Nanopartículas magnéticas de Fe₃O₄ y nanocompuestos Fe₃O₄-grafeno aplicadas en fitorremediación de agua mediante lirio acuático.
1 Serrato Mireles, Iris Eunice; 2,3 Mejía Santillán, Mirian Esther; 4 Pérez Velázquez, Luany Alejandra; 5 Osuna Paredes, Claudio; 2 Martínez Enríquez, Arturo Isaías; 6 Dasgupta Schubert, Nabanita
1 Facultad de Quimicofármaco biología, Programa Institucional de Doctorado en Ciencias Biológicas, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH), 58060, Morelia México. 2 Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN Unidad Saltillo/ Coahuila, 25900 México, 3 Universidad Nacional Mayor de San Marcos/Facultad de Ciencias Físicas/ Lima, Perú 4 Programa de Ingeniería en Biotecnología, Universidad Tecnológica de Morelia (UTM), 58200, Morelia, México. 5 Centro Regional de Investigación Acuícola y Pesquera, IMIPAS, 61609, Pátzcuaro Michoacán. 6 Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM), Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH), 58060, Morelia México.
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Abstract
La contaminación de agua constituye uno de los principales problemas ambientales, siendo los metales pesados el principal foco de atención por su elevada toxicidad, persistencia y capacidad de bioacumulación en los ecosistemas acuáticos. Entre las alternativas para su remoción destaca la fitorremediación mediante lirio acuático (Eichhornia crassipes), especie con alta capacidad de absorción de contaminantes. Sin embargo, la eficiencia de este proceso puede incrementarse mediante el empleo de nanopartículas magnéticas (NPsMag) de Fe₃O₄ y nanocompuestos Fe₃O₄-grafeno, los cuales presentan elevada área superficial, propiedades magnéticas y gran afinidad por diversos metales pesados. El presente trabajo evaluó el efecto de estas nanopartículas sobre la eficiencia de remoción de metales pesados y su influencia en la respuesta fisiológica en E. crassipes. Para esto se emplearon tres concentraciones de las nanopartículas mencionadas (2, 3 y 5 mg.L⁻¹). El proceso de fitorremediación se realizó durante 12 días, para lo cual se monitorearon parámetros fisicoquímicos del agua (pH, conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales) y al finalizar el periodo se evaluó la calidad del agua mediante la determinación de alcalinidad, dureza total, nitrógeno y fósforo; así como variables fisiológicas de la planta, incluyendo biomasa fresca y seca, contenido de clorofila a y b, conductividad, pH en extractos de raíz y parte aérea. Los resultados mostraron que la incorporación de NPsMag incrementó la remoción de contaminantes sin ocasionar alteraciones fisiológicas severas. Para ambos materiales evaluados, NPsMag y el nanocompuesto Fe₃O₄-grafeno, las concentraciones de 2 y 3 mg.L⁻¹ mostraron el mejor equilibrio entre la eficiencia de remoción de los contaminantes y la estabilidad fisiológica de las plantas, mientras que 5 mg.L⁻¹ dieron respuestas asociadas a mayor estrés vegetal. En conjunto, los resultados demuestran que estas nanopartículas constituyen una estrategia prometedora para optimizar la fitorremediación de aguas contaminadas con metales pesados y la posible recuperación de las NPsMag.
Keywords: Biorremediación; Nanotecnología; macrofitas.