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Arnaldoa

versión impresa ISSN 1815-8242versión On-line ISSN 2413-3299

Arnaldoa vol.28 no.3 Trujillo set./dic 2021  Epub 31-Dic-2021

http://dx.doi.org/10.22497/arnaldoa.283.28310 

Artículos originales

Especies bioindicadoras de contaminación por relaves mineros en el Sector Samne, La Libertad-Perú, 2021

Bioindicator species of contamination by mining tailings in the Samne Sector, La Libertad-Peru, 2021

Félix R Huaranga Moreno1 
http://orcid.org/0000-0002-3557-0690

Eric F Rodríguez Rodríguez2 
http://orcid.org/0000-0003-0671-1535

Eduardo F Méndez García3 
http://orcid.org/0000-0002-9947-2301

Feliciano Bernuí Paredes4 
http://orcid.org/0000-0002-4696-2964

1 Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional de Trujillo, Jr. Juan Pablo II S/N, Trujillo, PERÚ. fhuaranga@unitru.edu.pe

2 Herbarium Truxillense (HUT), Universidad Nacional de Trujillo, Jr. San Martín 392, Trujillo, PERÚ. erodriguez@unitru.edu.pe

3 Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Trujillo, Jr. Juan Pablo II S/N, Trujillo, PERÚ. emengar@unitru.edu.pe

4 Facultad de Ingeniería Química, Universidad Nacional de Trujillo, Jr. Juan Pablo II S/N, Trujillo, PERÚ. sabe@unitru.edu.pe

Resumen

La evaluación de la perturbación ecológica que podría generase en ambientes terrestres contaminados por metales pesados en el Perú, debido a la presencia de cientos de depósitos de relaves presentes en diversas regiones de nuestro país, requiere del inventario de especies de plantas vasculares indicadoras de contaminación y con capacidad fitorremediadora. En la presente investigación la prospección de la flora se realizó durante la antesis (floración) y fructificación en dos áreas de depósito de relaves mineros en el distrito de Samne, prov. Otuzco, región La Libertad, Perú (Sectores Cushmun y Planta Procesadora de Minerales Virgen de la Puerta). El muestreo de cada taxón vegetal se efectuó en forma no probabilística en cada depósito de relaves. Los resultados nos permitieron identificar a 52 especies de plantas, en la Quebrada Cushmun, se destaca la Clase Equisetopsida con nueve Órdenes y una mayor representación del orden Poales y Caryophyllales; así como de 11 Familias donde la Familia Poaceae es la que más sobresale. Comparativamente en el segundo ambiente, se inventarió una sola Clase (Equisetopsida), 11 Órdenes con una mayor representación del orden Solanales; así como de 13 Familias donde las Familia Asteraceae y Solanaceae son las que más destacan. Se concluye que las perspectivas de uso de esta vegetación natural con fines de fitorremediación es altamente promisoria para nuestro país.

Palabras clave: Metales pesados; Contaminación; Perú; Plantas vasculares; Depósito de relaves,Taxonomía

Abstract

The evaluation of the ecological disturbance that could be generated in terrestrial environments contaminated by heavy metals in Peru, due to the presence of hundreds of tailings deposits present in various regions of our country, requires an inventory of vascular plant species that indicate contamination and with phytoremediation capacity. In the present investigation, the prospection of the flora was carried out during anthesis (flowering) and fruiting in two areas of mining tailings deposit in the district of Samne, Otuzco province, La Libertad region, Peru (Cushmun and Virgen de la Puerta Minerals Processing Plant Sectors). The sampling of each plant taxon was carried out in a non-probabilistic way in each tailings deposit. The results allowed us to identify 52 species of plants, in the Cushmun Creek, the Equisetopsida Class stands out with nine Orders and a greater representation of the Poales and Caryophyllales order; as well as 11 Families where the Poaceae Family is the one that stands out the most. Comparatively in the second environment, a single Class (Equisetopsida) was inventoried, 11 Orders with a greater representation of the Solanales order; as well as 13 Families where the Asteraceae and Solanaceae families are the ones that stand out the most. It is concluded that the prospects for the use of this natural vegetation for phytoremediation purposes is highly promising for our country.

Keywords: Heavy metals; Pollution; Peru; Vascular plants; Tailings deposit; Taxonomy

Introducción

El aumento continuo de la población humana ocasiona día a día problemas al medio ambiente, con la presencia de sustancias diversas, entre los que se incluyen a la basura, pesticidas, aguas servidas, gases tóxicos y relaves mineros entre otros, los que vienen ocasionando alteraciones en la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas. Así por ejemplo, las actividades mineras y metalúrgicas practicadas en la mayor parte de países de nuestro planeta han contaminado el suelo, el aire y el agua de una gran cantidad de regiones con diferentes elementos potencialmente tóxicos como plomo, mercurio, cadmio, arsénico y zinc. El diagnóstico más reciente es que muchos de estos elementos contaminantes se hallan almacenados en unos depósitos conocidos como relaveras (Villalobos et al., 2006; Padmavathiamma & Li, 2007; Chávez, 2009).

Con respecto a la contaminación del ambiente, Cruzado & Alarcón (2010), sostienen que la minería es una de las actividades más importantes por la generación de empleos, la participación activa en el incremento del Producto Bruto Interno y en el ingreso per cápita nacional; sin embargo, tiene un efecto negativo el cual es la generación de los llamados relaves mineros, los mismos que ocasionan diversos impactos ambientales, sociales y económicos. Asimismo, Ederra (1997), indica que los relaves mineros son desechos, subproductos de los procesos mineros que usualmente son una mezcla de tierra, minerales, agua y roca que contienen altas concentraciones de químicos, que al ser residuos provenientes de la actividad minera son por su composición, densidad y materiales peligrosos capaces de romper los equilibrios de los ecosistemas, afectar la salud pública, degradar cuerpos de agua y modificar paisajes naturales.

Ginocchio & León (2011), afirman que muchos pasivos ambientales se generaron en el pasado, puesto que en la época de extracción de minerales, no existían leyes y normas ambientales vigentes que se encargaran de regularlos. Sin embargo, a pesar de ello, en la actualidad estos pasivos ambientales no son controlados de manera adecuada debido al propio desinterés por parte de organismos reguladores y debido a la falta de conocimiento, experiencia y manejo de tecnologías que hagan aprovechables dichos pasivos, los cuales se encuentran confinados en unos depósitos llamados relaveras. Es en ese sentido, que se produce la contaminación del medio físico, tal como: la contaminación del agua y del suelo. Asimismo, Chávez (2009) reporta que en los últimos años la puesta en operación de muchos proyectos mineros en el Perú y como es el caso de la Región La Libertad, ha generado que la contaminación de las aguas por relaves mineros se incrementen, porque los ríos, lagos, lagunas y el mar son los receptores finales de las evacuaciones residuales generalmente por metales pesados provocadas por el hombre.

Wilhm (1975), inicialmente con el propósito de buscar una solución ante esta realidad, propuso la utilización de organismos vivos como el plancton como indicadores o bioindicadores de las características del agua en relación con la mayor o menor cantidad de materia orgánica; idea que se generalizo luego a la vegetación terrestre, a partir de la cual las plantas han sido usadas ampliamente como indicadoras de calidad del agua y suelo, en relación con la presencia de elementos químicos diversos; por lo que su evaluación requiere conocer las tolerancias ecológicas, los requerimientos de las especies y sus adaptaciones para resistir contaminantes agudos y crónicos a la vez; y donde para conocer sus particularidades es necesario realizar investigaciones que comprendan el estudio en campo y laboratorio para establecer los límites de tolerancia de una especie a una sustancia o a una mezcla de ellas mediante ensayos de toxicidad (Navarro et al., 2007).

Por tanto, dada la importancia de las especies vegetales como bioindicadores ambientales, Azcón et al., (2000) sostiene que su uso viene dando buenos resultados a ciertos casos de perturbaciones para evidenciar y monitorear los procesos de cambios de la biosfera. En este sentido las plantas indicadoras según Ellemberg (1974) pueden ser consideradas como indicadores de sostenibilidad; su estudio propuso plantas indicadoras de factores ecológicos basándose en el reconocimiento de la relación íntima entre el medio ambiente de un sitio y las especies y su composición florística que se encuentran en este; así, se han encontrado especies con capacidad de hiperacumular por ejemplo contaminantes como los metales pesados.

Asimismo, Muller et al., (1974), en relación con las plantas bioiindicadoras destacan el hecho que a partir de un censo de vegetación se puede obtener un diagnóstico cercano a la realidad al considerar el valor ecológico de cada una de las especies encontradas haciendo notar que una sola especie no puede considerarse como indicadora de las condiciones del medio.

También se reportan los estudios de Lasat (2000), Falcón (2017) y Munive (2018), quienes en sus investigaciones afirman que todas las plantas absorben metales pesados del suelo donde se encuentran, pero en distinto grado, dependiendo de la especie vegetal, de las características y contenido en metales del suelo; sin embargo, algunos metales no esenciales para los vegetales son absorbidos, trastocados y acumulados en la planta debido a que presentan un comportamiento electroquímico similar a los elementos nutritivos requeridos y a la vez se acumulan en las diferentes partes de la planta. Del mismo modo Manzano (2013), determinó que la característica de acumular elementos químicos como el plomo y cobre en la parte aérea (Tallos y Hojas) en mayor concentración que en la raíz, es característica de plantas que se usan con fines de indicar el estado ecológico en que se encuentra una determinada área, ya que en esta parte los síntomas de afectación son más fáciles de reconocer.

Sin embargo, son pocos los estudios realizados con plantas adaptadas a las zonas áridas y semiáridas en la fitoextracción de metales pesados; a pesar de que estas regiones de nuestro país comprenden aproximadamente 149857 km2, es decir el 12 % de la superficie continental peruana. (MIDAGRI, 2015). En estas regiones existe un reservorio natural de plantas con un potencial poco estudiado. Por ello, el uso de plantas de las zonas áridas y semiáridas, podría ser de gran utilidad en la rehabilitación de suelos contaminados o de almacenamiento de relaves. Se ha demostrado también ampliamente que las micorrizas arbusculares ayudan a enfrentar el estrés e incrementan el crecimiento de las plantas en sitios fuertemente contaminados con metales pesados, por lo que son una herramienta biotecnológica potencial para la restauración de ecosistemas degradados (Gaur & Adholeya, 2004; Hildebrandt et al., 2006).

En la región La Libertad, en cuanto a trabajos relacionados con la identificación de plantas que cumplen la función de bioindicadores de contaminación por relave de minería, destaca el realizado por Roncal (2008), quien identifico plantas indicadoras de contaminación por plomo y cobre en las pozas de tratamiento utilizadas hasta la década de 1990 por la compañía Minera Mache S.A. en el distrito de Samne (Otuzco), donde determino que la especies N. solanifolia “Tabaco” , P. australis “Carricillo”, A. pungens ”Hierba blanca” L. nodiflora “turre”, G. sagittatum “caña brava”, B. salicifolia “chilco”, y C .virgata “grama” presentan una tendencia a ser resistentes y acumular tanto plomo como cobre presentes en el relave.

Dada la importancia y el rol que cumplen algunas especies vegetales como indicadoras de la calidad de los suelos, la presente investigación se orienta a identificar a las plantas que cumplen la función de bioindicadores de contaminación por metales pesados presentes en las relaveras de Samne, sector Cushmun y Área adyacente a la relavera de la Compañía Minera Otuzco; proyectándose a que en un futuro cercano puedan ser utilizadas como plantas fitorremediadoras de metales pesados.

En el Perú no se cuenta con reportes científicos completos al respecto, en consecuencia este trabajo contribuye en la provisión de información científica actual, debido a que nuestro país es eminentemente minero y nuestra geografía incluye regiones altoandinas con gran cantidad de depósitos de relaves, los que representan áreas de alto nivel potencial de perturbación ambiental futura.

Materiales y métodos

Localización del área de investigación

La presente investigación se realizó en la relavera de la quebrada Cushmun del sector Samne con coordenadas geográficas 7°59'48.64" y 78°41'19.10" longitud oeste; así como en el área circundante a la relavera de la planta procesadora de Minerales Virgen de la Puerta, Samne, con coordenadas 7°59'30.13" '' latitud sur y 78°41'1.44" ' longitud oeste (Figuras 1 y 2); con alto contenido de metales pesados y en donde crecen una serie de plantas vasculares tolerantes a los mismos (Figuras 3 y 4).

Fig. 1 Plano de ubicación del depósito de relaves de quebrada Cushmun y área circundante planta procesadora de minerales Virgen de la Puerta, provincia Otuzco, región La Libertad, Perú

Fig. 2 Ubicación geográfica de las relaveras de la quebrada Cushmun y de la planta procesadora de Minerales Virgen de la Puerta, sector Samne, provincia Otuzco, región La Libertad, Perú (modificado de Google Earth, 2021). 

Fig. 3 Una vista del depósito de relaves de quebrada Cushmun del sector Samne, la Libertad- Perú, donde cientos de miles de toneladas de relave con alto contenido de metales pesados se encuentran casi en contacto con las aguas del rio Moche. 

Fig. 4 Depósito de relaves de quebrada Cushmun, sector Samne, la Libertad-Perú, donde se observa el crecimiento de una serie de plantas vasculares tolerantes a altos contenidos de metales pesados. 

Metodología para el estudio de la Flora:

La prospección de la flora se realizó durante la antesis (floración) y fructificación en dos áreas de depósito de relaves mineros en el distrito de Samne, prov. Otuzco, región La Libertad, Perú (Sectores Cushmun y Planta Procesadora de Minerales Virgen de la Puerta). El muestreo de cada taxón vegetal se efectuó en forma no probabilística en cada depósito de relaves. El proceso de colección y herborización se realizó siguiendo la metodología y técnicas convencionales (Rodríguez & Rojas, 2006). La determinación taxonómica se ejecutó en el Herbarium Truxillense (HUT) de la Universidad Nacional de Trujillo (Figura 5), con ayuda de bibliografía especializada referida a descripciones de los géneros y especies, claves taxonómicas dicotómicas basadas en los caracteres exomorfológicos y de hábito o forma de vida (Sagástegui & Leiva, 1993; Rodríguez et al., 2017), y por comparación morfológica con los ejemplares existentes en el mismo herbario. La clasificación taxonómica seguida es la de Chase & Raveal (2009) y la actualización a nivel de familias de las angiospermas es según Angiosperm Phylogeny Group (APG IV, 2016). Además, se tomaron muestras de material de relave a una profundidad de 30 cm de los dos depósitos de relaves motivo de estudio; y luego con la correspondiente cadena de custodia fueron enviadas a Laboratorios AGQ - Lima, para la determinación análitica de 26 elementos químicos mediante ICP de Masas.

Fig. 5 Colecta de plantas de los depósitos de relaves de quebrada Cushmun, sector Samne, la Libertad-Perú, para luego ser trasladados al Herbarium Truxillense (HUT) para su identificación taxonómica 

Resultados

Los resultados contenidos en las Tablas 1 y 2, nos permiten identificar a 52 especies de plantas que se desarrollan normalmente en el material de relave de la relavera de la quebrada Cusmun (Samne) y área circundante a la Planta procesadora de Minerales Virgen de la Puerta (Samne).

Tabla 1 Clasificación Taxonómica, nombres vulgares y formas de vida de la Flora existente en el depósito de relaves de quebrada Cushmun, Distrito de Samne, prov. Otuzco, región La Libertad, Perú, 2021. 

No CLASE ORDEN FAMILIA NOMBRE CIENTIFICO NOMBRE VULGAR FORMA DE VIDA
1 Equisetopsida Caryophyllales Amaranthaceae Alternanthera halimifolia (Lam.) Standl. ex Pittier hierba blanca Hierba
2 Equisetopsida Caryophyllales Amaranthaceae Alternanthera pubiflora (Benth.) Kuntze hierba blanca grande Hierba
3 Equisetopsida Caryophyllales Amaranthaceae Amaranthus hybridus L. yuyo Hierba
4 Equisetopsida Caryophyllales Amaranthaceae Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin & Clemants paico Hierba
5 Equisetopsida Asterales Asteraceae Bidens pilosa L. cadillo, amor seco Hierba
6 Equisetopsida Asterales Asteraceae Baccharis salicifolia (Ruiz & Pav.) Pers. chilco macho Arbusto
7 Equisetopsida Asterales Asteraceae Sonchus oleraceusL. cerraja Hierba
8 Equisetopsida Asterales Asteraceae Spilanthes leiocarpa DC. turre macho Hierba
9 Equisetopsida Malpighiales Euphorbiaceae Acalypha infestaPoepp. acalifa Hierba
10 Equisetopsida Malpighiales Euphorbiaceae Euphorbia hypericifolia L lecherita Hierba
11 Equisetopsida Fabales Fabaceae Cajanus cajan(L.) Millsp. frejol mantecoso, frejol de palo Sufrútice/Subarbusto
12 Equisetopsida Malvales Malvaceae Sida spinosa L. sida Hierba
13 Equisetopsida Caryophyllales Nyctaginaceae Mirabilis viscosa Cav. pega pega Hierba
14 Equisetopsida Poales Poaceae Antephora hermaphrodita (L.) Kuntze calaverita Hierba
15 Equisetopsida Poales Poaceae Arundo donax L. carrizo Hierba/Perenne
16 Equisetopsida Poales Poaceae Chloris gayana Kunth grama Hierba
17 Equisetopsida Poales Poaceae Gynerium sagittatum (Aubl.) P.Beauv. caña brava Hierba/Perenne
18 Equisetopsida Poales Poaceae Paspalum racemosum Lam. manga larga Hierba
19 Equisetopsida Poales Poaceae Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud. carricillo Hierba/Perenne
20 Equisetopsida Poales Poaceae Setaria verticillata (L.) P. Beauv. grama Hierba
21 Equisetopsida Caryophyllales Portulacaceae Portulaca oleracea L. verdolaga Hierba
22 Equisetopsida Polypodiales Pteridaceae Pityrogramma calomelanos var. austroamericana (Domin) Farw. helecho Hierba
23 Equisetopsida Solanales Solanaceae Nicotiana glutinosa L. tabaco silvestre Sufrútice/Subarbusto
24 Equisetopsida Solanales Solanaceae Solanum lycopersicum L. tomate Hierba
25 Equisetopsida Lamiales Verbenaceae Verbena litoralis Kunth verbena Hierba

Tabla 2 Clasificación Taxonómica, nombres vulgares y formas de vida de la Flora existente en el área circundante de planta de procesamiento de minerales Virgen de la Puerta, distrito de Samne, prov. Otuzco, región La Libertad, Perú, 2021. 

No CLASE ORDEN FAMILIA NOMBRE CIENTIFICO NOMBRE VULGAR FORMA DE VIDA
1 Equisetopsida Lamiales Acanthaceae Dicliptera peruviana (Lam.) Juss. hierba de la ternera Hierba
2 Equisetopsida Caryophyllales Amaranthaceae Chenopodiastrum murale (L.) S. Fuentes-B., Uotila & Borsch hierba del gallinazo Hierba
3 Equisetopsida Caryophyllales Amaranthaceae Guilleminea densa (Willd.) Moquin Hierba
4 Equisetopsida Asterales Asteraceae Bidens pilosa L. cadillo, amor seco Hierba
5 Equisetopsida Asterales Asteraceae Galinsoga parviflora Cav. Hierba
6 Equisetopsida Asterales Asteraceae Heterosperma diversifolium Kunth cadillo Hierba
7 Equisetopsida Asterales Asteraceae Sonchus oleraceusL. cerraja Hierba
8 Equisetopsida Asterales Asteraceae Wedelia latifolia DC. suncho Sufrútice/Subarbusto
9 Equisetopsida Asterales Asteraceae Pseudogynoxys cordifolia (Cass.) Cabrera san juan Sufrútice/Subarbusto
10 Equisetopsida Solanales Convolvulaceae Ipomoea purpurea (L.) Roth campanilla Hierba
11 Equisetopsida Solanales Convolvulaceae Ipomoea nil (L.) Roth campanilla Hierba
12 Equisetopsida Malpighiales Euphorbiaceae Ricinus communis L. higuerilla Arbusto
13 Equisetopsida Fabales Fabaceae Acacia macracantha Humb. & Bonpl. ex Willd. espino Árbol
14 Equisetopsida Fabales Fabaceae Mimosa albida Humb. & Bonpl. ex Willd. tapa tapa SufrúticeSubarbusto
15 Equisetopsida Laurales Lauraceae Persea americana Mill. palta Árbol
16 Equisetopsida Malvales Malvaceae Malvastrum coromandelianum (L.) Garcke angosacha Sufrútice/Subarbusto
17 Equisetopsida Ranunculales Papaveraceae Argemone subfusiformis G.B. Ownbey cardo santo Hierba
18 Equisetopsida Poales Poaceae Chloris gayana Kunth grama Hierba
19 Equisetopsida Poales Poaceae Cynodon dactylon (L.) Pers. grama dulce Hierba
20 Equisetopsida Poales Poaceae Paspalum racemosum Lam. manga larga Hierba
21 Equisetopsida Solanales Solanaceae Acnistus arborescens (L.) Schlecht. shirac Arbusto
22 Equisetopsida Solanales Solanaceae Datura stramonium L. chamico Sufrútice/Subarbusto
23 Equisetopsida Solanales Solanaceae Nicotiana glutinosa L. tabaco silvestre Sufrútice/Subarbusto
24 Equisetopsida Solanales Solanaceae Solanum americanum Mill. hierba mora Hierba
25 Equisetopsida Solanales Solanaceae Solanum arcanum Peralta tomatillo Hierba
26 Equisetopsida Lamiales Verbenaceae Phyla nodiflora (L.) Greene turre hembra Hierba
27 Equisetopsida Zygophyllales Zygophyllaceae Tribulus terrestris L. cachito Hierba
     

En el caso de la Quebrada Cushmun (Tabla 1), se presentó taxonómicamente una Clase (Equisetopsida), nueve Ordenes con una mayor representación del orden Poales y Caryphyllales; así como 11 Familias donde la Familia Poaceae es la que más destaca. Se observa también que en total se inventariaron 25 especies.

Comparativamente, en el área circundante a la planta procesadora de minerales Virgen de la Puerta (Tabla 2), se inventarió taxonómicamente también una sola Clase (Equisetopsida); 11 Ordenes con una mayor representación del orden Solanales y Asterales; así como de 13 Familias donde la Familia Asteraceae es la que más destaca.Se observa también que en total se inventariaron 27 especies.

Respecto a los análisis de metales presentes en las áreas de Quebrada Cushmun y área circundante a planta procesadora de minerales Virgen de la Puerta se observan en la Tabla 3. De los 26 elementos determinados, los que se encuentran por encima de los límites máximos permisibles para suelos son 13, especialmente en los depósitos de relaves de la quebrada Cushmun; mientras que en el caso del área circundante de la compañía minera Vírgen de la Puerta en forma comparativa, sus valores están por debajo de los límites máximos permisibles.

Tabla 3 Resultados del análisis químico de metales en el depósito de relaves de Quebrada Cushmun y área circundante a la planta procesadora de minerales Virgen de la Puerta de la zona de Samne, La Libertad-Perú, 2021. 

METAL UNIDAD QUEBRADA CUSHMUN ÁREA MINERA VIRGEN DE LA PUERTA
Aluminio mg/kg 3582,00 0.1600
Antimonio mg/kg 22,17 0.0030
Cadmio mg/kg 8,80 0.0008
Arsenico mg/kg 1874,00 0.0100
Bromo mg/kg 38,84 0.0230
Bismuto mg/kg 49,72 0.0000
Boro mg/kg 30,26 0.0120
Cobre mg/kg 752,00 0.0300
Hierro mg/kg 54825,00 0.0100
Magnesio mg/kg 1119,00 0.3000
Manganeso mg/kg 344,00 1.0000
Mercurio mg/kg 120,00 0.0100
Plata mg/kg 28,19 0.0020
Plomo mg/kg 3416,00 0.0020
Zinc mg/kg 697,00 0.1400

Discusión

Millones (1995), sostiene que en condiciones naturales muchos vegetales se desarrollan en ambientes afectados por una diversidad de contaminantes como es el caso de los metales pesados, los que comúnmente se encuentran almacenados en los llamados depósitos de relaves. Sin embargo, existen algunos vegetales que tienen la particularidad de tolerar y por tanto desarrollarse satisfactoriamente en este tipo de ambientes, lo cual tiene relación con aspectos fisiológicos y bioquímicos de sus células y tejidos (López & López, 1990; Salinas, 1993).

De acuerdo a Huaranga et al. (2012), los depósitos de relaves son fuentes potenciales de perturbación ambiental sobre suelos, aguas y aire. El impacto que generan de acuerdo a su volumen de almacenamiento, concentración metálica y a la naturaleza química del mineral explotado; o bien es un polimetálico como en el caso de las relaveras de Samne, o depósito de relaves auríferos caso Cajamarca; hecho que es corroborado por Ginnochio y León (2011) para la minería de Chile y Ayamamani (2019) para el área de la Rinconada y Ananea en la región Puno (Perú).

En estos ambientes generados por el hombre con altos niveles de contaminación principalmente por metales pesados como se observa en la Tabla 3, hoy se desarrollan una serie de vegetales adaptados desde su germinación, estado juvenil, floración y fructificación como los reportados en la Tabla 1, lo que demuestra su alta respuesta a estas condiciones ecológicas de supervivencia en situaciones adversas, permitiendo ser catalogadas como plantas bioindicadoras de contaminación por elementos químicos.

Desde la antigüedad se conocía que todas las plantas absorben metales del suelo donde se encuentran pero en distinto grado, dependiendo de la especie vegetal y de las características y contenido en metales del suelo. Baker (1981); Barceló et al., (2003), sostienen que las plantas pueden adoptar distintas estrategias frente a la presencia de metales en su entorno. Unas basan su resistencia a los metales con la estrategia de una eficiente exclusión del metal, restringiendo su transporte a la parte aérea; mientras que otras acumulan el metal en la parte aérea en una forma no tóxica para la planta. La exclusión es más característica de especies sensibles y tolerantes a los metales, y la acumulación es más común de especies que aparecen siempre en suelos contaminados.

Por otro lado, para este tipo de investigaciones las plantas vasculares han sido recomendadas por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) y por la Administración de Drogas y Alimentos (FDA), debido a su buena sensibilidad, en comparación con semillas de otras especies de plantas terrestres (Wang, 1991). Esta sensibilidad a los metales pesados varía considerablemente a través de reinos, clases, órdenes y familias (Rosa et al., 1999). Las diferentes respuestas de las plantas vasculares a metales pesados pueden ser atribuidas también a factores genéticos y fisiológicos (Calow, 1993).

Este desarrollo casi natural de estas plantas, está asociada a que el ingreso de los contaminantes al vegetal se produce por diferencias de presión como lo sostiene Chaney (2000), o como lo afirma Reigosa (2003) donde el contaminante ingresa vía raíz y por circulación alcanza el tallo y hojas; a lo que se suma la capacidad de tolerar y acumular altas cantidades de metales pesados, hecho que representaría una alternativa de solución ecológica de tratamiento de estos materiales de relaves a bajo costo.

Sobre el particular, Reigosa (2003), refiere que en la estructura química de la raíz de estas plantas tolerantes contienen el aminoácido histidina el cual tiene la propiedad de ligarse por ejemplo al plomo y cobre, facilitando de esta manera el transporte y acumulación de estos elementos químicos en la parte aérea de la planta.

Asimismo, Ramírez (1999) para evaluar la respuestas de las plantas a los estímulos externos para evaluar su condición ecológica con respecto a los contaminantes químicos como los metales pesados, propone una primera escala como la condición euritípica que describe a plantas muy resistentes o resistentes a altas concentraciones de estos contaminantes y por tanto viven vigorosamente sin mostrar síntomas de ser afectados; en cambio en la segunda escala se encuentran las plantas estenotípicas tolerantes que son aquellas que viven en suelos con bajas concentraciones de contaminantes.

Roncal (2008), en su investigación sobre identificación de bioindicadores vegetales en las pozas de relaves de Samne, encuentra siete especies de vegetales presentes en estos ambientes; en cambio en la presente investigación en el mismo ambiente se ha encontrado 25 especies, mientras que en el área adyacente a la compañía procesadora de minerales Virgen de la Puerta de Samne, un área de incipiente niveles de contaminación se encontraron 27 especies de vegetales

En forma particular, Calow (1993) señala la potencialidad del uso de una serie de especies vegetales representantes de cuatro familias: Liliaceae, Chenopodiaceae, Poaceae y Brassicaceae para evaluar la toxicidad y el riesgo de sustancias químicas peligrosas en el ambiente; mientras que en la presente investigación se han encontrado 10 familias y 43 potenciales. Sin embargo, el efecto de metales pesados sobre plantas vasculares no se conoce bien (Lerda, 1992; Barone et al., 1997; Rosa et al., 1999).

Conclusiones

En el área circundante a la compañía minera Virgen de la Puerta la diversidad de taxas fue mayor, posiblemente debido a la contaminación incipiente.

En el depósito de relaves de quebrada Cushmun los taxas determinados de plantas, indican su alta tolerancia a contaminantes químicos como los metales pesados.

De los 26 elementos químicos analizados en el material de relave de quebrada Cushmun, 13 se encuentran por encima de los límites permisibles para suelos de acuerdo a la normatividad vigente, destacando el hierro (54825 mg/kg), aluminio (3582 mg/kg), plomo (3416 mg/kg) y arsenico (1874 mg/kg).

Se recomienda implementar programas de remediación de suelos, mediante biorremediación, fitorremediación, bioadsorción y otros métodos para minimizar el contenido de metales pesados en el material de relave.

Agradecimientos

A la Dirección del Herbarium Truxillensis de la Universidad Nacional de Trujillo por su apoyo en la identificación taxonómica de las especies inventariadas en la presente investigación. Al Sr. Vicente Zavaleta Gutierrez, del Comité de Usuarios del área de las Relaveras de Samne.

Literatura citada

Álvarez, C. 2009. Problemática de los pasivos ambientales mineros en la región La Libertad. Edit. Gobierno Regional La Libertad. 26 pp. [ Links ]

Ayamamani, J. 2019. Vigilancia de lo contaminación de suelos por relaves mineros en la minería artesanal e informal de la región Puno (Rinconada - Ananea). Trabajo de Suficiencia Profesional para Optar el Título de Ingeniero de Minas. Univ. Nac. del Altiplano, Puno. 21 pp. [ Links ]

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Citación: Huaranga, F.; E. Rodríguez; E. Méndez & F. Bernuí. 2021. Especies bioindicadoras de contaminación por relaves mineros en el Sector Samne, La Libertad-Perú, 2021. Arnaldoa 28(3): 633-650 doi: http://doi.org/10.22497/arnaldoa.283.28310

Recibido: 20 de Julio de 2021; Aprobado: 28 de Octubre de 2021; : 31 de Diciembre de 2021

Contribución de los autores F.H., E.R, E.M. & F.B.: Los autores realizaron las actividades de obtención del material biológico, determinación taxonómica del material vegetal, experimentación, la redacción del manuscrito y aprobación del mismo.

Conflicto de intereses Los autores declaran no tener conflicto de intereses.

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