INTRODUCCIÓN

La minería informal hace referencia a aquella actividad de extracción que se lleva a cabo sin tener un título minero debidamente registrado en el Catastro Minero. Asimismo, el concepto aludido de informalidad se concentra sólo en la falta de registro y no en otros márgenes, como por ejemplo, el cumplimiento de regulaciones de otra índole como tributarias, sanitarias, de seguridad en el trabajo, medioambientales, pagos de beneficios sociales a trabajadores, etc. (^{Goñi et al., 2014})

La actividad minera es fuente importante de contaminación por elementos traza (ET), que pueden causar estrés oxidante en plantas (^{Fayiga et al., 2004}), además de ser vehículo de paso a la cadena alimentaria.

Considerando que la fitoestabilización se basa en la inactivación de metales por parte de la planta, principalmente por absorción en la raíz, o por precipitación en la rizosfera (^{Kidd et al., 2009}), esta técnica se puede utilizar para inmovilizar los contaminantes presentes en el suelo, a la vez que para frenar la erosión.

El Enterolobium cyclocarpum es una especie arbórea de rápido crecimiento que puede llegar hasta los 20-30 m de altura (^{Galindo et al., 2001}), y ha sido empleada ampliamente en restauración de ecosistemas degradados para la conservación y control de la erosión en los suelos (^{Martínez-Pacheco et al., 2012}).

El objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad de Enterolobium cyclocarpum asistido por microorganismos para estabilizar arsénico y cadmio presentes en las arenas de relave procedentes de la actividad minera informal de oro.

MATERIAL Y MÉTODOS

El estudio se llevó a cabo en Buriticá, situado al NO de Medellín, en los predios de Zijin - Continental Gold cuyos alrededores están afectados por minería informal. Los veranos son cortos y calurosos, los inviernos son cortos y agradables, teniendo precipitaciones y nubosidad todo el año. Durante el transcurso del año, la temperatura generalmente varía de 16 °C a 25 °C.

Inicialmente se hizo un muestreo al azar de los 30 cm superiores de las arenas de relave, para conocer el contenido en elementos traza. Las muestras se homogenizaron, se secaron y después de su digestión con agua regia en microondas, se determinó el contenido en elementos traza mediante ICP-OES.

El ensayo de fitorremediación se llevó a cabo durante ocho meses en macetas de 10 L en un invernadero cubierto, ubicado dentro de la empresa. Se utilizó como sustrato en la mitad de ellas aprox. 14 kg de la arena de relave (A) y en la otra, arena de relave más 5% de compost (A+MO). En cada maceta se añadieron Micorrizas (0 g ó 50 g Mycorfos®), ó Rizobium (0 cm³ ó 0,5 cm³ de Rhizobiol® ó la mezcla de los 2 en las mismas dosis que en los tratamientos individuales. Se utilizó una plántula por maceta de Enterolobium cyclocarpum de 15 cm (2 meses) desarrolladas en el vivero de la empresa minera y utilizando como sustrato el mismo material que se usó como enmienda de las arenas de relave. Al final del ensayo se evaluó el peso fresco y seco de la parte aérea y radicular, así como la cantidad de arsénico y cadmio acumulado en el tejido vegetal (raíz y brotes).

Tanto la enmienda orgánica que se utilizó, como los inóculos fueron productos comerciales con el fin de garantizar la homogeneidad del material y la posibilidad de replicarlo en campo.

El análisis estadístico se realizó con el programa Statgraphics 19, utilizando un ANOVA de 3 factores mediante el Modelo Lineal General (p<0,05). La distribución normal se comprobó con el test de Shapiro-Wilk´s y la homogeneidad de la varianza usando el test de Levene.

Se utilizó como método de comparación entre los diferentes tratamientos un ANOVA con test de Tukey y un nivel de significación de 0,05. Y para las comparaciones entre los tratamientos con y sin aplicación de la materia orgánica, se realizó una prueba t de Student con nivel de significación de 0,05.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Tabla 1 se presenta el contenido total de elementos traza de la muestra compuesta procedente de arenas de relave de la actividad de minería informal. Las concentraciones de ET analizados en la muestra, excepto el Cr, superan los niveles de toxicidad que plantean organismos de referencia mundial (^{Tóth et al., 2016}).

En la Tabla 2 se presenta el peso del material vegetal seco, tanto de raíz como de la parte aérea. Se observa que el Enterolobium cyclocarpum, fue capaz de desarrollarse en ausencia de enmienda orgánica o inoculantes, mostrando una capacidad potencial para ser utilizada en relaves de minería de oro sin ningún tratamiento químico o biológico. Sin embargo, hay que tener en cuenta que los datos obtenidos se refieren al ensayo en el que se utilizaron plantones de 15 cm, ya que las semillas no llegaron a germinar. Al observar las raíces de las plantas, se detecta que éstas prácticamente limitaron su desarrollo al bulbo que arrastraban del sustrato orgánico del plantón y no exploraron mucho el resto de la maceta donde se encontraba las arenas.

En las macetas donde no se adicionó materia orgánica pero sí una mezcla de inoculantes (Tabla 2), se observa el efecto que tiene la interacción de los microrganismos utilizados incrementando la biomasa total. Además, para el tratamiento donde no se aplicó la enmienda se logró un desarrollo incipiente, al compararlo con el obtenido para estos mismos tratamientos, con la adición de materia orgánica. Esto puede deberse a que la materia orgánica aumenta la capacidad de retención de algunos elementos, lo que también puede reducir la disponibilidad y, por ende, favorecer el desarrollo vegetal.

Sin embargo, estas diferencias dentro de cada sustrato no fueron significativas. Tampoco se hallaron diferencias significativas al comparar el mismo inóculo en diferente sustrato, debido a la gran variabilidad existente. Por otra parte, en el tratamiento con materia orgánica y ambos inóculos, sólo se desarrolló la planta de una de las macetas y esta tuvo una biomasa muy superior al resto. Al relacionarlo con el contenido de metales en planta, se observa una menor concentración de As en dicho tratamiento.

En la Tabla 3 se observa que hubo una mayor acumulación de As en raíz que en brotes para todos los tratamientos. Además, en la arena sin enmendar con adición de micorriza (A+M) es donde mayor concentración de elementos traza se acumuló en los brotes (As 25,99 mg kg^-1), lo que podría dar lugar a su paso a la cadena trófica. Un efecto similar se encontró en ensayos de fitoextracción con Pteris vittata (^{Cantamessa et al., 2020}).

Respecto al cadmio, también se detectó una mayor concentración en raíz que en brotes para todos los tratamientos (^{Wang et al., 2021}). En arena sin enmendar, el tratamiento sin inóculos presentó la menor concentración de Cd en brotes, lo que es deseable en estudios de fitoestabilización.

La aplicación de micorrizas supuso un aumento del contenido de Cd en brotes en el sustrato sin enmendar, tanto cuando el hongo se aplicó solo, como en consorcio con el Rhizobium, efecto observado por otros autores (^{Guo et al., 1996}).

Los tratamientos que presentaron la mayor concentración de As y Cd en la raíz fueron aquellos inoculados con hongos micorrízicos (A+M y A+FN+M). En el caso del comportamiento del Cd concuerdan con lo obtenido en otros estudios, donde las plantas que fueron inoculadas con Rhizobium y/o hongos micorrícicos presentaban una mayor acumulación de metales en raíces que aquellos sin ningún tipo de inóculo (^{Khan, 2001}).

CONCLUSIONES

A pesar de los altos niveles totales de elementos traza en las arenas de relave procedentes de la minería informal, el Enterolobium cyclocarpum se adaptó a las condiciones de los sustratos, presentando en el tratamiento de arena con micorrizas, la mayor concentración de As y Cd acumulado en las partes aéreas de las plantas. En ausencia de la enmienda orgánica el tratamiento con menor cantidad de metales en brotes fue el de las arenas sin inóculos. Por su parte, en el sustrato enmendado con materia orgánica los tratamientos con micorrizas (A+M y A+FN+M), estabilizaron la mayor cantidad de As y Cd en la raíz. Toda parece indicar que la enmienda orgánica es fundamental para la implantación de Enterolobium cyclocarpum en arenas de relave. Las micorrizas, por otra parte, tienen mejores resultados cuando se aplican con enmienda orgánica ya que se reduce la exportación de ET a los brotes.