Transferencia de metales de suelo a planta en áreas mineras: Ejemplos de los Andes peruanos y de la Cordillera Prelitoral Catalana

Abstract

Las actividades mineras generan una elevada cantidad de residuos metálicos que contaminan el suelo ya sea química, física y/o biológicamente. Estos residuos pueden permanecer en el suelo por un largo plazo. Esta permanencia es especialmente grave en el caso de los compuestos inorgánicos como es el caso de los metales pesados, que no pueden ser degradados. Su persistencia, acumulación progresiva y/o su transferencia a las cadenas tróficas pone en riesgo a la salud humana, animal y la de los ecosistemas.<br/>La flora espontánea desarrollada en suelos contaminados por metales pesados han desarrollado unos mecanismos de tolerancia basados en: i) la exclusión, donde los metales son acumulados en las raíces de las plantas o en su rizósfera, restringiendo su transporte a la parte aérea (Fitoestabilización) y ii) la acumulación en la parte aérea mediante la translocación de metales desde la raíz y su posterior compartimentación (Fitoextracción).<br/>En el presente estudio se evalúa el potencial de la flora espontánea crecida en dos zonas mineras con diferencias contrastadas, tanto del punto de vista geográfico, climático, geológico y de flora. Las dos zonas estudiadas corresponden a: i) la mina polimetálica Carolina ubicada en Hualgayoc, Provincia de Cajamarca (Perú) y ii) la antigua explotación minera Les Masies, que yace abandonada desde los tiempos romanos, ubicada en Poblet, Provincia de Tarragona (España). <br/>Fueron encontrados elevados contenidos de metales pesados en suelos superficiales de la mina Carolina. En plantas, altas concentraciones de Pb y Zn fueron acumuladas en la parte aérea de las especies Plantago orbignyana, Lepidium bipinnatifidum, Baccharis latifolia, Senecio sp y Sonchus oleraceus. Mientras que Bidens triplinervia acumuló elevados contenido de metales en las raíces.<br/>En la mina Les Masies, el contenido de metales pesados superaron los valores background citados para la Provincia. En plantas, fueron encontradas concentraciones que superaron los valores normales como en el caso del Zn y Cu, en Polypodium vulgare, Ruscus aculeatus y Cistus salvifolius. Esta última especie acumuló elevados contenidos de Al en la parte aérea. Mientras que Dactylis glomerata, a pesar de que ha crecido en suelos con alto contenido de Cu, excluyó este metal impidiendo su entrada a la planta.<br/>Los resultados obtenidos en este estudio nos permiten proponer a la especie Plantago orbignyana como hiperacumuladora de Pb y Zn, a las especies Lepidium bipinnatifidum, Baccharis latifolia, Senecio sp y Sonchus oleraceus como hiperacumuladoras de Pb, por tanto se sugieren para futuros estudios de fitoextracción. Mientras que Bidens triplinervia se propone para estudios de fitoestabilización, por su capacidad de excluir metales en la raíz.<br/>Con respecto a las plantas procedentes de la mina Les Masies, se propone a Dactylis glomerata como exclusora de Cu y a Cistus salvifolius como hiperacumuladora de Al. El resto de las especies analizadas acumularon cantidades normales de metales pesados.<br/>Estos resultados son pioneros en el contexto de la fitorremediación de suelos degradados como producto de explotaciones mineras tanto en el área mediterránea, como en el páramo andino de Latinoamérica y es muy importante citar a especies que desde tiempos ancestrales se han usado con fines medicinales como es el caso de Plantago orbignyana y Baccharis latifolia.

<i>Heavy metals are currently of major environmental concern. At large concentrations, they are harmful to humans and animals and tend to bioaccumulate in the food chain. Metal mine tailings are usually composed of fine grains with a poor structure, and have small amounts of nutrients and large concentrations of several trace elements. These mine tailings became potential sources of pollution due to wind and water erosion. Efforts to restore a vegetation cover can benefit stabilization, pollution control, and improve aesthetical aspects.<br/><br/>The use of native plants for phytoremediation can be an useful option because these plants are better adapted to the environmental conditions of the region than plants introduced from other environments. Therefore, the search for native plants that are tolerant to heavy metals is of particular importance. <br/><br/>Plants growing in metalliferous soils can be grouped into the following three categories: a) excluders, in which metal concentrations in the shoots are maintained at a low level up to a critical value across a wide range of soil concentrations; b) accumulators, in which metals are concentrated in above-ground plant parts from low to great soil concentrations; and c) indicators, in which the internal concentration reflects external levels. Hyperaccumulator plants are able to accumulate about 100 to 1000 times the metal concentrations as compared to normal plants growing in soils with background metal concentrations and are also characterized by a shoot-to-root metal concentration ratio, whereas non-hyperaccumulator plants usually have greater metal concentrations in the roots than in the shoots. <br/><br/>We studied a top soil and spontaneous plants collected in Hualgayoc, which is a complex mining district in the Central Andes characterized by the influence of many superimposed geologic events and ore-forming processes and around to the old abandoned mine located in Poblet, Tarragona (Catalonia-Spain). </i>