Evaluación de la acumulación de metales pesados y tolerancia de Schoenoplectus Californicus en un humedal construido de flujo vertical

• Autores: Peñaflor, Matías Javier
• Año de publicación: 2023
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de maestría
• Colaborador/a o director/a de tesis: Harguinteguy, Carlos Alfredo
• Materia: Tesis MCI; Recursos hídricos; Agua; Tratamiento del agua; Contaminación del agua; Plantas; Maestría Ciencias de la Ingeniería Mención Ambiente
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (MCI Mención Ambiente)--FCEFN-UNC, 2023
Fil: Peñaflor, Matías Javier. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.
A lo largo de la historia, los hombres han liberado metales pesados y metaloides en ambientes acuáticos naturales a través de diversas actividades antropogénicas. Los metales pesados y metaloides, dependiendo de su forma química pueden transportarse y acumularse en la red trófica o adsorberse a los sedimentos hasta que cambien las condiciones físicas y químicas. En las últimas décadas, los investigadores se han enfocado en el aspecto eco-tecnológico para remediar aguas residuales con macrófitas acuáticas, denominado fitorremediación. Con el objetivo de evaluar la tolerancia y bioacumulación de cobre (Cu), plomo (Pb) y zinc (Zn) en la macrófita acuática Schoenoplectus californicus y en base a esto estudiar su capacidad fitoextractora en aguas contaminadas, se la expuso a una mezcla de concentraciones crecientes de soluciones mezcla de Zn, Pb y Cu, y un control (sin la adición de metales), empleando humedales construidos sub-superficiales de flujo vertical (SSFV) a escala de laboratorio. Para evaluar la capacidad de remoción de los metales en SSFV se utilizaron concentraciones de metales superiores a los “niveles guía de calidad de agua dulce superficial para protección de vida acuática”, establecidos por el Decreto 831/93 reglamentario de la Ley Nacional N° 24.051 de Residuos Peligrosos (Argentina, 1991). Las plantas se cosecharon en cada uno de los humedales, al momento inicial (día 0) y a los 7, 14, 28 días de haber comenzado los tratamientos. El contenido de Cu, Pb, y Zn fue analizado mediante espectrofotometría de absorción atómica de llama (FAAS). También se analizaron parámetros fisiológicos, tales como concentraciones de clorofila a, feofitina a, carotenoides y peroxidación lipídica (MDA y HPCD) con un espectrofotómetro UV-visible. La comparación entre los tratamientos y los tiempos de exposición se realizó mediante análisis de la varianza (ANOVA) a dos factores. La acumulación en S. californicus mostró dependencia con las concentraciones de Cu, Pb y Zn en el medio de cultivo, siendo mayor en las raíces que en las hojas. La acumulación de estos metales en raíz fue significativa en tiempos largos de exposición. S. californicus, fue capaz de acumular mayores niveles de metales en concentraciones moderadas de exposición. Los niveles de bioacumulación (BCF) de Cu, Pb y Zn en la planta acuática emergente se observaron inferiores a los establecidos para plantas hiperacumuladora. xiiiEsta macrófita fue capaz de tolerar los mayores niveles de concentración de la mezcla de metales a lo largo de todo el período de exposición. Esta tolerancia se vio reflejada en que no se observaron cambios fisiológicos significativos, tales como disminución de los pigmentos fotosintéticos o el aumento de productos de peroxidación lipídica. Si bien S. californicus no se comportó como una especie hiperacumuladora, se puede considerar la capacidad de esta planta para tolerar y acumular metales, de interés para fitorremediación de aguas contaminadas a concentraciones moderadas de Cu, Pb y Zn y en las primeras dos semanas de exposición.
Along the history, men have released heavy metals and metalloids in natural aquatic environments through various anthropogenic activities. These heavy metals and metalloids, depending on their chemical form, can be transported and accumulated in the trophic network or adsorbed to the sediments until the physical and chemical conditions change. In recent decades, researchers have focused on the eco-technological aspect to remedy wastewater with aquatic macrophytes, called phytoremediation. In order to evaluate the tolerance and bioaccumulation of copper (Cu), lead (Pb) and zinc (Zn) of the aquatic macrophyte Schoenoplectus californicus and based on this study its phytoextractor capacity in water contaminated, it was exposed to a mixture of increasing concentrations of solutions mixture of Cu, Pb and Zn, and a control (without the addition of metals), using sub-surface vertical flow constructed wetlands (SSVF) built on a laboratory scale. To evaluate the suitability of heavy metals removal in SSVF, were used concentrations of metals higher than the “guideline levels of surface sweet water quality for aquatic life protection”, established by regulatory Decree 831/93, of the National Law No. 24.051 of Hazardous Waste (Argentina, 1991). Plants were harvested from each of the wetlands, at the initial time (day 0), and 7, 14, 28 days after starting the treatments. The content of Cu, Pb, and Zn was analyzed by flame atomic absorption spectrophotometry (FAAS). Physiological parameters were also analyzed, such as concentrations of chlorophyll a, pheophytin a, carotenoids and lipid peroxidation (MDA and CHPD) with a UV-visible spectrophotometer. The comparison between treatments and exposure times was made by analysis of variance (ANOVA) to two factors. The accumulation of S. californicus showed dependence with the concentrations of Cu, Pb and Zn in the tratments, being higher in the roots than in the leaves. The accumulation in roof was depended of the exposure time. S. californicus, was able to accumulate higher levels of heavy metals at moderate concentrations. The bioaccumulation factor to Cu, Pb and Zn in the emergent aquatic plant was lower than those aquatic plants hyperaccumulator. This macrophyte was able to tolerate even the highest concentration levels of the mixture of heavy metals along the period of exposure. This tolerance was reflected in the xvfact that no significant physiological changes were observed, such as decreased photosynthetic pigments or increased lipid peroxidation products. Although S. californicus did not behave as a hyperaccumulator, the capacity of these plants to tolerate and accumulate metals can be considered, of interest for phytoremediation of contaminated water at moderate concentrations of Cu, Pb and Zn in the first two weeks of exposure.
Fil: Peñaflor, Matías Javier. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina.