Plomo en el suelo: peligros y protección vegetal.
El plomo es uno de los contaminantes del suelo más problemáticos. A diferencia del petróleo o algunos pesticidas,No se descompone por la acción de microorganismos y no desaparece con el tiempo.Solo puedes:
eliminar físicamente el suelo contaminado;
extraer parte del plomo utilizando plantas o métodos técnicos;
unirlo químicamente en una forma poco soluble;
aislar la contaminación y bloquear las vías de entrada al organismo humano.
En la mayoría de las áreas, la vegetación es mucho más efectiva enEstabilización del plomo y prevención de su propagación., que en una extracción completa rápida.
¿Por qué el plomo es peligroso para los seres humanos?
El plomo es un tóxico acumulativo. Puede causar daños en:
cerebro y sistema nervioso;
hematopoyesis;
riñones;
sistema cardiovascular;
sistema reproductivo;
desarrollo fetal.
Los niños pequeños son especialmente vulnerables: tienen mayor probabilidad de entrar en contacto con tierra y polvo, llevarse las manos y objetos a la boca, y su sistema nervioso en desarrollo es más sensible a los efectos tóxicos. Incluso una exposición relativamente baja puede provocar un deterioro irreversible de la función cognitiva, la atención, el aprendizaje y problemas de comportamiento. La OMS subraya que no se ha establecido un nivel seguro de exposición al plomo.Organización Mundial de la Salud)
En adultos, la exposición crónica se ha relacionado con daño renal, hipertensión arterial, problemas neurológicos y reproductivos.Organización Mundial de la Salud)
Cómo el plomo del suelo llega al cuerpo
En las zonas contaminadas, el principal peligro no suele estar asociado a la "evaporación" activa del plomo, sino a la transferencia física de partículas.
| Trayectoria de influencia | ¿Cómo sucede? |
|---|---|
| Polvo de tierra | Inhalación o ingestión de partículas finas |
| Manos sucias | Trabajo, juegos infantiles, jardinería |
| Verduras sin lavar | La tierra y el polvo permanecen en la superficie. |
| Raíces | La tierra contaminada se adhiere a la cáscara. |
| Cultivos de hojas | Acumulación de polvo sedimentado |
| Agua | Posibilidad de movimiento de formas solubles y coloidales |
| Polvo doméstico | La tierra es transportada por los zapatos, los animales y las herramientas. |
| Animales | Ingieren tierra junto con su comida. |
| Fumar | Se produce cuando se quema vegetación o residuos contaminados. |
Por lo tanto, una zona con plomo relativamente inmóvil aún puede ser peligrosa si el suelo está abierto, seco y polvoriento.
¿Por qué es difícil extraer el plomo mediante las plantas?
1. Se disuelve mal.
La mayor parte del plomo del suelo está ligado a:
minerales arcillosos;
óxidos de hierro y manganeso;
materia orgánica;
carbonatos;
fosfatos;
sulfuros.
Por este motivo, el análisis químico puede mostrar altos niveles totales de Pb, pero solo una parte del metal estará en la solución del suelo y directamente disponible para las raíces.
Es importante distinguir:
contenido total de plomo;
fracción móvil;
fracción biodisponible;
biodisponibilidad para los humanos cuando se ingiere con el suelo.
No son lo mismo.
2. Las raíces retienen plomo
Incluso cuando el plomo llega a la planta, a menudo:
adsorbido en la superficie de la raíz;
se adhiere a las paredes celulares;
precipitados en la rizosfera;
contenido dentro de la raíz;
Se transfiere mal a tallos y hojas.
Esto es bueno para la fitoestabilización, pero malo para la fitoextracción: es fácil recolectar la parte aérea, pero casi imposible extraer todo el pequeño sistema radicular.
3. El aumento de la solubilidad crea un nuevo riesgo.
En algunos experimentos se han utilizado quelantes sintéticos, en particular EDTA, para solubilizar el plomo y mejorar su absorción por la mostaza y otras plantas. Sin embargo, el plomo disuelto puede migrar por debajo de las raíces y llegar al drenaje o a las aguas subterráneas. Por lo tanto, este método no puede utilizarse como práctica habitual en jardinería; la EPA lo considera un método de remediación controlada con limitaciones importantes.Editorial Sems)
Cuatro estrategias reales
Estrategia 1: Eliminación de la fuente
Esta es la opción más fiable para:
"Lugares de moda" locales;
parques infantiles;
huertos;
zonas cercanas a edificios residenciales;
lugares con escoria metálica, perdigones, residuos de baterías o restos de pintura.
Aplicar:
eliminación selectiva;
tamizado y eliminación de partículas grandes;
sustitución de la capa superior;
traslado a un lugar autorizado;
cubrir con tierra limpia.
Las plantas no deben utilizarse como excusa para mantener una contaminación grave donde existe un riesgo inmediato para la salud.
Estrategia 2. Fitoestabilización
Esta es la principal estrategia de la planta para el plomo.
Su propósito no es necesariamente retirar el metal del sitio, sino:
dejar de quitar el polvo;
reducir la erosión;
ata la capa superior con las raíces;
reducir la escorrentía superficial;
reducir el contacto humano con el suelo;
retienen el Pb en la zona radicular;
prevenir la transferencia de partículas contaminadas.
La EPA describe la fitoestabilización como la aplicación de vegetación resistente a los metales cuyas raíces anclan el suelo y reducen la movilidad de los contaminantes.Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA))
Plantas adecuadas
| Planta | Función principal |
|---|---|
| Festuca alta | Cubierta densa y duradera |
| Festuca roja | Estabilización de superficies y taludes |
| raigrás perenne | Cierre inicial rápido |
| Agrostis delgada | Cubriendo suelos pobres y alterados |
| Pie de gallo | Gran masa radicular |
| Bromo sin aristas | Césped perenne de larga duración |
| Miscanthus | Alta protección de biomasa y superficie. |
| Caña | Zonas húmedas y franjas de filtración |
| Rogoz | Sedimentos y agua contaminada |
| Juncos | Zonas de amortiguación húmedas |
| Sauces | Estabilización del suelo y gestión del agua |
| Álamos | Gran biomasa leñosa y control hidráulico |
| Abedul | Cobertura de árboles pioneros |
| Pino | Algunos suelos secos y pobres creados por el hombre |
Mejor usarmezcla de especiesEn lugar de un solo cultivo, los cereales forman una densa red de raíces finas, las leguminosas sustentan el ciclo del nitrógeno, y los arbustos y árboles crean una estructura más profunda y duradera.
Estrategia 3. Inmovilización química más plantas.
El plomo se puede convertir en formas menos solubles y, posteriormente, la zona se puede proteger con vegetación.
Materiales fosfatados
Los fosfatos pueden reaccionar con el plomo para formar minerales de fosfato de plomo poco solubles, incluyendo formas similares a la piromorfita. Esto puede reducir la movilidad y la biodisponibilidad del Pb.HÉROE)
Aplicaciones potenciales:
roca fosfática;
hidroxiapatita;
apatita ósea de grado industrial;
reactivos de fosfato especiales.
Pero la dosis no debe elegirse "a ojo". El exceso de fósforo soluble puede:
contaminar el agua;
causar eutrofización;
cambiar la movilidad de otros metales;
afectar al arsénico;
cambios en el pH y la biología del suelo.
Por lo tanto, la estabilización con fosfatos requiere análisis de laboratorio del suelo específico.
Liming
En suelos ácidos, aumentar el pH suele reducir la solubilidad del plomo y, al mismo tiempo, favorecer el crecimiento del césped. Sin embargo, un pH excesivamente alto también perjudica la nutrición de las plantas. La cantidad de cal necesaria depende de la capacidad amortiguadora del suelo, no solo de su pH actual.
Biocarbón
El biocarbón seleccionado adecuadamente puede:
adsorben parte del plomo;
aumentar el pH del suelo ácido;
aumentar la capacidad de intercambio catiónico;
mejorar la estructura;
mantener la vegetación.
Sin embargo, los distintos tipos de biocarbón presentan comportamientos diferentes. La eficiencia depende de la materia prima, la temperatura de producción, el contenido de cenizas, el pH y la presencia de contaminantes. Las investigaciones demuestran que el biocarbón puede reducir la movilidad del plomo, pero se requieren pruebas específicas del material.HÉROE)
Óxidos de hierro y adsorbentes minerales
También se puede utilizar lo siguiente:
materiales que contienen hierro;
zeolitas;
bentonita;
algunos minerales arcillosos;
compuestos minerales especiales.
Su función es crear superficies de unión adicionales y reducir la transferencia de plomo.
Estrategia 4. Fitoextracción
Fitoextracción significa:
La planta absorbe plomo;
lo transfiere a los brotes;
Se retira la masa que se encuentra sobre el suelo;
El ciclo se repite.
Para el Pb este proceso suele ser lento y solo es efectivo cuando se combina:
contaminación moderada;
forma química adecuada del metal;
gran biomasa;
transferencia aceptable a los rodajes;
ciclos plurianuales;
Eliminación segura de la cosecha.
¿Qué plantas pueden extraer plomo?
| Planta | Potencial | La principal limitación |
|---|---|---|
| mostaza india | Una de las especies experimentales más famosas | Una porción significativa de Pb puede permanecer en las raíces. |
| Girasol | Alta biomasa, apta para rizofiltración. | No siempre tolera bien el plomo en los brotes. |
| Amaranto | Crecimiento rápido y gran masa | Depende en gran medida de la especie y del suelo. |
| Quinoa y patata de ganso | Algunas especies son resistentes a los metales. | Resultados no universales |
| Ortiga | Puede acumular metales en zonas contaminadas. | El atractivo de los alimentos crea riesgos. |
| Mora | Es posible la eliminación a largo plazo de Pb y Cd. | Se necesitan años y cosecha de biomasa |
| Iva | Gran biomasa perenne | El plomo se retiene con mayor frecuencia en las raíces. |
| Álamo | Trabajo a largo plazo con grandes volúmenes de suelo. | Tasa limitada de eliminación de Pb |
| Vetiver | Fuerte estabilización de las raíces | Más a menudo un estabilizador que un extractor. |
| Maíz | Alta biomasa | No apto para uso alimentario. |
| Colza | Puede absorber las formas disponibles | Requiere control de semillas y aceite. |
Los estudios de campo demuestran el potencial de, por ejemplo, la morera para la remediación a largo plazo de suelos contaminados con Pb y Cd, pero dichos resultados no pueden transferirse automáticamente a cualquier lugar.HÉROE)
Mostaza y plomo
La mostaza es única en el sentido de que:
crece rápidamente;
produce una masa que es fácil de limpiar;
contiene cierta cantidad de Pb;
Adecuado para ciclos repetidos;
Se ha estudiado exhaustivamente en experimentos con fitoextracción mejorada.
Pero sin mejorar artificialmente su movilidad, a menudo extrae solo una pequeña porción del suministro total del suelo. Por lo tanto, es más razonable considerar la mostaza como:
planta de extracción experimental;
componente de remediación mixta;
cubierta protectora rápida;
indicador de disponibilidad de contaminación.
Girasol y plomo
El girasol es valioso debido a:
enorme superficie radicular;
gran masa sobre el suelo;
la capacidad de absorber metales por las raíces;
Facilidad de uso en sistemas de filtración de agua.
Para el plomo, el girasol es especialmente interesante enrizofiltración de agua contaminadadonde las raíces pueden eliminarse por completo del depósito. En suelos normales, una proporción significativa de Pb puede permanecer en las raíces, lo que dificulta la eliminación completa del material contaminado.
¿Qué es mejor: la extracción o la estabilización?
| Situación | Estrategia preferida |
|---|---|
| Muy alta concentración, zona residencial | Aislamiento de excavación o ingeniería |
| Fragmentos locales de escoria, perdigones y residuos de baterías. | Extracción física |
| Contaminación moderada de una gran área | Estabilización y cobertura sostenible |
| vertedero de residuos mineros | Suplementos minerales + hierbas resistentes a los metales |
| Riesgo de polvo | Cierre inmediato de la superficie |
| Jardín contaminado | Capa limpia, barrera, camas seguras |
| Agua con Pb disuelto | Filtros de sorción; plantas solo como paso adicional |
| Pequeña fracción disponible de Pb | Fitoextracción experimental |
| Trama con niños | Cese máximo de contacto, aterrizajes no experimentales |
| Contaminación mixta de Pb + As | Diseño de laboratorio independiente, ya que los reactivos pueden actuar de maneras opuestas. |
Sistema práctico de plantas
Capa 1. Cese rápido de la formación de polvo.
Mezclas de siembra:
raigrás;
festuca juncal;
festuca roja;
zorzal;
Trébol: solo si es resistente y no está destinado a la alimentación animal.
La superficie puede protegerse antes del enraizamiento:
mantillo limpio;
esteras de yute;
fibra de coco;
capa mineral pura;
hidrosiembra.
Capa 2. Estabilización a largo plazo
Tras la formación de la cubierta, se introduce lo siguiente:
miscanthus;
vivo;
álamo;
un poco;
arbustos locales;
plantas perennes no comestibles de raíces profundas.
Capa 3. Tiras de extracción experimentales
En parcelas limitadas:
mostaza;
girasol;
amaranto;
colza;
morera o sauce.
Después de cada ciclo, la concentración de Pb se mide por separado en:
raíces;
tallos;
hojas;
semillas;
suelo residual.
Ejemplo de un plan para un emplazamiento
| Zona | Solución |
|---|---|
| Puntos calientes | Retirar manual o mecánicamente |
| Territorio principal | Tratar con un estabilizador adecuado. |
| Toda la superficie | Cubrir con una mezcla densa de cereales. |
| Límite de la parcela | Plante una franja de arbustos. |
| La parte inferior de la pendiente | Crea un tampón de filtración de hierbas |
| Zona húmeda | Álamo, caña, hiedra más barrera de sorción |
| Sector experimentado | Mostaza, amaranto o girasol |
| Senderos peatonales | Revestimiento o suelo limpio |
| Jardín | Solo bancales elevados aislados con tierra limpia |
¿Es posible cultivar plantas comestibles?
En una zona contaminada con plomo, la cosecha no puede considerarse segura simplemente porque la fruta absorba pequeñas cantidades del metal. Persisten los siguientes problemas:
polvo contaminado en la superficie;
tierra entre las hojas;
ensuciarse las manos;
contaminación de cultivos de raíces;
acumulación desconocida por una variedad particular;
metales mixtos.
Los más riesgosos son:
ensaladas;
espinaca;
verde;
raíces;
infusiones de hierbas;
cultivos forrajeros.
Si no es posible despejar completamente la zona, se cultivan alimentos en bancales elevados y aislados, con tierra limpia y certificada y una barrera entre las capas nuevas y antiguas.
Eliminación de plantas
La biomasa del sitio no puede ser:
alimento para animales;
usar como alimento;
hacer té con él;
compostar con los residuos habituales;
dejar como mantillo;
quemar en una estufa o sobre el fuego;
convertir en biocarbón casero;
Utiliza ceniza en el jardín.
El plomo no se destruye durante la incineración; se concentra en las cenizas y puede transportarse parcialmente con el polvo de la chimenea. Las posibles opciones de eliminación se determinan mediante el análisis de la biomasa y la normativa local: incineración térmica controlada con purificación de gases, vertedero específico o recuperación industrial de metales.
Cómo evaluar la efectividad real de las plantas
No basta con fijarse en la concentración de plomo en las hojas.
La eliminación real se calcula de la siguiente manera:
Concentración de Pb en biomasa seca × masa de biomasa seca recolectada.
Por ejemplo, una planta puede contener mucho plomo por kilogramo, pero producir muy poca masa. Otro cultivo acumula menos plomo, pero produce un mayor rendimiento y elimina más plomo del terreno.
También es necesario evaluar:
cuánto plomo queda en las raíces;
¿Ha cambiado la cantidad total de suelo?
¿Ha disminuido la fracción móvil?
ha disminuido la biodisponibilidad;
¿Ha penetrado el plomo a mayor profundidad?
¿Ha aumentado su vertido a las aguas residuales?
La estrategia racional de DREVO
Para el plomo, no basta con una sola especie vegetal, sino que es óptima una secuencia:
Análisis → Eliminación de puntos críticos → Estabilización química → Cubierta vegetal densa → Plantas perennes → Áreas limitadas de fitoextracción → Reanálisis.
La mezcla básica puede consistir en:
| Componente | Role |
|---|---|
| Festuca alta | Césped del establo principal |
| Hierba de raigrás | Cierre rápido |
| Festuca roja | Protección de superficies |
| Miscanthus | Gran cantidad de biomasa no alimentaria |
| Iva | Marco de referencia a largo plazo |
| Mostaza | Extracción estacional experimental |
| Girasol | Pruebas de rizofiltración y de masas grandes |
| Amaranto | biomasa adicional rápida |
| Hierba de fuego | Restauración tardía de la sucesión y los polinizadores. |
La conclusión principal
En caso de contaminación por plomoEl primer objetivo no es obligar a las plantas a absorber la mayor cantidad de metal posible, sino impedir que la tierra y el polvo contaminados entren en el cuerpo humano..
Las plantas desempeñan tres funciones de manera más eficaz:
Cubra y asegure la superficie contaminada;
reducir la erosión, el polvo y el transporte de partículas;
Extraer gradualmente la pequeña porción disponible de Pb.
La eliminación completa del plomo únicamente mediante plantas suele llevar demasiado tiempo. Por lo tanto, un sistema seguro se basa en el siguiente principio:
eliminar las fuentes concentradas → fijar el plomo restante → cubrir el suelo con plantas → extraer la porción disponible de manera controlada.