Cultivo conjunto de Quillaja saponaria, Solidago chilensis y Cistanthe grandiflora para la fitoestabilización de relaves mineros

Abstract

La fitoestabilización es una estrategia sostenible para manejar relaves mineros, los cuales son residuos de escasa fertilidad y alta concentración de metales y sulfatos. Sin embargo, existen pocos estudios de la acción conjunta de especies para la fitorremediación. El objetivo de esta tesis fue evaluar el efecto conjunto de Quillaja saponaria (Qs), Solidago chilensis (Sc) y Cistanthe grandiflora (Cg) en la capacidad de fitoestabilización de cobre (Cu), molibdeno (Mo) y azufre (S) en relaves mineros. La metodología consistió en ensayos en macetas de 5 L con el establecimiento de las especies vegetales en relaves del tranque Ovejería de CODELCO División Andina. Con las plantas Qs, Sc y Cg cultivadas en forma individual y combinadas se establecieron 7 tratamientos que se mantuvieron por 6 meses. Posteriormente se evaluaron variables de crecimiento, cobertura y concentraciones de metales en tejido vegetal, además de pH, conductividad eléctrica (CE) y sulfatos (SO₄²⁻) en los lixiviados. Finalmente se calculó el índice de transporte y el factor de bioacumulación como indicadores de fitoestabilización. Los principales resultados indican los lixiviados de los tratamientos con Quillaja saponaria presentaron los valores más bajos de pH y mayor CE, indicando una mayor movilización de sales y acidificación probablemente por exudados de las raíces y/o reactividad del relave. En cambio, el tratamiento combinado Qs+Sc+Cg mostró una mayor estabilidad en la concentración de SO₄²⁻ y la menor CE, es decir, una menor movilidad de sales solubles. Las principales conclusiones señalan que el establecimiento conjunto de plantas nativas en relaves mineros se presenta como una estrategia eficaz para favorecer procesos de fitoestabilización donde las especies Quillaja saponaria y Solidago chilensis mostraron el mejor indicador para la capacidad de fitoestabilización de Cu y Mo, tanto en cultivos individuales como en combinación, evidenciando su potencial para ser utilizadas en programas de remediación de relaves mineros.

Phytostabilization is a sustainable strategy for managing mine tailings, which are waste materials characterized by low fertility and high concentrations of metals and sulfates. However, few studies had evaluated the combined action of plant species for phytoremediation purposes. The objective of this thesis was to assess the combined effect of Quillaja saponaria (Qs), Solidago chilensis (Sc), and Cistanthe grandiflora (Cg) on the phytostabilization capacity of copper (Cu), molybdenum (Mo), and sulfur (S) in mine tailings. The methodology consisted of 5 L pot experiments using tailings from the Ovejería impoundment at CODELCO División Andina, where Qs, Sc, and Cg were grown individually and combined, it resulted in seven treatments maintained for six months. Growth variables, vegetation cover, and metal concentrations in plant tissues were evaluated, along with pH, electrical conductivity (EC), and sulfate (SO₄²⁻) concentrations in leachates. Finally, the transport index and bioaccumulation factor were calculated as indicators of phytostabilization performance. The main results indicate that treatments with Quillaja saponaria exhibited the lowest pH values and the highest EC in leachates, suggesting increased salt mobilization and acidification, likely due to root exudates and/or the reactivity of the tailings. In contrast, the combined treatment Qs+Sc+Cg showed greater stability in SO₄²⁻ concentrations and the lowest EC, indicating reduced mobility of soluble salts. The primary conclusions showed that the joint establishment of native plants in mine tailings represents an effective strategy to promote the phytostabilization processes. In particular, Quillaja saponaria and Solidago chilensis demonstrated the best indicators for Cu and Mo phytostabilization capacity, both in individual and combined treatments, underscoring their potential for use in mine tailing’s remediation programs.