EVALUACIN DE LA PLANTA Lemna minor COMO BIORREMEDIADORADE AGUAS
CONTAMINADAS CON MERCURIO
1.- INTRODUCCIONEn la actualidad ya no se pueden prever muchas
cosas, es decir, las tecnologas en general cambian a diario el
rumbo de la industria, de la vida cotidiana, de la manera como nos
regimos, nuestra manera de comer, lo que queremos y como esto
afecta a nuestro ambiente es una total interrogante.Es difcil poder
predecir algo concreto acerca de lo que vendr en nuestro mundo en
cuanto a cmo se podr equilibrar todo innovador de estos tiempos, no
sabemos a ciencia cierta como la ciencia afectara al mundo como lo
conocemos, ante la creciente duda creemos que la naturaleza como
tal nos puede dar una respuesta, por lo menos una razn certera de
que hay una solucin.La biorremediacion es darle la oportunidad a la
naturaleza de llegar a su equilibrio perfecto, es poder entender
que en el principio las cosas fueron mejores de cmo estn ahora con
la intervencin humana y es darle a la misma Madre Naturaleza el
poder de enrumbarse.Este proyecto quiere demostrar ello, que a
pesar de que humanamente hemos quitado la homeostasis al mundo, la
naturaleza en su sabidura nos da alternativas y ayuda.
2.- MARCO TEORICOEl crecimiento acelerado y el desarrollo son
directamente proporcionales al impacto ambiental, especialmente
sobre los cuerpos de agua, debido al manejo inadecuado de las aguas
residual es de origen industrial, agrcola y urbano, adems de las
actividades mineras legales e ilegales, artesanales e industriales.
Es necesario promover el desarrollo de tecnologas que ayuden a
mejorar la calidad de los efluentes y que al mismo tiempo sean
adecuadas al contexto socioeconmico del pas. La contaminacin de
origen industrial es la mayor fuen te de contaminacin de las aguas.
Los metales pueden encontrarse de forma natural en las aguas no
contaminadas dependiendo del tipo de suelo y la geologa, a lo largo
de una corriente superficial, en concentraciones qu e no
representan peligro para la biodiversidad, siendo muchos de stos
necesarios para la vida acutica y para la salud humana. Las
actividades antropognicas han incrementado significativamente las
concentraciones de mercurio en el ambiente. La contaminacin acutica
por mercurio, generada por el proceso de industrializacin o por
procesos naturales, constituye uno de los problemas ambientales ms
crticos en la actualidad, debido a su alta toxicidad, persistencia
y capacidad de bioacumulacin y bioconcentracin. En los ambientes
contaminados por metales pesados se altera la capacidad de
supervivencia de los organismos, lo que afecta la dinmica
poblacional de las especies y, por tanto, la estructura y funcin
ecosistmica. El mercurio sufre procesos de liberacin desde
sedimentos y suelos contaminados a ros, lagos y otras fuentes de
agua, procesos que pueden estar incrementando esta liberacin como
consecuencia del calentamiento global. En el conjunto de
propiedades fisicoqumicas del mercurio se encuentra la formacin de
amalgamas con otros metales, entre los cuales aparece el oro de
obvia importancia para el hombre. Est propiedad le ha valido al
mercurio su extensa utilizacin en la prctica de la actividad minera
en varios pas es del mundo. En el caso particular de Venezuela, la
cuenca del Ro Caro n sufre, desde hace aproximadamente 12 aos, una
desmesurada explotacin de oro y plata, con un porcentaje alarmante
de minera informal, la cual no contempla rigurosamente las normas
de control ambiental requeridas por dicha actividad. Debido a la
ubicacin en esta cuenca de zonas de alta densidad poblacional, lo
cual representa potencialmente un grave problema de salud pblica,
se hace necesario la implementacin de medidas y campaas normativas
que regulen la utilizacin de mercurio en la actividad minera. Los
trabajos anteriormente mencionados demuestran la necesidad de
medidas tendientes a la prevencin y remediacin de la contaminacin
mercurial. El manejo de las aguas residuales representa un escollo,
debido a las grandes inversiones que deben de realizarse en plantas
de tratamiento con el fin de depurar estas aguas antes de su
vertido a una fuente superficial. De all ha surgido la necesidad de
investigar tcnicas innovadoras para el tratamiento de estos
desechos a bajos costos, como es el caso del tratamiento con
plantas acuticas. Las macrfitas acuticas han sido consideradas como
una plaga debido a su rpido crecimiento, ya que en ocasiones llegan
a invadir lagunas y generan varios problemas. Sin embargo, si las
plantas acuticas se manejan adecuadamente, su poder de
proliferacin, su capacidad de absorcin de nutrientes y
bioacumulacin de otros compuestos del agua, las convierten en una
herramienta til en el tratamiento de aguas residuales. Algunas
plantas acuticas tienen una alta capacidad para acumular elementos
pesados en su citoplasma, permitiendo entonces la purificacin de
aguas altamente contaminadas, debido a las descargas industriales o
de agroqumicos. Las especies de Jacinto de agua (Eichhornia
crassipes) y Lemna minor se han usado previamente para la
descontaminacin o reduccin de los niveles de contaminantes en el
agua. Algunos investigadores realizaron una descripcin de los
efectos del mercurio sobre algunas plantas acuticas tropicales y
sobre los ecosistemas donde habitan. Adicionalmente, recomendaron
un protocolo para realizar pruebas de toxicidad con la Lenteja de
agua (Lemna minor) presentando los resultados de los pre-ensayos
con diferentes concentraciones de sales de mercurio en condiciones
de laboratorio. Se encontr que la biodisponibilidad del mercurio
depende de factores que facilitan la disolucin del elemento en el
agua. Algunas plantas actan como bioindicadores de la presencia de
este metal en el medio al retenerlo selectivamente; mientras que
otras se comportan como bioacumuladoras al tolerar su presencia y
acumularlo en su estructura, y pueden dar paso a la biomagnificacin
a travs de la cadena trfica. Sugieren que las concentraciones de
sal de mercurio adecuadas para la realizacin de pruebas de
toxicidad con Lemna minor deben estar entre 0,01 mg/L y 10,0 mg/L.
La Lenteja de agua ( Lemna minor) tiene una capacidad de absorcin
de metales pesados entre ellos el mercurio, surge como una posible
solucin para remediar mercurio en lagos y ros. Se persigue con este
estudio determinar la capacidad bioacumuladora de mercurio de la
planta acutica Lemna minor, como alternativa en la remediacin de
aguas contaminadas con este elemento.
3.- MATERIALES Y MTODOSProcedimiento experimentalEl experimento
se llev a cabo bajo un diseo completamente al azar y estuvo
conformado por 3 grupos con 3 repeticiones:GrupoAgua
destiladaMercurioLemna minor
ControlXX
TestigoXX
ExperimentalXXX
Se realizaron tres repeticiones de cada grupo.Testigo
ControlExperimentales
Se pesaron 25 gr de Lemna minor
Se agregaron 1800 ml de agua destilada a cada balde para
realizar las repeticiones mencionadas.
Se adicionaron los 25 gr pesados anteriormente a cada balde con
agua destilada agua destilada, dependiendo del grupo al que
pertenezca.
Se aadieron 2,5 ml de HgCl2 a los recipientes de control y
experimentales.
Se aliment la macroalga suministrando 2 ml de la solucin
nutritiva para Lemna minor cada dos das.
Determinacin y anlisisPara el anlisis de las muestras foliares
Se colocaron las hojas de Lemna minor en un recipiente limpio.
Las hojas frescas fueron lavadas con abundante agua destilada y
detergente.
Luego fueron enjuagadas con agua destilada para remover todo el
detergente y posteriormente se colocaron en papel absorbente.
Las muestras se secaron en la estufa a una temperatura de
85C.
Las muestras secas fueron molidas.
Se pes 1 g de material vegetal seco y se transfiri a un vaso de
precipitado.
Se adicionaron 5 ml de H2SO4 concentrado al 95% y se dej en
reposo por 15 minutos.
Se coloc en una plancha de calentamiento fra y se elev la
temperatura gradualmente hasta 80C aproximadamente.
Despus de la aparicin de vapores oscuros se retir el vaso, se
dej enfriar y se adicionaron 5 ml de H2SO4 concentrado al 95%.
H2SO4
Se calent nuevamente hasta obtener un extracto incoloro.
Se retir y se adicionaron 5 gotas de H2O2. H2S2
Se filtr, transfiri a una fiola y se afor. Determinacin de
mercurio en muestras de agua y foliares Se tomaron 2 ml de muestra
de agua, blancos de reactivos y patrones acuosos de mercurio o
extracto foliar y se digirieron en tubos de ensayo con cido
sulfrico 1M.
Se colorearon con gotas de permanganato de potasio (2% m/v) en
bao trmico a 70C durante 30 minutos.
Permanganato de potasio
Se aadieron aproximadamente 4 gotas de Na2C2O2 en caliente para
decolorar el exceso de permanganato.
Na2C2O2
El pH se ajust a 1,8 aadieron NaOH 2M.
Posteriormente para evitar interferencias se aadi 1 ml de
solucin de EDTA al 1%.
EDTA 1%
Finalmente se agregaron al tubo de ensayo 3 ml de Ditizona
0,0003% en Cloroformo.
Ditizona 0,0003%
Se agit vigorosamente en vrtex.
Se separ la fase acuosa de la fase orgnica con una pipeta
Pasteur.
La fase orgnica que contiene el complejo coloreado del
ditizonato de mercurio se transfiri a la celda de cuarzo y
finalmente se midi la absorbancia de 490nm para muestras, blancos y
patrones.
4.- RESULTADOS Y DISCUSIN Ganancia de biomasa de las
plantas:Como se observa en la tabla 1 en el grupo testigo (Lemna
minor en agua sin mercurio) hay un incremento en la biomasa de
16,2g y en el grupo experimental el incremento de biomasa fue de
14,5g, asi como tambin en la comparacin del peso seco inicial y
final se observ un % de peso seco final de 1,68 en el grupo testigo
y en el grupo experimental el % de peso seco final fue de 1,73%,
con lo que se demuestra que la variacin de ganancia de biomasa del
grupo testigo y el grupo experimental no es muy amplia porque lo
que la concentracin de mercurio en el agua no ejerci un efecto
txico severo en la planta.
En cuanto al porcentaje de ganancia de biomasa de materia seca,
se observan valores bajos para los dos grupos, esto en comparacin a
trabajos realizados anteriormente donde la ganancia de biomasa de
materia seca fueron mayores al 20%. Se pueden atribuir estos
resultados al hecho de que la solucin nutritiva fue aadida en una
dosis de mantenimiento para las funciones mnimas necesarias de la
planta en su desarrollo y para una baja ganancia de biomasa; las
condiciones climticas jugaron un papel importante en estos
resultados, el microclima donde se encontraba la planta pudo haber
ejercido efecto sobre las mismas, aprecindose altas temperaturas y
evaporacin constantes en los recipientes.
Las similitudes de peso seco y fresco entre el grupo Testigo y
Experimental permiten verificar que la planta fue capaz de
continuar con su proceso natural de crecimiento vegetativo e
inclusive logr completar la fase de desarrollo reproductivo, ya que
en los recipientes se observaba claramente la aparicin de nuevas
plntulas; ratificando este hecho que la planta pudo adaptarse a las
condiciones qumicas de contaminacin con mercurio.
TABLA 1. Peso fresco y peso seco de las muestras analizadas
(ganancia de biomasa)
GrupoBiomasa fresca inicial (g)Biomasa fresca final (g)Ganancia
de biomasa fresca (g)Peso seco inicial (g)Peso seco final (g)% peso
seco final
Testigo2541,216,21,52,41,68
experimental2539,514,51,52,81,73
Determinacin de mercurio:Efectivamente como se observa en el
grafico (Grfico 1) se observara que acabo del 4 das se observa la
mayor disminucin de Mercurio en el agua, entendemos entonces que
efectivamente nuestra experiencia tiene los resultados
esperados.TABLA N2. Datos de la concentracin de mercurio y
absorbancia en los 4 das para el grupo control.DaConcentracin
(mg/L)Absorbancia
10.1500.130
20.1480,128
30.1450,126
40.1400,121
Grafico N1. Determinacin de la concentracin mercurio con
respecto al tiempo para grupo control.
TABLA N3. Datos de la concentracin de mercurio y absorbancia en
los 4 das para el grupo experimental.DaConcentracin
(mg/L)Absorbancia
10.1500.130
20.1420,123
30.1240,107
40.1090,094
Grafico N2. Determinacin de la concentracin mercurio con
respecto al tiempo en el grupo experimental.
5.- CONCLUSIONES La concentracin inicial de 0.15 mg/L de Hg
disminuyo en el transcurso de los das teniendo la mxima disminucin
al cabo de 6 das. Los lmites mximos permisibles de Hg en agua son
de 0.001 mg/L por lo cual, a pesar de la efectividad de nuestra
Lemna minor aun no se ha alcanzado la efectividad esperada. La
planta Lemna minor puede utilizarse como una herramienta efectiva,
sencilla y econmica en los procesos de descontaminacin.
Concentraciones mayores de 0.15 mg/L pueden inhibir el crecimiento
de la planta haciendo imposible que se de la biorremediacion.
6.- BIBLIOGRAFA
http://www.researchgate.net/publication/32937273_Evaluacin_de_la_planta_(Lemna_minor)_como_biorremediadora_de_aguas_contaminadas_con_mercurio
http://www.agenciasinc.es/Noticias/Los-metales-pesados-se-acumulan-mas-en-unas-setas-que-en-otras
http://www.alfinal.com/Temas/algas.php
http://revista.eia.edu.co/articulos6/Articulo5.pdf
https://ruidera.uclm.es/xmlui/bitstream/handle/10578/997/264%20Desarrollo%20de%20m%C3%A9todos%20anal%C3%ADticos.pdf?sequence=1
http://www.sunass.gob.pe/doc/normas%20legales/legisla%20web(cambio)/normas/calidad%20de%20agua/Oficio%20677.pdf
Anexo