Acumulación de arsénico y metales pesados en maíz en suelos cercanos a jales o residuos mineros

• Autores: Esther Aurora Ruiz Huerta, María Aurora Armienta Hernández
• Localización: Revista Internacional de Contaminación Ambiental, ISSN 0188-4999, Vol. 28, Nº. 2, 2012, págs. 103-117
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Accumulation of arsenic and heavy metals in maize near mine tailings
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• Resumen
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    Se determinaron las concentraciones de As y metales pesados Pb, Zn, Cu, Fe, Cd, en cuatro sustratos bajo la influencia de los jales mineros de “El Fraile” y se evaluó su acumulación y efectos en el desarrollo de plantas de maíz (Zea mays L.) variedad H-515, crecidas en invernadero bajo condiciones controladas (temperatura, humedad relativa y radiación solar) por 70 días; también se evaluaron las concentraciones de metales para plantas de 30 días. Las plantas de maíz sembradas en los sustratos (S3 y S4) con mayores concentraciones de As y metales (metales y metaloides tóxicos, MMTOX), mostraron síntomas visibles de afectación como: necrosis, clorosis, adelgazamiento de las hojas e inhibición del crecimiento. El Zn y el Pb fueron los elementos con mayor concentración en los sustratos y en las plantas. En los sustratos, las concentraciones de Zn variaron de 175.2 a 16193 mg/kg y las de Pb de 66.5 a 6166 mg/kg. A los 70 días de crecimiento el Zn presentó concentraciones de 54.7 a 3555.4 mg/kg y el Pb de 11.1 a 320.3 mg/kg en las raíces. En la parte aérea se determinaron contenidos de 30.8 a 519.8 mg/kg para el Zn y de 3.7 a 38.5 mg/kg para el Pb. A los 30 días los contenidos de Zn en raíz variaron entre 88.9 y 504.8 mg/kg y los de Pb entre 25.2 y 300.9 mg/kg; en la parte aérea se determinaron concentraciones para el Zn de 15.5 a 555.6 mg/kg y para el Pb de 2.2 a 10.8 mg/kg. Los factores de translocación (FT) y de bioconcentración (FBC) fueron generalmente bajos para todos los elementos. Sin embargo, en las plantas de 30 y 70 días los FT fueron ligeramente mayores con valores de 0.86 y 0.85 para Cd y de 0.82 para Zn en los suelos de uso agrícola; el As presentó el mayor FT en todos los suelos para plantas de 70 días. También se observaron diferencias en el desarrollo del maíz; las plantas crecidas en la unidad experimental de suelos agrícolas lejanos a los jales mostraron un mejor crecimiento (46 cm en promedio) respecto a las crecidas en los residuos de jal (24 cm en promedio). Este mismo comportamiento fue observado al evaluar las características anatómicas, pesos fresco y seco, biomasa y número de hojas, con diferencias significativas (p<0.05) entre las unidades experimentales, y mayores valores para S1 seguidos de S2, S3 y S4. Estos resultados sugieren que la contaminación por MMTOX en las áreas cercanas a los jales afecta el desarrollo de las plantas de maíz al acumularlos y altera su crecimiento y desarrollo causando efectos fitotóxicos que se reflejan en su apariencia.

  • English

    Arsenic and metals Pb, Zn, Cu, Fe, Cd concentrations were determined in four substrates near mine tailings. After 70 days growth, accumulation of those elements and effects in the development of young maize (Zea mays L.) H-515, raised in greenhouse under controlled conditions (temperature, relative humidity and solar radiation) were also evaluated. Maize planted in substrates (S3 and S4) with higher concentrations of As and metals (Toxic metals and metalloids TMM) showed visible affectations such as: chlorosis, thinner leaves and growth inhibition. Zinc and Pb reached the highest contents among the studied elements in substrates and plants. In substrates, Zn concentrations ranged from 175.2 to 16193 mg/kg, and Pb from 66.5 to 6166 mg/kg. After 70 days growth, Zn concentrations in roots ranged from 54.7 to 3555.4 mg/kg, and Pb from 11.1 to 320.3 mg/kg. In the aerial part Zn contents varied from 30.8 to 519.8 mg/kg and Pb ranged from 3.7 to 38.5 mg/kg. Metal concentrations were also evaluated in 30 days growth maize plants. Zinc contents in roots ranged from 88.9 to 504.8 mg/kg, and Pb from 25.2 to 300.9 mg/kg; in the aerial part concentration ranges were 15.5 to 555.6 mg/kg for Zn, and 2.2 to 10.8 mg/kg for Pb. Generally low translocation (TF) and bioconcentration factors (BF) were determined for all elements. However, TF for Zn and Cd were slightly higher in plants after 30 and 70 days growth, with 0.86 and 0.85 for Cd and 0.82 for Zn in agricultural soils; arsenic had higher TF in all substrates for 70 days growth plants. Differences were also observed in maize development; plants grown in agricultural soils far from tailings showed better growth (46 cm on average) while those grown in tailings had lower growth (24 cm on average). Anatomic characteristics, fresh and dry weight, biomass and number of leaves also presented a similar behavior showing significant differences (p<0.05) among experimental units with S1 presenting the highest values, followed by S2, S3 and S4. Results suggest that TMM in zones close to tailings accumulate and affect young maize plants development, disturb their growth and cause phytotoxic effects that are shown in their appearance.