DDREVOLiving legacy
Material principal · texto completo

Tablas de plantas para fitorremediación

La tierra restaurada hoy se convierte en un sistema vivo de memoria, resiliencia y futuro para las próximas generaciones.

10284 bloques de texto39 ilustraciones214 tablas
Se muestra el material completo
← Volver al índice

Tablas de plantas para fitorremediación

Ninguna planta limpia todas las impurezas con la misma eficacia. La selección se basa en tres parámetros:

¿Qué contamina la zona?metal, producto derivado del petróleo, disolvente, radionúclido.

¿Dónde se localiza la contaminación?la capa superficial del suelo, el agua, los sedimentos o las aguas subterráneas.

¿Qué resultado se requiere?Extracción, estabilización, descomposición o interceptación de aguas contaminadas.

La fitorremediación es más aplicable cuandocontaminación difusa de baja o media intensidad, localizada dentro de las raícesLos focos de contaminación localizada y grave suelen requerir su eliminación, contención o tratamiento de ingeniería. La EPA considera que las plantas de tratamiento son un medio para eliminar, degradar o retener metales, productos derivados del petróleo, HAP, pesticidas, disolventes, explosivos, radionúclidos y lixiviados.Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA))

Designaciones convencionales

mi- Fitoextracción: el contaminante se acumula en la planta y se elimina la biomasa.

Con- Fitoestabilización: el contaminante queda retenido en el suelo y las raíces.

R- rizodegradación: el contaminante es destruido por microorganismos de las raíces.

FD- fitodegradación dentro de la planta o por sus enzimas.

Federación Rusa- rizofiltración de agua contaminada.

GRAMO- Intercepción fitohidráulica de agua.

EN- fitovolatilización: transformación y liberación de la forma volátil.

1. Cadmio, zinc, níquel, cobre y arsénico

Plantas para la extracción de metales del suelo

contaminantePlantanombre latinoEl mecanismo principalEvaluación práctica
Cadmio, zincberro azulNoccaea caerulescensmiUno de los principales hiperacumuladores de Cd y Zn; baja biomasa.
Zinc, cadmioRezukha Hallercasos de ArabidopsismiBuena batería, pero más adecuada para investigación y parcelas pequeñas.
NíquelOdontrarrena, barrenadores del níquelOdontarrenaspp., anteriormente parteAlyssummiHiperacumuladores de níquel especializados
NíquelBerkheya CoddBerkheya coddiimiAlta acumulación de Ni pero requiere un clima adecuado
ArsénicoHelecho águila chinoPteris vittatamiHiperacumulador conocido de arsénico; requiere condiciones cálidas.
Cadmio, zinc, cobreIvaSalixspp.E/SAcumulación moderada pero alta biomasa
Zinc, cobre, cadmioÁlamoÁlamospp.E/SDe rápido crecimiento, apto para grandes superficies.
Cadmio, zincMostaza SareptaBrassica junceamiCultivo rápido para parcelas de prueba
Cadmio, zinc, cobreGirasolHelianthus annuusE/RFAlta biomasa, pero la eficiencia depende en gran medida del tipo de suelo.
Cadmio, zinc, cobreMiscanthusMiscanthus × giganteusC/parcialmente EBuena cobertura y biomasa de alta calidad técnica.
Zinc, cobreraigrás perenneraigrás perenneC/parcialmente EConveniente para cubrir la superficie y para realizar cortes repetidos.
Cobre, zincFestuca altaFestuca de cañaConResistente, crea un césped denso.

Los sauces y álamos de rápido crecimiento son beneficiosos para el Zn y el Cu: normalmente no alcanzan las concentraciones de los hiperacumuladores especializados, pero lo compensan con una alta biomasa y un sistema radicular desarrollado.research.fs.usda.gov)

La mejor opción para metal

MetalPara extracciónPara la estabilización
CadmioNoccaea caerulescens, mostaza, saucefestuca, raigrás, miscanthus
ZincNoccaea,casos de Arabidopsis, sauce, álamocereales, álamo, sauce
NíquelOdontarrena,Berkheyapastos nativos resistentes a los metales
Cobresauce, álamo, mostazafestuca, raigrás, caña
ArsénicoPteris vittatacañas, juncos, pastos resistentes y plantas leñosas

Limitación importante del arsénico

Pteris vittataPuede acumular arsénico eficazmente, pero la planta es capaz de alterar su composición química. Por lo tanto, la recolección, el almacenamiento y la eliminación del helecho deben realizarse como con cualquier biomasa contaminada.nepis.epa.gov)

2. Plomo, cromo, cobre y residuos de minas y metalurgia

Para esas áreas, lo que se necesita no es una limpieza rápida, sinofijación estable de los residuos polvorientos y cese de la erosión.

Plantas para la fitoestabilización

Plantanombre latinoContaminaciónFunción
Festuca altaFestuca de cañaPb, Cu, Zn, residuos minerosCésped denso y estabilización
Festuca rojaFestuca rojaMetales, residuos ácidosResistente a suelos pobres
Agrostis delgadaAgrostis capillarisSuelos mineros y metalúrgicosFormación de una cubierta protectora
Agrostis del perroAgrostis caninaVertederos húmedos ácidosFijación de superficies
raigrás perenneraigrás perennePb, Cu, ZnCobertura rápida
Pie de galloDactylis glomeratametales mixtosAlta biomasa
Hierba de caña terrestreCalamagrostis epigejosTerrenos industriales alteradosColonización y retención del suelo
lucio empapadoDeschampsia cespitosaSuelos húmedos contaminadosCésped denso
MiscanthusMiscanthus × giganteuscontaminación mixtaGran cantidad de biomasa no alimentaria
caña comúnPhragmites australisCr, Cu, Pb, Zn, Cd en sedimentosEstabilización y filtración de raíces
espadaña de hoja anchaTypha latifoliaCr, Pb y otros metalesSuelos húmedos y pantanos de depuración de aguas residuales
JuncosCarexspp.Metales en los sedimentosProtección de los humedales
IvaSalixspp.Cu, Zn, Cd, parcialmente PbEstructura de madera e intercepción de agua.
abedul plateadoAbedul colgantePobres vertederosRestauración pionera
pino silvestrepino silvestreMontones de residuos ácidos secosconsolidación a largo plazo

Las plantas que crecen en residuos metalúrgicos y mineros suelen retener metales en sus raíces, rizosfera y sedimentos, en lugar de eliminarlos del lugar. Por ejemplo, en los carrizos, el Fe, Cu, Zn, Pb y Cd pueden concentrarse principalmente en la zona radicular, con escasa transferencia a los tallos.ARS)

Cromo

Forma del cromoAcercarse
Cr(VI), más móvil y tóxicoSistemas húmedos con espadañas, juncos y sustrato orgánico que estimulan la reducción a Cr(III).
Cr(III), menos móvilFitoestabilización y prevención de la erosión
Concentración muy altaAislamiento, excavación o tratamiento de ingeniería

En estudios conTypha latifolia Y Carex luridaLas plantas y las secreciones de las raíces contribuyeron a la formación de condiciones reductoras en las que el Cr(VI) se convirtió en Cr(III), que es menos móvil.ARS)

Dirigir

Para Pb el conjunto básico:

puntero;

raigrás;

zorzal;

miscanthus;

caña;

sauce;

mostaza - principalmente para parcelas experimentales;

Girasol: principalmente para rizofiltración o análisis.

El plomo generalmente se transporta mal desde el suelo a los órganos aéreos. Por lo tanto, el objetivo principal esevitar que se llene de polvo, se lave y entre en la cadena alimentaria.

3. Petróleo, diésel, HAP y pesticidas

Los contaminantes orgánicos se eliminan principalmente mediante la interacción de raíces, bacterias y hongos.

Suelos contaminados con petróleo y diésel.

Plantanombre latinoMás adecuado paraMecanismo
raigrás perenneraigrás perenneDiésel, productos ligeros derivados del petróleoR
Festuca altaFestuca de cañaPetróleo, diésel, HAPR
Pasto varillaPanicum virgatumHidrocarburos de petróleoR
gamagrass mayorTripsacum dactyloidesSedimentos contaminados con petróleoR
JunciaCarex strictaZonas húmedas contaminadas con petróleoR
AlfalfaMedicago sativaPetróleo y diésel con contaminación moderadaR
trébol blancoTrifolium repenscontaminación lumínicaR
MiscanthusMiscanthus × giganteusGrandes áreasR/S
IvaSalixspp.Petróleo, diésel, aguas contaminadasR/G
Álamo híbridoÁlamohíbridosHidrocarburos y aguas subterráneasR/G
Mora rojaMora rojaAlgunos HAPR, experimentalmente
pinosPinospp.HAP en suelos adecuadosR, los resultados no son los mismos

En un estudio comparativo, la juncia, el pasto varilla y el pasto gamagrass redujeron los residuos de hidrocarburos de petróleo de manera más eficaz que las plantaciones leñosas, pero los resultados de HAP dependieron en gran medida del suelo, su disponibilidad y la actividad de la microflora propia de la planta. Incluso la misma especie vegetal puede producir resultados diferentes en distintos lugares.ARS)

Plaguicidas y herbicidas en el agua y las aguas residuales.

PlantaMiércolesContaminantes estudiados en los sistemasRole
espadaña de hoja anchaEstanques, zanjas, pantanosPiretroides, organofosforadosSorción, filtración, descomposición microbiana
Hojas de higuera de LeersiaZanjas de vegetaciónPermetrina, atrazina y otros plaguicidasRetención de la escorrentía
CañaPantanos artificialesPesticidas, PCB, compuestos orgánicosRF/R
CañasSistemas húmedosescorrentía de pesticidasFiltración y soporte microbiano
JuncosPantanos artificialesMezclas de agroquímicosRetención de sedimentos
Lenteja de agua menorAguaAlgunos fenoles y contaminantes disueltosRF/FD
IvaFranja costeraPlaguicidas y materia orgánica disueltaGRAMO

Las zanjas de vegetación y las turberas artificiales no eliminan necesariamente todos los plaguicidas: parte de la sustancia puede quedar retenida temporalmente en la vegetación y los sedimentos. Por lo tanto, es necesario analizar el agua, los sedimentos y la biomasa.ARS)

4. Herbicidas, disolventes y explosivos

Disolventes clorados y BTEX

PlantacontaminantesMecanismoComentario
Álamo híbridoTCE, algunos disolventes clorados, BTEXG/FD/RUna de las opciones de madera más estudiadas
IvaDisolventes, BTEX, compuestos orgánicos mixtosGRAMOBueno para aguas subterráneas poco profundas
Álamo balsámico y formas relacionadasTCE y compuestos orgánicos disueltosG/FDEs necesario realizar un seguimiento de la posible liberación de metabolitos volátiles.
AlfalfaAlgunos disolventes en la capa superficialRRizosfera desarrollada
Hierba de raigrásContaminantes orgánicos ligerosRPara la capa superior del suelo
CañaDisolventes en aguas residualesRF/RComo parte de los pantanos artificiales

La EPA indica que se han aplicado o probado fitotecnologías para TCE, otros disolventes clorados, BTEX, productos derivados del petróleo y aguas subterráneas contaminadas.Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA))

Explosivos

contaminantePlantasMecanismoClasificación
TNTálamo híbrido, sauce, pastos, plantas acuáticasFD/REl TNT puede convertirse en los tejidos y la rizosfera.
RDXálamo, sauce, cultivos acuáticosFD/GPosible transferencia con agua y transformación parcial
HMXálamo, pastos, plantas de marismaR/parcialmente FDPor lo general, se descompone con mayor dificultad.
Percloratosauce, álamo, pastos, sistemas de marismasR/GLas bacterias de la zona radicular desempeñan un papel importante.
Restos de municiónmezclas de hierbas y álamosR/FDRequiere inspección para detectar munición sin explotar.

La selección de especies para TNT y RDX no puede basarse únicamente en tablas bibliográficas: la EPA señala la necesidad de considerar los subproductos, la densidad de población, la profundidad de la contaminación y el comportamiento de la sustancia en las aguas subterráneas.nepis.epa.gov)

5. Metales, radionúclidos y aguas residuales contaminadas

Rizofiltración de agua

PlantaMiércolesPosibles contaminantesPeculiaridades
GirasolHidroponía, embalsesPb, Cd, Zn, algunos radionúclidosGran masa radicular
Mostaza SareptaHidroponiaPlomo, cadmio y otros metalesEl plomo suele permanecer predominantemente en las raíces.
Lenteja de agua menorAguas superficialesMetales, nutrientes, algo de materia orgánicaDe crecimiento rápido y fácil cosecha.
PolyrootSpirodela polyrhizaZn, Pb, NiSorción inicial rápida
Jacinto de aguaaguas cálidasFe, Cd, Pb y otros metalesAltamente invasivo; no es práctico para su uso en Suiza fuera de un entorno cerrado.
RogozPoco profundoCr, Pb, Cu, Zn, CdLos metales se retienen en las raíces y los sedimentos.
CañaPantanos artificialesFe, Cu, Zn, Pb, CdIdeal para zonas de filtración permanentes.
Junco del lagoPoco profundoMetales, nutrientesEstabilización de las precipitaciones
junco comúnLa prisa se está extendiendoHierro, manganeso y metales mixtosPara aguas ácidas de minas
JuncosSistemas húmedosMetales y materia en suspensiónFiltración y fijación de sedimentos

Al purificar el agua, los metales a menudo no migran hacia las hojas, sino que se adhieren a las raíces, a los depósitos de hierro en las raíces y a los sedimentos del fondo. Esto significa que es necesario eliminar periódicamente no solo las plantas, sino a veces también los sedimentos contaminados.ARS)

Contaminación radiactiva

Radionúclido o grupoPosibles plantasFunción preferida
Cesio-137girasol, amaranto, mostaza, raigrásFitoextracción de prueba
Estroncio-90girasol, mostaza, cerealesExtracción similar al calcio
Uraniogirasol, mostaza, plantas acuáticasRizofiltración y retención de raíces
Radionúclidos en el aguagirasol, lenteja de agua, macrófitas de marismaFederación Rusa
contaminación mixtagramíneas no alimenticias, colza, miscanthusFitogestión y limitación de la cadena alimentaria

En el caso de los radionúclidos, no se debe seleccionar una planta sin un proyecto radiológico previo. El OIEA subraya que la transferencia de cesio y otros radionúclidos depende de las propiedades del suelo y de la especie vegetal; en muchos casos, reducir la absorción por los cultivos, cultivar productos no alimentarios, añadir materiales aglutinantes o eliminar la capa superficial del suelo resultan más eficaces que intentar una fitoextracción completa.www-pub.iaea.org)

6. Aguas subterráneas contaminadas y lixiviados

Plantas leñosas para el control fitohidráulico

PlantaDónde solicitar¿Qué hace?
Álamo híbridoAguas subterráneas poco profundasConsume agua e inhibe la propagación de la nube.
Álamo negroLlanuras aluviales, terrenos industriales húmedosIntercepción del agua y formación de la rizosfera
Cesta de sauceZonas húmedas, filtracionesCrecimiento rápido y alta transpiración
sauce blancoSuelos más profundos y húmedosBarrera hidráulica a largo plazo
Sauce cabrunoSuelos húmedos alteradosconsolidación pionera
aliso negroZonas anegadasDrenaje, fijación de nitrógeno y restauración del suelo
Ciprés de pantanoClima cálidoIntercepción de agua
EucaliptoSolo apto para regiones cálidasTranspiración muy alta

Limitación de profundidad

Los árboles solo funcionan donde sus raíces o el agua capilar pueden llegar. Las antiguas directrices de la EPA para sauces y álamos establecen una profundidad de trabajo aproximada de varios metros, pero la profundidad real depende del suelo, el oxígeno, los niveles de agua y la especie del árbol.Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA))

Sistema de purificación de filtrado

En la práctica, la siguiente secuencia funciona mejor:

cuenca de acumulación → sedimentación de materia en suspensión → zona de espadañas y carrizos → zona de junco y ciperáceas → plantación de sauces → estanque de control.

CírculoPlantasLa tarea principal
Primera zona húmedaespadaña, juncoRetención de sólidos y metales en suspensión
La segunda zona pantanosajunco, junco, cañaTratamiento posterior biológico y químico
Zona de árbolessauce, álamo, alisoConsumo de agua y rizosfera profunda
Nivel flotantelenteja de agua en una piscina controladaEliminación de nutrientes disueltos
Zona de metaplantas de marisma localesPulido del agua y bioindicación

7. Selenio, mercurio y compuestos orgánicos volátiles

Fitovolatilización

ContaminaciónPlantasLo que está sucediendoEl principal riesgo
Seleniomostaza india, colza, cardo mariano, algunas verduras crucíferasConversión de parte del Se en compuestos volátilesLa contaminación no se elimina por completo, sino que se transfiere al aire.
Mercurioplantas experimentales y sistemas microbianos-vegetalesPosible transformación en forma elemental u orgánica.Redispersión del mercurio
TCE y disolventes volátilesálamo, sauceAbsorción, transformación parcial y transpiraciónPosible liberación de sustancias o metabolitos a través de las hojas.
Algunos compuestos orgánicosálamo, sauce, plantas de marismaFD/VEs necesario controlar el aire y los metabolitos.

La fitovolatilización no se considera automáticamente una limpieza: el contaminante puede simplemente migrar del suelo o del agua a la atmósfera. La EPA exige una evaluación del destino final del contaminante y de la aceptabilidad de sus productos de transformación.Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA))

En el caso del mercurio, este enfoque es particularmente controvertido. En una zona ambiental típica, es más seguro considerar lo siguiente:

aislamiento de la fuente;

fijación del suelo;

prevención de la metilación;

purificación controlada del agua;

eliminación de las zonas más contaminadas.

8. Selección rápida de plantas para una tarea.

TareaConjunto básico
Extracción de Cd y ZnNoccaea caerulescens+ mostaza + sauce
Extracción de NiOdontarrenaspp.
Extracción de AsPteris vittata
Estabilización del Pbfestuca + raigrás + miscanthus + sauce
Estabilización de vertederos de residuos minerosagrostis + festuca + carrizo + abedul/pino
Cr en suelo anegadoespadaña + junco + sustrato orgánico
Petróleo y diéselraigrás + festuca + alfalfa + sauce
PATAmezclas de cereales + inoculación microbiana + parcela de control
escorrentía de pesticidastotora + leersia + juncia + caña
TCE y disolventesÁlamo híbrido + sauce
TNT/RDXálamo + sauce + rizosfera herbácea
Metales en el aguagirasol/mostaza en un sistema cerrado + espadaña y caña
lixiviado de vertederopantano artificial + plantación de sauces
Cs-137 y Sr-90únicamente plantaciones experimentales no alimentarias bajo control radiológico
Seleniomostaza y colza, pero con control de compuestos volátiles

9. Esquema preferido para Europa Central y Suiza.

Para un clima moderado, un conjunto práctico de plantas perennes:

Suelos secos contaminados

festuca roja;

festuca juncal;

raigrás;

zorzal;

miscanthus;

abedul;

pino;

sauce cabruno.

Suelos húmedos

sauce blanco;

mimbre para cestas;

álamo;

aliso negro;

lucio de césped;

un tamiz;

juncos.

Pantanos de tratamiento de aguas residuales

alfombra;

caña;

caña;

un tamiz;

juncos;

lenteja de agua controlada.

parcelas de extracción de ensayos

mostaza;

girasol;

Noccaea caerulescens;

Pteris vittata- únicamente en un microclima adecuado o en un sistema cerrado;

hiperacumuladores de níquel especializados.

Antes de introducir plantas no autóctonas, compruebe su carácter invasor y su estatus de permitidas. El jacinto de agua y algunas especies exóticas de rápido crecimiento solo están permitidas en entornos controlados y sellados, no en su hábitat natural.

Norma obligatoria para el manejo de la cosecha

Toda la biomasa procedente de los lugares de fitoextracción debe considerarse potencialmente contaminada.

No está permitido:

comer;

utilizar como materia prima medicinal;

alimento para animales;

colocar en el compostador habitual;

esparcir como mantillo;

quemar en un horno;

uso para biocarbón doméstico.

La EPA especifica que las plantas que hayan acumulado contaminantes deben ser recogidas y enviadas para su procesamiento o eliminación controlados; el procesamiento térmico conserva los metales y los concentra en las cenizas.Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA))

El principio principal

Los metales no se descomponen:Se extraen o se estabilizan. El petróleo, el diésel, los HAP, los pesticidas y los disolventes pueden descomponerse.pero su eficacia está determinada por la microflora, el oxígeno, la humedad y la disponibilidad del contaminante. Los radionúclidos requieren un proyecto radiológico independiente. Las plantas forman parte del sistema, no sustituyen el análisis, la hidrogeología ni la eliminación segura de residuos.