Estudio de la absorción de metales pesados por una especie vegetal usada en remediación de aguas derivadas de faenas mineras

Abstract

En la temática ambiental de desarrollo de nuevas técnicas de tratamientos de Rlles mineros con menos impactos ambientales y más eficientes, se ha estudiado el uso de plantas como medio para descontaminar a través de fitorremediación. El objetivo de este estudio fue cuantificar la absorción de algunos metales pesados presentes en un RIL minero y estudiar un posible mecanismo por el cual la planta solubiliza especies metálicas presentes en material particulado del RIL exudando algunos ácidos orgánicos.

En este estudio se usaron las especies vegetales Vetiveria zizanioides y Polyopogon australis, para tratamiento se usó el RIL Adit 71, proveniente de Codelco División El Teniente el cual fue caracterizado previo a su uso. Con plantas de V. zizanioides se implementó un sistema batch mediante cultivo hidropónico disponiendo un grupo de plantas en una solución nutritiva y otro grupo en el RIL bajo un regimen de luz de 14:10 h luz/ oscuridad. A partir de tiempo cero y cada 15 días se realizaron evaluaciones de pH, temperatura, potencial de oxido reducción, sólidos totales y oxigeno disuelto mediante una sonda multiparamétrica para calidad del agua (HANNA Hl-9828). El análisis de ácidos orgánicos se realizó en plantas de P. australis tratadas por 72 h con solución sintética de sulfato de Cu, 15 mM. Se tomaron muestras de la solución y de las plantas cada 24h, las que fueron analizadas mediante cromatografía iónica de exclusión (cromatógrafo LabCHROM, columna Aminex, HPX-87H, Biorad). El contenido de metales en el tejido vegetal fue analizado mediante Espectroscopía de Absorción Atómica modelo Thermo 50OO y de Emisión Atómica, ICP óptico Óptica 2OOO

Los resultados preliminares obtenidos no mostraron variación significativa en los parámetros fisicoquímicos medidos en el RlL. V. zízanioides no mostré condiciones

favorables en la absorción de metales, excepto para Cu. Al final del tratamiento, la planta presentó un contenido de Cu de 56 ug peso fresco en hojas y 46,9 ug peso fresco en raíces. La tasa de absorción global fue de 4,9 g de Cu /día. Los ensayos de exudación de ácidos orgánicos, utilizando la especie P. australis mostraron la presencia de: acido oxálico, málico y oxámico en concentraciones máximas de 0,984 mg L¡, 2,03 mg L-l y 0,152 mg L-1, respectivamente, observándose un aumento en el tiempo para los ácidos oxálico y málico. Se concluye que en condiciones favorables de disponibilidad de metales y. zizanioides sólo incorpora Cu en sus tejidos en el tiempo, a diferencia de la especie P. australis cuyo mecanismo de incorporación de metales involucraría exudación de ácidos orgánicos.

Environmental issues in development of new techniques of mining wastewater trea{ment with less env¡ronmental ¡mpact and more efficient, we have stud¡ed the use of plants as a means to decontaminale through phytoremediat¡on. The aim of this study was to quantify the sorption of some heavy metals in a m¡ning RIL and study a possible mechanism by lvh¡ch the plant solub¡lized metal species present in particulate matter oozing slL some organic acids. ln this study we used the plant V. z¡zanioides and P ausfra/ls, for treatment was used RIL Adit 71,frcm Codelco El Ten¡ente d¡vision wh¡ch was characterized prior to used. Plants ol V. zizanioides a batch system was implemented by hav¡ng a group hydroponic cultivation of plants in a nutr¡ent solution and another group ¡n the RIL under a l¡ght regime of '14:10 ,h l¡ght ldarkness. From time zero and every 15 days evaluat¡ons of pH, temperature, redox potent¡al reduction, total solids and dissolved oxygen using a multiparameter probe for water qual¡ty (HANNA Hl-9828). Organic acid analysis was performed on plants ol P. australis treated for 72 h with solution containing copper sulfate, 15 mM. Samples were taken from the solution and the plants every 24 h. Wh¡ch were analyzed by ion exclusion chromatography (GC LABCHROM, column Aminex, HPX-87H, B¡orad). The metal content in plant t¡ssue was analyzed by Atomic Absorption Spectroscopy Thermo Spectrophotometer 5000 and atom¡c emiss¡on, ICP optical 2000 . Preliminary results showed no significant variation in phys¡cochemical parameters measured in the RlL. V. z¡zanio¡des favorable conditions showed no absorption of metals, except copper. After treatment, the plant had a copper content of 56 pg fresh we¡ght ¡n leaves and 46.9 pg fresh weight in roots. The overall absorption rate was 4.9 g of copper per day. Tests exudation of organic acids, using the spec¡es p_ xIt australis showed the presence of: oxal¡c acid, mal¡c acid and oxam¡c max¡mum concentrations of 0.984 mg/L-1, 0.,l52 mg/L'l and 2.O3 mglL'1, respect¡vely, with an increase in time for oxalic ac¡d and malic acid. We conclude that under favorable conditions of metal ava¡lab¡lity V. zizaniodes only incorporates copper in their tissues over t¡me, unlike P. australis which mechanism would involve incorporation of metal organic acid exudá¡on.