Fitoextracción de arsénico, cadmio y cobre, mediante las especies Eichhornia crassipes, Myriophyllum aquaticum y Wolffia columbiana en un humedal artificial

Abstract

En este trabajo se estudió el proceso de remoción de arsénico, cadmio y cobre, de agua residual industrial cuyas concentraciones se encontraban por arriba de los límites máximos permisibles que establece la normativa mexicana, mediante el proceso de fitoextracción. Se realizaron tres experimentaciones: (1) mezcla de contaminantes en medio neutro, (2) mezcla de contaminantes en medio ácido y (3) contaminantes sin estar en mezcla en medio neutro. La fitoextracción se realizó mediante la implementación de un humedal artificial utilizando las plantas acuáticas: lirio acuático (Eichhornia crassipes), sirena (Myriophyllum aquaticum) y lentejuela (Wolffia columbiana). Se determinó su potencial como plantas fitoextractoras mediante el factor de bioconcentración, el cual indicó que en cadmio y cobre las especies resultaron hiperacumuladoras (porque su concentración superó el 0.1 % en biomasa seca) y sólo son acumuladoras de arsénico. También se estudió la cinética de fitoextracción de arsénico y cadmio, logrando obtener los parámetros del modelo de Michaelis-Menten, destacando la velocidad máxima de remoción para Eichhornia crassipes (1.021 mg As kg-1 h-1), Myriophyllum aquaticum (0.080 mg As kg-1 h-1; 0.616 mg Cd kg-1 h-1) y Wolffia columbiana (0.666 mg As kg-1 h-1; 1428 mg Cd kg-1 h-1), necesarios para la predicción del tiempo y la velocidad de remoción de estos contaminantes en cuerpos de agua con diferentes concentraciones, así como la biomasa necesaria para la restauración.

This research focused on the process of removal of arsenic, cadmium and copper, from wastewater, in concentrations which are above the maximum permissible limits established by Mexican regulations, using phytoextractor plants. Three experiments were carried out using: (1) mixture of contaminants in neutral medium, (2) mixture of contaminants in acid medium and (3) contaminants alone in neutral medium. The phytoextraction process was carried out by means of the implementation of an artificial wetland using aquatic lily (Eichhornia crassipes), mermaid (Myriophyllum aquaticum) and sequin (Wolffia columbiana). Their potential as phytoextractor plants was determined by means of the bioconcentration factor, which indicated that for cadmium and copper the species were hyperaccumulators (because their extracted concentration exceeded 0.1% in dry biomass) and they were only classified as arsenic accumulators. The kinetics of phytoextraction of arsenic and cadmium were also studied, obtaining the parameters of the Michaelis-Menten model, the maximum removal rate for Eichhornia crassipes (1.021 mg As kg-1 h-1), Myriophyllum aquaticum (0.080 mg As kg-1 h-1; 0.616 mg Cd kg-1 h-1) and Wolffia columbiana (0.666 mg As kg-1 h-1; 1428 mg Cd kg-1 h-1) were obtained. These parameters are useful for the prediction of time and velocity of removal of these pollutants in water bodies with different concentrations, as well as calculation of the biomass necessary for restoration.