Brasil: Totora del Sur altamente efectiva para la rehabilitación de áreas afectadas por relaves de minas de hierro

Typha domingensis o espadaña del sur es una planta pantanosa con juncos que habita en aguas dulces a ligeramente salobres y mide unos 2,5 m de altura.

El análisis realizado por los investigadores mostró que la cantidad de manganeso corresponde a 6.858 miligramos por kilogramo (mg/kg) en los brotes de la planta, en comparación con un promedio de 200 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 de los 50 millones de metros cúbicos de residuos de minería de hierro liberados cuando la represa de relaves de Fundão se rompió en noviembre de 2015 en la localidad de Mariana, Minas Gerais ( un estado vecino a Espírito Santo), provocando el peor desastre ambiental en la historia de Brasil.

El desastre afectó a 41 municipios de Minas Gerais y Espírito Santo, y fallecieron 19 personas. Los desechos tóxicos llegaron al estuario unas dos semanas después y se estima que contaminaron 240,8 hectáreas de selva tropical atlántica y mataron 14 toneladas métricas de peces.

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 75,7 toneladas por hectárea (t/ha).

Un estudio anterior realizado en la misma área mostró que las mismas plantas eliminaban mayores cantidades de hierro del suelo y el agua contaminadas que Hibiscus tiliaceus , un árbol de 4 a 10 m con flores amarillas, a menudo llamado hibisco de playa.

“Trabajamos en el Doce desde 2015 y logramos una buena comprensión de la dinámica geoquímica de varios metales contenidos en los relaves , como hierro, manganeso y otros elementos potencialmente tóxicos”, Tiago Osório Ferreira, autor principal de ambos artículos. , dijo 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 agrominería

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, ya que contamina 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 acumularon más manganeso que H. tiliaceus , una especie de árbol que se encuentra en el área, pero los resultados mostraron que T. domingensis puede acumular 13 veces más manganeso en sus partes aéreas que las otras dos especies.

El proceso tuvo menos impacto a través de la placa de hierro en la raíz [una forma de adaptación fisiológica por la cual el óxido de hierro se precipita para formar placa de hierro en la superficie de las raíces de la planta]”, dijo Amanda Duim Ferreira, primera autora de ambos artículos.

Según el último estudio, T. domingensis acumuló 18 mg/kg en raíces y 55 mg/kg en placa de hierro.

Las plantas adaptadas a ambientes de humedales 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 parte de 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.

La medida

Los investigadores midieron los parámetros fisicoquímicos del suelo (pH de la rizosfera, pH del suelo a granel 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 fraccionamiento geoquímico de manganeso en los suelos estudiados.

Los niveles de manganeso se midieron en las raíces, la parte aérea y las placas de hierro de las plantas. 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 uso de la 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.