La rizofiltración es una forma de fitorremediación que consiste en filtrar aguas subterráneas , aguas superficiales y aguas residuales contaminadas a través de una masa de raíces para eliminar sustancias tóxicas o exceso de nutrientes .
La rizofiltración es un tipo de fitorremediación , que se refiere al enfoque de utilizar raíces de plantas cultivadas hidropónicamente para remediar el agua contaminada mediante la absorción, concentración y precipitación de contaminantes . También filtra el agua y la suciedad. [ cita necesaria ]
El agua contaminada se recoge de un vertedero y se lleva a las plantas, o las plantas se plantan en el área contaminada, donde las raíces absorben el agua y los contaminantes se disuelven en ella. Muchas especies de plantas absorben naturalmente metales pesados y exceso de nutrientes por diversas razones: secuestro, resistencia a la sequía , eliminación por abscisión de hojas , interferencia con otras plantas y defensa contra patógenos y herbívoros . [1] Algunas de estas especies son mejores que otras y pueden acumular cantidades extraordinarias de estos contaminantes. La identificación de tales especies de plantas ha llevado a los investigadores ambientales a darse cuenta del potencial del uso de estas plantas para la remediación de suelos y aguas residuales contaminados . [ cita necesaria ]
Este proceso es muy similar a la fitoextracción en el sentido de que elimina los contaminantes atrapándolos en la biomasa vegetal cosechable . Tanto la fitoextracción como la rizofiltración siguen el mismo camino básico hacia la remediación. Primero, las plantas que tienen sistemas de raíces estables se ponen en contacto con la contaminación para aclimatarse a las toxinas. Absorben contaminantes a través de sus sistemas de raíces y los almacenan en la biomasa de las raíces y/o los transportan hacia los tallos y/u hojas. Las plantas continúan absorbiendo contaminantes hasta que son cosechadas. Luego, las plantas se reemplazan para continuar el ciclo de crecimiento/cosecha hasta que se alcancen niveles satisfactorios de contaminante. Ambos procesos también están dirigidos más a concentrar y precipitar metales pesados que a contaminantes orgánicos. La principal diferencia entre rizofiltración y fitoextracción es que la rizofiltración se utiliza para el tratamiento en ambientes acuáticos, mientras que la fitoextracción se ocupa de la remediación del suelo. [ cita necesaria ]
La rizofiltración puede ser aplicable al tratamiento de aguas superficiales y subterráneas, efluentes industriales y residenciales, lavados de líneas eléctricas, aguas pluviales, drenaje ácido de minas , escorrentías agrícolas, lodos diluidos y soluciones contaminadas con radionúclidos . Las plantas adecuadas para aplicaciones de rizofiltración pueden eliminar eficientemente metales tóxicos de una solución utilizando sistemas de raíces de rápido crecimiento. Se ha descubierto que varias especies de plantas terrestres eliminan eficazmente metales tóxicos como Cu 2+ , Cd 2+ , Cr 6+ , Ni 2+ , Pb 2+ y Zn 2+ de soluciones acuosas. [2] También se descubrió que los contaminantes radiactivos de bajo nivel pueden eliminarse con éxito de las corrientes líquidas. [3] Un sistema para lograr esto puede consistir en una “capa de alimentación” de suelo suspendida sobre un arroyo contaminado a través del cual crecen las plantas, extendiendo la mayor parte de sus raíces hacia el agua. La capa de alimentación permite que las plantas reciban fertilizante sin contaminar el arroyo y, al mismo tiempo, elimina los metales pesados del agua. [4] Los árboles también se han aplicado a la remediación. Los árboles son el tipo de planta de menor costo. Pueden crecer en tierras de calidad marginal y tener una larga vida útil. Esto resulta en costos de mantenimiento bajos o nulos. Los más comúnmente utilizados son los sauces y los álamos , que pueden crecer entre 6 y 8 pies por año y tienen una alta tolerancia a las inundaciones. Para la contaminación profunda, se han utilizado álamos híbridos con raíces que se extienden hasta 30 pies de profundidad. Sus raíces penetran poros a escala microscópica en la matriz del suelo y pueden reciclar 100 litros de agua por día por árbol. Estos árboles actúan casi como una bomba y un sistema de remediación de tratamiento. [5] Los sauces se han utilizado con éxito como “filtros de vegetación” para la eliminación de nutrientes (por ejemplo, nitrógeno y fósforo) de las aguas residuales municipales [6] y de las aguas subterráneas contaminadas. [7]
Existen una serie de plantas acuáticas y terrestres que se utilizan para la rizofiltración con distintos grados de éxito entre ellas. Si bien muchas de estas plantas son hiperacumuladoras , se pueden utilizar otras especies vegetales ya que los contaminantes no siempre llegan a los brotes (tallos y sus apéndices: hojas, yemas laterales, tallos florales y botones florales). [ cita necesaria ]
Algunas de las especies de plantas más comunes que han demostrado la capacidad de eliminar toxinas del agua mediante rizofiltración: [8] [9]
La rizofiltración es rentable para grandes volúmenes de agua que tienen bajas concentraciones de contaminantes y están sujetos a estándares estrictos. [10] Es relativamente económico, pero potencialmente más efectivo que tecnologías comparables. Se estimó que la eliminación de radionucleidos del agua utilizando girasoles costaba entre 2 y 6 dólares por mil galones de agua tratada, incluida la eliminación de desechos y los costos de capital. [11]
La rizofiltración es un método de tratamiento de la contaminación que se puede realizar in situ , donde las plantas se cultivan directamente en el cuerpo de agua contaminado o ex situ , donde las plantas se cultivan fuera del sitio y luego se introducen en el cuerpo de agua contaminado. [8] Esto permite un procedimiento relativamente económico con bajos costos operativos y de capital, dependiendo del tipo de contaminante. [ cita necesaria ]
En algunos casos, se ha demostrado que los contaminantes disminuyen significativamente en muy poco tiempo. Un estudio encontró que las raíces de girasol redujeron los niveles de uranio en casi un 95% en sólo 24 horas. [2]
Este método de tratamiento también es estéticamente agradable y da como resultado una disminución de la infiltración de agua y la lixiviación de contaminantes. [5]
Después de la cosecha, la cosecha se puede convertir en briquetas de biocombustible, un sustituto de los combustibles fósiles. [12]
Este método de tratamiento de la contaminación tiene sus límites. No se extraerá ningún contaminante que esté por debajo de la profundidad de enraizamiento. Es posible que las plantas utilizadas no puedan crecer en áreas altamente contaminadas. Lo más importante es que pueden pasar años hasta alcanzar los niveles regulatorios. Esto da como resultado un mantenimiento a largo plazo. [ cita necesaria ]
Además, la mayoría de los sitios contaminados están contaminados con muchos tipos diferentes de contaminantes. Puede haber una combinación de metales y compuestos orgánicos, en la que el tratamiento mediante rizofiltración no será suficiente. [5]
Las plantas cultivadas en aguas y suelos contaminados se convierten en una amenaza potencial para la salud humana y animal y, por lo tanto, se debe prestar cuidadosa atención al proceso de cosecha y solo se deben elegir cultivos no forrajeros para el método de remediación por rizofiltración. [12]