3FITORREMEDIACIÓN

ESTUDIO PILOTO PARA LA RECUPERACIÓN DEL MORRO

DE MORAVIA: FASE I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN

ESTUDIO PILOTO PARA LA RECUPERACIÓN DEL

MORRO DE MORAVIA: FASE I

CAPITULO III

FLORA, FITORREMEDIACIÓN Y FAUNA

Investigadores Principales Rolando Barahona Rosales, Ph.D.

Maria Solange Sanchez, Candidata Ph.D. Elizabeth Pabón, Ph.D.

Auxiliares de investigación Claudia Salazar. Ing. Ambiental

Catalina Arroyave. Bióloga Alejandra Bedoya.Bióloga

Facultad de Ciencias Agropecuarias


DE MORAVIA: FASE I


3-1

TABLA DE CONTENIDO

3. FLORA, FITORREMEDIACION Y FAUNA _____________________________ 3-7

3.1 INTRODUCCIÓN __________________________________________________ 3-7

3.2 FLORA __________________________________________________________ 3-8

3.2.1 Antecedentes ____________________________________________________ 3-8

3.2.2 Metodología _____________________________________________________ 3-9

3.2.3 Resultados _____________________________________________________ 3-12

3.3 DETERMINACIÓN DE CONTAMINANTES EN MUESTRAS DE SUELO Y

VEGETALES ____________________________________________________ 3-20

3.3.1 Antecedentes ___________________________________________________ 3-20

3.3.2 Metodología ____________________________________________________ 3-23

3.3.3 Resultados _____________________________________________________ 3-26

3.4 FITORREMEDIACIÓN ____________________________________________ 3-34

3.4.1 Antecedentes ___________________________________________________ 3-34

3.4.2 Metodología ____________________________________________________ 3-47

3.4.3 Resultados _____________________________________________________ 3-56

3.5 ACTIVIDADES ADICIONALES _____________________________________ 3-68

3.5.1 Ensayo en vivero ________________________________________________ 3-68

3.5.2 Lote de Arbustivas _______________________________________________ 3-68

3.6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ___________________________ 3-69

3.7 FAUNA _________________________________________________________ 3-71

3.7.1 Antecedentes ___________________________________________________ 3-71

3.7.2 Metodología ____________________________________________________ 3-73

3.7.3 Resultados _____________________________________________________ 3-76

3.8 DETERMINACION DE CONTAMINANTES EN TEJIDO ANIMAL __________ 3-84

3.8.1 Antecedentes ___________________________________________________ 3-84

3.8.2 Metodología ____________________________________________________ 3-91


DE MORAVIA: FASE I


3-2

3.8.3 Resultados _____________________________________________________ 3-93

3.9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ___________________________ 3-96

3.10 REFERENCIAS __________________________________________________ 3-97

3.11 ANEXOS ______________________________________________________ 3-107


DE MORAVIA: FASE I


3-3

LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1. Ejemplo de la ficha de campo enviada con cada espécimen obtenido al HERBARIO

JOAQUÍN ANTONIO URIBE ___________________________________________ 3-10

Figura 3.2. Proceso de secado de material vegetal para determinación de biomasa _____ 3-11

Figura 3.3. Proceso de secado al ambiente de las muestras vegetales y de suelo para

determinación de contaminantes ____________________________________ 3-24

Figura 3.4. Empacado de muestras para envío al laboratorio de contaminación ambiental

GDCON. ______________________________________________________ 3-24

Figura 3.5. Determinación del contenido de metales por medio de espectrometría de absorción

atómica _______________________________________________________ 3-25

Figura 3.6. Aspersión de RoundUp en los lotes _________________________________ 3-48

Figura 3.7. Demarcación de parcelas _________________________________________ 3-49

Figura 3.8. Disposición de las semillas en cajas de petri para la prueba de germinación. _ 3-50

Figura 3.9. Disposición espacial de los lotes en el Morro __________________________ 3-52

Figura 3.10. Lote 1 _________________________________________________________ 3-53

Figura 3.11. Lote 2 _________________________________________________________ 3-53

Figura 3.12. Lote 3 _________________________________________________________ 3-54

Figura 3.13. Lote de Arbustivas _______________________________________________ 3-54

Figura 3.14. Siembra de plántulas de Arachis pintoi, en el lote 2 _____________________ 3-55

Figura 3.15. Semillero de Bidens pilosa. ________________________________________ 3-56

Figura 3.16. Desarrollo de Pelargonium spp en suelo nativo del lote 2 _________________ 3-63

Figura 3.17. Desarrollo de Arachis pintoi y Brachiaria decumbens en algunos lotes de

fitorremediación _________________________________________________ 3-63

Figura 3.18. Disposición en el campo de trampas pitfall y muestreo con jama para la captura de

Artrópodos _____________________________________________________ 3-74

Figura 3.19. Telas de araña muestreadas para la captura de especimenes, identificación

taxonómica y determinación de contaminantes _________________________ 3-74

Figura 3.20. Procesamiento de especimenes para el ingreso al museo entomológico Francisco

Luis Gallego (MEFLG) ____________________________________________ 3-75

Figura 3.21. Trampas Sherman utilizadas en la captura de pequeños mamíferos no voladores

en el Morro de Basuras de Moravia. _________________________________ 3-76


DE MORAVIA: FASE I


3-4

Figura 3.22. Parte de la colección de artrópodos del Morro de Basuras de Moravia, ingresando

a la colección general en el Museo Entomológico Francisco Luís Gallego ____ 3-77

Figura 3.23. Aves avistadas en Moravia ________________________________________ 3-83


DE MORAVIA: FASE I


3-5

LISTA DE TABLAS

Tabla 3.1. Abundancias relativas de especies vegetales. __________________________ 3-9

Tabla 3.2. Nombre científico, familia y registro fotográfico de las especies presentes en el

Morro de basuras de Moravia. ______________________________________ 3-13

Tabla 3.3. Cobertura de las especies vegetales presentes en el Morro durante los meses de

inventario ______________________________________________________ 3-17

Tabla 3.4. Producción de materia seca (g/m2) de las especies vegetales de mayor presencia

en el Morro de Moravia durante los meses de inventario _________________ 3-19

Tabla 3.5. Niveles de contaminantes permitidos en diferentes países y legislaciones ___ 3-22

Tabla 3.6. Contenido (ppm) de metales pesados en suelos muestreados del Morro de

Basuras de Moravia ______________________________________________ 3-26

Tabla 3.7. Contenido de metales pesados (ppm) en muestras vegetales provenientes de lotes

del Morro de Basuras de Moravia ___________________________________ 3-28

Tabla 3.8. Especies vegetales reportadas en diferentes estudios por su potencial

fitorremediador _________________________________________________ 3-36

Tabla 3.9. Número de semillas germinadas de cada especie vegetal seleccionada _____ 3-56

Tabla 3.10. Altura (cm) calculada como promedio de las datos registrados en los cuatro lotes

de fitorremediación en cada muestreo _______________________________ 3-58

Tabla 3.11. Altura (cm) calculada como promedio de los datos registrados en las tres especies

evaluadas en cada muestreo _______________________________________ 3-58

Tabla 3.12. Cobertura (cm2) calculada como promedio de los datos registrados en los cuatro

lotes de fitorremediación en cada muestreo ___________________________ 3-59

Tabla 3.13. Cobertura (cm2) calculada como promedio de los datos registrados en las tres

especies evaluadas en cada muestreo _______________________________ 3-59

Tabla 3.14. Promedio de estolones enraizados de Arachis pintoi en los lotes de

fitorremediación _________________________________________________ 3-61

Tabla 3.15. Contenido (ppm) de metales pesados en los suelos de las parcelas de

fitorremediación (I muestreo) _______________________________________ 3-64


fitorremediación (II muestreo) ______________________________________ 3-64

Tabla 3.17. Contenido (ppm) de plomo, cromo, cadmio y níquel en muestras de suelo de las

parcelas de fitorremediación, datos del primer muestreo _________________ 3-65


DE MORAVIA: FASE I


3-6

Tabla 3.18. Contenido de plomo, cromo, cadmio y níquel en muestras de suelo de las parcelas

de fitorremediación, datos del segundo muestreo. ______________________ 3-66

Tabla 3.19. Lista de insectos presentes en el Morro de basuras de Moravia ____________ 3-77

Tabla 3.20. Lista de arañas capturadas en el Morro de Basuras de Moravia ___________ 3-81

Tabla 3.21. Lista de las especies de aves avistadas en el Morro de Basuras de Moravia __ 3-83

Tabla 3.22. Contenidos (ppm en MS) de metales pesados en especimenes de Apodemus

sylvaticuse en dos sitios de captura, Sánchez-Chardi et al (2007). _________ 3-86


flavicollis en diferentes sitios de captura, Poprawa et al, (2003). ___________ 3-87

Tabla 3.24. Contenido de metales pesados (ppm, en MS) en tejido animal, procedente de

muestras capturadas en el Morro de Basuras de Moravia. ________________ 3-93

Tabla 3.25. Contenido de fenoles, cianuros y sulfuros ppm pesados en tejido animal,

procedente de muestras capturadas en el Morro de Basuras de Moravia ____ 3-94


DE MORAVIA: FASE I


3-7

3. FLORA, FITORREMEDIACION Y FAUNA

3.1 INTRODUCCIÓN

El presente reporte final compila el estado del arte, las metodologías propuestas y aquellas

aplicadas y los resultados obtenidos en la ejecución del proyecto ―Estudio para la recuperación

integral del Morro de basuras de Moravia‖, en lo que respecta al grupo de Fauna, Flora y

Fitorremediación.

Las actividades de Flora y Fitorremediación tuvieron como objetivo principal contribuir al

conocimiento de las características de la vegetación presente en el área del Morro, en particular del

estrato herbáceo, proceso que permite integrar criterios para seleccionar adecuadamente la futura

cobertura vegetal del Morro. Las actividades realizadas incluyeron el inventario y clasificación

taxonómica de la mayoría de especies vegetales del Morro, la determinación del porcentaje de

cobertura y producción de materia seca de las especies más abundantes, así como la evaluación,

en parcelas in situ, del potencial fitorremediador de cuatro especies. Este grupo incluyó dos

actividades adicionales a las inicialmente contratadas con la entidad financiadora e interventora: El

establecimiento de un lote en el que se sembraron algunas especies arbustivas, y un ensayo al

nivel de vivero, con el fin de evaluar el potencial fitorremediador de tres especies bajo condiciones

semicontroladas.

Las actividades relacionadas con el área de Fauna incluyeron el muestreo, captura, identificación y

descripción de varios grupos representativos del grupo, entre los que se encuentran los artrópodos,

pequeños mamíferos voladores y aves. De manera simultánea a la identificación, algunos

especimenes del grupo de artrópodos y pequeños mamíferos voladores, fueron enviados al

laboratorio GDCON de la Universidad de Antioquia en la sede de investigaciones universitarias

SIU, para la determinación de contaminantes, en su gran mayoría metales pesados.

El presente estudio incluye también las conclusiones y recomendaciones para el diseño, ejecución

y monitoreo de obras de fitorremediación que contribuyan durante la fase de recuperación

ambiental del Morro de basuras.

A continuación se presentan las actividades en las áreas de flora, fitorremediación y fauna.


DE MORAVIA: FASE I


3-8

3.2 FLORA

3.2.1 Antecedentes

Inventarios. Los inventarios de flora son generalmente enmarcados en complejos proyectos de

bioprospección y buscan la recopilación y sistematización de datos que permitan obtener un censo

y caracterización de la composición y variedad de las especies vegetales en un lugar determinado.

Como bioprospección, se entiende el proceso de conocer la composición, estructura, interacciones

y funcionamiento de la biodiversidad en un ecosistema. Dichos estudios se convierten en un

requisito importante para la misma conservación y uso sostenible de los recursos naturales y

ecosistemas. La realización de inventarios facilita el planteamiento de soluciones a los diversos

problemas que afrontan los ecosistemas (Haila y Margules, 1996).

Identificación taxonómica y colección en herbario. Con el fin de documentar de la manera más

acertada las especies vegetales de una región determinada, es indispensable incluir dentro de la

clasificación taxonómica de las especies, la participación de una autoridad competente. Dicha

identificación comprende los pasos de muestreo y codificación, envío al herbario, clasificación

taxonómica y expedición de número de referencia en el herbario seleccionado (Inbio, 2002).

Finalmente, cada espécimen clasificado taxonómicamente se conserva con código de referencia en

el Herbario seleccionado, dentro de una colección específica para el inventario en curso.

Producción de materia seca y cobertura de especies vegetales. La producción de materia seca y

cobertura de las especies vegetales presentes en una zona, son indicativas de la capacidad

productiva de los suelos, y para los propósitos específicos de este estudio, provee información

acerca del potencial fitorremediador de las especies en el Morro de Moravia.

Se entiende por biomasa la cantidad de materia orgánica viva acumulada por unidad de superficie

en un momento determinado. Se expresa como peso de materia seca por unidad de área (kg/m2,

ton/ha), o también como la materia seca en un ecosistema. Cuando se estudia la biomasa vegetal

de un bosque, se puede considerar tanto la masa viva (aérea y subterránea) como muerta (árboles

muertos en pie o caídos y la capa de hojarasca (Blandón, 2002). Para la estimación de la

producción de biomasa se utiliza una aplicación del principio del doble muestreo de Haydock y

Shaw (1975) que ha sido ampliamente utilizado para tal propósito en la determinación de la

productividad de las praderas. Para tal fin, se identifican zonas dentro del área total de las cuales

se obtienen muestras de la parte aérea de las plantas, mediante el uso de un marco de 0.25 m2. La

muestra así obtenida, se pesa y envía al laboratorio para la determinación del contenido de materia

seca. La muestra de biomasa se introduce en un horno a una temperatura de 60 a 70 °C hasta que

la biomasa registre un peso constante. La diferencia entre el peso inicial y final es el contenido de

humedad. El peso seco total de cada muestra se promedia y se utiliza para estimar la biomasa

seca total en cada lote.


DE MORAVIA: FASE I


3-9

Para la determinación de la cobertura se han reportado varias metodologías para su muestreo y

cálculo. Dentro de las más utilizadas, se citan las metodologías descritas por Matteucci (1982) y

Martínez (2000).

Los resultados de cobertura permiten diferenciar los niveles de dominancia de una especie en un

área determinada. La Tabla 3.1 da una idea de las diferentes categorías para ubicar la dominancia

relativa de la vegetación estudiada.

Tabla 3.1. Abundancias relativas de especies vegetales.

Categoría

Abundancia relativa Descripción

1 Presente un único pie o ejemplar

2 Cobertura muy baja (5%)

3 Presente con baja cobertura (<25%)

4 Amplia cobertura pero no mayoritaria (<50%)

5 Una de las especies dominantes de la comunidad (>50%)

3.2.2 Metodología

3.2.2.1 Muestreo de especies vegetales en el Morro de Basuras.

Para realizar el inventario de las especies colonizadoras en el Morro, se recorrieron en su totalidad

los lotes que presentaban alguna cobertura vegetal. Posteriormente, los lotes se describieron con

el propósito de ordenar y codificar la toma de muestras para la clasificación taxonómica. En cada

lote se llevó a cabo una breve descripción en términos de dimensiones, localización de casas (por

localización visual, pues no poseían nomenclatura clara), tipo de suelo y pendiente entre otras. El

inventario intentó cubrir el 100% del área cubierta por especies vegetales herbáceas, reconociendo

que gran parte de la colonización del Morro es el resultado de la acción antropogénica, situación

que condicionó la metodología para la recolección, cuantificación de la cobertura y cálculo de

producción de materia seca.

3.2.2.2 Recolección de especimenes y envío al Herbario.

Las muestras de especies vegetales se codificaron de acuerdo al número del lote y al consecutivo

de especie vegetal colectada. Los especimenes se colectaron utilizando un método de recolección

manual. Una vez colectadas las muestras se prensaron inmediatamente, para lo que se colocaron


DE MORAVIA: FASE I


3-10

en cartones, dentro de una hoja de periódico (29 x 37.5 cm), teniendo en cuenta que los individuos

estuvieran completos, con órganos relevantes visibles y que permitieran la observación de la

disposición, tipo y características del haz y envés de las hojas o folíolos (nervadura, pubescencia,

etc.), y visualizando las flores y/o frutos, de acuerdo a la metodología del INBIO. De cada

espécimen se realizó un registro fotográfico, y en la libreta de campo se anotaron las siguientes

características: Hábito de crecimiento y altura, descripción de la flor o inflorescencia, descripción de

las hojas y fruto entre otras características importantes. Se codificaron con el nombre de la persona

que recolectó y se enviaron al Herbario del Jardín Botánico Joaquín Antonio Uribe de la ciudad de

Medellín. Junto con las muestras, se enviaron también las notas que contenían la información

específica de cada planta (Figura 3.1). Una vez en el Herbario, las muestras se entregaron al

Biólogo Álvaro Cogollo, Director Científico del Jardín Botánico, quien fue el Coordinador de las

actividades de identificación taxonómica y asignación de código de referencia para cada una de las

especies. En breve, para el proceso de clasificación el material incluye el proceso de secado y

clasificación general por familia, y finalmente una clasificación mas detallada, hasta especie.

Código

4P10005

Fecha Recolección Marzo 26/08

Hábito de crecimiento Herbácea, enredadera

Floración Flores solitarias, en forma de

campana, de color morado claro

Descripción hojas Alternas, acorazonadas de borde liso

Observaciones Hojas maduras adquieren coloración

morada.

Figura 3.1. Ejemplo de la ficha de campo enviada con cada espécimen obtenido al HERBARIO

JOAQUÍN ANTONIO URIBE

3.2.2.3 Estimación de la cobertura de especies Vegetales.

Para dicha estimación se realizó una modificación de la metodología de los cuadrados de acuerdo

a Matteucci, 1982 y Martínez, 2000. La metodología de los cuadrados consiste en la elección del

tamaño del cuadrado (unidad de muestreo) y del número de cuadrados en área del terreno a

estudiar.

La estimación de la cobertura o superficie de proyección sobre el suelo de cada especie se realizó

mediante una subdivisión del cuadrado de muestreo (lote del Morro de basuras) en cuadrados más

pequeños que favoreció la objetividad del trabajo.

En cada uno de los lotes a ser muestreados, se realizó una estimación del área en m2, mediante el

uso de la cinta métrica, se cuadriculó visualmente el área y se estimó el porcentaje de cobertura de


DE MORAVIA: FASE I


3-11

las especies más abundantes. Posteriormente se calculó el área (en m2) cubierta por las especies

más abundantes en cada uno de los lotes y en el Morro en general. Cabe anotar que el área

cubierta en m2 representa una aproximación numérica, que puede estar muy cercana al área

exacta, pero que por el procedimiento de medición de los lotes no fue del todo precisa.

3.2.2.4 Estimación de la producción de biomasa de las especies más abundantes en el

Morro

En algunos de los lotes, se llevó a cabo una recolección de material vegetal aéreo, de las especies

con mayor cobertura (se incluyeron las especies que estaban en un porcentaje de cobertura mayor

al 3%) para calcular la producción de biomasa por m2. Para la toma de la muestra se utilizó una

medida de área (un cuadrado de madera de 0,25 m2). Una vez determinada la muestra a colectar,

se procedió a colocar el cuadrado sobre la superficie del suelo, realizando cortes del material

vegetal limitado por el cuadrado, de forma manual con la ayuda de tijeras de podar. El material

cosechado se colectó y codificó en bolsas de papel con capacidad para 2 Kg, y se transportó

inmediatamente el laboratorio de Nutrición Animal de la Universidad Nacional, Sede Medellín, para

el procedimiento de secado. El material a secar se dispuso en bandejas de plástico y/o papel

periódico; el proceso de secado se llevó a cabo en un horno con circulación interna de aire, a una

temperatura de 60ºC, por un período de tiempo de tres días, para asegurar reducción máxima de la

humedad (Figura 3.2). El material vegetal se sometió a proceso de secado y posteriormente se

pesó, registrando todos los pesos de las muestras recolectadas. Cada muestra se tomó por

triplicado y se calculó la media aritmética. Los datos se reportaron como g/m2. No se trabajó con la

biomasa radicular debido a que este es un procedimiento muy costoso y dispendioso que requiere

tiempo, mano de obra y equipos superiores a los disponibles (Blandón, 2002).

Figura 3.2. Proceso de secado de material vegetal para determinación de biomasa


DE MORAVIA: FASE I


3-12

Durante la fase de inventario de flora, se llevó a cabo un muestreo de suelo y especies vegetales

presentes en el Morro de Basuras, con el propósito de determinar la presencia de metales pesados

y otros contaminantes. Dicha metodología y resultados se citan en el numeral 3.3

3.2.3 Resultados

3.2.3.1 Identificación taxonómica.

La Tabla 3.2 reporta los nombres científicos y muestra el registro fotográfico de las especies

herbáceas y arbustivas presentes en el Morro de basuras al momento de realizar los muestreos.

En total, se identificaron 64 especies vegetales correspondientes a más de veinte familias

botánicas. Entre las familias más numerosas se cuenta a la Asteraceae, la Convolvulaceae, la

Cyperaceae y la Poaceae. Es importante notar que dentro de las leguminosas solo se encontraron

tres especies, dos de la familia Mimosaceae y una de la Fabaceae.

En su gran mayoría, las especies identificadas en el Morro de Moravia pertenecen al estrato

herbáceo, con muy pocas excepciones representadas en las especies Spathodea campanulata P.

Beruv., Ambrosia cumanensis Kunth, Ricinus communis L. y Leucaena leucocephala (Lam.) De

Wit.

Otra observación que debe considerarse es la presencia de gramíneas muy exigentes en fertilidad

de suelo, como Urochloa maxima (Pasto Guinea) y Cynodon dactylon (L.) Pers., especies que

además se encontraron entre las de mayor cobertura y producción de biomasa entre las

identificadas en el Morro de Moravia.


DE MORAVIA: FASE I


3-13

Tabla 3.2. Nombre científico, familia y registro fotográfico de las especies presentes en el Morro de basuras de Moravia.

Tabla 3.3.

AMARANTHACEAE BIGNONIACEAE

Alternanthera albotomentosa Suess

Amaranthus spinosus L.

Spathodea campanulata P. Beruv

ASTERACEAE

Ambrosia cumanensis Kunth

Emilia coccínea (Sims) Sweet

Erechtites hieracifolia (L.) Raf

Gallinsoga ciliata (Raf.) Blake

Tagetes patula L

Conyza bonariensis (L.) Cong

Ageratum conyzoides L

Bidens pilosa L

Acmella oppositifolia (Lam.) Jansen

BRASSICACEAE CAESALPINIACEAE

Brassica campestris L.

Lepidium virginicum L

Senna occidentalis

CARICACEAE CHENOPODIACEAE CARYOPHYLLACEAE

Carica papaya L.

Chenopodium ambrosioides L.

Drymaria cordata (L.) Willd.


DE MORAVIA: FASE I


3-14

COMMELINACEAE FABACEAE

Setereaceae purpurea

Commelina diffusa Burm. F

Crotalaria pallida Ait.

CONVOLVULACEAE

Ipomoea clavata (G. Don) Van

Oostroom

Ipomoea tiliacea (Willd.) Chass.

Ipomoea nil (L.) Roth.

CONVOLVULACEAE

Ipomoea purpurea (L.) Roth

CYPERACEAE

Cyperus ferax

Cyperus odoratus L.

Mariscus flabelliformis

CYPERACEAE CUCURBITACEA

Fuirena cf. umbellata Rottb.

Elateriopsis Oerstedii (Cogn.) Pitt.

Cucurbita maxima

EUPHORBIACEAE

Euphorbia heterophylla L.

Ricinus communis L.

Phyllanthus cf. niruri L.


DE MORAVIA: FASE I


3-15

GERANIACEAE LAMIACEAE

Pelargonium cf. zonale (hibrido)

Leonotis nepetifolia (L.) R. ET Br

Stachys micheliana Briquet

LAURACEAE MALPIGHIACEAE NYCTAGINACEAE

Persea caerulea (Ruiz & Pavón) Mez

Bunchosia armeniaca (Cav.)DC.

Mirrabilis jalapa

MALVACEAE

Malvaviscus arboreus Cav.

Hibiscus sabdariffa

Malachra cf. alceifolia Jacq.

MALVACEAE MIMOSACEAE

Sida rhombifolia L.

Leucaena leucocephala (Lam.) De Wit.

Mimosa púdica L.

POACEAE

Cynodon dactylon (L.) Pers.

Eleusine indica (L.) Gaertn.

Sorghum halapense (L.) Pers.

Paspalum plenum Chase.

Pennisetum purpureum Schumach

Urochloa maxima (Jacq.) R. Webster

(sinónimo: Panicum máximum Jacq)


DE MORAVIA: FASE I


3-16

PHYTOLACCACEAE PLANTAGINACEAE

Petiveria alliacea L.

Phytolacca icosandra L.

Plantago major L

POLYGONACEAE PORTULACACEAE

Polygonum punctatum Ell.

Polygonum segetum Kunth

Portulaca oleracea L.

SOLANACEAE

Brugmansia arbórea (L.) Lagerh.

Nicotiana tabacum L.

Pyysalis peruviana L.

SOLANACEAE VERBENACEAE

Solanum americanum L.

Nicotiana glauca Graham

Verbena litoralis Kunth.


DE MORAVIA: FASE I


3-17

3.2.3.2 Cobertura de especies vegetales y producción de materia seca.

La Tabla 3.3 describe la cobertura calculada para las especies identificadas en el Morro de

basuras. Como se observa las especies más abundantes son el pasto guinea (Urochloa maxima) y

el cadillo (Bidens pilosa); de acuerdo a la clasificación por abundancia, estarían catalogadas como

especies presentes de baja cobertura, ya que ninguna de ellas alcanza una cobertura mayor del

50%. Asimismo, los valores de producción de biomasa (Tabla 3.4), fueron mayores para las

especies Urochola maxima y Pelargonyum cf. Zonale, con producciones de materia seca de 7 y 1

Kg/m2 respectivamente. En los Anexos, se encuentran las generalidades (clasificación taxonómica

y condiciones básicas de cultivo) de las especies de vegetales de mayor cobertura en el Morro)

Tabla 3.4. Cobertura de las especies vegetales presentes en el Morro durante los

meses de inventario

Especie Nombre vulgar Área cubierta (m2) Porcentaje cobertura

Urochloa maxima Pasto guinea 703,39 24,74

Bidens pilosa Cadillo 664,64 23,38

Cucurbita sp. Zapallo 258,00 9,08

Alternathera albotomentosa ND 139,77 4,92

Ipomoea tiliacea batatillas 124,36 4,37

Amarathus spinosus Bledo 110,38 3,88

Nicotiana tabacum Tabaco 92,46 3,25

Commelina diffusa azulina 90,95 3,20

Eleusine inidca Grama de

horqueta

70,20 2,47

Nicotiana glauca Tabaquillo 67,42 2,37

Cynodon dactylon ND 62,13 2,19

Gallinsoga ciliata Yuyo quemao 54,53 1,92


DE MORAVIA: FASE I


3-18


Ipomoea nil Batatilla 51,67 1,82

Leucaena leucocephala Leucaena 37,18 1,31

Emilia coccinea Borraja 33,28 1,17

Sida rhombifolia Escoba negra 28,33 1,00

Cyperus ferax Cortadera 27,00 0,95

Ricinus communis Higuerilla 20,85 0,73

Lepidium virginicum Lentejilla de campo 17,27 0,61

Pysalis peruviana uchuva 16,51 0,58

Ageratum conyzoides ND 15,30 0,54

Chenopodium ambrosoides Paico 14,04 0,49

Carica papaya Papaya 13,00 0,46

Ipomoea clavata Batatilla 10,39 0,37

Verbena spp Verbena 9,77 0,34

Crotalaria pallida Cascabelillo 8,62 0,30

Polygonum segetum Barbasco 6,75 0,24

Portulaca oleracea Verdolaga 3,52 0,12

Senna occidentalis Hediondillo 2,63 0,09

Conyza bonariensis ND 1,80 0,06

Mimosa pudica Dormidera 0,88 0,03


DE MORAVIA: FASE I


3-19


Plantago mayor Llantén 0,20 0,01

Tabla 3.5. Producción de materia seca (g/m2) de las especies vegetales de mayor presencia

en el Morro de Moravia durante los meses de inventario

Especie Promedio

Urochloa maxima 7395,96

Pelargonyum 1107,68

Leucaena leucocephala 470,40

Sida rhombifolia 442,30

Cynodon dactylon 341,86

Nicotiana tabacum 316,96

Nicotiana glauca 309,68

Alternathera albotomentosa 305,24

Amarathus spinosus 264,66

Bidens pilosa 251,97

Lepidium virginicum 238,76

Cucurbita maxima 231,49

Ipomoea tiliacea 225,56

Chenopodium abrosioides 195,69

Ipomoea nil 185,86


DE MORAVIA: FASE I


3-20

Especie Promedio

Ageratum conyzoides 104,80

Commelina diffusa 80,96

Emilia coccinea 68,71

3.3 DETERMINACIÓN DE CONTAMINANTES EN MUESTRAS DE

SUELO Y VEGETALES

3.3.1 Antecedentes

Los principales contaminantes ambientales pueden clasificarse en dos grandes grupos: los metales

pesados y otros contaminantes.

3.3.1.1 Metales pesados

Los metales pesados están caracterizados por tener una densidad mayor a 5 g/mL y se clasifican

entre esenciales y no esenciales. Entre los esenciales se encuentran: cobalto: (Co), cobre (Cu),

cinc (Zn), hierro (Fe), manganeso (Mn), magnesio (Mg), molibdeno (Mo) y el níquel (Ni). Se les

denomina esenciales ya que las plantas requieren de algunos de estos elementos químicos, para

realizar funciones metabólicas como cofactores en la activación enzimático-específica o como

estabilizadores en moléculas orgánicas. Los metales pesados no esenciales son el mercurio (Hg),

cadmio (Cd), níquel (Ni), cromo (Cr), arsénico (As) y plomo (Pb), y reciban esa denominación ya

que las plantas no requieren de éstos y son tóxicos en concentraciones que superen los límites

permitidos. Algunas de los niveles máximos de concentraciones en enmiendas según la Norma

Técnica Colombiana (NTC, Norma Técnica Colombiana, 2003. 5167) son: As (11 ppm), Cd (39

ppm), Hg (17 ppm), Ni (420 ppm) y Pb (300 ppm).

En los sistemas biológicos existen metales en forma de cationes; estos cationes se encuentran

ligados a un gran número de especies (e.g., proteínas, aminoácidos entre otros) para formar

complejos metálicos (Arroyave, 2007).


DE MORAVIA: FASE I


3-21

3.3.1.2 Disponibilidad de los metales pesados en el suelo

La capacidad de captación de los metales pesados por las plantas depende principalmente de las

características intrínsecas de la planta y de la proporción de metal que se halle en forma

disponible. Para la mayoría de los metales pesados, el pH, el potencial oxido-reducción, la materia

orgánica, la capacidad de intercambio catiónico y la textura del sustrato son los factores

dominantes que determinan su movilidad y biodisponibilidad.

Los metales pesados incorporados al suelo pueden seguir cuatro diferentes vías:

Retenidos en el suelo, ya sea disueltos en la solución del suelo o bien fijados por procesos

de adsorción, complejación y precipitación.

Absorbidos por las plantas

Volatilización

Movilización a las aguas superficiales o subterráneas (Sánchez, 2003)

3.3.1.3 Cuantificación de metales pesados mediante espectrofotometría de absorción

atómica

Esta técnica, a menudo conocida por las iniciales AA, es un método que utiliza comúnmente un

nebulizador pre-quemador (o cámara de nebulización) para crear una niebla de la muestra y un

quemador con forma de ranura que da una llama con una longitud de trayecto más larga. La

temperatura de la llama es lo bastante baja para que la llama de por sí no excite los átomos de la

muestra de su estado fundamental. Los métodos analíticos que se basan en la absorción atómica

son considerablemente estrechos (de 0,002 a 0,005 nm) y las energías retransición electrónica son

únicas para cada elemento. Esta técnica requiere de una lámpara distinta para cada elemento que

se analiza. La espectrofotometría de absorción atómica proporciona análisis cuantitativos de

metales en agua, sedimentos, suelos o rocas. (Las muestras se analizan en forma de solución, las

muestras sólidas se deben lixiviar o disolver antes del análisis). La espectrometría de absorción

atómica por vapor frío, se utiliza para el análisis de Hg debido a que a temperatura ambiente el

mercurio puede formar vapor atómico (Arroyave, 2007).

3.3.1.4 Límites permitidos de acuerdo a la literatura y normatividad de algunos países

A pesar que algunas normatividades han coincidido, en la gran mayoría de los países aún se

encuentran en discusión los límites de metales pesados y otros contaminantes, destacando que en

la Unión Europea dichos niveles son más bajos comparados con otros países. A continuación

(Tabla 3.6.) se presenta una compilación de datos obtenidos en la literatura, acerca de dichos

niveles permitidos.


DE MORAVIA: FASE I


3-22

3.3.1.5 Otros contaminantes.

Dentro del grupo de este tipo de contaminantes se encuentran: PAHS (por sus siglas en inglés:

Polycyclic aromatic hydrocarbon), sulfuros, cianuros y bencenos entre otros. Los PAHS son

contaminantes orgánicos comunes, compuestos de anillos aromáticos de un solo tipo de átomo, se

consideran tóxicos, porque algunos de ellos son altamente carcinogénicos, como el benzopireno,

presente en el humo del tabaco; son representantes de este grupo el benzoantraceno y el indeno.

Los cianuros son moléculas compuestas de aniones de cianuro y otros elementos como hidrógeno,

cloro o sodio. Se considera letal cuando inhibe el complejo citocromo oxidasa, y por tanto se

bloquea la cadena transportadora de electrones. Los sulfuros son la combinación del azufre con

número de oxidación -2 y un elemento químico o con un radical. El sulfuro, representado (S2-)

recibe el nombre del elemento acompañante. El sulfuro de hidrógeno es un gas altamente tóxico.

Los bencenos (derivados de hidrocarburos poliinsaturados) son compuestos de fórmula molecular

general C6H6 y forma de anillo. Su toxicidad está relacionada con la inhalación o ingestión de

niveles muy altos de benceno muy altos, en donde se puede causar la muerte, mientras que

niveles bajos pueden causar somnolencia, mareo, alucinaciones, aceleración del latido del corazón

o taquicardia, por tanto el benceno y sus derivados, han sido reconocidos como carcinógenos en

humanos y otros mamíferos lactantes, (Arroyave, 2007).

Tabla 3.6. Niveles de contaminantes permitidos en diferentes países y legislaciones

Contaminante Fuente Límite permitido Referencia bibliográfica

Mercurio Alimento para ganado <20 ppm Veterinary record. 1985.116:443-444

Plomo Aceites vegetales Pescados Agua Tejido Vegetal Pastos

0.1 ppm 5.0 ppm 50 µg/L 30-300 ppm 119 ppm

Journal of Hazardous Materials 147 (2007) 947–953

Vegetales en general 0.3 ppm Veterinary and Human Toxiclogy 30:458-459 WHO/FAO Codex alimentarious commission, 2001

Cromo Suelos

50 ppm

Ecotoxicology and Environmental Safety 69 (2008) 513– 524

Vegetales en general 2.4 ppm WHO/FAO Codex alimentarious comission , 2001


DE MORAVIA: FASE I


3-23

Contaminante Fuente Límite permitido Referencia bibliográfica

Cadmio Pastos, Máximo valor de Cadmio en pastos Valor de toxicidad en dieta de rumiantes

<2.4ppm 10.5 ppm 40 ppm

Journal of soil Siente, 1987. 38:421-431

Vegetales en general 0.06-18 ppm Environment International 2005. 31: 739– 753

Níquel Contenido de metales pesados en pasto

1-100 ppm Kabata-Pendias 1992

Contenido en suelos

60 ppm Ecotoxicology and Environmental Safety 69 (2008) 513–524

Vegetales en general 9.4 ppm WHO/FAO Codex alimentarious commission, 2001

3.3.2 Metodología

3.3.2.1 Tratamiento de la muestra

Secado: De las especies seleccionadas entre aquellas presentes en el Morro (por cobertura y/o

potencial fitorremdiador), y muestras de los horizontes A (0-20 cm), B (20-40 cm) de los suelos

para la siembra de especies seleccionadas y de lotes seleccionados al azar, se tomaron muestras

que se transportaron en bolsas de papel para el procesamiento de secado al ambiente. Como

muestra la Figura 3.3, el material fresco se depositó en bandejas de plástico y/o papel periódico y

se permitió el secado al ambiente por espacio de una semana. Terminado este periodo, las

muestras se empacaron (Figura 3.4) en bolsas ziplock o de papel y se enviaron al laboratorio

GDCON para el análisis de contaminantes. El procedimiento de secado al ambiente permitió la no

volatilización de mercurio, proceso que permitió la correcta determinación del contenido de este

metal en las muestras. Dentro de las muestras de suelo seleccionadas, se incluyó una muestra

externa al Morro de Basuras, tomada en el separador de la avenida Paralela (sentido sur-norte). De

allí también se tomó una muestra de Leucaena leucocephala. Estas muestras perimitieron la

comparación de contenido en muestras del sitio directo de contaminación y aquellas con con

menor influencia.

A continuación se describen las principales características de los lotes en donde se recolectaron

muestras de suelo. Lote 1: Este lote se caracterizó por una baja pendiente, sustrato nativo del

Morro y una gran exposición a lixiviados, ya que se hallaba cercano a un corte perpendicular

constituido por basuras expuestas al agua lluvia. Lote 2 arcilla: Este lote se caracterizó por una

pendiente media. En el lote se había depositado una capa de arcilla procedente de un área lejana


DE MORAVIA: FASE I


3-24

al Morro de basuras. La capa de arcilla tenía aproximadamente 20 cms de profundidad. Este lote

no contaba con una alta exposición a lixiviados. Lote 2 nativo: Contiguo y de condiciones similares

al lote 2, excepto en el sustrato. Este lote contenía sustrato nativo. Lote 3: Lote media-alta

pendiente, en la cima del Morro. Baja exposición a lixiviados y consituido de material nativo. En el

horizonte superficial del lote se observaba gran cantidad de basura en estados inciales de

descomposición. Banquitas: Lote de pendiente media, co alta exposición a lixiviados, ya que

recibía efluentes del estrato superior. El lote externo, descrito anterioremente, estaba caracterizado

por un sustrato ajeno al Morro de Basuras, y contaba con pendiente 0. El lote de la casa 618 y de

la casa de la Sra. Mary, contaba con características similares al lote 2 nativo. El perfil de basuras,

como su nombre lo indica es un corte dentro del Morro, que expone las diferentes capas de basura

que fueron depositandose en la formación del Morro, contaba con una alta exposición a aguas

lluvias.

Figura 3.3. Proceso de secado al ambiente de las muestras vegetales y de suelo para determinación de contaminantes

Figura 3.4. Empacado de muestras para envío al laboratorio de contaminación ambiental GDCON.


DE MORAVIA: FASE I


3-25

Una vez en el laboratorio GDCON, las muestras de vegetales y de suelo se codificaron y

mantuvieron a temperatura ambiente, hasta el inicio del proceso de determinación de los diferentes

contaminantes, siguiendo metodologías estándar, que se describen a continuación:

3.3.2.2 Determinación de mercurio (Hg)

El material seco al ambiente, se trituró manualmente y se pasó por un tamiz de 2mm, con el fin de

homogeneizar el tamaño de partícula. Se continuó con una digestión ácida, mezclando 0.5g de

muestra, 5ml de H2SO4, 5ml de KMnO4 y 15ml de H2O. La digestión del material se llevó a cabo en

baño maría a 60ºC. Después de digerido y a temperatura ambiente, el material se mezcló con

suficiente NH2OH, con el fin de decolorar la mezcla; la mezcla se filtró y al filtrado se le agregan 5

ml de ZnCl2. La solución resultante, es la que se utiliza para medir el contenido de Hg por medio de

espectrometría de absorción atómica.

3.3.2.3 Determinación de plomo (Pb), cromo (Cr), cadmio (Cd) y Níquel (Ni)

Para la determinación de estos metales pesados, el material se secó en la mufla a 100ºC por

espacio de 12 horas. Enseguida, se pasó por el tamiz de 2mm. 1g de material tamizado, se llevó

de nuevo a la mufla, con el propósito de obtener las cenizas de material (400ºC por 20 minutos). La

digestión ácida, se llevó a cabo mezclando 5ml de HNO3 y 5 ml de HClO4, a temperatura de

ebullición. La mezcla resultante se evaporó con el propósito de reducir el volumen y concentrar la

muestra. La mezcla se filtra y se lleva a un volumen final de 25 ml. La solución resultante, es la que

se utiliza para medir el contenido de estos metales pesados por medio de espectrometría de

absorción atómica.

Una vez las soluciones estuvieron listas para la lectura de AA, se llevaron al laboratorio de Análisis

Instrumental de la SIU, para la calibración y lectura de absorción, utilizando un espectrómetro GBC

932. Con el fin de corroborar la exactitud de los datos obtenidos, cada 6 muestras se inyectó un

estándar de concentración conocida. En la Figura 3.5 se muestra el momento de lectura en el

espectrómetro de una tanda de muestras del presente proyecto.

Figura 3.5. Determinación del contenido de metales por medio de espectrometría de absorción atómica


DE MORAVIA: FASE I


3-26

3.3.3 Resultados

Contenido de metales pesados en suelo y muestras vegetales provenientes del Morro de basuras

de Moravia.

Las Tablas 3.6 y 3.7 muestran los resultados obtenidos en la determinación de metales pesados en

las muestras recolectadas en el Morro de Basuras.

3.3.3.1 Resultados en suelos

En total se analizaron 14 muestras de suelo, provenientes de 10 lotes en el Cerro. En 3 de estos

lotes, se tomaron dos muestras correspondientes a dos profundidades: 0-20 y 20-30cm de

profundidad.

Tabla 3.7. Contenido (ppm) de metales pesados en suelos muestreados del Morro de

Basuras de Moravia

Lote Muestreado Profundidad Hg Plomo Cromo Cadmio Níquel

1 0-20 2,09 3391,00 154,50 7,30 87,30

1 20-40 18,32 3062,00 40,80 6,44 121,70

2 arcilla 0-20 121,30 16,60 476,70 0,20 1679,00

2 arcilla 20-40 <LD 2,86 316,70 <LD 1689,00

2 nativo 0-20 1,70 4850,00 98,20 7,96 124,50

2 nativo 20-40 5,27 9624,00 162,60 8,37 116,70

3 0-20 13,43 3794,00 323,60 4,65 153,20

3 20-40 <LD 2471,00 154,60 8,28 134,80

Cima 0-20 NA 38,71 82,62 <LD 120,52


DE MORAVIA: FASE I


3-27

Lote Muestreado Profundidad Hg Plomo Cromo Cadmio Níquel

Banquitas 0-20 NA 454,27 153,97 6,60 70,61

Externo 0-20 0,58 41,90 62,20 <LD 5,12

Casa 618 0-20 NA 1329,73 142,76 13,14 78,37

Perfil basuras 0-20 3,58 3079,00 17,90 6,63 86,40

Casa Sra. Mary 0-20 NA 597,71 60,79 4,85 45,84

<LD: el contenido de este metal en la muestra está por debajo del límite de detección del método

utilizado

Los resultados obtenidos de los análisis de suelo mostraron que todos los metales analizados se

encontraron en concentraciones más altas que los valores de máximos permitidos en la normativa

Colombiana y en algunos casos con el lote externo o de referencia. Esas altas concentraciones de

metales son producto de la disposición de diversos residuos durante más de una década.

En el lote externo, el contenido de mercurio, plomo y cromo estuvo dentro de los rangos normales.

Es importante observar que la concentración mas alta de mercurio (121.3 ppm) se encontró en el

horizonte superficial del lote de arcilla introducida y que el contenido de mercurio en los sustratos

nativos del morro fue mas bajo, yendo desde 0.58 a 18.32 ppm. Una situación similar se observó

con el contenido de níquel, del cual los valores mas elevados (alrededor de 1600 ppm en cada uno

de los horizontes) se presentaron en este mismo lote de arcilla, mientras que en muestras de suelo

nativo esos valores fueron mas bajos (45 a 153 ppm) y fueron solo 5.12 ppm en el lote de externo.

Por la naturaleza heterogénea del morro, las concentraciones de plomo, cromo y níquel variaron

dentro de un rango muy amplio de valores. Los valores de cadmio se presentaron en un rango más

estrecho, por lo que el valor de fue bajo. Sin embargo, de acuerdo a WHO (2007), una

concentración de 0.5 ppm de cadmio refleja contaminación antropogénica, por lo que no puede

subvalorarse la contaminación por este metal.

De acuerdo al contenido observado en los análisis, la abundancia relativa de los metales pesados

en el morro de Moravia se estableció en el siguiente orden Pb> Ni> Cr> Hg > Cd. Los resultados

anteriores ponen de manifiesto un grado de contaminación muy alta en los suelos del morro de

basuras, razón por la cual se recomienda iniciar procesos de control de contaminación a la mayor

brevedad posible.


DE MORAVIA: FASE I


3-28

Tabla 3.8. Contenido de metales pesados (ppm) en muestras vegetales provenientes de lotes

del Morro de Basuras de Moravia

Especie Lote Hg Pb Cr Cd Ni

Alternathera albotomentosa

2 0,4218 3,2 86,3 <LD <LD

Banquitas 0,8094 1,03 68,4 <LD <LD

Cima 0,2432 2,8 68,4 <LD <LD

Bidens pilosa (cadillo)

2 arcilla 0,5798 5,3 263,7 <LD <LD

Banquitas 0,3587 9,9 84 <LD <LD

Cima 1,0208 3,2 139,1 <LD <LD

Carica papaya (Papaya) 2 0,44 <LD 56,3 <LD <LD

Commelina difusa (azulina) Banquitas 0,32 0,3 72,8 <LD <LD

Cucurbita maxima

(ahuyama, zapallo)

2 0,74 <LD 75,5 <LD <LD

Cima 0,20 3,05 <LD <LD <LD

Emilia coccinea (Borraja)

2 0,43 0,3 100,8 <LD <LD

Banquitas 0,90 8,5 61,3 <LD <LD

Cima 0,98 45,7 93,3 <LD <LD

Ipomoea cf trifida (Batatilla)

2 0,92 10,3 80,2 <LD <LD


Ipomoea nil (Batatilla)

1 0,50 2,13 <LD <LD <LD

2 0,49 7,27 <LD <LD <LD

Casa 618 0,85 43,375 11,98 <LD <LD


DE MORAVIA: FASE I


3-29

Especie Lote Hg Pb Cr Cd Ni

Lepidium virginicum

(lentejilla de campo)

2 0,51 34 80,4 <LD <LD

Banquitas 0,24 123,7 36,3 <LD <LD

Cima 0,89 42,2 29,6 <LD <LD

Leucaena leucocephala


Cima 0,35 37,98 <LD <LD <LD

Externo 0,30 2,50 <LD <LD <LD

Urochloa maxima

(Pasto guinea)

1 0,89 2,6 78,0 <LD <LD

Cima 0,21 7,0 94,4 <LD <LD

Pelargonium (geranio) Casa 618 0,22 47,73 17,7 <LD <LD

Ricinus communis (Higuerilla) perfil basuras NE <LD 12,3 4,58 <LD

Fruto Tomate 2 0.21 4.2 27,0 <LD <LD

Fruto Tomate Cultivo hidropónico 0.13 <LD 26.9 <LD <LD

Cebolla Rama Casa Sra. Mary 0.71 2.6 52.9 <LD <LD

Cebolla Rama Cultivo hidropónico 0.30 8.3 44.1 <LD <LD

<LD: el contenido de este metal en la muestra está por debajo del límite de detección del método utilizado

NE: No examinado

Mercurio

En el caso de mercurio, se analizaron 8 muestras de suelo, provenientes de 6 lotes. Este número

de obedece a que inicialmente se observó que en la mayoría de las muestras analizadas, el

mercurio se presentó en niveles muy bajos, y que solo en las muestras de arcilla introducida al

cerro, se presentó un alto contenido de este metal.


DE MORAVIA: FASE I


3-30

Los niveles de mercurio en las muestras de suelo analizadas se presentaron en un rango de 0.58 a

121.3 ppm. El suelo en el que se presentó el mayor contenido de mercurio, corresponde al lote en

el cual se depositó una arcilla introducida. Es de anotar que el contenido de mercurio se halló en

los primeros 20cm de profundidad, y a que mayor profundidad no se halló mercurio. Estos datos

parecen sugerir baja movilidad de mercurio a través de los horizontes superficiales en este lote,

aunque debe recordarse que la introducción de la arcilla es relativamente reciente.

El contenido de mercurio en los ―suelos nativos‖ solo mostró valores entre 0.58 y 18.32 ppm.

Cuando se compararon los valores de mercurio en los lotes 1 y 3, se observó un mayor contenido

de este metal a los 20-40 cm de profundidad. Sin embargo, en el lote 3 este patrón de acumulación

no se observó.

El menor contenido de mercurio se presentó en el lote externo al Morro, cuyo material parenteral

no es de la misma procedencia que del sustrato encontrado en el Morro. El contenido de mercurio

en ese lote correspondió a un contenido normal de mercurio en suelos agrícolas.

Plomo

Los valores observados en la concentración de plomo en el suelo variaron entre 2.86 y 9624 ppm.

El sustrato en el que se observó el mayor contenido de plomo corresponde al lote 2, constituido por

un sustrato nativo en las dos profundidades analizadas. En 3 de los cuatro lotes en los que se

analizaron las dos profundidades, se observaron contenidos de plomo mayores en la capa

superficial. Este mismo patron no fue observado en las muestras con mayor contenido de plomo

(9624: 20 - 40cm y 4850 ppm: 0-20 cm) provenientes del mismo lote (2 nativo). Los demás valores

obtenidos no pudieron correlacionarse de manera efectiva con las condiciones espaciales de los

lotes, ya fuera por pendiente o por exposición a carga de lixiviados, denotando que los valores

observados para este metal, corresponden a una distribución aleatoria, propia de una disposición al

azar de residuos de diferente procedencia durante la conformación del Morro. El sustrato de arcilla

introducida al cerro no presentó concentraciones altas de plomo (16.6 y 2.86 ppm para los

horizontes de 0-20 y de 20-40 cm respectivamente).

El suelo externo presentó 41.9 ppm de este metal, cantidad que se encuentra en el rango normal

de contenido de plomo para suelos agrícolas. Por su parte, las concentraciones de plomo

observadas en la mayoría de las muestras obtenidas en el Morro fueron muchísimo mas altas que

las consideradas como aceptables para suelos agrícolas.

Cromo

Los valores observados en la determinación de cromo variaron en un rango de 17.9 a 476.7 ppm.

Nuevamente, el sustrato de arcilla introducida mostró valores muy altos (476.7 y 316.7 ppm en

muestras obtenidas a los 0-20 y 20-40 cm de profundidad, respectivamente). Los sustratos nativos

del cerro presentaron valores entre 17.9 y 323 ppm. En 3 de los cuatro lotes donde se analizaron

dos profundidades, se observó que la capa de 20-40 contenía mayores cantidades de cromo que la

capa superficial. Sin embargo, este comportamiento no se observó en el lote 2 (nativo), donde


DE MORAVIA: FASE I


3-31

ocurrió lo contrario. Los demás valores obtenidos presentan una leve asociación entre las

condiciones espaciales (pendiente o exposición a carga de lixiviados). Dicha asociación mostró que

los lugares de mayor pendiente y/o menor exposición a carga de lixiviados presentaron menores

cantidades de cromo.

El contenido de cromo en el suelo externo al cerro de basuras fue de 62.20 ppm, un valor alto, que

está por encima del rango de los valores normales para suelos agrícolas. Por su parte el contenido

de 11 de las 13 muestras de suelo obtenidas en el Morro fue más alta que el valor de 50 ppm

aceptado como limite máximo para suelos agrícolas.

Cadmio

Los valores observados en la determinación de este metal, variaron entre 0.20 y 13.14 ppm. Los

valores mas altos correspondieron a sustratos nativos del cerro de Moravia. Al correlacionar los

contenidos de este metal y la disposición de los lotes o sus exposiciones a lixiviados, no pudo

establecerse ninguna tendencia entre dichas características. El contenido de cadmio en el lote

externo al cerro de Moravia, estuvo por debajo del límite de detección del método utilizado.

Níquel

Los contenidos de níquel variaron en un rango de 5.12 a 1689 ppm. Los niveles mas altos de

níquel se presentaron en el sustrato de arcilla introducida al cerro. Los niveles de níquel en sustrato

nativo del cerro de basuras, variaron entre 45.84 a 153.2 ppm. Al igual que los con los demás

metales, no pudo establecerse una asociación entre los contenidos y las condiciones de los

diferentes lotes. El contenido de níquel en el suelo externo al cerro (5.12 ppm) se encuentra entre

el rango normal de contenido en suelos agrícolas. Por su parte, seis de las 11 muestras de ―suelo

nativo‖ tuvieron concentraciones de níquel mayores a 100 ppm, lo cual es indicador de un posible

riesgo ambiental por la presencia de este metal en Moravia.

3.3.3.2 Resultados en plantas.

En total se analizaron 28 muestras correspondientes a 11 especies herbáceas y 2 arbustivas (esto

es, excluyendo muestras de los vegetales comestibles, tomate y cebolla), colectadas en diferentes

lotes con características de pendiente y exposición a lixiviados diferentes. A excepción de la

especie Ricinus communis o higuerilla, (en la que no se determinó contenido de mercurio), se

analizaron los cinco metales pesados.

Mercurio

El contenido de mercurio varió entre 0.2 y 1.02 ppm. El mayor contenido de mercurio se observó en

la especie Bidens pilosa (cadillo, 1.02 ppm). Contenidos alrededor de 0.9 ppm se presentaron en

las especies Emilia coccinea (borraja), Ipomoea cf trifida (Batatilla) y Urochloa maxima (pasto

guinea). En las especie Cucúrbita maxima (ahuyama), proveniente del lote cima, se observó el

valor mínimo de mercurio.


DE MORAVIA: FASE I


3-32

Al comparar el contenido de este metal en especies que fueron colectadas en diferentes lotes del

cerro de Moravia, se observó una alta variación. Por ejemplo, en la especie donde se observó el

mayor contenido de mercurio, Bidens pilosa, se encontraron 0.36, 0.58 y 1.02 ppm en muestras

obtenidas en los diferentes lotes. Cabe resaltar que el contenido de mercurio en las muestras

vegetales analizadas nunca fue menor al limite máximo (0.2 ppm) establecido para alimentos de

origen vegetal en la Unión Europea, lo cual es indicativo del problema de contaminación asociado a

este metal en Moravia.

Plomo

Los contenidos de plomo se presentaron en el rango de 0.3 a 123ppm, en las especies Emilia

coccinea (Borraja del Lote 2) y Lepidium virginicum (lentejillas del lote Banquitas) respectivamente.

La especie comestible Cucúrbita maxima (ahuyama), presentó dos valores muy diferentes, desde

límites no detectables a 3.05 ppm para los lotes 2 nativo y cima, respectivamente. Al igual que

mercurio, los datos obtenidos no pueden agruparse de acuerdo al lote de procedencia o especie

vegetal. Sin embargo, la especie Lepidium virginicum, colectada en tres lotes diferentes mostró

altos contenidos de plomo en los tres sitios (123.7, 42.2 y 34 ppm). La muestra de Leucaena

leucocephala proveniente del lote externo al cerro presentó una concentración de 2.50 ppm. Como

en el caso del mercurio, cabe resaltar que el contenido de plomo en las muestras vegetales

analizadas nunca fue menor al limite máximo (0.3 a 1.2 ppm) establecido para este metal en

alimentos de origen vegetal en Normativas como aquella de la Unión Europea, lo cual es indicativo

del problema de contaminación asociado a plomo en Moravia.

Cromo

La concentración de cromo en las muestras varió entre 11.9 y 263.7 ppm, valores muy altos, y por

encima de los estándares reportados (2.4 ppm, ver Tabla 3.5). La especie Bidens pilosa (cadillo)

registró los dos valores más altos de contenido de cromo (139.1 y 263.7 ppm).

Cadmio y Níquel

En ninguna de las muestras analizadas se detectaron niveles cuantificables de cadmio o de níquel.

Esto supone, que el níquel presente en el suelo, aunque a concentraciones altas, está en

condiciones de baja biodisponibilidad. Los contenidos de cadmio presentes podrían obedecer tanto

al bajo nivel de cadmio encontrado en las diferentes muestras de suelo como a una baja

biodisponibilidad.

Factores de Bioconcentración

El factor de bioconcentración (FBC) se define como la proporción del contenido total de un metal

en la planta respecto al contenido total del mismo en el suelo. Es posible que estos FBC

sobrepasen la unidad, sucediendo esto en plantas definidas como bioacumuladoras de metales

pesados. Para los cálculos mostrados en esta sección se compararon las concentraciones de


DE MORAVIA: FASE I


3-33

metales pesados encontradas en las diferentes muestras vegetales con los contenidos de metales

pesados en los primeros 20 cm de suelo del lugar donde dichas muestras fueron recolectadas.

Mercurio

Los FBC calculados mostraron que las especies Leucaena leucocephala, proveniente del lote

externo al cerro de Moravia, Urochloa maxima (pasto guinea) e Ipomoea nil o batatilla provenientes

del lote 1, presentaron valores cercanos a 0.25 y 0.50, indicando que la biodisponibilidad de este

metal es del 25% y 50% de su contenido total en el suelo. Sin embargo, al analizar el FBC de todas

las muestras se observa que solo en estas tres muestras de las once evaluadas dicho valor fue

mayor que 0.2, sugiriendo una baja biodisponibilidad de este metal en el suelo de Moravia.

Plomo

En el caso del plomo, el metal pesado con más altas concentraciones en los suelos de Moravia, los

valores de FBC variaron entre 0.001 y 2.05. Los valores mas altos se presentaron con la especie

Lepidium virginicum (lentejilla de campo), procedente del lote de la arcilla (2.05) y cima (1.08). El

cálculo de los FBC demostró que en ocho de las veinticinco muestras analizadas, las plantas están

absorbiendo al menos 20% del contenido del metal en el suelo. Por el otro lado, en las restantes 17

muestras la absorción de plomo fue muy baja, lo cual podría deberse al tipo de planta evaluada.

Sin embargo, debe reconocerse, que comparada con su presencia en los ―suelos nativos‖, la

disponibilidad de plomo fue baja para las plantas, lo cual muy probablemente obedezca al pH

neutral de esos suelos, calculado en valores cercanos a 7.0, por el laboratorio de suelos de la

Universidad Nacional.

Cromo

En el caso de este metal, los valores de FBC en 16 de las 23 muestras evaluadas fueron mayores

que el 20%, indicando que la biodisponibilidad de este metal es la mayor de los metales analizados

en el estudio. De acuerdo a los FBC calculados, las especies Bidens pilosa (cadillo) Urochloa

maxima (pato guinea) y Emilia coccinea (borraja) están acumulando grandes cantidades de cromo

en sus tejidos, con un porcentaje de absorción mayor al 100%, siendo la especie B. pilosa la

especie más exitosa en la extracción de este metal.

Teniendo en cuenta el número de muestras en las que el FBC es mayor a 0.2, se pudo establecer

que la relación de absorción, a nivel general de todas las muestras estudiadas y a través de los

lotes muestreados es Cr>Pb>Hg>Cd>Ni.

En cuanto a las muestras de vegetales comestibles, es preocupante el alto contenido de plomo y

más aún de cromo, tanto en las muestras colectadas en el cultivo hidropónico, como en el sustrato

del Morro. Esta observación corrobora la necesidad de detener y evitar futuros cultivos de plantas

comestibles en el área de Moravia.


DE MORAVIA: FASE I


3-34

3.4 FITORREMEDIACIÓN

3.4.1 Antecedentes

El termino fitorremediación, proveniente de las raíces phyto: planta y del sufijo latino remedium,

enmienda o remedio. La fitorremediación se conoce como el proceso mediante el cual se hace

―limpieza del ambiente‖ utilizando plantas y sus microbios asociados. Este procedimiento ha venido

ganando aceptación durante los últimos diez años, ya que es una tecnología no invasiva,

alternativa y complementaria a los métodos de remediación convencionales. La fitorremediación se

basa en el uso de procesos naturales existentes en los cuales la planta y/o su rizósfera degradan

y/o secuestran los contaminantes tanto orgánicos como inorgánicos. El proceso de limpieza puede

ser utilizado para sustratos sólidos, líquidos y gaseosos. En distintos lugares del planeta ya se han

reportado casos exitosos de fitorremediación de bases militares (TNT, metales), sitios

contaminados por derivados de la agricultura como herbicidas, pesticidas, plantas industriales y de

tratamiento de madera, entre otros, (Pilon-Smith, 2005).

Dentro de las ventajas de su uso, se cita la popularidad de esta metodología en los gobiernos y

agencias financiadoras durante la última década, debido principalmente a que parte de su

eficiencia depende de la energía solar, característica que hace de esta tecnología 10 veces mas

económica que procesos de remediación basados en ingeniería, y el público en general la asocia a

procesos ―verdes‖ de limpieza (Glass, 1999).

Como desventajas de la fitorremediación se citan el posible bajo nivel de adaptación de las plantas

a suelos contaminados, la necesidad de realizar enmiendas de suelo para permitir el crecimiento

de la especie y la limitación misma de la eficiencia del proceso por el crecimiento y habilidad de las

raíces para alcanzar el contaminante. Finalmente, el proceso es lento, tomando un período extenso

en años (Flechas, 2003).

Las plantas que se incluyen en el proceso de fitorremediación, pueden ser utilizadas para la

estabilización, extracción, degradación o volatilización de los contaminantes. En el proceso de

fitoextracción, las plantas acumulan los contaminantes en sus tejidos; posteriormente se cosecha el

material vegetal que puede ser utilizado con fines no alimenticios, como la industria y el mismo

reciclaje de metales de valor, Chaney et al, 2000. De otra parte, las plantas pueden facilitar el

proceso mismo de degradación de contaminantes orgánicos mediante la interacción de éstos con

la microbiota de su rizósfera, caso en el que se habla de rizodegradación, o a través del uso de

fitoenzimas, cuando el proceso involucrado es la fitodegradación. Si los contaminantes, una vez en

la planta se volatilizan el proceso se denomina fitovolatilización (Pilon-Smith, 2005).

Uno de los conceptos que ha recibido mayor atención dentro de la fitorremediación es la

biodisponibilidad del contaminante que se quiere tratar. Como se indicó anteriormente, los

contaminantes deben estar en contacto con el área de raíces de la planta, y por tanto la

biodisponibilidad del contaminante es importante para la eficiencia del proceso. De acuerdo a


DE MORAVIA: FASE I


3-35

Bromilow (1995), la biodisponibilidad depende de las características químicas del contaminante, las

propiedades del suelo, las condiciones ambientales, y la actividad biológica. En el caso del

contaminante, priman las condiciones de hidrofobicidad (aquellas moléculas con alto índice de

hidrofobicidad están fuertemente ligados a la fracción orgánica del suelo y por tanto no se

disuelven en la solución acuosa del mismo) y la volatilidad (propiedad que mide la tendencia de un

compuesto a la partición relativa entre el agua y el aire).

(Briggs et al., 1995), mencionan que la absorción de contaminantes hecha por las raíces de las

plantas es un proceso diferencial para contaminantes orgánicos e inorgánicos. Para el transporte

de los contaminantes orgánicos (de origen antropogénico) las plantas no cuentan con

transportadores en sus membranas celulares, por lo tanto este tipo de contaminantes tienden a

moverse por difusión y dependen de las propiedades químicas para disolverse y transportarse a

través de los tejidos. En contraste, los compuestos inorgánicos son absorbidos a través de

procesos biológicos de las plantas por medio de procesos de transportadores proteínicos en las

membranas celulares. Este tipo de transportadores son naturales a la fisiología de las plantas, ya

que los compuestos inorgánicos son para ellas nutrientes comunes como nitratos, fosfatos, cobre,

zinc, etc o son químicamente similares a dichos nutrientes (Marschner, 1995).

3.4.1.1 Plantas fitorremediadoras

Como resultado de la evolución y adaptabilidad de las plantas a la concentración de metales y

otros contaminantes, estas plantas han desarrollado tres estrategias básicas para su éxito

biológico. Las plantas que excluyen los metales son aquellas que utilizan diferentes rutas para

prevenir la entrada de los contaminantes a sus órganos aéreos a pesar que en sus raíces

acumulen gran cantidad de contaminantes (Baker y Walter, 1990). Las plantas indicadoras de

metales acumulan estos compuestos en sus órganos aéreos y por lo general se toman como un

indicador de los niveles de esos mismos contaminantes en el suelo. Las plantas acumuladores

pueden concentrar metales en sus órganos aéreos en niveles que exceden aquellos presentes en

el suelo o en las plantas no acumuladoras cercanas. Se ha propuesto que una planta que

contienen mas del 0.1% de Ni, Co, Cu, Cr o Pb en sus hojas (en base a materia seca) sea

denominada hiperacumuladora, sin importar el metal o metales que concentre (Memon et al, 2001).

En la Tabla 3.8 se describen los estudios que han sido realizados para la evaluación del potencial

fitorremediador de diferentes especies vegetales. El número se incrementa constantemente,

demostrando el auge que tiene el tema entre la comunicad de científicos y personas interesadas en

los procesos de fitorremediación. La diversidad y objetivos de dichos estudios demuestran también

que es un tema que evoluciona para mejorar las técnicas y profundizar en la eficiencia que puede

tener el proceso de fitorremediación.


DE MORAVIA: FASE I


3-36

Tabla 3.9. Especies vegetales reportadas en diferentes estudios por su potencial

fitorremediador

Especie Fitorremediadora Estudio Contaminante Familia

Alternanthera philoxeroides Liu et al, 2007 Cd,Pb,Zn Amarantaceae

Conyza dioscorides Abou-Shanab, et al, 2007 Zn, Cu y Pb Asteráceae

Alyssum lesbiacum Singer, et al, 2007 Ni Brasicaceae

Armeria maritima Olko, et al, 2007 Pb, Zn Brassicaceae

Brassica juncea (mostazilla) Moreno, Shekhar; Cao

et al, 2008

Hg, Cd, uranio Brassicaceae

Brassica napus (nabo o

canola)

Grispen, et al, 2006 Cd Brassicaceae

Lepidium sativum

(mastuerzo)

Maila, et al, 2002 As Brassicaceae

Thlaspi caerulescens Epelde, L, et al, 2008 Brassicaceae

Chenopodium amaranticolor Eapen, et al, 2002 U Convolvulaceae

Ipomoea aquatica (Batatilla) Cai, et al, 2007 Cd,Cu,Pb Convolvulaceae

Brassica oleracea var. Italica

(colza)

Lyi et al, 208 Cd Crucíferaceae

Cyperus alternifolius Cheng, 2002 Cd, Pb, Zn, Cu Cyperaceae

Acacia saligna Orlic, 2002 Zn, Pb Fabaceae

lupinus albus Page, 2006 Zn, Mn, Co, Cd Fabaceae

Pelargonium Arshad, M, et al, 2008 Pb Geraniaceae


DE MORAVIA: FASE I


3-37


(Geranio)

Elsholtzia splendens Jiang, et al, 2004 Cu Lamiaceae

Hyptis capitata (cabezona) Nedelkoska, 2000 Cd Lamiaceae

Allium schoenoprasum Barazani, 2004 Cd Liliaceae

Arabidopsis thaliana Battke, 2008 Hg Plumbaginaceae

Arundo donax L. Papazoglou, 2005 Cd, Ni Poaceae

Brachiaria decumbens Santos, 2006 Cd, Zn, Pb Poaceae

Cynodon dactylon Abou-Shanab, et al, 2007 Zn, Cu, Pb Poaceae

Leersia hexandra Zhang, X, et al, 2007 Cr Poaceae

Urochloa clandestinum L.) Sankaran, 2007 Cd Poaceae

Paspalum notatum Xia, 2004 Cd,Pb Poaceae

Pennisetum glaucum Xia, 2004 Cd,Pb Poaceae

Pennisetum purpureum

(Pasto elefante)

Xia, 2004 Cd,Pb Poaceae

Sorghum bicolor Marchiol, et al, 2007 Cd, Co, Cu, Zn Poaceae

Zea mays (maíz) Lin, et al, 2008 Cu Poaceae

Populus alba Domínguez, M et al,

2008

Salicaceae

Salix viminalis Lewandowski, et al, 2006 Cd Salicaceae


DE MORAVIA: FASE I


3-38


Nicotiana tabacum (Tabaco) Nedelkoska, et al, 2000 Cd y Cu Solanaceae

Solanum nigrum L.(hierba

mora)

Sun, 2008 Cd Solanaceae

Tamarix africana Domínguez, M et al, 2008 Tamaricaceae

Tamarix smyrnensis Manousaki, E et al, 2008 Cd Tamaricaceae

Urtica dioica (ortiga) Notten, Zn, Cu, Cd, Pb Urticaceae

Las plantas metalofitas han desarrollado mecanismos biológicos que les permiten sobrevivir en

suelos ricos en metales, tanto naturales (suelos serpentiníticos o ultramáficos) como

antropogénicos. La mayoría consigue su tolerancia restringiendo fisiológicamente la entrada de

metales a las raíces y/o el transporte hacia las hojas. Algunas especies, sin embargo, presentan

mecanismos extremadamente especializados que les permiten acumular o "hiperacumular"

metales (como Cd, Co, Ni y Zn) en sus hojas, hasta alcanzar concentraciones superiores al 2% en

base a su materia seca: son las denominadas "plantas hiperacumuladoras" (Kidd et al.,2007)

niveles máximos medios tolerados por el ganado (100 a 300 mg/kg y 500 a 1000 mg/kg sobre

materia seca para Cu y Zn, respectivamente (Cuevas et al, 2004)

La existencia de plantas hiperacumuladoras de metales pesados se conoce desde antiguo, pero la

idea de cultivarlas para extraer los contaminantes del suelo (fitoextracción natural) es relativamente

reciente. Hasta la actualidad, se han identificado aproximadamente 400 especies

hiperacumuladoras, distribuidas entre 45 familias, lo que representa sólo un 0,2% de las

angiospermas. A continuación se presenta una revisión bibliográfica de las familias y especies de

las cuales se han reportado como fitorremediadoras.

Brassicaceae

La familia Brassicaceae (brasicáceas), antiguamente llamadas crucíferas, son plantas

angiospermas, desde anuales hasta perennes, raramente subarbustos. Existen unas 3000

especies, repartidas por todo el mundo, aunque más abundantes en las regiones templadas y frías.

Dentro de esta familia se encuentran las hiperacumuladoras de Ni (Kidd et al., 2007).

El género Alyssum comprende plantas anuales y perennes, plantas herbáceas ó más raramente

arbustos pequeños, alcanzando de 10 a 100cm de altura, con hojas oblongo ovoideas y flores

amarillas ó blancas (rosas a púrpuras en unas pocas especies) uno de los géneros más

representados. La fitoextracción es utilizada por estas plantas para extraer los metales del suelo y


DE MORAVIA: FASE I


3-39

acumularlos en la biomasa aérea. Tras su cosecha, los restos vegetales pueden ser reciclados o

confinados de forma poco costosa, por lo que constituye una estrategia económica para la limpieza

de suelos contaminados por metales pesados.

En estudios realizados se con plantas del genero Alissum modificadas genéticamente, se encontró

que podían acumular Ni en hojas, oscilando las concentraciones entre 1.800 y 31.200 mg/kg, con

la reproducción de líneas parentales seleccionadas de las dos especies de Alyssum, estos autores

consiguieron concentraciones de Ni en hoja de hasta 22.000 mg/kg

También hay reportes variaciones natural (no modificadas) en este género Alyssum que son

bioacumuladoras. Hay resultados que indican diferencias de 17 veces en la hiperacumulación de Ni

dentro de la misma población de A. serpyllifolium subsp. lusitanicum (denominada Samil): la

concentración de Ni en hojas oscila entre 1.800 y 31.200mg/kg. En las especies de A. murale y A.

corsicum, las concentraciones medias de Ni en hoja oscilan entre 4.200 y 20.400 mg/kg

respectivamente. Variaciones similares (entre 4.000 y 21.000 mg/kg) fueron encontradas en nueve

poblaciones diferentes de A. bertolonii (Galardi et al., 2007).

Esta diversidad genética se puede explotar a través de la reproducción tradicional de plantas para

conseguir hiperacumuladoras mejoradas que presenten una mayor productividad y capacidad de

acumulación metálica, lo que permitiría extraer anualmente una mayor cantidad de metales

(eficiencia de la fitoextracción) que las plantas silvestres. (Kidd, et al, 2007) Alyssum lesbiacum en

un estudio de fitoextracción bajo condiciones de invernadero sembrando en 40 columnas de suelo

contaminado con Ni en solución los resultados obtenidos mostraron que Alyssum lesbiacum

acumula en raíz (88,55 mg/Kg) (Singer et al., 2007).

Arabidopsis thaliana

Esta planta común en los cinco continentes es escasa en América del Sur, Asia y Canadá. En la

Península Ibérica se encuentra en todas las provincias y su hábito de crecimiento en campo es en

bordes de los caminos, terrenos sueltos y secos. Es endémica de Europa, Asia, noroeste de África,

islas Británicas, sur de Azores y Marruecos, este de Japón. La importancia de esta planta radica en

que es muy utilizada para la experimentación genética, se descubrió el número de cromosomas de

la Arabidopsis thaliana: 2n = 10; sugiriendo el potencial para la experimentación genética, entre

otras razones por la brevedad de de su ciclo vital.

Actualmente se dirigen estudios con el fin de obtener un aumento de la productividad y de su

capacidad de descontaminación de los suelos con metales pesados a través de la selección y

reproducción de cultivares. Un experimento realizado bajo condiciones de laboratorio con A.

thaliana y un mutante vtc 1-1, con deficiencia en síntesis de ascorbato y un mecanismo de

fitorreducción de Hg (II), en semillero de invernadero fueron crecidas las plántulas y luego

trasplantadas a un sistema hidropónico expuestas a Hg (II), a partir de estos experimentos, se

registró un flujo de 12,8 µg Hg0/h/m2 a través de la planta suelo raíz, estimada en una exposición

de estas a 20 lm Hg (II). El mecanismo de detoxificación de la planta es por reducción –


DE MORAVIA: FASE I


3-40

volatilización del mercurio, los autores concluyeron que este mecanismo es importante para la

detoxificación del Hg por emisión atmosférica; la eficiencia de este proceso resulta de la

combinación de transferencia, transformación bioquímica de iones de mercurio y vapor de

mercurio. (Battke et al., 2008).

Brassica juncea

Esta planta pertenece al género Brassica de la familia de las Brassicaceae. El género es

destacable por incluir muchas e importantes especies cultivadas de agricultura y de horticultura.

Incluye varias malezas, tanto taxa salvajes como de escapes del cultivo. Hay más de 30 especies

silvestres e híbridos, y numerosos cultivares adicionales e híbridos de origen cultivado. Muchas son

anuales o bienales, y algunas son pequeños arbustos. El género es nativo del oeste de Europa, del

clima mediterráneo y regiones templadas de Asia. Además de las especies cultivadas, que se

producen mundialmente, muchas de las especies silvestres son malezas, especialmente en

Norteamérica, Sudamérica y Australia. En algunas especies casi todas las partes son comestibles,

incluyendo la raíz (colinabo, Brassica rapa), tallos (kohlrabi), hojas (repollo, col de Bruselass),

flores (coliflor, brócoli), y semillas (mostaza, oilseed Brassica rapa). Algunas formas con follaje

blanco o púrpura o cabezas florales, crecen como ornamento. Las especies de Brassica son

consumidas por la larva de un número de especies de Lepidoptera.

La especie Brassica juncea en particular, conocida como mostaza india (indian mustard), mostaza

marrón y de hoja, mostaza Sarepta es una hierba anual, glabra o algo pubescente, más o menos

glauca, erecta, algo ramificada. Su tamaño es aproximadamente de 30 a 130 cm, tallo cilíndrico y

glauco (con una capa de cera), ramificado las hojas inferiores con pecíolos largos, de 10-25 cm de

largo, lirado-pinnatifidas, irregularmente dentadas, con el lóbulo terminal más grande u ovado;

lóbulos laterales menores y escasos; hojas superiores con o sin pecíolos, alternas, oblongo-

elípticas, lanceoladas o lineares, mucho más pequeñas, con uno o dos lóbulos laterales y pocos

dientes; la base atenuada. Inflorescencia racimos de hasta 30 cm; Flores amarillas, 1.2cm o más

en diámetro, pedicelos de 7-15 mm; frutos y semillas pedicelos delgados, 1-1.5cm de largo, silicuas

glabras y cilíndricas, extendidas a erectas, pero no adpresas, de 3-6 cm de largo, con un pico

delgado y sin semillas, no mayor de 1/3 del fruto. Semillas globulares, de 1.5-2 mm en diámetro,

café oscuro, con dibujo reticulado puntiforme.

Dentro de los estudios de fitorremediación, esta especie ha sido ampliamente documentada, en

estudios in situ e invernadero.

El estudio realizado por Eapen, et al, (2003) fue desarrollado mediante la transformación genética

de B. juncea, mediante Agrobacterium rhizogenes. Dicha transformación se realizó con el propósito

de hacer más eficiente la extracción de metales por la raíz, la cual extrae uranio de una solución de

concentración de hasta 5000 mm. Los resultados indicaron que las raíces pueden eliminar el uranio

de la solución acuosa en un corto período hasta del 20-23% (1000 – 1150 µM)


DE MORAVIA: FASE I


3-41

En un estudio realizado con esta misma especie, se evaluó la fitofiltración como un enfoque

rentable para el tratamiento de Hg de desechos de aguas contaminadas. Se investigo la

eliminación de Hg de soluciones de mostaza india, cultivadas en condiciones hidropónicas con

soluciones que contenían concentraciones de Hg de 0 a 10 mg / L. Las plantas fueron cerradas en

cámaras de volatilización de gas para evaluar el efecto de las concentraciones de Hg en la planta

de transpiración, la acumulación y volatilización. Se encontró que la raíz del sistema de B. juncea

emite Hg predominantemente como la elemental Hg (0) forma de vapor y la eficiencia de la

recuperación de Hg utilizando el sistema de captura promedio fue más del 90%. Sin embargo, los

vapores de Hg (0) eliminados por las raíces puede tener efectos ambientales imprevistos (Moreno,

2008)

Otra especie dentro del mismo género, Brassica napus también conocida como canola o nabicol,

es una planta de cultivo con flores de color amarillo brillante. Se cultiva por todo el mundo para

producir forraje, aceite vegetal para consumo humano y biodiésel. Los principales productores son

la Unión Europea, Canadá, Estados Unidos, Australia, China y la India

Uno de los estudios que se llevó a cabo sirve como base potencial de la fitoextracción de Brassica

napus (canola) crecido en un suelo contaminado con varios metales. Los niveles extraídos por

rizofiltración para diferentes órganos en ppm fueron: en tallo: Cd (12,6), Cr (0,77), Cu (23,6), Ni

(4,12), Pb (5,48), Zn (1305); Raíz: Cd (23,5), Cr (82,5), Cu (414), Ni (45,7), Pb (472), Zn (5983),

(Marchiol, et al, 2004)

Otra especie de la familia Brassicaceae, Cardaminopsis halleri, creciendo en una antigua fundición

de metales. El estudio reportó las concentraciones de Zn, Cd, Pb, Cu. Para el caso de Zn y Cd, se

encontraron mas de 20000 y 100 ppm respectivamente, lo que indica hiperacumulación de estos

elementos (Dahmani-Muller et al., 2000)

La especie Lepidium sativum, también denominada mastuerzo, es una planta de tamaño pequeño

muy empleada en las ensaladas. Se encuentra frecuentemente cerca de los caminos en las

fuentes y las orillas de los ríos.

En Nueva Zelanda se llevó a cabo un estudio para determinar la acumulación de arsénico en L.

sativum y se encontró que la concentración de arsénico en el agua y los berros superaron los

límites vigentes permitidos de acuerdo a la Organización Mundial de la Salud (0,01 y 2 ppm

respectivamente) El promedio de concentraciones de hojas y tallo de arsénico en la planta fueron

respectivamente, 29.0 y 15.9 ppm en base peso fresco (Robinson et al., 2003).

Thlaspi caerulescens

Esta especie perteneciente al género Thlaspi es endémica del oeste de Norteamérica, Texas,

Colorado, Wyoming y Montana. Es una pequeña planta herbácea que tiene una pequeña roseta

basal de la que crecen uno o varios cortos tallos sin ramas que tienen pequeñas hojas que finalizan

en un denso racimo de diminutas flores blancas.


DE MORAVIA: FASE I


3-42

Además de ser una planta silvestre, T. caerulescens ha sido citada por tener la propiedad de

absorber cadmio con muy buenos resultados y según algunas instancias, también absorbe el zinc.

La mayoría de los estudios con esta planta también se han centrado en el estudio de sus genes

cuyos productos son proteínas que participan en la absorción y la acumulación de metales. Las

plantas hiperacumuladoras naturales como Thlaspi caerulescens, o Alyssum lesbiacum han sido

estudiados por biotecnólogos que tienen como objetivo evaluar los fenómenos de quelación y

transporte de metales como dos procesos claves para el éxito de fitorremediación. En estudios se

ha encontrado que Thlaspi caerulescens acumula 1618 mg/kg de Cd y una alta producción de

biomasa (Van et al, 2007).

Poaceae

En general las especies de esta familia son hierbas, si bien pueden ser leñosas como los bambúes,

tropicales, cespitosas, rizomatosas o estoloníferas. Por la duración de su ciclo de vida pueden ser

anuales, bienal o perennes.

Dentro de esta familia, se señala la especie Brachiaria decumbens, que es una gramínea

estolonifera altamente productiva, adaptada a un amplio rango de suelos bien drenados en las

áreas húmedas tropicales. No tiene mayores problemas de plagas y enfermedades. La especie se

adapta al cultivo intensivo. No existen distinciones precisas entre las diferentes especies de

Brachiaria usadas comúnmente en las praderas, y se requieren estudios detallados sobre las

variaciones morfológicas y agronómicas.

Santos et al., reportan un estudio en el que utilizaron dos agentes quelantes (EDTA y EDDS) para

inducir la fitoextracción y además un cultivar con alta producción de biomasa para la limpieza de

metales pesados de suelos contaminados. Entre los resultados del estudio se encontró que el

agente EDTA, fue más eficaz en la solubilización de metales en el suelo, sin embargo el EDDS

aunque menos eficiente fue a su vez menos perjudicial para el medio ambiente. B. decumbens es

capaz de crecer en los suelos contaminados con metales, sin mostrar síntomas visibles de

fitotoxicidad, lo que sugiere su tolerancia al metal, indicando que puede ser utilizada para

fitoextracción. En este mismo estudio se encontraron las siguientes concentraciones: en tallo Cd,

Zn y Pb: 1.3, 5 641, 11.8 mg/kg respectivamente. En Raíz Cd, Zn y Pb: 26.4, 5481, 68.6 mg/kg

respectivamente.

En un estudio reportado por Mant et al., (2006) se evaluaron tres especies para la remoción de

cromo en aguas residuales de la industria de procesamiento del cuero, se incluyó la evaluación de

Penisetum purpureum, Brachiaria decumbens y Phragmites australis sembrados en cultivos

hidropónicos con la finalidad de determinar el potencial de fitorremediación en soluciones con

concentraciones de 10 y 20 mg/dm-3 de cromo. Todos los sistemas lograron eficiencias de

remoción 97-99.6% dentro de las primeras 24 horas. P. purpureum y B. decumbens eliminaron

78,1% y 68,5% respectivamente en la primera hora.


DE MORAVIA: FASE I


3-43

P. purpureum y B. decumbens mostraron ser tolerantes a las concentraciones de cromo aplicado y

P. purpureum mostró el mayor potencial debido a su rápido crecimiento y mayor biomasa logrando

una mayor eliminación de cromo durante todo el período de tiempo del experimento (Mant et al,

2006)

Otra especie de la familia de las Poaceae es el Sorghum bicolor, reportada en un estudio para

evaluar la absorción de metales en los diferentes órganos de la planta. Los resultados del estudio

reportaron concentraciones de metales (ppm) en la raíz: As 67.5, Cd 18 1.75, Co 9.42, Cu 3 594,

Pb 121 60.1, Zn 26 265, (Marchiol et al., 2007).

El potencial fitorremediadior de la especie Zea mays L, se evaluó en una experiencia de campo de

dos años de duración para estudiar la absorción y la distribución de metales pesados (Cu, Zn, Ni,

Cd, Pb y Cr) en plantas de maíz cultivadas en un suelo calcáreo que fue enmendado con diferentes

dosis de compost de lodo residual. Las concentraciones de Cr en las raíces fueron 2.39 y 3.38

mg/kg y para Pb 6.55 y 6.74 mg/kg, finalmente para Zn se determinaron 21.3 a 45 mg/kg. Las

concentraciones en los tallos fueron: Cr 2.39 y 3.38 mg/kg y para Pb 6.55 y 6.74 mg/kg (Cuevas,

2004). En otro estudio se encontró mayor acumulación de plomo en los ápices de las raíces de Zea

mays L., en concentraciones desde 138,430 mg/Kg en comparación con la acumulación en la parte

basal de la raíz de 26,833 mg Pb/Kg (García, 2004).

Asteráceas

La mayoría de las especies de esta familia son plantas herbáceas, raramente árboles, arbustos o

lianas. Muchas especies presentan látex y también aceites esenciales. Pueden o no ser resinosas.

Las hojas, en general, están bien desarrolladas, en algunos casos se hallan muy reducidas.

Helianthus annuus, una especie de la famlia Asteraceae, fue estidoada ya que esta especie

produce un alto contenido de biomasa. La especie se cultivo en un suelo polimetálico. El sitio

experimental, contaminado por cenizas de pirita, se encuentra en un emplazamiento industrial. En

este estudio se encontró que Heliantus acumula las siguientes cantidades de metales (en ppm):

Arsénico en la raíz (48.6 ppm), cadmio en raíz (2.31), Co en raíz (7.48), Cu raíz (837), Pb raíz

(42.9), Zn raíz (242) (Marchiol, et al, 2007) Para tallo las concetraciones encontradas en la planta:

Arsénico (0.62), cadmio (0.64), Co (0.55), Cu (36.2), Pb (2.52), Zn (118) (Marchiol, et al, 2007)

Con la especie Bidens maximowicziana, se realizó un estudio donde mostró como resultado que

ésta es una planta hiperacumuladora de plomo. Además de su importante tolerancia a este metal lo

acumula en grandes cantidades. La máxima concentración de Pb encontrada para las raíces fue de

1509,3 ppm y de 2164,7 ppm en tejidos aéreos. Además dentro de este estudio se probó un agente

quelante EDTA, lo que mostró como resultado la movilidad del plomo por translocación del suelo y

a las partes superficiales de la planta. Las concentraciones de Pb en superficie de las plantas se

incrementó de 24.23-680.56 mg/kg a 29.07-1905.57 mg/kg. Esta investigación demostró que B.

maximowicziana parece ser una planta adecuada para fitorremediación de plomo en suelos

contaminados, sobre todo, en combinación con EDTA (Hong-qi, et al., 2007)


DE MORAVIA: FASE I


3-44

Geraniaceae

A esta familia pertenece el género Pelargonium, con plantas vulgarmente conocidas como malvón

o geranio de jardín, utilizadas en jardinería como plantas decorativas. La familia pertenece a las

Dicotiledóneas, con hábito de crecimiento de arbusto, subarbusto y herbáceo, de naturaleza

perenne.

Se han reportado estudios de campo al note y sur de Francia para 3 especies de Pelargonium

(Attar of Roses, Clorinda and Atomic Snowflake), mostrando un vigoroso crecimiento de las

plantas, sin síntomas de fitotoxicidad a pesar de los altos niveles de acumulación de Pb. Estos

niveles que acumulan son más de 1000 mg de Pb/Kg (con base en materia seca), con una alta

biomasa producida (Arshad, 2008).

La absorción de cadmio y níquel de Pelargonium se evaluó bajo condiciones de invernadero. Las

plantas fueron cultivadas en un sistema de suelo artificial y expuestos a diferentes concentraciones

de metales (0-1000 mg L-1 Cd (NO3) 2,4 H2O o 0-1000 mg/l Ni (NO3) 2,6 H2O). Las plantas de

Pelargonium acumularon 750 ppm de cadmio con base en su peso seco y 27000 ppm con base en

peso seco de la raíz. Por otra parte, en cuanto al níquel, se observaron valores de 1190 ppm con

base a su peso seco, así como 21100 ppm en la raíz dentro de 14 días. Esto debido a que el

Pelargonium sp., tiene un mecanismo de desintoxicación que limita los daños a lugares sensibles

metabólicamente (Dan, et al., 2001).

Solanaceae

Las Solanáceas constituyen una familia de plantas herbáceas o leñosas con las hojas alternas,

simples y sin estípulas pertenecientes al orden Solanales, de las dicotiledóneas (Magnoliopsida).

Comprende aproximadamente 98 géneros y unas 2700 especies, con una gran diversidad de

hábito, morfología y ecología. La familia es cosmopolita, distribuyéndose por todo el globo con la

excepción de la Antártida. La mayor diversidad de especies se halla en América del Sur y América

Central. En esta familia se incluyen especies alimenticias tan importantes como la papa (Solanum

tuberosum), el tomate (Solanum lycopersicum), la berenjena (Solanum melongena) y los pimientos

o ajíes (Capsicum). Muchas plantas ornamentales muy populares pertenecen a las solanáceas,

como Petunia, Schizanthus, Salpiglossis y Datura. Ciertas especies son mundialmente conocidas

por sus usos medicinales, sus efectos psicotrópicos o por ser ponzoñosas. Finalmente, las

solanáceas incluyen muchos organismos modelo para investigar complejos biológicos

fundamentales a nivel celular, molecular y genético, tales como el tabaco y la petunia.

Dentro de la familia, la especie Solanum nigrum L. se cita como una planta hiperacumuladora de

Cd realizado en condiciones de campo, localizado en Shenyang Ecological Experimental Station.

Las plantas se cultivaron a una concentración de Cd de 625 mg/kg. Dentro de los resultados se

observo que el Cd no produjo reducción en la altura de planta y que la producción de biomasa seca

fue alta. El contenido de Cd en los tallos aumentó de 122 a 387 mg/kg, El factor de transferencia

fue de 1,0. En los tratamientos concentraciones de 10 mg/kg de Cd y 50 mg/kg de As, S. nigrum


DE MORAVIA: FASE I


3-45

mostró que puede tolerar altas concentraciones de As a través de mecanismos de exclusión. Por lo

tanto, S. nigrum podría ser útil para la remediación de suelos co-contaminados con Cd y As y su

relativamente alta capacidad de tolerancia podría hacerla útil para la fitorremediación de sitios

contaminados con Cd y As (Sun, et al., 2008)

Arachis pintoi

El maní forrajero (Arachis pintoi), se usa como alimento complementario en aves criollas. El cultivo

ingresó como alimento de ganado bovino y debido a su alto contenido proteico, se ensayó en

alimentación avícola, con resultados altamente positivos; la importancia radica en que baja los

costos de alimentación y mejora los índices de producción, presentando como características

sobresalientes, el ser resistentes al pastoreo, a la sequía, se da en la sombra y por ser una

leguminosa perenne (fijadora de nitrógeno).

3.4.1.2 Siembra y seguimiento de plantas utilizadas en procesos de fitorremediación

Los estudios de fitorremediación pueden clasificarse en dos tipos: in situ y en condiciones

controladas. Los estudios in situ, corresponden a proyectos de remediación para una zona

específica y buscan corregir la presencia de contaminantes, ya sea mediante la estabilización,

degradación o volatilización de los compuestos. Las evaluaciones bajo condiciones controladas,

buscan profundizar el conocimiento de las interacciones suelo-planta-agua que permitan cumplir un

objetivo determinado de fitorremediación, como buscar las condiciones apropiadas de contenido de

materia orgánica, pH, capacidad de intercambio catiónico y potencial redox, en los cuales la

eficiencia del proceso se maximiza. En general, los experimentos con condiciones controladas se

realizan en invernaderos, sembrando las semillas o plántulas en materas plásticas de 15-25 cm de

diámetro, donde se deposita ya sea suelo o sustrato para iniciar la adición y seguimiento de los

contaminantes en estudio (Sun et al., 2005).

3.4.1.3 Parámetros a analizar en los estudios de fitorremediación

Propiedades fisicoquímicas del suelo y determinación de contaminantes: para evaluar este

parámetro, se deben tomar muestras de suelo en diferentes periodos de tiempo, dependiendo de

las condiciones (tanto económicas como logísticas). Los análisis de pH, materia orgánica,

contenido total de nitrógeno y capacidad de intercambio catiónico, son las mas comunes (Mapa,

1994).

Parámetros fisiológicos de las plantas y acumulación de metales.

Durante la fase de crecimiento de las plantas, pueden medirse parámetros como longitud de

raíces, altura de planta, área foliar y el número de macollas (García-Plazaola, 2001). El peso fresco

y el peso seco de las hojas deben registrarse. También dependiendo de las condiciones propias

del ensayo, pueden realizarse diferentes muestreos ya sea diferenciales para los órganos de las

plantas, o una muestra global de cada especie en evaluación. La acumulación de metales en los

diferentes tejidos, se lleva a cabo mediante técnicas de espectrofotometría estandarizadas.


DE MORAVIA: FASE I


3-46

Bioindicadores de calidad del suelo.

Algunos de los parámetros biológicos con potencial indicador de la salud del suelo más utilizados

son: biomasa microbiana, respiración basal, nitrógeno mineralizable, actividades enzimáticas,

grupos funcionales de la microflora, composición y diversidad de las comunidades microbianas,

abundancia y diversidad de macro-, meso y microfauna, patógenos de raíces, crecimiento y

diversidad de plantas etc.

Ataque de insectos/patógenos.

Algunos estudios recientes sugieren que la acumulación inusual de metales confiere a estas

plantas la capacidad de limitar su depredación y las infecciones microbianas causantes de

enfermedades vegetales (Martens y Boyd, 1994; Poschenrieder et al., 2006). Las recientes

evidencias han confirmado la función de protección de la acumuladora de níquel contra hongos y

bacterias patógenos en Steptanthus polygaloides e insectos herbívoros en S. polygaloides y T.

montanum. Existen varias hipótesis sobre el valor adaptativo de la hiperacumulación, pero la más

actual es su función en la protección de la planta contra el estrés biótico causado por patógenos y

herbívoros. Esta propuesta es muy atractiva para explicar la razón de ser de las plantas

hiperacumuladoras, y difiere de la defensa química natural existente en todas las plantas, basada

en la síntesis de productos orgánicos procedentes del metabolismo secundario (Martens y Boyd.,

1994).

Este tipo de protección requiere ciertas condiciones: la primera es que el metal sea más tóxico para

el patógeno o herbívoro que para la planta; la segunda, que el metal impida la virulencia del

patógeno o herbívoro, y finalmente, la tercera, que el metal incremente la resistencia de la planta

frente al factor causante del estrés biótico. Para que el ataque o la agresión del patógeno o

herbívoro progrese, es necesaria una interacción a tres bandas: huésped, patógeno y entorno.

Aparte de la virulencia del patógeno y la susceptibilidad del huésped, los factores ambientales más

relevantes que determinan la intensidad del ataque son el clima, las propiedades del suelo, la

competencia y la actividad humana.

El nivel de metales en el suelo puede tener una influencia positiva o negativa en la virulencia del

patógeno y la susceptibilidad de la planta. La deficiencia de elementos esenciales amenaza el buen

desarrollo de ambos organismos mientras que la resistencia a la toxicidad por metales determinará

el tipo de interacción huésped-patógeno. Hay muy poca información de la influencia de un exceso

de metales en la relación planta-patógeno.

En algunos estudios se ha observado que los herbívoros que consumen plantas con altos

contenidos en metal responden a su presencia viéndose afectados por su toxicidad (efecto

plaguicida) o con una aversión posterior a la planta debido a su palatabilidad disuasiva (receptores

del sabor) o por indigestión. Este aprendizaje asociativo reduce consecuentemente la intensidad

del ataque.


DE MORAVIA: FASE I


3-47

En otros trabajos realizados con caracoles, la reacción de aversión no se observó hacia plantas

con un alto contenido en Zn, sino a elevados niveles de glucosinolatos, moléculas relacionadas con

el contenido del metal. La disponibilidad de una elevada concentración de metales tóxicos puede

tener, por lo tanto, un impacto positivo, negativo o nulo en el desarrollo del estrés biótico. Llugany,

2007.

Eficiencia fitorremediadora de la planta.

Esta puede ser calculada por el producto de una ecuación simple: (biomasa x concentración del

elemento en la biomasa) (McGrath et al., 2002).

3.4.2 Metodología

3.4.2.1 Diseño experimental

Los datos cuantitativos obtenidos se analizaron mediante el diseño de bloques completos al azar,

donde los bloques se representaron por los diferentes lotes, y los tratamientos por las especies

vegetales. En cada uno de los lotes para evaluación de especies vegetales, se sembraron 4

parcelas con dimensiones 2 X 3m, que se sembraron por semilla o material vegetativo, de acuerdo

a la disponibilidad al momento de la siembra.

3.4.2.2 Selección de lotes para parcelas

La selección de posibles lotes para ubicación de parcelas, obedeció a los criterios de composición

de suelo/sustrato, el grado de pendiente y la exposición a lixiviados. En cuanto la composición del

sustrato, algunos lotes del Morro cuentan con una cobertura de material ―introducido‖, pero en la

mayoría de los lotes los sustratos son nativos del Morro; por tanto, se intentó incluir estas dos

fuentes de variación en el momento de selección de los lotes para las parcelas. En cuanto a la

pendiente, se estimó conveniente incluir lotes con diferentes grados de pendiente, obedeciendo al

supuesto de movimiento diferencial de lixiviados y contaminantes a través de parcelas con

diferente inclinación. Finalmente, la exposición directa de algunos lotes a posibles lixiviados fue

considerada uno de los criterios mas importantes a la hora de seleccionar un lote.

Se seleccionaron cinco lotes, de los cuales se referencia la disposición espacial en el Morro, en la

Figura 3.9. Cuatro de estos lotes se utilizaron para la siembra en parcelas de las especies

seleccionadas y el restante que se utilizó para la siembra piloto de especies arbustivas.

Los lotes de fitorremediación fueron codificados como 1, 2 (que incluye el lote de arcilla y el lote de

suelo nativo) y 3. El lote 1 (Figura 3.10) se caracterizó por su topografía plana, pero una alta

incidencia a lixiviados, ya que estaba contiguo a un perfil de basuras de altísima pendiente. En el

Lote 2 (Figura 3.11), se encontraban gran cantidad de especies herbáceas y algunas arbustivas.

Este lote está dividido en dos regiones diferentes, en cuanto a la composición del suelo se refiere.


DE MORAVIA: FASE I


3-48

Una región presenta suelo nativo y la otra, una capa de arcilla de aproximadamente 60cm,

depositada previamente por la EDU. Este lote no presentaba una alta exposición a lixiviados y se

observó un grado de pendiente medio. El trabajo de preparación del lote, también empleó un alto

número de jornales, debido a la alta colonización de estrato herbáceo.

El Lote 3 (Figura 3.12), de pendiente media-alta y suelo nativo, se presentó una gran cantidad de

basuras, recientemente depositadas por los habitantes cercanos al lote.

Después de la selección y preparación inicial de los lotes, se procedió al encerramiento de los

mismos, actividad a cargo de la EDU.

3.4.2.3 Preparación de lotes para parcelas

El proceso de preparación de los lotes para la siembra se inició con una remoción de materiales de

construcción y basuras de mayor tamaño. A continuación, se removió el material vegetal con ayuda

de azadón y pica. Finalmente, se realizó una aspersión de RoundUp (0.001%) en los lotes con el

objeto de eliminar todo el material herbáceo existente. La Figura 3.6 muestra el procedimiento de

aspersión. Una vez el material a sembrar estaba preparado, se procedió a demarcar las parcelas

para la siembra, como se muestra en la Figura 3.7.

Figura 3.6. Aspersión de RoundUp en los lotes


DE MORAVIA: FASE I


3-49

Figura 3.7. Demarcación de parcelas

3.4.2.4 Selección y consecución de especies vegetales

De acuerdo a la disponibilidad de material sexual o vegetativo, se seleccionaron las siguientes

especies:

Brachiaria decumbens (semillas)

Brachiaria humidicola (semillas)

Pelargonium spp (plántulas de aproximadamente 90 días de establecimiento)

Bidens pilosa (plántulas de 45 días obtenidas del semillero establecido por el grupo)

Lepidium virginicum (plántulas de 45 días obtenidas del semillero establecido por el grupo)

Arachis pintoi (rizomas de aproximadamente 45 días de establecidos)

3.4.2.5 Pruebas de germinación y establecimiento semillero

Para las pruebas de germinación se siguió la metodología sugerida por Ayala-Cordero et al.,

(2004). Para tal efecto, se recolectaron en el Morro de basuras de Moravia semillas de Bidens

pilosa y Lepidum virginicum directamente de las plantas y las semillas de Brachiaria se obtuvieron

de una casa comercial. La prueba de germinación consistió en poner las semillas de cada una de

las especies sin ningún tipo tratamiento, en cajas petri con algodón humedecido. Las cajas se

dejaron a temperatura ambiente, controlando a diario la humedad de la caja. La germinación se

registró diariamente durante 12 días. Con la espécie B. pilosa se dispusieron 20 semillas por caja,

con 2 repeticiones; con la especie L. virginicum se dispusieron 20 semillas en una caja y 35 en

otra. Finalmente, con la especies B. decumbens y B. humidicola se sembraron 10 semillas por caja

de petri, realizando dos repeticiones.


DE MORAVIA: FASE I


3-50

Figura 3.8. Disposición de las semillas en cajas de petri para la prueba de germinación.

Para el establecimiento del semillero y con el fin de obtener plántulas para la siembra en parcelas,

se tomó suelo de uno de los lotes escogidos (Lote 2, sustrato nativo). Dicho suelo se trasladó al

Lote 1, donde se procedió a llenar los vasos de 9 onzas, con el suelo previamente húmedo.

Los vasos, una vez llenos, se acomodaron en cajas de madera de 1 m x 2 m, de ancho y largo

variable. La siembra consistió en depositar entre tres y 14 semillas, bien distribuidas en el centro

del vaso, a un centímetro de profundidad, cubriéndose con el suelo. Se utilizaron 144 vasos para

cada una de las especies con el fin de encontrar el mayor número de especimenes aptos para ser

transplantados a los lotes elegidos para la evaluación de la fitorremediación.

Para la siembra de las especies Pelargonium y Arachis, se realizó la compra de plántulas en

viveros de la Región Oriental del departamento de Antioquia.

3.4.2.6 Siembra y establecimiento de las especies en los lotes de fitorremediación

Dentro de cada uno de los lotes 1 y 2 se trazaron cinco parcelas de 2 X 3 m, y en cada una de ellas

se dispusieron las semillas o material vegetativo, de la siguiente forma:

B. pilosa y L. viriginicum (cinco surcos de 3 m, sembrando en cada uno 6 plántulas)

Pelargonium y Arachis pintoi (cuatro surcos de 3m, sembrando en cada uno 9 plántulas).

Brachiarias: Se sembraron a chorrillo en surcos de 3m, sembrando 4 surcos por parcela

En el lote 3, por razones de espacio y seguridad del ensayo, las dimensiones de cada una de las

parcelas variaron de la siguiente manera

Parcela de B. pilosa: (2 m X 2.65 m), sembrando 30 plántulas repartidas en cinco surcos con 6

plántulas cada uno


DE MORAVIA: FASE I


3-51

Parcela de L. virginicum: (2.25 m X 2.10 m), sembrando 30 plántulas repartidas en cinco surcos

con 6 plántulas cada uno

Parcela de A. pintoi: (1.65 m X 2.75 m) sembrando 30 plántulas repartidas en cinco surcos con 6

plántulas cada uno

Brachiaria decumbens: (1.40 m X 3 m) las semillas se sembraron a chorrillo en surcos de 1. 40,

sembrando 4 surcos por parcela.

Brachiaria humidicola: (1.83 m X 2.60 m) las semillas se sembraron a chorrillo en surcos de 1.83,

sembrando 4 surcos por parcela.


DE MORAVIA: FASE I


3-52

Figura 3.9. Disposición espacial de los lotes en el Morro


DE MORAVIA: FASE I


3-53

Figura 3.10. Lote 1

Figura 3.11. Lote 2


DE MORAVIA: FASE I


3-54

Figura 3.12. Lote 3

Figura 3.13. Lote de Arbustivas


DE MORAVIA: FASE I


3-55

La Figura 3.14 siguiente muestra la siembra de Arachis pintoi en el lote 2.

Figura 3.14. Siembra de plántulas de Arachis pintoi, en el lote 2

3.4.2.7 Evaluación agronómica y determinación de metales pesados en plantas

provenientes de las parcelas

Una vez las plantas se establecieron en las parcelas, se inició un muestreo de variables

agronómicas descritas a continuación. Dicho muestreo se realizó cada 15 dias. Las variables

medidas incluyeron la altura (excepto para la especie A. pintoi), cobertura (medida en cm2, excepto

para la gramínea B. decumbens), número de flores o estado de madurez, y en el caso de A. pintoi,

número de estolones enraizados y fuerza de enraizamiento.

El muestreo para esta determinación se llevó a cabo a los 60 y 120 días de sembrado el material

vegetativo o por semilla. En general, las plantas a los 60 días se encontraban en desarrollo

vegetativo, mientras que a los 120 días, ya habían alcanzado madurez fisiológica, con producción

de semillas y llenado de grano en el caso de la gramínea.

Las plantas muestreadas se llevaron al laboratorio de Nutrición animal, para el lavado y secado a

60oC hasta obtener peso constante. De cada parcela se obtuvo un pool de muestra que incluía

todos los órganos de la planta. Una vez seco y mezclado el material, se rotuló y se llevó al

laboratorio GDCON para el análisis de plomo, cromo, cadmio y níquel. Al mismo tiempo, se llevó a

cabo el muestreo de suelo en cada uno de los lotes. El suelo se secó al ambiente, las muestras se

rotularon y trasladaron al laboratorio GDCON para la determinación de plomo, cromo, cadmio y

níquel.


DE MORAVIA: FASE I


3-56

3.4.3 Resultados

A continuación se presentan los resultados obtenidos a la fecha en el establecimiento, seguimiento

del desarrollo vegetal y acumulación de metales pesados.

3.4.3.1 Pruebas de germinación y establecimiento de semillero

En la se describen los registros obtenidos de la prueba de germinación realizada con las semillas

de las especies seleccionadas.

Tabla 3.10. Número de semillas germinadas de cada especie vegetal seleccionada

Especie No. de semillas germinadas/día Porcentaje

de

germinación

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Bindes pilosa 0 0 8 22 22 24 25 28 28 28 28 28 70

Lepidium virginicum 0 0 0 6 8 13 13 15 15 15 16 16 30

Brachiaria

humidicola

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Brachiaria

decumbens

0 0 0 0 8 8 8 8 9 9 9 11 52

Del semillero establecido por el grupo, se obtuvieron 134 plántulas de B. pilosa y 140 plántulas de

L. virginicum aptas para el transplante, como se muestra en la Figura 3.15.

Figura 3.15. Semillero de Bidens pilosa.


DE MORAVIA: FASE I


3-57

3.4.3.2 Evaluación agronómica de las parcelas de fitorremediación

Debido a la diferencia de fuente de material utilizado para la siembra, se llevaron a cabo los

siguientes muestreos:

Dos muestreos iniciales de seguimiento del porcentaje de establecimiento de Arachis pintoi,

Pelargonium, B. decumbens y B. humidicola y 7 muestreos para el seguimiento agronómico de

todas las parcelas (con las variables ya descritas).

Porcentaje de germinación y/o establecimiento

Lepidium virginicum: Los porcentajes de establecimiento variaron entre el 73 y el 100%. El

lote donde se observó el menor porcentaje de establecimiento fue el lote 3.

Bidens pilosa: Se observó 100% de establecimiento en todos los lotes.

Arachis pintoi: Los porcentajes de establecimiento variaron entre el 83 y el 94%. El lote

donde se observó el menor porcentaje de establecimiento fue el lote 2 con sustrato nativo.

Brachiaria decumbens: Los porcentajes de germinación de esta gramínea presentaron alta

variabilidad, (14 a100% durante los dos primeros muestreos). En el lote 3, la gramínea no

se estableció inicialmente, requiriéndose una resiembra. Ya para el segundo y demás

muestreos, la variabilidad se redujo, y se alcanzó un buen establecimiento del pasto.

Pelargonium: Las plantas de esta especie no se adaptaron completamente a las

condiciones de los dos lotes donde fueron establecidas las parcelas. A partir del 4

muestreo (cuando las plantas alcanzaron los 76 días de trasplantadas a las parcelas), las

plantas presentaron una muy baja adaptación, observada en el bajo número de plantas

presentes en los lotes de suelo nativo y suelo de arcilla (3 y 5 plantas, correspondientes a

13 y 8% respectivamente).

Altura de plantas

En la Tabla 3.10 se resumen los promedios de altura de las especies calculados a partir de los

cuatro lotes de fitorremediación y en la 3.11 los promedios de lote calculados a partir de las tres

especies evaluadas


DE MORAVIA: FASE I


3-58

Tabla 3.11. Altura (cm) calculada como promedio de las datos registrados en los cuatro

lotes de fitorremediación en cada muestreo

Muestreo L. virginicum B. pilosa B. decumbens

1 11,425 ab 14,3 a 10,9 b

2 21,9 b 28,2 a 23,4 b

3 40,55 ab 50,55 a 37,4 b

4 41,6 c 71,15 a 57,3 b

5 42,7 c 85,05 a 69,6 b

6 49,55 b 90,515 a 88,8 a

Tabla 3.12. Altura (cm) calculada como promedio de los datos registrados en las tres

especies evaluadas en cada muestreo

Muestreo Lote 1 Lote 2 arcila Lote 2 nativo Lote 3

1 16,23 a 14,93 a 9,93 b 7,73 b

2 26,33 ab 28,07 a 22,067 b 21,47 b

3 51,33 a 42,93 ab 39,13 ab 37,93 b

4 61,67 ab 53,13 bc 62,73 a 49,2 c

5 72,27 a 59,73 b 65,53 ab 65,6 ab

6 84,67 a 59,2 c 86,8 a 74,49 b

Como puede observarse en la Tabla 3.10, la especie Bidens pilosa mostró los valores más altos

para la variable altura, a través de todos los muestreos. La especie Brachiaria decumbens le siguió

en el rango de altura, a pesar que en el último muestreo no se observó diferencia estadística

(P>0.05) entre estas dos especies. La especie Lepidium virginicum mostró los valores mas bajos

de la variable, condición que se mantuvo constante durante todos los muestreos. Es de anotar que

una de las parcelas de esta especie (Lote 3), soportó el ataque inicial de una larva, como se

explica mas adelante, razón que estaría asociada al bajo rendimiento vegetativo observado.


DE MORAVIA: FASE I


3-59

En la Tabla 3.11 se observa que las medias de lotes obtenidas a través de las cuatro especies

muestreadas no presentan un patrón muy definido en su comportamiento a través de todos los

muestreos. Sin embargo, algunos de los valores más altos se presentaron en los lotes 1 y 3.

Pelargonium spp. Los resultados del análisis estadístico no mostraron diferencias estadísticamente

significativas para la variable altura.

Cobertura de plantas

En la Tabla 3.12 se resumen los promedios de altura de las especies calculados a partir de los

cuatro lotes de fitorremediación y en la 3.13 los promedios de lote calculados a partir de las tres

especies evaluadas

Tabla 3.13. Cobertura (cm2) calculada como promedio de los datos registrados en los

cuatro lotes de fitorremediación en cada muestreo

Muestreo L. virginicum B. pilosa A. pintoi

1 222,4 b 321,9 ab 389,05 a

2 431,45 b 685,85 a 606,45 ab

3 843,15 a 1055,9 a 795,85 a

4 1132,4 b 2062,6 a 1662,5 ab

5 1271,57 b 2068,75 a 1706,5 ab

Tabla 3.14. Cobertura (cm2) calculada como promedio de los datos registrados en

las tres especies evaluadas en cada muestreo

Muestreo Lote 1

Lote 2 arcilla Lote 2 nativo Lote 3

1 248,2 b 265,13 b 455,6 a 275,53 b

2 448,6 b 538,0 b 803,83 a 507,9 b

3 667,13 b 821,6 ab 1149,47 a 955,0 ab

4 1206,13 b 1711,2 ab 2189,33 a 1370,07 b

De acuerdo a la Tabla 3.12, la especie Bidens pilosa mostró los valores mas altos de cobertura

para la mayoría de muestreos, mostrando diferencias significativas (P<0.05) con L. virginicum y A.


DE MORAVIA: FASE I


3-60

pintoi. Estas dos últimas no presentaron diferencias significativas entre sus promedios para la

mayoría de los muestreos.

La Tabla 3.13 sumariza los datos para los lotes. En dicha Tabla, puede observarse que el lote con

valores mas altos de cobertura fue el lote 2 nativo que se diferenció estadísticamente de los demás

lotes, (P<0.05). No se presentaron diferencias significativas entre los lotes restantes.

Floración

Lepidium virginicum. El número de flores presentes en cada planta se monitoreó por espacio de 30

días después del transplante (muestreos 1 y 2). A partir de los 30 días, el proceso de floración fue

permanente y similar en todas las parcelas. A partir del sexto muestreo (mas de 3 meses después

del transplante), se observó una profusa dispersión de semillas en todas las parcelas.

Bidens pilosa. El número de flores presentes se monitoreó en forma similar a L. virginicum. Sin

embargo, el proceso de floración en B. pilosa, fue mas lento que en L. virginicum. A partir de los 30

días de transplante, se observó floración completa en todas las parcelas.

Arachis pintoi. El monitoreo de número de flores presentes se llevó a cabo durante los dos meses

iniciales después del transplante. A partir del quinto muestreo, se observó floración permanente y

similar en todas las parcelas.

Brachiaria decumbens. En las parcelas correspondientes a los lotes 1 y 2 de sustrato arcilla, se

observó la emergencia de espigas a partir del cuarto muestreo (cuando las plantas tenían más de

70 días después de la siembra). A partir de los 100 días después de la siembra, las parcelas

contaban con más del 30% de las plantas en proceso de emergencia de espigas. Al finalizar los

muestreos, el lote donde se observó mayor número de espigas fue el lote 1.

Pelargonium. Después del transplante a las parcelas de fitorremediación se observó que las

plantas establecidas en los dos lotes, perdieron la mayoría de las inflorescencias con que venían

del vivero. Sin embargo, durante los muestreos posteriores se observó un incremento en el número

de inflorescencias nuevas, condición que no sobrepasó los 92 días de establecimiento. A partir de

esa fecha, las plantas mostraron muy mala condición en general, amarillamiento etc., que condujo

a la muerte del casi 100% de las dos parcelas.

Número de estolones

La Tabla muestra los promedios del número de estolones enraizados de las parcelas de A. pintoi,

analizados por separado para cada uno de los muestreos.


DE MORAVIA: FASE I


3-61

Tabla 3.15. Promedio de estolones enraizados de Arachis pintoi en los lotes de

fitorremediación

Muestreo Lote 1 Lote 2 arcilla Lote 2 nativo Lote 3

1 1.0a 1.0a 1.0a 1.0a

2* 2,2 4a 1,6 0,8

3* 2 4a 1,4 0,8

4 2,8a 2,4a 2,8a 1,8a

5* 4a 1,6 1,4 1

6* 4,2a 2,2 1,8 2,2

*Muestreos donde se hallaron diferencias estadísticamente significativas entre lotes. Promedios

seguidos de la misma letra no son significativamente diferentes.

Como puede observarse, a excepción de los muestreos 1 y 4, se observaron diferencias

significativas (P<0.05) entre los promedios de estolones enraizados. Los mayores promedios se

observaron en los lotes 1 y 2 (arcilla).

Incidencia de enfermedades y plagas

L. virginicum. No se observó incidencia de enfermedades en las parcelas establecidas. Respecto a

las plagas, se observó un ataque de barrenador de hoja en los lotes 1, 2 nativo y 3, presentándose

una incidencia de más del 50% en las plantas del lote 3. Este ataque ocasionó un bajo crecimiento

vegetativo de las plantas en esa parcela.

B. pilosa. No se observó incidencia de enfermedades en las parcelas establecidas. En cuanto a

plagas, 47 días después del establecimiento, se observó el ataque de un minador de hoja, en

todas las parcelas. El minador atacó menos del 40% de las plantas establecidas. El ataque por

esta plaga continuó en menor proporción en el lote 1, hasta el final del periodo de observación. En

ninguna de las parcelas el ataque de minador se asoció con reducción del crecimiento vegetativo

y/o reproductivo.

A. pintoi. Se observó un amarillamiento general, que se asoció con problemas de toxicidad. No se

observaron ataques de plagas.

B. decumbens. A partir de los 62 días después de la siembra, se observó la proliferación en todas

las parcelas, de manchas foliares tipo roya, de color blanco. Esta incidencia alcanzó valores del

100% de las plantas en la parcela, y del 40% del área foliar en cada planta. Las parcelas con

mayor incidencia de esta mancha foliar se presentaron en el lote 2 de sustrato nativo, posiblemente

debido a la alta humedad en el microambiente de dicha parcela. Sin embargo, estas manchas


DE MORAVIA: FASE I


3-62

foliares no se asociaron con reducciones considerables del crecimiento o presencia de espigas.

No se observó ataque de plagas.

Pelargonium. Las plantas establecidas en las parcelas presentaron manchas foliares, y

amarillamiento general en el lote de sustrato nativo y una necrosis foliar muy pronunciada en el lote

de arcilla. Estos síntomas se presentaron en todo el período de observación, incrementándose

hacia finales del periodo. Estos síntomas se relacionaron directamente con la baja adaptación y

pérdida casi completa de las parcelas.

Síntomas posiblemente asociados con toxicidad

A pintoi. En la parcela del lote 1 se observó un amarillamiento foliar marcado, en los primeros 62

días de establecimiento. Sin embargo, al final del periodo de observación este amarillamiento se

redujo a solo 10% en la parcela y no se relacionó con reducción del crecimiento y/o producción de

flores. Un amarillamiento mas pronunciado tanto en la parte vegetativa como en las flores, se

observó en la parcela del lote 3, durante los primeros 45 días de establecimiento.

En las siguientes figuras se observa el desarrollo en las parcelas de las especies.

ESTUDIO PILOTO PARA LA RECUPERACIÓN DEL MORRO DE

MORAVIA: FASE I


3-63

Figura 3.16. Desarrollo de Pelargonium spp en suelo nativo del lote 2

Figura 3.17. Desarrollo de Arachis pintoi y Brachiaria decumbens en algunos lotes de fitorremediación


MORAVIA: FASE I


3-64

Contenido de metales pesados en muestras de suelo y vegetales provenientes de las

parcelas de fitorremediación

La siguientes tablas sumarizan los resultados reportados por el laboratorio GDCON en la

cuantificación del contenido de metales pesados.


fitorremediación (I muestreo)

Muestra Plomo Cromo Cadmio Níquel

Lote 1 722.29 147.17 33.91 8755.72

Lote 2 arcilla 34.76 219.17 1.469 253.97

Lote 2 nativo 462.40 82.010 4.475 76.558

Lote 3 505.42 145.92 7.687 88.795


fitorremediación (II muestreo)

Muestra Plomo Cromo Cadmio Níquel

Lote 1 8193,50 563,99 3,98 151,84

Lote 2 arcilla 94,23 220,99 1,15 130,33

Lote 2 nativo 426,82 273,42 5,64 124,57

Lote 3 603,78 367,39 7,96 173,63

Plomo.

Los contenidos de este metal variaron entre 34 y 722 ppm. El lote donde se observó el valor mas

alto de plomo fue en el lote 1, lote de muy baja pendiente y alta exposición a lixiviados. Sin


MORAVIA: FASE I


3-65

embargo, tres de los lotes observados presentaron contenidos mayores a 400 ppm de plomo. En el

lote de arcilla en ninguno de los dos muestreos se encontraron valores superiores a las 100 ppm

de este metal.

Cromo.

Los valores de cromo observados variaron entre 82 y 219 ppm. Tres de los lotes muestreados

presentaron valores mayores a 100 ppm de cromo. El lote con mayor contenido de este metal fue

el lote de arcilla (219.17 ppm)

Cadmio.

Los contenidos de cadmio fueron bajos en todos los lotes, presentando valores menores a 50 ppm.

El lote con mayor contenido de cadmio fue el lote 1, con las características mencionadas

anteriormente.

Níquel.

El contenido de níquel en los suelos muestreados estuvo en el rango entre 88 y más de 8000 ppm.

El lote con mayor contenido de este metal fue el lote 1.

Tabla 3.18. Contenido (ppm) de plomo, cromo, cadmio y níquel en muestras de suelo de las

parcelas de fitorremediación, datos del primer muestreo

Especie Lote Plomo Cromo Cadmio Níquel

Arachis pintoi 1 <LD 25.00 2.08 <LD

Arachis pintoi 2 arcilla <LD 14.09 <LD <LD

Arachis pintoi 2 nativo <LD 29.79 <LD <LD

Arachis pintoi 3 <LD 26.01 3,11 <LD

Bidens pilosa 1 <LD 49.11 <LD <LD

Bidens pilosa 2 arcilla <LD 37.47 4,36 <LD

Bidens pilosa 2 nativo <LD 23.89 3,86 <LD

Bidens pilosa 3 <LD 20.65 6,39 <LD


MORAVIA: FASE I


3-66


Brachiaria decumbens 1 <LD 45.03 22,85 <LD

Brachiaria decumbens 2 arcilla <LD 42.55 2,60 <LD

Brachiaria decumbens 2 nativo <LD 17,88 3,93 <LD

Brachiaria decumbens 3 <LD 13,67 3,51 <LD

Lepidium virginicum 1 <LD 13,48 4,56 <LD

Lepidium virginicum 2 arcilla <LD 15,72 3.82 <LD

Lepidium virginicum 2 nativo <LD 21,31 4.62 <LD

Lepidium virginicum 3 <LD 33,74 2.61 <LD

Pelargonium 2 arcilla <LD 55,17 3.97 1064.65

Pelargonium 2 nativo <LD 17,23 3.32 1391.72

<LD: Contenido de metal en la muestra está por debajo del límite de detección del método utilizado

Tabla 3.19. Contenido de plomo, cromo, cadmio y níquel en muestras de suelo de las

parcelas de fitorremediación, datos del segundo muestreo.


Arachis pintoi 1 32,38 8,06 <LD 16,51

Arachis pintoi 2 arcilla <LD 37,33 <LD 10,28

Arachis pintoi 2 nativo <LD 23,58 <LD 2,00

Arachis pintoi 3 4,40 <LD <LD 6,71

Bidens pilosa 1 2,60 12,46 <LD 8,06

Bidens pilosa 2 arcilla <LD 10,27 0,29 2,17


MORAVIA: FASE I


3-67


Bidens pilosa 2 nativo 7,67 7,13 1,82 2,91

Bidens pilosa 3 Parcela perdida

Brachiaria decumbens 1 <LD 17,96 <LD 3,62

Brachiaria decumbens 2 arcilla <LD 46,97 <LD 33,23

Brachiaria decumbens 2 nativo 8,09 18,42 <LD 3,30

Brachiaria decumbens 3 <LD 14,41 <LD 3,73

Lepidium virginicum 1 <LD <LD <LD 4450

Lepidium virginicum 2 arcilla <LD 12,15 <LD <LD

Lepidium virginicum 2 nativo <LD 4,99 0,37 9,10

Lepidium virginicum 3 0,77 12,53 <LD 4,13

Pelargonium 2 arcilla <LD 7,40 <LD 16,93

Pelargonium 2 nativo <LD 25,54 <LD 0,27

Plomo

En el primer muestreo, ninguna de las muestras analizadas mostró contenidos detectables de

plomo. Sin embargo, en el segundo muestreo algunas de las muestras de las especies Arachis

pintoi, Brachiaria decumbens y Lepidium virginicum mostraron absorción de este metal. Esto

sugiere que la absorción de plomo está asociada con estadios tardíos de desarrollo vegetal. A su

vez, estos resultados confirman que la absorción de plomo en las condiciones del cerro de

Moravia, es baja.

Cromo

Los contenidos de cromo en las muestras vegetales, presentaron valores entre 13.48 y 55.17 ppm.

Las muestras donde se presentaron altos contenidos de cromo (mas de 42 ppm) fueron:

Pelargonium, B. pilosa, y Brachiaria decumbens, procedentes del suelo de arcilla y del lote 1. A

diferencia del plomo, aparentemente el caso de absorción de cromo es mas activo en los estadios


MORAVIA: FASE I


3-68

iniciales de crecimiento de las especies evaluadas, al encontrarse mayores concentraciones de

cromo durante el primer muestreo.

Cadmio

El rango de concentraciones observado varió entre 2.08 y 22.85 ppm. La especie con mayor

contenido de cadmio fue B. decumbens, proveniente del lote 1. Con cadmio se observó la misma

respuesta de absorción que con cromo, no observándose contenidos de cadmio en el segundo

muestreo. Esto puede estar asociado con movilización de este metal de las partes aéreas a las

subterráneas o simplemente sugerir que por diferencia de procesos metabólicos, la absorción de

metales pesados como cadmio deja de ser favorecida en los estadios adultos de las plantas

evaluadas.

Níquel

Durante el primer La concentración de níquel solo fue apreciable en dos muestras, que

curiosamente mostraron más de 1000 ppm. Estas dos muestras corresponden a Pelargonium, en

los dos lotes sembrados,

3.5 ACTIVIDADES ADICIONALES

De común acuerdo con la Empresa de Desarrollo Urbano y el equipo técnico, se iniciaron dos

actividades adicionales a las inicialmente contratadas, en pro de obtener el mayor provecho de los

recursos profesionales con los que el Convenio con la Universidad Nacional sede Medellín cuenta.

Estas actividades se describen a continuación.

3.5.1 Ensayo en vivero

En el momento, se está estableciendo un ensayo a nivel de vivero, en la Universidad Nacional de

Colombia, Sede Medellín. Este ensayo tiene por objeto medir el efecto de cambios en el pH del

sustrato en la absorción de metales, y adaptación en general de las especies: B decumbens, L.

virginicum y B. pilosa, con el fin de predecir posibles situaciones que podrían presentarse en el

futuro en el Morro de Basuras. En ensayo incluye la evaluación de dos pH ácidos (4.8 y 6.6),

incluyendo un suelo de vivero (control absoluto) y un suelo del Morro (control). Cada tratamiento se

repetirá cinco veces, y se determinará el nivel de metales pesados en las plantas a los 60 días de

establecidas.

3.5.2 Lote de Arbustivas

En el lote de arbustivas se establecieron 46 plantas distribuidas en las siguientes especies:

Eugenia sp (8), Clusias (5), Cestrum nocturnum o jazmín de noche (8), Adenanthera pavonina (2),


MORAVIA: FASE I


3-69

Calliandra haematocephala (1), Calliandria pittieri (1), Petrea rugosa (1) y Ricinus comunnis o

higüerillos (22, transplantados del mismo Morro de basuras). Adicionalmente en el Lote 2 se

sembraron 15 higuerillas introducidas, es decir obtenidas de un vivero externo al Morro de Basuras.

En el lote de arbustivas también se establecieron cerca de 45 estolones de Arachis.

A excepción de la pérdida inicial de un ejemplar de Petrea rugosa y de las higuerillas obtenidas en

el vivero (de las cuales ninguna sobrevivió), las demás especies plantadas mostraron buen

desempeño vegetativo y floración continua. Asimismo, la especie Arachis pintoi demostró un

excelente rendimiento, adaptándose muy bien a las condiciones del lote, y mejorando la percepción

visual del lote. El rendimiento de las plántulas de higuerilla (R. communis) obtenidas dentro del

mismo Morro fue excepcional. El establecimiento y buena adaptación a las condiciones del lote se

observó alrededor de una semana después del transplante. Dichos arbustos mostraron excelente

vigor y rendimiento vegetativo.

Finalmente, al tiempo de terminar los monitoreos, se reportó un daño a gran parte del lote de

arbustivas. Al parecer, habitantes del sector entraron y destruyeron gran parte de los árboles,

especialmente de aquellos introducidos.

3.6 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El Morro de Basuras de Moravia constituye un microambiente con condiciones aptas para el

establecimiento de una gran variedad de especies vegetales, lo que se evidenció a través de los

estudios de composición de flora realizados en este estudio. Una de las causas para que estas

condiciones se establezcan es la misma naturaleza de los desechos depositados en el Morro, los

cuales contribuyeron a la acumulación de materia orgánica y minerales necesarios para el

crecimiento vegetal. Cabe recordar que la caracterización de la composición botánica al presente,

va a cambiar puesto que la evaluación realizada sucedió en lotes con un máximo de dos años de

revegetación, y cabe esperar, en el caso de continuar un proceso natural, el establecimiento de

especies vegetales de mayor porte, tales arbustos y arbóreas, lo cual podría ser contraproducente

desde el punto de vista de geoestabilidad del Morro. En consecuencia, es necesario dirigir y

monitorear el proceso de revegetación.

El análisis de suelo demostró la presencia de altos niveles de contaminantes en el Morro, entre los

que se destacan el plomo, cromo, cadmio y níquel. Análisis de contenido de metales pesados en

plantas demuestran una acumulación activa de estos metales, a través del sistema vegetal, lo cual

apoya la necesidad de monitorear y dirigir el proceso de revegetación mencionado. Es claro

además que las especies vegetales a utilizar en la cobertura del Cerro, deben ser especies que no

produzcan frutos u otro órgano de consumo por los seres humanos.

En los ensayos de fitorremediación cabe resaltar las siguientes observaciones.


MORAVIA: FASE I


3-70

1. El Cerro de Basuras aunque tiene condiciones aptas que permiten la adaptación de gran

cantidad de especies vegetales, también mostró ser nocivo para el crecimiento y desarrollo de una

especie que ha sido universalmente reconocida por su capacidad fitorremediadora, como lo es

Pelargonium.

2. La fisiología de crecimiento de las plantas está asociada con su capacidad fitoextractora de

metales pesados y existen diferentes patrones de absorción dependiendo del metal a ser

absorbido. Esto sugiere que las respuestas para fitorremediar cada uno de los metales, deben ser

diferenciales y requerirán del empleo de mas de una especie.

3. En general, las especies evaluadas mostraron buena adaptación a las condiciones del Cerro y

un poder fitoextractor adecuado. Es necesario considerar para el desarrollo futuro del Morro, cual

es la ruta metabólica de acumulación de estos metales en los tejidos vegetales a fin de promover la

fitoestabilización de estos metales en la materia orgánica senescente de las plantas.

4. A manera de recomendación preliminar y teniendo en cuenta que la siembra de especies

vegetales en el morro de basuras debe estar enmarcada dentro de un proceso de revegetación

controlada y monitoreada por la absorción de metales pesados u otros contaminates, se enumeran

algunas especies pueden ser sembradas en el morro de basuras de Moravia, tanto en los procesos

de revegetación, como en aquellos de remediación o embellecimiento estético. Cabe de nuevo

recordar que bajo ningún parámetro, se puede contemplar el uso de plantas comestibles.

Las primeras cuatro especies, pueden sembrarse en parcelas en diferenes zonas del morro de

basuras. Las especies arbustivas deben considerarse en áreas reducidas, y sobre todo para

bordeo de caminos o efectos decorativos.

Bidens pilosa (cadillo): En la evaluación realizada en este estudio, esta planta demostró una

excelente adaptación al morro de basuras, y capacidad fitoextractora, que puede incluso ser

mejorada, si se evalúan diferentes técnicas disponibles para mejorar dicha capacidad.

Brachiaria decumbens (Pasto brachiaria): Esta especie, también demostró una excelente

adaptación y un gran potencial fitoextractor de metales pesados, se reproduce muy bien y su

producción de materia seca puede incrementar su capacidad fitoextractora.

Arachis pintoi (maní forrajero): Esta especie evaluada en este estudio, mostró buen crecimiento y

adaptación, además que por su hábito de crecimiento rizomatoso, tiene la capacidad de mejorar de

reducir erosión por arrastre de partículas de suelo. Su tipo de floración se puede aprovechar para

el embellecimiento de diferentes zonas del morro.

Ricinus communis (Higuerilla). Esta especie arbustiva ha mostrado excelente adaptación y

reproducción vegetativa en diferentes lotes del morro. El uso posterior de los frutos de higuerilla,

debe evaluarse en una Fase II del proyecto, ya que no se tiene certeza sobre la absorción y

transferencia de metales pesados a través de los tejidos vegetales en esta especie.


MORAVIA: FASE I


3-71

Especies arbustivas en general: Algunas de las espcecies evaluadas, tales como arbustos de la

familia Eugenia o Clusia, pueden incluirse en áreas reducidas del morro de basuras.

3.7 FAUNA

3.7.1 Antecedentes

La caracterización de las especies en un sitio, ya sea en pro de un inventario o en pro de las

actividades de restauración ecológica, provee una aproximación de la variedad de formas de vida,

y aporta información de dicha variedad, tal como diversidad funcional (descriptores de la cadena

alimenticia) y heterogeneidad espacial (Gastón, 2004). Los análisis de inventarios de fauna son

útiles para definir los rangos de distribución geográfica de las especies y reconocer los cambios en

la distribución de los organismos en el espacio y el tiempo, incluyendo su relación con el impacto

generado por la actividad humana, como es el caso de los espacios altamente intervenidos,

propios de una ciudad moderna. Para la adecuada planeación y diseño de un inventario, debe

tenerse en cuenta la selección de los grupos taxonómicos apropiados y la implementación de los

métodos de muestreo adecuados para cada uno de ellos. Al inventariar y caracterizar el estado de

la biodiversidad de un sitio, es indispensable restringir los muestreos a sólo unos componentes de

la biodiversidad, ya que el conocimiento taxonómico, el financiamiento y el esfuerzo necesario para

obtener información, son algunos de los limitantes para la ejecución de este tipo de estudios.

(Villareal et al., 2006). Para el estudio del Morro de basuras de Moravia, se eligieron animales

silvestres de hábitat no esencialmente urbano, es decir, la fauna ocasional y permanente en

ecosistemas urbanos que también se encuentra en abundancia en otros habitaos, lo que revela su

adaptación parcial a la ciudad. El primer conjunto animal acomodado a habitaos urbanos, lo

constituyen diversos insectos. Estos animales componen una proporción sustancial de la biomasa

y riqueza de especies terrestres y juegan un papel significativo en el funcionamiento de todo tipo de

ecosistemas en tierra firme (MacGeoch & Chown 1998: MacGeoch et al. 2002), otro conjunto

animal para el que la ciudad constituye un hábitat propicio y sin igual en la naturaleza es el de los

ratones. El orden Rodentia, supone casi un tercio de todos los mamíferos, y entre ellos están

algunas de las plagas que padece el hombre. Tres especies, el ratón casero (Mus musculus), la

rata común (Rattus norvegicus) y la rata negra (Rattus rattus), las cuales de la mano del hombre,

se han hecho ecuménicas. Las aves, por su capacidad de dispersión son parte de la fauna

abundante en las ciudades donde encuentran refugio, sitios de nidificación y gran oferta alimenticia

(Rubio, 1995). Por consiguiente este tipo de fauna permite determinar la diversidad en diferentes

grupos funcionales.

A continuación se detallan algunas de las generalidades e importancia de los grupos muestreados

en el presente proyecto.


MORAVIA: FASE I


3-72

3.7.1.1 Artropofauna

Los Artrópodos constituyen el filo más numeroso y diverso del reino animal. Incluye, entre otros, a

los insectos, arácnidos, crustáceos, y los miriápodos. Existen más de un millón de especies

descritas, insectos en su mayoría, que representan al menos el 80% de todas las especies

animales conocidas. Varios grupos de artrópodos están perfectamente adaptados a la vida en el

aire, a diferencia de todos los demás filos de animales, que o son acuáticos o requieren ambientes

húmedos. Su anatomía, su fisiología y su comportamiento revelan un diseño simple pero

admirablemente eficaz.

Estos animales han sido usados como indicadores de cambios ambientales, debido a sus diversas

características y requerimientos ecológicos (Wettsteln & Schmidl, 1999). Entre ellos, los insectos

constituyen una proporción sustancial de la biomasa y riqueza de especies terrestres y juegan un

papel significativo en el funcionamiento de los ecosistemas; esto ha llevado al desarrollo de

diversos estudios que incluyen el uso de especies, taxa superiores, ensamblajes y comunidades

de, por ejemplo, libélulas, escarabajos, polillas, mariposas y hormigas en diferentes tipos de hábitat

(MacGeoch & Chown 1998: MacGeoch et al., 2002). Dentro de los artrópodos, además de los

insectos, se encuentran las arañas (Arachnida: Araneae), las cuales comprenden un grupo

faunístico diverso y ampliamente distribuido en todos los ecosistemas terrestres, invadiendo incluso

algunos ambientes dulceacuícolas (Turnbull 1973). Dentro del reino animal, alcanzan el séptimo

lugar entre los órdenes más diversos con alrededor de 35000 especies descritas, y cuyo número

real podría alcanzar la cifra de 170000, encontrándose la mayoría de las especies desconocidas en

las regiones tropicales (Coddington & Levi, 1991). Las arañas son consideradas además como uno

de los grupos entomófagos más abundantes en la naturaleza. A pesar de que son seres comunes y

de gran importancia para el equilibrio ecológico de poblaciones de invertebrados, el conocimiento

que se tiene de las arañas del neotrópico, es aún incipiente (Levi & Levi, 2002).

Las trampas de captura pitfall, han sido señaladas por Santos et al., (2007), como excelentes

medios de cualificación de la actividad de este grupo faunístico, en ambientes urbanos y rurales.

En este estudio, dicha actividad se menciona como relevante al momento de evaluar la calidad de

un suelo o el éxito de los programas de rehabilitación ambiental.

3.7.1.2 Avifauna

Las aves conforman un clado o clase, que se caracteriza por tener el cuerpo recubierto de plumas,

un pico sin dientes (excepto en ciertas aves extintas) y las extremidades anteriores modificadas

como alas. Todas las aves se reproducen mediante huevos y casi todas alimentan a sus crías. Se

conocen más de 9.000 especies de aves en el mundo, clasificadas en 29 órdenes. Cada orden se

divide en familias (unas 165) y las familias se subdividen en géneros (poco más de 2.000). Las

aves son muy diversas, y se han adaptado muy bien al entorno, razón por la cual se constituyen

como los vertebrados terrestres más abundantes. Poseen una serie de características que las

hacen ideales para inventariar gran parte de la comunidad con buen grado de certeza, y así

caracterizar los ecosistemas y el hábitat en que residen. Dichas características incluyen su


MORAVIA: FASE I


3-73

comportamiento llamativo que los hace fáciles de detectar, además por ser el grupo animal mejor

conocido, su identificación es rápida y confiable, ya que la forma, coloración y diseño del plumaje

permiten obtener rápidamente una idea de la familia a la que pertenecen. Por otra parte las aves

presentan gran diversidad y especialización ecológica y esto las hace muy sensibles a

perturbaciones en el hábitat (Stotz et al., 1996). Adicionalmente, se pueden identificar por sus

cantos y llamados, los cuales son únicos de cada especie.

Cabe recordar que este grupo faunístico atrae la atención de científicos y del público en general.

Asimismo, este grupo ha sido ampliamente estudiado en el mundo y específicamente en Colombia,

donde se listan más de 1800 especies de aves, y es considerado uno de los países de mayor

diversidad de aves en el planeta (Proaves, 2008).

3.7.1.3 Herpetofauna

Este grupo lo conforman los anfibios y reptiles, animales que son básicamente ectotérmicos, esto

es, carentes de mecanismos internos capaces de regular de manera eficaz su temperatura

corporal. A pesar de las enormes diferencias que existen entre ambos anfibios y reptiles, desde

tiempos muy antiguos su estudio se ha efectuado de manera conjunta, una tradición que incluso ha

llegado hasta nuestros días. Tanto es así, que a los anfibios y reptiles que habitan una determinada

región se les conoce de manera conjunta y genérica como herpetofauna. Estos animales por ser

depredadores, tienen un importante papel en el control de insectos, roedores y otros vertebrados

que son parte de la red alimenticia.

3.7.1.4 Mastozoofauna

Los mamíferos son una clase de vertebrados que se caracterizan sobre todo por su hábito de

alimentación, donde las madres alimentan a sus crías a través de las mamas. De esta

característica proviene su nombre. Dadas las condiciones del Morro de basuras de Moravia, en las

que prima la abundancia de recursos alimenticios, se espera encontrar básicamente roedores, ya

que su plasticidad ecológica, les permite sobrevivir en este tipo de ambiente.

3.7.2 Metodología

3.7.2.1 Muestreo de Artrópodos

Se establecieron tres estaciones de muestreo. Cada estación de muestreo consistió de tres

trampas de caídas (pitfall) con diferentes atrayentes, separadas una de otra por una distancia

mínima de 30m. Cada trampa de caída consistió de un vaso plástico de 16 onzas enterrado a ras

del suelo, suspendido con un alambre sobre el vaso, donde se colocó una copa plástica de 2.5

onzas con excremento humano, fruta en descomposición y/o pescado en descomposición. Para

colectar los insectos atraídos a cada trampa, se utilizó Etanol al 70%, diluido un 20% en volumen

con agua para evitar su evaporación (Villareal et al., 2006). Estas trampas permanecieron en el

campo durante 48 horas sin ser recebadas. Todo el material biológico contenido en los vasos se


MORAVIA: FASE I


3-74

colectó y se trasladó a bolsas plásticas rotuladas, con alcohol al 70% para el envío de las muestras

al laboratorio. Adicionalmente se muestreó una parcela de 2 X 2 m dentro de la cual se realizó

captura de grillos (Orthoptera: Acrididae), mediante el uso de la red entomológica o jama. La Figura

3.18 muestra la disposición de las trampas pitfall y el muestreo con jama o red entomológica.

Figura 3.18. Disposición en el campo de trampas pitfall y muestreo con jama para la captura de Artrópodos

El muestreo de arañas se realizó mediante la selección de 3 puntos de muestreo, cada punto de

muestreo contó con 1m2 de área. Para la captura de arañas, se ubicaron las telas de araña, se

espolvoreó fécula de maíz para mejorar la visibilidad de la tela y a continuación se colectaron las

arañas presentes en las telas, y aquellas que se encontraban en el área mediante captura directa o

búsqueda activa de especimenes, según la metodología de Turnbull (1973). La Figura 3.19

muestra algunas de las telas de araña muestreadas.

Figura 3.19. Telas de araña muestreadas para la captura de especimenes, identificación taxonómica y determinación de contaminantes

La Figura 3.20 muestra el procedimiento para la clasificación y curaduría de los especimenes para

el ingreso a la colección del museo.


MORAVIA: FASE I


3-75

Figura 3.20. Procesamiento de especimenes para el ingreso al museo entomológico Francisco

Luis Gallego (MEFLG)

Los especimenes del grupo de artrópodos fueron depositados en alcohol al 70% para su posterior

traslado a la Universidad Nacional de Colombia. Previo al ingreso al Museo, se realizó un proceso

de curaduría que consistió en la limpieza, separación e identificación del material colectado,

mediante el uso de claves taxonómicas y comparación con el material anteriormente depositado en

el MEFLG, (Borror et al., 1992; Kaston 1972, Roth., 1993)

3.7.2.2 Muestreo de pequeños mamíferos no voladores

Se utilizaron 10 trampas tipo Sherman, en dos repeticiones en el tiempo, estas trampas

consistieron en un armazón de aluminio con un mecanismo especial de modo que se accionan

cuando el animal toma el alimento y se cierra la puerta de acceso, siendo sin duda la más simple

pero efectiva metodología de muestreo para este tipo de fauna (Wilson et al, 1996). Las trampas

fueron puestas al interior de viviendas y fueron colectadas después de 24 horas. Se utilizaron

bolsas de tela y guantes de carnaza para el traslado del material biológico al laboratorio de

Anatomía de la Universidad Nacional sede Medellín y al de la Colección Teriológica de la

Universidad de Antioquia, dónde fueron identificados y procesados los especimenes. La Figura

3.2.4 muestra el tipo de trampa utilizada en la captura de estos animales.

3.7.2.3 Muestreo de Aves

La observación de aves es uno de los métodos mas aplicados para conocer la composición de las

comunidades presentes en una determinada localidad. Se llevaron a cabo detecciones visuales y

auditivas con el fin de obtener la lista de especies lo mas completa y representativa posible. Este

método además permitió obtener datos sobre el comportamiento, ecología e historia natural de las

especies de aves (Villareal et al., 2006).

3.7.2.4 Muestreo de Reptiles

Muchos de los registros de reptiles resultan de observaciones casuales realizadas durante trabajo

de campo (Bruce, 1986). Para caracterizar la herpetofauna de la zona se realizó búsqueda activa

de los individuos y no un muestreo sistemático, según lo recomendado por Manzanilla & Pefaur,

(2000).


MORAVIA: FASE I


3-76

Figura 3.21. Trampas Sherman utilizadas en la captura de pequeños mamíferos no voladores en el Morro de Basuras de Moravia.

3.7.3 Resultados

3.7.3.1 Artropofauna

Insectos

En total, se capturaron 534 individuos, distribuidos en 9 órdenes, 51 familias y 75 morfoespecies.

Como se observa en la Tabla 3.19, el orden más abundante fue Coleoptera con 195 Individuos y la

familia más abundante fue Formicidae con 122 Individuos. Respecto a las clases de trampas, se

observó que la captura realizada con pitfall (coprocebo) fue la más efectiva, capturando 195

individuos, mientras que el uso de trampas pitfall (pescado y fruta en descomposición) capturaron

93 y 112 individuos respectivamente. El uso de la trampa tipo jama permitió capturar 134

individuos.

Cabe resaltar la presencia de Palpada vinetorum y Palpada furcata, como primeros registros de

estas especies para el valle de Aburrá. La clasificación taxonómica de estas especies se describe a

continuación.

Reino: Animalia

Phylum: Arthropoda

Clase: Insecta

Orden: Diptera

Familia: Syrphidae

Subfamilia: Eristalinae


MORAVIA: FASE I


3-77

Tribu: Eristalini

Género: Palpada

Especies: Palpada vinetorum, y Palpada furcata

En la Figura 3.22 se muestra el ingreso de la colección de artrópodos obtenidos en el Morro de

basuras, a la colección general en el MEFLG.

Figura 3.22. Parte de la colección de artrópodos del Morro de Basuras de Moravia, ingresando a la colección general en el Museo Entomológico Francisco Luís Gallego

Tabla 3.20. Lista de insectos presentes en el Morro de basuras de Moravia

ORDEN

Familia

Jama Pitfall

copro

Pitfall

fruta

Pitfall

pescado

Total

general

Blattodea (cucarachas)

Blattidae 5 4 9

Total Orden 5 4 9

Coleoptera (escarabajos)

Bostrichidae 2 2

Cantharidae 2 2


MORAVIA: FASE I


3-78

ORDEN

Familia

Jama Pitfall

copro

Pitfall

fruta

Pitfall

pescado

Total

general

Coccinellidae 5 5

Curculionidae 1 1

Chrysomellidae 7 1 1 9

Hydrophylidae 1 1

Lagriidae 3 3

Nitidulidae 21 26 5 52

Staphylinidae 108 3 3 114

Tenebrionidae 2 1 2 1 6

Total Orden 19 132 34 10 195

Dermaptera (Tijeretas o tijerillas)

forficulidae 1 22 3 26

Total Orden 1 22 3 26

Diptera (Moscas, mosquitos y tábanos)

Agromyzidae 1 1

Callyphoridae 1 1 1 3

Chloropidae 6 1 1 8

Chyronomidae 2 3 5

Dolichopodidae 4 4


MORAVIA: FASE I


3-79

ORDEN

Familia

Jama Pitfall

copro

Pitfall

fruta

Pitfall

pescado

Total

general

Drosophilidae 7 2 2 11

Lauxaniidae 5 5

Muscidae 10 8 1 19

Otitidae 1 1

Phoridae 1 2 3

Sepsidae 3 5 1 9

Sphaeroceridae 21 21

Stratiomydae 1 1

Syllidae 1 1

Syrphidae 2 2

Tachinidae 2 2

Tipulidae 5 5

Total Orden 51 36 7 7 101

Hemiptera

Aphididae 1 1 2

Cicadellidae 7 2 2 11

Coccinellidae 1 1

Coreidae 9 9


MORAVIA: FASE I


3-80

ORDEN

Familia

Jama Pitfall

copro

Pitfall

fruta

Pitfall

pescado

Total

general

Cydnidae 2 2

Lygaeidae 1 1

Membracidae 3 3

Miridae 17 2 19

Pentathomidae 2 2

Simidae 1 1

Tingidae 2 2

Total Orden 42 1 5 5 53

Hymenoptera (Hormigas, abejorros y abejas)

Apidae 1 1

Braconidae 5 5

Chalcididae 1 1

Encyrtidae 1 1

Eupelmidae 1 1

Formicidae 1 25 35 61 122

Ichneumonidae 1 3 1 5

Total Orden 10 25 38 63 136

Lepidoptera (mariposas y polillas)


MORAVIA: FASE I


3-81

ORDEN

Familia

Jama Pitfall

copro

Pitfall

fruta

Pitfall

pescado

Total

general

Heliconidae 1 1

Noctuidae 1 1

Pieridae 4 4

Total Orden 5 1 6

Orthoptera (saltamontes y grillos)

Acrididae 7 1 8

Total Orden 7 1 8

Total general 134 195 112 93 534

Arañas

En total, se capturaron 95 individuos pertenecientes a 4 familias y 13 morfoespecies, los resultados

obtenidos se sumarizan en la Tabla 3.20.

Tabla 3.21. Lista de arañas capturadas en el Morro de Basuras de Moravia

Familia Morfoespecie Número de

individuos

Aranaeidae sp1 24

Aranaeidae sp2 23

Aranaeidae sp3 10

Aranaeidae sp4 9

Aranaeidae sp5 1


MORAVIA: FASE I


3-82

Familia Morfoespecie Número de

individuos

Lycosiidae sp1 4

Lycosiidae sp2 1

Lycosiidae sp3 7

Salticidae sp1 3

Salticidae sp2 1

Thomisidae sp1 4

Thomisidae sp2 7

Thomisidae sp3 1

Total 13 95

Otros artrópodos

Se encontraron 4 especimenes de milpiés (Diplopoda: Polyesmida: Strongylosomidae)

pertenecientes a la especie Oxidus gracilis, en las trampas de caída cebadas con pescado y

excremento.

Pequeños mamíferos no voladores

En total se capturaron 10 individuos pertenecientes a la misma especie, Mus musculus Linnaeus,

1758. Uno de los especimenes capturados escapó. Los especimenes restantes se sacrificaron por

medio de inhalación con éter; a continuación se procedió a la necropsia y extracción y

conservación a -70oC de los tejidos de hígado y riñón. Los tejidos se almacenaron bolsas ziplock,

debidamente rotuladas para el posterior análisis de contaminantes.

Aves

En los avistamientos realizados, se encontraron 9 especies de aves, todas ellas reportadas por

Hilty & Brown (1986) como comunes y ecológicamente tolerantes, presentes en zonas abiertas

urbanas y periurbanas (Tabla 3.21 y Figura 3.23).


MORAVIA: FASE I


3-83

Tabla 3.22. Lista de las especies de aves avistadas en el Morro de Basuras de Moravia

Nombre común Nombre científico

Tórtola Zenaida auriculata (Des Murs, 1847)

Colibrí colirojo Amazilia tzacatl (De la Llave, 1833)

Sirirí Tyrannus melancholicus Vieillot, 1819

Bichofué Pitangus sulphuratus , Lafresnaye,1852

Turpial Icterus nigrogularis (Hahn, 1819)

Canario Sicalis flaveolata (Linnaeus, 1766)

Golondrina Notiochelidon cyanoleuca (Vieillot, 1817)

Petirrojo Pyrocephalus rubinus (Boddaert, 1783)

Gallinazo Coragyps atratus (Bechstein, 1793)

Pyrocephalus rubinus Amazilia tzacatl Zenaida auriculata

Figura 3.23. Aves avistadas en Moravia

Reptiles

Durante todas las visitas al sitio, y a pesar de la búsqueda activa, no se ha observado actividad de

estos animales.


MORAVIA: FASE I


3-84

3.8 DETERMINACION DE CONTAMINANTES EN TEJIDO

ANIMAL

3.8.1 Antecedentes

3.8.1.1 Toxicidad de metales pesados, cianuros, fenoles, sulfuros y bencenos en tejidos

animales.

Dentro de los contaminantes de mayor relevancia en las cadenas tróficas, y en especial para los

animales superiores, se encuentran los metales pesados, los cianuros, fenoles, sulfuros y

bencenos. A continuación se describen algunas características de estos contaminantes, los

síntomas de toxicidad generados en los organismos que los acumulan, y algunos ejemplos de la

normatividad para determinar en que grado de riesgo se encuentra el organismo que presenta

exposición a un contaminante determinado.

Metales pesados

Los metales pesados están caracterizados por tener una densidad mayor a 5 g/ml y entre ellos se

encuentran aquellos denominados esenciales: cobalto: (Co), cobre (Cu), cinc (Zn), hierro (Fe),

manganeso (Mn), magnesio (Mg), molibdeno (Mo) y el níquel (Ni) y aquellos considerados no

esenciales: Mercurio (Hg), cadmio (Cd), níquel (Ni), cromo (Cr), arsénico (As) y plomo (Pb). Estos

últimos han sido ampliamente reportados por su toxicidad, por el hecho que no tienen función

biológica conocida y por su toxicidad en diferentes organismos, (Arroyave 2007; UNECE Aarhus

Protocol, 1998).

Relaciones entre metales pesados y algunos grupos faunísticos en la red alimenticia

Debido a la interacción normal que se desarrolla entre los productores y consumidores de todos

los ordenes en la red alimenticia, los contaminantes que se presentan en el suelo o en las aguas y

en las plantas, van a afectar considerablemente a todos los organismos que habitan el horizonte

superficial del suelo, en su gran mayoría invertebrados. Los predadores de dichos invertebrados,

tales como mamíferos y aves por tanto están en riesgo de contaminación por los metales presentes

en sus presas, (Heikens et al., 2001). A pesar que los metales pesados pueden entrar al ambiente

a través de varias fuentes de contaminación, tales como la concentración de metales en la

atmósfera o el uso de agroquímicos, la disposición de basuras y lodos se constituye como la fuente

principal de entrada de estos contaminantes al ambiente.

En referencia a la capacidad de cada grupo faunístico o especie de acumular metales pesados en

su organismo, existen reportes para diferentes artrópodos, tanto a nivel de laboratorio, como

estudios de campo. A través de dichos estudios, se ha podido determinar que los procesos de

biotransferencia de metales pesados, ocurren diferencialmente para las diferentes familias

estudiadas y ocasionando diferentes problemas en el crecimiento y desarrollo de las diferentes


MORAVIA: FASE I


3-85

especies. A manera de ejemplo, estudios realizados con escarabajos del suelo, reportan altos

niveles de plomo y cadmio en Carabidos, y otros estudios reportan altos niveles de plomo en

Stafinilidos, y en algunas arañas (Jelaska, 2007). De otra parte, y en forma muy general se ha

establecido que la mayoría de taxones acumula los metales pesados en el siguiente orden de

concentración: Pb>Cr>Cd.

Efectos nocivos de los metales pesados en fauna

Respecto a los efectos de los metales pesados en los animales, se citan malformaciones,

acumulación en forma de gránulos especialmente en los intestinos, y cambios en los procesos de

desarrollo en particular aquellos relacionados con la madurez sexual y/o capacidad reproductiva.

En particular, una concentración de 2000 ppm de plomo en artrópodos estuvo asociada a

malformaciones de las extremidades, (Köhler et al., 2005). En el estudio de kitvatanachai et al.,

(2005), se reportó que la presencia de plomo redujo el porcentaje de eclosión de huevos de la

especie Culex kinkefaciatus, la producción de huevos y las tasas de emergencia.

Sánchez-Chardi et al., (2007) cita malformaciones de hígado y riñón, huesos y pulmones de

mamíferos no voladores que estaban expuestos a altas concentraciones de plomo, cromo y

cadmio.

Los efectos de la contaminación en diferentes especimenes, son variados, por ejemplo, el cadmio

se relaciona con daño a los riñones, huesos y pulmones. Este metal se acumula principalmente en

el riñón afectando procesos de reabsorción.

El cadmio también altera el metabolismo del calcio, condición que a su vez, redunda en

enfermedades del sistema óseo. Como rasgo general, se cita que después de una intoxicación con

cadmio, sobrevienen problemas de cáncer. En los organismos, la acumulación de cadmio y plomo

también altera el nivel de otros metales como cinc y hierro (Poprawa et al, 2003). En el caso de

plomo, en los ratones se ha reportado disfunción renal, daños en el hígado y reducción de la

fertilidad.

Los efectos de la contaminación por cinc también son variados. En el estudio realizado por

Augustyniak et al., (2008), con saltamontes de la especie Chorthippus brunneus se cita el efecto

negativo de la contaminación por cinc en el numero de huevos depositados, y en especial se cita el

efecto adverso de las altas concentraciones de cinc en el porcentaje de eclosión de los huevos y

retardo en el desarrollo de los embriones.

Contenido de Metales pesados en grupos faunísticos (casos reportados)

Los casos mas reportados son aquellos referentes a la acumulación de plomo, cromo y cadmio,

especialmente en artrópodos y mamíferos pequeños, como el caso de los ratones y ratas.

Artrópodos.


MORAVIA: FASE I


3-86

En el estudio realizado por Jelaska (2007), se reportan concentraciones de 0.32 a 0.87 ppm

de plomo y de 0.27 a 5.40 ppm de cadmio en escarabajos del género Carabus.

En el estudio realizado por Devkota (2000), se evaluó la relación existente entre las plantas

huéspedes contaminadas con plomo, cromo, cadmio y níquel y cuatro especies de saltamontes

que se alimentaban de ellas. Los autores reportaron que las concentraciones de metales pesados

en las plantas y en los saltamontes, estaban en el orden: Pb >Cd >Hg y que la concentración

promedio de plomo fue cerca de 55 y 20 veces mayor que la de mercurio y cadmio

respectivamente. En dicho estudio, la concentración de plomo siempre fue menor en los insectos

que en las plantas. Los resultados también sugirieron la alta afinidad de los saltamontes por el

cadmio, indicando su importancia como bioindicador de la contaminación por estos metales.

Mamíferos no voladores.

Los pequeños mamíferos no voladores también han sido referenciados como bioindicadores de

contaminación. En el estudio realizado por Sánchez-Chardi et al., (2007) se demuestra la

efectividad de la medición de algunos metales pesados en la comparación de características

morfológicas del riñón y del hígado en ratones expuestos a un área contaminada y en unos ratones

de referencia o blancos. Este estudio se llevó a cabo en un botadero de basura en Barcelona

(España). En dicho reporte, los autores atraparon ratones de la especie Apodemus sylvaticuse y

realizaron determinación de la concentración de metales pesados, mediante el método ICP Masas,

una técnica mas sensible que la Absorción Atómica. La Tabla 3.22 muestra los contenidos de

metales pesados reportados por Sánchez-Chardi et al., (2007).


sylvaticuse en dos sitios de captura, Sánchez-Chardi et al (2007).

Contaminante

Contenido en hígado Contenido en riñones

Captura

realizada en un

sitio control

Captura

realizada en el

botadero de

basura

Captura realizada

en un sitio control

Captura

realizada en

el botadero de

basura

Pb 0.41 0.68 0.73 1.10

Cd 0.3 0.44 0.92 1.44

Cr 0.71 1.32 <LD 3.61

El estudio de Poprawa et al, (2003) realizado en Polonia, reporta diferentes niveles de

concentración de plomo y cadmio en ratones de la especie Apodemou flavicollis, en un estudio


MORAVIA: FASE I


3-87

llevado a cabo en regiones de explotación de zinc y acero. Los autores señalan los cambios

histopatológicos observados en los riñones e hígado, como consecuencia de la exposición a dichos

contaminantes, aún en las concentraciones mas bajas. La Tabla 3.23 condensa los resultados

obtenidos en los muestreos realizados en las diferentes subregiones de las explotaciones

mencionadas.


flavicollis en diferentes sitios de captura, Poprawa et al, (2003).

Contaminante Sitio de muestreo Contenido en Hígado Contenido en Riñón

Pb

Borecka Forest 0.11 0.47

Warsaw 0.18 0.44

Krakow 0.22 1.43

Bukowno 17.61 93.21

Miasteczko Sl 0.81 2.51

Cd

Borecka Forest 0.16 0.55

Warsaw 0.34 1.19

Krakow 0.25 1.16

Bukowno 8.66 23.58

Miasteczko Sl 4.0 6.59

Dentro de los contaminantes más importantes, también se encuentran el cianuro, el sulfuro, el

benceno y los fenoles. A continuación sus antecedentes.

Cianuro

Con este nombre se conocen los radicales de representación CN- que puede ser gases incoloros

como el cianuro de hidrógeno (HCN), o el cloruro de cianógeno (CNCl) o encontrarse en forma de

cristales como el cianuro de sodio (NaCN) o el cianuro de potasio (KCN). El cianuro,

particularmente el ácido cianhídrico, se describe con un olor a almendras amargas, pero no

siempre emana olor y no todas las personas pueden detectarlo. Además el límite de detección del

olor es cercano a la concentración donde comienza a ser tóxico. El cianuro no es persistente, ya


MORAVIA: FASE I


3-88

que en la naturaleza se destruye por acción de la luz solar, descomponiéndose por oxidación en

gases como COx y NOx, (Dasha et al., 2009).

Es un producto que se encuentra con regularidad en la naturaleza en diversos microorganismos,

insectos y en el estado de crecimiento de muchas plantas como un mecanismo de protección, que

los convierte en una fuente alimenticia poco atractiva durante ese periodo.

El cianuro está presente en forma natural en algunos alimentos como las almendras y el cazabe.

En ellos se encuentra con el nombre de amigdalina, en concentraciones que oscilan entre los 377 y

los 2.500 ppm. También se encuentra presente por generación antropogénica, como por los

escapes de los automóviles, humo del cigarrillo y la sal industrial que se usa para derretir el hielo

de los caminos.

Se menciona que el principal efecto nocivo y letal de las diversas variedades de cianuro es el

impedir que el oxígeno portado por los glóbulos rojos en la sangre oxigenada de las arterias llegue

las demás células del organismo. Los efectos dependen de la forma en la que se encuentre el

cianuro sea como gas o como sal. En los mamíferos los primeros indicios de un envenenamiento

por cianuro son una respiración agitada, falta de aire, seguido por la pérdida de conciencia. La EPA

reportó que concentraciones entre 40 a 200 mg/l son consideradas tóxicas para los mamíferos y

humanos. El cianuro de hidrógeno y las sales de cianuro pueden causar irritación y ampollas en la

piel.

En el suelo, algunos compuestos de cianuro pueden formar cianuro de hidrógeno que luego se

evapora mientras que otros compuestos de cianuro se transforman a otras formas químicas por la

acción de microorganismos en el suelo. En concentraciones altas, el cianuro es tóxico a estos

microorganismos por lo que sin ser cambiado a otras formas atraviesa el suelo llegando así hasta

el agua subterránea.

Se menciona que los efluentes industriales contienen entre 0.01 y 10 ppm de cianuro.

Respecto a la normatividad, la Agencia de Protección del Medio Ambiente de EE. UU. (EPA) regula

los niveles permitidos de cianuro en el agua potable. El nivel máximo de cianuro permitido en el

agua potable es 0.2 ppm. La Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU. (OSHA,

por sus siglas en inglés) ha establecido un límite para el cianuro de hidrógeno y la mayoría de las

sales de cianuro de 10 ppm en el aire del trabajo.

Sulfuros

Con este nombre se conocen las combinaciones del azufre con número de oxidación -2 y un

elemento químico. Hay unos pocos compuestos covalentes del azufre, como el disulfuro de

carbono (CS2) y el sulfuro de hidrógeno (H2S) que son también considerados como sulfuros. Uno

de los sulfuros más importantes es el de hidrógeno. Este compuesto es un gas con olor a huevos

podridos y es altamente tóxico. Pertenece, también a la categoría de los ácidos por lo que, en

disolución acuosa, se le denomina ácido sulfhídrico. En la Naturaleza, se forma en las zonas


MORAVIA: FASE I


3-89

pantanosas y en el tratamiento de lodos de aguas residuales, mediante transformaciones

anaeróbicas del azufre contenido en las proteínas o bien por reducción bacteriana de sulfatos. Se

desprende también en las emisiones gaseosas de algunos volcanes y es asimismo un subproducto

de algunos procesos industriales. La toxicidad del sulfhídrico es parecida a la del cianhídrico. La

causa por la cual a pesar de la presencia más común de este compuesto hay relativamente pocos

muertos causados por el mal olor con que va acompañado. Sin embargo, a partir de los 50 ppm

tiene un efecto narcotizante sobre las células receptoras del olfato y las personas afectadas ya no

perciben el olor. A partir de los 100 ppm se puede producir la muerte. Como la densidad del

sulfhídrico es mayor que la del aire se suele acumular en lugares bajos como pozos. El sulfhídrico

parece actuar principalmente sobre los centros metálicos de las enzimas, bloqueándolas e

impidiendo de esta manera su funcionamiento. Para el tratamiento se recomienda llevar al afectado

lo más rápidamente posible al aire fresco y aplicar oxígeno puro. Además el ión sulfuro se combina

con la hemoglobina del mismo modo que el oxígeno precipitando la asfixia del organismo.

Otros compuestos de importancia en la polución del aire lo constituyen los óxidos de sulfuro SOx,

para el cual se cita un límite máximo permitido en el ambiente de 365 g/m3 para un periodo de 24

horas, (Yang et al., 2008).

En mamíferos, la exposición a niveles bajos de ácido sulfhídrico puede producir irritación de los

ojos, la nariz o la garganta. También puede provocar dificultades respiratorias en personas

asmáticas. Exposiciones breves a concentraciones altas de ácido sulfhídrico (mayores de 500

ppm) puede causar pérdida del conocimiento y posiblemente la muerte. En la mayoría de los

casos, las personas que pierden el conocimiento parecen recuperarse sin sufrir otros efectos. Sin

embargo, algunas personas parecen sufrir efectos permanentes o a largo plazo tales como dolor

de cabeza, poca capacidad para concentrarse, mala memoria y mala función motora. No se han

detectado efectos a la salud en personas expuestas al ácido sulfhídrico en las concentraciones que

se encuentran típicamente en el ambiente (0.00011-0.00033 ppm). No hay información que

demuestre que personas se hayan envenenado al ingerir ácido sulfhídrico.

Se tiene poca información sobre lo que sucede cuando se expone al ácido sulfhídrico a través de la

piel. Sin embargo, se sabe que es necesario tener cuidado con el ácido sulfhídrico en forma de

líquido comprimido ya que puede causar quemaduras de la piel por congelación.

A pesar de la alta toxicidad del sulfhídrico para los mamíferos hay muchos microorganismos que

toleran elevadas concentraciones de este gas o que incluso se alimentan de ello.

En los suelos una cantidad excesiva de sulfuro de hidrogeno (H2S) disminuye la absorción de

nutrientes, debido a que disminuye la respiración de las raíces.

Respecto a la normatividad, La OSHA ha establecido una cantidad máxima de 20 ppm para el

ácido sulfhídrico en el aire del trabajo, y un límite de 50 ppm durante un período máximo de 10

minutos si no ocurre exposición adicional. El NIOSH recomienda un límite de exposición máximo

(REL) de 10 ppm durante un período de 10 minutos.


MORAVIA: FASE I


3-90

La normatividad expedida por la World Health Organization WHO (2006), indica como límites

máximos permitidos en un periodo de 24 horas 125 µg/m-3

.

Bencenos

Son hidrocarburos poliinsaturados de formula molecular C6 H6 con forma de anillo. Por lo general

son líquidos incoloros de de aroma dulce y sabor ligeramente amargo, que evaporan rápidamente y

son poco solubles en agua. Son sumamente volátiles y se forman tanto en procesos naturales

como actividades humanas.

Del benceno se derivan otros hidrocarburos entre los que se encuentran el Tolueno, el orto-xileno,

meta-xileno y para-xileno y otros llamados polinucleicos que son el, antraceno y el pireno. Los

volcanes e incendios forestales constituyen fuentes naturales de benceno. El benceno es también

un componente natural del petróleo crudo, gasolina y humo de cigarrillo.

En cuanto a la toxicidad que el benceno genera en la persona que ha estado expuesta a este

elemento, una conducta de aparente embriaguez por lo que se le conoce entre los trabajadores

industriales como ―borrachera de benceno" y se caracteriza por euforia, andar inestable y

confusión. La recuperación de la intoxicación con benceno es total a menos que la duración de la

exposición haya ocasionado cambios patológicos permanentes. El envenenamiento crónico con

benceno es de una importancia toxicológica mayor.

Al igual que la mayoría de los solventes orgánicos, el benceno tiene una acción depresiva sobre el

sistema nervioso central en altas concentraciones, pudiendo causar graves reacciones narcóticas.

Los efectos no son específicos y pueden variar de simples manifestaciones como mareo o dolor de

cabeza, hasta trastornos del sistema respiratorio e incluso paralizar a una persona y producirle la

muerte. Se le cataloga como cancerígeno de primer orden y está ampliamente documentado su

efecto adverso en los procesos de inflamación y reducción en el funcionamiento de enzimas

oxidativas, (Kalf et al., 1989).

La presencia del Benceno en el suelo debe a descargas industriales, eliminación de desechos que

contienen esta sustancia y fugas de gasolina en almacenamientos subterráneos. El Benceno es

biodegradable en el suelo bajo condiciones aerobias.

Fenoles

El fenol en forma pura es un sólido cristalino de color blanco-incoloro a temperatura ambiente. Su

fórmula química es C6H5OH, y tiene un punto de fusión de 43ºC y un punto de ebullición de 182ºC.

el grupo funcional del fenol se denota como Ph-OH. El Fenol es conocido también como ácido

fénico. Puede sintetizarse mediante la oxidación parcial del benceno.

El fenol es una sustancia manufacturada, de la cual resulta el producto comercial en forma de

líquido. Según se conoce, los efectos del fenol se dan aun cuando éste no sea percibido por el


MORAVIA: FASE I


3-91

olfato humano. El fenol se evapora más lentamente que el agua y una pequeña cantidad puede

formar una solución con agua.

La toxicidad se presenta al ser ingerido en altas concentraciones: caso en el que puede causar

envenenamiento, vómitos, decoloración de la piel e irritación respiratoria, convulsiones.

Desafortunadamente es uno de los principales desechos de industrias carboníferas y

petroquímicas; como consecuencia el fenol entra en contacto con cloro en fuentes de agua

tratadas para consumo humano, y forma compuestos fenilclorados, muy solubles y citotóxicos por

su facilidad para atravesar membranas celulares. También es utilizado como desinfectante, (Islas

et al., 1987).

En seres humanos los vapores y líquidos del fenol son tóxicos y pueden ingresar fácilmente al

cuerpo por vía cutánea. Los vapores inhalados lesionan las vías respiratorias y el pulmón. El

contacto del líquido con la piel y los ojos produce severas quemaduras (el fenol es un poderoso

tóxico protoplasmático). La exposición prolongada paraliza el sistema nervioso central y produce

lesiones renales y pulmonares. La parálisis puede desembocar en la muerte. Los síntomas que

acompañan la afección son cefalalgias, zumbido en los oídos, mareos, trastornos

gastrointestinales, obnubilación, colapso, intoxicación, pérdida del conocimiento, respiración

irregular, paro respiratorio (apnea), paro cardíaco y, en algunos casos, convulsiones. El fenol

ejerce efectos teratógenos y cancerígenos, (Región de Murcia, 2007).

Por lo común, el olor y sabor alarmantes evitan lesiones por ingesta. En las plantas Inhibe la

permeabilidad pasiva y el crecimiento. (EPA, 2008).

Debido a la degradación microbiana (aeróbica o anaeróbica) la acumulación de fenol en el suelo

es escasa; el nivel de esta acumulación depende de la presencia de minerales arcillosos (gran

afinidad con el óxido de aluminio).

En cuanto a la normatividad la máxima concentración admisible en los países de la Unión Europea

para fenoles en agua potable es de 0.5 g/l. (EPA, 2008).

Umbrales de emisión establecidos por el RD 508/2007: Umbral de emisión al suelo: 20 kg/año.

3.8.2 Metodología

3.8.2.1 Determinación de contaminantes en tejido animal

Diversos ejemplares de grillos (Orthoptera: Acrididae), arañas, (Araneidae: Gasteracantha),

cucarachas (Blattodea: Blattidae), coleópteros (Coleóptera: Nitidulidae) y ratones (Mus musculus

Linnaeus) se capturaron de acuerdo al método de trampeo descrito anteriormente. Una vez

capturados, los especimenes de artrópodos se conservaron en una solución acuosa de etanol al

70%, hasta el momento de su identificación. Posterioremente, las muestras se almacenaron en la

misma solución a -20oC. Los ejemplares de Mus musculus capturados, se identificaron, y se


MORAVIA: FASE I


3-92

procedió al sacrificio por medio de inhalación con éter y posterior disección con el fin de obtener los

riñones, hígado cráneo y demás resto del cuerpo para posterior análisis. Los órganos disectados y

debidamente rotulados se almacenaron a -20oC. Una vez el laboratorio indicó la disponibilidad de

tiempo, recursos y espacio para el análisis, se procedió al secado de todos los especimenes y

tejidos a analizar. Dicho procedimiento se llevó a cabo en un horno a 60oC, por un periodo de 5

días, con el fin de obtener peso constante en los tejidos. Una vez secos, se procedió al traslado y

recepción de las muestras, en el laboratorio GDCON, en la Sede de Investigaciones Universitaria,

de la Universidad de Antioquia. El material a analizar se codificó y se procedió con la digestión de

las muestras y la lectura de metales pesados. La metodología de digestión y lectura de

contaminantes, se detalla a continuación y siguió el mismo procedimiento que el utilizado para la

respectiva determinación en material vegetal.

3.8.2.2 Determinación de plomo (Pb), cromo (Cr), cadmio (Cd) y Níquel (Ni)

Para la determinación de estos metales pesados, los tejidos se secaron en la mufla a 100ºC por

espacio de 12 horas. Enseguida, se pasaron por el tamiz de 2mm. 1g de material tamizado, se

llevó de nuevo a la mufla, con el propósito de obtener las cenizas de material (400ºC por 20

minutos). La digestión ácida, se llevó a cabo mezclando 5ml de HNO3 y 5 ml de HClO4, a

temperatura de ebullición. La mezcla resultante se evaporó con el propósito de reducir el volumen y

concentrar la muestra. La mezcla se filtra y se lleva a un volumen final de 25 ml. La solución

resultante, es la que se utiliza para medir el contenido de estos metales pesados por medio de

espectrometría de absorción atómica.

Una vez las soluciones estuvieron listas para la lectura de AA, se llevaron al laboratorio de Análisis

Instrumental de la SIU, para la calibración y lectura de absorción, utilizando un espectrómetro GBC

932. Con el fin de corroborar la exactitud de los datos obtenidos, cada 6 muestras se inyectó un

estándar de concentración conocida.

3.8.2.3 Determinación de cianuros, sulfuros y fenoles

Para la determinación de estos compuestos, se utilizó el cuerpo de los ratones, previamente

sometió al proceso de secado.

La determinación de cianuros totales se llevó a cabo siguiendo el método del electrodo selectivo.

Para dicho procedimiento se realiza una extracción inicial de cianuros totales mediante reflujo de la

muestra con un ácido fuerte, posteriormente el ácido cianhídrico se adsorbe en una disolución de

hidróxido de sodio (NaOH). El ion cianuro en la disolución adsorbente se determina entonces por

potenciometría, usando un electrodo selectivo de ion específico para cianuros, en combinación con

un electrodo de referencia de doble junta y un potenciómetro que cuenta con una escala expandida

en milivoltios o un medidor específico de iones (Comunicación personal con el Grupo Técnico del

Laboratorio GDCON, 2008; NMX-AA-058-SCFI, 20011).


MORAVIA: FASE I


3-93

Para la determinación de sulfuros se puede utilizar el método del azul de metileno, que se basa en

la reacción del sulfuro, el cloruro férrico y la dimetil-para-fenilendiamina para producir el azul de

metileno. Una vez desarrollado el color, se añade fosfato de amonio para eliminar el color debido al

cloruro férrico. Posteriormente se realiza la lectura de absorbancia en un espectrofotómetro o foto

colorímetro con filtro para leer a 664 nm, (Comunicación personal con el Grupo Técnico del

Laboratorio GDCON, 2008; NMX-AA-058-SCFI, 20052).

La determinación de fenoles se llevó a cabo mediante el método de destilación y lectura

colorimétrica. El método esta basado en la destilación de los fenoles y la subsiguiente reacción de

estos con 4-aminoantipirina a un pH de 10 ± 0.1 en presencia de ferricianuro de potasio, formando

compuestos de un color amarillo intenso a rojo, los cuales son extraídos de la disolución acuosa

con cloroformo midiendo su absorbancia a una longitud de onda de 460 nm o bien leer

directamente el complejo formado a 510 nm (Comunicación personal con el Grupo Técnico del

Laboratorio GDCON, 2008; NMX-AA-050-SCFI-2001, 2/193) .

3.8.3 Resultados

Los resultados obtenidos para el contenido de metales pesados se sumarizan en la Tabla 3.24 y

los resultados obtenidos para fenoles, sulfuros y cianuros en la Tabla 3.25

Tabla 3.25. Contenido de metales pesados (ppm, en MS) en tejido animal, procedente de

muestras capturadas en el Morro de Basuras de Moravia.

Tejido Plomo (ppm) Cromo (ppm) Cadmio (ppm) Níquel (ppm)

Arañas 5.01 <LD 10.314 <LD

Coleópteros <LD <LD 2.160 <LD

Grillos <LD <LD 1.181 <LD

Cucarachas <LD <LD 3.39 9.5

Ratón (cráneos) 45.05 <LD 0.724 <LD

Ratón (cuerpo) 8.05 <LD 0.573 <LD

Ratón (hígado) <LD <LD 0.184 <LD

Ratón (riñón) <LD <LD 6.738 <LD

<LD: Contenido del metal se encuentra por debajo del límite de detección del método analizado


MORAVIA: FASE I


3-94

Tabla 3.26. Contenido de fenoles, cianuros y sulfuros ppm pesados en tejido animal,

procedente de muestras capturadas en el Morro de Basuras de Moravia

Tejido Fenoles (mg/Kg) Cianuros (mg /Kg) Sulfuros (mg /Kg)

Cuerpos de ratón 0.07 <LD <LD

<LD: Contenido del metal se encuentra por debajo del límite de detección del método analizado

De acuerdo a los resultados observados en la Tabla 3.24, los tejidos animales analizados,

contienen plomo y cadmio principalmente, aunque se encontraron concentraciones de níquel en

cucarachas.

3.8.3.1 Contenido de plomo

Se encontraron contenidos de plomo desde 5.01 a 45.5 ppm en materia seca. Los tejidos en donde

se presentaron las concentraciones detectables de este metal fueron: arañas (5.01), 8.05 (en el

cuerpo de los ratones) y 45.05 (cráneos de ratón), respectivamente.

Estudios previos (Propawa, 2003) señalan que ratones de la especie Apodemos sylvaticus

capturados en sitios de contaminación por trabajos con acero y zinc contenían 17.61 y 93.21 ppm

de plomo en sus tejidos de hígado y riñón, respectivamente. El estudio de Rogival et al., 2007,

reporta información acerca de los contenidos de plomo en tejidos de diversas especies de ratones,

capturados en sitios contaminados y no contaminados. En este caso, los sitios no contaminados se

asociaron con concentraciones entre 0.5 y 7 ppm, mientras que los tejidos provenientes de sitios

contaminados llegaron hasta 20 ppm. En el presente proyecto, el contenido de plomo en el cuerpo

de los ratones, alcanza un nivel muy alto.

Respecto al contenido de plomo en arañas, el estudio de Wilczek et al., (2008), reporta contenidos

de plomo entre 6.3 y 50 ppm de plomo en las especies X. nemoralis, A. labyrinthica y L. triangularis

en dos sitios diferentes de Polonia, con diferentes grado de contaminación por metales. El mismo

estudio, cita que la determinación de metales pesados en arañas, sirve como indicador de metales

pesados en ambientes presumiblemente contaminados, y como estos organismos agregar e

introducen contaminantes a la red alimenticia.

3.8.3.2 Contenido de cadmio

El contenido de cadmio en las arañas muestreadas en el presente estudio fue de 10.31 ppm. Este

valor está en el rango de los valores reportados por Wilczek et al., (2008), donde se indican

contenidos de cadmio entre 12 y 102 ppm de cadmio en las especies X. nemoralis, A. labyrinthica y

L. triangularis en dos sitios diferentes de Polonia, con diferentes grado de contaminación por

metales.


MORAVIA: FASE I


3-95

El contenido de este metal en Coleópteros procedentes de Moravia, se determinó en 2.60 ppm. El

estudio realizado por Jelaska et al., (2007), reporta contenidos de cadmio en diversas especies del

género Carabus, colectados en diversos sitios de la región norte de Croacia, contaminados con

diferentes metales. En dicho estudio, contenidos en coleópteros variaron entre 3.5 y 1.79 ppm de

cadmio.

En el presente estudio, la concentración de cadmio en cucarachas (Blattodea), se determinó en

3.39 ppm. En 1994, Rabitshc reportó concentraciones en un rango desde 2 hasta 7 ppm, para

individuos analizados, pertenecientes a varios géneros. Sin embargo, la literatura específica

respecto a este tipo de insectos no es muy frecuente.

El estudio de Pedersen et al., (2008) indica que el cadmio no es ingerido directamente por los

artrópodos pero que llega fácilmente a su sistema digestivo a través del microvello que recubre el

tracto medio, mediante el transporte celular mediado por canales de Ca+2.

Respecto al contenido de cadmio en ratones, el estudio de Rogival et al., 2007, reporta información

acerca de los contenidos de cadmio en tejidos de diversas especies capturadas en sitios

contaminados y no contaminados. Para este metal, los sitios no contaminados se asociaron con

concentraciones entre 0.66 y 3.26 ppm, mientras que los tejidos provenientes de sitios

contaminados llegaron hasta 57 ppm.

3.8.3.3 Contenido de Níquel

De acuerdo a los análisis realizados, se encontraron 9.5 ppm de Ni, en los tejidos de cucarachas,

siendo ésta la única concentración por encima de los límites de detección del método utilizado.

3.8.3.4 Contenido de fenoles, cianuros y sulfuros

No se encontraron cantidades importantes de estos contaminantes en las muestras analizadas

(cuerpos de ratón).


MORAVIA: FASE I


3-96

3.9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El cerro de basuras de Moravia, por sus características constituye una inigualable fuente de

alimentación para muchos animales silvestres, aunque la riqueza y diversidad de animales no son

comparables con los de un ecosistema natural, cabe anotar que es mucho mayor que en otros

ecosistemas urbanos como el centro de la ciudad. Esto debido a la alta concentración de recursos

alimenticios, a la localización geográfica dentro del centro urbano y al proceso de revegetación que

ha venido ocurriendo en forma natural por un periodo de más de un año.

El reporte de dos especies de insectos no reportados previamente reportadas para el Valle de

Aburrá, sugiere la falta de estudios de fauna silvestre de hábitat no esencialmente urbano, más aún

en sitios altamente perturbados.

Es importante seguir realizando estudios que monitoreen la diversidad de fauna en Moravia, para

poder evaluar su restauración ecológica. Asimismo, sería muy interesante establecer un programa

educacional en el que a través de la experiencia inigualable del Morro de Basuras, se pueda

enseñar a la comunidad el impacto negativo de los basureros, su interferencia con la vida animal y

la posibilidad de rehabilitación de la zona.

En cuanto a la determinación de contaminantes en animales habitantes del cerro, se observaron

muestras con concentraciones considerables de plomo y cadmio, principalmente. La presencia de

plomo y cadmio en los tejidos analizados, sugiere una transferencia a través de la red alimenticia

presente en el cerro de Moravia. Esta transferencia propuesta concuerda con los resultados en

vegetales y suelo, donde se encontraron altas concentraciones de plomo (hasta de 9624 ppm en

suelos y 123 ppm en vegetales) y concentraciones considerables de cadmio (13.44 en suelo, y 22

ppm en vegetales).

Los ratones y artrópodos habitantes del cerro de Moravia, están continuamente expuestos a

material de suelo particulado, a la ingesta casual de plantas cultivadas en el cerro y posiblemente

al contacto/ingestión de lixiviados. Dicha exposición supone el ingreso de estos contaminantes a su

organismo, por vías directas de ingestión. Al respecto, Rogival et al., (2007) sugieren que los

metales pesados pueden ingresar a los ratones y otros animales, mediante la vía respiratoria.

Estos hallazgos incrementan la posibilidad de que estos metales pesados estén entrando a la red

alimenticia en el microambiente del Morro de basuras de Moravia.

La presencia de metales pesados en el tejido animal analizado, refuerza la necesidad de continuar

un proceso de descontaminación, rehabilitación y monitoreo constante de las condiciones

ambientales del cerro, teniendo en cuenta todos los integrantes de la red alimenticia.

Las concentraciones de metales halladas en los organismos pertenecientes a distintos niveles

tróficos estudiados de la fauna del Morro de basuras Moravia, indican que se están llevando a cabo

procesos de transferencia biológica al interior de las redes alimenticias del Morro, lo cual ratifica al


MORAVIA: FASE I


3-97

Morro de basuras como un foco de contaminación para la ciudad y reclama a su vez un rápido

tratamiento y mitigación de los impactos de potencial ocurrencia.

En relación a la contaminación de la fauna por la exposición a metales pesados, las

recomendaciones principales son las de reducir el grado mismo de la contaminación con medidas

indirectas a la fauna, como son la remediación (fitorremediación, biorremediación). Aparte de esta

recomendación se llama la atención sobre el riesgo en el que estaría la población, al haberse

comprobado la transferencia de metales pesados desde el suelo a componentes de la cadena

alimenticia). Aparte de esta recomendación se llama la atención sobre el riesgo en el que estaría

la población, al haberse comprobado la transferencia de metales pesados desde el suelo a

componentes de la cadena alimenticia.

3.10 REFERENCIAS

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MORAVIA: FASE I


3-107

3.11 ANEXOS

Datos Generales de las Especies Presentes en el Morrode Moravia o Especies Reportadas

por su Potencial Fitorremediador

Pelargonium hortorum

Orden: Genariales

Familia: Geraniaceae

Género: Geranium

Hábitat: Necesita de bastante luz (al menos durante 12 horas), toleran el sol directo. Si la tiene

dentro de su casa colóquela en un lugar fresco, con buena circulación de aire.

Requerimientos de suelo y fertilidad: requieren un terreo ligeramente acido, con un pH de 6.5.

Debe ser un terreno suelto, con un buen drenaje que evite el encharcamiento. Si el terreno es

arcilloso conviene añadir abono orgánico.

Potencial fitorremediador: reportada si (X) no ( )

Contaminantes que fitorremedia: Pb


MORAVIA: FASE I


3-108

Solanum nigrum

Orden: Solanales

Familia: Solanaceae

Genero: Solanum

Hábitat: Zonas templadas de todo el mundo, terrenos umbríos y húmedos, orillas, campos sin

cultivar.

Requerimientos de suelo y fertilidad: suelos moderadamente húmedos a húmedos, suelos ricos en

bases, pH de 5.5 a 8, principalmente suelos ricos en nitrógeno.

Potencial fitorremediador: reportada si (X) no ( )

Contaminantes que fitorremedia: Cd. Referencia: Sun/2008

Brassica juncea


MORAVIA: FASE I


3-109

Orden: Capparales

Familia: Brassicaceae

Género: Brassica

Hábitat: Se presenta en climas templados, tropicales secos y tropicales húmedos. Tolera altitudes

de 500 a 4200 m y temperaturas medias anuales de 6 - 27 º C, pero los cultivos derivados crecen

mejor con una temperatura media mensual entre 15 y 18 º C.

Requerimientos de suelo y fertilidad: suelos con pH de 4.3 a 8.3; cultivos derivados de la especie

prefieren suelos ligeramente ácidos.

Potencial fitorremediador: reportada si (x) no ( )

Contaminantes que fitorremedia: mercurio, cadmio, uranio, Referencia: Moreno, Shekhar; Cao L

et al 2005/2008

Bidens pilosa


MORAVIA: FASE I


3-110

Orden: Asterales

Familia: Asteraceae

Genero: Bidens.

Hábitat: Común en suelos modificados, fértiles y con sombra. Campos de cultivo, orillas de

caminos, lugares perturbados. En forma natural se encuentra en taludes y alrededor de ríos de 0 a

2500msnm. Es una de las especies más comunes en lo trópicos.

Requerimientos de suelo y fertilidad:

Potencial fitorremediador: reportada si ( ) no(x)

Familiar cercano reportado: Bidens maximowicziana

Contaminantes que fitorremedia: Pb, Referencia: Hong-gi, et al/2007

Lepidium virginicum

Orden: Brassicales

Familia: Brassicaceae

Genero: Lepidium

Hábitat: En terrenos baldíos y cultivados, principalmente en zonas húmedas y cerca de corrientes

de agua.


Potencial fitorremediador: reportada si ( ) no (x)


MORAVIA: FASE I


3-111

Familiar cercano reportado: Lepidium sativum

Contaminantes que fitorremedia: As

Referencia: Robinson, ed al/2002

Arachis pintoi

Orden: Fabales

Familia: Fabaceae

Genero: Arachis

Hábitat: se adapta bien en regiones tropicales con alturas de 0 a 1800 msnm y con precipitación de

2000 a 3500 mm anuales.

Requerimientos de suelo y fertilidad: Se desarrolla adecuadamente en diversos tipos de suelos,

desde los oxisoles, ácidos y pobres en nutrientes, hasta aquellos encontrados en la zona cafetera

de mejor fertilidad.


Contaminantes que fitorremedia:


MORAVIA: FASE I


3-112

Ricinus comunis

Orden: Malpighiales

Familia: Euphorbiaceae

Genero: Ricinos

Hábitat: nativo de África tropical, y actualmente naturalizado en los climas templados de todo el

mundo.

Requerimientos de suelo y fertilidad: Todo tipo de suelos. Resistente a la sequia. No aguanta el frío

de cierta intensidad.

Potencial fitorremediador: reportada si (x ) no ( )

Contaminantes que fitorremedia: Cd, Pb, Ni, Cu

Urochloa maxima


MORAVIA: FASE I


3-113

Orden: Poales

Familia: Poaceae

Género: Urochloa

Hábitat: Campos y lugares abandonados, orillas de caminos, orillas de lagunas salinas de amplia

adaptación. Áreas secas y semi-húmedas.

Requerimientos de suelo y fertilidad: crece en casi cualquier tipo de suelo siempre que sean bien

drenados húmedos y fértiles, aunque algunas variedades son tolerantes a baja fertilidad y bajo

drenaje. Toleran bajo pH y alta alcalinidad.



Cucúrbita máxima

Orden: Cucurbitales

Familia: Cucurbitaceae

Género: Cucúrbita

Hábitat: Es originaria de Sudamérica, donde crece de forma silvestre.

Requerimientos de suelo y fertilidad: Crecen en cualquier tipo de suelo de calidad, que no se seque

con rapidez y un lugar con mucho sol.

Requerimientos de suelo y fertilidad: Crecen en cualquier tipo de suelo de calidad, que no se seque

con rapidez y un lugar con mucho sol.

Alternanthera albotomentosa


MORAVIA: FASE I


3-114

Orden: Caryophyllales

Familia: Amaranthaceae

Género: Alternanthera

Hábitat: laderas, de 1800 a 2000msnm



Familiar cercano reportado: A. philoxeroides

Contaminantes que fitorremedia: Cd, Pb, Zn, Referencia: Liu et al/2007

Ipomea tiliaceae

Orden: Solanales

Familia: Convolvulaceae

Género: Ipomea

Hábitat: Zona tropical americana, sitios alterados y soleados

Requerimientos de suelo y fertilidad: Los suelos de textura gruesa, sueltos, desmenuzables,

granulados y con buen drenaje, son los mejores. La textura ideal es franco-arenosa, junto a una

estructura granular del suelo. Tolera los suelos moderadamente ácidos, con pH comprendidos

entre 4,5 a 7,5, siendo el óptimo pH = 6.



MORAVIA: FASE I


3-115

Familiar cercano reportado: Ipomea acuática

Contaminantes que fitorremedia: Cd, Pb, Cu, Referencia: Cai, et al

Amaranthus spinosus

Orden: Caryophillales

Familia: Amaranthaceae

Género: Amaranthus

Hábitat: se desarrolla muy bien en sitios soleados, a orillas de caminos, dentro de cultivos diversos,

rastrojos y en potreros y bordes de canales de irrigación



Familiar cercano reportado: Amaranthus graecizans

Contaminantes que fitorremedia: Pb, Zn, Cu, Ni, Referencia: Charry, et al


MORAVIA: FASE I


3-116

Cyperus feraz

Orden: Cyperales

Familia: Ciperaceae

Género: cyperus

Hábitat: sitios soleados y abiertos, diferentes cultivos, desde los 0 a 1300 msnm



familiar cercano reportado: cyperux alternifolius

Contaminantes que fitorremedia: Cd, Pb, Zn, Cu, Referencia: Cheng

Commelina difusa

Orden: Commelinales


MORAVIA: FASE I


3-117

Familia: Commelinaceae

Género: Commelina

Hábitat: es común en cultivos, rastrojos y pastizales; se desarrollan en sitios perturbados, su

crecimiento se ve favorecido en sitios húmedos y sombreados a orillas de carreteras y paredones.

Crece de los 15 a los 1400msnm.




Referencia:

Nicotiana tabacum

Orden: Solanales

Familia: Solanaceae

Género: Nicotiana

Hábitat: Requerimientos de suelo y fertilidad: terreno húmedo fértil y bien drenado. El pH debe

estar entre 5 y 6.5

Potencial fitorremediador: reportada si ( x) no( )

Contaminantes que fitorremedia: Cd, Cu, Referencia: Nedelkoska, ed al/2000


MORAVIA: FASE I


3-118

Nicotiana glauca

Orden: Solanales

Familia: Solanaceae

Género: Nicotiana

Hábitat: terrenos rústicos, escombreras y márgenes de carreteras.



Familiar cercano reportado: Nicotiana tabacum

Contaminantes que fitorremedia: Cd, Cu, Referencia: Nedelkoska, ed al/2000

Brachiaria decumbens


MORAVIA: FASE I


3-119

Orden: Poales

Familia: Poaceas

Género: Brachiariara

Hábitat:

Requerimientos de suelo y fertilidad: Soporta condiciones de acides y baja fertilidad.Soporta

humedad y sequía prolongada.

Potencial fitorremediador: reportada si ( x) no( )

Contaminantes que fitorremedia: Cd, Zn, Pb, Referencia: Santos/2006

Brachiaria humidicola

Orden: Poales

Familia: Poaceas

Género: Brachiaria

Hábitat:

Requerimientos de suelo y fertilidad: se adapta bien a suelos arenosos y de baja fertilidad y

humedad.


Familiar cercano reportado: B. decumbens

Contaminantes que fitorremedia: Cd, Zn, Pb, Referencia: Santos/2006

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