Redalyc.Contaminación Y Fitotoxicidad En Plantas Por Metales Pesados
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Tropical and Subtropical Agroecosystems E-ISSN: 1870-0462 [email protected] Universidad Autónoma de Yucatán México Prieto Méndez, Judith; González Ramírez, César A.; Román Gutiérrez, Alma D.; Prieto García, Francisco Contaminación y fitotoxicidad en plantas por metales pesados provenientes de suelos y agua Tropical and Subtropical Agroecosystems, vol. 10, núm. 1, 2009, pp. 29-44 Universidad Autónoma de Yucatán Mérida, Yucatán, México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=93911243003 Cómo citar el artículo Número completo Sistema de Información Científica Más información del artículo Red de Revistas Científicas de América Latina, el Caribe, España y Portugal Página de la revista en redalyc.org Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto Tropical and Subtropical Agroecosystems, 10 (2009): 29 - 44 REVISION [REVIEW] CONTAMINACIÓN Y FITOTOXICIDAD EN PLANTAS POR METALES Tropical and PESADOS PROVENIENTES DE SUELOS Y AGUA [PLANT CONTAMINATION AND PHYTOTOXICITY DUE TO HEAVY Subtropical METALS FROM SOIL AND WATER] Agroecosystems Judith Prieto Méndez1, César A. González Ramírez, Alma D. Román Gutiérrez and Francisco Prieto García* Centro de Investigaciones Químicas. Universidad Autónoma del estado de Hidalgo. Carretera Pachuca-Tulancingo km 4.5. C. P. 42076. Hidalgo. México. 1e-mail: [email protected], [email protected] *Corresponding author RESUMEN SUMMARY Los altos niveles de metales pesados como plomo, High levels of heavy metals, such as: lead, nickel, níquel, cadmio y manganeso, presentes en suelos y cadmium and manganese, which are present in soil and agua negra, utilizada para riego agrícola radican wastewater used for agricultural irrigation, are due to principalmente, que pueden ser acumulados en estos the fact that these metals can be accumulated into sistemas de suma importancia para la agricultura. Por these systems, of main importance for agriculture. su carácter no biodegradable, la toxicidad que ejercen Because of its non-biodegradability features, toxicity sobre los diferentes cultivos y su biodisponibilidad, effects onto several crops and consequences on their puede resultar peligrosos. La presente compilación bio-availability, this may result hazardous. This bibliográfica resalta y destaca la sensibilidad relativa literature survey highlights and remarks relative de algunas plantas a la presencia de los metales sensitivity of some plants before heavy metals pesados y la tendencia a acumular los mismos, presence and crops trend to accumulate them, haciendo énfasis en los aspectos de relación con emphasizing aspects related to some soil algunas de las características fisicoquímica de los physicochemical characteristics and heavy metals suelos y la fitotoxicidad por metales. phyto-toxicity. Palabras claves: Fitotoxicidad, metales pesados, Key words: Phyto-toxicity, heavy metals, contaminante. contaminant. INTRODUCCIÓN Los metales pesados son peligrosos porque tienden a bioacumularse en diferentes cultivos. La bioacumulación El término de metal pesado refiere a cualquier significa un aumento en la concentración de un producto elemento químico metálico que tenga una relativa químico en un organismo vivo en un cierto plazo de alta densidad y sea tóxico o venenoso en tiempo, comparada a la concentración de dicho producto concentraciones incluso muy bajas. Los ejemplos de químico en el ambiente (Angelova et al., 2004). metales pesados o algunos metaloides, incluyen el mercurio (Hg), cadmio (Cd), arsénico (As), cromo En un pequeño grado se pueden incorporar a organismos (Cr), talio (Tl), y plomo (Pb), entre otros (Lucho et vivos (plantas y animales) por vía del alimento y lo al., 2005a). pueden hacer a través del agua y el aire como medios de traslocación y dependiendo de su movilidad en dichos Los metales pesados se encuentran generalmente medios (Lucho et al., 2005a). como componentes naturales de la corteza terrestre, en forma de minerales, sales u otros compuestos. No Como elementos traza, algunos metales pesados [por pueden ser degradados o destruidos fácilmente de ejemplo, cobre (Cu), selenio (Se), zinc (Zn)] son forma natural o biológica ya que no tienen funciones esenciales para mantener un correcto metabolismo en los metabólicas específicas para los seres vivos seres vivos y en particular en el cuerpo humano. Sin (Abollino et al., 2002). embargo, en concentraciones más altas pueden conducir al envenenamiento. El envenenamiento por metales 29 Prieto-Méndez et al., 2009 pesados podría resultar, por ejemplo, de la encontrarse formando quelatos fácilmente solubles. El contaminación del agua potable (tuberías de plomo), níquel (Ni) es también un elemento esencial para el las altas concentraciones en el aire cerca de las metabolismo de las plantas, aún cuando éstas requieren fuentes de emisión o producto, vía la cadena menos de 0.001 mg kg-1 de peso seco (Mahler, 2003). alimenticia (Kabata-Pendias, 2000). También de forma natural puede encontrarse el zinc (Zn) en los suelos, y es un nutriente requerido por las plantas Los metales pesados pueden incorporarse a un para su desarrollo (Mahler, 2003). sistema de abastecimiento de agua por medio de residuos industriales que son vertidos sin previos Las actividades geológicas naturales, como desgastes de tratamientos, los que posteriormente se depositan en cerros y volcanes, constituyen una fuente de aportaciones lagos, ríos y distintos sistemas acuíferos (García et importante de metales pesados al suelo. También las al., 2005). actividades antropogénicas como la industria minera, que está catalogada como una de las actividades industriales La absorción de metales pesados por las plantas es más generadora de metales pesados. En el suelo, los generalmente el primer paso para la entrada de éstos metales pesados, pueden estar presentes como iones en la cadena alimentaria. La absorción y posterior libres o disponibles, compuestos de sales metálicas acumulación dependen en primera instancia del solubles o bien, compuestos insolubles o parcialmente movimiento (movilidad de las especies) de los solubilizables como óxidos, carbonatos e hidróxidos, metales desde la solución en el suelo a la raíz de la (Pineda, 2004). planta. La movilidad relativa de los elementos traza en suelos es En plantas, el concepto de bioacumulación se refiere de suma importancia en cuanto a su disponibilidad y su a la agregación de contaminantes; algunos de ellos potencial para lixiviarse de los perfiles del suelo hacia las son más susceptibles a ser fitodisponibles que otros agua subterráneas y difiere de si su origen es natural o (Kabata-Pendias, 2000). antrópico y, dentro de este último, al tipo de fuente antrópica (Burt et al., 2003). PRESENCIA DE METALES EN LOS SUELOS Dentro de los metales pesados, los denominados Los metales pesados están presentes en el suelo oligoelementos, y que pueden servir como como componentes naturales del mismo o como micronutrientes para los cultivos, ya que son requeridos consecuencia de las actividades antropogénicas. en pequeñas cantidades y son necesarios para que los organismos completen su ciclo vital. Pasado cierto En los suelos se pueden encontrar diferentes umbral se vuelven tóxicos. Como el B, Co, Cr, Cu, Mo, metales, formando parte de los minerales propios; Mn, Ni, Fe, Se y Zn y el metaloide As. También hay como son silicio (Si), aluminio (Al), hierro (Fe), metales pesados sin función biológica conocida, cuya calcio (Ca), sodio (Na), potasio (K), magnesio (Mg). presencia en determinadas cantidades en seres vivos lleva También puede encontrarse manganeso (Mn), que aparejada disfunciones en el funcionamiento de sus generalmente se presenta en el suelo como óxido y/o organismos. Resultan altamente tóxicos y presentan la hidróxido, formando concreciones junto con otros propiedad de acumularse en los organismos vivos, elementos metálicos. Algunos de estos metales son elementos tales como el Cd, Hg, Pb, Sb, Bi, Sn, Tl esenciales en la nutrición de las plantas, así son (García y Dorronsoro, 2005). requeridos algunos de ellos como el Mn, imprescindible en el fotosistema y activación de Cuando el contenido de metales pesados en el suelo algunas enzimas (Mahler, 2003) para el alcanzan niveles que rebasan los limites máximos metabolismo vegetal. permitidos causan efectos inmediatos como inhibición del crecimiento normal y el desarrollo de las plantas, y Se consideran entre los metales pesados elementos un disturbio funcional en otros componentes del como el plomo, el cadmio, el cromo, el mercurio, el ambiente así como la disminución de las poblaciones zinc, el cobre, la plata, entre otros, los que microbianas del suelo, el término que se usa o se emplea constituyen un grupo de gran importancia, ya que es “polución de suelos” (Martín, 2000). algunos de ellos son esenciales para las células, pero en altas concentraciones pueden resultar tóxicos En el suelo, los metales pesados como iones libres, para los seres vivos, organismos del suelo, plantas y pueden tener acción directa sobre los seres vivos lo que animales (Spain et al., 2003), incluido el hombre. En ocurre a través del bloqueo de las actividades biológicas, la corteza terrestre existe una similitud entre la es decir, la inactivación enzimática por la formación de distribución de niquel (Ni), cobalto (Co) y hierro enlaces entre el metal y los grupos –SH (sulfhidrilos) de (Fe). En los horizontes superficiales del suelo (capa las proteínas, causando daños irreversibles en los arable), el Ni aparece ligado a formas orgánicas diferentes organismos. La contaminación