La Verdad

Rafael Clemente, en el Cebas.
Rafael Clemente, en el Cebas. / Guillermo Carrión / AGM

Cubiertas vegetales como cura para el suelo 'envenenado' de la Sierra Minera

El arsénico es conocido desde la antigüedad y ha pasado a la historia por ser poderosamente tóxico. Su presencia está detrás de numerosos y sonados envenenamientos; se sospecha que Napoleón pudo ser una de sus víctimas.

La realidad es que se encuentra en la tabla periódica con el número 33 y es esencial para la vida pues su deficiencia puede dar lugar a complicaciones. Por ejemplo, la deficiencia en arsénico produce la muerte en cabras lactantes; en roedores altera el metabolismo de la metionina; y en humanos sometidos a hemodiálisis puede ocasionar desórdenes nerviosos y enfermedades vasculares y malignas.

Obviamente no solo se encuentra en algunos alimentos, como el marisco (en cantidades aptas para su consumo), sino que está presente en la naturaleza. Es un elemento químico con propiedades tanto metálicas como no metálicas (lo que se conoce como un metaloide) que se presenta en el suelo normalmente en forma aniónica, como arseniato o arsenito.

Aparece frecuentemente junto a metales pesados como plomo, cadmio, cobre o cinc en suelos contaminados por actividad minera o industrial, aunque su biogeoquímica en el suelo es muy diferente, ya que los metales (y en especial la fracción soluble de estos) normalmente aparecen en forma catiónica en el suelo.

«Las medidas que se suelen adoptar para la inmovilización de los metales y la reducción de su solubilidad y de su toxicidad, como puede ser el aumento del pH de suelo y la adición de materia orgánica, pueden tener el efecto contrario en el arsénico, provocando un aumento de su solubilidad y por tanto de su movilidad, biodisponibilidad y toxicidad potencial. Por eso este contaminante presenta un interés especial, además de su alta toxicidad, que es bien conocida», como señala Rafael Clemente Carrillo, miembro del grupo de Sostenibilidad de Sistemas Suelo-Planta del Cebas- CSIC.

Ecosistema saludable

En este momento dirige el proyecto 'Especiación de arsénico en suelo, agua de poro y plantas de la Sierra Minera de La Unión: desarrollo de un modelo preliminar de toxicidad para plantas' y asegura que «es posible recuperar casi por completo la funcionalidad de un suelo contaminado con este elemento».

Es decir, se puede conseguir que sea capaz de soportar una cubierta vegetal y formar parte de un ecosistema saludable dado que la completa eliminación de este elemento de un suelo contaminado es muy difícil, por lo que normalmente son más realistas las técnicas de recuperación que buscan la estabilización del contaminante en el suelo, como la generación de una cubierta vegetal que proteja al suelo frente la erosión y la dispersión de la contaminación (fito-estabilización), que las de eliminación del contaminante, que solo serían factibles en condiciones muy particulares, como el caso de contaminaciones no muy altas y en ausencia de otros elementos contaminantes.

En un proyecto anterior, estudió la contaminación de esos suelos y el posible uso de enmiendas orgánicas e inorgánicas, y de plantas autóctonas tolerantes a los contaminantes para la estabilización de suelos afectados por la actividad minera en la Sierra de La Unión.

Según el investigador del Cebas, «se comprobó como el uso de distintas combinaciones de enmiendas orgánicas e inorgánicas permite el crecimiento y establecimiento de plantas en suelos contaminados por actividad minera de la Sierra Minera de La Unión-Cartagena».

El interés especial del proyecto fue el uso de especies de plantas comunes en la zona de estudio (como 'Atriplex halimus', 'Piptatherum miliaceum', 'Dittrichia viscosa', 'Nicotiana glauca' y 'Silybum marianum') y materiales residuales con o sin transformación previa como enmiendas del suelo. Esto permitiría llevar a cabo el proceso de recuperación (fito-estabilización) de forma económica y efectiva.

En concreto, «la combinación de enmiendas orgánicas (como composts procedentes de residuos de almazara (alperujo) o de granjas de ganado porcino (fracción sólida de purín de cerdo) e inorgánicas (como materiales procedentes del procesado de la bauxita -lodo rojo-, cal, o escoria de laminación del acero) permitió reducir significativamente la solubilidad y biodisponibilidad de los elementos traza, resultando por tanto el tratamiento efectivo para la restauración de suelos contaminados con arsénico y metales pesados», explica.

Por su parte, en el proyecto actual se pretende ahondar en los aspectos relacionados con la toxicidad para las plantas de las distintas formas de arsénico presentes en los suelos y en el agua de poro (disolución del suelo), influenciadas por las propiedades físico-químicas de los suelos.

Para lograrlo, se están llevando a cabo estudios para determinar las formas químicas del arsénico y otros contaminantes metálicos en el suelo y en la disolución del suelo (formas solubles) y su relación con las propiedades del suelo. Se están estudiando suelos con distintas características y con distinto nivel de contaminación, de tal forma que se pueda establecer un gradiente de contaminación que tenga en cuenta las distintas formas de arsénico y pueda luego relacionarse con las propiedades del suelo y con la toxicidad para las plantas de estos suelos.

La toxicidad del arsénico del suelo para las plantas se estimará mediante la determinación de parámetros fisiológicos que sean sensibles a la presencia del elemento y los relacionados con el estrés oxidativo en las plantas.

Uno de sus objetivos es desarrollar un modelo preliminar de toxicidad para plantas. «Se trata de una herramienta (normalmente una ecuación) que permita predecir la toxicidad para las plantas de un determinado suelo en base a la determinación de unos parámetros físico-químicos concretos», en palabras de Clemente.

Primeros resultados

«Este tipo de modelos no se ha desarrollado hasta el momento y pueden simplificar mucho la predicción de la toxicidad de un suelo, ya que mediante la determinación de una serie de parámetros sencillos se puede conseguir determinar la toxicidad potencial de un suelo para las plantas sin necesidad de la realización de pruebas de germinación, tolerancia o crecimiento de las plantas en estos suelos, que suelen ser relativamente lentas y pueden llegar a ser bastante tediosas», añade el investigador.

Dado que los experimentos para la consecución de los datos con los que se obtendrá el modelo están actualmente en curso, los primeros resultados se obtendrán previsiblemente a lo largo de este 2017 y el grupo espera tener una versión más completa hacia la finalización del proyecto en junio del año siguiente.

En el proyecto colaboran investigadores del Grupo de Estrés Abiótico, Producción y Calidad del Cebas-CSIC y del Grupo Metales Pesados en Plantas Superiores. Fitorremediación de la Universidad Autónoma de Madrid, que asesoran al grupo en relación a los parámetros fisiológicos relacionados con el estrés en la planta y con la toxicidad de arsénico, y de la Universidad KU Leuven (Bélgica) para el asesoramiento a la hora de formular los correspondientes modelos de predicción.