Artículo científico: pág. 54
Volumen 7, Número 2, julio - diciembre, 2024 - Recibido: 10-11-2024, Aceptado: 23-12-2024
https://doi.org/10.46908/tayacaja.v7i2.237
Recuperación de suelos contaminados por hidrocarburos mediante la técnica
de fitorremediación
Recovery of soils contaminated by hydrocarbons through the phytoremediation technique
Esmila Yeime Chavarría Márquez
1
, Jorge Rafael Diaz Dumont
1
, Julio Miguel Ángeles Suazo
1
, Carmencita Del Rocio
Lavado Meza
1
, Rosalinda Cauchos Flores
1
, Bladimir Nilbert Flores Cañabi
1
, Frank Antony Huaman Yauri
1
, Medaly
Yurica Ilizarbe Ayuque
1
1
Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández Morillo, Perú
Contacto:
1
esmilachavarria@unat.edu.pe
RESUMEN
El objetivo general del proyecto fue evaluar la eficacia de la fitorremediación utilizando Medicago sativa (alfalfa) y
Trifolium repens (trébol blanco) en la recuperación de suelos contaminados por hidrocarburos con presencia de metales
pesados, como son el cobre y plomo en el distrito de Daniel Hernández, Huancavelica, Perú. Para ello, se empleó una
metodología experimental que incluyó la recolección de muestras de suelo y plantas, así como la medición de diversos
parámetros fisicoquímicos antes y después de la intervención. Los resultados revelaron que la fitorremediación con ambas
especies de plantas redujo significativamente la concentración de metales pesados y mejoró las propiedades del suelo, con
el trébol blanco mostrando una capacidad superior para eliminar plomo. La conclusión destaca la efectividad de estas plantas
en la descontaminación de suelos, sugiriendo que la fitorremediación es una alternativa sostenible y económicamente viable
frente a métodos tradicionales. Además, se identificaron limitaciones como el tiempo necesario para lograr resultados
significativos y las condiciones climáticas que pueden afectar el crecimiento de las plantas. Este enfoque no solo permite
la recuperación de suelos, sino que también promueve un equilibrio ecológico y la salud ambiental de la región.
Palabras clave: Fitorremediación, Hidrocarburos, Metales pesados, Medicago sativa, Trifolium repens.
ABSTRACT
The general objective of the project is to evaluate the effectiveness of phytoremediation using Medicago sativa (alfalfa)
and Trifolium repens (white clover) in the recovery of soils contaminated by hydrocarbons in the district of Daniel
Hernández, Huancavelica, Peru. For this, an experimental methodology was used that included the collection of soil and
plant samples, as well as the measurement of various physicochemical parameters before and after the intervention. The
results revealed that phytoremediation with both plant species significantly reduced the concentration of heavy metals and
improved soil properties, with white clover showing a superior ability to remove lead. The conclusion highlights the
effectiveness of these plants in soil decontamination, suggesting that phytoremediation is a sustainable and economically
viable alternative to traditional methods. Additionally, limitations were identified such as the time needed to achieve
significant results and climatic conditions that may affect plant growth. This approach not only allows for soil recovery, but
also promotes ecological balance and the environmental health of the region.
Keywords: Phytoremediation, Hydrocarbons, Heavy Metals, Medicago sativa, Trifolium repens.
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INTRODUCCIÓN
En el distrito de Daniel Hernández, en la provincia de
Tayacaja, departamento de Huancavelica, en el país de
Perú. La aplicación de estas técnicas en 2024 se centraría
en la recuperación de áreas impactadas por derrames de
hidrocarburos con presencia de cobre y plomo, que podrían
estar afectando la calidad del suelo y, por ende, la
productividad agrícola y la salud del ecosistema.
La contaminación de suelos por hidrocarburos representa
una de las heridas más profundas infligidas por el ser
humano a la Tierra por el contenido de cobre y plomo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Lugar de estudio
Se desarrolló en el distrito de Daniel Hernández. Se
encuentra ubicada al sur de la Provincia de Tayacaja en el
Departamento de Huancavelica, a una altura de 3276
m.s.n.m., localizada a 12°23' 52"S de latitud sur 74°52'
00"W de longitud oeste.
El punto de recolección de muestra se localiza en el Distrito
de Daniel Hernández en las coordenadas UTM de
514852.80 E y 8629881.19 S. En el país de Perú
Figura 1
Ubicación de la zona de estudio
Nota. Elaboración propia a partir de Google Earth, (2023).
Características del suelo
Evaluar las características del suelo, como tipo, textura, pH
y niveles de contaminación por hidrocarburos.
Metodología de la investigación
Se realizó la recolección de muestras para una investigación
experimental, que busca evaluar la efectividad de la
fitorremediación con Medicago sativa L. (alfalfa) y
Trifolium repens (trébol blanco) para la recuperación de
suelos contaminados por hidrocarburos en el distrito de
Daniel Hernández, en la provincia de Tayacaja
Departamento Huancavelica, Perú. La investigación se
realizó desde el 10 de julio al 14 de noviembre. Donde se
trabajó plan piloto a pequeña escala con una investigación
en campo y a nivel laboratorio para evaluar las condiciones
del suelo antes, durante y después de la aplicación de las
especies.
Tipo de investigación
Este estudio fue de un tipo investigación experimental, a
nivel piloto.
Aspectos éticos y regulatorios
Durante la germinación de las especies sembradas en el
distrito de Daniel Hernández, se tuvo en cuenta el cuidado
de las especies sembradas.
RESULTADOS
Tabla 1
Valores del parámetro medido de la densidad del suelo con
hidrocarburo.
N°
Muestras
Masa (g)
Volumen
(cm³)
Densidad
(g/cm³)
1
102.79
100
1.0279
2
103.07
100
1.0307
3
102.75
100
1.0275
4
103.04
100
1.0304
5
102.79
100
1.0279
6
102.05
100
1.0205
Total
616.49
6.1649
Promedio
102.7483333
1.027483333
Nota. Elaboración propia 2024, la tabla nos muestra la
determinación de la densidad del suelo.
La tabla 1 muestra el análisis de seis muestras con masa,
volumen y densidad. La masa varía entre 102.05 g y 103.07
g, sumando un total de 616.49 g, mientras que el volumen
es constante en 100 cm³ para todas las muestras. La
densidad, calculada como el cociente entre la masa y el
volumen, fluctúa entre 1.0205 g/cm³. y 1.0307 g/cm³., con
un total de 6.1649 y un promedio de 1.0275 g/cm³. En
resumen, el cuadro refleja las variaciones en masa y
densidad bajo un volumen constante, con un promedio de
masa de 102.7483 g y densidad de 1.0275 g/cm³.
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Tabla 2
Parámetros fisicoquímicos evaluados en laboratorio antes
de aplicar la fitorremediación
Parámetros fisicoquímicos
Unidad
Temperatura
°C
pH
pH
Conductividad
uS/cm
Salinidad
ppm
Nota. Elaboración propia, 2024. Parámetros
fisicoquímicos evaluados del suelo contaminado por
hidrocarburos.
En la tabla 2, la temperatura del suelo registrada fue de 19
°C, valor que indica un ambiente térmico favoreciendo los
procesos microbiológicos responsables de la
transformación de contaminantes presentes en el suelo con
un pH del suelo de 6,1 corresponde a un suelo ligeramente
ácido, condición común en muchos suelos naturales sin
embargo, puede incrementar moderadamente la movilidad
de ciertos metales, aspecto relevante a considerar como
punto de partida para la fitorremediación, ya que facilita su
absorción por las plantas hiperacumuladoras. La
conductividad eléctrica de 85,6 µS/cm indica un bajo
contenido de sales solubles, clasificando al suelo como no
salino. Este valor sugiere ausencia de estrés salino para las
plantas, lo que resulta favorable para el establecimiento y
crecimiento vegetal durante el proceso de
fitorremediación, donde la salinidad de 0,01 ppm confirma
una concentración mínima de sales.
Tabla 3
Parámetros fisicoquímicos evaluados en la aplicación de
la fitorremediación de Medicago sativa.
Parámetros fisicoquímicos
Unidad
Temperatura
°C
pH
pH
Conductividad
uS/cm
Salinidad
ppm
Nota. Elaboración propia, 2024. Parámetros
fisicoquímicos evaluados durante la fitorremediación.
En la tabla 3, presenta valores de parámetros
fisicoquímicos básicos que permiten evaluar la calidad del
suelo donde la temperatura se registra en 15 °C, lo que
indica un ambiente relativamente frío, típico de zonas
altoandinas. Esta temperatura favorece un pH de 6,4
muestra semi neutro, pero se mantiene cercana a la
neutralidad (pH 7). Este valor se encuentra dentro de
rangos aceptables para muchas formas de vida y no
representa, en principio, un riesgo significativo, aunque
puede influir en la disponibilidad de nutrientes y metales.
La conductividad eléctrica, con un valor de 69,5 µS/cm, es
baja, lo que indica una baja concentración de sales
disueltas. Y la salinidad de 0,02 ppm confirma que se trata
de un suelo con cantidad mínima de sales disueltas.
Tabla 4
Parámetros fisicoquímicos evaluados en la aplicación de la
fitorremediación de Trifolium repens
Parámetros fisicoquímicos
Cantidad
Unidad
Temperatura
14
°C
pH
6.9
pH
Conductividad
90.5
uS/cm
Salinidad
0.0
ppm
Nota. Elaboración propia, 2024. Parámetros fisicoquímicos
evaluados durante la fitorremediación.
En la tabla 4, muestra el pH del suelo de 6,9 indica una
condición prácticamente neutra, adecuado para la actividad
biológica del suelo y para el crecimiento de T. repens,
favoreciendo la actividad microbiana involucrada en la
degradación o inmovilización de contaminantes considerada
óptima para la disponibilidad de nutrientes esenciales y para
el establecimiento de microorganismos simbióticos. La
conductividad eléctrica de 90,5 µS/cm corresponde a un
suelo con bajo contenido de sales solubles, lo que descarta
problemas de salinidad que puedan afectar el crecimiento
vegetal. Este valor sugiere un suelo no salino, con adecuada
aireación y condiciones apropiadas para el desarrollo
radicular.
Finalmente, la salinidad de 0,0 ppm confirma la ausencia
de sales en concentraciones relevantes.
Contaminantes determinados
Tabla 5
Valores de pretratamiento de los metales pesados antes de
la aplicación de fitorremediación
N°
Suelo
Contaminantes
1
Suelo
contaminado
Cu (mg/kg)
Pb (mg/kg)
0.04
0.03
Nota: elaboración propia medición del suelo antes de la
fitorremediación.
En la tabla 5, los resultados correspondientes a los
valores de pretratamiento de metales pesados en el
suelo contaminado, antes de la aplicación del proceso
de fitorremediación, muestran concentraciones de
cobre (Cu) de 0,04 mg/kg y plomo (Pb) de 0,03 mg/kg.
Estos valores indican la presencia de metales pesados,
desde el punto de vista ambiental, las concentraciones
registradas se encuentran muy por debajo de los
estándares de calidad ambiental para suelos, por lo que
no representarían un riesgo significativo inmediato
para la salud humana, la biota del suelo ni el
crecimiento vegetal. No obstante, su detección
confirma la existencia de contaminación. Lo cual hace
viable la aplicación de la fitorremediación como una
estrategia preventiva y de mejora de la calidad del
suelo, permitiendo monitorear cambios y reducciones
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en el suelo.
Tabla 6
Valores de post tratamiento después de la aplicación de
fitorremediación las dos especies
N°
Suelo
Contaminantes
Cu (mg/kg)
Pb (mg/kg)
1
Medicago sativa
0.04
0.02
2
Trifolium repens
0.03
0
Nota: Elaboración propia medición durante la
fitorremediación.
En la tabla 6, se observan los resultados post-tratamiento:
Medicago sativa presenta un nivel de Cu idéntico a la
inicial (0.04 mg/kg) y una reducción en el Pb a 0.02 mg/kg,
lo que sugiere una cierta efectividad en la remediación. del
plomo. Por otro lado, Trifolium repens muestra una ligera
disminución en el Cu, alcanzando 0.03 mg/kg, y logra una
eliminación completa del Pb, reduciendo su concentración
a 0 mg/kg, lo que indica una eficacia notable en la
fitorremediación de este metal pesado. . Estos resultados
resaltan las diferentes capacidades de ambas especies.
Tabla 7
Comparación de los parámetros fisicoquímicos con el ECA
Estándares de Calidad Ambiental del suelo
Temperatura
19
15
14
°C
pH
6.5
6.4
6.9
Unidad pH
Conductividad
79.5
69.5
90.5
uS/cm
Salinidad
0.01
0.02
0.0
mV
Metales Cu
0.04
0.04
0.03
mg/kg
Metales Pb
0.03
0.02
0.0
mg/kg
Nota. Elaboración propia, La tabla nos muestra la
comparación de los parámetros del ECA.
La tabla 7, muestra la comparación de parámetros
fisicoquímicos del suelo con los Estándares de Calidad
Ambiental (ECA) antes y después de la fitorremediación.
Antes del tratamiento, la temperatura fue de 19 °C, pH 6.5,
conductividad 79.5 µS/cm, y se detectó 0.04 mg/kg de Cu
y 0.03 mg/kg de Pb. Tras la fitorremediación alta alfa, la
temperatura y el pH disminuyeron a 15 °C y 6,4,
respectivamente, mientras que el Pb bajó a 0,02 mg/kg.
Con trébol b, la temperatura era de 14 °C, pH 6,9, y el Pb
no era detectable. Estos resultados evidencian cambios en
las características del suelo tras los tratamientos.
demuestran que la fitorremediación generó cambios
favorables en las características del suelo y contribuyó a la
disminución de metales pesados, manteniendo los
parámetros evaluados dentro de los límites establecidos por
el ECA. Decreto Supremo N.º 011-2017-MINAM.
DISCUSIONES
La densidad promedio de 1,02748 g/cm³, con un rango
entre 1,0205 y 1,0307 g/cm³, sugiere una consistencia en la
composición del material analizado, siendo menor que la de
suelos agrícolas (1.1-1.6 g/cm³ ) y similar a la de suelos
arenosos y arcillosos (1.4-1.6 y ~1.2 g/cm³,
respectivamente). Estas diferencias indican una posible
mayor porosidad o un contenido mineral bajo, lo cual
favorece la penetración de raíces y el almacenamiento de
agua, haciendo potencialmente adecuado para la agricultura
sostenible (Castellanos & Muñoz, 2019; Ramírez et al.,
2020; Pérez & Martínez, 2021).
El pH de suelo es de 6,3 a 6,5, considerado adecuado para la
mayoría de cultivos. Sin embargo, Martínez-Pérez et al.
(2021) advierten que la exposición a hidrocarburos puede
modificar la acidez del suelo y afectar la dinámica de
nutrientes y retención de agua. El promedio de pH de 6.4
sugiere una ligera acidez típica de suelos con baja
contaminación. Li y col. (2019) señalan que aunque los
microorganismos pueden adaptarse a suelos ligeramente
ácidos, la presencia de hidrocarburos podría inhibir
funciones metabólicas, afectando la salud del suelo.
González et al. (2022) resaltan que un pH de 6,4 es adecuado
para la actividad biológica, pero con un margen limitado
para resistir contaminantes o cambios climáticos.
presentan concentraciones de metales pesados en suelos
contaminados: 0,04 mg/kg de cobre (Cu) y 0,03 mg/kg de
plomo (Pb), ambas por debajo de los límites de los
Estándares de Calidad Ambiental. Li y col. (2020) señalan
que estas concentraciones son bajas, sugiriendo una
contaminación mínima. Chen et al. (2021) advierten que,
aunque no representan un riesgo inmediato, pueden tener
efectos acumulativos. Esto permite evaluar la
fitorremediación en condiciones seguras, destacando su
eficacia en suelos con bajos niveles de metales, según
Huang et al. (2019). Por último, González-Martínez et al.
(2022) subrayan la importancia del monitoreo constante,
incluso con niveles bajos.
CONCLUSIONES
La recuperación del suelo fue evaluar la fitorremediación de
suelos contaminados con hidrocarburos usando Medicago
sativa (alfalfa) y Trifolium repens (trébol blanco), se
observó que el trébol blanco fue más efectivo. Esto se
atribuye a su sistema radicular denso y su capacidad para
favorecer la actividad microbiana que degrada los
contaminantes
Al comparar la efectividad de Medicago sativa (alfalfa) y
Trifolium repens (trébol blanco) en la reducción de
hidrocarburos en suelos contaminados, el trébol blanco
demostró ser más efectivo. Su capacidad superior para
reducir contaminantes lo destaca como una opción favorable
en procesos de fitorremediación para suelos impactados por
hidrocarburos.
Al evaluar el crecimiento de Medicago sativa (alfalfa)
mostró un crecimiento superior al Trifolium repens (trébol
blanco) en suelos contaminados por hidrocarburos,
evidenciando su mayor tolerancia a hidrocarburos y su
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potencial para aplicaciones de fitorremediación.
Las principales limitaciones y desafíos asociados con el
uso de Medicago sativa (alfalfa) y Trifolium repens (trébol
blanco) en fitorremediación incluyen el crecimiento
relativamente menor del trébol blanco en suelos
contaminado la alfalfa, a pesar de su mayor crecimiento,
fue menos eficaz en la eliminación de hidrocarburos. La
combinación de especies y asegurar un balance entre
crecimiento y eficacia descontaminante.
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