Este documento trata sobre los metales pesados en los suelos. Los metales pesados pueden provenir de fuentes naturales como la meteorización de rocas, o de fuentes antropogénicas como fertilizantes, residuos industriales y agrícolas. Los metales pesados incluyen elementos esenciales como el hierro y el zinc, y elementos no esenciales altamente tóxicos como el plomo y el cadmio. La biodisponibilidad de los metales en el suelo depende de factores como el pH y la materia orgánica

1. Metales Pesados
Remediación de Suelos
Lic MSci Silvana Torri
Facultad de Agronomía, UBA

2. Metales pesados
Densidad > 6 g/cmDensidad > 6 g/cm33
NNúúmero atmero atóómico >20 (excluyendomico >20 (excluyendo
metales alcalinos y alcalinometales alcalinos y alcalino--ttéérreos)rreos)
Densidad < 10=Densidad < 10=BiBi--CdCd
Densidad entre 10 y 20: Hg,Densidad entre 10 y 20: Hg, PbPb, Tl, Th,, Tl, Th, AgAg
Densidad > 20= W, UDensidad > 20= W, U

3. Cuadro l-4.. Los metales pesados más imponantes sus densidades,
b d rl ·¡ Ia un anc1a y su cate o a como esenoa es y o contammantes
Elemento Densidad R:ocas m¡vkg Esencial Contaminante
'lfcm' vegetal/animal
Ag 10.5 0.07 X
Au 19.3 o.os
Bi 9.8 0.17 X
Cd 8.7 0.2 X
Cr 7.2 100.0 X X
Co 8.9 25.0 X X
Cu 8.9 55.0 X X
Fe 7.9 6xl04 X ·x
H• 13.6 0.08 X
La 6.2 25.0 X
Mn 7.4 950.0 X
Pb 11.3 13.0 X
Mo 10.2 1.5 X X
Ni 8.9 75.0 X X
P, 21.5 0.05
TI 11.9 0.45 X
Th 11.5 9.6 X
Sn 7.3 2.0 X X
u 19.1 2.7 X
V 6.1 135.0 X
w 19.3 1.5 X X
Zn 7.1 70.0 X X
Zr 6.5 165.0 X
Tomado de Davis, (1980).

4. Metales pesados
Contaminación ambiental
Toxicidad
Ecotoxicidad

5. Origen de los Metales pesados en
los suelos
Derivados de los procesos de meteorizaciDerivados de los procesos de meteorizacióónn
Material parentalMaterial parental
Provenientes de procesos de contaminaciProvenientes de procesos de contaminacióón: diversasn: diversas
investigaciones han identificado la actividad humanainvestigaciones han identificado la actividad humana
como la principal causa de contaminacicomo la principal causa de contaminacióón deln del
ecosistema con metalesecosistema con metales (Charlesworth et al., 2003,
Tüzen, 2003, Al-Khashman, 2004, Banat et al., 2005 and
Chen et al., 2005).

6. Origen natural
Meteorizacion:
En el proceso de meteorizacion,
los metales pesados, no suelen
superar los umbrales de toxicidad y
además se encuentran bajo formas muy
poco asimilables para los organismos.

7. origen antropico
Las actividades que provocan una
modificación del contenido natural son muy
variadas: vertidos industriales, vertidos
procedentes de actividades mineras,
aplicación de productos químicos agrícolas
y lodos residuales, gases de combustión,
emisión de partículas del tráfico rodado,
residuos sólidos de origen doméstico.

8. Materiales agrícolas y hortícolas
Impurezas de fertilizantes: Cd, Cr, Mo, Pb, U, V, Zn.
Aguas y lodos residuales; especialmente Cd, Ni, Cu, Pb,
Zn
Estiércoles, principalmente de aves y cerdos: Cu, As, Zn.
Plaguicidas: Cu, As, Hg, Pb, Mn, Zn.
Residuos derivados de los fertilizantes orgánicos: Cd, Cu, Ni,
Pb, Zn.
Conservantes de la madera: As, Cu, Cr.
Corrosión de objetos metálicos: Zn, Cd.

9. Niveles de metales pesados agregados al suelo por insumos
utilizados en la agricultura, (Fergusson, 1990).
Elemento Fertilizantes
fosfatados
Fertilizantes
nitrogenados
Calcáreo Biosólidos Estiércol Irrigación Pesticidas
As <1-120 2-120 0,1-24 2-30 <1-25 <10 3-30
Bi <1-100
Cd 0,1-190 <0,1-9 <0,05-
0,1
2-3000 <0,1-0,8 <0,05
Hg 0,01-2 0,3-3 <1-56 <0,01-
0,2
0,6-6
In 1,4
Pb 4-1000 2-120 20-1250 2-7000 0,4-16 <20 11-26
Sb <1-10 2-44 <0,1-0,5
Se 0,5-2,5 <=0,1 1-17 0,2-2,4 <0,05
Te 20-23 0,2

10. Enriquecimiento de Metales
pesados en suelo

11. Fuentes antropogFuentes antropogéénicas denicas
de contaminacicontaminacióónn
•Fertilizantes y enmiendas
•Agua de riego
•Residuos animales y barros
cloacales
•Pesticidas y otros químicos
•Industria, Minería, Trafico
Contaminación
del suelos
Contaminación de
aguas subterráneas

12. La contaminación con MP no solo afecta la produccion y
calidad de los cultivos, sino que influye en la calidad de la
atmósfera y cuerpos de agua y es una amenaza para la
salud animal y humana

13. Metales pesadosMetales pesados
micronutrientes elementos traza sin función
biologica o fisiológica
conocidas

14. Clasificación
Oligoelementos o micronutrienteso micronutrientes::
son requeridos en pequeson requeridos en pequeññas cantidadesas cantidades
por plantas y animales y son esencialespor plantas y animales y son esenciales
para que los organismos completen supara que los organismos completen su
ciclo vital. Pasado cierto umbral sonciclo vital. Pasado cierto umbral son
ttóóxicos. Por ello el txicos. Por ello el téérmino de elementosrmino de elementos
traza potencialmente ttraza potencialmente tóóxicosxicos

15. Clasificación
Metales pesados sin función
biológica conocida: su presencia ensu presencia en
determinadas cantidades en seres vivosdeterminadas cantidades en seres vivos
lleva a disfuncioneslleva a disfunciones en elen el
funcionamiento de sus organismos.funcionamiento de sus organismos.
Resultan altamente tResultan altamente tóóxicos y presentan laxicos y presentan la
propiedad de acumularse en lospropiedad de acumularse en los
organismos vivos.organismos vivos.
CdCd, Hg,, Hg, PbPb, Sb,, Sb, BiBi, Sn, Tl, etc..., Sn, Tl, etc...

17. Respuesta de las plantas al estrés por deficiencia o
toxicidad de Metales Pesados. a) elementos traza
esenciales, b) elementos traza no esenciales
Kabata-Pendias, 2000

18. cinccinc
hierrohierro
cobrecobre
cromocromo
yodoyodo
cobaltocobalto
Elementos Traza
Esenciales
Actualmente la OrganizaciActualmente la Organizacióón Mundial de la Saludn Mundial de la Salud
considera los siguientes elementos comoconsidera los siguientes elementos como
esenciales para la salud humana:esenciales para la salud humana:
molibdenomolibdeno
selenioselenio
siliciosilicio
manganesomanganeso
nnííquelquel
BoroBoro
vanadiovanadio

19. Funciones
B, Cu, Zn, Fe,B, Cu, Zn, Fe, MnMn,, MoMo, Cl esenciales, Cl esenciales
para la nutricipara la nutricióón de plantas.n de plantas.
B, Cu, Zn, Fe,B, Cu, Zn, Fe, MnMn,, MoMo, Co, As,, Co, As, CrCr, F,, F,
Ni, Se, Sn y V esenciales en laNi, Se, Sn y V esenciales en la
nutricinutricióón animal.n animal.

20. HierroHierro (Fe(Fe2+2+))
ManganesoManganeso (Mn(Mn2+2+))
CobreCobre (Cu(Cu2+2+))
Zinc (ZnZinc (Zn2+2+))
BoroBoro (H(H33BOBO33))
MolibdenoMolibdeno (MoO(MoO44
--))
CloroCloro ((ClCl--))
Nutrientes funcionales:
no intervienen en reacciones
bioquímicas reconocidas
Cd, Pb, Si, V
Nutrientes esenciales
para ciertos vegetales:
Na, Ni, Si
Nutrientes esenciales
para animales:
Co, I, Se
Elementos tóxicos:
As, Cd, Cu, Pb, Zn
Escenciales para
todos los vegetales
adaptado de Torri et al, 2014

21. HierroHierro (Fe(Fe2+2+))
ManganesoManganeso (Mn(Mn2+2+))
CobreCobre (Cu(Cu2+2+))
Zinc (ZnZinc (Zn2+2+))
BoroBoro (H(H33BOBO33))
MolibdenoMolibdeno (MoO(MoO44
--))
CloroCloro ((ClCl--))
Síntesis de clorofila y de proteínas
Factor coenzimático
Traslocación de carbohidratos
Germinación del polen
Constituyente de la
nitrato reductasa
Cofactor de enzimas
Regulación osmótica
Previene enfermedades radicales
adaptado de Torri et al, 2014

22. Requerimientos y extracción en grano de
nutrientes para producir una tonelada de
grano de maíz.
Fernando O. García - INPOFOS/PPI/PPIC

23. Valores máximos de concentración de
metales en suelos (mg/kg) admitidos por ley
24051 de Residuos Peligrosos en Argentina
Valores
en suelos

24. Existen diferencias en elExisten diferencias en el
comportamiento de los diferentescomportamiento de los diferentes
elementos traza en el suelo y su rolelementos traza en el suelo y su rol
en las plantas y animales.en las plantas y animales.
Cadmio y el cincCadmio y el cinc sonson
relativamente mrelativamente móóvilesviles
Plomo y el cobrePlomo y el cobre presentan mayorpresentan mayor
inmovilidad en suelosinmovilidad en suelos
((NissenNissen,, LeppLepp 1997; Watson1997; Watson et alet al. 1999). 1999)

25. Diversos estudios han mostrado unDiversos estudios han mostrado un
alto grado dealto grado de retenciretencióónn yy bajabaja
solubilidadsolubilidad de los metales en elde los metales en el
suelo, afectada por parsuelo, afectada por paráámetros delmetros del
suelo tales como:suelo tales como:
pH,pH,
concentraciconcentracióón del metal,n del metal,
capacidad de intercambio anicapacidad de intercambio anióóniconico
contenido de materia orgcontenido de materia orgáánicanica
mineralogmineralogíía del sueloa del suelo
(Mart(Martíínez,nez, MottoMotto 2000;2000; KookanaKookana,, NaiduNaidu 2001; Zhu2001; Zhu
2000).2000).

26. Elementos traza en
solución del suelo
Lixiviación
Reacciones
redox
Salidas
Absorción vegetal
y remoción del
cultivo
Reducción Oxidación
Formas
Orgánicas
Ciclado
interno
Inmovilización
Mineralización
Volatilización
Hg, As, Se
Metilación
ingresos
Minerales
Primarios
Minerales
Secundarios
Absorción –
Intercambio
Catiónico
Precipitación
Residuos
vegetales
Disolución
Disolución
Desorción
Sorción
Superficie del agua
Erosión,
escurrimiento
Fertilizantes
y Pesticidas
Derrames
accidentales
Sub-productos agrícolas,
municipales e industriales
Sedimentos contaminados
y residuos de minas
Lluvia
Residuos
animales
Ciclo de los metales pesados en el suelo

27. adaptado de Torri et al, 2014
FERTILIZANTES
MATERIA
ORGÁNICA
MICRO
ORGANISMOS
QUELATOS
ARCILLAS
SILICATADAS
SOLUCIÓN
DEL
SUELO
(1)
PRECIPITADOS
MINERALES
PRIMARIOS
MINERALES
SECUNDARIOS
Lavado
Aguas de drenaje, ríos
1) óxidos, sulfatos, fosfatos,
carbonatos, etc.
Ciclo de los metales pesados en el suelo

28. El escurrimiento y lixiviaciEl escurrimiento y lixiviacióón desden desde
sitios contaminados conlleva a unsitios contaminados conlleva a un
incremento en la concentraciincremento en la concentracióón den de
metales en las aguas superficiales ymetales en las aguas superficiales y
subterrsubterrááneas.neas.
Por otra parte, altas concentraciones dePor otra parte, altas concentraciones de
elementos traza en suelos puedeelementos traza en suelos puede conducir
a suelos improductivos por problemas
de fitotoxicidad

29. Forma en la que se encuentre el metal retenido enForma en la que se encuentre el metal retenido en
el suelo y disponibilidad relativa por las plantas yel suelo y disponibilidad relativa por las plantas y
por tanto la incorporacipor tanto la incorporacióón en los organismosn en los organismos

30. Porcentaje aproximado de los mecanismos dePorcentaje aproximado de los mecanismos de
absorciabsorcióón radicaln radical
Micronutriente Intercepción radical Flujo masal Difusión
B 0.1 99.9 -
Cu 70 20 10
Fe 50 10 40
Mn 15 5 80
Zn 20 20 60
adaptado de Torri et al, 2012

31. La biodisponibilidad de metales en los suelos se
encuentra regulada por:
pH del suelopH del suelo
Procesos deProcesos de óóxidoxido –– reduccireduccióónn
Actividad radicalActividad radical
Contenido de materia orgContenido de materia orgáánicanica
Procesos de intercambio catiProcesos de intercambio catióóniconico
Factores climFactores climááticos y de manejoticos y de manejo

32. Efecto del pH sobre la disponibilidad de losEfecto del pH sobre la disponibilidad de los
micronutrientesmicronutrientes
Mo
B
Cu, Zn
Fe, Mn
Cl
adaptado de Torri et al, 2012

33. Efecto del pH en el contenido de micronutrientesEfecto del pH en el contenido de micronutrientes
(mg kg(mg kg--11 MS) en granos de avena (MS) en granos de avena (Avena SativaAvena Sativa))
BerrowBerrow,, BurridgeBurridge 19911991
pH Mn Zn Mo
4.5 109 55 0.21
5.0 86 52 0.35
5.5 57 48 0.41
6.0 24 36 0.66
6.5 11 31 0.68

34. Efecto del potencial deEfecto del potencial de óóxidoxido--reduccireduccióónn sobre lasobre la
disponibilidad de los micronutrientesdisponibilidad de los micronutrientes
Zn, Cu
Fe
Mn
FeII soluble
adaptado de Torri et al, 2012

35. Efecto de la actividad radicalEfecto de la actividad radical sobre lasobre la
disponibilidad de los micronutrientesdisponibilidad de los micronutrientes
adaptado de Torri et al, 2012

36. Contenido de materia
orgánica
La estabilidad de los complejos presenta la
siguiente tendencia
Cu > Fe > Mn = Co > ZnCu > Fe > Mn = Co > Zn
Adsorcion: La materia orgánica puede adsorber tan fuertemente a algunos
metales, como es el Cu, que pueden quedar no disponible para las plantas.
Formacion de quelatos solubles, pudiendo migran con mayor facilidad a lo
largo del perfil. La complejación gobierna la solubilidad y la bioasimilidad de
metales pesados.
La toxicidad de los metales pesados se potencia en gran medida por su fuerte
tendencia a formar complejos organometálicos, lo que facilita su solubilidad,
disponibilidad y dispersión.

37. Contenido y mineralogía de
arcillas
La capacidad de cambio de cationes esLa capacidad de cambio de cationes es
mmíínima para los minerales del grupo denima para los minerales del grupo de
la caolinita, baja para las micas, altala caolinita, baja para las micas, alta
para las esmectitas y mpara las esmectitas y mááxima para lasxima para las
vermiculitasvermiculitas..

38. Bajas temperaturas restringen elBajas temperaturas restringen el
crecimentocrecimento radical, afectando de maneraradical, afectando de manera
indirecta la tasa de absorciindirecta la tasa de absorcióón.n.
Las interacciones entre macro yLas interacciones entre macro y
micronutrientes (efecto antagmicronutrientes (efecto antagóónico)nico)
originadas pororiginadas por sobrefertilizacionsobrefertilizacion, puede ser, puede ser
causa de deficiencias.causa de deficiencias.
Factores climáticos y de manejo
adaptado de Torri et al, 2012

39. Métodos de diagnóstico
analisis de suelos
analisis foliar

40. TOXICIDAD DE LOS METALES
PESADOS
El grado de toxicidad de los metalesEl grado de toxicidad de los metales
pesados en el suelo no solo depende delpesados en el suelo no solo depende del
tipo de elemento de que se trate y de latipo de elemento de que se trate y de la
concentraciconcentracióón en que se encuentre, si non en que se encuentre, si no
que tiene una especial incidencia la formaque tiene una especial incidencia la forma
ququíímica o fmica o fíísica en que se presente, yasica en que se presente, ya
que regula su disponibilidad y por tanto elque regula su disponibilidad y por tanto el
efecto contaminante producido.efecto contaminante producido.

41. AnAnáálisis de sueloslisis de suelos
extracciextraccióónn dede formasformas disponiblesdisponibles
extracciextraccióónn secuencialsecuencial
extracciextraccióónn totaltotal
Contenido total y disponible de micronutrientes en ArgiudolesContenido total y disponible de micronutrientes en Argiudoles
TTíípicos del N de la provincia de Buenos Airespicos del N de la provincia de Buenos Aires
elemento total Disponible (mg kg-1
)
EDTA DTPA
suelo Valor crítico suelo Valor crítico
Zn 59 2.1-13.2 0.7-1.4
Cu 16.4 2.2-3.4 0.75 0.81-1.85 0.4
Fe 20900 70.12
Mn 584.33 10-30 5-10 9-10 0.21

42. BiodisponibilidadBiodisponibilidad
Indicador clave de riesgos
potenciales que posee el
contaminante, tanto
ambientalmente como para la salud
humana

43. Determinación del contenido total
La contaminación de suelos con metales generalmente se determina
en base a las concentraciones totales
Reactivos Autores Elemento
HCl-HNO3 Mc Grath y Cunliffe (1985); Merry y col.(1983);
Baghdady y Sippola (1983 y 1984 a yb)
HCl-HNO3 Mahan y col. (1987); Fernando y col. (1986);
Lamothe y col. (1986)
Fe, Cu, Mn, Zn, Ni, Cr,
Hg, Co, As, general
Cr; general;
Elementos volátiles
HNO3 Chang y col. (1984); May y Stoeppler (1984);
Hawke y Lloyd (1988)
Ni, Cr; As, Hg; Cd, Pb,
Cr, Cu, Zn, Ni
HNO3, HF Brown y col. (1984 a); Schramel y col. (1987) Ni, Cr, Co, Hg
HNO3- HClO4 May y Stoeppler (1984); Cala Rivero y col. (1985)
Sanzolone y col. (1979)
Hg, As
HNO3- H2SO4 Van der Veen y col. (1985) As
HclO4- HF Tessier y col. (1979); Bruemmer (1986);
Carrasco y Prendez (1984)
Pinta (1971); Bendicho y Loos-Vollebregt (1990)
General
Ni, Cr, Co
General
H2O2 - HNO3- HCl Davies (1984) General
H2O2 - HF Brueckner y col. (1987) General
H3BO3 – HF Bernas (1968) General
HCL Barros (1989) As, Sb, Bi, Cd, Co, Ag

44. Aunque es útil indicar el nivel general de la
contaminación del suelo, las concentraciones totales del
metal no explican su biodisponibilidad y por lo tanto la
toxicidad real de los mismos, siendo las características
del suelo los factores más importantes que influencian
su biodisponibilidad
La extracción de metales con DTPA (dietilen triamina
pentacetato) proporciona una evaluación química de la
cantidad de metales que estan disponibles para ser
absorbidos por los vegetales

45. Más utilizados

46. CuCuáál es la razl es la razóón de esta diversidadn de esta diversidad
de mde méétodos?todos?
El objetivo es obtener un extractante universal que
permita determinar la biodisponiblilidad de un gran
número de metales, que los resultados
estén correlacionados con los niveles detectados en
planta, y por lo tanto que los resultados obtenidos de
diferentes estudios puedan compararse.
•Complejidad de mecanismos de reacción del MP
•Relacionado con la absorción por las plantas

47. Torri. Lavado 2008

48. Procedimientos de extracción
secuencial
La extracción secuencial consiste en tratar sucesivamente
el suelo con reactivos de agresividad creciente, que
permitan liberar de manera gradual los metales pesados
en función de su capacidad de movilización.
El empleo de extracción simple, no resulta suficiente
cuando se pretende conocer el contenido de metal presente
en cada una de las fases del suelo, conocimiento que permite
prever la movilidad de los metales pesados por cambios en
las condiciones de suelo a lo largo del tiempo.
Torri et al, 2012

49. ExtracciExtraccióónn secuencial,g secuencial, sesegúún metodologn metodologííaa
propropuesta porpuesta por McGrathMcGrasth yy OegarraCeggarra )(1992(1992)
FracicFraccióón n solulb soluble e ie e
inntteercarcambialbmbiable:e:
FracicFraccióó an unida a mn unida a materia ogrteria
orgáánica:
FracicFraccióón unida a n unida precipitados
g a inorprecipitados
inorgáánicos:
FracciFraccióón remanente l

50. Otras técnicas para la
extracción secuencial:
intercambiableintercambiable
unida a materia orgunida a materia orgáánicanica
unida a carbonatosunida a carbonatos
unida aunida a óóxidos de hierro y manganesoxidos de hierro y manganeso
remanenteremanente

51. Fraccionamiento del Zn en tres suelos
representativos de la region pampeana.
Suelos no contaminados y suelos con agregado de
biosólidos.
Torri, Lavado 2008

52. Los metales están considerando entre los agentes
contaminantes más peligrosos del medio ambiente
No se degradan por procesos físicos y por lo tanto
permanecen en el medio por gran tiempo.
Afectan ciclos biogeoquímicos y se acumulan en los
organismos vivos, pudiendo ingresar a la cadena trofica
la movilidad de ciertos metales como Pb, Zn y Cd
depende fuertemente de sus formas químicas más bien
que de la concentración total del elemento (Torri Lavado
2008, 2009, y otros).
Los especiación del metal puede ayudar a determinar
cuan fuertemente se encuentra retenido o su facilidad
para liberarse a la solución del suelo.

53. Nivel óptimo de
nutrientesSintomas de
deficiencia
Condiciones
no
sintomáticas
A B C D E F
Disponibilidad
de
micronutrientes
rendimiento
100%
Rango de
deficiencia
Rango de
maximo rendimiento
Rango de
toxicidad
Valor
Critico
Deficiencia
aguda
Deficiencia
latente
(leve)
Nivel
Optimo
Nivel de
lujo
Toxicidad
leve Toxicidad
aguda
Rangos de suficienciaRangos de suficiencia
Torri 2005

54. ConcentraciConcentracióón den de CdCd y rendimiento dely rendimiento del
arroz segarroz segúún la concentracin la concentracióón inicialn inicial
dede dede CdCd en suelo.en suelo.

55. SSííntomas visualesntomas visuales
DesventajasDesventajas
ssííntomasntomas dede diferentesdiferentes deficienciasdeficiencias sonson semejantessemejantes
superposicisuperposicióónn dede seseññalesales
son solo orientativos de la existencia de algún problema
de deficiencia o fitotoxicidad, bajo ningún concepto
reemplazan el análisis foliar.
VentajasVentajas
orientativos en el diagnorientativos en el diagnóósticostico
distintas especies presentan los mismos sdistintas especies presentan los mismos sííntomasntomas

56. AnAnáálisis foliarlisis foliar
prevee la detecciprevee la deteccióón de condiciones no sintomn de condiciones no sintomááticas en laticas en la
plantaplanta
confirma la naturaleza de sconfirma la naturaleza de sííntomas visiblesntomas visibles
permite una mayor precisipermite una mayor precisióón en el programa den en el programa de

57. DDóóndende sese manifiestanmanifiestan loslos ssííntomasntomas ??
Los sLos sííntomas se pntomas se pn resentaresentan en len lasas hojas más jóvenes

58. deficiencia de Zn, Mn Fedeficiencia de Zn, Mn Fe
BB
Cultivo de Kiwi: Síntomas visuales de
toxicidad de Zntoxicidad de Zn

59. deficiencia de Zn en madeficiencia de Zn en maíízz
deficiencia de B en manzanodeficiencia de B en manzano
deficiencia de B en girasoldeficiencia de B en girasol

61. Los metales pesados han sido objeto
de atención por sus características
contaminantes peculiares (Fachinelli y col.
2001)
Con frecuencia se encuentran como cationes
que interactúan fuertemente con la matriz del suelo, lo
que en ocasiones se traduce en que incluso a altas
concentraciones pueden encontrarse en forma
química no dañina o inerte. Sin embargo estos
metales pueden movilizarse y cambiar de forma
química debido a cambios en las condiciones
medioambientales, cambios en el uso del suelo o
por saturación de la capacidad de tamponamiento
del suelo. Por esta razón se les ha catalogado como
bomba química del tiempo.

62. Comparación de la concentración de metales
en suelos urbanos respecto de suelos
superficiales y subsuperficiales alrededor de
una fábrica de cemento
Al-Khashman & Shawabkeh, 2006
Suelos de referencia Suelos cercanos a fábrica

63. Kumar et al, 2008Kumar et al, 2008
Treatment no. Treatment details
T1 Garden soil + heavy metal
T2
Garden soil + heavy
metal + biosludgea
T3
Garden soil + heavy metal + dairy
sludge a
T4
Garden soil + heavy
metal + biofertilizer
T5
Garden soil + heavy
metal + biosludgea
+ biofertilizer
T6
Garden soil + heavy metal + dairy
sludge a
+ biofertilizer
Efecto de la concentración de metales
sobre el crecimiento vegetal

64. Los contaminantes pueden entrar en los
agrosistemas como consecuencia de la
actividad humana, siguiendo distintos
caminos:
1- No intencionalmente (minería, incendios, etc.)
2- Por disposición de residuos (efluentes,
residuos industriales y urbanos).
3 – Deliberadamente (control de plagas).

65. Destino de los contaminantes

66. Comparison of environmental compartments. + slight, ++
moderate or +++ considerable degree
Destino de los contaminantes en los distintos
compartimentos
Estrechamente vinculados
Depende de las posibilidades de movimiento del
contaminantes en los distintos compartimentos y del
grado de degradación de los mismos

67. En un balance realizado aEn un balance realizado a
finales de la dfinales de la déécada decada de
los alos añños 80, se estimos 80, se estimóó
que la cantidad anual deque la cantidad anual de
vertidos de metales envertidos de metales en
suelossuelos ascendascendíía a unos 5a a unos 5
mil billones de Kg. Elmil billones de Kg. El
74% de esta cantidad74% de esta cantidad
corresponde a las cenizascorresponde a las cenizas
procedentes de laprocedentes de la
combusticombustióón den de
carburantes,carburantes,
principalmente carbprincipalmente carbóón.n.
2Fertilizantes
3Residuos materia orgánica
6Residuos metalurgia
6Turba
9Desechos urbanos
74Cenizas de combustión
Contribución
(%)
Fuente

68. No todos llegan a los suelos proporcionalmente a la cantidad utilizada. Una vez
vertidos en el suelo, la concentración de los cationes metálicos en la disolución
del suelo disminuye con el tiempo, puesto que pasan a ser adsorbidos en las
posiciones de adsorción.
Cambios en la producción primaria de algunos metales
(en 1000Tm/año) (Alloway, 1990).
Producciones
Emisiones
en suelos
Metal 1930 1950 1980 1985 1980/90
Al 120 1.500 15.395 13.690 --
Cd 1 6 15 19 22
Cr 560 2.270 11.245 9.940 896
Cu 1.611 2.650 7.660 8.114 954
Fe 80.180 189.000 714.490 715.440 --
Pb 1.696 1.670 3.096 3.077 796
Mn 3.491 5.800 26.720 -- 1.670
Hg 4 5 7 7 8
Ni 22 144 759 778 325
Sn 179 172 251 194 --
V -- 1,8 35 134 132
Zn 1.394 1.970 5.229 6.024 1.372

69. Tránsito vehicular
A > distancia del foco de contaminación menor concentración de ET
producidos por la polución ambiental

70. Ejemplo de emisiones de EPT
de origen antrópico
Emisión global de Cd: 30.000 tn año-1
Cd en suelos no contaminados: 0.1- 0.5 mg kg-1
Cd en suelos contaminados: hasta 150 mg kg-1

71. Transporte de MP como porcentaje desde una fundición

72. SSííntesisntesis
Los metales pesados pueden ser absorbidos por las plantaLos metales pesados pueden ser absorbidos por las plantas dependiendos dependiendo
de su disponibilidad en el suelo y de los mecanismos de selectide su disponibilidad en el suelo y de los mecanismos de selectividad propiosvidad propios
de cada especie, variedad o genotipo.de cada especie, variedad o genotipo.
Algunos metales pesados (Algunos metales pesados (MnMn, Ni, Cu, Zn,, Ni, Cu, Zn, MoMo ) constituyen elementos) constituyen elementos
esenciales en el metabolismo de las plantas, otros en cambio sonesenciales en el metabolismo de las plantas, otros en cambio son fitotfitotóóxicosxicos
(As,(As, CdCd, Hg y, Hg y PbPb ))
Los metales pesados se pueden acumular en distintosLos metales pesados se pueden acumular en distintos óórganos segrganos segúún sun su
movilidad en la planta. Este proceso es altamente especmovilidad en la planta. Este proceso es altamente especíífico para la interaccifico para la interaccióónn
metalmetal--planta.planta.
El grupo de metales pesados de mayor riesgo lo constituyen aquelEl grupo de metales pesados de mayor riesgo lo constituyen aquelloslos
elementos (elementos (CdCd, Co, y Se) cuya concentraci, Co, y Se) cuya concentracióón en la planta no es tn en la planta no es tóóxica paraxica para
ellas, pero sellas, pero síí para el hombre y los animales.para el hombre y los animales.
Es necesario regular en los cultivos el contenido de metales pesEs necesario regular en los cultivos el contenido de metales pesadosados
potencialmente tpotencialmente tóóxicos para la salud humana y/o animal.xicos para la salud humana y/o animal.

73. REMEDIACIREMEDIACIÓÓNN
RemociRemocióón de contaminantes del medion de contaminantes del medio
ambienteambiente -- suelo, aguas subterrsuelo, aguas subterrááneas,neas,
sedimento o aguas superficialessedimento o aguas superficiales-- para lapara la
protecciproteccióón general de la salud humanan general de la salud humana
y del ambiente, o de tierras provistasy del ambiente, o de tierras provistas
para el desarrollo de la agricultura opara el desarrollo de la agricultura o
esparcimiento.esparcimiento.

74. REMEDIACIONREMEDIACION
REMEDIACION
NATURAL ASISTIDA
FITOREMEDIACIÓN

75. REMEDIACON NATURALREMEDIACON NATURAL
ASISTIDAASISTIDA
Contenido de materia orgContenido de materia orgáánica del suelonica del suelo
es el componente mas importante paraes el componente mas importante para
lala retenciretencióónn de iones metde iones metáálicos traza,licos traza,
afectando por lo tanto su absorciafectando por lo tanto su absorcióón porn por
la planta y su posterior transferencia ala planta y su posterior transferencia a
humanos y animales.humanos y animales.
Precisamente, como una alternativa dePrecisamente, como una alternativa de
disposicidisposicióón de los residuos o tambin de los residuos o tambiéénn
con la intencicon la intencióón de remediar sitiosn de remediar sitios
contaminados o incrementar la fertilidadcontaminados o incrementar la fertilidad
de los suelos, diversos materialesde los suelos, diversos materiales
orgorgáánicos han sido aplicados a ellos ennicos han sido aplicados a ellos en
forma de compost o residuos.forma de compost o residuos.

76. Diversas investigaciones aportan queDiversas investigaciones aportan que
incorporaciones de materiales orgincorporaciones de materiales orgáánicosnicos
compostadoscompostados puede actuarpuede actuar movilizandomovilizando aa
los elementos traza, siendo un factorlos elementos traza, siendo un factor
promotor de lapromotor de la absorciabsorcióón de metales porn de metales por
las plantaslas plantas yy contaminacicontaminacióón de las capasn de las capas
de agua subterrde agua subterrááneasneas
Este efecto puede deberse al incrementoEste efecto puede deberse al incremento
dede ligandosligandos orgorgáánicos solubles en elnicos solubles en el
suelo a travsuelo a travéés de la aplicacis de la aplicacióón den de
compostcompost
((KaschlKaschl et alet al. 2001. 2001))

77. Efecto de diferentes enmiendas
sobre las limitaciones de lixiviación

78. ConcentracionConcentracion de Cd en lixiviados de suelosde Cd en lixiviados de suelos
enmendados con diferentes niveles deenmendados con diferentes niveles de
enmiendasenmiendas..
A mayores concentraciones de compost < cc en lixiviados.
La aplicación de B y Z tuvo mayor repercusión cuando se
adicionó a compost de biosólidos René van Herwijnen, 2007
GWC:
compost
de
residuos
verdes
SC:
compost
de aguas
residuales
B=
bentonita,
Z= Zeolita

79. Cd yi Zna iCdyntercambZni l abntercambei duranteableliaiidurantecncubancubalcióón con
ngtrciZnaiCdtercambZnilabntercambeionis diferentesd ferentesenmiiZn
0
1
2
3
4
5
6
0 14 28 42
ug g-1
0
10
20
30
40
50
60
0 14 28 42
tiempo de incubación
ug g-1
S Suelo + Ca kk 3 +
Ca Suelo + Ca kk 2

80. Conjunto de mConjunto de méétodos para degradar,todos para degradar,
asimilar, metabolizar o detoxificar metalesasimilar, metabolizar o detoxificar metales
pesados, por medio de la utilizacipesados, por medio de la utilizacióón den de
plantas que tengan la capacidadplantas que tengan la capacidad
fisiolfisiolóógica y bioqugica y bioquíímica para absorber,mica para absorber,
retener degradar o transformar dichasretener degradar o transformar dichas
sustancias a formas menos tsustancias a formas menos tóóxicasxicas..
FITORREMEDIACIÓN

81. Mecanismos de la fitoremediaciMecanismos de la fitoremediacióónn
FitoestabilizaciFitoestabilizacióónn
FitoacumulaciFitoacumulacióónn
FitovolatilizaciFitovolatilizacióónn

82. Mecanismos de fitoremediaciMecanismos de fitoremediacióónn
mediante la absorcimediante la absorcióón de metalesn de metales

83. FitoestabilizaciFitoestabilizacióónn
las raíces de las plantas
concentran elementos traza
LoliumLolium perenne Lperenne L

84. EspeciesEspecies dede plantasplantas establecidasestablecidas enen
laslas pruebaspruebas de campo conde campo con
FitoestabilizaciFitoestabilizacióónn dede suelossuelos
contaminadoscontaminados concon metalesmetales ((MenchMench,,
2003)2003)
EspeciesEspecies de Plantasde Plantas SitiosSitios
AgrostisAgrostis castellanacastellana,, AgrostisAgrostis delicatuladelicatula Jales, PortugalJales, Portugal
HolcusHolcus lanatuslanatus,, CytisusCytisus striatusstriatus,,
LotusLotus corniculatuscorniculatus,, PoaPoa compressacompressa,, Copper Cliff,Copper Cliff,
AgrostisAgrostis giganteagigantea CanadaCanada
PoaPoa pratensispratensis,, PhleumPhleum pratensepratense,,
FestucaFestuca arundinaceaarundinacea,, FestucaFestuca rubrarubra MaatheideMaatheide--
AgrostisAgrostis capillariscapillaris, F., F. rubrarubra LommelLommel, Belgium, Belgium

85. FitoacumulaciFitoacumulacióónn
Las plantas tolerantes, absorben yLas plantas tolerantes, absorben y
translocantranslocan metales a parte ametales a parte aéérea.rea.
Se usan para reducir la movilidadSe usan para reducir la movilidad
de los mismos y evitar el pasaje ade los mismos y evitar el pasaje a
napas subterrnapas subterrááneas o al aire.neas o al aire.

86. FitovolatilizaciFitovolatilizacióónn::
LLas plantas absorbenas plantas absorben loslos metalesmetales
pesados y los liberan a la atmpesados y los liberan a la atmóósfera consfera con
la transpiracila transpiracióónn
ContaminaContaminantesntes comocomo elel Mercurio,Mercurio,
selenioselenio

87. Efecto de la Fitoestabilización
y Fitoacumulación
Parte vegetal aérea= fitoacumula
Raíz= fitoestabiliza

88. Ensayo con discaria americana

89. 2º Time - Total Ca
A Zt Y
Column
ug g-1
Control
Plant
C
C
Zubillag a et al., 2006
Pl-Din
A Zt Y
Control Cot Pta Co ta
a
b
b b b
a a a a
a
c
ab
EFECTO DE LA
FITORREMEDIACION Y
LA APLICACIÓN DE
ENMIENDAS ORGÁNICA
EN LA MOVILIDAD DE
CADMIO Y PLOMO EN EL
PERFIL DE UN SUELO
CONTAMINADO
suelo

90. Para los cuatro metalesPara los cuatro metales
analizados y todos losanalizados y todos los tratamientos, el
mismo patrtratamientos, el mismo patróón den de lixiviacilixiviacióón, con mayor
masa den, con mayor masa de metales pmetales peesados en el
horizontesados en el horizonte A.A.
El horizonteEl horizonte BtBt, con 62.9%, con 62.9%
arcilla, presenta una barrera alarcilla, presenta una barrera al pasaje
de metales. Los mineralespasaje de metales. Los minerales dde arcilla
juegan un rol en lae arcilla juegan un rol en la inmovilizaciinmovilizacióón de
metalesn de metales pespesadosados a ta trraavvééss del efecto dedel efecto de
complejacicomplejacióónn superficial dsuperficial debido aebido a su alta
superficie espsu alta superficie espececííficafica
El contenido de HM del horizonteEl contenido de HM del horizonte
contaminado del scontaminado del suelo superuelo superóó loslos llíímites
establecidos pormites establecidos por regulaciones internregulaciones
internacacionionaales. Noles. No obstante, las
concentraciones dobstante, las concentraciones dee dichos metales en
los lixiviadosdichos metales en los lixiviados dde los distintos horizonte los distintos horizonteses
mostraron que rara vez superanmostraron que rara vez superan los llos
líímmiites establecidos en aguastes establecidos en aguas ppara
distintoara distintos usos.s usos.
0
0
cm
Control
Plant
Plant 1 C
Cc +Plant

91. La disminucion en el tiempo
es debido a restricciones de
uso de diversos insumos, a
pesar de ello la acumulacion
de HM en suelos
superficiales continúa.
La lixiviacion presentada esta
fuertemente relacionada con
el escurrimiento
subsuperficial afectado
especialmente por la
aplicación de estiércol, efecto
redox y la retención y
liberación de metales desde
sedimentos
SchipperSchipper etet
al.,2008al.,2008
Acumulacion de MP en
suelos agricolas y riesgo de
incrementar la lixiviacion

92. Plantas utilizadas con fines
de remediación

93. HiperacumuladorasHiperacumuladoras ::
ThlaspiThlaspi caerulescenscaerulescens (1865)(1865)
MMáás de 400s de 400 especiesespecies deldel generogenero ThlaspiThlaspi
NaturalmenteNaturalmente endendéémicasmicas de losde los sitiossitios
metalmetalííferosferos ::
AcumulanAcumulan loslos metalesmetales en sus partesen sus partes aaééreasreas
> 1% de> 1% de metalmetal en laen la materiamateria secaseca
Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, As, SeCd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, As, Se……

94. Fotos:Schwartz
ThlaspiThlaspi caerulescenscaerulescens, Zn, Cd, Pb, Zn, Cd, Pb

95. >0.01 2
>0.1 26
>0.1 24
>0.1 >300
>0.1 5
>1 8
>1 18
Cobre
Níquel
Manganeso
Zinc
Metal Concentración en
las hojas (%MS)
Número
de especies
1
12
11
35
3
5
5
Número
de Familias
Plomo
Cadmio
Cobalto
NNúúmeromero de plantasde plantas hiperacumuladorashiperacumuladoras
identificadasidentificadas ((FuenteFuente: Baker, 1995): Baker, 1995)

96. pool no fitodisponible pools disponibles
FitoextracciFitoextraccióón =n = reduccireduccióónn deldel riesgoriesgo
Hiperacumulador
No acumulador
cantidad removida por fitoextracción
?

97. VentajasVentajas
TecnologTecnologííaa in situin situ,,
SoluciSolucióón den de tratamientotratamiento definitivodefinitivo
((fitoextraccifitoextraccióón)n)
MantieneMantiene yy aumentaaumenta lala fertilidadfertilidad de losde los
suelossuelos
MMéétodotodo extensivoextensivo (grandes(grandes surperficiessurperficies))
PosiblePosible reciclajereciclaje de losde los metalesmetales
AceptadaAceptada socialmentesocialmente
BajosBajos costoscostos

98. Consideraciones finalesConsideraciones finales
La aplicaciLa aplicacióón conjunta de Tn conjunta de Téécnicas decnicas de
remediaciremediacióón pueden tener un efecton pueden tener un efecto
sinsinéérgico en la remediacirgico en la remediacióón de suelos.n de suelos.
AsAsíí el incremento de la biodisponibilidadel incremento de la biodisponibilidad
de metales acelera los tiempos y lade metales acelera los tiempos y la
eficiencia de laeficiencia de la fitoremediacionfitoremediacion

99. Los metales pesados incorporadosLos metales pesados incorporados
al suelo pueden seguir cuatroal suelo pueden seguir cuatro
diferentesdiferentes
Pueden quedar retenidos en el suelo, ya seaPueden quedar retenidos en el suelo, ya sea
disueltos en la solucidisueltos en la solucióón del suelo o bien fijadosn del suelo o bien fijados
por procesos de adsorcipor procesos de adsorcióón,n, complejacicomplejacióónn yy
precipitaciprecipitacióón.n.
Pueden ser absorbidos por las plantas yPueden ser absorbidos por las plantas y
asasíí incorporarse a las cadenas trincorporarse a las cadenas tróóficasficas
Pueden pasar a la atmPueden pasar a la atmóósfera por volatilizacisfera por volatilizacióón.n.
Pueden movilizarse a las aguas superficiales oPueden movilizarse a las aguas superficiales o
subterrsubterrááneas.neas.

100. Muchas gracias !!