Artículo en PDF
Cómo citar el artículo
Número completo
Más información del artículo
Página de la revista en redalyc.org
Sistema de Información Científica
Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Rev. Int. Contam. Ambient. 22 (2) 75-82, 2006
CONCENTRACIONES DE AS Y ZN EN VEGETACIÓN NATIVA CERCANA A
UNA PRESA DE JALES
Soraya PUGA
1
, Manuel SOSA
1
, Antonio DE LA MORA
2
, Carmelo PINEDO
1
y Jorge JIMÉNEZ
1
1
Facultad de Zootecnia, Universidad Autónoma de Chihuahua, Francisco R. Almada km. 1, Chihuahua, Chih.
Méx. C.P. 31031 Correos electrónicos: spuga2002@yahoo.com, msosac@uach.mx, cpinedo@uach.mx,
jajimenez@uach.mx
2
Unidad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. Henri Durant 4016, Circuito Pronaf.
Cd. Juárez 32310 Chih. México. Correo electrónico: adelamor@uacj.mx
(Recibido noviembre 2005, aceptado agosto 2006)
Palabras clave: plantas, jales, Zn, As, contaminación, minas
RESUMEN
Las plantas que se encuentran en las cercanías a las presas de jales concentran por
diferentes vías elementos potencialmente tóxicos (EPT), lo que puede representar un
problema ambiental en estos ecosistemas. El objetivo de este estudio fue analizar la
concentración total de arsénico (As) y de cinc (Zn) en plantas dominantes en sitios
ubicados a diferentes distancias de la presa de jales. El estudio se realizó en el municipio
de San Francisco del Oro, al sur del estado de Chihuahua. Se muestrearon dos plantas
dominantes en 10 sitios a una equidistancia de 300 m a partir de las presas de jales en
dirección a los vientos dominantes. Las plantas se separaron en raíces,
hojas y tallos,
para un total de 60 muestras. Se tomaron como referencia datos de un estudio previo de
muestras de suelo de 0 a 20 cm en cada uno de los sitios. Las muestras se sometieron a
un proceso de digestión y se analizaron mediante un espectrofotómetro de absorción
atómica con generador de hidruros para As y ICP-OES para el Zn. Se realizaron
análisis
de varianza y prueba de medias (ANOM P<0.05) donde las variables fueron: distancia a
la fuente y partes de la planta. Los resultados muestran que a medida que las plantas
están más alejadas de las presas de jales sus niveles de concentración de As y Zn
disminuyen, al igual que en el suelo. Las hojas son las que concentran más estos
elementos. El huizache (
Acacia farnesiana),
el táscate (
Juniperus deppeana)
, la jarilla
(Baccharis glutinosa),
el mesquite
(Prosopis julifora)
y el zacate pata de gallo
(Cynodon
dactylon)
son las especies que presentaron las concentraciones más altas. No se en-
contraron evidencias de daños físicos en las plantas. Se halló lo esperado, es decir, que
existe una tendencia de las plantas estudiadas a concentrar más As y Zn al estar cerca
de la presa de jales.
Key words: plants, tailings, Zn, As, pollution, mines
ABSTRACT
Plants that grow near mine tailings can accumulate by different ways potentially toxic
elements (PTE) that can represent environmental problems in the ecosystems. The
S. Puga
et al.
76
objective of this study was to analyze the total concentration of Arsenic (As) and Zinc
(Zn) in the dominant plants in study sites located at different distances from mine
tailings. The study was carried out in San Francisco del Oro Municipality, south of the
State of Chihuahua, México. Samples were taken from two dominant plants in 10 sites at
an equidistance of 300 m beginning with mine tailings downward following the direc-
tion of the wind. The sampled plants were separated into roots, leaves and stems to
make up a total of 60 samples. Soil samples were also obtained from 0 to 20 cm in dept in
each site according to a study previously done. All samples went through a digestive
process and were analyzed an atomic absorption spectrophotometer with hydride gen-
erator for As and ICP-OES for Zn. A variance analysis was obtained as well as the means
separation test (ANOM P<0.05)
in which the variables measured were distance to the
source and plants parts. The results showed that the further away the plants grow from
the mine tailings the less As and Zn tend to accumulate in the plant tissues, and the less
contaminated is the soil. Leaves tend to accumulate more of these elements.
Acacia
farnesiana, Juniperus deppeana, Baccharis glutinosa, Prosopis juliflora
and the grass
species
Cynodon dactylon
were the plant species found with higher concentrations.
No physical damages were found on the plants. It is concluded that there is a tendency
for the studied plants to accumulate more As and Zn when growing closer to the mine
tailings.
INTRODUCCIÓN
Las plantas cercanas a presas de jales producto
de la industria minera, establecidas en suelos conta-
minados, pueden concentrar en algunas de sus par-
tes elemento potencialmente tóxico (EPT). La es-
tructura que presenta el material del jal es muy fina y
por lo tanto sumamente susceptible de ser removida
por agentes como el agua y el aire, lo que propicia su
dispersión y acumulación tanto en el suelo como en
los organismos vivos.
Esta situación está causando gran inquietud entre
los pobladores de la región sur del estado de
Chihuahua, quienes han mostrado su inconformidad
a la empresa minera con el fin de resolver este pro-
blema.
La mayoría de los estudios de jales en zonas
alcalinas donde no se forma drenaje ácido indican
solubilidades extremadamente bajas de EPT. El ma-
yor problema para la salud humana son los polvos
que generan y para los suelos las sales de sodio. El
material de las presas de jales, dependiendo de su
composición y de la disponibilidad de sus compues-
tos de las rutas de transporte, las vías de entrada a
los organismos y la biodisponibilidad, puede repre-
sentar un riesgo para la biota, incluyendo a los huma-
nos.
Por su alto contenido de sales de sodio y la for-
mación de drenaje ácido pueden también represen-
tar un riesgo para los suelos y cuerpos de agua de los
alrededores e inhibir la vegetación. Cuando los com-
puestos químicos que contienen los EPT, liberan al
ambiente especies en forma soluble que pueden ser
adsorbidas y absorbidas por las plantas y bacterias,
se puede generar un problema fuerte de contamina-
ción de los recursos. La toxicidad de los metales está
influenciada por diferentes factores como la forma
química del elemento tóxico, la química del ambiente
y las diferencias en la susceptibilidad de los organis-
mos (Freedman 1995).
De esta forma los EPT, por su capacidad de co-
ordinación con la mayoría de los elementos, pueden
bloquear la acción de minerales y enzimas necesa-
rios para el desarrollo de funciones orgánicas vitales,
esto obliga a que procesos metabólicos normales to-
men rumbos degenerantes. La mayoría de los efec-
tos de toxicidad en las raíces de las plantas son a
nivel fisiológico y existen evidencias de carácter
morfofisiológico que permiten medir el daño, aunque
la mayoría de las veces no se pueda identificar el
elemento responsable (Peralta
et al.
1993).
La vegetación puede ser usada como un indica-
dor útil de la concentración de metales pesados en
un medio donde la raíz consume metales que pueden
integrarse al ambiente a escalas espacial y temporal
(Pugh
et al.
2002).
La mayoría de las plantas son muy sensibles a los
EPT que se encuentran en forma soluble en el suelo
y cuando su concentración supera sus mecanismos
de defensa pueden experimentar daños importantes.
La resistencia a los metales puede llevarse a cabo
mediante mecanismos de evasión o tolerancia. Levitt
(1980) define a la evasión como la capacidad para
prevenir el consumo excesivo de metales y a la tole-
rancia como la habilidad de enfrentar a los metales
que son acumulados en alguna parte de la planta.
CONCENTRACIONES DE As Y Zn EN VEGETACIÓN
77
El análisis de los elementos traza en las plantas
leñosas se enfoca a las hojas, ya que de ahí se trans-
fieren a la cadena alimenticia y los elementos son
reciclados a través de la hojarasca o la materia orgá-
nica (Nissen y Lepp 1997).
Las minas generan áreas con disturbios que son
caracterizadas por poca vegetación o ninguna. Las
plantas pueden ser selectivas o no a la bioacumula-
ción de metales y metaloides, dándose generalmente
una recolonización por plantas tolerantes a los meta-
les (Ashley
et al.
2003).
Concentraciones altas de metales en las solucio-
nes del suelo pueden provocar inhibición en la elon-
gación y en el desarrollo de las raíces (Punshon 1996),
sin embargo, existe vegetación resistente que se adap-
ta a estos ambientes con elevadas concentraciones
de metales pesados y puede colonizar estas áreas
(Shaw 1990). Considerando lo anterior, el objetivo de
este estudio fue evaluar las concentraciones totales
de arsénico (As) y cinc (Zn) en raíces, hojas y tallos
de plantas dominantes en sitios a diferentes distan-
cias de las presas de jales.
MATERIALES Y MÉTODOS
El área de estudio se encuentra en la parte sur del
estado de Chihuahua, en la cabecera del municipio
de San Francisco del Oro, donde se localiza una com-
pañía minera que cuenta con dos presas de jales, una
sin uso, que cubren una superficie aproximada de 140
ha. La altitud promedio es de 2,140 msnm. Las coor-
denadas geográficas son 26° 52´ de latitud y 105° 51’
de longitud. La vegetación está constituida por la aso-
ciación de pastizal amacollado con bosque de encino
y táscate, con matorral espinoso en las partes bajas.
El clima del área está catalogado como templado
subhúmedo con lluvias en verano, temperatura me-
dia de 16 °C y precipitación promedio de 500 mm.
La investigación se realizó en el área de influen-
cia de las presas de jales, abarcó 3 km en dirección a
los vientos dominantes. La toma de muestras de ve-
getación se hizo en 10 sitios en el área mencionada a
una distancia de 300 m entre un punto y otro a partir
de la presa de jales, esto es a 300, 600, 900, 1200,
1500, 1800, 2100, 2400, 2700 y 3000 m. Las dos es-
pecies dominantes de cada sitio fueron colectadas
en bolsas de papel, posteriormente estas se dividie-
ron en raíces, hojas y tallos, siendo un total de 60
muestras.
Las muestras se lavaron con agua potable libre
de los elementos estudiados para eliminar impurezas,
después se secaron en una estufa a 50 °C por 5 días,
posteriormente se molieron en un molino eléctrico
(Cyclotec 1093 Sample Mill Tecator) hasta obtener
una muestra pulverizada.
El método de digestión de las plantas se realizó
pesando 0.5 g de muestra en un vaso de precipitado
de 250 mL, se adicionaron 10 mL de HNO
3
y se
colocó en la parrilla de calentamiento a una tempera-
tura de 60 °C hasta su digestión total. Se agregaron
20 mL de agua desionizada, se dejó enfriar, se filtró
con papel whatman No. 2 recibiendo el filtrado en un
matraz volumétrico de 100 mL. Posteriormente se
aforó a este volumen. El análisis elemental se llevó a
cabo en un espectrofotómetro de absorción atómica
GBC modelo Avanta S, con sistema de generador de
hidruros para el As; el Zn se analizó con un espectró-
metro de emisión por plasma óptico ICP-OES de la
marca Termo Jarell Ash Modelo Iris, calibrando el
instrumento con materiales de referencia certifica-
dos con trazabilidad a Cenam ó Nist, que son orga-
nismos certificadores reconocidos internacionalmente.
Se seleccionaron As y Zn como elementos traza-
dores de la contaminación, tomando como base un
estudio previo de suelo, en proceso de publicación,
realizado en los sitios de estudio. Las concentracio-
nes totales de As variaron entre 552.66 y 4,222.78
ppm, mientras que las de Zn entre 1,086.90 y 3,361.50
ppm.
Los suelos tienen un pH que va de 6.55 a 7.29
ligeramente ácido a neutro, con una textura areno-
arcillosa.
Las especies estudiadas fueron
Prosopis julifora,
Baccharis glutinosa, Acacia farnesiana, Junipe-
rus deppeana, Mimosa dysocarpa, Cynodon
dactylon, Quercus emoryii
y
Celtis reticulata
.
Se hizo un análisis de varianza en donde las varia-
bles de respuesta fueron As y Zn considerando como
tratamientos a los sitios (distancia a la fuente de ex-
posición) y partes de la planta (raíces, hojas y tallos),
realizando una prueba de medias para las variables
que resultaron significativas (ANOM para distribu-
ción normal) a un nivel de significancia p < 0.05, uti-
lizando el programa estadístico MINITAB
TM
ver-
sión 14.0.
RESULTADOS
Arsénico
La variable sitio, que se obtuvo del promedio de
la concentración total de As de las raíces, hojas y
tallos de las plantas analizadas, no fue significativa
(p < 0.131). En los resultados que se muestran en el
cuadro I
se observa que el sitio 1 tuvo el valor más
alto con un promedio diferente estadísticamente a los
S. Puga
et al.
78
demás sitios, esto debido a la cercanía con la presa
de jales. Los sitios 2 y 3, son semejantes entre sí,
pero diferentes estadísticamente a los demás. El sitio
3 presenta niveles de 17.03 ppm de As, debido a que
se encuentra cercano al arroyo, por lo que la canti-
dad de material arrastrado de los jales es mayor, siendo
la concentración en el suelo la más alta con 4,222.78
ppm. Al respecto la EPA (1992) señala como excesi-
va fitotoxicidad concentraciones de As en plantas
entre 5 y 20 ppm; Bowen (1979) describe el umbral
de As en un rango de 0.02-7.5 ppm, mientras que
Wantanabe (1997) y Reeves y Baker (2000) definen
como planta hiperacumuladora la que puede concen-
trar por lo menos 100 mg kg
-1
de As y Chaney (1989)
señala de 3 a 10 ppm. En el resto de los sitios las
concentraciones son similares entre sí, presentado
valores bajos, esto en virtud de que a medida que la
distancia es mayor a la fuente de origen, las concen-
traciones van disminuyendo en los sitios, con algunas
variaciones como sucede en el sitio 6.
La variable parte de la planta resultó no significa-
tiva (p < 0.342), esto debido a la diversidad de espe-
cies encontradas, las que tuvieron comportamientos
muy variables. No obstante, los valores promedio
señalan una clara tendencia a la acumulación mayor
de As en las hojas con 11.329 ppm, seguida de 7.962
para raíz y 4.519 ppm para tallo. La interacción sitio-
parte de planta no resultó significativa.
Las concentraciones de As en las plantas estu-
diadas y separadas por raíces, hojas y tallos, se ob-
servan en el
cuadro II.
Se encontraron especies con
altas concentraciones de As, tal es el caso de la jarilla
(Baccharis glutinosa),
que fue dominante en los si-
tios 1 y 2, con valores promedio de 68.85 ppm para
las hojas y de 12.52 ppm en la raíz. Es importante
señalar que esta especie en el sitio 1 alcanzó un valor
Sitio
Distancia al jal (m)
Promedio
1
1
300
23.67 a
2
600
13.23 b
3
900
17.03 b
4
1,200
5.00 c
5
1,500
3.36 c
6
1,800
7.54 c
7
2,100
1.94 c
8
2,400
2.65 c
9
2,700
3.55 c
10
3,000
1.39 c
CUADRO I.
CONCENTRACIONES DE ARSÉNICO (ppm)
EN LOS SITIOS A DIFERENTES DISTANCIAS
DE LAS PRESAS DE JALES
1
Letras diferentes en la columna, muestran diferencias estadísti-
cas a un nivel de 0.05
Sitio
Especie dominante
Nombre
Parte de la planta
Raíz
Hoja
Tallo
11
Prosopis juliflora
20.34
14.27
11.63
12
Baccharis glutinosa
4.68
88.23
2.87
21
Prosopis juliflora
3.70
2.13
2.40
22
Baccharis glutinosa
2.37
49.48
1.27
31
Acacia farnesiana
43.85
12.19
3.62
32
Juniperus deppeana
2.17
12.57
27.74
41
Acacia farnesiana
6.34
5.45
12.63
42
Prosopis juliflora
2.33
1.04
2.21
51
Prosopis juliflora
2.70
2.86
N.D.
52
Mimosa dysocarpa
3.01
5.38
6.21
61
Cynodon dactylon
27.55
10.71
N.A.
62
Acacia farnesiana
1.78
3.34
0.92
71
Acacia farnesiana
0.49
1.95
0.43
72
Quercus emoryii
4.17
2.94
1.61
81
Prosopis juliflora
2.92
2.41
3.47
82
Juniperus deppeana
0.61
2.87
3.61
91
Juniperus deppeana
1.53
3.73
2.31
92
Celtis reticulata
7.85
1.55
4.30
10
1
Quercus emoryii
2.13
0.97
1.19
10
2
Acacia farnesiana
0.64
2.41
0.38
CUADRO II.
CONCENTRACIONES DE ARSÉNICO (ppm) EN HOJA, TALLO Y
RAÍZ DE LAS ESPECIES VEGETALES DOMINANTES EN LOS SITIOS
N.D. No se detectó
N.A. Se analizó junto con hojas
CONCENTRACIONES DE As Y Zn EN VEGETACIÓN
79
de 88.231 ppm de As en las hojas, considerado como
extremadamente elevado. Otra especie que presen-
tó concentraciones altas de As fue el zacate pata de
gallo (
Cynodon dactylon)
en la que por razón de su
estructura sólo se analizaron hojas y raíces, siendo
en esta última donde se obtuvo una concentración de
27.55 ppm, cantidad que sobrepasa el rango máximo
para una planta y es considerada como excesivamen-
te fitotóxica. Esta especie se encontró sólo en el sitio
6 por lo que la distancia a la presa de jales fue de
1,800 m, no obstante la distancia su concentración
fue alta.
El táscate (
Juniperus deppeana)
que es utiliza-
do como poste para cercar, fue encontrada como
dominante en 3 sitios. En el sitio 3 cercano al arroyo
a una distancia de 900 m de la fuente de exposición
presentó valores de acumulación de As de 27.74 ppm
en el tallo y de 12.57 ppm en las hojas, comporta-
miento diferente a la mayoría de las especies que
acumulan mayormente estos elementos en las hojas,
disminuyendo en forma importante sus concentracio-
nes a medida que se alejan de la fuente de contami-
nación.
El huizache (
Acacia farnesiana),
en el sitio 3
presentó concentraciones de As de 43.85 ppm en la
raíz y de 12.19 ppm en las hojas que disminuyen cuan-
do se encontró en el sitio 4 y sigue esa tendencia a
medida que se aleja de los jales, teniendo valores muy
bajos de concentración (0.964 ppm en promedio en
la planta) cuando se encontró en el sitio 7 a 2,100 m
de distancia de los jales.
El mezquite (
Prosopis julifora
) es una planta de
amplio rango ecológico, presente en ecosistemas
semi-desérticos y en áreas de pastizales, consumida
por el ganado y la fauna silvestre. Los niveles de As
que acumuló en el sitio 1 están dentro de los rangos
señalados como peligrosos, ya que sus concentracio-
nes van de 20.244 en raíz, 14.277 en hoja y 11.632
ppm en tallo. En este sitio 1 la concentración de As
en suelo fue de 2158.98 ppm, sin embargo, a mayor
distancia de los jales, como fue en los sitios 2, 4, 5 y
8, el As estuvo presente en niveles bajos.
El gatuño (
Mimosa dysocarpa)
se mantuvo en
el límite señalado por la EPA (1992) entre 5 y 6 ppm
de As en hojas y tallos. En el resto de las especies el
As apareció en todas ellas, pero en pequeñas con-
centraciones.
Cinc
Para este metal la variable sitio fue significativa
(p < 0.05), en el
cuadro III
podemos observar que
los sitios 1, 2, 3 y 6 son diferentes estadísticamente
del resto. Los valores promedio encontrados en los
sitios mencionados están dentro del rango señalado
por la EPA (1992) que menciona concentraciones
para Zn como excesivamente fitotóxicas entre 100 y
400 ppm. El resto de los sitos está por debajo de es-
tos niveles.
La tendencia de los sitios muestra en general una
disminución de la concentración de este metal a me-
dida que se aleja de la presa de jales.
Para las partes de las plantas el nivel de signifi-
cancia fue de p < 0.014, con valores promedio de
120.750 ppm de Zn para las hojas, de 50.559 para
tallos y de 83.595 para raíces, siendo el contenido de
Zn en las hojas diferente estadísticamente (p < 0.05)
al de tallos y raíces, que fueron iguales entre sí. La
tendencia en cuanto al contenido de Zn en las partes
de la planta fue similar a la del As.
La interacción
sitio-parte de la planta no resultó significativa.
La especie que mayor concentración de Zn mos-
tró fue el zacate pata de gallo (
Cynodon dactylon
)
con 302.18 ppm en la hoja y 225.81 ppm en la raíz
(
Cuadro IV
). Este resultado señala a esta especie
con niveles muy altos de concentración, no obstante
encontrarse en el sitio 6 a 1,800 m de la presa de
jales, coincidiendo con lo señalado por Madejón
et
al
. (2001), que la cataloga
como acumuladora de Zn
y remediadora de suelos.
La jarilla
(Baccharis glutinosa
) mostró niveles
importantes de Zn en los dos sitios donde fue domi-
nante. En el sitio 1, en la hoja concentró 361.46 ppm
y 109.50 ppm en el tallo, mientras que en el sitio 2
acumuló 240.58 ppm en las hojas y 166.40 ppm en la
raíz. Esto demuestra que la acumulación de Zn en la
jarilla se realiza indistintamente en cualquier parte de
la planta y se la puede catalogar como una planta
muy acumuladora de este metal.
CUADRO III.
CONCENTRACIONES DE CINC (ppm) EN
LAS DIFERENTES PARTES DE LA PLANTA
EN RELACIÓN A LOS SITIOS
Sitio
Distancia al jal (m)
Promedio
1
1
300
136.370 a
2
600
151.310 a
3
900
119.426 a
4
1,200
79.930 b
5
1,500
62.490 b
6
1,800
110.020 a
7
2,100
28.966 b
8
2,400
46.246 b
9
2,700
70.146 b
10
3,000
30.816 b
1
Letras diferentes en la columna, muestran diferencias estadísti-
cas a un nivel de 0.05
S. Puga
et al.
80
Otra especie que presentó niveles altos de acu-
mulación de Zn fue el mezquite (
Prosopis julifora
)
el cual se encontró en 5 sitios, presentando los valo-
res más altos en los 2 primeros (
Cuadro IV
). En el
sitio 2, alcanzó un valor de 314.150 ppm en las hojas,
cercano al límite máximo que menciona la EPA
(1992), en el sitio 1 la raíz y el tallo tuvieron las con-
centraciones más altas con 147.200 y 128.891 ppm,
respectivamente, mientras que las hojas sólo alcan-
zaron 19.195 ppm. En los sitios más retirados a la
presa de jales sus concentraciones estuvieron por
debajo de los límites considerados como tóxicos.
El granjel (
Celtis reticulata
)
no obstante encon-
trarse en el sitio 9, distante a 2,700 m de los jales,
tuvo un nivel de concentración de 136.581 ppm en la
raíz, con niveles de alrededor de 50 ppm en las hojas
y tallos, a diferencia de la mayoría de las especies
que tienden a acumular Zn mayormente en las hojas.
El huizache (
Acacia farnesiana
) en el sitio 3 tuvo
una acumulación alta de Zn en las hojas con 207.01
ppm y 113.35 ppm en la raíz, mientras que en el sitio
4 la raíz tuvo mayor acumulación que las hojas (138.40
vs. 108.33 ppm), siendo estas dos partes indistinta-
mente las de mayor concentración de Zn. También
se observa que a medida que los sitios son más leja-
nos de la fuente de contaminación, los niveles de Zn
disminuyen en forma importante.
El resto de las especies estuvieron dentro de los
rangos aceptables de acumulación de Zn, con ex-
cepción del encino (
Quercus emoryii
)
que en su raíz
alcanzó 103.77 ppm.
DISCUSIÓN
Los resultados muestran que algunas plantas estu-
diadas presentaron niveles considerados como
fitotóxicos. Sin embargo, estas plantas no presentan
apariencia de daños físicos, posiblemente han desa-
rrollado ciertos mecanismos bioquímicos que les per-
miten evadir su acción tóxica, como la depositación de
estos EPT en la pared celular, el enlace a grupos –SH
en el límite del citoplasma, el aislamiento en algunos
compartimientos celulares, la formación de complejos
con ácidos orgánicos, fenoles y otros compuestos or-
gánicos en la vacuola (Hernández 2001). El que las
plantas no presenten daños sugiere que algunas de las
especies estudiadas pudieran tomarse en cuenta para
investigaciones posteriores sobre biorremediación de
suelos contaminados. Según Baird (1999) estas espe-
cies lo pueden hacer mediante los mecanismos siguien-
tes: el consumo directo de los contaminantes y su acu-
mulación dentro de los tejidos, liberando en el suelo
oxígeno y enzimas que estimulan la biodegradación de
los contaminantes y su incremento por hongos y otros
microorganismos localizados en la interfase suelo-raíz.
CUADRO IV.
CONCENTRACIONES DE CINC (ppm) EN RAÍZ, HOJA Y TALLO DE
LAS ESPECIES VEGETALES DOMINANTES EN LOS SITIOS
Sitio
Especie dominante
Nombre
Parte de la planta
Raíz
Hoja
Tallo
11
Prosopis juliflora
147.20
19.19
128.89
12
Baccharis glutinosa
52.00
361.46
109.50
21
Prosopis juliflora
52.12
314.15
87.90
22
Baccharis glutinosa
166.40
240.58
46.71
31
Acacia farnesiana
113.35
207.01
52.06
32
Juniperus deppeana
25.16
206.24
112.71
41
Acacia farnesiana
138.40
108.33
69.89
42
Prosopis juliflora
43.84
73.20
45.93
51
Prosopis juliflora
78.87
97.01
13.94
52
Mimosa dysocarpa
70.22
87.17
27.76
61
Cynodon dactylon
225.81
302.18
N.A.
62
Acacia farnesiana
32.20
49.43
25.26
7
1
Acacia farnesiana
23.20
33.48
23.30
72
Quercus emoryii
103.77
24.74
23.51
81
Prosopis juliflora
64.48
70.71
29.42
82
Juniperus deppeana
46.36
37.80
28.71
91
Juniperus deppeana
82.80
65.67
42.34
92
Celtis reticulata
136.58
41.35
52.13
10
1
Quercus emoryii
50.00
20.43
7.82
10
2
Acacia farnesiana
19.08
54.79
32.78
N.A. Se analizó junto con hojas
CONCENTRACIONES DE As Y Zn EN VEGETACIÓN
81
Las concentraciones mayores de As y Zn se en-
contraron en plantas ubicadas en los sitios 1, 2 y 3,
que son también los que tienen los niveles más altos
de esos elementos en el suelo. Sin embargo esas plan-
tas han logrado sobrevivir por muchos años en esta
zona contaminada por los jales sin sufrir daño apa-
rente. Al respecto Hernández (2001) señala que cier-
tas plantas tienen la habilidad de desarrollar resisten-
cia contra daños ocasionados por metales pesados,
por un carácter fijado genéticamente, pero modifica-
ble por adaptación. Prahalad y Seenayya (1988)
mencionan que cuando la concentración de Zn en
solución aumenta, la concentración en las células es
mantenida en un valor constante, demostrando las
plantas la habilidad para mantener concentraciones
de metales sin sufrir daño.
En algunas plantas se ha hallado una correlación
directa entre el grado de exposición a un metal pesa-
do y su tolerancia, como lo señalan Kalandadze
(2003), García
et al.
(1999), Kim y Kim (1996) y
Smith
et al.
(1998) que menciona al zacate pata de
gallo como una especie que presenta esta respuesta,
tal y como resultó en este estudio.
Las concentraciones de As y Zn fueron mayores
en las hojas, seguidas de la raíz y tallos, sin
embargo,
varias especies presentaron un comportamiento di-
ferente, acumulando estos elementos en mayor can-
tidad en la raíz o en el tallo, esto indica que la fisiolo-
gía de las plantas, en lo que a concentración de estos
metales se refiere, puede variar dependiendo de la
especie de que se trate, lo que coincide con lo seña-
lado por Brooks (1983) que menciona que las plantas
varían en su habilidad para acumular elementos del
suelo.
El huizache (
Acacia farnesiana
)
,
especie que
apareció como dominante en 3 sitios, varió su com-
portamiento en cada uno de ellos, ya que presentó
mayores concentraciones totales de As tanto en raíz,
como en tallo y en hojas; en forma similar se presen-
tó el contenido de Zn en el sitio 4 que tuvo mayor
concentración en la raíz, que en hojas y tallo, coinci-
diendo con Brooks (1998) y Siegel (2002) quienes
señalan que la concentración de un elemento varía
de un órgano a otro de la planta.
La jarilla
(
Baccharis glutinosa
) que se localiza
en lugares cercanos a ríos, arroyos, escurrimientos
superficiales y es una especie indicadora de aguas
subterráneas, presentó contenidos elevados de As y
de Zn en las hojas, los cuales al igual que en el resto
de las especies estudiadas pudieron ser absorbidos o
adsorbidos. Esta especie al tirar sus hojas en los ríos
y arroyos, puede contaminarlos y llevar esta conta-
minación a los cuerpos de agua ya que los metales
pueden ser arrastrados por aguas superficiales (Ma-
drid
et al.
2003).
El zacate pata de gallo (
Cynodon dactylon
),
la
única gramínea estudiada, presentó niveles muy al-
tos de Zn, tanto en hojas como en raíz y niveles altos
de As en raíz y hojas, siendo una especie consumida
por el ganado doméstico y la fauna silvestre, se con-
vierte en un problema dentro de la cadena trófica,
por la posibilidad de trasmitir estos metales a sus con-
sumidores; al respecto, Ashley
et al
. (2003) mencio-
nan que las áreas alteradas por la minería se carac-
terizan por carecer de vegetación nativa, selectiva y
no selectiva, realizar bioacumulación de metales y
metaloides dentro de la planta y darse una
recolonización parcial por especies tolerantes a los
metales como es la planta
Cynodon dactylon.
Madejón
et al
. (2001) mencionan que la especie
Cynodon
es utilizada como planta remediadora de
suelos ya que resiste altas concentraciones de Zn.
Mientras que Smith
et al.
(1998) mencionan haber
encontrado el
Cynodon
en suelos con altas concen-
traciones de As, tal y como sucedió en este estudio.
CONCLUSIONES
Existe una relación entre la distancia a la presa
de jales y la acumulación por posible adsorción y ab-
sorción de As y Zn en las plantas, ya que a medida
que se alejan de la fuente de contaminación, dismi-
nuye la concentración.
La mayor concentración de los elementos estu-
diados se da en las hojas, seguidas de la raíz y del
tallo, con excepción del mezquite, que acumula estos
elementos mayormente en la raíz y el táscate que
acumula el As preferentemente en el tallo y al Zn en
la raíz, mientras que el huizache, lo hace indistinta-
mente en hojas, tallo y raíz.
La jarilla presentó altas concentraciones totales
de As y Zn, por lo que puede representar un proble-
ma en áreas contaminadas por minas, como en este
caso, ya que fue colectada a la orilla de un arroyo,
donde se establece regularmente.
El zacate pata de gallo
,
tuvo niveles muy altos de
Zn, tanto en hojas como en raíz y niveles altos de As
en la raíz y hojas, y dado que es una gramínea consu-
mida por el ganado y la fauna silvestre, puede afec-
tar en forma importante la cadena alimenticia en la
zona de estudio debido a que es el pasto de mayor
presencia.
No obstante los resultados obtenidos, no se obser-
van daños en las especies estudiadas por la presencia
de estos EPT, posiblemente debido al nivel de adapta-
S. Puga
et al.
82
ción ya que durante varias generaciones han estado
en contacto con esta fuente de contaminación.
REFERENCIAS
Ashley P.M., Lottermoser B.G. y Chubb A.J. (2003). Envi-
ronmental geochemistry of the Mt. Perry copper mines
area, SE Queensland Australia. Geochem: Explor.
Environ. Anal. 3, 345-357 p.
Baird C. (1999).
Environmental Chemistry.
Freeman
and
Company, NY. 120 p.
Bowen, H.J.M. (1979).
Plants and the chemical elements.
Academic Press, London. 324p.
Brooks R. R. (1983).
Biological methods of prospecting
for minerals
. Wiley, New York, 322 p.
Brooks R.R. (1998). General Introduction. En:
Plants that
hyperaccumulate heavy metals
(R.R. Brooks, Ed.). CAB
International, Wallingford, 1-4 p.
Chaney J.H. (1989) Toxic element accumulation in soils
and crops: protecting soil fertility and agricultural food-
chainds. En:
Inorganic contaminants in the vadose
zone Berlin
(B. Bar-Yosef, N.J. Barrow y J. Goldshmid,
Eds.). Springer-Verlag
Berlin and New York, 140-158 p.
EPA. (1992). Guide to site and soil description for hazard-
ous waste site characterization. Vol. 1: metals. Environ-
mental Protection Agency, Las Vegas NV.
Freedman B. (1995).
Environmental ecology.
Academic
Press, San Diego, 66 p.
García S.A., Moyano A. y Munez C. (1999). Forms of cad-
mium, lead and zinc in polluted mining soils and uptake
by plants. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 30, 1385-1402 p.
Hernández G.R. (2001). Nutrición mineral de las plantas.
Material didáctico. Facultad de Ciencias Forestales y
Ambientales. Universidad de los Andes, Mérida, Ve-
nezuela.
Kalandadze B. (2003). Influence of the ore mining and pro-
cessing enterprise on soil types in adjoining areas.
Agron. Res. 2, 131-137 p.
Kim K-H. y Kim D.Y. (1996). Heavy metal pollution in agri-
cultural soils: measurement in the proximity of aban-
doned mine land sites. J. Environ. Sci. Health 31, 783-
795 p.
Levitt J. (1980).
Responses of plants to environmental
stresses
. Academic Press, Nueva York, 48 p.
Madejón P., Murillo J.M., Marañón T., Cabrera F. y López
R. (2001). Bioaccumulation of As, Cd, Cu, Fe and Pb in
wild grasses affected by the Aznalcóllar mine spill (SW
Spain). Sci. Total Environ. 290, 105-120 p.
Madrid, F. Liphadzi M.S. y Kirkham. M.B.
2003. Journal of
Hydrology. 272, 107-119 p.
Nissen L.R. y Lepp N.W. (1997). Basaline concentrations
of copper and zinc in shoot tissues of a range of salix
species. Biom. Bioen. 12, 115-120 p.
Peralta J.R., Barraza L.P., Pérez E. E., Bristol A.L., Gardea J.
T. y Curtis H.M. (1993). Sales y metales pesados, una
referencia para el suelo y el agua del valle de Juárez.
Cuaderno de trabajo. Unidad de Ciencia Biomédicas.
Universidad Autónoma de Ciudad Juárez.
Prahalad A.K. y Seenayya G. (1988). Bioavailability of Zn
and Cd and their effect on microbial growth and metal
uptake. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 41, 921-927 p.
Pugh R., Dick D. y Fredeen A. (2002). Heavy metal (Pb, Zn,
Cd, Fe and Cu) contents of plant foliage near the Anvil
range lead-zinc mine, Faro Yukon Territory. Ecotoxic.
Environ. Safety. 52, 273-279 p.
Punshon T. (1996). Heavy metal resistance in salix. Thesis
for the degree of Doctor of Philosophy at Liverpool
John Moores University, School of Biological and Earth
Sciences, Liverpool.
Reeves R.D. y Baker A.J.M. (2000). Metal accumulating
plants. En:
Phytoremediation of toxic metals using
plants to clean-up the environment
. (I. Raskin y B.D.
Nsley, Eds.). Wiley, Nueva York, 193-230 p.
Shaw A.J. (1990).
Heavy metal tolerance in plants: evolu-
tionary aspects.
CRC Press, Boca Raton, 35 p.
Siegel F.R. (2002).
Environmental geochemistry of poten-
tially toxic metals.
Springer-Verlag, Berlin, 218 p.
Smith E., Naidu R. y Alston A.M. (1998). Arsenic in the soil
environment: a review. Adv. Agron. 64, 149-195 p.
Wantanabe M.E. (1997) Phytoremediation on the brink of
commercialisation. Environ. Sci. Technol. 31,182-186 p.
logo_pie_uaemex.mx