ESTUDIO DESCRIPTIVO DEL POTENCIAL
FITORREMEDIADOR
DESCRIPTIVE STUDY OF THE PHYTOREMEDIATION POTENTIAL
OF AZOLLA, LEMNA MINOR AND EICHHORNIA CRASSIPES IN
CONTAMINATED ENVIRONMENTS
Dra. Leonor Margarita Rivera Intriago
Universidad Técnica de Machala, Ecuador
Holger Rogelio Rivera Intriago
Universidad Técnica de Machala, Ecuador
Irán Rodríguez Delgado
Universidad Técnica de Machala, Ecuador
pág. 10303
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i3.12182
Estudio Descriptivo del Potencial Fitorremediador de Azolla, Lemna Minor
Y Eichhornia Crassipes en Ambientes Contaminados
Dra. Leonor Margarita Rivera Intriago
1
lrivera@utmachala.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-9407-1525
Universidad Técnica de Machala
Ecuador
Holger Rogelio Rivera Intriago
hrivera_est@utmachala.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-4112-9874
Universidad Técnica de Machala
Ecuador
Irán Rodríguez Delgado
irodriguez@utmachala.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-6453-2108
Universidad Técnica de Machala
Ecuador
RESUMEN
Este artículo describe el potencial fitorremediador de tres plantas acuáticas: Azolla spp, Lemna minor
(lenteja de agua) y Eichhornia crassipes (jacinto de agua) en ambientes contaminados. Azolla spp,
también conocida como helecho de agua, fija nitrógeno atmosférico con la cianobacteria Anabaena, lo
que la convierte en un excelente biofertilizante. Es eficaz en eliminar metales pesados como cadmio y
plomo y en absorber nutrientes como nitrógeno y fósforo, reduciendo la eutrofización. Su alta
productividad de biomasa permite su uso como suplemento nutricional y biocombustible. Lemna minor,
una planta flotante de rápido crecimiento y alta producción de biomasa, es eficaz en absorber nutrientes
y metales pesados, lo que la hace adecuada para limpiar aguas residuales. Su adaptabilidad y bajo costo
operativo la convierten en una opción económica para proyectos de fitorremediación. Eichhornia
crassipes, a pesar de ser invasiva, es eficiente en eliminar metales pesados y otros contaminantes, y en
absorber nutrientes. Su biomasa se puede usar para producir biogás y compost. En resumen, Azolla,
Lemna minor y Eichhornia crassipes tienen un notable potencial fitorremediador, cada una con
características únicas adecuadas para diferentes aplicaciones y contextos ambientales, dependiendo de
las necesidades específicas del ambiente contaminado.
Palabras Clave: fitorremediación, helechos acuáticos, contaminación
1
Autor principal
Correspondencia: lrivera@utmachala.edu.ec
pág. 10304
Descriptive Study of the Phytoremediation Potential of Azolla, Lemna
Minor and Eichhornia crassipes in Contaminated Environments
ABSTRACT
This article describes the phytoremediation potential of three aquatic plants: Azolla spp, Lemna minor
(duckweed) and Eichhornia crassipes (water hyacinth) in contaminated environments. Azolla spp, also
known as water fern, fixes atmospheric nitrogen with the cyanobacteria Anabaena, making it an
excellent biofertilizer. It is effective in removing heavy metals such as cadmium and lead and in
absorbing nutrients such as nitrogen and phosphorus, reducing eutrophication. Its high biomass
productivity allows its use as a nutritional supplement and biofuel. Lemna minor, a fast-growing, high
biomass-producing floating plant, is effective in absorbing nutrients and heavy metals, making it
suitable for cleaning wastewater. Its adaptability and low operating cost make it an economical option
for phytoremediation projects. Eichhornia crassipes, despite being invasive, is efficient in removing
heavy metals and other contaminants, and in absorbing nutrients. Its biomass can be used to produce
biogas and compost. In summary, Azolla, Lemna minor and Eichhornia crassipes have remarkable
phytoremediation potential, each with unique characteristics suitable for different applications and
environmental contexts, depending on the specific needs of the contaminated environment.
Keywords: phytoremediation, aquatic ferns, pollution
Artículo recibido 10 junio 2024
Aceptado para publicación: 28 junio 2024
pág. 10305
INTRODUCCIÓN
Estudiar la potencialidad de ciertos helechos acuáticos como fitorremediadores es crucial debido a su
capacidad única para absorber contaminantes del suelo y el agua. Las investigaciones realizadas sobre
estos helechos han demostrado su eficacia en la fitorremediación de metales pesados, hidrocarburos y
otros contaminantes, destacándose además por su amplia distribución geográfica, adaptabilidad a
diferentes condiciones ambientales y capacidad para acumular grandes cantidades de contaminantes.
Estas características han sido consideradas por los investigadores para establecer soluciones efectivas
y sostenibles para la remediación de suelos y aguas contaminadas.
Diferentes tecnologías biológicas, han sido generadas para recuperar ambientes contaminados por
metales pesados, incluyendo la biorremediación, bioestimulación y fitorremediación, en las que las
actividades metabólicas de ciertos organismos permiten la degradación, transformación o remoción de
los contaminantes a productos metabólicos inocuos. Es importante considerar los criterios para elegir
el método correcto para remediar los suelos, como las características del sitio, el tipo de contaminante,
concentración y características fisicoquímicas, las propiedades fisicoquímicas y el tipo de suelo a tratar,
y el costo.
En el campo de la fitorremediación, los helechos acuáticos han ofrecido soluciones innovadoras y
sostenibles para abordar la contaminación en ecosistemas acuáticos. Su habilidad única para absorber
y acumular contaminantes como metales pesados, nutrientes en exceso y compuestos orgánicos tóxicos
los convierte en herramientas valiosas para restaurar la calidad del agua y mantener la salud de los
ecosistemas.
La fitorremediación se define como una técnica que utiliza plantas para remover, reducir, transformar,
mineralizar, degradar, volatilizar o estabilizar contaminantes. También considerada como una
fitotecnología, ofrece diversidad de ventajas en relación con los métodos fisicoquímicos tradicionales,
destacándose por su amplia aplicabilidad y bajo costo. Se ha identificado una amplia diversidad de
especies de plantas que se emplean como fitorremediadoras, incluyendo a las hiperacumuladoras,
conocidas por su gran capacidad para acumular metales pesados.
Entre las diversas especies vegetales, los helechos acuáticos como Azolla spp., junto con Eichhornia
crassipes (jacinto de agua) y Lemna spp. (lenteja de agua), se destacan por su capacidad excepcional
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para absorber y acumular sustancias nocivas. Estas especies, además de ser extremadamente eficaces
en la purificación de aguas contaminadas con metales pesados, nutrientes en exceso y compuestos
orgánicos, ofrecen ventajas adicionales en términos de costo, implementación y sostenibilidad
ambiental.
Este artículo se enfoca en explorar las tres especies de helechos acuáticos como opción en la
fitorremediación, examinando su eficiencia, mecanismos de acción y aplicaciones prácticas para mitigar
los impactos negativos de la contaminación en entornos acuáticos.
Azolla spp.
La Azolla,, conocida comúnmente como helecho de agua, flotante, doradilla o yerba del agua, pertenece
a la familia Azollaceae. Este helecho se caracteriza por tener hojas bilobuladas de 2-4 mm y tallos
profusamente ramificados con raíces auténticas que cuelgan hacia abajo en el agua, emergiendo
endógenamente con pelos radicales (Lumpkin & Plucknett, 1982). Se han realizado la identificación de
diversas especies de Azolla mediante técnicas moleculares en el Sur de África revelando que 24
muestras correspondían a la especie A. cristata, emparentada con A. filiculoides (Madeira et al., 2016).
En Ecuador mediante investigaciones realizadas por Montaño (2008) de las cuatro especies de Azolla
que han sido identificadas, se ha logrado establecer la distribución geográfica de las mismas: Micropylla
Kaulf en Galápagos y Guayas; Caroliniana wild en el Guayas, Filiculoides Lam en Cotopaxi en
Imbabura y en el Napo; y Mexicana C. en la Provincia de Cotopaxi, de las cuales a la Azolla-Caroliana
se la considera como nativa.
Las propiedades variables de la Azolla spp. la han hecho útil como suplemento nutricional para humanos
y animales, además de su uso en biofertilizantes, biocombustibles, bioindicadores y en el tratamiento
de aguas residuales (Suyog et al., 2020). Su adaptabilidad a diversos ambientes y su alta productividad
de biomasa la hacen ideal para cultivo de bajo costo (Singh, Mishra, & Upadhyay, 2010). Molinet y
Domínguez (1996) observaron una tasa de crecimiento de Azolla spp. de hasta 4.0 g/MS/m²/día.
En cuanto a su capacidad de bioremediación, Sood et al. (2012) demostraron cómo la Azolla puede
eliminar eficazmente metales pesados como el cadmio y el plomo de las aguas contaminadas, sugiriendo
su utilidad en bioacumulación. Por otro lado, Arora et al. (2018) evidenciaron su eficacia en el
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tratamiento de aguas residuales en Brasil, absorbiendo nutrientes excesivos y reduciendo la
eutrofización.
Por otro lado, Bianchini Jr. (2017) exploró su capacidad para capturar contaminantes atmosféricos,
mientras que Zheng et al. (2014) evaluaron su uso como bioindicador, destacando su sensibilidad a
variados contaminantes. Además, Aldás et al. (2016) mostraron mo la Azolla actúa como un
biofertilizante rico en nitrógeno, mejorando el crecimiento del maíz en condiciones experimentales.
Por otro lado, pez et al. (2019) evaluaron a la especie Azolla Caroliana como un organismo
fitorremediador para cromo hexavalente, encontrando que éste helecho podía sobrevivir incluso a altas
concentraciones de este metal, lo que sugiere su uso potencial como bioindicador. Estudios realizados
por Talebi et al. (2019) establecieron la capacidad de diferentes especies de Azolla para formar
complejos de fitoquelatina con metales pesados y secuestrarlos en vacuolas, subrayando el rol
significativo de estas plantas en la fitorremediación.
Eichhornia crassipes
Eichhornia crassipes, comúnmente conocida como jacinto de agua, es una planta acuática invasiva que
ha sido objeto de numerosas investigaciones debido a su impacto ecológico y potenciales aplicaciones
en diversas áreas.
Eichhornia crassipes, comúnmente conocida como jacinto de agua, es una de las plantas acuáticas más
invasivas del mundo, perteneciente a la familia Pontederiaceae y encontrada en regiones tropicales y
subtropicales. Aunque causa problemas ecológicos y socioeconómicos significativos, también tiene
múltiples aplicaciones industriales. Es utilizada en la producción de bioenergía y biofertilizantes,
tratamiento de aguas residuales mediante la absorción de metales pesados, y como alimento para
animales. Esta planta es rica en diversos metabolitos secundarios bioactivos, incluyendo esteroles,
alcaloides, fenoles, flavonoides, taninos y saponinas, los cuales poseen propiedades terapéuticas
(Bakrim, y otros, 2022)
Se han analizado las diferentes partes de la planta (raíces, tallos, hojas y flores) en términos de extractos
polares y lipofílicos, encontrando que las hojas y tallos son fuentes ricas en estigmasterol y extractos
antioxidantes, lo que sugiere su valorización en aplicaciones industriales y médicas (Silva y otros, 2015)
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Eichhornia crassipes, es una planta acuática, reconocida tanto por sus ventajas como por sus
inconvenientes. Entre sus beneficios se destaca su capacidad fitorremediadora, eliminando eficazmente
metales pesados y contaminantes tanto orgánicos como inorgánicos en aguas residuales. Este helecho,
no solo contribuye a la sostenibilidad ambiental, sino que también genera subproductos valiosos como
biogás y compost. Sin embargo, su rápida tasa de crecimiento puede ser perjudicial en cuerpos de agua,
ya que complica su manejo y control (Resania, et al., 2015). Investigaciones de campo, se ha demostrado
que E. crassipes puede acumular y remediar metales pesados en estanques de cenizas volantes, lo que
destaca su capacidad para tolerar y sobrevivir en ambientes altamente contaminados (Pandey, 2016)
Por otro lado, la habilidad del jacinto de agua para absorber nutrientes, como nitrógeno y fósforo,
contribuye significativamente a la reducción de la eutrofización y mejora la calidad del agua. De igual
manera, su capacidad para acumular metales pesados convierte a esta planta en una herramienta efectiva
para la fitorremediación de aguas contaminadas.
Eichhornia crassipes, es eficiente en el tratamiento de aguas residuales en sectores agroindustriales,
reduciendo significativamente los niveles de Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO), Demanda
Química de Oxígeno (DQO) y Sólidos Suspendidos (SS), mejorando así la calidad general de las aguas
tratadas (Si, B. 1993)
Es importante destacar que Eichhornia crassipes , aunque es considerada como malezas acuáticas
invasoras debido a su grave impacto en los ecosistemas acuáticos, también ofrece varias ventajas como
las mencionadas anteriormente. Sin embargo, su invasividad es una desventaja significativa, ya que
puede desplazar a las especies nativas y alterar los hábitats acuáticos. Para controlar esta desventaja, se
han desarrollado modelos predictivos que estiman su distribución potencial bajo diferentes escenarios
climáticos futuros. Estos modelos son cruciales para la gestión y el control de su expansión, permitiendo
a las autoridades implementar medidas preventivas y de control de manera más eficaz. Estas medidas
incluyen la utilización de métodos biológicos, químicos y mecánicos para limitar su propagación y
mitigar sus efectos negativos en los ecosistemas acuáticos. (Kriticos y Brunel, 2016)
Lemna minor
Lemna minor o conocida como lenteja de agua, pertenece a la familia Lemnaceae, , es una planta
acuática flotante de pequeño tamaño que se encuentra en cuerpos de agua dulce de todo el mundo. Esta
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planta, se caracteriza por sus hojas diminutas, de forma ovalada, que flotan en la superficie del agua y
por su rápido crecimiento, lo que la convierte en una especie de gran interés tanto ecológico como
económico (Ceschin y otros, 2019).
Una de las propiedades más destacadas de la lenteja de agua, es su capacidad como fitorremediador,
demostrando ser altamente eficaz debido a varias razones (Mkandawire & Dudel, 2005), entre ellas,
la notable capacidad para absorber nutrientes como nitratos y fosfatos, así como metales pesados y otros
contaminantes presentes en el agua. Esto la hace ideal para la limpieza de aguas residuales y para la
recuperación de ambientes acuáticos contaminados (Ceschin y otros, 2019).
Por otro lado, su rápido ciclo de crecimiento y su capacidad para producir grandes cantidades de
biomasa en poco tiempo permiten la extracción continua de contaminantes del agua. Además, la
biomasa generada puede ser utilizada para la producción de biocombustibles o como abono, cerrando
un ciclo de aprovechamiento sostenible (Xu, Sun, Chen, & Xu, 2011).
Entre las ventajas de la lenteja de agua, es que puede crecer en una amplia gama de condiciones
ambientales, desde aguas contaminadas con metales pesados hasta ambientes con altos niveles de
nutrientes, lo que la convierte en una opción versátil para diversos proyectos de fitorremediación
razones (Mkandawire & Dudel, 2005)
También se puede destacar entre las ventajas que el uso de lenteja de agua en programas de
fitorremediación es relativamente económico en comparación con otros métodos de tratamiento de
aguas, dado que no requiere de equipos costosos ni de altos consumos de energía (Ziegler P. y otros,
2015)
Bajo este contexto, la lenteja de agua se presenta como una solución biotecnológica eficiente y
sostenible para la remediación de ambientes acuáticos contaminados, ofreciendo beneficios tanto
ecológicos como económicos. Su capacidad para absorber contaminantes, su rápido crecimiento y su
adaptabilidad a diversas condiciones ambientales la posicionan como una planta de gran potencial en
el campo de la fitorremediación.
CONCLUSIÓN
Mediante este estudio se concluye que tanto la Azolla spp., Eichhornia crassipes como Lemna minor
son plantas altamente eficaces para la fitorremediación, cada una con características y beneficios únicos
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que las hacen adecuadas para diferentes aplicaciones y contextos ambientales. El helecho acuático
Azolla spp. se distingue por su alta productividad y adaptabilidad, convirtiéndola en una opción
económica para la bioacumulación de metales pesados como cadmio, plomo, entre otros. Su uso como
biofertilizante y bioindicador, así como su capacidad para mejorar el crecimiento de cultivos, subraya
su multifuncionalidad y utilidad en diversas aplicaciones ambientales. Por otro lado Eichhornia
crassipes, es especialmente útil en la purificación de aguas residuales y en la producción de
subproductos industriales, su facilidad de adaptación y bajo costo operativo la convierten en una opción
económica para proyectos de fitorremediación. En lo que se refiere a Lemna minor, se ha podido
determinar que ofrece una solución eficiente y también económica para la remediación de ambientes
acuáticos contaminados debido a su rápido crecimiento y capacidad de absorción de nutrientes y metales
pesados. Cada uno de éstos helechos acuáticos aporta un conjunto único de beneficios, representando
soluciones integrales y sostenibles para la biorremediación. En resumen, Azolla spp., Eichhornia
crassipes y Lemna minor tienen un notable potencial fitorremediador, cada una con características
únicas adecuadas para diferentes aplicaciones y contextos ambientales.
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