sus etapas iniciales se remontan al siglo XVIII. Joseph Priestley, Karl Scheele y Antoine Lavoisier demostraron que las plantas están preparadas para limpiar la atmósfera al ver la luz.
Posteriormente, en 1885, Bamann, un botánico alemán, encontró altas centralizaciones de zinc en las hojas de plantas específicas que se crearon en lugares que contenían altas medidas de este metal.
Independientemente, no fue hasta la década de 1970 que se descubrió la capacidad de las plantas para limpiar el agua y los suelos recolorados. Posteriormente, durante la década de 1990, se creó la posibilidad de la fitorremediación (Zimicz 2016).
Fueron los primeros en utilizar la articulación "planta hiperacumulativa" para aludir a las plantas equipadas para acumular> 1000 mg de Ni / kg de emisión seca. Así, el término se renombró para distribuir plantas que acumularan> 10,000 mg / Kg de Mn y Zn,> 1000 mg / Kg de Co, Cu, Ni y Pb y> 100 mg / Kg de Cd (Baker, 1987). Se parte de que la planta recolecta independientemente 1000 mg / Kg de metal en la materia seca de cualquier tejido etéreo y en condiciones normales (Salas, 2007).
1.2.2. Definición de la Fitorremediación
El término fitorremediación proviene del griego fito que significa "planta" y remedium que significa "recuperar el equilibrio" y es una técnica que explota la capacidad de algunas plantas para absorber, acumular, metabolizar, volatilizar o estabilizar contaminantes en el suelo, aire, agua o sedimentos. metales pesados, elementos radiactivos, compuestos orgánicos y compuestos derivados del petróleo, por lo que se define como "un conjunto de tecnologías que reducen in situ o ex situ la concentración de diversos compuestos provenientes de procesos bioquímicos realizados por plantas y microorganismos incluyendo rizodegradación, fitoextracción y fitodegradación, fitoestabilización "(Agudelo et al 2005).
11 1.2.2.1.Características de Fitorremediación
Se introduce la fitorremediación como otra opción sostenible, de mínimo esfuerzo y de alta relevancia para la recuperación de situaciones influenciadas por la contaminación regular y antropogénica.
A. Fitorremediación limitación y ventajas
La fitorremediación, nadie más, muestra una progresión de limitaciones, por ejemplo, el área de toxina cercana a la rizosfera, estados físicos y sintéticos de la suciedad (por ejemplo, pH, salinidad y complementos que pueden restringir el desarrollo de la planta), La convergencia del contaminante (que debería ser el mayor de la planta), el peligro de drenaje de los contaminantes más versátiles y la apertura al área degradada. Posteriormente, estos avances son particularmente valiosos para su aplicación en grandes regiones con contaminantes fijos o de grado moderadamente bajo de contaminación y deben considerarse como medidas de recuperación a largo plazo.
Se resaltan los beneficios de estos métodos (1) que se pueden realizar in situ, es decir, sin embarcar el suelo o sustrato contaminado, (2) son de mínimo esfuerzo, (3) permiten su aplicación tanto en suelos como al agua, (4) solo requieren prácticas agronómicas comunes, (5) que actúan fuertemente sobre el terreno, mejorando sus propiedades físicas y compuestas, y (6) son naturalmente aptas para el desarrollo dependiente de la luz de una extensión vegetal. (Carpena y Bernal 2007)
B. Tipo de Fitorremediación
A continuación, se muestra una breve descripción de acuerdo a las cuestiones técnicas planteadas por la EPA (1999) en base al rol que surgen las plantas y los principales mecanismos involucrados, (Ghosh y Singh, 2005).
Tabla 1.
Mecanismo del proceso, mecanismo y contaminante de la Fitorremediación
PROCESO MECANISMO CONTAMINANTE
Fitoestabilizacion
Los metales de plantas tolerantes se utilizan para reducir la movilidad y evitar el paso de capas de agua subterránea o aire;
complejación.
Lagunas de desechos de depósitos minerales. método propuesto para compuestos fenólicos y clorados.
Fitoextraccion
Las plantas se utilizan para concentrar metales en las partes (hojas y raíces) que se cosechan;
hiperacumulación
Cadmio, cobalto, cromo, cobre, níquel, mercurio, plomo, selenio y zinc.
12 Fitovolatizacion
Y las plantas modificadas capturan metales pesados o compuestos orgánicos y los liberan a la atmósfera con la transpiración.
Mercurio, selenio y solventes clorados (tetraclorometano y triclorometano)
Fitoinmovilizacion
Los exudados de las raíces se utilizan para promover el desarrollo de organismos degradantes (bacterias y hongos);
acumulación en la rizosfera.
Hidrocarburos derivados del petróleo y poliaromáticos como benceno, tolueno, antraceno, etc.
Fitodegradacion
Las plantas acuáticas y terrestres capturan, almacenan y degradan compuestos orgánicos en subproductos menos tóxicos o no tóxicos.
Municiones (TNT, DNT, RDX, nitrobenceno, nitrotolueno), antraceno, disolventes clorados, DDT, pesticidas, fosfatos, fenoles y nitritos, etc.
Rizofiltracion
Las raíces de las plantas se utilizan para absorber, concentrar y precipitar metales pesados de desechos contaminados y degradar compuestos orgánicos.
Cadmio, cobalto, cromo, níquel, mercurio, plomo, cobre, selenio, zinc, isótopos radioactivos, compuestos fenólicos.
Nota: Fuente Ghosh & Singh (2005)
Méndez y Maier (2008). La fitorremediación de las minas de escoria es una estrategia prometedora. La evidencia disponible reconoce que la fitoextracción se limita a la restauración del sitio que requerirá un largo período de tiempo. La fitoestabilización, con los consiguientes costos más bajos y una implementación más sencilla, probablemente será un enfoque general de la fitorremediación más adecuado para los desechos mineros. Sin embargo, ambas estrategias necesitan una mayor optimización. El desafío es identificar la fitoextracción o la ingeniería genética de plantas que sean lo suficientemente fuertes para soportar altas concentraciones de metales y aun así producir grandes cantidades de biomasa. El desafío para la fitoestablización es identificar especies en la zona y las plantas nativas específicas no acumulan metales climáticos ni trasloquen.
Tabla 2.
Características clave en planta apta para Fitoextracción y Fitoestabilización CARACTERÍSTICAS
GENERALES DE LAS PLANTAS
FITOEXTRACCIÓN FITOESTABILIZACIÓN Rápido crecimiento y mucha
biomasa
Perennes y raíces profundas
Coeficiente de Fitoextracción >1 <1
Factor de translocación >1 <1
Concentración de metales en partes aéreas (mg/Kg)
As ≥1000 ≤30
Cd ≥100 ≤10
Cu ≥1000 – 5000 ≤40
Mn ≥1000 – 100000 ≤2000
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Pb ≥1000 – 100000 ≤100
Zn ≥100000 ≤500
Nota: Fuente Mendez y Maier, 2008 1.2.3. Metales pesados
Los metales fuertes son numerosos segmentos que tienen propiedades metálicas, fusionando metales comerciales, algunos semimetales, lantánidos y actínidos. La razón más amplia de su plan de juego se basa en el grosor específico, por lo que las piezas con un grosor más prominente de 5 g / cm3 se asocian con esta reunión. No obstante, algunos fabricantes consideran que esta definición es inexacta, ya que el espesor específico no es una referencia con respecto a la reactividad o sustancias tóxicas de un metal (Duffus 2002, Sepulveda 2005).
Los "metales pesados" se describen como aquellos segmentos de la mezcla que tienen un espesor idéntico o más perceptible a 5 g / cm3 cuando están en estructura fundamental, o cuyo número atómico es más llamativo que 20 (aparte de la sal y los metales terrestres esenciales) . Su sustancia en la capa externa del mundo está por debajo del 0,1% y con frecuencia por debajo del 0,01%. Independientemente, en primer lugar, debe aclararse que la articulación "metales considerables" es cuestionable. De hecho, se cree que este término muestra aquellos metales que, al ser segmentos pesados, son "destructivos" para la célula. En cualquier caso, por regla general, cualquier segmento que de lo anterior valga la pena para el celular, en obsesiones extravagantes puede resultar perjudicial. Por tanto, la expresión "metales pesados" seguirá utilizándose para representar estos segmentos. (Navarro et al. 2007).
A. Metales pesados en el medio ambiente
Los metales pesados contribuyen en gran medida a la contaminación ambiental, la cantidad de metal disponible es función de los factores que controlan la solubilidad del piso y la disponibilidad potencial de metales en el suelo son: pH, potencial redox, textura, contenido y tipo de arcilla, materia orgánica, óxidos de Fe , Mn y en, y la presencia de cationes y aniones en solución (Rieuwerts et al., 1998) la naturaleza incluye metales pesados con la distinción de que su composición es variada en cada parte se presenta en la tabla 3.
14
Figura 4. Resumen de composición de metales pesados en diferentes entes naturales
Nota: Fuente Mas y Azcue 1993 B. Absorción de metales por las plantas
Entrada de metal pesado a las plantas por medio de la raíz: para la ingestión de metales pesados por la raíz, en general, el metal que se encuentra en la disposición de la suciedad se adsorbe primero en las superficies de la raíz, seguido por su oficial a los polisacáridos de la superficie de la célula rizodérmica o adhesivos urónicos corrosivos carboxilo acumulaciones, después de la adsorción en las raíces superficiales, los metales pesados se infiltran latente y difusamente en las raíces a través de los flujos de agua en movimiento. Shahid et al. (2016)
Factores que afectan la absorción de metales pesados por medio de la raíz: Varios elementos influyen en la ingestión de metales y el ritmo de recolección de las plantas debajo de la raíz. La absorción de metales de la raíz fluctúa con el suelo y el tipo de planta, la especiación de la mezcla de metales en el suelo, el tamaño de la molécula del suelo, el límite de comercio de cationes, el pH del suelo, la sustancia de emisión natural y el movimiento microbiano. Shahid et al. 2016
Transporte de metales pesados después de la raíz: el desarrollo del metal dentro de la planta desde las raíces hasta las partes aerotransportadas se realiza a través del apilamiento de la xilema, que es ayudado por medidas de vehículos no identificados, y ocurre a través de vehículos
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simplásticos o apoplásticos, se mueven con varios quelatos y transporte en general administrados por el sudor Shahid et al. 2011
La comparación de la compartimentación de metales pesados después de la raíz: Para la situación de la ingestión de metales pesados por los cimientos de la planta, la gran mayoría de los metales asimilados, en particular el Pb (alrededor del 95% o significativamente más) se encuentra secuestrado en las células de la raíz. con un movimiento restringido a los tejidos en el aire, es ayudado por quelatos, hiperacumulativo o ayudado por microbios (Shahid et al., 2012), el movimiento limitado de metales sustanciales a tejidos vegetales etéreos se debe a la presencia de impedimentos físicos (franja de Casparian) en la planta. raíces (Shahid et al 2011), precipitación en el espacio intercelular como sales metálicas insolubles [257], o secuestro en vacuolas de células corticales o rizodermales [258], referido por Shahid et al. (2016).
Comparación de la especiación de metales pesados después de la raíz: la estructura de los metales pesados se quela o construye con aminoácidos naturales a medida que atraviesan la xilema. En cualquier caso, Pb también se puede mover, en estructura inorgánica, al igual que Cd.
Shahid et al. (2011).
La relación del Pb con las partes divisorias celulares fue vista recientemente por EXAFS como el instrumento fundamental de almacenamiento de Pb en las hojas de los dos ecotipos recolectores y no agregadores de Sedum alfredii después de la introducción de la raíz del Pb [261].
EXAFS observó el desarrollo de piromorfita en hojas de Phaseolus vulgaris después de la introducción de la raíz de Pb [253]. La presencia de edificios corrosivos naturales de Pb podría descifrarse como secuestro de Pb en vacuolas, como se ha observado recientemente para Zn, Ni y Cd en diferentes especies de plantas [253, 262]. Referido por Shahid (2016).
Después de la absorción de las raíces, los metales son movidos por la vía de transporte apoplásmica o simplástica a través de la corteza de la raíz hasta los tejidos de capacidad de la planta. Al pasar por la savia de la xilema, los metales pueden formar complejos con aminoácidos, por ejemplo, histidina, ácidos naturales, por ejemplo, cítricos, corrosivo fumárico y málico [268] o fitoquelatinas [227]. En cualquier caso, los metales también se pueden mover en estructura inorgánica como Pb y Cd [269]. mencionado por Shahid (2016).
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Las plantas han crecido profundamente y expresan marcos para contener, mover y recolectar sustancias (Lasat, 2002). Todas las plantas contienen metales de la tierra donde se encuentran, sin embargo, en grados variables, dependiendo de las especies de plantas y las características y sustancia metálica del suelo. Las plantas pueden adoptar diferentes marcos cuando se enfrentan a la cercanía de los metales en su condición (Barceló et al. 1992).
Su surtido de metales pesados en la parte elevada, por regla general en las hojas. En diversas especies y combinaciones se ha afirmado una fina compartimentación subcelular, especialmente en la vacuola y el divisor celular (Vázquez et al., 1991). En cualquier caso, en la raíz hay un vehículo todo incluido que se propone ser en sentido apoplásico general y ubicar un primer canal de dispersión y enorme guía en la endodermis (Paivke, 1983; Vázquez, et al. 1987). En el interior, los metales siguen esencialmente la vía de la xilema y en su relación con las células vecinas pueden iniciar cambios en el caso de partición desde la propia organización vascular, incluso en focos inferiores (como se ha aclarado anteriormente). llegan a las hojas y alteran firmemente la estructura y utilidad de las células fotosintéticas (Van Assche et al. 1990). Aludido por (Barceló 1992)
Figura 5. Efectos tóxicos y repuesta adaptativas de células vegetales frente al exceso de metales pesados.
Nota: Fuente Barcelo y Polchesrieder 1992
Los hiperacumuladores en su mayoría tienen poca biomasa ya que utilizan componentes más importantes de vitalidad para adaptarse a las altas convergencias de metales en sus tejidos (Kabata-Pendias, 2001). En algunas plantas, el Pb puede acumularse fundamentalmente en las raíces, con una calidad insignificante en diferentes partes u órganos de retorno y su accesibilidad a las plantas es un componente del pH del suelo. (Kabata-Pendias, 2001).
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Figura 6. Efectos tóxicos primarios de metales pesados a nivel de membrana, citoplasma, orgánulo y pared que se relacionan con la disminución del crecimiento.
Nota: Fuente Barcelo y polchesrieder 1992
La figura, resume el principal exceso de toxicidad potencial de metales pesados en la célula vegetal, involucrando varios niveles y compartimentos celulares (membranas, pared celular, citosol, orgánulos) y la diversidad de enzimas y procesos claramente secundarios se verán alterados como resultado de la acción primaria de los metales pesados. Además, generalmente ocurre una fuerte distorsión en el sistema tilacoide (Vázquez et al., 1987; 1990. Bennassar et al, 1991) citado por (Barceló y polchesrieder 1992)
C. Acumulación de metales pesados en las plantas
Figura 7. Relaciones hídricas, fotosíntesis y regulación del crecimiento en la planta sensible, Phaseolus vulgaris, en función de la concentración de Cd suministrada y el tiempo de exposición
Nota: Fuente Barcelo y polchesrieder 1992
Numerosas especies soportan altas convergencias de metales en la tierra y que limitan su asimilación y / o palas móviles (rechazo de la metodología); De todos modos, la otra y
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efectivamente retiene su biomasa amasada en aire (técnica de agregación), lo que requiere una fisiología excepcionalmente específica (Baker, 1987).
D. Capacitación de metal y transporte de raíz a brote
La oposición de metales en especies con procedimiento de rechazo se basa frecuentemente en la disminución de la ingestión de metales en las raíces, la particular acumulación de metales en las vacuolas de las raíces y el escaso movimiento de los brotes. Los hiperacumuladores, por el contrario, absorben más metales, almacenan una pequeña cantidad de ellos en las vacuolas de las raíces y, a medida que aumentan, se acumulan los brotes. Investigaciones similares sobre la asimilación y el transporte de Zn en los hiperacumuladores Thlaspi arvense y Thlaspi caerulescens Zn no hiperacumuladores demuestran que estas distinciones son provocadas por el vehículo modificado de Zn tonoplasto en las raíces y fortalecen la retención de Zn en las hojas [77, 78]. La incitación a la expresión ZNT1, una cualidad que codifica un portador de Zn que tiene un lugar con el grupo ZIP de portadores de micronutrientes vegetales, fue mayor en Thlaspi caerulescens que en Thlaspi arvense. Otros marcos de vehículos de entusiasmo único por los hiperacumuladores son los facilitadores de dispersión catiónica (CDF). tipo), portadores ABC para fitoquelatinas y chaperonas metálicas [38, 81, 103, 104, 106, 125, 132]. Punto por punto se concentra en la representación y la apropiación diferencial de estos marcos portadores en hiperacumuladores y no hiperacumuladores aclarará los instrumentos fundamentales hereditarios y subatómicos responsables de la hiperacumulación de metales. Las secuelas de este examen pueden impulsar el avance de procedimientos explícitos para producir plantas competentes para los avances previos de las bases metálicas mediante el diseño atómico y la cría tradicional [10]. La diseminación de las vías de los vehículos desde la raíz del metal hasta la cámara vascular es otro tema de discusión en la investigación de la hiperacumulación. Se ha recomendado que el transporte apoplástico de Zn a la xilema es importante para mantener un vehículo rápido de Zn a las hojas [106], mientras que los ensayos factoriales con Zn y Cd [86, 92] ayudan a la especulación de un marco típico, pero especial para Zn y Cd para xilema. mencionado por (Poschenrieder 2003).
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Figura 8. Mecanismos de tolerancia para contaminantes orgánicos e inorgánicos en plantas
Nota: Fuente Pilon-Smits, Annual Review in Plant Biollogy, 2005.
La conjugación generalmente implica desintoxicación seguida de secuestro activo en la vacuola y el apoplasto donde el contaminante causa menos daño. Los quelantes son: glutatión (GSH), glucosa (Glu), metalotioneína (MT), nicotinamida (NA), ácidos orgánicos (OA, fitoquelatinas (PC), los portadores están representados por recuadros con flechas.
1.2.4. Tolerancia de plantas hacia los metales pesados
Hay plantas tolerantes a los metales pesados, a las que se les habla por la capacidad de adherirse a sustratos que son dañinos para diferentes plantas, y se demuestra a través de la cooperación entre genotipo y condición (Macnair et al. 2002). Los componentes de la resiliencia se encuentran en gran parte en el interior: los metales son consumidos por plantas cultivadas en sustratos metálicos, lo que introduce una progresión de transformaciones fisiológicas y bioquímicas creadas (Baker et al 1987).
1.2.5. Plomo (Pb)
El plomo se encuentra en el grupo IVA (metales) en la tabla intermitente. El Pb es un metal algo azul tenue que ocurre normalmente en cantidades modestas (0,002%) en la cobertura del mundo (...). El Pb es venenoso para el sistema sensorial y está relacionado con el deterioro de numerosas capacidades endocrinas, a pesar de que no hay pruebas de efectos teratogénicos o cancerígenos. (Sepúlveda 2005).
El plomo (Pb) es una sustancia tóxica común profundamente dañina, su calidad en la tierra se debe esencialmente a las actividades antropogénicas, por ejemplo, la industria, la minería y la
20
filtración, una gran parte del Pb transportado a la naturaleza se encuentra en el suelo; los ciclos esenciales que inmediatan su destino en él fusionan adsorción, intercambio de moléculas, precipitación y complejación con emanación regular. El plomo tetrametilo (un compuesto de temperamento decente) puede enmarcar depósitos debido a su alquilación microbiana. Como sustancia tóxica natural, se encuentra regularmente en estructuras esenciales, por ejemplo, óxidos e hidróxidos y como estructuras oxianiónicas metálicas. (Sepulvera 2005)
La nocividad del plomo era conocida por los antiguos egipcios que lo utilizaban como veneno con fines mortales. No solo los romanos y los egipcios usaban plomo, sino también los antiguos griegos. Los geólogos franceses han descubierto que la nieve que cayó durante la Hora estándar griega contenía una centralización de plomo sorprendentemente alta. La estimación de plomo se aceleró a partir del clima entre 500 a. C. C. es más, 300 d.C. se habló del 15% de la contaminación provocada en este siglo por el gas. Hay pruebas de su utilización en China y el México precolombino. (Emsley, 1994).
1.2.5.1.Acumulación de plomo en plantas
El plomo (aproximadamente el 95% o más) se acumula en las raíces, y solo una cantidad limitada de la porción se mueve a partes elevadas de la planta, como se detalla a continuación en la declaración de Shahis (2011) diferentes exámenes realizados en Vicia faba, Pisum sativum y Phaseolus vulgaris (Piechalak et al.2002; Małecka et al.2008; Shahid et al.2011), V. unguiculata (Kopittke et al.2007), Nicotiana tabacum, (Gichner et al.2008), Lathyrus sativus (Brunet et al.
2009), Zea mays (Gupta et al. 2009), Avicennia marina (Yan et al. 2010), Sedum alfredii no combinado (Gupta et al. 2010) y Allium sativum (Jiang y Liu 2010). Aunque numerosos metales muestran la maravilla de limitación de movimiento mencionada anteriormente, esta maravilla no es básica para todos los metales pesados. En cualquier caso, esta maravilla de las plantas es explícita y excepcional para el plomo. Después de entrar en la raíz, el plomo se mueve esencialmente a través del apoplasto y sigue los flujos de agua hasta llegar a la endodermis (Tanton y Crowdy 1971; Lane y Martin 1977).
Hay algunas razones por las que el vehículo de plomo desde las raíces hasta las piezas aeronáuticas de la planta está restringido. Estas razones incorporan la inmovilización por gelatinas cargadas negativamente dentro del divisor celular (Islam et al. 2007; Kopittke et al. 2007; Arias et al. 2010), precipitación de sales de plomo insolubles en espacios intercelulares (Kopittke et al.
21
2007; Islam et al. 2007; Meyers et al.2008; Małecka et al.2008), recogimiento en capas de plasma (Seregin et al.2004; Islam et al.2007; Jiang y Liu 2010), o secuestro en vacuolas de células rizodérmicas y corticales (Seregin et al. al. 2004; Kopittke et al. 2007. No obstante, estas razones no son adecuadas para aclarar el bajo ritmo del movimiento del plomo desde la raíz hasta el brote.
El endodermo, que actúa como una obstrucción física, asume una función significativa en esta maravilla. De hecho, después del transporte apoplásico, la conducción se ve obstaculizada en la endodermis por la periferia de Casparian y debe seguir un ángulo del vehículo miope. En las células de la endodermis, la gran mayoría del plomo es secuestrado o descargado por estructuras. Las plantas reguladoras, por ejemplo, Brassica pekinensis y Pelargonium, son aptas para mover grupos más altos de plomo para recibir porciones de alambre de la planta, sin causar daño a sus capacidades metabólicas esenciales (Xiong et al. 2006; Liu y col. 2008; Arshad y col. 2008). Un grupo particular de animales hiperacumuladores puede recolectar más de 1000 ppm de plomo (Maestri et al. 2010).
Sin duda, estas plantas rezuman sustancias de las raíces que descomponen los metales en la tierra (Arshad et al. 2008) que expanden la retención y el movimiento (utilizando ciertos portadores / cualidades de cationes metálicos). Además, pueden soportar agrupaciones más altas de partículas de plomo, ya que tienen diferentes componentes de desintoxicación, que pueden incorporar una captación, descarga, complejación por ligandos explícitos y compartimentación de metales particulares.
Además, el movimiento de plomo a piezas aeronáuticas de la planta aumenta a la vista de quelantes naturales, por ejemplo, etilendiaminotetraacetato (EDTA) (Liu et al. 2008; Zaier et al.
2010; Barrutia et al. 2010) o ciertos tipos de microorganismos (Arias et al. 2010; Punamiya et al.
2010). Últimamente, Liu et al. (2010) detallaron que, en 30 cultivares de B. ekinensis, la expansión de los niveles de plomo en la tierra expandió adicionalmente el nivel de movimiento a las partes elevadas de la planta. Se sabe que las altas convergencias de plomo destruyen el límite físico enmarcado por la periferia de Casparian.
El transporte de metales desde las raíces de las plantas hasta los brotes requiere desarrollo a través de la xilema (Verbruggen et al. 2009) y, cuando ocurre, lo más probable es que esté determinado por el hecho (Liao et al. 2006). Arias y col. (2010) exhibieron testimonios de alto contenido de plomo en células de xilema y floema de plantas de mezquite mediante planificación de rayos X. Después de entrar en la cámara del vástago focal, el plomo se puede enviar nuevamente
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a través de la vía apoplástica. El plomo en ese punto se mueve a las regiones foliares a través de los vasos del arroyo (Sharma y Dubey 2005; Krzesłowska et al. 2010). A medida que pasa la xilema, el plomo puede formar complejos con aminoácidos o ácidos naturales (Roelfsema y Hedrich 2005; Vadas y Ahner 2009; Maestri et al. 2010)
Hedrich (2005); Vadas y Ahner (2009); Maestri et al. (2010). No obstante, el plomo también se puede mover en una estructura inorgánica, al igual que el cadmio. Para comunicar el nivel de movimiento del plomo, algunos creadores han utilizado un factor de movimiento (plomo en las partes aéreas / plomo en las raíces) (Arshad et al. 2008; Uzu et al. 2009; Liu et al. 2010). En el momento en que se utiliza este factor, el valor matemático suele ser muy bajo, lo que demuestra que el plomo ha sido secuestrado en las raíces (Uzu et al. 2009; Liu et al. 2010). Referido por (Shahid 2011).
1.2.6. Hierro (Fe)
Las formas más comunes de hierro en el suelo y las soluciones nutritivas son los quelatos de Fe3 + y Fe2 +. Sin embargo, la forma catiónica que es absorbida significativamente por las raíces es Fe2 +, mientras que el hierro como Fe3 + necesita reducirse en la superficie de las raíces antes de ser transportado al citoplasma (Welch 2013)
1.2.6.1.Hierro en el suelo
El hierro es el cuarto segmento más abundante en la capa externa del mundo después del Si y Al, representa el 5,1% de su peso total, su sustancia en la suciedad se evalúa en el 3,8%. (Lindsay 1979) la gran mayoría del hierro se encuentra en las estructuras de piedras preciosas de diferentes minerales. El hierro en la tierra ocurre en dos estados de oxidación: férrico (Fe (III)) y ferroso (Fe (II)). (Murad y Ficher, 1988)
La solubilidad del hierro en la tierra depende del desmenuzamiento de los oxihidróxidos de Fe (III), estimaciones hidrolíticas, formación de complejos del hierro y potencial redox. En resumen, la capacidad de disolución del hierro puede verse básicamente afectada por el avance de otras mezclas de hierro, por ejemplo, sulfatos, sulfuros y carbonatos (Murad y Fischer, 1988).
En 1984, Uren ensambló las diferentes estructuras en las que se puede encontrar Fe en la tierra (Figura 1), entre ellas se encuentran las estructuras flexibles, que serían los principales constituyentes del Fe soluble y, por lo tanto, pueden ser utilizados por la planta de inmediato.
