Diseño de un humedal para la remoción de cd, as y cr con plantas de typha latifolia (Espadaña)

Abstract

El presente trabajo forma parte de los estudios que realizó la Facultad de Ciencias Químicas y el Posgrado Multidisciplinario de Ciencias Ambientales de la UASLP (Carranza, et al, 2005; Carranza, 2005; Alonso, 2005; Pecina, 2008; Leura, 2009) con la finalidad de estudiar la capacidad de las plantas de Typha latifolia para sobrevivir en ambientes acuáticos contaminados con metales pesados y arsénico, así como estudiar la factibilidad de utilizar a esta planta en procesos de fitorremediación. El proyecto tuvo como propósito dilucidar los procesos por los que la Typha latifolia era capaz de tolerar elevadas concentraciones de cadmio, arsénico y cromo. Esta investigación estuvo sustentada en resultados obtenidos en trabajos previos, y buscó diseñar un sistema de tratamiento que maximizara las capacidades observadas de las plantas de la especie Typha para tolerar y acumular Cd, As y Cr, ya que son elementos que se encuentran en gran abundancia en los cuerpos de agua y representan un gran riesgo ambiental tanto para la vida silvestre como para los seres humanos. Desde los años 70, en diferentes países de Norteamérica y Europa se ha venido utilizando los humedales naturales como sistema de tratamiento de aguas residuales contaminadas con metales pesados y arsénico, ya que estos sistemas poseen la capacidad de depurar aguas altamente contaminadas, debido a lo cual se empezaron a diseñar sistemas de tratamiento que simularan las condiciones de tales ecosistemas, lo que dio paso a la aparición de los humedales construidos. En México, el uso de los humedales como sistemas de tratamiento no se ha extendido a los niveles observados en países como Estados Unidos, Canadá, o varios más de la Comunidad Europea. Su aplicación es una alternativa sumamente atractiva debido a su bajo mantenimiento y costo de instalación-operación, una efectividad de remoción notable para nitratos y fosfatos, y respetable para metales pesados y compuestos orgánicos. No obstante, es necesario investigar más a fondo los diferentes procesos involucrados en la remoción de contaminantes, tales como metales pesados, arsénico y compuestos orgánicos, con el objeto de diseñar un humedal altamente efectivo dada la complejidad de compuestos que se encuentran presentes en las aguas residuales domésticas e industriales. En este trabajo se diseñó un humedal de flujo subsuperficial y se construyó a nivel microcosmos, con una longitud de 2 m, y una mezcla de grava y piñón como material de soporte, y con plantas de Typha latifolia como material vegetal. Este humedal cuenta con ventajas tales como un mantenimiento mínimo, menores tasas de evaporación, disminución de la aparición de vectores transmisores de enfermedades como mosquitos y una vista amigable al entorno, entre otros. Además, al humedal se le instalaron 6 puertos de muestreo a lo largo del mismo, con el objeto de obtener el comportamiento de los elementos estudiados (cadmio, arsénico y cromo) durante 90 días de experimentación. Los resultados obtenidos indicaron una remoción del 100% de cadmio de la columna de agua, así como la capacidad de las plantas de Typha de adsorber y acumular cadmio y cromo en raíces, y transportar parte de estos elementos a las hojas. Los puertos de muestreo fueron fundamentales para comprender el comportamiento de la remoción del cadmio, arsénico y cromo a lo largo del humedal, y la medición de clorofila fue un factor indispensable que permitió comprobar el efecto dañino de los elementos tóxicos en las plantas.