Un estudio reciente realizado por investigadores brasileños e informado por la Fundación de Investigación de São Paulo demostró el potencial de la totora austral para su uso en la rehabilitación sostenible de áreas afectadas por relaves de la mina de mineral de hierro.
En un artículo publicado en el Journal of Cleaner Production, los investigadores explican que sus experimentos demostraron que la planta puede recoger hasta 34 veces más manganeso del suelo contaminado que otras plantas que se encuentran en ambientes similares.
Typha domingensis o totora del sur es una planta pantanosa llena de juncos que habita en aguas dulces a ligeramente salobres y mide unos 2,5 m de altura.
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El análisis realizado por los investigadores mostró la cantidad de manganeso corresponde a 6,200 miligramos por kilogramo (mg/kg) en los brotes de la planta, en comparación con un promedio de 240 mg/kg para otras especies.
El trabajo de campo se realizó en Regência en el estuario del río Doce, estado de Espírito Santo, área inundada por parte del 50 millones de metros cúbicos de residuos de minería de hierro liberados cuando la represa de relaves de Fundão se rompió en noviembre 2015 en la localidad de Mariana, Minas Gerais (estado vecino a Espírito Santo), provocando el peor desastre ambiental de la historia de Brasil.
El desastre afectó 50 municipios de Minas Gerais y Espírito Santo, y 19 personas murieron. Los desechos tóxicos llegaron al estuario unas dos semanas después y se estima que contaminaron 240. 8 hectáreas de selva tropical atlántica y mataron 18 toneladas métricas de pescado. Muchos proyectos y programas se han puesto en marcha desde entonces para tratar de mitigar los daños, pero el estuario sigue contaminado.
El estudio mostró que las plantas en el estuario extrajeron 147 toneladas métricas de manganeso, o 55. 7 toneladas por hectárea (t/ha).
Un estudio anterior realizado en la misma área mostró que las mismas plantas eliminaron mayores cantidades de hierro del suelo y el agua contaminadas que Hibiscus tiliaceus, un 4–13 m árbol con flores amarillas a menudo llamado hibisco de playa.
“Hemos estado trabajando en el Doce desde 2015 y han logrado una buena comprensión de la dinámica geoquímica de varios metales contenidos en los relaves , como el hierro, manganeso y otros elementos potencialmente tóxicos”, dijo Tiago Osório Ferreira, autor principal de ambos artículos, en un comunicado de prensa. “Esto nos brinda la oportunidad de avanzar en la planificación de estrategias de remediación más efectivas para estas áreas contaminadas. El conocimiento acumulado en estos estudios se utilizará no solo para rehabilitar áreas degradadas sino también para formular estrategias de agrominería como una contribución a una minería más sostenible.”
Fitorremediación y agrominería2015
La fitorremediación implica el uso de plantas para extraer y eliminar contaminantes elementales o disminuir su biodisponibilidad en el suelo. La agrominería consiste en cultivar plantas capaces de almacenar metales en sus raíces y hojas con el fin de extraer estos metales para uso industrial.
“Sabíamos por investigaciones realizadas por otros que el manganeso es un problema en la región, contaminando el agua, el suelo y los peces. Cuando fuimos al área afectada por relaves de mineral de hierro, esperábamos encontrar que T. domingensis y Eleocharis acutangula acumuló más manganeso que H. tiliaceus, una especie de árbol encontrada en el área, pero los resultados mostraron que T. domingensis puede acumular 14 veces más manganeso en sus partes aéreas que las otras dos especies. El proceso tuvo menos impacto a través de la placa de hierro radicular [a form of physiological adaptation whereby iron oxide precipitates to form iron plaque on the surface of the plant’s roots]”, dijo Amanda Duim Ferreira, primera autora de ambos artículos.
Según el último estudio, T. domingensis acumulado 18 mg/kg en raíces y 75 mg/kg en placa de hierro.
Plantas adaptadas a ambientes húmedos capturan oxígeno de la atmósfera a través de sus partes aéreas y lo transfieren a las raíces a través de un tejido poroso llamado aerénquima. Esta oxigenación mantiene el sistema radicular, que es el responsable del anclaje así como de la ingestión de agua y sales minerales.
La absorción de materia orgánica por las plantas favorece la disolución del óxido de manganeso, y la liberación de protones puede desencadenar la disolución del carbonato de manganeso. Por otro lado, las plantas acuáticas también pueden oxidar su rizosfera (la zona que rodea las raíces de las plantas donde la biología y la química del suelo están influenciadas por las raíces) debido al transporte interno de oxígeno a las raíces para evitar la hipoxia. Este proceso puede reducir la biodisponibilidad del manganeso.
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Los investigadores midieron los parámetros fisicoquímicos del suelo (pH de la rizosfera, pH del suelo en masa y potencial redox), así como el contenido orgánico total de carbono. También extrajeron manganeso del suelo en sitios con vegetación natural de las tres especies de plantas y realizaron un fraccionamiento geoquímico de manganeso en los suelos estudiados.
Se midieron los niveles de manganeso en las raíces de las plantas, porción aérea y placas de hierro. Se determinaron factores de bioconcentración y translocación para estimar su capacidad de actuar como hiperacumuladores de manganeso y su potencial uso en programas de fitorremediación.
“Estos descubrimientos abren un abanico de posibilidades para el aprovechamiento de fitorremediación. El conocimiento de los mecanismos de absorción puede ser la base para cultivar T. domingensis a través de diferentes estrategias para obtener resultados óptimos. Hemos pasado de la fitorremediación a la agrominería mientras continuamos con esta investigación”, dijo Osório Ferreira.
