Utilización de Sustancias Húmicas Comerciales para Optimizar la Fitorremediación de Suelos Mineros Usando Vetiveria (Chrysopogon zizanioides L. Roberty) y Verdolaga (Atriplex portulacoides L.)

Vargas Victoriano, Carmen (2016). Utilización de Sustancias Húmicas Comerciales para Optimizar la Fitorremediación de Suelos Mineros Usando Vetiveria (Chrysopogon zizanioides L. Roberty) y Verdolaga (Atriplex portulacoides L.). Tesis (Doctoral), E.T.S.I. Agrónomos (UPM) [antigua denominación]. https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.42942.

Descripción

Título: Utilización de Sustancias Húmicas Comerciales para Optimizar la Fitorremediación de Suelos Mineros Usando Vetiveria (Chrysopogon zizanioides L. Roberty) y Verdolaga (Atriplex portulacoides L.)
Autor/es:
  • Vargas Victoriano, Carmen
Director/es:
  • Moliner Aramendía, Ana
  • Pérez Esteban, Javier
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 2016
Materias:
Palabras Clave Informales: heavy metals, vetiver, purslane, humic substances, leonardite, soil contamination
Escuela: E.T.S.I. Agrónomos (UPM) [antigua denominación]
Departamento: Producción Agraria
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

Los suelos de las zonas mineras en España presentan frecuentemente un elevado nivel de contaminación por metales pesados. Tradicionalmente se han utilizado técnicas de descontaminación muy agresivas para el medio edáfico que produce alteraciones de las características del suelo e impiden su recuperación o rehabilitación. La fitorremediación es un conjunto de técnicas más económicas y respetuosas con el medio ambiente que las convencionales donde se utilizan plantas en combinación con determinadas enmiendas y prácticas agronómicas para reducir la toxicidad de los contaminantes. Entre estas técnicas, se encuentra la fitoextracción, basada en la absorción de los metales del suelo por las raíces de las plantas y en su translocación a la parte aérea cosechable. La especie vetiveria (Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty) es comúnmente conocida por su eficacia como barrera para el control de la erosión, por tolerar condiciones extremas en suelos y por producir una gran cantidad de biomasa incluso en zonas contaminadas, mientras que la especie verdolaga (Atriplex portulacoides L.), especie arbustiva y halófila, se desarrolla en suelos con amplio rango de condiciones de pH, pudiendo llegar a soportar terrenos muy salinos y pobres en nutrientes. El presente trabajo estudia la posibilidad de recuperación de suelos expuestos a una elevada contaminación por metales pesados mediante fitoextracción asistida por agentes quelantes. Se analizó el efecto de sustancias húmicas comerciales, procedentes de leonardita sobre la solubilidad de los metales Cu, Cd, Pb y Zn en tres suelos mineros mediante curvas de desorción secuencial utilizando disoluciones con diferentes concentraciones de las sustancias húmicas. Posteriormente se utilizaron dichas sustancias para un estudio en macetas, con idea de aumentar la disponibilidad de metales y promover su fitoextracción por las plantas de Chrysopogon zizanioides y Atriplex portulacoides. Para ello, se instaló un ensayo bajo ambiente controlado en macetas, utilizando tres suelos provenientes de las zonas mineras de La Unión (Murcia), El Cuadrón y Bustarviejo (Madrid). Se utilizó un diseño factorial con tres niveles de aplicación de ácido húmico: 0, 2, 10 y 20 g kg-1 de suelo con diez repeticiones. Se evaluó el crecimiento alcanzado por las plantas y la cantidad de metales (Cu, Cd, Pb y Zn) extraída y acumulada por ambas especies en los diferentes tratamientos con sustancias húmicas. Los resultados obtenidos de las curvas de desorción con los compuestos húmicos comerciales mostraron que las sustancias húmicas aumentan la movilidad de los metales en el suelo de El Cuadrón con relativamente bajo contenido en metales pesados. Sin embargo, en suelos con mayor nivel de contaminación, como en el de La Unión, y aplicadas en dosis más elevadas provocan cierta inmovilización. En los ensayo en macetas, se observó que vetiveria y verdolaga resultaron ser más adecuadas para técnicas de fitoestabilización que para fitoextracción. La utilización de estas especies en combinación con altas dosis de sustancias húmicas comerciales consiguió mejorar el crecimiento de las plantas y promover la absorción y acumulación de cobre en las raíces, lo que es útil para fitoestabilización. Palabras claves: metales pesados, vetiveria, verdolaga, sustancias húmicas, leonardita, contaminación de suelos. ABSTRACT Soils from mining areas in Spain often contain high levels of heavy metal contamination. Traditionally, decontamination techniques that result very aggressive for soils have been used. These techniques can produce alterations in the soil characteristics and hinder its recovery and rehabilitation. Phytoremediation is a set of techniques more economical an environmentally friendly than the conventional ones, which mixes plants with certain amendments and agronomic practices to reduce the toxicity of pollutants. Among these techniques, we can highlight phytoextraction, which is based on the absorption of metals from the soil by plant roots and translocation to the aerial parts of plants. Vetiver (Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty) species is commonly known for its effectiveness as a barrier to control erosion, for its tolerance in soils with extreme conditions and its capacity to produce a large biomass even in contaminated areas. On the other hand, purslane (Atriplex portulacoides), a halophyte shrub species, does well in soils with a wide range of pH conditions, being able to withstand highly saline soils and poor in nutrients. This work studies the possibility of recovery of soils exposed to high contamination with heavy metals by phytoextraction techniques assisted by chelating agents. The effect of commercial humic substances, obtained from leonardite, on the solubility of the metals Cd, Cu, Pb and Zn in three mine soils through analyzed sequential desorption procedure using extracting solutions with different concentrations of these substances. After that, the humic substances were used in a pot experiment in order to increase metal availability and to improve phytoextraction capacity of Chrysopogon zizanioides and Atriplex portulacoides plants. This essay consisted on installing containers under greenhouse conditions using three different soils from the mining areas of La Unión (Murcia), El Cuadrón, and Bustarviejo (Madrid). A factorial design was used with three levels of humic substances application: 0, 2, 10 and 20 g kg-1 of soil with ten replications. The biomass development and the amount of metals (Cu, Cd, Pb and Zn) extracted and accumulated by plants in the different treatments with humic substances were evaluated. Results obtained from the desorption study showed that the humic substances increased metal mobility in the soil of El Cuadrón with relatively low heavy metal content. However, in more contaminated soils with higher levels of humic substances there was immobilization of heavy metals. In the pot experiments, it was observed that vetiver and purslane resulted more suitable for phytostabilization than for phytoextraction techniques. The use of these species in combination with commercial humic substances applied at high rates managed to improve plant growth and to enhance uptake and accumulation of copper in roots, which is useful for phytostabilization.

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ID de Registro: 42942
Identificador DC: http://oa.upm.es/42942/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:42942
Identificador DOI [BETA]: 10.20868/UPM.thesis.42942
Depositado por: Archivo Digital UPM 2
Depositado el: 08 Sep 2016 08:17
Ultima Modificación: 08 Mar 2017 23:30
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