El primer paso para establecer un sistema de fitoextracción exitoso es encontrar especies vegetales que tengan la capacidad para acumular metales en su raíz y transportarlos a su tejido aéreo. En los tratamientos de fitorremediación las posibilidades de éxito aumentan al utilizar especies endémicas de cada sitio contaminado, debido a que se encuentran mejor adaptadas a las condiciones
climáticas del lugar y a la mezcla específica de contaminantes de cada sitio en particular (Covarrubias y Cabriales, 2017).
De acuerdo con Brun et al (2001) citado por Calderón en el 2017, las plantas pueden inmovilizar los metales pesados a través de la absorción y la acumulación en las raíces, adsorción sobre las raíces, o la precipitación en la rizosfera. Cuando los metales pesados se acumulan en el tejido vegetal mediante la absorción, se incrementa la posibilidad de estar biodisponibles para los animales y seres humanos que llegaran a consumir estos productos.
Por otro lado Medina y Montano (2014) mencionan que las concentraciones de metales en plantas varían con cada especie de planta y la absorción de metales pesados del suelo se produce de forma pasiva con el flujo de masa del agua en las raíces, o a través del transporte activo que cruza la membrana plasmática de las células epidérmicas de la raíz. En condiciones normales de cultivo, las plantas pueden potencialmente acumular ciertos iones metálicos en un orden de magnitud mayor que el medio circundante.
Tabla N° 11: Factores de bioconcentración y translocación para Schoenoplectus pungens (Vahl) Palla y Baccharis salicifolia (Ruiz & Pav.) Pers. (Elaboración propia).
Especie Factor de bioconcentración (Raíz) Factor de bioconcentración (Tallo -Hojas) Factor de Traslocación Baccharis salicifolia (Ruiz & Pav.) Pers.
12,293 17,711 0,345
Schoenoplectus pungens (Vahl) Palla
La tabla 11 nos muestras Factores de bioconcentración y translocación para Schoenoplectus pungens (Vahl) Palla y Baccharis salicifolia (Ruiz & Pav.) Pers, los cuales fueron calculados a partir de la concentración de mercurio en las muestras de suelo, raíz, cálamo y tallo/hojas de ambas especies. Nuestros resultados nos muestran que para el caso de Baccharis salicifolia (Ruiz & Pav.) Pers el factor de bioconcetración para la raíz es de 12.293, para el tallo/hojas de 17.711 y el factor de traslocación es de 0.345 y para Schoenoplectus pungens (Vahl) Palla el factor de bioconcetración para la raíz es de 39.595, para el cálamo de 13.617 y el factor de traslocación es de 1.441.
El coeficiente de absorción biológica o factor de bioconcentación se define como la concentración total del elemento en los órganos aéreos con respecto al suelo, valores menores a 1 sugieren que la especie no es candidata a fitoextracción; y el factor de translocación se refiere a la concentración total del elemento en los órganos aéreos con respecto a la concentración total en la raíz, valores menores a 1 sugieren que las plantas no deben ser consideradas porque no están extrayendo el contaminante del medio, pero sugieren que otros procesos se llevan a cabo como la fitoestabilización o rizofiltración (Acosta, 2005).
Para las plantas, el factor de bioconcentración se utiliza como una medida de la eficiencia de acumulación de metales en biomasa, donde valores mayores a 1 indican que las especies son potencialmente hiperacumuladora y aquellas especies exclusoras poseen factores de bioconcentración menores que 1, tanto menores cuanto mayor es su capacidad de exclusión (Medina y Montano, 2014), por lo que nuestros resultados indicarían que ambas especies son consideradas como especies potencialmente hiperacumuladoras de metales pesados, en este caso específico para el mercurio.
Por otro lado la eficiencia del proceso de fitoextracción de un metal depende en gran medida de que exista una translocación de cantidades sustanciales del metal asimilado por las raíces hacia las partes cosechables de las plantas (Zayed & Terry, 2003). Mientras que el factor de traslocación es el cociente entre la concentración del metal en los órganos aéreos y raíz. Factores de translocación mayores a 1 sugieren gran capacidad para transportar metales desde las raíces
a los vástagos, explicada en su mayor parte por eficientes sistemas de transporte de metales y, probablemente, por secuestro de metales en las vacuolas de las hojas y en el apoplasto. Las plantas hiperacumuladoras se caracterizan por una relación concentración de metal parte aérea/concentración de metal raíz, mayor a 1. En cambio, las plantas no acumuladoras tienen una más alta concentración de metal en raíces que en hojas y tallos (Medina y Montano 2014).
De acuerdo Audet y Charest (2007), un valor del Factor de Traslocación mayor a 1 indica una eficiente translocación del metal a brotes, por lo que la planta puede usarse con fines de fitoextracción. Si por el contrario, dicho valor es menor a 1, la translocación del metal es baja, por lo que éste es retenido principalmente en las raíces y puede usarse para fitoestabilización. Nuestros resultados muestran que el factor de traslocación para Baccharis salicifolia (Ruiz & Pav.) Pers es de 0.345 y para Schoenoplectus pungens (Vahl) Palla el factor de traslocación es de 1.441, por lo que podemos afirmar que la especie Baccharis salicifolia (Ruiz & Pav.) Pers se puede utilizar como especie fitoestabilizadora; mientras que la especie Schoenoplectus pungens (Vahl) Palla como fitoextractora o se puede utilizar con fines de fitoextracción.
Medina y Montano (2014) mencionan que la fitoestabilización se puede utilizar para minimizar la migración de contaminantes en los suelos. Este proceso utiliza la capacidad de las raíces de las plantas para cambiar las condiciones ambientales a través de exudados de las raíces. Las plantas pueden inmovilizar los metales pesados a través de la absorción y la acumulación en las raíces, adsorción sobre las raíces, o la precipitación en la rizosfera. Este proceso reduce la movilidad de los metales y la lixiviación a las aguas subterráneas, y también reduce la biodisponibilidad de metales para la entrada en la cadena alimenticia. Una ventaja de esta estrategia sobre fitoextracción es que la eliminación del material vegetal de metal cargado no se requiere. Mediante el uso de las especies de plantas tolerantes a los metales, para la estabilización de contaminantes en el suelo, en particular los metales pesados, proporcionan mejores condiciones para la atenuación natural o estabilización de
contaminantes en el suelo. Metales pesados acumulados en las raíces se consideran relativamente estables en cuanto a su liberación al ambiente.