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FITORREMEDIACIÓN CON Artemisia Absinthium Y Lupinus Pubescens Benth

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FITORREMEDIACIÓN CON Artemisia Absinthium Y Lupinus Pubescens Benth FITORREMEDIACIÓN CON Artemisia absinthium Y Lupinus pubescens Benth. COMO ALTERNATIVA PARA LA DESCONTAMINACIÓN DE ECOSISTEMAS ANDINOS Y ALTOANDINOS AMENAZADOS POR METALES PESADOS SANDRA MILENA DÍAZ VARGAS CLAUDIA HELENA SIERRA NOVA UNIVERSIDAD DE BOGOTÁ JORGE TADEO LOZANO FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERÍA MAESTRÍA EN CIENCIAS AMBIENTALES BOGOTA D.C. 2017 FITORREMEDIACIÓN CON Artemisia absinthium Y Lupinus pubescens Benth. COMO ALTERNATIVA PARA LA DESCONTAMINACIÓN DE ECOSISTEMAS ANDINOS Y ALTOANDINOS AMENAZADOS POR METALES PESADOS SANDRA MILENA DÍAZ VARGAS CLAUDIA HELENA SIERRA NOVA Trabajo presentado como requisito para optar al título de Magister en Ciencias Ambientales Directora: ELSA BEATRIZ FONSECA SANTANILLA Química MSc, Ph.D. (c) UNIVERSIDAD DE BOGOTÁ JORGE TADEO LOZANO FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERÍA MAESTRÍA EN CIENCIAS AMBIENTALES BOGOTA D.C. 2017 CONTENIDO Pág CAPÍTULO 1. ARTÍCULO CIENTÍFICO Fitorremediación con Artemisia absinthium y Lupinus pubescens Bent. como alternativa para la descontaminación de ecosistemas Andinos y Altoandinos amenazados por metales pesados 4 CAPÍTULO 2. PROPUESTA PEDAGÓGICA CUNDINAMARCA Actividades para enriquecer el quehacer pedagógico y valorar los recursos naturales en Guachetá- Cundinamarca 37 CAPÍTULO 3. PROPUESTA PEDAGÓGICA BOGOTÁ Proyecto de Aula: Remedios para el planeta 49 CAPÍTULO 1. ARTÍCULO CIENTÍFICO Fitorremediación con Artemisia absinthium y Lupinus pubescens Benth. como alternativa para la descontaminación de ecosistemas Andinos y Altoandinos amenazados por metales pesados Díaz V. Sandra M1, Sierra N. Claudia H.1, Fonseca S. Elsa B.2 1 Estudiantes Maestría Ciencias Ambientales UTADEO, Bogotá 2 Directora del Proyecto, MSc Química Profesora Universidad Jorge Tadeo Lozano / Universidad de la Salle RESUMEN La fitorremediación es una técnica biotecnológica, que emplea plantas para disminuir la contaminación de suelos, agua y aire en ecosistemas afectados por contaminantes de origen antrópico. En esta investigación realizada en un área del municipio de Guachetá-Cundinamarca, donde predominan los bosques Andino y Altoandino, se evaluó la viabilidad de fitorremediar concentraciones de plomo, cadmio y mercurio en zonas aledañas a minas de carbón mediante el uso de Artemisia absinthium y Lupinus pubescens Benth, especies de estos ecosistemas. Se realizó un montaje on-site en materas adicionando diferentes concentraciones de Cd, Hg y Pb para evaluar la capacidad de acumulación de cada uno de los metales y en coexistencia con otros. Las plantas se cultivaron durante 158 días y se realizó toma de muestras a los 60, 102 y 158 días. Como resultado del estudio, se determinó que durante los primeros 60 días las plantas acumularon un mayor porcentaje de metales y en las muestras colectadas a los 102 días, se encontró que para Lupinus pubescens Benth las concentraciones máximas acumuladas de cada metal fueron: 2015,5 mg/kg de cadmio, 72,2 mg/kg de plomo, y 0,16 mg/kg de mercurio, mientras que para Artemisia absinthium fueron: 13024,9 mg/kg de cadmio, 98,7 mg/kg de plomo y 0,12 mg/kg de mercurio. Se puede concluir que las especies evaluadas tienen un alto potencial de acumulación de metales pesados y son una alternativa para la descontaminación de ecosistemas estratégicos. Palabras Clave: Fitorremediación, Artemisia absinthium, Lupinus pubescens Benth, metales pesados, xenobiótico. ABSTRACT Phytoremediation is a biotechnological technique, which uses plants to reduce pollution in soil, water and air in ecosystems affected by pollutants of anthropic origin. In this research conducted in the municipality of Guachetá Cundinamarca, where Andean and high Andean forests predominate, the viability of phytoremediate concentrations of lead, cadmium and mercury in areas bordering coal mines were evaluated using Artemisia absinthium and Lupinus pubescens Benth, species of these ecosystems. An on-site assembly was performed on flower pot adding different concentrations of Cd, Hg and Pb to evaluate the accumulation capacity of each one of the metals and in coexistence with others. Plants were cultivated during 158 days and samples were taken at 60, 102 and 158 days. As a result of the study, it was determined that during the first 60 days the plants accumulated a higher percentage of metals and in collected samples at 102 days, it was found that for Lupinus pubescens Benth the maximum concentrations accumulated from each metal were 2015,5 mg/kg of cadmium, 72,2 mg/kg of lead, y 0,16 mg/kg of mercury. For Artemisia absinthium were: 13024,9 mg/kg of cadmium, 98,7 mg/kg of lead and 0,12 mg/kg of mercury. It can be concluded that the evaluated species have a high potential of accumulation of heavy metals and they are an alternative for the decontamination of strategic ecosystems. Keywords: Phytoremediation, Artemisia absinthium, Lupinus pubescens Benth, heavy metals, xenobiotic. INTRODUCCIÓN aprovecha los metabolitos de microorganismos, hongos y plantas Colombia tiene importantes para restaurar recursos naturales reservas de minerales y metales que degradados (Ensley, 2000), han convertido la explotación minera disminuyendo o retardando el efecto en sustento de la población rural de sustancias contaminantes que se (SIMCO, Sistema de Información encuentran en áreas de extracción Minero Colombiano, 2008). Algunas minera. de estas zonas de explotación se encuentran ubicadas dentro de los Dado que la zona de estudio ecosistemas andinos y alto andinos. se caracteriza por sus remanentes de cobertura vegetal de tipo herbáceo y En un diagnóstico preliminar arbustivo, se considera el uso de realizado en este estudio en el plantas como una opción que, municipio de Guachetá además de contribuir a la (Cundinamarca), se verificó la descontaminación de suelos, presencia de plomo, cadmio y favorece la resiliencia y sostenibilidad mercurio en suelos aledaños a minas de estos ecosistemas (Guzmán & de extracción artesanal de carbón. Lo Fajardo, 2000). anterior, demuestra la urgente necesidad de proponer metodologías Ecosistemas Andinos y apropiadas para la conservación de Altoandinos suelos en este tipo de ecosistemas. Los bosques andinos hacen Una de estas tecnologías es la parte de uno de los cinco grandes biorremediación; proceso que biomas boscosos, se encuentran entre los 1000 y 3500 m.s.n.m., entre el bosque húmedo tropical y el límite En Colombia, el suelo de estos inferior de los páramos (DANE, ecosistemas, al igual que su flora y Departamento Administrativo fauna, son cada vez más vulnerados Nacional de Estadística, IDEAM, por la creciente actividad antrópica, la Instituto de Hidrología, Meteorología y falta de conciencia, demandas Estudios Ambientales, MADS tecnológicas y comportamientos Ministerio de Ambiente y Desarrollo ambientales en pro de un desarrollo Sostenible, 2015), se ha establecido sostenible y que favorezca los efectos una división con base en la altura de adversos que provoca su deterioro. modo que los Subandinos entre 1000 y 1800, Andinos entre 1800 y 2800 y Las interacciones del suelo con Altoandinos entre 2800 y 3500 los demás recursos naturales, hacen m.s.n.m. primordial su preservación para mantener el equilibrio natural, pero la El límite entre los bosques intensificación de la agricultura y la andinos y los Altoandinos, y entre los minería, la acumulación de Altoandinos y los páramos, compuestos contaminantes y vertidos actualmente es muy difuso debido a procedentes de procesos químicos las condiciones cambiantes del clima industriales, así como el hecho de y al interés que suscitan estas zonas que su uso actual en muchos casos en el desarrollo económico del país. es opuesto a su vocación natural, han desencadenado una profunda La importancia de todos estos degradación en las últimas décadas. ecosistemas, es conocida en primer Los suelos de los páramos lugar por ser sumideros y fuente de colombianos particularmente están en dióxido de carbono CO2; factores riesgo constante por la explotación clave señalados por los estudios intensiva e inadecuada de minerales sobre mitigación de cambio climático (MADS, 2015). (Zúñiga et al, 2013), en segundo lugar; por interceptar y transportar Metales pesados agua hacia el subsuelo (IDEAM, 2015), y, en tercer lugar por su aporte La existencia de metales a la biodiversidad nacional que pesados es inherente a los sistemas alcanza el 29 % de la flora total biológicos y a la corteza terrestre en nacional (Victorino, 2012) y a la la que existen tres fuentes naturales: estabilidad climática, la producción roca madre, erosión y actividad de biomasa (alimentos, fibra y volcánica (Moolenaar et al., 1997; combustible), suministro de nutrientes Siegel, 2002; García & Dorronsoro, y de material genético, la 2005); no obstante, en descomposición de materia orgánica, concentraciones elevadas, entre muchos otros servicios representan riesgos ambientales y ecosistémicos que se deben sanitarios tales como su garantizar a las generaciones futuras bioacumulación a través de la cadena (Garbisu et al, 2007). alimentaria. Algunos metales pesados varios factores: el foco de considerados como agentes contaminación, el tipo de agente contaminantes son el cadmio, contaminante, el tiempo de mercurio y plomo por alterar o contaminación, la especiación del modificar otras condiciones del medio contaminante, el medio del cual se ambiente (Babejova et al, 2001). En desea remover, la eficacia esperada, la tabla 1, se presentan las entre otras, (Reddy, Admas, & principales fuentes antropogénicas de Richardson, 1999). estos contaminantes: minería, fundición, galvanoplastia,
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