Fitorremediación: Cannabis para limpiar suelos

Desde hace varias décadas, la contaminación ambiental ha estado en el centro de las preocupaciones. De hecho, es algo que puede tener graves consecuencias para los seres humanos, así como para el propio planeta: hablamos de la era del Antropoceno. Existen diferentes formas de contaminación; en este artículo hablaremos de la contaminación del suelo por metales pesados y elementos radiactivos, y una de las posibles soluciones que involucra a la planta de cannabis.

¿Qué es la contaminación del suelo?

La contaminación del suelo puede deberse a la acumulación de sustancias no biodegradables en el suelo, o a la acumulación de sustancias biodegradables pero cuya tasa de biodegradabilidad es menor que la tasa de acumulación.

La contaminación del suelo es un problema de salud pública porque puede llegar a contaminar la cadena alimentaria. De hecho, estas sustancias contaminantes pueden luego almacenarse en el suelo o ser arrastradas por las aguas de escorrentía hacia los cursos de agua cercanos, hacia el nivel freático o incluso evaporarse a la atmósfera.

A grandes rasgos, podemos diferenciar entre:

• Contaminantes inorgánicos, como nitratos, fosfatos y metales pesados.
• Contaminantes orgánicos, como hidrocarburos, disolventes clorados, pesticidas y dioxinas.

Una forma muy preocupante de contaminación del suelo es la causada por metales pesados. De hecho, estos alteran los ecosistemas, deterioran los suelos volviéndolos infértiles y pueden tener repercusiones en los seres humanos al contaminar la cadena alimentaria.

La contaminación metálica es una contaminación terminal, es decir, a pesar de los esfuerzos de los científicos, los metales son elementos químicos que no pueden modificarse, alterarse ni transformarse. Algunos son esenciales en dosis muy bajas, pero tóxicos en exceso.

Los principales metales pesados emitidos a la atmósfera por las actividades humanas son Zinc (Zn), Cobre (Cu), Níquel (Ni), Plomo (Pb), Cromo (Cr), Selenio (Se), Arsénico (As), Mercurio (Hg) y Cadmio (Cd). El mercurio, el plomo y el cadmio son especialmente preocupantes porque tienen efectos muy tóxicos sobre el sistema nervioso.

Soluciones para la limpieza de suelos

Se han implementado métodos físico-químicos con el objetivo de descontaminar suelos contaminados por metales pesados. Estos consisten en la excavación del suelo contaminado, luego el tratamiento fuera del sitio y finalmente el reemplazo con suelo no contaminado. No hace falta decir que estos métodos son costosos y difíciles de implementar debido a la extracción, movimiento y reemplazo de suelo contaminado.

Sin embargo, en los últimos años se ha desarrollado una nueva técnica: la fitorremediación. La fitorremediación es un método de descontaminación del suelo (así como de purificación de aguas residuales o limpieza del aire interior) utilizando plantas o microorganismos. De hecho, estos últimos tendrán la capacidad de acumular, degradar, o incluso en ciertos casos eliminar determinados contaminantes.

La fitorremediación se establece así en 4 subdominios:

• Fitoestabilización, que consiste en la utilización de determinadas plantas para evitar la dispersión de la contaminación estabilizando el contaminante a través de las raíces.
• Fitodegradación, donde se utilizan ciertas plantas para degradar contaminantes orgánicos transformándolos en compuestos menos tóxicos.
• Fitovolatilización, destacando la capacidad de ciertas plantas de volatilizar moléculas específicas para diluir contaminantes en la atmósfera.
• Fitoextracción, que refleja la capacidad de las plantas para extraer contaminantes como metales pesados y acumularlos en las partes aéreas. Después de alcanzar la saturación, estas plantas se incineran y las cenizas se almacenan en un lugar seguro.

Cada zona de fitorremediación requiere plantas específicas.

Varias especies ya han demostrado su eficacia en la fitoextracción de metales pesados. Este es en particular el caso de las plantas pertenecientes a la familia de las Asteraceae (girasol, achicoria), las Brassicaceae (colza, col), las gramíneas (bambú, maíz), así como de ciertos árboles y arbustos, como algunas especies de álamos y sauces.

El caso del Cannabis Sativa para la descontaminación de suelos

Recientemente se han realizado investigaciones sobre el uso de la planta de cáñamo como medio para remediar suelos contaminados por metales pesados. De hecho, el cáñamo es una planta muy resistente que puede crecer en los lugares más duros, incluso aquellos donde todas las demás formas de vida han sido exterminadas por la humanidad.

Además, el cáñamo es una planta denominada hiperacumuladora, es decir, que tiene la capacidad de absorber partículas metálicas contenidas en el suelo y acumularlas en su biomasa (raíces, tallos y más concretamente las hojas). Este proceso de fitoextracción permite así eliminar los contaminantes presentes en el suelo, volviéndolo nuevamente sano y viable.

La fitoextracción se realiza en varias etapas: absorción de metales pesados por las raíces, su transporte desde las raíces a las partes superiores, su translocación y luego su acumulación en las partes aéreas. El contenido foliar de metales pesados es entonces mayor que el contenido radicular.

Algunos ejemplos:

Chernóbil

El accidente de Chernóbil fue el desastre nuclear más grave del siglo XX. Esto ocurrió en la central eléctrica de Lenin, situada en Ucrania (antigua URSS), el 26 de abril de 1986.

Este accidente fue causado por el aumento descontrolado de la temperatura de un reactor, provocando la fusión del núcleo, lo que dio lugar a una explosión y a la liberación de grandes cantidades de elementos radiactivos a la atmósfera, causando una amplia contaminación del medio ambiente, así como numerosas muertes y enfermedades sobrevenidas de forma inmediata o a largo plazo debido a la irradiación.

De esta manera, se liberaron concentraciones muy elevadas de diversos elementos tóxicos que contaminaron el suelo, siendo la zona más afectada la zona de exclusión de 30 km trazada alrededor de la central nuclear.

Uno de los primeros nombres que surgió en el mundo de la fitorremediación del cáñamo fue Slavik Dushenov, un experto en biología vegetal y ecología del suelo. De hecho, había participado en algunos de los trabajos realizados por el gobierno ucraniano para descontaminar el suelo de Chernóbil. Posteriormente dijo:

"En Chernóbil demostramos que la fitorremediación con cáñamo es una técnica posible para eliminar radionucleidos del suelo en superficies extensas y ligeramente contaminadas. Esto podría hacerse con cannabis o cualquier otra planta hiperacumuladora, siempre que se adapte a las características del suelo y al clima de la región."

Se han identificado varias plantas candidatas capaces de extraer del suelo cesio 137, estroncio 90 y uranio 235, que se encuentran entre los principales contaminantes radiactivos presentes en Chernóbil. Entre estas plantas, el girasol y el cáñamo presentaron los mejores índices de capacidad de bioacumulación de contaminantes radiactivos, lo que permitió limpiar los terrenos contaminados cerca de la central nuclear de Chernóbil.

Philippe Giasson, profesor asociado de Ciencias de la Tierra y de la atmósfera en la Universidad de Quebec en Montreal (UQAM), explicó: "Ciertas especies de cáñamo tienen la capacidad de absorber hasta el 3% de su peso seco".

Fukushima

El accidente de Fukushima, como el de Chernóbil, es un accidente nuclear de gran importancia clasificado en el nivel 7 (el más alto) de la escala internacional de eventos nucleares, dado el importante volumen de liberaciones radiactivas. Comenzó el 11 de marzo de 2011 en Japón, tras el terremoto y tsunami ocurridos unas horas antes.

En Fukushima, la Compañía Eléctrica de Tokio (TEPCO) busca desesperadamente formas de descontaminar la radiación emitida por la explosión en la central nuclear de Fukushima Daiichi. De hecho, la radiación del accidente cruzó el Océano Pacífico y comenzó a llegar a la costa oeste de América: se pudieron observar repercusiones en la vida marina desde el sur de California hasta Canadá. Por lo tanto, es imperativo encontrar soluciones, y el ejemplo de la fitorremediación con cáñamo de Chernóbil es uno de ellos, pero enfrenta un problema importante: la prohibición formal del cannabis en Japón.

Es importante saber que a principios del siglo XX, el cannabis medicinal fue autorizado en Japón para combatir el insomnio y aliviar el dolor. Sin embargo, esta actitud hacia los beneficios terapéuticos de esta planta cambió después de la Segunda Guerra Mundial, cuando las tropas estadounidenses ocuparon Japón e impusieron la prohibición del cannabis en 1948. Según la Ley de Control del Cannabis en Japón, una persona puede enfrentar hasta 5 años de prisión si es sorprendida con un solo porro.

Mientras TEPCO todavía buscaba soluciones, los residentes tomaron la iniciativa. Por ello, el monje budista Koyu Abe ha puesto en marcha un proyecto llamado "Pide un deseo sobre las flores", en el que pide a los residentes japoneses que planten semillas de girasol para llevar a cabo un proceso de fitorremediación en la región de Fukushima.

Como vimos anteriormente en el caso de Chernóbil, el girasol es una planta capaz, como el cáñamo, de descontaminar zonas afectadas por la radiactividad. Y además, esta planta es legal. En cuanto al cáñamo, la idea está siendo estudiada por el gobierno japonés pero aún no parece haberse puesto en práctica.

Los límites de la fitorremediación

A pesar de las considerables ventajas de la fitorremediación, que suponen la ausencia de perturbación del suelo - un proceso denominado natural - así como su bajo coste, esta técnica presenta limitaciones. La principal se refiere al tiempo que lleva este proceso: es largo, muy largo...De hecho, la fitorremediación no es adecuada si es necesaria una limpieza rápida del suelo. Según el profesor Michel Labrecque, del Instituto de Investigación en Biología Vegetal, "en suelos muy contaminados, este proceso puede tardar hasta 50 años".

Además, una vez que las plantas han absorbido los metales pesados, ellas mismas quedan contaminadas. Por lo tanto, es necesario un proceso de incineración a unos 500 °C para que se queme sólo la materia orgánica y no los contaminantes. Los contaminantes se concentran luego en las cenizas, que después serán tratadas como residuos radiactivos: "es mejor que tener que gestionar toneladas de tierra contaminada", según Philippe Giasson, investigador del Instituto de Investigación en Geoquímica de la Universidad de Montreal. Esta incineración de biomasa también puede utilizarse para producir energía.