Potencial de Fitorremediación de Metales Pesados Usando Biochar y Plantas Acumuladoras: Un Enfoque Sostenible Hacia Entornos Más Limpios
Autores: Rosas-Ramírez, Marcos; Tovar-Sánchez, Efraín; Rodríguez, Alexis; Castrejón-Godínez, María Luisa; Saldarriaga-Noreña, Hugo Albeiro; Bretón-Deval, Luz; Mussali-Galante, Patricia
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Especies de plantas nativas
Relaves mineros
Metales pesados
Fitoremediación
Biocarbón de fibra de coco
Bioacumulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Las especies de plantas nativas muestran una promesa significativa para la remediación y rehabilitación de los relaves mineros contaminados con metales pesados (MH). No obstante, el impacto perjudicial de los MH puede disminuir la supervivencia, el crecimiento y la reproducción de las plantas, lo que a su vez reduce la efectividad de la fitoremediación. En consecuencia, incorporar enmiendas orgánicas en los relaves mineros, como el biochar, puede promover el crecimiento de las plantas, disminuyendo la biodisponibilidad de los MH y su eventual potencial para alterar la cadena alimentaria. Este estudio tiene como objetivo evaluar la capacidad del biochar de fibra de coco en combinación con la fitostabilización de los MH en los relaves mineros, analizando el efecto del biochar de fibra de coco en los niveles de bioacumulación de MH (raíces y hojas), así como en parámetros morfológicos, fisiológicos y genotóxicos de las plantas cultivadas en sustrato de relave minero y relave minero/biochar. También se realizó un análisis fisicoquímico del biochar de fibra de coco. Esta investigación se llevó a cabo durante 100 días en plantas cultivadas en invernaderos utilizando dos sustratos diferentes (relave minero y agrolita [75/25] y relave minero y biochar de fibra de coco [75/25]). Cada 25 días, se seleccionaron 12 plantas por tratamiento para el análisis. El patrón de bioacumulación exhibido fue Zn > Pb > Cu > Cd, en los tejidos de raíz y hoja para ambos tratamientos. Las plantas cultivadas en sustrato de relave minero/biochar mostraron los niveles más bajos de bioacumulación de MH en ambos tejidos en comparación con el sustrato de relave minero: Zn de 2.95 a 2.50 veces más bajo; Pb de 3.04 a 2.82; Cu de 3.10 a 2.12; y Zn de 2.12 a 3.00 en raíces y hojas, respectivamente. El biochar de fibra de coco era rico en grupos funcionales, como grupos carboxilo e hidroxilo, que podrían favorecer la adsorción de MH. El porcentaje de inmovilización de MH por el biochar de fibra de coco mostró el siguiente patrón: Pb (66.33%) > Zn (64.50%) > Cu (62.82%) > Cd (55.39%). Incorporar biochar de fibra de coco como enmienda mejora la eficiencia de fitostabilización de MH al reducir su bioacumulación, aumentar la producción de biomasa y la concentración de clorofila, y reducir los niveles de daño genético. Esta estrategia representa un enfoque sostenible para reducir el riesgo ecológico de la biomagnificación de MH, aliviando los efectos adversos de la exposición a MH en la salud del ecosistema.
Descripción
Las especies de plantas nativas muestran una promesa significativa para la remediación y rehabilitación de los relaves mineros contaminados con metales pesados (MH). No obstante, el impacto perjudicial de los MH puede disminuir la supervivencia, el crecimiento y la reproducción de las plantas, lo que a su vez reduce la efectividad de la fitoremediación. En consecuencia, incorporar enmiendas orgánicas en los relaves mineros, como el biochar, puede promover el crecimiento de las plantas, disminuyendo la biodisponibilidad de los MH y su eventual potencial para alterar la cadena alimentaria. Este estudio tiene como objetivo evaluar la capacidad del biochar de fibra de coco en combinación con la fitostabilización de los MH en los relaves mineros, analizando el efecto del biochar de fibra de coco en los niveles de bioacumulación de MH (raíces y hojas), así como en parámetros morfológicos, fisiológicos y genotóxicos de las plantas cultivadas en sustrato de relave minero y relave minero/biochar. También se realizó un análisis fisicoquímico del biochar de fibra de coco. Esta investigación se llevó a cabo durante 100 días en plantas cultivadas en invernaderos utilizando dos sustratos diferentes (relave minero y agrolita [75/25] y relave minero y biochar de fibra de coco [75/25]). Cada 25 días, se seleccionaron 12 plantas por tratamiento para el análisis. El patrón de bioacumulación exhibido fue Zn > Pb > Cu > Cd, en los tejidos de raíz y hoja para ambos tratamientos. Las plantas cultivadas en sustrato de relave minero/biochar mostraron los niveles más bajos de bioacumulación de MH en ambos tejidos en comparación con el sustrato de relave minero: Zn de 2.95 a 2.50 veces más bajo; Pb de 3.04 a 2.82; Cu de 3.10 a 2.12; y Zn de 2.12 a 3.00 en raíces y hojas, respectivamente. El biochar de fibra de coco era rico en grupos funcionales, como grupos carboxilo e hidroxilo, que podrían favorecer la adsorción de MH. El porcentaje de inmovilización de MH por el biochar de fibra de coco mostró el siguiente patrón: Pb (66.33%) > Zn (64.50%) > Cu (62.82%) > Cd (55.39%). Incorporar biochar de fibra de coco como enmienda mejora la eficiencia de fitostabilización de MH al reducir su bioacumulación, aumentar la producción de biomasa y la concentración de clorofila, y reducir los niveles de daño genético. Esta estrategia representa un enfoque sostenible para reducir el riesgo ecológico de la biomagnificación de MH, aliviando los efectos adversos de la exposición a MH en la salud del ecosistema.