Exposicion

I. INTRODUCCIÓN

Efectos del ion Pb +2 en el rabanito

En el presente informe se explica de forma clara y precisa los diferentes aspectos y procesos del desarrollo de un proyecto experimental realizado en laboratorio, acerca de los “Efectos del plomo en la semilla de rabanito”.

Dicho informe presenta un fundamento teórico, basado en las características propias de una semilla de rabanito, su crecimiento, desarrollo y los efectos que puede causarle la adición de un metal como es el plomo.

La contaminación de suelos y vegetales por metales es un problema importante en la actualidad. Esta contaminación puede tener distintos orígenes; la minería por ejemplo, deja expuestos en las capas superiores de la litósfera los metales pesados. En la agricultura el problema ocurre cuando se utilizan continuamente fertilizantes o insecticidas que contienen altos niveles de estos metales provocando su acumulación. Para un ejemplo más cercano tenemos nuestras propias casas donde contaminamos día a día el ambiente con productos de limpieza, higiene personal y pinturas que contienen metales pesados.

Los metales pesados sin importar su origen siguen distintas rutas ya sea que se dispersen por el aire, o en el suelo que es removido y trasladado a otra región o en las aguas superficiales, todos terminan en mantos acuíferos y tierras de cultivo convirtiéndose en un peligro constante y directo para los seres vivos. En los ambientes contaminados por metales pesados se altera la capacidad de supervivencia de los organismos, lo que afecta la dinámica poblacional de las especies y, por tanto, la estructura y función eco sistémica.

Como futuros ingenieros ambientales, nuestro objetivo es aplicar los conocimientos adquiridos en aula a la práctica profesional, teniendo en cuenta diferentes parámetros de contaminación y efectos en la biodiversidad, tal es el caso de los metales en los vegetales, los cuales pueden generar estrés oxidativo y daños en el ADN de estos seres vivos.

Además, este informe explica la parte experimental del proyecto realizado a pequeña escala en el laboratorio, mediante el uso de pequeñas masetas, semillas de rabanito y soluciones de plomo con diferentes niveles de concentración.

Finalmente, se genera conclusiones del proyecto, donde se establece las características presentadas por las semillas regadas con diferentes concentraciones de plomo, comparando lo experimental con lo teórico.

II. BOTÁNICA DEL RABANITO

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QUIMICA ANALITICA CUALITATIVA

El rabanito forma parte de la familia de las crucíferas, igual que las coles y los nabos. Las crucíferas se caracterizan por tener las flores agrupadas en racimos, con cuatro pétalos. Los frutos son una vaina alargada (silicua) dentro de la cual se encuentran los frutos redondos y pequeños. Su nombre científico es Raphanus sativus. Es una planta anual, que florece la misma temporada de la siembra. Forma un tubérculo comestible, que es un engrosamiento de la raíz en el que se acumulan las reservas.

Hay variedades de diferentes colores: rojo, amarillo, rojo y blanco y negro. Según el ciclo de cultivo se pueden clasificar en tres tipos de variedades:

Variedades de ciclo corto: son variedades que se pueden cosechar cuatro semanas después de la siembra. Se pueden sembrar durante todo el año siempre que no haya riesgo de heladas intensas. El tubérculo es pequeño y redondeado.

Variedades de verano-otoño: forman tubérculos más grandes y alargados que las anteriores. El ciclo de cultivo es más largo, de unas 6 semanas.

Variedades de invierno: son las que forman los tubérculos de mayor tamaño y tienen un ciclo de cultivo de unos tres meses.

Es una planta herbácea de rápido crecimiento que llega a desarrollar una raíz fibrosa comestible de sabor ácido ligeramente picante, las hojas son pubescentes y de color verde oscuro, la planta puede alcanzar una altura de 20 – 30 cm.

Clasificación:El rabanito pertenece a la familia de las crucíferas, son plantas herbáceas, durante su ciclo del cultivo se diferencian dos etapas, la primera es la fase vegetativa en la que se desarrollan su follaje y sus raíces carnosas, en la etapa reproductiva es cuando se desarrollan las flores, frutos y las semillas.

La Raíz Es una especie de escaso desarrollo radicular, pues las raíces pueden encontrarse a una profundidad que oscila entre los 5 y 25 cm. Aunque en algunas ocasiones la raíz principal puede llegar a tener una profundidad de un metro y las laterales hasta de 90 cm. Durante el desarrollo vegetativo del cultivo se forman raíces tuberosas a partir de la parte superior de la raíz y del hipocótilo. Estas pueden ser de forma redonda, fusiformes, alargadas, ovaladas y cónicas, de color blanco, rojo, amarillo, negro, etc.

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El TalloEl tallo durante la fase vegetativa suele ser corto, con hojas que forman una roseta o corona, luego se alarga llegando a medir entre 80 y 120 cm de altura, de forma variable ya sea cilíndrico o anguloso, de color verde y pubescente.

Hojas Las hojas son imparipinnadas, de pecíolo largo y de forma ovalada, de borde dentado y el ápice más grande. Algunos autores sugieren que existe cierta proporcionalidad directa entre el tamaño de las hojas cotiledóneas y el de la raíz carnosa.

La Flor Las flores pueden ser de color blanco, rosado, violeta y en algunas ocasiones amarillas, son de estructura similar a la de las crucíferas. Generalmente el rábano es cosechado antes de que llegue a la fase reproductiva, sin embargo, para la producción de semilla si es necesario que produzcan flor.

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El Fruto El fruto es una silicua indehiscente, contrario a las otras crucíferas, en algunas especies puede alcanzar una longitud entre los 40 y 100 cm constituyéndose en la parte comestible de la planta.

La SemillaLa semilla tiene forma esferoidal, de color variando desde marrón a castaño claro a marrón oscuro. Bajo buenas condiciones de almacenamiento las semillas pueden conservar su viabilidad por 3 a 4 años.

1) DESARROLLO Y CRECIMIENTORequiere de suelos bien preparados (sueltos), de profundidad baja (de 10 – 20 cm.) y mezclada con buena cantidad de abonos (compost, humus de lombriz, etc.)

Las mejores condiciones ambientales para su crecimiento se desarrollan en climas templados (donde las temperaturas mínimas son de 15°C y las máximas de 20°C.), sin embargo en la costa peruana se puede cultivar durante todo el año sin ningún problema.

Requiere de abundante cantidad agua durante todo su cultivo, en especial durante el desarrollo de la raíz fibrosa, debido a que carencia de este elemento puede ocasionar rajadoras y un sabor amargo.

Una condición importante para el desarrollo de la raíz fibrosa es la buena iluminación de la planta durante todo su crecimiento, pues una carencia por competencia con otras plantas (ubicadas a poca distancia) puede causar la no formación de la raíz fibrosa y el exceso de tamaño de tallos y hojas.

1.1) PREPARACIÓN DEL SUELO

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Estos cultivos se siembran generalmente en camas, para lo cual se debe hacer una selección muy cuidadosa del sitio de hechura de las mismas, el suelo, como se mencionó anteriormente debe tener buena estructura, buen drenaje, con alto contenido de materia orgánica, de preferencia de textura franca, ubicado cerca de una fuente de agua, de fácil acceso, sin la presencia de nemátodos y/o inóculo de enfermedades del suelo.

1.2) RIEGO

Los rabanitos no necesitan ser regados todos los días, ni siquiera los que se cultivan en verano. Suelen recibir agua cada dos o tres días, haciendo que la humedad de la tierra sea constante. La técnica usada es la inundación y el agua procede en todos los casos de los pozos construidos en el predio. Se coloca una goma en el extremo del lineo hasta que el agua llega al borde del caballón. Ese modo dicen que es mejor porque la tierra mantiene la humedad hasta el siguiente riego.

1.3) PLAGAS Y ENFERMEDADES

Por el ciclo corto del cultivo y las áreas de extensión pequeñas, las enfermedades e insectos no constituyen limitantes de peso en el desarrollo del cultivo.Algunas de las enfermedades que afectan al cultivo se encuentran la podredumbre blanda ocasionada por Erwiniasp., esta bacteria.

Destruye el tejido foliar, tomando una apariencia acuosa y viscosa, además de oler a podrido. Al realizar un corte del tallo de la planta se observa una mucosidad blanca. El control se debe

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realizar al inicio tratando con productos químicos las semillas, eliminar las plantas que presenten síntomas de la enfermedad, rotación de cultivos y sembrando cultivares tolerantes al ataque.

Insectos que atacan al cultivo:Los más importantes son los insectos cortadores, Spodopterasp y Agriotissp, ya que pueden cortar las plántulas del rabanito en los primeros estados de desarrollo y cortar las hojas; para su control se recomienda el uso de insecticidas piretroides y cebos.

Control Rotación de cultivos.

Son interesantes las pulverizaciones foliares con urea, especialmente en tiempo cálido, a fin de evitar la subida a flor y lograr mejor cosecha.

1.4) VALOR NUTRICIONAL

Es un alimento con un bajo aporte calórico gracias a su alto contenido en agua, y rico en fibra, lo cual ayuda al tránsito intestinal. Junto con las cebollas y los ajos, los rabanitos parecen tener una importancia muy grande en la inhibición de las células cancerosas. En su contenido destacan la gran cantidad de vitamina C y de ácido fólico. Mientras que la vitamina C tiene acción antioxidante e interviene en la formación de colágeno, huesos y dientes, y favorece la absorción del hierro de los alimentos y la resistencia a las infecciones, el ácido fólico colabora en la producción de glóbulos rojos y blancos, en la síntesis de material genético y la formación de anticuerpos del sistema inmunológico.

Los minerales más abundantes en su composición son el potasio y el yodo, que aparece en cantidad superior a la de la mayoría de hortalizas. El potasio es un mineral necesario para la transmisión y generación del impulso nervioso y para la actividad muscular normal, además de intervenir en el equilibrio de agua dentro y fuera de la célula. Y el yodo es un mineral indispensable para el buen funcionamiento de la glándula tiroides. Ésta regula el metabolismo, además de intervenir en los procesos de crecimiento.

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DEPARTAMENTO DE COSECHA

Algunos de los cultivares de rábano que se cultivan en nuestro país son: CrimsonGiant de raíz grande y de forma redonda, con pulpa suave y crujiente, puede cosecharse a los 30 días después de siembra; Champion, con raíz grande de forma ovalada, de pulpa sólida y consistencia suave, de follaje pequeño, puede cosecharse a los 28 días después de siembra; Cherry Belle con raíz pequeña de forma redonda, de pulpa sólida y de consistencia suave, con follaje muy pequeño, puede cosecharse a los 25 días después de siembra. Se utiliza alrededor de 15 libras de semilla por manzana.

El cultivo es muy rápido y se puede hacer casi todo el año, siempre que no haya peligro de heladas fuertes. En invierno la duración del cultivo será mayor que en verano y primavera. El calor intenso del verano puede provocar un gusto más picante. Se debe hacer la siembra directamente de semilla, esparciéndola o en hileras. Después de la germinación, deberemos eliminar las plantas que sobren hasta dejar unos 5 cm de separación entre ellas.

En el caso de las variedades de ciclo largo deberemos aumentar la distancia a 10-20 cm. Si la densidad de plantas es demasiado elevada, los tubérculos serán muy pequeños. Si se cosecha demasiado tarde, el rábano se ahueca y el gusto es más amargo de lo habitual. Es una buena idea sembrar una hilera de rabanillos cada 10 días para obtener una cosecha continua durante toda la primavera y verano.

Como se trata de un cultivo muy corto, no presenta incompatibilidades importantes. Aun así, se asocia bien con lechugas y guisantes, y es preferible evitar las verduras de la misma familia como la col, la coliflor o el nabo.

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LUGARES DE PRODUCCIÓN DEL RABANITO

Zonas de producción de cultivos andinos en el Perú

Dado por la geomorfología del relieve del territorio peruano la siembra, cosecha (producción) del rabanito está sujeta a vario factores de clima, suelo, temperaturas, etc. Esta planta se desarrolla bien casi todo el año, aunque prefiere la época templada fría. El mejor producto se obtiene en el invierno

Estos meses son de acuerdo a la ubicación geográfica del departamento, los que están en la parte andina la producciones es en épocas de lluvias de diciembre a marzo y los que están en la parte costera del litoral Peruano en época donde el frio se acrecienta desde mayo hasta octubre que son lo meses propicios para la producción del rabanito.

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Los principales departamentos productores de rabanito son: La Libertad (21%), Cajamarca (16%), Arequipa (12%), Ancash (9%) y Junín (9%), que corresponde al 67% de la producción nacional. El rendimiento promedio de La Libertad y Junín (1.5 t/ha) es superior al promedio nacional.

Sin embargo Cajamarca (0.9 t/ha) y Ancash (1.0 t/ha) están por debajo de este promedio; debido principalmente al bajo desarrollo tecnológico de producción en estos departamentos. Es importante notar que el departamento de Arequipa solo representa el 3.1% del área cosechada total, pero contribuye con el 11 % de la producción nacional (Figura 2) OIA, 2003.

Caso contrario se observó en Tacna, donde el rendimiento promedio fue de 1.0 t/ha; sin embargo, Cajamarca (0.9 t/ha) y Ancash (0.9 t/ha) están muy por debajo de este promedio; debido principalmente al bajo desarrollo tecnológico de producción y a problemas de erosión, condiciones climáticas extremas y altos índices de plagas y enfermedades.

Arequipa (2,3 t), Tacna y Lima (1,8 t/ha) presentaron los mayores rendimientos por área y no corresponden con los departamentos que siembran mayor área o se cosecha las mayores producciones. De acuerdo a la OIA para el año 2004 el rabanito se produjo en 13 departamentos, de ellos Puno es el productor de este cultivo por excelencia, donde se concentra el 80% del área cosechada y el 81% de la producción nacional. Junín, Ayacucho y Cusco produjeron el 5%, 3% y 2% respectivamente. El departamento peruano con mayor producción es lima ya que en esta parte del Perú se conglomera gran parte de las chacras que practican la horticultura. Lima es el principal productor de rabanito ya sea mensualmente o por periodos de tiempos largos a continuación se presenta cuadros con información de los departamentos con mayor producción de rabanito

A continuación se presentaras los lugares con mayor producción de rabanito en el Perú:

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ZONAS MINERAS EN PERU

Durante el 2009, la producción nacional de plomo tuvo un descenso de 12%, pasando de 345,109 TMF en el 2008 a 302,412 TMF en el 2009.Los principales descensos lo presentaron: Sociedad Minera Las Cumbres (-73%), Minera Huallanca (-60%) y Empresa Minera Los Quenuales (-50%).A nivel de empresas, la producción de plomo está liderada por Volcán Compañía Minera (20.85%), seguida en menor porcentaje por Sociedad Minera El Brocal (8.18%),Empresa Administradora Chungar (7.82%), Sociedad Minera Corona (6.69%) y Compañía Minera Milpo (6.34%). El resto de la producción está dispersa en un gran número de empresas, que en conjunto abarcan el 50% del total nacional.A escala regional, Pasco concentra el 42.23% de la producción nacional de plomo, teniendo a la mina “Cerro de Pasco” de propiedad de Volcán Compañía Minera, como principal productora del referido metal con 41,370 TMF. Esta es además, la mina de plomo más importante del país. La región Lima aporta el 13.69% de la producción nacional, mientras que Junín y Ancash alcanzan casi el 12 % cada una.

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EN EL DEPARTAMENTO DE LA LIBERTAD

La actividad minera en el Perú es una fuente importante de desarrollo económico que anualmente mueve grandes masas de dinero en diferentes regiones. Su dinamismo no sólo estimula la economía nacional, sino también la regional y beneficia fiscalmente a los distintos niveles de gobierno subnacional, lo que a su vez “debería” repercutir en el bienestar

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de la población, “debería” ya que la normatividad jurídica de nuestro país dispone que así sea.

En las diferentes provincias de la región La Libertad, la producción minera está dirigida a la extracción de oro, plata, zinc y plomo. Estas empresas que laboran sobre todo en la serranía liberteña, corresponden a la gran y mediana minería pero también existen pequeños productores mineros. Por mencionar algunos:

En producción aurífera, la principal empresa es la Minera Barrick Misquichilca S.A. En cuanto a la plata, el mayor productor en la región es Pan American Silver S.A. con su mina en Quiruvilca, a su vez también destaca en tercer lugar la Minera Cascaminas S.A.C., una empresa calificada como pequeño productor minero. Otros productores importantes son la Compañía Minera Aurífera Santa Rosa y la Compañía Minera San Simón S.A.

En la región, el agua es el recurso más contaminado debido a los relaves mineros que son arrojados en los ríos y por ende son llevados hacia el mar; el río Moche es un ejemplo de esta problemática.

Contra esto el Ministerio de Energía y Minas a través de la Dirección general de Asuntos Ambientales estableció el Decreto Supremo Nº 016-93-EM con el fin de corregir, evitar y/o mitigar los daños ocasionados y los que pudieran ocasionar, las labores de explotación y operación minero-metalúrgico, a través de los Estudios de Impacto Ambiental (EIA) y los Programas de Adecuación y Manejo Ambiental (PAMA); razón por la cual las compañías mineras que se encuentran operando invierten grandes cantidades de dinero para cumplir con estas políticas de protección.

Sin embargo existen indicios de que no siempre se siguen los estándares establecidos para la correcta extracción de minerales e incluso se violan los pactos mencionados para aminorar el costo que implica el tratamiento de los desechos de sus propias empresas.

Uno de los casos mas sonados en los últimos años en la región La Libertad, es el del Cerro “El Toro”, ubicado en Shiracmaca, un caserío del Distrito de Huamachuco en la Provincia de Sánchez Carrión. La contaminación ambiental a causa de la minería informal (artesanal) ha

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Vista de la extracción minera del cerro “el toro”


elevado la preocupación por la salud de los habitantes de aquella localidad, ya que los residuos mineros de la zona de extracción ubicada en dicho cerro, se extienden y envenan no solo a plantas, cultivos y animales, sino también a los pobladores.

III. METAL PLOMOEl plomo, Pb, número atómico 82, peso atómico 207,21 está en el grupo cuatro de la tabla periódica y el subgrupo que contiene el German io y estaño. Su número usual de valencia es 2, pero también muestra la valencia 4, sobre todo en compuestos orgánicos, que suelen ser bastante estables. Los cuatro isótopos naturales son, por orden decreciente de abundancia, 208, 206, 207 y 204. Cristaliza en el sistema cúbico en forma de cara centrada. Está presente en la corteza terrestre.

3.1) UBICACIÓN DEL ELEMENTO EN LA TABLA PERIÓDICA

GRUPO DEL PLOMO:

Número atómico: 82

Grupo: 14

Periodo: 6

Configuración electrónica: [Xe] 4f14 5d10 6s2 6p2

Estados de oxidación:+2 +4

Electronegatividad: 1.8

Radio atómico / pm: 175

Masa atómica relativa: 207.2 ± 0.1

3.2) PRESENCIA DE PLOMO COMO MINERAL EN LA NATURALEZA

Filones originados a temperatura y presión elevada en rocas ígneas o genéticamente asociadas a ellas. Los minerales son la blenda ( ZnS ), galena, pirita, la pirrotita, cuarzo, calcita, granate, redonita, etc. Ejemplos: los más importantes son, Broken Hill, Nueva Galesdel Sur, Australia.

El plomo es un elemento poco abundante en la litosfera (de cada 10 a 20 ug/g), y su mayor concentración se halla en el mineral denominado galena , los depósitos de plomo por acción de la erosión eliminan plomo, por lo que de esta manera la hidrosfera adquiere o se convierte en una fuente natural de plomo.

Otra fuente importante de plomo en la atmosfera, es el plomo depositado de las expulsiones de la lava meteórica, cuerpos que producen grandes cantidad de partículas y aerosoles, todas estas cantidades de plomo se consideran como fuentes naturales de este metal, ya que no interviene intencionalmente la acción directa o indirecta del hombre.

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El siguiente cuadro sintetiza las cantidades del plomo natural:

Cuadro 1

Fuentes Concentración de plomo(ug/m3)

Concentracion relativa(%)

Polvo de silicato de suelos 5x10-4 92.2Aerosoles de halogenuros

volcánicos3x10-5 5.6

Humos de silicatos volcánicos

6x10-6 1.1

Humos de incendios forestales

6x10-6 1.1

Aerosoles de sales marinas 1x10-8 -Meteoritos y humo de

meteoritos2x10-9 -

Concentraciones de plomo en rocas, sedimentos , petróleos y minerales:

La concentración media del plomo en la corteza terrestre es de aproximadamente 15ppm. En las rocas más comunes de la corteza terrestre la concentración varía de 30ppm en los minerales granito, riolita y pizarras negras hasta 1ppm en sedimentos, basaltos y rocas ígneas, como la dunita.

En el Perú dispone de ricos yacimientos de mineral plomo, en forma de sulfuros de plomo , mas conocido más conocido como galena, este mineral es abundante en zonas mineras de la sierra peruana , y es una de las principales fuentes de contaminación , de azufre ambiental, el que a su vez puede propiciar lluvias ácidas de ácido sulfúrico.

El próximo cuadro, muestra la concentración de plomo en sustancias no contaminadas

Cuadro 2

Material Concentración media(ppm)

Intervalo normal

Corteza terrestre 15 Desconocido

Rocas comunes 18 10-100

Granito 18 10-100

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Riolita 4 1-25

Gabro 4 1-50

Basalto 15 1-40

Piedra de fango y pizarra 15 3-50Arenisca 15 10-30Pizarras carbonozas 20 5-70Caliza 5 3-15Anfibolita 10 1-25

Cuadro 3

Sedimentos Concentración media(ppm)

Intervalo normal

Terrestro 15 5-40Marinos 60 30-150

Suelo 15 3-50

Cuadro 4

Material Concentración media(ppm)

Intervalo normal

Aceites fósilesCarbón 10 3-30Petróleo 0.02 0.005-1

Cuadro 5

Minerales comunes Concentración media(ppm)

Intervalo normal

Feldespato potásico 50 10-150Fedespato Pagliocasa 15 5-50

Mica Muscovita 20 5-70Mica biotita 30 5-100Hornblenda 10 3-30

Cuarzo 3 1-10Calcita 3 1-15

Cuadro 6

Agua Concentración media(ug/l)

Intervalo normal

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Rios 8 0.1-100Lagos 2 0.1-50

Aguas termales 100 10-1000Oceanos 0.2 0.01-10

Cuadro 7

Vegetación Concen. Media (ppm) Intervalo normalArboles perennes 30 10-100Arboles caducos 25 10-50

Arbustos 25 10-50Hierbas 20 10-10Musgos 100 10-1000

Frutas y vegetales 10 10-30

IV. TOXICOLOGÍA DEL PLOMO

1. ANTECEDENTES HISTORICOSEl hombre ha utilizado el plomo desde hace muchos años; por ejemplo, alrededor de los años 7 000 y 5 000 A.C., los egipcios ya lo utilizaban para vidriar vasijas. El primer artefacto de plomo que se conoce fue encontrado en los Dardanelos en donde se asentaba una civilización llamada Abidos y data de antes de 3 800 A.C.; los romanos utilizaron plomo para sus tuberías y en innumerables objetos y, algunos autores opinan que la caída del Imperio Romano se debió, entre otras causas, a la exposición crónica de las clases dirigentes romanas a este elemento.

Las concentraciones de plomo en el medio ambiente se han elevado conforme ha aumentado su uso. Este aumento ha sido notorio sobre todo partir de 1750, y es paralelo al desarrollo de la Revolución Industrial. A finales de la Segunda Guerra Mundial, la contaminación ambiental por plomo se elevó aún más, entre otras causas, por la introducción de compuestos orgánicos de plomo como aditivos para la gasolina.

PROPIEDADES FISICA Y QUIMICASSe encuentra en el grupo IV A de la Tabla Periódica junto con el carbono, silicio, germanio y estaño. Sus estados de oxidación son 0, +2, +4. Su número de valencia generalmente es 2, pero también reacciona con valencia 4, sobre todo en compuestos orgánicos.

FUENTES NATURALESEl plomo es un elemento relativamente abundante que se encuentra en aire, agua, suelo, plantas y animales. Sus fuentes naturales son la erosión del suelo, el desgaste de los

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depósitos de los minerales de plomo y las emanaciones volcánicas. Su proporción en la corteza terrestre es aproximadamente de 15 ppm (mg/kg) y la cantidad total ser estima en 3,8 x 1014 toneladas. Desde el punto de vista comercial, los minerales más importantes son la galena (sulfuro de plomo, Pbs), la cerusita (carbonato de plomo, PbC03) y la anglesita (sulfato de plomo, PbS04).

La galena es la principal fuente de producción de plomo y se encuentra generalmente asociada con diversos minerales de zinc y, en pequeñas cantidades, con cobre, cadmio, fierro, etc. Las fuentes naturales de plomo emiten anualmente al ambiente cerca de 200 000 toneladas de este metal.

FUENTES ANTROPOGENICASEn la actualidad, se utiliza principalmente en la producción de acumuladores y baterías, pigmentos, insecticidas, explosivos, reactivos químicos, soldaduras, aditivos antidetonantes para gasolina, alfarería decorativa vidriada en hoja metálica y en barro, cubiertas para proteger de los rayos X, tuberías, etc.

TOXICIDAD DEL PLOMO EN EL HOMBRE

El plomo puede entrar a su cuerpo al respirar el aire con polvo que contiene plomo o partículas de plomo. Casi todo el plomo de los pulmones entra a la sangre y se mueve a otras partes del cuerpo. Losniños ingresan plomo a su organismo a través del tracto gastrointestinal, cuando ingieren comida o tierra que contiene plomo. Entre los principales problemas causados por la presencia de plomo en el organismo tenemos:

Perturbación de la biosíntesis de hemoglobina y anemia. Incremento de la presión sanguínea. Daño a los riñones.

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Aborto en el caso de las mujeres gestantes. Daño al cerebro. Disminución de la fertilidad del hombre, a través del daño al esperma. Disminución de las habilidades de aprendizaje de los niños. Perturbación del comportamiento de los niños, como es agresión, comportamiento

impulsivo e hipersensibilidad. El plomo puede entrar en el feto a través de la placenta de la madre. Saturnismo.

Saturnismo.

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TOXICIDAD DEL PLOMO EN LAS PLANTAS

Las plantas absorben el plomo fundamentalmente del suelo y solamente pequeñas cantidades del aire. Esta sustancia tiene efectos nocivos sobre el crecimiento. La fotosíntesis, la respiración y otros procesos de intercambio metabólico se ven perturbados. El plomo inhibe la asimilación de nutrientes esenciales del suelo.

INVESTIGACIONES

“Efecto de metales pesados sobre el crecimiento de la raíz primaria de Arabidopsisthaliana L.” - Leticia Vargas Palominos, Miguel Martínez Trujillo

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(Facultad de Biología), Randy Ortiz Castro, José López Bucio (Instituto de Investigaciones Químico-Biológicas, UMSNH).

Los metales pesados forman parte de un grupo de elementos de abundancia creciente en los ecosistemas, que en altas concentraciones pueden afectar la viabilidad y las funciones celulares. La toxicidad de los metales puede ser estudiada mediante una evaluación de sus efectos sobre el crecimiento de las plantas, entre las que se encuentran el maíz y el helecho Azolla.

En este trabajo se determinó el efecto de dos micronutrientes, el zinc y el níquel, y un metal no esencial para las plantas, el plomo, invitro, sobre el crecimiento de la raíz primaria de Arabidopsisthaliana, una planta de fácil manejo en laboratorio con existencia de líneas transgénicas que tienen marcadores moleculares del ciclo celular.

Se encontró que los tres metales afectan el crecimiento de plantas de Arabidopsis, inhibiendo el crecimiento de la raíz primaria abajas concentraciones y a concentraciones mayores afectando el desarrollo del follaje y la producción de raíces laterales. La toxicidad relativa de los metales analizados fue: Ni► Pb►Zn. El efecto inhibitorio de los metales sobre el crecimiento de la raíz primaria se correlacionó con una disminución en la expresión del marcador del ciclo celular CycB1: uidA, lo que sugiere que los meristemos son un blanco de la toxicidad por metales.

Material biológicoSe utilizaron semillas deA. thaliana línea CycB1:uidAque contiene el promotor del gen que codifica la ciclina mitótica de A. thaliana CYCB1;1 fusionado al genuidA, lo cual permite monitorear la actividad proliferativa de manera temporal y espacial.

Desinfección de semillasLas semillas de A. thaliana fueron desinfectadas con etanol al 96% durante 10 a 15minutos. Posteriormente se adicionaron 500 µl de cloro comercial con tritónX-100 al 0.01%, durante 15 min, y se realizaron 3 lavados con agua desionizada estéril. Finalmente, se incubaron en un 1 ml de agua estéril a 40°C durante 24 horas, para que la germinación fuera más uniforme.

Condiciones de crecimiento de las plantasLas semillas de Arabidopsis desinfectadas, fueron sembradas en cajas de Petri conmedio MS 0.5X (Murashige y Skoog, 1962) con 2% de sacarosa y agar para plantas al 0.8%.

Las condiciones de crecimiento fueron de 22-24°C, con un fotoperiodo de 12 h de luz y 12 horas de oscuridad. Las plantas se crecieron de manera vertical para evitar que las raíces penetraran en el medio de cultivo.

Pasar a medio sólido con metalesPara evaluar la toxicidad ocasionada por los metales en el desarrollo de la raíz de A.thaliana, se utilizó un sistema in vitro que permite controlar las condiciones de nutrimentos y pH, así

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como facilitar las mediciones del crecimiento de la raíz primaria y otras alteraciones del desarrollo. Las plantas de 6 días de edad crecidas en medio MS sólido con sacarosa al2% fueron trasplantadas a los medios MS suplementados con los metales en las diferentes concentraciones reportadas en resultados. Las sales utilizadas fueron nitrato de plomo, cloruro de níquel y cloruro de zinc. Para establecer las concentraciones finales que permitieron hacer las mediciones de la raíz primaria, se trabajó inicialmente con rangos mayores de concentración de los metales.

Medición de la raízEl crecimiento de la raíz primaria en el medio sólido se midió marcando la longitud inicial de la raíz primaria y registrando cada dos días el crecimiento, durante 6 días. Para cada concentración del metal se analizaron 15 plantas.

ResultadosEfecto del plomo sobre el crecimiento de la raíz de A. thaliana

Para determinar las concentraciones tóxicas de plomo se definieron las concentraciones de 0, 500, 1000, 1250 y 1500 M para analizar el crecimiento de la raíz primaria a los 2, 4y 6 días (Figura 4). A los 2 días del trasplante el crecimiento fue poco perceptible en las concentraciones de 1000, 1250 y 1500M, mientras que a 500M las raíces crecieron igual que los controles sin el metal. A los 4 días sólo continuó el crecimiento de la raíz de las plantas sometidas a 500M en aproximadamente un 90% respecto a los controles, mientras que a los6 días el crecimiento a esta concentración sólo representó un 10% respecto a los controles sin el metal.

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Figura 1. Efecto del plomo sobre el crecimiento de la raíz deA. thaliana. Las semillas de la línea transgénicaCycB1: uidA fueron germinadas en medios MS sin el metal y a los 6 días

las plántulas fueron transferidas a los medios con plomo. El crecimiento de la raíz primaria se midió a los 2,4y6 días, en las concentraciones del metal, indicadas en micromolaridad.

“Efectos fisiológicos y compartimentación radicular en plantas de Zea Mays L. expuestas a la toxicidad por plomo” - Tesis presentada por Diana García Vargas para optar al grado de Doctora en Ciencias Biológicas por la Universidad Autónoma de Barcelona

Estrés por metales pesados.Algunos metales como el Mn+2, el Fe+3, el Zn+2 o el Cu+2 son esenciales para el desarrollo normal de las plantas ya que son componentes estructurales y/o catalíticos de proteínas y enzimas. Algunos metales, como el Cr+3, V, Ti, Co y Se, a pesar de no ser esenciales, son beneficiosos. Sin embargo, la actividad humana libera, sobre todo al suelo, grandes cantidades de metales. El exceso de Al+3, Cd+2, Hg+2, As+3 o Pb+2, resultan de especial relevancia tóxica para las plantas.

La fito toxicidad por metales tóxicos se manifiesta particularmente en suelos ácidos y afecta tanto el crecimiento como a la formación de raíces laterales y secundarias. Además, la acumulación de Cd+2 o Pb+2 supone un peligro adicional al integrarse en la cadena trófica.

Experimentos realizadosLos experimentos efectuados en el presente estudio son:

1- Determinación de la actividad Nitrato Reductasa en Zea mays L.c.v. Bakero en soluciones nutritivas CEE II control sin /con EDTA suplementados sin /con Mo, para determinar si el cofactor Mo afectaría la actividad Nrasa en los próximos experimentos.

2- Medidas del crecimiento de la raíz y de la parte aérea expresadas en la longitud radicular absoluta, y, el área foliar, y, la medida de la extensibilidad plasticidad y elasticidad de coleóptilos. En este experimento se han cultivados las plantas en hidropónicos sin/con EDTA suplementados con 100 uM Pb+2 , condiciones que se aprovechan para hacer la medida del contenido total de Pb+2 en raíz y parte aérea.

3- Determinación de la conductividad hidráulica y la funcionalidad de las acuaporinas en la raíz entera de Zea mays L. c.v.Bakero en relación con los efectos del Pb+2 mediante la sonda de presión. Simultáneamente, estudio de las relaciones hídricas de la raíz y de la parte aérea mediante la determinación del potencial hídrico de la parte aérea, el potencial osmótico de la raíz y de la parte aérea. Para finalizar esta parte, medida de las tasas de transpiración y fotosintética bajo condiciones de invernadero y de cámara de cultivo.

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4- Análisis de exudados de xilema para determinar su potencial osmótico. En Correlación, se han hecho mediciones del contenido y especiación del Pb+2 en exudados de xilema y soluciones nutritivas.

5.- Visualizaciones del simplasto, apoplasto, citoplasma y nivel intracelular, de ápices de raíces, con fluoróforos, aptos para microscopia con epi-fluorescencia. Con la microscopia de epi-fluorescencia se ha planteado cómo sucede la evolución del Ca+2 citoplasmático cuando sucede la penetración del Pb+2 en la punta de la raíz y su compartimentación.

6.- Detección de los daños de membrana ocasionados por el Pb+2 en los ápices de raíces usando la técnica de tinción vital.

De los experimentos concluimos:

1. El plomo constituye un metal altamente tóxico incluso a bajas concentraciones.2. El efecto del plomo se manifiesta en la longitud radicular incluso antes de que el metal

actúe sobre la acumulación de materia seca.3. Los efectos sobre la longitud radicular podrían probablemente ser consecuencia de los

efectos sobre la división celular en combinación con efectos sobre la propia extensibilidad de la pared celular.

4. Muchos de los trastornos provocados por el plomo pueden ser debidos a efectos sobre la integridad de la membrana plasmática.

5. Al igual que en otros metales tóxicos, existe una barrera de translocación del plomo hacia partes aérea que puede atribuirse a múltiples causas.

6. El agente quelante EDTA puede efectivamente disminuir la toxicidad por plomo.7. Probablemente el transporte de plomo desde las raíces hasta las partes aéreas se realice

mediante la unión a complejos orgánicos y pudiera ser que este mismo mecanismo interviniera en la detoxificación del metal presente en la solución nutritiva por parte de las raíces.

8. La penetración del plomo en la raíz puede realizarse tanto por la vía del apoplasto como por el simplasto, por lo menos en los niveles más exteriores de la misma.

9. La utilización de colorantes selectivos constituye una técnica muy útil para la visualización del comportamiento del plomo en la raíz a la vez que permite la realización de experimentos in vivo, aunque no todos los posibles colorantes son útiles.

10. Parte del efecto tóxico del plomo podría ir ligado a la distorsión de los niveles de calcio citoplasmático y su función como mensajero secundario.

NIVELES DE PLOMO SUELO-PLANTACONCENTRACIONES NIVEL ACCIONES

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100 ppm a MENOS Seguro Ninguna acción necesaria

100-400 ppm Preocupación Llamar a especialistas

400-a mas Peligro No trabajar en el jardín

V. PARTE EXPERIMENTAL

1. MATERIALES

Macetas de plástico Arena fina Matraz Balanza Semillas de rabanito Acetato de plomo

2. PROCEDIMIENTO Pesamos 0,2 gdel contaminante acetato de plomo, y mezclamos con un litro de agua.

0,2 g / L = 200mg /L = 200 ppm Del litro que ya teníamos preparado separamos en una botella 500 ml de 200 ppm y le

añadimos 500 ml de agua el cual obtuvimos 1 l de agua de 100 ppm. De este litro volvimos a separar 500 ml en una tercera botella al igual que el

procedimiento anterior agregamos 500 ml de agua para obtener un litro de 50 ppm.

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Repetimos el mismo procedimiento para obtener un litro de 25 ppm, pero solo utilizamos 500 ml de cada muestra ya que nuestros envases contenedores (botellas) tenían una capacidad de 600 ml.

Por otro lado preparamos la arena fina lavando cuatro veces con agua mezclada con lejía hasta ver que ya no salía agua turbia.

Después pusimos a hervir agua y le echamos a dicha arena previamente lavada. Sembramos en cada maceta de 8 a 9 semillas.

VI. RESULTADOS

A. 48 horas.- Transcurridas 48 horas aproximadamente no se observa ninguna germinación o algún otro cambio en las semillas, se procede a regarlas.

Caño 100 ppm 50 ppm 25 ppm

B. 96 horas.- Transcurridas 96 horas aproximadamente las macetas presentan una germinación, las semillas se encuentran húmedas pero la arena no se encuentra húmeda en ningún caso y se observa por ultimo la aparición de pequeños tallos.


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C. 168 horas.- Transcurridas 168 horas las macetas presenta las siguientes observaciones:

Agua de Caño

Observamos un tallo recién crecido con una medida 5.5 cm aproximadamente.

100 ppm Presenta los tallos de menor tamaño con una medida aproximada de los 4.0 cm

50 ppm Tallos que emergen de la superficie con medida de 5.0 cm

25 ppmLas semillas de esta maceta presentan un tallo más pronunciado con una medida aproximada a los 6.5 cm

D. 216 horas.- Transcurridas 216 horas aproximadamente las macetas muestran diferentes comportamientos:

Agua de Caño

No presenta mucha variación con la medición anterior. Medida tomada de 5.8 cm

100 ppm Crecimiento de los tallos con medidas de 5.2 cm50 ppm Una de las macetas con mayor presencia de semillas germinadas

con tallos que miden aproximadamente unos 6.0 cm

25 ppmSigue teniendo uno de las mayores medidas con tallos de un promedio de 7.2 cm

E. 264 horas.- Se debió realizar el respectivo monitoreo y riego, pero no fue posible porque el laboratorio del sexto piso se encontraba cerrado a la hora de dicho monitoreo.

F. 336 horas.- Transcurridas 336 horas aproximadamente se observa los siguientes cambios:

Agua de Caño

Se nota un crecimiento pero es indiferente con una medida de 6.0 cm aproximadamente

100 ppm Crecimiento de los tallos con medidas de 5.5 cm50 ppm No hubo una variación notoria solo un ligero crecimiento de

medidas de 6.5 cm

25 ppmDetuvo la velocidad de crecimiento y presento medidas de 7.6 cm aproximadamente

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G. 384 horas.- Siendo el último monitoreo se prosiguió a arrancar las plantas para obtener datos más precisos, siendo los siguientes:

Agua de Caño

No hubo variación alguna, las semillas detuvieron su crecimiento alcanzando un promedio de 7.8 cm

100 ppm Maceta con semillas de menor tamaño, alcanzaron aproximadamente 7.5 cm

50 ppm Los tallos alcanzaron un promedio de 8.0 cm

25 ppm Sus tallos alcanzaron una medida promedio de los 8.5 cm aproximadamente manteniéndose como la maceta de mayor tamaño


TABLA GENERAL DEL CRECIMIENTO DEL RABANITO

RABANITO

HORAS0 97 168 216 336 384

Blanco 0 1,5 5,5 5,8 6 7,8

25 ppm 0 2,5 6,5 7,2 7,6 8,5

50 ppm 0 1 5 6 6,5 8

100 ppm 0 0,8 4 5,2 5,5 7,5

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0 97 168 216 336 3840

1

2

3

4

5

6

7

8

9

CRECIMIENTO DE LA PLANTA DE RABANITO

Blanco25 ppm50 ppm100 ppm

HORAS

ALTU

RA

VII. CONCLUSIONES

Se puede concluir que la adsorción del plomo en las raíces de las plantas tiende a

afectar tanto en el metabolismo y en la adsorción de nutrientes ya que en los días

transcurridos del experimento se observó que a mayor concentración del acetato de

plomo, el crecimiento de la semilla va disminuyendo; un claro ejemplo es el

desarrollo de la muestra de 100ppm que tuvo un proceso germinativo lento y menor

crecimiento.

Se puede rescatar que a concentraciones bajas de plomo, el efecto que tiene sobre el

rabanito es menor y al contrario puede aumentar el crecimiento como se aprecia en la

maceta que se rego con una concentración de 25 ppm que tuvo el mayor registro de

crecimiento de tallos.

No se aprecia variación en las hojas del rabanito presente en las cuatro macetas a

excepción de la última semana que al ir en aumento la concentración de plomo, estas

comienzan a marchitarse.

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VIII. BIBLIOGRAFIA

http://www.agrosavanna.com/espanol/productos.html#

http://www.minem.gob.pe

http://www.smu.org.uy/sindicales/resoluciones/informes/plomo.pdf

F.Q 2003; Henry. 2000; Márquez, 1999; Mata y col.1996; Nastoff y col. 2000

http://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/09ProdQui/120MetTox.htm

Facultad de Medicina-Hospital de Clínicas-Departamento de Toxicología

http://ir.library.oregonstate.edu/xmlui/bitstream/handle/1957/19845/ec1616-s-e.pdf

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