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La fitorremediación implica el uso de plantas para extraer y eliminar contaminantes elementales o reducir su biodisponibilidad en el suelo. Un estudio reciente realizado por investigadores brasileños e informado por la Fundación de Investigación de São Paulo demostró el potencial de la cola de gato del sur para su uso en la rehabilitación sostenible de áreas afectadas por relaves mineros de mineral de hierro.
En un artículo publicado en el Journal of Cleaner Production, los investigadores explican que sus experimentos mostraron que la planta puede extraer hasta 34 veces más manganeso del suelo contaminado que otras plantas que se encuentran en entornos similares.Typha domingensis o cola de gato del sur es una planta de pantano de junco que habita en aguas frescas a ligeramente salobres y mide unos 2,5 m de altura.
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El análisis realizado por los investigadores mostró que la cantidad de manganeso correspondía a 6.858 miligramos por kilogramo (mg / kg) en los brotes de la planta, en comparación con un promedio de 200 mg / kg para otras especies.
El trabajo de campo se realizó en Regência en el estuario del río Doce
Estado de Espírito Santo, un área inundada por parte de los 50 millones de metros cúbicos de desechos mineros de hierro liberados cuando la represa de relaves Fundão se rompió en noviembre de 2015 en la localidad de Mariana, Minas Gerais (un estado vecino a Espírito Santo), causando el peor desastre ambiental en la historia de Brasil.
El desastre afectó a 41 localidades de Minas Gerais y Espírito Santo, y 19 personas murieron. Los desechos tóxicos llegaron al estuario unas dos semanas después y se estima que contaminaron 240,8 hectáreas de la selva atlántica y mataron a 14 toneladas métricas de peces.
Desde entonces se han puesto en marcha muchos proyectos y programas para tratar de mitigar los daños, pero la ría sigue estando contaminada.
El estudio mostró que las plantas en el estuario extrajeron 147 toneladas métricas de manganeso, o 75,7 toneladas por hectárea (t / ha).
Un estudio anterior realizado en la misma área mostró que las mismas plantas eliminaron mayores cantidades de hierro del suelo y el agua contaminados que Hibiscus tiliaceus, un árbol de 4 a 10 m con flores amarillas a menudo llamado hibisco de playa.
"Hemos estado trabajando en el Doce desde 2015 y hemos logrado una buena comprensión de la dinámica geoquímica de varios metales contenidos en los relaves, como el hierro, el manganeso y otros elementos potencialmente tóxicos", dijo Tiago Osório Ferreira, autor principal de ambos artículos, en un comunicado de prensa.
Fitorremediación y agrominería
La fitorremediación implica el uso de plantas para extraer y eliminar contaminantes elementales o reducir su biodisponibilidad en el suelo.
La agrominería consiste en cultivar plantas capaces de almacenar metales en sus raíces y hojas con el fin de extraer estos metales para uso industrial.
Las plantas adaptadas a ambientes de humedales capturan oxígeno de la atmósfera a través de sus partes aéreas y lo transfieren a las raíces a través de un tejido poroso llamado aerénquima. Esta oxigenación mantiene el sistema radicular, que es responsable del anclaje así como de la ingestión de agua y sales minerales.
La absorción de materia orgánica por las plantas favorece la disolución del óxido de manganeso, y la liberación de protones puede desencadenar la disolución del carbonato de manganeso. Por otro lado, las plantas acuáticas también pueden oxidar su rizosfera (la zona que rodea las raíces de las plantas donde la biología y la química del suelo están influenciadas por las raíces) debido al transporte interno de oxígeno a las raíces para evitar la hipoxia. Este proceso puede reducir la biodisponibilidad del manganeso.
La medición
Los investigadores midieron los parámetros fisicoquímicos del suelo (pH de la rizosfera, pH del suelo a granel y potencial redox), así como el contenido orgánico total de carbono. También extrajeron manganeso del suelo bajo sitios naturalmente vegetados por las tres especies de plantas y realizaron fraccionamiento geoquímico de manganeso en los suelos estudiados.
Los niveles de manganeso se midieron en las raíces de las plantas, la porción aérea y las placas de hierro. Se determinaron factores de bioconcentración y translocación para estimar su capacidad de actuar como hiperacumuladores de manganeso y su uso potencial en programas de fitorremediación.
"Estos descubrimientos abren un abanico de posibilidades para el uso de la fitorremediación. El conocimiento de los mecanismos de absorción puede ser una base para el cultivo de T. domingensis”
A través de diferentes estrategias para obtener resultados óptimos. Hemos pasado de la fitorremediación a la agrominería a medida que continuamos esta investigación", dijo Osório Ferreira.