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La importancia de que las materias primas no contengan metales pesados pues estos bloquean el metabolismo secundario de la plantas

Metales pesados y sus efectos fitotoxicos

Dr. Luis Alberto Lightbourn Rojas

Los metales pesados son un grupo de elementos químicos que poseen una densidad alta, y se caracterizan por ser tóxicos incluso a concentraciones muy bajas. Los principales metales pesados, incluyen el mercurio (Hg), cadmio (Cd), arsénico (As), cromo (Cr), talio (Tl), y plomo (Pb), entre otros.

Debido a su toxicidad y su tendencia a acumularse en los sistemas biológicos (bio-acumulación), los metales pesados representan un riesgo potencial para la salud humana y los agro-ecosistemas, aun en bajas concentraciones.

Los metales pesados son considerados altamente peligrosos debido a que tienden a bio-acumularse en diferentes cultivos agrícolas, causando un aumento en la concentración de estos elementos en los tejidos vegetales. Al ser absorbidos por las plantas, los metales pesados pueden incorporarse a las cadenas tróficas, ocasionando severos daños a la salud humana y animal.

Los suelos agrícolas sanos normalmente presentan contenidos muy bajos de metales pesados, pero por efecto de la actividad humana u otras causas pueden llegar a acumular progresivamente estos elementos hasta alcanzar niveles altamente tóxicos, cuando son absorbidos por la planta y posteriormente, consumidos por el ser humano.

En la actualidad, la principal causa de contaminación de suelos con metales pesados es el uso masivo y prolongado de fertilizantes de síntesis química y enmiendas orgánicas, así como el riego continuo con aguas residuales altamente contaminadas con desechos urbano-industriales.

Por lo anterior, la presencia de metales pesados en las compostas es un serio problema que incrementa la preocupación sobre las consecuencias adversas para el medio ambiente, debido al uso excesivo en suelos de uso agrícola.  La alta acumulación de metales pesados en el suelo pude contaminar eventualmente la cadena alimenticia de hombres y animales.

Las tendencias actuales priorizan la reutilización de los desechos orgánicos y, en particular, de los lodos procedentes de plantas depuradoras, como enmiendas de suelos, a fin de aprovechar los recursos en ellos contenidos, fundamentalmente la materia orgánica y elementos nutritivos. Sin embargo, estos materiales residuales pueden contener concentraciones elevadas de metales pesados, que constituye un riesgo de contaminación para los sistemas edáficos. En general, las aplicaciones iniciales de la materia orgánica de los lodos mejoran las características del suelo y controla la solubilidad de los metales, protegiendo a la planta de una posible acumulación. No obstante, con el paso del tiempo estos beneficios disminuyen con la mineralización de la fracción orgánica de los lodos.

Por otro lado, el uso de fertilizantes químicos ha causado un incremento de algunos compuestos metálicos en los suelos, los cuales pueden contener residuos de metales pesados como impurezas y quedar disponibles para las plantas y provocar daños en las mismas.

En lugares donde se han utilizado aguas residuales para el riego agrícola, se reporta una tendencia creciente en las concentraciones de metales en los suelos, ya que estas aguas usualmente contienen elevadas concentraciones de estos elementos.

La presencia de metales pesados en las plantas tiene una serie de efectos negativos sobre ellas. Entre los efectos negativos, los daños estructurales son los más frecuentes, ya que la presencia de metales pesados en el interior de las células provoca la aparición de especies reactivas de oxígeno (ROS), produciendo estrés oxidativo. Esto, además, produce una inestabilidad de las membranas celulares, ocasionando una inhibición del crecimiento de la planta, ya sea de las raíces como del resto de órganos.

En las plantas, los metales pesados inhiben el flujo de electrones de la cadena de transporte, por lo tanto, el aparato fotosintético absorbe más energía lumínica que la que suele utilizarse en reacciones metabólicas normales. Como consecuencia, el aparato fotosintético transfiere la energía a los radicales de oxígeno, forma peróxido de hidrógeno. El exceso de peróxido de hidrógeno fomenta la formación de radicales hidroxilos (OH-), oxidantes fuertes de ácidos orgánicos que pueden iniciar la formación en cadena de nuevos radicales altamente tóxicos para las células vegetales, generando fitotoxicidad severa.

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