Uso de Cistus libanotis para limpiar suelos que contienen metales pesados.

El uso de Cistus libanotis para la fitocorrección de plomo.

Uso de Cistus libanotis para limpiar suelos que contienen metales pesados La presente solicitud reivindica prioridad de la solicitud de patente europea nº EP 09305421.1 presentada el 12 de mayo de 2009. La solicitud de patente europea se incorpora a la presente memoria como referencia en su totalidad.

Antecedentes de la invención Aunque no es un fenómeno nuevo, la magnitud de la contaminación ha aumentado con el tiempo y se ha vuelto un verdadero problema debido a sus efectos sobre el ambiente y a los riesgos potenciales para la salud humana.

La contaminación con iones metálicos tóxicos es quizá uno de lo problemas ambientales más difíciles, puesto que al contrario que los compuestos orgánicos, que pueden degradarse en el suelo, los metales son esencialmente inmutables. Las fuentes de metales en el entorno se originan tanto por procesos geoquímicos naturales como por actividades humanas (tales como la industria de fundición de metales, residuos de minería metalífera, combustión de combustible fósil, uso agrícola de plaguicidas, fertilizantes y fangos cloacales) . Los metales pesados, tales como cadmio, cromo, cobre, plomo, arsénico, mercurio, níquel y cinc, han alcanzado niveles tóxicos en el aire, tierra y agua de muchas partes del mundo. Además, el viento y/o la lluvia pueden dispersar a veces contaminantes metálicos a gran distancia de sus puntos de uso, producción o eliminación, lo que aumenta significativamente la posibilidad de poner en peligro fauna silvestre y ecosistemas inicialmente no afectados. La contaminación del suelo por metales pesados es por tanto una gran preocupación en todo el mundo. En particular, el plomo es uno de los contaminantes metálicos pesados más dañinos. El plomo se usa ampliamente en el campo industrial y su extracción y tratamiento proporcionan residuos que contienen metal pesado que generalmente no se retiran. Estos desechos han aumentado la concentración de metales tóxicos en el ambiente y son responsables de problemas de salud y ambientales.

Las estrategias de limpieza de suelos que se han desarrollado y se usan actualmente implican prácticas de ingeniería civil tales como recubrimiento, excavación, lavado de suelo, tratamiento térmico y tratamiento químico. Estos métodos son generalmente muy caros e invasivos, destruyendo la estructura, fertilidad y productividad del suelo. El desarrollo de tecnologías correctoras alternativas económicamente eficaces es por ello de interés.

En los últimos años, se han desarrollado métodos de fitocorrección. Estos métodos usan el hecho de que las plantas requieren al menos 17 elementos para completar sus ciclos vitales, incluyendo los metales pesados cobre (Cu) , cinc (Zn) y níquel (Ni) ; y acumulan metales no esenciales tales como plomo (Pb) cuando estos están presentes en el ambiente. Por tanto, la fitocorrección implica retirar metales pesados del ambiente cultivando una planta que absorba y acumule metales pesados presentes en el suelo y recolectando y retirando entonces la planta.

Existen al menos 400 plantas hiperacumuladoras de metal conocidas en el mundo; sin embargo, solo un número limitado de estas son hiperacumuladoras de plomo. Por ejemplo, las siguientes plantas son conocidas por su uso en la fitoextracción de plomo: Brassica juncea, Brassica napus, Helianthus annuus, Thlaspi caerulescens y Fagopyrum esculentem. La patente de EE.UU. nº 5.364.451 da a conocer el uso de plantas de la familia Brassicaceae en un proceso para retirar iones metálicos tales como plomo y cromo de suelos. Tamura et al. (J. Plant Res.; 2005, 118: 355-359) han descrito el uso de Fagopyrum esculentem para la fitocorrección de plomo según el preámbulo de la reivindicación 4.

Sin embargo, alguna plantas hiperacumuladoras de plomo, tales como Thlapsi rotundifolium, tienen una biomasa pequeña y un índice de crecimiento lento, lo que las hace inadecuadas para fitocorrección. Además, las plantas tales como Brassicaceae son plantas anuales y por tanto exhiben la desventaja de requerir ciclos repetidos de plantación y recolección de plantas enteras para descontaminar totalmente la misma zona de tierra.

Por tanto, existe la necesidad en la técnica de un método alternativo mejorado para la fitocorrección específica de plomo.

Sumario de la invención Los inventores han encontrado que Cistus libanotis, una de las especies del género (Cistus) de plantas con flor de la familia de la jara Cistaceae, tiene una alta capacidad de acumular específicamente plomo. Además, Cistus libanotis presenta la gran ventaja de ser perenne.

Por consiguiente, es un objeto de la invención el uso de Cistus libanotis para fitocorrección de plomo.

En una realización, se usa Cistus libanotis para fitoextracción de plomo.

En otra realización, se usa Cistus libanotis para fitoestabilización de plomo.

Es otra realización un método de fitocorrección que comprende absorber un metal pesado contenido en un medio contaminado (por ejemplo, un suelo contaminado) usando una planta hiperacumuladora de metal para limpiar el medio, en el que el metal pesado es plomo y la planta hiperacumuladora es Cistus libanotis.

En una realización de la invención, el medio contaminado es suelo contaminado y el contenido de plomo en el suelo que contiene metal pesado es mayor de 50 mg/kg.

En una realización de la invención, la planta Cistus libanotis que tiene plomo acumulado se recolecta e incinera.

En otra realización de la invención, las cenizas obtenidas mediante la incineración de dicha planta se tratan por vitrificación con un arco de plasma.

La presente invención proporciona también un método de fitocorrección que comprende una etapa de: cultivar una planta Cistus libanotis en un medio contaminado que contiene una cantidad excesiva de plomo en condiciones en que la planta acumule plomo, con lo que se reduce el contenido de plomo del medio. En ciertas realizaciones, el medio contaminado es un suelo contaminado y el contenido de plomo del suelo contaminado es mayor de 50 mg/kg.

En ciertas realizaciones, la planta Cistus libanotis se cultiva a partir de una semilla que, antes de la germinación, se ha incubado en agua a 100 ºC durante 1 hora con agitación ocasional. Este tratamiento a alta temperatura potencia significativamente la germinación.

En ciertas realizaciones, el método de fitocorrección comprende adicionalmente una etapa de adición de un agente quelante biodegradable al medio contaminado en que se cultiva la planta Cistus libanotis. El agente quelante biodegradable puede seleccionarse del grupo consistente en diacetato de metilglicina (MGDA) , ácido etilensuccínico (EDTS) , diacetato del ácido L-glutámico (GLDA) , diacetato del ácido L-aspártico (ASDA) , cualquier sal de los mismos y cualquier mezcla de los mismos.

En ciertas realizaciones, el método de fitocorrección comprende adicionalmente una etapa de recolección de la planta Cistus libanotis que ha acumulado plomo. Preferiblemente, en el momento de la recolección, la planta Cistus libanotis ha acumulado una concentración de plomo de al menos 1000 mg/kg.

En ciertas realizaciones, el método de fitocorrección comprende adicionalmente las etapas de: incinerar la planta Cistus libanotis recolectada obteniendo así plomo en cenizas y tratar las cenizas obtenidas. Por ejemplo, las cenizas obtenidas pueden tratarse por vitrificación con un arco de plasma, volviendo inerte el plomo.

Estos y otros objetos, ventajas y rasgos de la presente invención resultarán evidentes para los especialistas en la técnica que hayan leído la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas.

Breve descripción del dibujo La Figura 1 es una gráfica que muestra el efecto de la temperatura sobre la germinación de Cistus libanotis. Antes de la germinación, se incubaron las semillas en agua durante 1 hora a diferentes temperaturas (25 ºC, 50 ºC o 100 ºC) , como se describe en el ejemplo 3. Los datos son medias ± DE (n>100 para cada tratamiento) . Se repitió este experimento varias veces y dio resultados similares.

Descripción detallada de ciertas realizaciones preferidas Como se menciona anteriormente, la presente invención se refiere a sistemas y estrategias mejorados para la fitocorrección de suelo. Más específicamente, la invención proporciona el uso de Cistus libanotis para fitocorrección de plomo.

Cistus Libanotis Cistus (Cistaceae) es uno de los géneros más característicos de la flora mediterránea. La adaptación del género a ambientes mediterráneos es evidente a partir de las características ecológicas tales como la germinación de semilla dependiente del fuego (Roy y Sonié, J. Appl. Ecol., 1992, 29: 647-655; Trabaud y Renard,... [Seguir leyendo]

1. El uso de Cistus libanotis para la fitocorrección de plomo.

2. El uso de Cistus libanotis según la reivindicación 1 para la fitoextracción de plomo.

3. El uso de Cistus libanotis según la reivindicación 1 para la fitoestabilización de plomo.

4. Un método de fitocorrección que comprende una etapa de:

cultivar una planta Cistus libanotis en un medio contaminado que contiene una cantidad excesiva de plomo en condiciones en que la planta acumule plomo, con lo que se reduce el contenido de plomo del medio, caracterizado por que la planta es Cistus libanotis.

5. El método de fitocorrección según la reivindicación 4, en el que la planta Cistus libanotis se cultiva a partir

de una semilla y en el que, antes de la germinación, se incuba la semilla en agua a 100 ºC durante 1 hora con agitación ocasional.

6. El método según la reivindicación 4 o la reivindicación 5, en el que el medio contaminado es suelo contaminado y el contenido de plomo del suelo contaminado es mayor de 50 mg/kg.

7. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 4-6, que comprende adicionalmente una etapa de: 15 añadir un agente quelante biodegradable al medio contaminado en que se cultiva la planta Cistus libanotis.

8. El método según la reivindicación 7, en el que el agente quelante biodegradable se selecciona del grupo consistente en diacetato de metilglicina (MGDA) , ácido etilensuccínico (EDTS) , diacetato del ácido L-glutámico (GLDA) , diacetato del ácido L-aspártico (ASDA) ; cualquiera sal de los mismos y cualquier mezcla de los mismos.

9. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 4-8, que comprende adicionalmente una etapa de: 20 recolectar la planta Cistus libanotis que ha acumulado plomo.

10. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 4-9, en el que, en el momento de la recolección, la planta Cistus libanotis ha acumulado una concentración de plomo de al menos 1000 mg/kg.

11. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 4-10, que comprende adicionalmente las etapas de:

incinerar la planta Cistus libanotis recolectada obteniendo cenizas que contienen plomo; y 25 tratar las cenizas obtenidas.

12. El método según la reivindicación 11, en el que las cenizas obtenidas se tratan por vitrificación con un arco de plasma, con lo que el plomo se vuelve inerte.

Figura 1