FITORREMEDIACION

Fundamentos y aplicaciones

El termino fitorremediación hace referencia a una serie de tecnologías que se basan en el

uso de plantas para limpiar o restaurar ambientes contaminados, como aguas, suelos, e
incluso aire.. Los primeros sistemas de tratamiento de aguas residuales a base de plantas
se implementaron en los países europeos a principios de 1960, utilizando juncos o
carrizos.

Se define como una tecnología sustentable que se basa en el uso de plantas para reducir
in situ la concentración o peligrosidad de contaminantes organicos e inorgánicos de
suelos, sedimentos, agua y aire, a partir de procesos bioquímicos realizados por las
plantas y microorganismos asociados a su sistema de raíz que conducen a la reducción,
mineralización, degradación, volatilización y estabilización de los diversos contaminantes.

Se han definido estrategias de fitorremediacion en función del papel que tienen las plantas
en el proceso de fitorremediacion, asi como de los principales mecanismos involucrados.
Tales se precisan a continuación:

a) Fitodegradacion o fitotransformacion: Se basa en la transformación o degradación

en sustancias menos toxicas diversos tipos de contaminantes organicos, a través
de reacciones enzimáticas que llevan a cabo plantas y microorganismos en la
rizosfera. Dichos contaminantes son parcial o completamente degradados o
transformados.
b) Fitoestimulacion: las actividades metabólicas y fisiológicas de plantas, favorecen el
desarrollo de comunidades microbianas; particularmente hongos y bacterias,
cuyas actividades metabólicas causan la mineralización de los contaminantes.
c) Fitovolatizacion: Algunas plantas son capaces de volatilizar ciertos contaminantes.
Estos son absorbidos, metabolizados, transportados desde su raíz a sus partes
superiores y liberados a la atmosfera en formas volátiles, menos toxicas o
relativamente menos peligrosas en comparación con sus formas oxidadas. Se
efectua básicamente en la raíz.
d) Fitoestabilizacion: Utiliza plantas con denso sistema de raíz para usarlo como
mecanismo de retencion, lignificación o humidificación, para la inmovilización de
metales. Las plantas ejercen un control hidráulico que succiona la humedad de los
suelos debido a sus altas tasas de evaporación. Los metales se fijan en las raíces
de las plantas o en la materia organica de los suelos, limitando asi su
biodisponibilidad y su migración vertical hacia los mantos acuíferos.
e) Fitoextraccion: Se implementa para extraer metales de suelos contaminados.
f) Rizofiltracion: Se basa exclusivamente en hacer crecer raíces de plantas terrestres
para absorber, concentrar y precipitar metales pesados de aguas residuales
contaminados.. involucra la comunidad microbiana asociada a sus sistema de raíz.
Las medidas colectivas para contaminantes organicos incluyen la fitodegradacion (o
fitotransformacion) y la fitoestimulacion, mientras que para los metales pesados , se
aplican la fitovolatizacion, la fitoestabilizacion, la fitoextraccion y la rizofiltracion.

Los mecanismos de fitorremediación de metales pesados han sido más estudiados en plantas
terrestres que en acuáticas, sobre todo en especies acumuladoras conocidas como metalofitas y otras
de importancia económica

Ventajas Desventajas
• Es un proceso relativamente lento
• Es una tecnología sustentable (cuando las especies
• Es eficiente para tratar diversos tipos de son de vida larga, como árboles o
contaminantes arbustos)
in situ • Es dependiente de las estaciones
• Es aplicable a ambientes con • El crecimiento de la vegetación puede
concentraciones estar limitado por
de contaminantes de bajas a moderadas extremos de la toxicidad ambiental
• Es de bajo costo, no requiere personal • Los contaminantes acumulados en las
especializado hojas pueden ser
para su manejo ni consumo de energía liberados nuevamente al ambiente
• Es poco perjudicial para el ambiente durante el otoño
• No produce contaminantes secundarios (especies perennes)
y por lo mismo • Los contaminantes pueden acumularse
no hay necesidad de lugares para en maderas para
desecho combustión
• Tiene una alta probabilidad de ser • No todas las plantas son tolerantes o
aceptada por el acumuladoras
público, ya que es estéticamente • La solubilidad de algunos contaminantes
agradable puede incrementarse,
• Evita la excavación y el tráfico pesado resultando en un mayor daño ambiental o
• Tiene una versatilidad potencial para migración de contaminantes
tratar una gama • Se requieren áreas relativamente
diversa de materiales peligrosos grandes
• Se pueden reciclar recursos (agua, • Pudiera favorecer el desarrollo de
biomasa, metales) mosquitos (en sistemas
acuáticos)

Sistemas de fitorremediacion acuática

1. Humedales construidos. Complejo de sustratos saturados, vegetación emergente y

subemergente, animales y agua que simula los humedales naturales, diseñado y
hecho por el hombre para su beneficio.
2. Sistema de tratamiento con plantas acuáticas flotantes. Estanques
semiconstruidos o naturales, donde se mantienen plantas flotantes para tratar
aguas residuales.
 3. Sistema de tratamiento integral. Combinación de los dos sistemas anteriores.
4. Sistema de sizofiltracion

Estos sistemas pueden remover eficientemente fosfatos, nitratos, fenoles, pesticidad,

metales pesados, elementos radioactivos, fluoruros, bacterias y virus, de aguas residuales
municipales, agrícolas e industriales.

Tipos de plantas acuáticas

Con base en sus formas de vida, las plantas utilizadas en los sistemas de fitorremediación
acuática se clasifican en tres grupos:

Emergentes: la raíz de estas plantas está enterrada en los sedimentos y su parte superior
se extiende hacia arriba de la superficie de agua.

Flotantes: se subdividen en dos grupos:

a) Plantas de libre flotación (no fijas): sus tallos y hojas se desarrollan sobre la superficie
del agua. Sin embargo, sus raíces no están fijas en ningún sustrato y cuelgan en la
columna de agua.
Sus estructuras vegetativas y reproductivas se mantienen emergentes.
b) Plantas de hoja flotante (fijas): tienen sus hojas flotando sobre la superficie del agua,
pero sus raíces están fijas en los sedimentos.

Sumergidas: se desarrollan debajo de la superficie del agua o completamente

sumergidas.

Criterios de selección de okantas para la fitorremediacion

las plantas a utilizar deben tener las siguientes características:

• Ser tolerantes a altas concentraciones de metales.

• Ser acumuladoras de metales.
• Tener una rápida tasa de crecimiento y alta productividad.
• Ser especies locales, representativas de la comunidad
 natural.
• Ser fácilmente cosechables.
Funciones de las plantas en los sistemas de fitorremediacion acuática

los mecanismos involucrados en la remoción de contaminantes de aguas residuales son de tres tipos:
físicos (sedimentación, filtración, adsorción, volatilización), químicos (precipitación, hidrólisis,
reacciones de óxido-reducción o fotoquímicas) y biológicos (resultado del metabolismo microbiano,
del metabolismo de plantas, de procesos de bioabsorción).

Uno de los principales procesos que ocurren en el tratamiento de aguas residuales, es la degradación
de la materia orgánica que llevan a cabo los microorganismos que viven sobre y alrededor de las
raíces de las plantas. Otro fenómeno importante es el relacionado con la atracción electrostática
entre las cargas eléctricas de las raíces de las plantas con las cargas opuestas de partículas coloidales
suspendidas, a fin de ser absorbidas y asimiladas por las plantas.

Parte de la planta Función

Raíces o tallos sumergidos • Sustrato para el crecimiento bacteriano
• Medio para la filtración y adsorción de
• Sólidos
• Bioabsorción y acumulación de contaminantes
Tallos u hojas emergentes • Atenúan la luz del sol y así pueden evitar
• el crecimiento de algas suspendidas
• Reducen los efectos del viento sobre el
• agua
• Reducen la transferencia de gases y
• calor entre la atmósfera y el agua
• Transfieren oxígeno desde las hojas
• a la raíz
• Transfieren y acumulan contaminantes

Mecanismos de tolerancia a metales pesados

1) Exclusión: involucra un sistema de reflujo o liberación de metales desde el interior de la

planta hasta el exterior, para evitar o minimizar la acumulación en sus tejidos.
2) Mineralización reduce la biodisponibilidad de los metales, que por tanto no pueden ser
absorbidos.
3) Solubilización está relacionada con la transformación del metal insoluble a una forma
soluble, es decir, su transformación de una forma no asimilable a una asimilable.
4) Reducción implica la transformación de especies químicas altamente tóxicas a especies
menos tóxicas, las cuales pueden entonces ser asimiladas y metabolizadas por las plantas.
5) Quelacion. describe la formación de un complejo entre el metal y el ligante, formando un
complejo muy estable que puede ser transferido y acumulado en las vacuolas de la planta.
De esta manera, el metal se encuentra “secuestrado” y no está disponible para ejercer su
toxicidad.

Complejos quelantes

Entre los quelantes producidos por las plantas se encuentran los ácidos orgánicos, particularmente
citrato, oxalato y malato; algunos aminoácidos, principalmente histidina; y metalotioneínas y
fitoquelatinas. Los dos últimos son los más importantes ya que tienen un papel fundamental en la
homeostasis y destoxificación de metales..

Si las plantas no fabrican las fitoquelatinas, los metales inhibirán su crecimiento y

consecuentemente morirán.

Respecto a las plantas acuáticas, hasta la fecha sólo se ha demostrado la síntesis de fitoquelatinas en
algas marinas y de agua dulce.

La fitorremediacion en Mexico

El Instituto de Ecología (Inecol) inició estudios sobre fitorremediación acuática hace 14 años.
han establecido dos líneas de investigación usando plantas acuáticas flotantes para la remoción de
nutrientes de aguas residuales y la remoción de metales pesados de aguas residuales industriales.
En el primer caso, se desarrollaron dos sistemas integrales, uno para el tratamiento de aguas
residuales de granjas porcinas, denominado “bioespirulinema”, que combina la digestión anaerobia
con la ficorremediación (remediación con algas) y la fitorremediación, y otro para el tratamiento de
aguas residuales generadas durante el procesamiento de café.

Respecto a la segunda línea de investigación, la atención se ha centrado en Salvinia minima, un

helecho acuático tropical que ha demostrado ser muy eficiente para la remoción de plomo y cadmio.

Notas
La Fitorremediacion es una tecnología barata, simple, sustentable, compatible con el ambiente y
estéticamente más agradable que las tecnologías convencionales.

Particularmente la fitoextracción y rizofiltración son las estrategias de fitorremediación más

desarrolladas, tanto que actualmente son comercializadas por algunas compañías de remediación
ambiental en Europa y Estados Unidos.