Monografía acerca del proceso de fitorremediación, una variante de la biorremediación que utiliza plantas vasculares, algas y hongos para la descontaminación del agua, de los suelos y demás superficies.

1. LORD BYRON SCHOOL
Monografía en Biología
Fitorremediación y capacidad de absorción del ion cúprico (Cu2+
) en solución, de la planta
acuática, Lemna minor (“lenteja de agua”) utilizando métodos colorimétricos.
Integrantes:
***
***
Joaquín Márquez
Supervisora: ***
La Molina – Perú

2. Índice
Introducción
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CAPÍTULO I: Biorremediación
1.1 Definición de biorremediación
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………05
1.2 Clasificación de la biorremediación
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………05
1.3 Usos de la biorremediación
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………05
1.4 Tipos de biorremediación
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………06
1.5 Ventajas y desventajas de la biorremediación
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………06
1.6 Organismos participantes en la biorremediación
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………07
1.7 Fitorremediación
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………07
1.7.1 Métodos colorimétricos
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………07
1.7.2 Absorbancia
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………08
CAPÍTULLO II: Fitorremediación
2.1 Objetivos
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………09
2.2 Justificación

3. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………09
2.3 Hipótesis
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………09
2.4 Control de variables
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………09
2.5 Lugar donde se realizó el experimento
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………09
2.6 Materiales
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………09
2.6.1 Materiales biológicos
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………09
2.6.2 Reactivos
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………09
2.6.3 Materiales de laboratorio
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………10
2.7 Procedimiento
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………10
2.8 Registro y obtención de datos en tablas
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………10
CONCLUSIONES
Conclusión y Evaluación
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………11
Limitaciones
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………11
Sugerencias
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………11

4. Introducción
La contaminación es una amenaza potencial para el medio ambiente. Diversos ecosistemas del
mundo (bosques, lagos, mares, etc.) son víctimas de la polución, afectando así a toda su flora y
fauna.
Existen diferentes tipos de contaminación que hacen daño al planeta. Tipos de contaminación
como la contaminación atmosférica (al aire y a la atmósfera del planeta), la contaminación hídrica
(al agua), la contaminación del suelo, etc.
Un caso muy usado desde hace años para tratar la contaminación en los suelos y el agua es la
biorremediación.
La presente monografía pretende demostrar que la fitorremediación (un derivado de la
biorremediación) es una de las maneras más recomendables en cuanto a costos y seguridad para
evitar la contaminación de ecosistemas acuáticos.
Para cumplir nuestro propósito, se dividirá a este trabajo en tres capítulos. El primero se centrará
en todo lo relacionado a la biorremediación (incluida la fitorremediación). En el segundo se
realizará un experimento de fitorremediación con el cual sustentar nuestra tesis. Por último, el
tercer capítulo contendrá los análisis de los resultados del experimento del capítulo anterior.
Para realizar el experimento del capítulo dos, llevamos a cabo en el laboratorio de nuestro centro
educativo la determinación de la capacidad de la planta acuática Lenmna minor (“lenteja de agua”)
de absorber agentes contaminantes como el ion cúprico (Cu2+
) en solución, utilizando métodos
colorimétricos.

5. CAPÍTULO I: BIORREMEDIACIÓN
1.1 Definición de biorremediación
La biorremediación es una tecnología actualmente usada para la transformación de contaminantes
orgánicos en compuestos más simples o que no sean nada contaminantes devolviéndolos a su estado
natural, mediante el uso de microorganismos: generalmente como las bacterias, hongos o levaduras;
plantas o las enzimas derivadas de ellos. Esta tecnología está basada en el uso del metabolismo de los
microorganismos para que se puedan lograr las transformaciones de los compuestos orgánicos. Este
proceso puede ser usado por diversas razones como la limpieza de terrenos o purificación de aguas
contaminadas (generalmente se utilizan para esos fines).
1.2 Clasificación de la biorremediación
La biorremediación puede clasificarse en in situ o ex situ. La primera consiste en tratar el material
contaminado en el lugar en que se encuentra sin trasladarlo a otra parte. Algunos ejemplos de estas
tecnologías consisten en operaciones de compostaje, la ventilación biológica, la filtración por raíces o
la estimulación biológica.
En los procesos ex situ el material contaminado es trasladado a otro lugar para realizar o completar su
descontaminación. El tratamiento se efectúa en un biorreactor donde re realiza el proceso en forma
controlada, es decir se suministran nutrientes, se inoculan los microorganismos deseados, se mantiene
una aireación continua y se controla el PH y la temperatura en los valores adecuados para el
crecimiento de los microorganismos.
1.3 Usos de la biorremediación
La biorremediación ha traído muchos beneficios a la humanidad, gracias a sus diversos usos. Por
ejemplo, el uso de la ingeniería genética para crear organismos específicamente diseñados para la
biorremediación tiene gran potencial. La bacteria Deinococcus radiodurans (el organismo más
resistente a la radiación que se conoce) ha sido modificado para que pueda consumir tolueno y los
iones de mercurio de desperdicio nuclear altamente radioactivo.
Además investigadores de los centros TNO/Delat Research Institute y la Wageningen University
conjuntamente con el centro Tecnológico de Gestión de Residuos Orgánicos GIRO (España), han
demostrado que el nonilfenol se puede degradar en presencia de oxígeno gracias a la acción de
microorganismos que habitan de forma natural en estos ambientes acuáticos. Sin embargo, la
biorremediación en el agua se ve afectada debido a que los nutrientes generalmente se encuentran en
bajas concentraciones, por lo que es necesario adicionar fósforo y nitrógeno como forma de estimular
el crecimiento de los microorganismos que potencialmente degradarán los compuestos tóxicos. Entre
los procesos más interesantes, la descomposición microbiana de hidrocarburos es de considerable
importancia económica y ambiental ya que una de las principales causas de contaminación del
ambiente son los derrames de petróleo. Las bacterias, hongos y otros organismos tienen la capacidad
de digerir o degradar el petróleo en energía. En la mayoría de los casos, la degradación microbiana de
petróleo se produce mientras los microbios absorben el oxígeno y "queman" el petróleo en energía. En

6. algunos casos, sin embargo, la degradación se produce de manera anóxica, sin oxígeno. Esto es
importante, porque gran parte de la remediación de derrames de petróleo en el que los seres
humanos están interesados pueden tener lugar en ambientes (por ejemplo, las marismas) donde
prevalecen condiciones de anoxia.
1.4 Tipos de biorremediación
Básicamente, los procesos de biorremediación pueden ser tres:
-Degradación enzimática: Este proceso usa enzimas en el área contaminada con el fin de degradar las
sustancias nocivas. Dichas enzimas son previamente producidas en bacterias transformadas
genéticamente. Esta aplicación de la biotecnología lleva décadas en el mercado y las compañías
biotecnológicas ofrecen enzimas y microorganismos genéticamente modificados para la realización de
este proceso.
-Remediación microbiana: Se refiere al uso directo de microorganismos en el foco del área afectada.
Los microorganismos pueden provenir del ecosistema contaminado, o bien, de otro. Si provienen de
otro deben ser inoculados en el sitio contaminado. Si no es necesaria la inoculación pueden
administrase más nutrientes como el fósforo o el nitrógeno con el fin de acelerar el proceso.
Existen bacterias y hongos que pueden degradar fácilmente el petróleo y sus derivados. También
pueden degradar parcialmente otros compuestos químicos como el PCB, el arsénico, selenio y cromo.
Y aunque no pueden degradar metales pesados, como el cadmio o el mercurio (ya que no son
biodegradables), pueden concentrarlos de tal manera que resulte más fácil su eliminación.
Sin embargo, hay ciertos agentes contaminantes que los microorganismos actuales no pueden
degradar. La biotecnología, sin embargo, puede solucionar este problema. En cualquier momento se
podrá generar un nuevo y más potente microorganismo, capaz de contrarrestar los efectos
contaminantes de estos agentes.
-Fitorremediación: Consiste en usar plantas para limpiar ambientes contaminados. A pesar de seguir
en desarrollo, es un proceso muy efectivo e interesante, que radica en la capacidad de algunos
vegetales de absorber, acumular y/o tolerar altas concentraciones de contaminantes como metales
pesados, compuestos orgánicos y radioactivos. Las ventajas de este método son que es barato y que su
realización es rápida en ciertos procesos degradativos.
Zayed (1998) investigó el potencial de la lenteja de agua para acumular cadmio, cromo, cobre, níquel,
plomo y selenio. Los resultados demostraron que, en condiciones experimentales de laboratorio, la
planta resultó ser un buen acumulador de Cd, Se y Cu, un acumulador moderado de Cr y pobre
acumulador de Ni y Pb. Las concentraciones más altas de cada elemento acumulada en los tejidos de la
lenteja de agua fueron de 13,3 g Cd / kg, 4,27 g Se / kg, 3,36 g Cu / kg, 2,87 g Cr / kg, 1,79 g Ni / kg y
0,63 g Pb / kg.
1.5 Ventajas y desventajas de la biorremediación

7. Algunas ventajas que pueden destacar de la biorremediación sobre otros métodos son que: en primer
lugar, en la biorremediación se transfiere poca contaminación de un medio a otro mientras que por
otro lado , generalmente los tratamientos físicos y químicos se basan en la transmisión de la
contaminación entre los medios: líquido, sólido o gaseoso; en segundo lugar, otra ventaja puede ser
que se trata de una tecnología no intrusiva y además de que generalmente no requiere componentes
estructurales o mecánicos que deban ser destacados; en tercer lugar, cabe resaltar que al tratarse de
un proceso natural resulta comparativamente económico comparado con otros procesos que
requieran químicos más complejos y es un proceso aceptado públicamente debido a que es benéfico
para el ambiente; y en cuarto lugar, en caso de que la contaminación esté en lugares que sean
inaccesibles o difíciles de llegar, la biorremediación lo puede hacer sin problemas.
Sin embargo, todo proceso con ventajas puede tener también algunas desventajas o limitaciones como
por ejemplo: en primer lugar, la generación de intermediarios metabólicos negativos a causa de la
biodegradación incompleta, con poder contaminante parecido o superior; en segundo lugar, es que
este proceso requiere de mayores tiempos de tratamiento a comparación de otros procesos; y en
tercer lugar, es que no pueden emplearse cuando se trata de un tipo de suelo que no favorece el
crecimiento microbiano
1.6 Organismos participantes en la biorremediación
En el proceso de la biorremediación participan diversos organismos, pero los que son más
frecuentemente usados son los microorganismos: como por ejemplo las bacterias que son uno de los
organismos más abundantes en el suelo que pueden ser capaces de degradar compuestos tóxicos que
contienen cloros o petróleo, o también pueden reducir las formas altamente tóxicas de mercurio en
otras menos tóxicas y volátiles; otro organismo que es también usado son las algas que son
organismos inmóviles que no son muy utilizados en la biorremediación; también los hongos que son
organismos heterótrofos también inmóviles que emplean la materia orgánica como fuente de carbono
y energía, estos abundan mucho en el suelo, pero no tanto como las bacterias; otro microorganismo
son los protozoos que son organismos que requieren de agua para realizar sus actividades metabólicas
y se ha podido comprobar que un protozoo consume en varias ocasiones cientos de miles de células
bacterianas por hora por lo tanto esta permite controlar el crecimiento bacteriano ocasionando
distintos efectos en los suelos. Muchos organismos pueden participar en el proceso biorremediador,
sin embargo los mencionados son los más importantes.
1.7 Fitorremediación
1.7.1 Métodos colorimétricos
Son análisis cualitativos que permiten conocer la presencia o ausencia de determinadas sustancias.
Con este método se pueden identificar y cuantificar biomoléculas en solución y en muestras biológica
s. Para tal fin se emplean reactivos específicos que reaccionan con el compuesto a analizar para
formar un producto coloreado que permite detectarlo en muestras complejas.

8. La muestra adquiere una coloración, proporcional a la concentración del parámetro que se desea
determinar.
Evaluando la intensidad del color se establece la concentración.
1.7.2 Absorbancia
Se puede definir a absorbancia a la medida de atenuación de una radiación al atravesar una sustancia,
que se expresa como el logaritmo de la relación entre la intensidad saliente y la entrante, esta nos
indica la cantidad absorbida por la muestra.

9. CAPÍTULO II: FITORREMEDIACIÓN
2.1 Objetivos:
 Determinar la capacidad de absorción del ion cúprico (Cu2+
) en solución, de la planta acuática,
Lemna minor utilizando métodos colorimétricos.
 Relacionar los resultados con su aplicación en la fitorremediación de aguas contaminadas.
2.2 Justificación
Hemos escogido este tema, ya que actualmente se puede observar mucha contaminación en el
ambiente: en el aire, suelos y agua; y la fitorremediación y la biorremediación en general son procesos
que nos permiten descontaminarlos naturalmente mediante el uso de organismos vivos (plantas o
microorganismos) y creemos que esto es ahora muy necesario y es una de las mejores maneras para
poder descontaminar el medio ambiente
2.3 Hipótesis:
 La planta Lemna minor (“lenteja de agua”) cultivada en una solución acuosa de sulfato de cobre
(II) absorbe los iones cúpricos de la solución.
 La intensidad de color (absorbancia) de las soluciones donde crecen las plantas acumuladoras de
iones cúpricos decrece a medida que transcurre el tiempo debido a que este parámetro es
directamente proporcional a la concentración de los solutos coloreados en la solución.
 Las especie de planta acuática Lemna minor es útil en fitorremediación.
2.4 Control de Variables
 Independiente: las concentraciones iniciales de iones cúprico.
 Dependientes: la velocidad de absorción por las plantas.
 Controladas: se debe tener el mismo suministro de luz y oxígeno durante todo el experimento (se
utilizó el mismo lugar físico para todo el experimento). La temperatura, la presión y la humedad
tendrían que controlarse, se las dejó en el mismo ambiente en las condiciones ambientales
durante un mes (se aproxima más a la situación real donde serán colocadas estas plantas).
2.5 Lugar en donde se realizó el experimento
El experimento se realizó en el colegio Lord Byron, con ayuda de nuestra profesora y la encargada del
laboratorio de química. Nuestro grupo trajo los materiales necesarios mientras que el colegio puso los
reactivos.
2.6 Materiales:
2.6.1 Materiales biológicos
 Planta acuática lemna minor
2.6.2 Reactivos
 Sulfato de cobre (II)
 Agua destilada

10. 2.6.3 Materiales de laboratorio
 5 matraces Erlenmeyer de 250 ml.
 Algodón para tapar los matraces
 Balanza de precisión
2.7 Procedimiento:
1. Cultivar la planta acuática lemna minor en una pecera aireada hasta tener cantidad
suficiente para la experiencia.
2. En cada matraz Erlenmeyer colocar 200 ml. De agua destilada y agregarles a tres de
ellos sulfato de cobre (II) de 0.05 M, 0.1 M y 0.2 M.
3. Pesar la cantidad de lemna minor que se va a utilizar, dividirla entre tres y agregar
cantidades iguales de lemna minor a cada uno de los matraces.
4. En los otros dos matraces colocar otros 200 ml. de agua destilada. Agregarle a uno
sulfato de cobre 0.1 M.
5. Cada dos días, verificar los cambios que la lemna minor le trajo a los tres matraces
usando métodos colorimétricos y compararlos con los otros dos matraces que no
contengan la planta.
Foto N°1: Soluciones de sulfato de cobre (ii) en agua destilada en diferentes
molaridades
2.8 Registro y obtención de datos en tablas
Tabla N°1: Comparación de las muestras con el pasar de los días
Matraz Día Color de la muestra
CuSO4 0.05 M + lemna minor
CuSO4 0.1 M + lemna minor
CuSO4 0.2 M + lemna minor
CuSO4 0.1 M
Agua destilada

11. CONCLUSIONES
-Conclusión y evaluación
 La planta acuática lemna minor (lenteja de agua) absorbe los iones cúpricos del sulfato de
cobre (II) en solución acuosa, ayudando a descontaminar el agua.
 Mientras menos sea la concentración del sulfato de cobre (II), menos tiempo tardará la planta
en descontaminar el agua, debido a que el tiempo requerido para dicho proceso es
directamente proporcional a la concentración de CuSO4.
 La especie de planta acuática lemna minor es útil en el proceso de fitorremediación ya que
descontamina el agua de manera natural y económica.
-Limitaciones
 Encontrar ciertas definiciones y datos relacionados con el experimento fue difícil.
-Sugerencias
 Buscar más detalladamente y no solo en Internet, sino también en libros.