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1 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA 
 
FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS 
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
“REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS CON PLOMO 
(Pb) MEDIANTE EL EMPLEO DE GIRASOL (Helianthus annuus) 
Y ESTIÉRCOL DE LOMBRIZ ROJA (Eisenia foetida) EN 
CONDICIONES CONTROLADAS ” 
 
 
Tesis presentada por la Bachiller 
SHADAI EMILY 
FEBRES FLORES 
 
Para optar el título profesional de 
INGENIERA AMBIENTAL. 
 
Asesor: 
Dr. Guido Juan Sarmiento Sarmiento 
 
AREQUIPA - PERÚ 
2019 
2 
 
JURADO DICTAMINADOR 
 
 
 
 
 
 
 
Luis Alberto Alvarez Soto 
Presidente 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Juan Manuel Jara Gonzales Juan Carlos Licona Paniagua 
 Integrante Secretario 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
Agradezco a Dios por bendecirme con la vida, por guiarme a lo largo de mi existencia, ser el ente 
donde me sostuve cuando quise renunciar, por darme la fortaleza en aquellos momentos de 
dificultad y de debilidad. 
Gracias a mis padres: John y Matilde; por ser los principales promotores de mis sueños, por confiar 
y creer en mi, en mis expectativas, por los consejos, valores y principios que me han inculcado. 
Agradezco a todos los docentes de la Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental de la 
Universidad Nacional San Agustín Arequipa, por haber compartido sus conocimientos a lo largo 
de la preparación de mi profesión, de manera especial, al Ing. Guido Sarmiento, asesor del 
proyecto de tesis quien ha guiado con su paciencia, y su rectitud como docente. 
 
DEDICATORIA 
La presente tesis es dedicada principalmente a Dios, por ser el inspirador y el principal proveedor 
de fuerza para continuar en este proceso de obtener uno de los anhelos más deseados. 
A mis padres, por su amor, trabajo y sacrificio en todos estos años, gracias a ustedes he logrado 
llegar hasta aquí y convertirme en lo que soy. Es un orgullo y privilegio ser su hija. 
A mis hermanos, tías y abuelos por estar siempre presentes, acompañandome y por el apoyo moral, 
que me brindaron a lo largo de esta etapa. 
A todas las personas que me han apoyado y han hecho que el desarrollo de la presente tesis se 
realice con éxito. 
4 
 
ÍNDICE 
CONTENIDO: PAGINA: 
RELACIÓN DE CUADROS 6 
RELACIÓN DE FIGURAS 8 
RESUMEN 10 
ABSTRACT 12 
CAPITULO I: GENERALIDADES 14 
INTRODUCCIÓN 14 
ANTECEDENTES 15 
HIPÓTESIS 18 
OBJETIVOS 18 
CAPITULO II: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 19 
2.1 CONTAMINACIÓN DE SUELOS 19 
2.1.1 Generalidades 19 
2.1.2 Contaminación por elementos pesados 20 
2.1.3 Contaminación de suelos por plomo 22 
2.1.4 Contaminación por plomo en el cuerpo humano 25 
2.2 REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS 30 
2.2.1 Generalidades 30 
2.2.2 Tecnologías de remediación de suelos contaminados 31 
2.2.3 Fitorremediación de suelos contaminados 33 
2.2.4 Biorremediación de suelos contaminados 37 
5 
 
CAPITULO III: MATERIAL Y METODOS 40 
3.1 DESCRIPCION DE LAS CONDICIONES EXPERIMENTALES 40 
3.2 SECUENCIA DE LA INVESTIGACIÓN 41 
3.3 MATERIALES 42 
3.4 MÉTODO 43 
3.5 TRATAMIENTOS Y DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 45 
3.5.1 Tratamientos estudiados en la investigación 45 
3.5.2 Diseño experimental y análisis estadístico 46 
3.5.3 Disposición de tratamientos 47 
3.6 EVALUACIONES 48 
3.6.1 Previo al proceso de remediación 48 
3.6.2 Durante el proceso de remediación 49 
CAPITULO IV: RESULTADOS Y DISCUSION 52 
4.1 PREVIO AL PROCESO DE REMEDIACIÓN 52 
4.1.1 Germinación de semillas de girasol 52 
4.1.2 Fitotoxicidad en semillas de girasol 53 
4.1.3 Análisis de suelo 56 
4.1.4 Análisis de estiércol de lombriz 58 
4.1 DURANTE EL PROCESO DE REMEDIACIÓN 59 
4.1.1 Determinación de plomo no remediado y remediado en el suelo 59 
4.2.2 Determinación de plomo en drenaje 65 
4.2.3 Plomo en plantas de girasol; factor de bioconcentración y traslocación 
de plomo 
67 
6 
 
4.2.4 Tamaño de plantas de girasol (parte aérea) 73 
4.2.5 Tamaño de raíces de girasol 75 
4.2.6 pH del suelo 78 
4.2.7 Análisis edafológico final del suelo 80 
CAPITULO V: CONCLUSIONES 82 
CAPITULO VI: RECOMENDACIONES 83 
CAPITULO VII: BIBLIOGRAFIA 84 
ANEXOS 89 
 
 
7 
 
RELACIÓN DE CUADROS 
 
Cuadros: Página 
Cuadro 1: Tratamientos propuestos para la investigación. Arequipa. 2019. 45 
Cuadro 2: Estructura del ANVA. 47 
Cuadro 3: Resultados de la prueba de germinación de semillas de girasol. 
Arequipa. 2019. 
53 
Cuadro 4: Resultados de la prueba de fitotoxicidad en semillas de girasol por 
aplicación de 35 ppm de plomo. Arequipa. 2019. 
54 
Cuadro 5: Resultados de la prueba de fitotoxicidad en semillas de girasol por 
aplicación de 70 ppm de plomo. Arequipa. 2019. 
54 
Cuadro 6: Resultados de la prueba de fitotoxicidad en semillas de girasol por 
aplicación de 105 ppm de plomo. Arequipa. 2019. 
55 
Cuadro 7: Resultados de análisis de suelo empleado en el proceso de 
remediación. Arequipa. 2019. 
56 
Cuadro 8: Resultados de estiércol de lombriz empleado en el proceso de 
remediación. Arequipa. 2019. 
59 
Cuadro 9: Resultados del contenido de plomo no remediado (ppm) en el suelo 
al final del proceso de remediación. Arequipa. 2019. 
60 
Cuadro 10: Resultados del contenido de plomo remediado (ppm) en el suelo 
al final del proceso de remediación. Arequipa. 2019. 
61 
Cuadro 11: Resultados de eficiencia de remediación de plomo para cada 
tratamiento evaluado al final del proceso de remediación. Arequipa. 2019. 
61 
Cuadro 12: Resultados del contenido de plomo (ppm) en el 
drenaje recolectado al final del proceso de remediación. 
Arequipa. 2019. 
66 
Cuadro 13: Resultados del contenido de plomo (ppm) en plantas de girasol de 
los tratamientos T1 y T3 evaluado a 70 días de la instalación de la 
investigación. Arequipa. 2019. 
67 
8 
 
Cuadro 14: Resultados del contenido de plomo (ppm) en plantas de girasol de 
los tratamientos T1 y T3 evaluado a 90 días de la instalación de la 
investigación. Arequipa. 2019. 
67 
Cuadro 15: Resultados del factor de bioconcentración (FB) de la parte aérea 
de plantas de girasol para los tratamientos T1 y T3 evaluado a 100 días de la 
instalación de la investigación. Arequipa. 2019. 
70 
Cuadro 16: Resultados del factor de bioconcentración (FB) de raices de 
plantas de girasol para los tratamientos T1 y T3 evaluado a 100 días de la 
instalación de la investigación. Arequipa. 2019. 
70 
Cuadro 17: Resultados del factor de traslocación (FT) en plantas de girasol 
para los tratamientos T1 y T3 evaluado a 100 días de la instalación de la 
investigación. Arequipa. 2019. 
71 
Cuadro 18: Tamaño de plantas de girasol (cm) a 30 días de la instalación de la 
investigación para los tratamientos T1 y T3. Arequipa. 2019. 
73 
Cuadro 19: Tamaño de plantas de girasol (cm) a 70 días de la instalación de la 
investigación para los tratamientos T1 y T3. Arequipa. 2019. 
73 
Cuadro 20: Tamaño de plantas de girasol (cm) a 100 días de la instalación de 
la investigación para los tratamientos T1 y T3. Arequipa. 2019. 
74 
Cuadro 21: Tamaño de raíces de plantas de girasol (cm) a 100 días de la 
instalación de la investigación para los tratamientos T1 y T3. Arequipa. 2019. 
76 
Cuadro 22: Resultados de pH del suelo al final del proceso de remediación. 
Arequipa. 2019. 
79 
Cuadro 23: Análisis edafológico final del suelo correspondiente al 
tratamiento T2 luego del proceso de remediación. Arequipa. 2019. 
81 
 
9 
 
RELACIÓN DE FIGURAS 
Figuras: Página 
Figura 1: Compartimentalización de los metales pesados en el suelo (Fuente: 
López Arias & Grau Corbí, 2004; citado por Diez, 2008). 
22 
Figura 2: Ciclo biogeoquímico del Plomo (Fuente: Autor desconocido) 27 
Figura 3: Toxicocinética del Plomo (Fuente: Autor desconocido) 29 
Figura 4: Vías de exposicióny distribución del plomo en el organismo humano 
(Fuente: Valdivia, 2005) 
30 
Figura 5: Clasificación de tecnologías de remediación de sitios contaminados. 
(Fuente: Alcaino,2012) 
32 
Figura 6: Principales tecnologías de remediación aplicada en suelos clasificado 
según el tipo de tratamiento. (Fuente: Alcaino, 2012) 
33 
Figura 7: Mecanismos involucrados en la tecnología de la fitorremediación 
(Fuente:Tangahu et al, 2011; citado por Martinez, 2018). 
35 
Figura 8: Descripción de tratamientos estudiados en la investigación. Arequipa. 
2019. 
46 
Figura 9: disposición de tratamientos estudiados en la investigación. Arequipa. 
2019. 
47 
Figura 10: Resultados del proceso de remediación de suelos contaminados con 
plomo por cada tratamiento evaluado. Arequipa.2019. 
63 
Figura 11: Porcentaje de plomo remediado y no remediado (final) por cada 
tratamiento evaluado. Arequipa.2019. 
65 
Figura 12: Evolución del tamaño de plantas de girasol (parte aérea) expresado en 
centímetros durante el proceso de remediación para los tratamientos T1 y T3. 
75 
Figura 13: Tamaño de plantas de girasol (parte aérea) y de raíces evaluado al final 
del proceso del proceso de remediación para los tratamientos T1 y T3. 
77 
Figura 14: Modelo de correlación lineal entre el plomo remediado y el pH del 
suelo. 
80 
 
10 
 
RESUMEN 
La contaminación por plomo es un problema ambiental que debe ser gestionado ambientalmente 
mediante tecnologías de remediación adecuadas a fin de reducir su impacto negativo en los 
componentes ambientales, especialmente en el recurso suelo. 
Los objetivos de la investigación fueron determinar el tratamiento más efectivo en la remediación 
de suelos contaminados con plomo (Pb); determinar la concentración de plomo (Pb) en el suelo y 
sus principales propiedades edáficas en el mejor tratamiento y precisar el comportamiento de la 
planta de girasol en el proceso de remediación. 
Para la ejecución del estudio se recopilo el material necesario y se instaló en ambientes del 
invernadero de propagación de plantas cultivadas de la Facultad de Agronomía de la UNSA, en 
Arequipa, Perú. Las condiciones de cuidado y tratamiento fueron controladas, a fin de contar con 
resultados comparativos de acuerdo con los análisis ejecutados a lo largo de la invetsigación. 
Para el desarrollo de la investigación, se evaluaron 4 tratamientos, los que consistieron en: 
- Tratamiento T1: Suelo contaminado con Pb + estiércol de lombriz + girasol; 
- Tratamiento T2: Suelo contaminado con Pb + estiércol de lombriz; 
- Tratamiento T3: Suelo contaminado con Pb + girasol; 
- Tratamiento T4: Suelo contaminado con Pb. 
Del análisis, procesamiento de datos y gestión de resultados, se obtuvo que el tratamiento T2 logró 
la mayor remoción de plomo del suelo contaminado con una eficiencia del 81,21 %. 
11 
 
Este resultado presenta diferencia estadística significativa en relación a los tratamientos T1, T4 y 
T3. Aunque todos los tratamientos remediaron el plomo (Pb) por debajo del ECA nacional 
(Estándares de Calidad Ambiental) para suelos agrícolas (70 ppm Pb). 
El T2 logró remediar el nivel inicial de plomo (Pb) de 121,05 ppm hasta 22,75 ppm logrando una 
remoción de 98,30 ppm; este tratamiento también incrementó el contenido de la materia orgánica, 
la capacidad de intercambio catiónico, pH y los niveles de N, P y K en el suelo sometido al proceso 
de remediación. 
Considerando el factor de traslocación de plomo (FT), la planta de girasol en presencia de estiércol 
de lombriz (T1: Suelo contaminado con Pb + estiércol de lombriz + girasol) se comportan como 
planta exclusora (FT < 1) favoreciendo el mecanismo de estabilización de plomo (Pb); sin embargo, 
en ausencia de estiércol de lombriz (T3: Suelo contaminado con Pb + girasol) se comporta como 
planta acumuladora (FT >1) favoreciendo el mecanismo de fitoextracción de plomo (Pb). 
Cada uno de los tratamientos aplicados han sido analizados en las mismas condiciones, con el 
objeto de determinar el tratamiento con mayor eficiencia y presentar resultados óptimos y 
comparables. 
 
Palabras clave: Remediación; plomo (Pb), girasol, estiércol de lombriz. 
 
12 
 
ABSTRACT 
Lead contamination is an environmental problem that must be managed environmentally through 
appropriate remediation technologies in order to reduce its negative impact on environmental 
components, especially on the soil resource. 
The objectives of the research were to determine the most effective treatment in the remediation of 
soils contaminated with lead (Pb); determine the concentration of lead (Pb) in the soil and its main 
edaphic properties in the best treatment and specify the behavior of the sunflower plant in the 
remediation process. 
For the execution of the study, the necessary material was collected and installed in the greenhouse 
for the propagation of cultivated plants of the Faculty of Agronomy of the UNSA, in Arequipa, 
Peru. The conditions of care and treatment were controlled, in order to have comparative results 
according to the analyzes carried out throughout the investigation. 
For the development of the research, 4 treatments were evaluated, which consisted of: 
- Treatment T1: Soil contaminated with Pb + earthworm manure + sunflower; 
- Treatment T2: Soil contaminated with Pb + worm manure; 
- Treatment T3: Soil contaminated with Pb + sunflower; 
- Treatment T4: Soil contaminated with Pb. 
From the analysis, data processing and results management, it was obtained that the T2 treatment 
achieved the highest removal of lead from the contaminated soil with an efficiency of 81.21%. 
13 
 
This result presents a statistically significant difference in relation to treatments T1, T4 and T3. 
Although all treatments remedied lead (Pb) below the national ECA (Environmental Quality 
Standards) for agricultural soils (70 ppm Pb). 
The T2 managed to remedy the initial level of lead (Pb) from 121.05 ppm to 22.75 ppm, achieving 
a removal of 98.30 ppm; This treatment also increased the content of organic matter, the cation 
exchange capacity, pH and the levels of N, P and K in the soil subjected to the remediation process. 
Considering the lead translocation factor (FT), the sunflower plant in the presence of worm manure 
(T1: Soil contaminated with Pb + earthworm manure + sunflower) behave as an exclusion plant 
(FT <1) favoring the stabilization mechanism lead (Pb); However, in the absence of worm manure 
(T3: Soil contaminated with Pb + sunflower) it behaves as an accumulator plant (FT> 1) favoring 
the mechanism of lead phytoextraction (Pb). 
Each of the applied treatments have been analyzed under the same conditions, in order to determine 
the treatment with greater efficiency and present optimal and comparable results. 
 
Keywords: Remediation; lead, sunflower, worm manure. 
14 
 
CAPÍTULO I 
GENERALIDADES 
INTRODUCCIÓN 
Actualmente en varias ciudades de Latinoamérica entre ellas Arequipa, el desarrollo de actividades 
industriales así como la gran actividad del parque automotor debido al uso de gasolina de bajo 
octanaje con contenido de plomo emiten gases tóxicos que polucionan la atmósfera; estos gases 
con partículas de plomo se precipitan en los suelos generando un problema potencial de 
contaminación con plomo el mismo que debe ser gestionado ambientalmente mediante tecnologías 
de remediación adecuadas a fin de reducir el impacto negativo en las propiedades del recurso suelo 
y su entorno. 
El plomo es un elemento que se concentra en el suelo y que en niveles por encima de los E.C.A. 
(Estándares de calidad ambiental) se convierten en perjudiciales para este recurso logrando su 
degradación con diversos impactos negativos en el entorno. La principal vía de biodisponibilidad 
son el suelo y el polvo, donde se concentra y por medio del cual ingresa a los organismos. La mala 
gestión de actividades y procesos que generan materialescon plomo ha sido causante de numerosos 
problemas ambientales en todo el mundo; sin embargo, no todo el plomo del suelo presenta el 
mismo grado de movilidad o biodisponibilidad. La distribución química del plomo en el suelo 
depende del pH, de la mineralogía, textura, materia orgánica, así como de la naturaleza de los 
compuestos de plomo contaminantes. 
15 
 
El problema de contaminación por plomo se biomagnifica cuando este precipita en suelos agrícolas 
debido a que podría contaminar las especies vegetales cultivadas con riesgos en la salud de la 
población que consume alimentos procedentes de dichos terrenos. 
La investigación se justifica debido a que el interés de la presente investigación es desarrollar 
tecnologías de remediación efectivas y además accesibles a las condiciones de nuestro país con el 
propósito de atenuar el impacto negativo de la concentración de plomo en suelos con aptitud 
agrícola; en este contexto la fitorremediación con especies vegetales cultivables como el girasol y 
el uso de estiércol de lombriz se convierten en una alternativa viable a ser estudiada con el propósito 
de definir su eficiencia remediadora en condiciones controladas. 
 
ANTECEDENTES 
Estudios anteriores realizados, presentan la ejecución de diferentes pruebas relacionadas a la 
remediación de suelos contaminados con metales pesados, mediante el empleo de diferentes 
especies biológicas. Ibarra et al (2017); reportan una investigación realizada con el objetivo de 
reducir la cantidad de plomo en los suelos contaminados por medio de la planta de girasol 
Helianthus annuus L, para crecer, absorber y acumular metales pesados como el plomo en sus 
tejidos, se instaló el proyecto en un lugar adecuado, que duró 60 días. Se utilizó el diseño estadístico 
completamente al azar, con tres repeticiones. Las muestras de suelos fueron tomadas en los relaves 
de la Unidad Minera Graciela del sector Corcona con acondicionadores: humus de lombriz, aserrín 
y sustrato (suelo contaminado); y como planta fitoextractora, el girasol Helianthus annuus L. 
16 
 
Los resultados arrojaron que la aplicación de Suelo contaminado más aserrín obtuvo un mayor 
crecimiento en altura. Además, el tratamiento de suelo contaminado más humus extrajo y acumulo 
mayor cantidad de metal pesado Pb, en comparación con los demás tratamientos. Esto confirma 
que la planta de girasol es un buen fitoextractor por haber acumulado plomo de 1116.67mgPb/Kg 
de suelo. 
Chico – Ruiz, et al (2012); seleccionó plántulas de “girasol” con características semejantes, se 
transplantaron a macetas de tecnopor de 1,5 kg de capacidad y cada una contenía 50% de arena 
gruesa y 50% de arena fina. En cada maceta se colocaron 3 plántulas y en total fueron 20 plantas 
por tratamiento. Las plántulas de 20 días de crecimiento fueron sometidas a los siguientes 
tratamientos: 100 µM Pb/L, 200 µM Pb/L, 300 µM Pb/L, 400 µM Pb/L, 500 µM Pb/L. Al término 
del experimento, las plantas fueron separadas en parte aérea y radicular y se procesaron para 
determinar la concentración de plomo en estos tejidos. Además, se tomaron medidas de longitud 
de raíz (en centímetros), tallo (en centímetros), peso fresco (en gramos) y peso seco (en gramos) 
de la raíz y el tallo, respectivamente. Cada alteración morfológica fue anotada (clorosis, 
quemaduras, deformación de hojas, etc). Se concluye que la longitud de la raíz no se ve afectada 
por la concentración de plomo y la mayor concentración se da en las raíces secundarias y son 
capaces de tolerar concentraciones de 500 mg/l de plomo. López, et al (2006); publicó un trabajo 
de investigación con el objetivo de recuperar un suelo contaminado con plomo (Pb), en cuatro áreas 
de 1.25 m-3 de suelo con 750 mg de Pb por kg-1 de suelo y cuatro con 1000 mg kg-1 de plomo 
(Pb), se agregaron 10.4 mg L-1 de agua de ácidos fúlvicos extraídos de una composta (AFM), 0.6 
mL L-1 de K-tionic (K) (ácidos fúlvicos comerciales) y 1 mg L-1 de DTPA (agente quelatante 
sintético) y se sembraron 41 plantas/m-2 de girasol ornamental (GO) del híbrido “sunbrigth”. 
17 
 
Se midió la altura de planta (AP), el diámetro del tallo (DT), diámetro externo (DEC) e interno del 
capítulo floral (DIC), días a cosecha (DC) y la cantidad de plomo en la planta (tejido vegetal de 
tallo, follaje y capítulo). No hay efecto estadístico significativo de los tratamientos en la AP y el 
DT, mientras que en el DEC, DIC y DC, el efecto estadístico fue altamente significativo y al 
adicionar los AFM al suelo contaminado con 1000 mg de Pb por kg-1 de suelo, el girasol extrajo 
1.3 kg de Pb ha-1, lo que representó 85.7 % más que el girasol producido en el suelo contaminado 
con 750 mg de Pb por kg-1 de suelo y la aplicación del K (0.7 kg de Pb ha-1). Con el uso de los 
AFM y el GO, es posible recuperar suelos contaminados con plomo, pero en función del tiempo. 
Vargas (2013); evaluó la capacidad fitoextractora del girasol al inocularlo con Rizophagus 
intraradices, que fueron sembradas en macetas con una mezcla de suelo y agrolita v/v 1:1, 
contaminado artificialmente con 0, 400, 800 y 1000 mg·kg-1 de Pb y 0, 37, 60 y 120 mg·kg-1 de 
Cd. Para cada tratamiento se colocaron, bajo condiciones de invernadero, 2 semillas por maceta 
con 5 repeticiones. La germinación promedio del girasol fue de 56 al 64% en Pb y del 48 al 60% 
en Cd, el porcentaje de colonización micorrízica fue del 50 al 76% en Cd y del 42 al 60% en Pb. 
Las concentraciones de Pb y Cd en raíz, parte aérea y flor, se determinaron en un espectrofotómetro 
de absorción atómica. Los resultados demuestran que la adición de micorrizas arbusculares 
presentó diferencias estadísticas significativas (α< 0.005) con respecto al tratamiento no 
micorrizado de Pb en las distintas partes de la planta. En el caso del Cd no se presentan diferencias 
estadísticas significativas para ninguna parte de la planta. Estos resultados demuestran que el 
girasol tiene capacidad fitoextractora para el Pb, y en presencia de Cd presenta malformaciones a 
nivel de flor. La semilla de girasol tiene la capacidad de germinar a elevadas concentraciones de 
Pb y Cd, la adición de micorrizas arbusculares es una alternativa biológica en la fitoextracción de 
suelos contaminados por Pb. 
18 
 
HIPÓTESIS 
La hipótesis planteada para la investigación fue: 
“La utilización de girasol (Helianthus annuus) y estiércol de lombriz (Eisenia foetida) como una 
alternativa de remediación permitirá disminuir el nivel de plomo en suelos contaminados por este 
elemento”. 
OBJETIVOS: 
Los objetivos: General y específicos planteados en la investigación fueron: 
GENERAL: 
Evaluar la capacidad remediadora del girasol (Helianthus annuus) y estiércol de lombriz (Eisenia 
foetida) en suelos contaminados con plomo. 
ESPECIFICOS: 
- Determinar el tratamiento más efectivo en la remediación de suelos contaminados con plomo. 
- Determinar la concentración de plomo en el suelo y sus principales propiedades edáficas 
luego del proceso de remediación en el mejor tratamiento. 
- Precisar el comportamiento de la planta de girasol en el proceso de remediación del suelo 
contaminado con plomo. 
 
 
19 
 
CAPÍTULO II 
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 
2.1 CONTAMINACIÓN DE SUELOS 
2.1.1 Generalidades 
El suelo se forma por la interacción de los sistemas atmósfera, hidrósfera y biósfera sobre la 
superficie de la geósfera, ocupa la interfase entre la geósfera y los demás sistemas, en la llamada 
zona crítica (Galán, Romero; 2008), la parte más dinámica de la superficie de la tierra. 
La meteorización química y mecánica de las rocas y la influencia de ciertos procesos 
microbiológicos producen el suelo. La meteorización está controlada esencialmente por la energía 
solar, que regula el ciclo del agua y alimenta los sistemas vivientes, y por circunstancias locales 
favorables (como la topografía) y propiedades intrínsecas de las rocas (permeabilidad, 
alterabilidad). Despuésde un largo periodo de meteorización, y bajo condiciones climáticas 
estables, el suelo puede alcanzar su equilibrio. Pero cuando uno de los parámetros del sistema varía, 
el equilibrio se rompe. La interacción con el hombre, un componente singular de la biosfera, puede 
romper también el equilibrio, debido a su uso (agricultura, industria, minería, ganadería, etc.). Este 
tipo de modificación negativa del suelo se denomina normalmente degradación (Galán, Romero; 
2008). 
La presencia en los suelos de concentraciones nocivas de algunos elementos químicos y 
compuestos (contaminantes) es un tipo especial de degradación que se denomina contaminación. 
20 
 
El contaminante está siempre en concentraciones mayores de las habituales (anomalías) y en 
general tiene un efecto adverso sobre algunos organismos. Por su origen puede ser geogénico o 
antropogénico. Los primeros pueden proceder de la propia roca madre en la que se formó el suelo, 
de la actividad volcánica o del lixiviado de mineralizaciones. Por el contrario, los antropogénicos 
se producen por los residuos peligrosos derivados de actividades industriales, agrícolas, mineras, 
etc. y de los residuos sólidos urbanos. Desde un punto de vista legal, los contaminantes 
antropogénicos son los verdaderos contaminantes (Galán, Romero; 2008). 
2.1.2 Contaminación por elementos pesados 
Se consideran como metales pesados el plomo cadmio, cromo, mercurio, zinc, cobre, plata y 
arsénico, constituyen un grupo de gran importancia, ya que algunos son esenciales para las células, 
pero en altas concentraciones pueden resultar tóxicos para los seres vivos, tales como humanos, 
organismos del suelo, plantas y animales (Sierra, 2006). 
Los metales pesados contribuyen fuertemente a la contaminación ambiental, la cantidad de metales 
disponibles en el suelo está en función del pH, el contenido de arcillas, contenido de materia 
orgánica, la capacidad de intercambio catiónico y otras propiedades que las hacen únicas en 
términos de manejo de la contaminación (Sierra, 2006). 
Los metales tienden a acumularse en la superficie del suelo quedando accesibles al consumo de las 
raíces de los cultivos (Puga et al. 2006); las plantas cultivadas en suelos contaminados absorben en 
general más oligoelementos y la concentración de éstos en los tejidos vegetales está a menudo 
directamente relacionada con su abundancia en los suelos, y especialmente en la solución húmeda 
(Puga et al. 2006). 
21 
 
Puga et al. (2006) menciona que excesivas concentraciones de metales en el suelo podrían impactar 
la calidad de los alimentos, la seguridad de la producción de cultivos y la salud del medio ambiente, 
ya que estos se mueven a través de la cadena alimenticia vía consumo de plantas por animales y 
estos a su vez por humanos. 
Los contaminantes pueden abandonar un suelo por volatilización, disolución, lixiviado o erosión, 
y pasar a los organismos cuando pueden ser asimilables (bioasimilables), lo que normalmente 
ocurre cuando se encuentran en forma más o menos soluble. En concreto, la posibilidad de que un 
elemento (contaminante o no) quede libre y pase a disolución en un suelo se llama disponibilidad. 
La biodisponibilidad sería el grado de libertad en que se encuentra un elemento o compuesto de 
una fuente potencial para ser capturado por un organismo (ingerido o adsorbido) (Galán, Romero, 
2008). 
Normalmente sólo una fracción pequeña de una sustancia potencialmente contaminante de un 
medio es biodisponible. Su efecto suele ser negativo, pero también puede ser indiferente para un 
organismo específico (Galán, Romero, 2008). 
En general, los metales pesados incorporados al suelo pueden seguir cuatro diferentes vías: quedan 
retenidos en el suelo, ya sea disueltos en la fase acuosa del suelo, ocupando sitios de intercambio 
o específicamente adsorbidos sobre constituyentes inorgánicos del suelo, asociados con la materia 
orgánica del suelo y/o precipitados como sólidos puros o mixtos; pueden ser absorbidos por las 
plantas y así incorporarse a las cadenas tróficas; pasan a la atmósfera por volatilización y se 
movilizan a las aguas superficiales o subterráneas (Sierra, 2006). 
 
22 
 
 
 
 
 
 
Figura 1: Compartimentalización de los metales pesados en el suelo (Fuente: López Arias 
& Grau Corbí, 2004; citado por Diez, 2008). 
 
Los factores que influyen en la movilización de metales pesados en el suelo son características del 
suelo: pH, potencial redox, composición iónica de la solución del suelo, capacidad de intercambio 
(catiónico y/o aniónico), presencia de carbonatos, materia orgánica, textura, entre otras. La 
naturaleza de la contaminación y el origen de los metales y formas de deposición y condiciones 
medio ambientales producen acidificación, cambios en las condiciones redox, variación de 
temperatura y humedad en los suelos (Peña, Beltrán; 2012) 
2.1.3 Contaminación de suelos por plomo 
El plomo es un contaminante mayor en el ambiente y que genera gran preocupación para la salud 
humana y los ecosistemas debido a que por peso molecular tiende acumularse en suelos, 
sedimentos y cuerpos de agua en forma rápida (Chávez, 2014) y a permanecer en el ambiente como 
un contaminante atmosférico. 
23 
 
El suelo es contaminado con plomo principalmente por depósito de partículas del aire y por agua 
contaminada por actividades industriales, asimismo, el desgate de las pinturas con plomo de las 
casas contaminan los suelos; los plaguicidas con contenido de plomo (arseniato de plomo), 
contaminan los suelos, especialmente los suelos agrícolas. Las concentraciones normales en el 
suelo no contaminado están entre 5 – 25 mg/kg. En áreas contaminadas se pueden encontrar en el 
suelo concentraciones de hasta 8 g/kg. A distancias de 1 hasta 25 metros de las vías de tránsito más 
importantes, las concentraciones de plomo en los suelos pueden llegar hasta los 2 000 mg/kg. En 
los suelos colindantes a fundiciones se han medido concentraciones de plomo tan altas como 60 
000 mg/kg. En los suelos urbanos, el plomo se encuentra como una mezcla de polvo, restos de 
pintura y partículas atmosféricas con plomo que se sedimentan en el suelo. Puesto que el plomo no 
se disipa, se biodegrada o decae, cuando se deposita en el suelo puede ser una fuente de exposición 
a largo plazo. El plomo queda inmóvil en el componente orgánico del suelo, quedando retenido en 
las capas superiores (2 cm – 5 cm) de los suelos no alterados o en las capas más profundas cuando 
se ha removido (Robles; 2009) 
El plomo (Pb) se considera un contaminante ecotoxicológico ya que su uso provoca contaminación 
ambiental y exposición en humanos. La principal vía de biodisponibilidad son el suelo y el polvo, 
donde se concentra y por medio del cual ingresa a los organismos. El manejo inadecuado de 
materiales con plomo ha sido causante de numerosos problemas ambientales en todo el mundo; sin 
embargo, no todo el plomo del suelo presenta el mismo grado de movilidad o biodisponibilidad. 
La distribución química del plomo en el suelo depende del pH, de la mineralogía, textura, materia 
orgánica, así como de la naturaleza de los compuestos de plomo contaminantes. El suelo es uno de 
los mayores reservorios en los cuales se acumula la contaminación ambiental (Sierra, 2006). 
24 
 
 Más del 90% de la contaminación ambiental producida es retenida en las partículas de suelo y 
cerca del 9% es interceptada en los sedimentos acuáticos. Particularmente, la contaminación de un 
suelo contaminado con Pb es de preocupación ya que éste presenta un alto tiempo de residencia en 
el suelo, estableciéndose un equilibrio dinámico con la hidrosfera, atmósfera y biosfera y de esta 
forma alterando el ecosistema, incluyendo al ser humano (Sierra, 2006). 
En el suelo, el plomo se encuentra principalmente en forma de Pb+2, también es conocido su estado 
de oxidación +4. No realiza un papel esencial en las plantas; la absorción, encaso de presentarse, 
es de un modo pasivo, la tasa de absorción se reduce al aumentar el pH (PbCO3 es insoluble) y por 
bajas temperaturas. El Pb a pesar de ser soluble en el suelo, es absorbido principalmente por los 
pelos de las raíces, y es almacenado en un grado considerable en las paredes celulares, esta 
absorción varía significativamente en relación con la concentración presente en los suelos, así como 
por las varias formas en que el Pb se presenta. La absorción vegetal de este metal se da 
principalmente por la vía estomática. 
En suelos contaminados por plomo, este generalmente se localiza en la zona más superficial debido 
a que en esta zona se acumula la materia orgánica con la cual forma quelatos (Callirgos, 2014). 
Es importante señalar que el plomo presente en el aire se deposita en los suelos; el plomo está 
presente en diversas actividades industriales ya sea como componente de la materia prima, como 
en el caso de las industrias de baterías, antidetonantes para gasolina, municiones y pigmentos para 
pintura o como parte de los subproductos del proceso, como es el caso de la imprenta y de 
soldadura; algunos cultivos cercanos a zonas de alto tránsito de vehículos pueden acumular plomo 
atmosférico (Oriundo, Robles; 2009). 
25 
 
2.1.4 Contaminación por plomo en el cuerpo humano 
El plomo es un contaminante de la atmósfera, hidrósfera y la edafósfera, llega a los suelos a partir 
de residuos industriales, de la minería, de la deposición atmosférica y a partir de la roca madre, si 
presenta este compuesto; el suelo puede inmovilizarlo gracias a la materia orgánica y la arcilla, 
pero si hay pH acido el Pb es móvil y será tomado por las plantas. El Pb entra en el cuerpo humano 
por ingestión directa, por inhalación de polvo o por la cadena alimentaria. En el organismo se 
acumula principalmente en el tejido óseo, pero también en el hígado, medula renal y eritrocitos. Su 
principal vía de eliminación es la orina, aunque también lo hará por las heces, sudor, leche materna. 
La intoxicación por este metal afecta al sistema hematopoyético produciendo anemia, al SNC 
produciendo encefalopatías y en casos extremos puede producir la muerte (Barrio, 2008). 
La manera en la que ingresa este metal al cuerpo, en el caso de los humanos, es por medio de 
diversas vías tales como la inhalación de aire con partículas de plomo o el consumo de agua y 
alimentos contaminados. Según estudios, se ha determinado que los síntomas de una exposición a 
plomo varían desde ligeros dolores de cabeza, irritabilidad y dolor abdominal hasta síntomas 
relacionados con el sistema nervioso (Chávez, 2014). Lo más preocupante es que los efectos de la 
exposición al plomo son visibles tanto a largo como a corto plazo, y no es necesaria la exposición 
a muy elevadas concentraciones para presentar síntomas. Así, por ejemplo, se ha demostrado que 
una larga exposición a metales pesados en bajas concentraciones tiene una relación a la generación 
de tumoraciones cancerígenas, siendo el cáncer al pulmón y al estómago los más reportados 
(Chávez, 2014). 
26 
 
Es muy mencionada la disminución de la capacidad intelectual en niños debido a la exposición 
prolongada a plomo (Chávez, 2014), así como desordenes neuropsiquiátricos como deficiencia de 
atención y comportamiento antisocial (Chávez, 2014). 
Así mismo, se ha asociado la reducción de la capacidad reproductiva a la exposición a plomo 
(Chávez, 2014), así como otras enfermedades del tipo cardiovascular en adultos (Chávez, 2014). 
La intoxicación por plomo se conocía antiguamente con el nombre de “Saturnismo” y en la 
actualidad por “Plumbosis”. La Conferencia Americana de Higienistas Industriales (ACGIH) ha 
clasificado a los compuestos de Pb2+ como productos cancerígenos para los humanos. Estos 
compuestos entran en el cuerpo humano o bien por vía respiratoria o bien por la ingesta de agua o 
alimentos. 
De todo el plomo que se inhala se absorbe entre el 30 y el 50%, y entre el 5 y el 15% del que se 
ingiere. Las cantidades absorbidas dependen de diferentes factores, tamaño de las partículas, edad 
de la persona y estado nutricional de la misma, entre otros. El plomo que no se absorbe se elimina 
por la orina, los excrementos, el sudor, los cabellos y la leche materna. Una vez absorbido éste 
puede tardar más de 20 años en ser eliminado y si se supera una cierta cantidad nunca se elimina 
totalmente, por lo que degenera en una enfermedad crónica que puede llevar al paciente a terminar 
en coma y al final morir. 
Los síntomas principales cuando hay una intoxicación son: dolor de cabeza, náuseas, cansancio, 
dolor articular que pueden ir acompañadas de vómitos, estreñimiento y gusto metálico. Al ser unos 
síntomas muy corrientes a veces es difícil diagnosticar la enfermedad. 
27 
 
Figura 2: Ciclo biogeoquímico del Plomo (Fuente: Autor desconocido) 
Vías de absorción: El plomo puede ingresar al organismo por tres vías: 
• Respiratoria. 
• Digestiva. 
• Dérmica o cutánea 
El plomo inorgánico solo puede acceder por las dos primeras y no puede ser metabolizado por el 
organismo, mientras que el plomo orgánico puede penetrar por cualquiera. Por la piel la entrada 
del plomo inorgánico es mínima, pero el plomo orgánico pasa a través de los folículos pilosos, 
glándulas sebáceas y sudoríparas directo al torrente sanguíneo. 
28 
 
El plomo que se absorbe por vía respiratoria es cercano al 40 % depositado en los pulmones, se 
encuentra en sangre circulándose alrededor de 50 h, pasándose un porcentaje a tejidos, o es 
eliminado (Fig. 2), aunque cierta cantidad de absorción puede llevarse a cabo en las vías aéreas 
superiores, la porción más relevante tiene lugar en las vías respiratorias inferiores, a nivel de 
alvéolo, a través de la circulación pulmonar. 
El grado de absorción de esta vía depende de la concentración ambiental, del tiempo de exposición, 
de la forma física de la porción de polvo o tamaño de la partícula respirable, es por lo general 
inferior a 5 µm, y de factores personales como la edad, la frecuencia y volumen respiratorio. 
En cuanto a la vía digestiva se refiere, cuando las partículas de polvo son ingeridas directo a través 
de las manos, alimentos, bebidas o cigarrillos que proviene de la contaminación ambiental, el 
plomo se fija en la saliva y se traga, seguido por el tracto digestivo y se debe al ingreso por la 
comida, bebidas o la tierra; es estimado que los niños de 2 a 3 años ingieren alrededor de 100 mg 
de tierra por día. 
Esta vía depende del estado físico y químico del metal, el transito gastrointestinal, la edad, estado 
fisiológico, estado nutricional, deficiencias de los niveles de calcio, hierro, fósforo o zinc, si existe 
niveles altos de grasa en la dieta, la absorción puede ser mayor, ingesta inadecuada de calorías, 
presencia de estómago vacío o ayuno prolongado y factores genéticos del individuo. 
Como se ilustra de forma general en la Figura 3, la exposición al plomo tiene lugar a través de tres 
rutas principales: puede ser inhalado y absorbido por completo a través del sistema respiratorio; 
puede ser ingerido y absorbido por el tracto gastrointestinal o puede ser por absorción percutánea 
que se genera al tener contacto con la piel (Nordberg, 2001). 
29 
 
 
Figura 3: Toxicocinética del Plomo (Fuente: Autor desconocido) 
Una vez en el cuerpo, el plomo no se metaboliza, sino que se absorbe activamente, pero la velocidad 
de absorción depende de su forma, tamaño, las características fisiológicas de la persona expuesta 
(edad y estado nutricional) e higiene; es decir, hay mayor absorción de plomo cuando la partícula 
es pequeña, si la persona presenta deficiencia de hierro o calcio, si hay ingesta de grasa o calorías, 
si está en condiciones de ayuno y si se trata de un niño (Valdivia, 2005). 
30 
 
 
Figura 4: Vías de exposición y distribución del plomo en el organismo humano (Fuente: Valdivia, 
2005) 
 
2.2REMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS 
2.2.1 Generalidades 
La remediación de un sitio contaminado es la ejecución de las acciones a las que se someten los 
sitios contaminados para eliminar o reducir los contaminantes hasta un nivel seguro para la salud 
y el ambiente o prevenir su dispersión en el ambiente sin modificarlos, de conformidad con lo que 
establece el marco jurídico vigente. En este sentido puede decirse que son todas las acciones que 
tienen la finalidad de lograr la “limpieza” de un sitio que presenta residuos peligrosos o suelos 
contaminados, también pueden ser acciones que estén encaminadas a reducir los riesgos o evitar la 
exposición de las personas a los contaminantes. 
31 
 
Esto último puede ocurrir cuando la resolución de un problema de contaminación es tan compleja 
y los costos de la eliminación de los contaminantes tan altos que no es posible efectuar la 
remediación. En esos casos se opta cuando no existe otra alternativa viable por realizar acciones 
que eviten la exposición de los seres humanos a los contaminantes (Sedas, Ruíz; 2012). 
Las opciones de remediación para sitios contaminados dependen de cuatro consideraciones 
generales: a) El tipo de contaminante y sus características físicas y químicas determinan si un sitio 
requiere ser remediado y la manera en la que el contaminante debe tratarse; b) La localización y 
las características del sitio, así como el uso del suelo, c) Las características naturales de los suelos, 
sedimentos y cuerpos de agua, y d) Las capacidades de las tecnologías de remediación (Mallea, 
2010). 
2.2.2 Tecnologías de remediación de suelos contaminados 
En la actualidad se dispone de un amplio abanico de tecnologías de recuperación de suelos 
contaminados con metales pesados, algunas de aplicación habitual y otras todavía en fase 
experimental. Todas ellas están diseñadas para aislar o eliminar las sustancias contaminantes 
alterando su estructura química mediante procesos generalmente fisicoquímicos, térmicos o 
biológicos (Diez, 2008). 
Existe una gran variedad de tecnologías de remediación, las cuales se pueden clasificar bajo 
distintos criterios: objetivo de la remediación, lugar en que se aplica el proceso de remediación y 
tipo de tratamiento utilizado. Además de los criterios anteriores, también pueden clasificarse en 
base al grado de desarrollo técnico en el que se encuentran (Alcaino, 2012). 
32 
 
 
Figura 5: Clasificación de tecnologías de remediación de sitios contaminados. 
(Fuente: Alcaino,2012) 
 
En términos generales las tecnologías de remediación de suelos y/o aguas subterráneas abarcan 
todas aquellas operaciones que tienen por objetivo reducir la toxicidad, movilidad o concentración 
del contaminante presente en el medio, mediante la alteración de la composición de la sustancia 
peligrosa o del medio, a través de acciones químicas, físicas o biológicas. 
La elección de cada tecnología depende de las características del suelo y del contaminante, de la 
eficacia esperada y por supuesto de la factibilidad técnico-económica y el tiempo requerido para 
su ejecución (Alcaino, 2012). 
33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Principales tecnologías de remediación aplicada en suelos clasificado según el tipo de 
tratamiento. (Fuente: Alcaino, 2012) 
 
2.2.3 Fitorremediación de suelos contaminados 
La fitorremediación es un proceso que utiliza plantas para remover, transferir, estabilizar, 
concentrar y/o destruir contaminantes (orgánicos e inorgánicos) en suelos, lodos y sedimentos, y 
puede aplicarse tanto in situ como ex situ. Los mecanismos de fitorremediación incluyen la 
rizodegradación, la fitoextracción, la fitodegradación y la fitoestabilización (Callirgos, 2014). En 
contraste con otras tecnologías, es poco costosa, estéticamente agradable y requiere de pocos 
recursos (Callirgos, 2014). 
34 
 
En estudios recientes se ha demostrado que la fitorremediación es una solución prometedora para 
la limpieza de sitios contaminados por una variedad de metales, aunque también tiene una serie de 
limitaciones (SSierra, 2006), además, es un proceso de descontaminación que involucra el empleo 
de plantas que pueden remover, transferir, estabilizar, descomponer y/o degradar contaminantes de 
suelo, sedimentos y agua, como solventes, plaguicidas, hidrocarburos poliaromáticos, metales 
pesados, explosivos, elementos radiactivos, fertilizantes, para hacerlos más biodisponibles para la 
planta (Sierra, 2006). Las plantas pueden efectuar el proceso de fitorremediación mediante los 
siguientes mecanismos: 
(Chávez, 2014). 
- Fitoextracción: uso de plantas acumuladoras de elementos tóxicos o compuestos orgánicos 
para retirarlos del suelo mediante su absorción y concentración en las partes cosechables. 
- Fitoestabilización: uso de plantas para reducir la biodisponibilidad de los contaminantes en 
el entorno, alterando su composición a formas más estables. 
- Fitoinmovilización: uso de las raíces de las plantas para la fijación o inmovilización de los 
contaminantes en el suelo. Junto con la técnica anterior se les denomina de contención. 
- Fitovolatilización: uso de plantas para eliminar los contaminantes del medio mediante su 
volatilización. 
- Fitodegradación: uso de plantas y microorganismos asociados para degradar contaminantes 
orgánicos. 
- Rizofiltración: uso de raíces para absorber y adsorber contaminantes del agua y de otros 
efluentes acuosos. 
35 
 
El girasol (Helianthus annuus L.) es la especie que absorbe los metales pesados en mayor cantidad 
acumulándose más en sus raíces que en sus brotes si se cosecha la biomasa entera de la planta, por 
lo que se considera una planta hiperacumuladora favorable en la fitoextracción de Cd, Zn, Pb y 
elementos radiactivos (Sierra, 2006). 
 
Figura 7: Mecanismos involucrados en la tecnología de la fitorremediación 
(Fuente:Tangahu et al, 2011; citado por Martinez, 2018). 
Según Martinez (2018) explican que existen ciertos factores que permiten conocer la capacidad 
que tienen las plantas para absorber y traslocar metales del suelo a la parte aérea, estos son: 
a) Factor de bioconcentración (BCF). 
También conocido como Índice de bioconcentración (BF), Coeficiente de absorción biológica 
(BAC), Coeficiente de transferencia (TC), Factor de concentración (Cf) o Coeficiente de 
bioacumulación (BAC); se utiliza para medir la capacidad de captación de un metal por una planta 
(raíz y parte aérea) con relación a su concentración en el suelo. 
36 
 
Para las plantas, el BCF se utiliza como una medida de la eficiencia de acumulación de metales en 
biomasa, donde valores mayores a 1 indican que las especies son potencialmente 
hiperacumuladora (Martinez, 2018) y aquellas especies exclusoras poseen BCF menores que 1, 
tanto menor es cuanto mayor es su capacidad de exclusión. 
Existen dos factores de bioconcentración que mencionamos a continuación: 
 - Factor de bioconcentración en la raíz de la planta: También conocida como Factor de 
concentración biológica (BCF) o Root accumulation factor (RAF). Se calcula como la relación 
entre la concentración de metales en la raíz de la planta respecto a la concentración de metales en 
el suelo. 
 - Factor de bioconcentración en la parte aérea de la planta: Conocida como Factor de 
bioacumulación (BAF), Coeficiente de acumulación biológica (BAC), Factor de remediación (RC) 
o Shoot accumulation factor (SAF). Es la proporción del elemento contenido en la parte aérea de 
la planta con respecto al suelo. 
b) Factor de traslocación (TF). 
Es el cociente entre la concentración del metal en los órganos aéreos y raíz. Factores de 
translocación mayores a 1 sugieren gran capacidad para transportar metales desde las raíces a los 
vástagos, explicada en su mayor parte por eficientes sistemas de transporte de metales y, 
probablemente, por secuestro de metales en las vacuolas de las hojas y en el apoplasto. Las plantas 
hiperacumuladorasse caracterizan por una relación concentración de metal parte aérea / 
concentración de metal raíz, mayor a 1. 
37 
 
En cambio, las plantas no acumuladoras tienen una más alta concentración de metal en raíces que 
en hojas y tallos. Un valor del Factor de Traslocación mayor a 1 indica una eficiente translocación 
del metal a brotes, por lo que la planta puede usarse con fines de fitoextracción. Si, por el contrario, 
dicho valor es menor a 1, la translocación del metal es baja, por lo que éste es retenido 
principalmente en las raíces y puede usarse para fitoestabilización. 
 
2.2.4 Bioremediación de suelos contaminados 
El concepto de biorremediación se utiliza para describir una variedad de sistemas que utilizan 
organismos vivos (plantas, hongos, bacterias, entre otros) para remover (extraer), degradar 
(biodegradar), o transformar (biotransformar) compuestos orgánicos tóxicos en productos 
metabólicos menos tóxicos o inócuos (Velázco, Volke, 2008). 
La Biorremediación es cualquier proceso que utiliza organismos vivos como microorganismos, 
hongos y plantas, por medio de agentes o compuestos derivados de cualquiera de ellos, para 
retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición natural ya sea en el suelo o 
en las aguas (Ramirez; 2012). 
La Biorremediación en suelos es empleada para atacar o sustraer agentes contaminantes específicos 
del suelo, se realiza por medio de degradación o transformación de diferentes compuestos nocivos 
en otros de menor toxicidad o materia orgánica en descomposición. Estas degradaciones o cambios 
ocurren usualmente en la naturaleza y una adecuada manipulación de los sistemas biológicos puede 
aumentar la velocidad de cambio o degradación (Trujillo, Ramirez; 2012). 
38 
 
La EPA define biorremediación como la manipulación de sistemas biológicos para efectuar 
cambios en el ambiente. 
La biorremediación surge como una rama de la biotecnología que busca resolver los problemas de 
contaminación mediante el diseño de microorganismos capaces de degradar compuestos que 
provocan desequilibrios en el medio ambiente (Bonilla, 2013). 
El proceso de biorremediación dependiendo del medio que se utilice para la descontaminación del 
suelo puede clasificarse en: 
• Fitorremediación: Uso de plantas verdes para remover, contener o neutralizar compuestos 
orgánicos y metales pesados. 
• Biorremediación animal: Uso de animales que tienen la capacidad de desarrollarse en 
medios altamente contaminados. 
• Biorremediación microbiana: Uso de bacterias acumuladoras como hongos, algas, 
cianobacterias y actinomicetos (Bonilla, 2013). 
Entre las ventajas que presenta la biorremediación sobre los métodos fisicoquímicos tradicionales 
para el tratamiento de sitios contaminados, se encuentran: 
1. Disminución del costo de operación. 
2. Los contaminantes son destruidos o transformados y normalmente no se requiere de un 
tratamiento adicional. 
3. La remediación se puede llevar a cabo en el mismo lugar (in situ) o ex situ en biorreactores 
(Bonilla, 2013). 
39 
 
La importancia de agregar humus de lombriz en un proceso de biorremediación de suelos 
contaminados con plomo radica principalmente a que actúa como acondicionador de suelos para 
facilitar la extracción del contaminante. 
La afirmación descrita líneas arriba, se sustenta en los resultados obtenidos por Buendía et al 
(2014) quienes encontraron que en el suelo donde no se agregó ningún acondicionador, los 
resultados de extracción de plomo por plantas de girasol fueron similares con los suelos tratados 
con aserrín de bolaina y suelos tratados con perlita, debido probablemente a que no hubo influencia 
de acondicionadores orgánicos, puesto que esta materia orgánica de alguna manera puede bloquear 
la disponibilidad del plomo en el suelo o tener una influencia por efecto de mineralización y 
facilitar la pérdida del Pb por lixiviación. 
Asimismo, de la ejecución de esta investigación, en el suelo contaminado donde se adicionó solo 
humus de lombriz, la fitoextraccion de plomo fue la más baja, debido a que la materia orgánica 
tuvo influencias bloqueadoras de la disponibilidad de Pb en el suelo. Sin embargo, cuando a los 
tratamientos se les añadió humus de lombriz más aserrín de bolaina o humus de lombriz más perlita, 
la extracción del plomo fue mayor (26,99 y 26,90 ppm respectivamente). 
De lo descrito, se puede considerar que la biorremediación es una tecnología óptima para la 
recuperación de suelos impactados, su uso cada vez, es tema de mayor investigación y aplicación 
en el Perú y diferentes partes del mundo. 
 
 
 
40 
 
CAPÍTULO III 
MATERIAL Y METODOS 
3.1 DESCRIPCIÓN DE LAS CONDICIONES EXPERIMENTALES 
- Localización: 
La investigación se desarrolló en el invernadero de propagación de plantas cultivadas de la 
Facultad de Agronomía de la UNSA. Con la siguiente ubicación: 
Ubicación política: 
Departamento: Arequipa 
Provincia: Arequipa 
Distrito: Arequipa 
 Coordenadas UTM : 
Zona: 19 
Este: 229246. 
 Norte: 8185249 
 Altitud: 2360 m.s.n.m. 
- Tipo de investigación: 
El tipo de investigación es experimental; al respecto Rojas (2002) indica que el método 
experimental llamado también de comprobación de hipótesis causales; es un método de 
investigación donde se aplica estímulos (X) a “sujetos o unidades experimentales (UE)”; se 
observa la reacción (Y) y se registra el resultado u observación (O); se establecen la relación 
causa-efecto. Anexo 1 (Análisis de Varianza) 
41 
 
- Alcance de la investigación: 
La investigación se realizó en condiciones controladas y se empleó suelos de terrenos con 
aptitud agrícola siendo necesario validar la mejor tecnología resultante en la investigación en 
condiciones in situ para remediar suelos contaminados con plomo. 
3.2 SECUENCIA DE LA INVESTIGACIÓN: 
La presente investigación tuvo la siguiente secuencia: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SI 
NO 
Recopilación de 
información 
Acopio de insumos y materiales 
Desarrollo prueba de germinación 
y fitotoxicidad 
¿Germinaron las semillas? 
Instalación de experimento e incorporación de 
tratamientos 
Evaluaciones en suelo y planta fitoremediadora 
Envío muestras laboratorio 
Análisis resultados laboratorio de muestras: suelo y planta 
Sistematización y análisis de datos 
Interpretación, discusión de 
resultados 
 
Presentación de 
informe final 
 
42 
 
3.3 MATERIALES 
Materiales para prueba de germinación 
- Bandejas de plástico 
- Algodón 
- Semillas de girasol 
- Aspersores 
- H2O destilada 
- Nitrato de plomo: Pb (NO3)2. 
- Solución de 35 ppm de Plomo 
- Solución de 70 ppm de Plomo 
- Solución de 105 ppm de Plomo 
- Cámara fotográfica 
- Cuaderno de apuntes 
- Lapiceros 
Materiales para experimentación en invernadero 
- Pala 
- Saco 
- GPS 
- Cámara fotográfica 
- Papel 
43 
 
- Plumón 
- Humus (Estiércol de lombriz) 
- Suelo 
- Semilla de Girasol 
- Solución de 105 ppm de Plomo 
- Balanza 
- Regadera 
- Maceteros 
- Depósitos para colección de agua de riego 
- Probeta 
- Cinta Métrica 
- Regla 
- Agua 
3.4 MÉTODO 
• En condiciones controladas (Invernadero): 
- Previamente se realizó una prueba de viabilidad de semilla de girasol; también una prueba 
de fitotoxicidad de plomo para plántulas de girasol. 
- La prueba de fitotoxicidad de plomo consistió en el siguiente procedimiento: 
• En bandejas de plástico se colocó 10 semillas de girasol al cual se aplicó 
paulatinamente disoluciones de Pb (NO3)2 como fuente de plomo (105 ppm; 70 
ppm; 35 ppm). 
44 
 
• Los niveles de plomo utilizados están relacionados con los Estándares de calidad 
ambiental para suelos agrícolas establecidos en la normativa peruana (D.S. Nro 
011-2017-MINAM). 
• Se verificó la germinación de plántulas de girasol para definir la dosis de Pb a ser 
considerada para la investigación principal.- Para la instalación del presente trabajo en invernadero se empleó 12 depósitos (baldes -
maceteros) con 5 kg de suelo agrícola cada uno; todos los tratamientos fueron 
contaminados con diluciones con plomo en forma de nitrato de plomo Pb(NO3)2 en las 
dosis resultante de la prueba de fitotoxicidad (105 ppm Pb). 
- El suelo expuesto a remediación se recolectó en terrenos cercanos a una zona de la vía de 
evitamiento de Arequipa (Coordenadas UTM WGS-84; Norte: 8188920; Este: 223859) 
muy cercano a la pista de tránsito vehicular. 
- La dilución con contenido de plomo (105 ppm Pb) se aplicó mediante el riego y luego se 
sembró semillas de girasol para evaluar su eficiencia fitorremediadora a través del análisis 
foliar correspondiente. 
- La incorporación de estiércol de lombriz en los tratamientos fue en un nivel equivalente a 
0,25 kg por cada uno (5 % en base a peso de suelo agrícola). 
- Durante el desarrollo de la investigación se aplicó riego localizado a cada macetero para 
que la plántula de girasol pueda ejercer su acción remediadora. 
- En cada tratamiento se instaló un recipiente para colectar lixiviados del drenaje. 
 
45 
 
• En laboratorio: 
- Se realizó un análisis de suelos previo a la instalación de tratamientos (Plomo total; Materia 
orgánica, pH, salinidad, CIC, textura, N, P, K). 
- Durante el experimento se realizaron determinaciones de plomo en el suelo y la planta de 
girasol. 
 
3.5 TRATAMIENTOS Y DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 
3.5.1 Tratamientos estudiados en la investigación: 
 Cuadro 1: Tratamientos propuestos para la investigación. Arequipa. 2019. 
 
TRATAMIENTOS DESCRIPCIÓN* 
CÓDIGO DE 
IDENTIFICACIÓN 
T1 
Suelo contaminado con Pb + estiércol de 
lombriz + girasol 
SPbELG 
 
T2 
Suelo contaminado con Pb + estiércol de 
lombriz 
SPbEL 
 
T3 Suelo contaminado con Pb + girasol 
SPbG 
 
T4 Suelo contaminado con Pb 
SPb 
 
 
 
 
 
46 
 
DESCRIPCIÓN DE TRATAMIENTOS: 
- SC : Suelo contaminado: 5 kg. Suelo + 105 ppm Pb 
- EL : Estiércol de lombriz: 0,25 kg 
- G : Girasol: 3 semillas. 
 
 
 
 
 
 Figura 8: Descripción de tratamientos estudiados en la investigación. Arequipa. 2019. 
3.5.2 Diseño experimental y análisis estadístico: 
- El diseño estadístico a utilizado en este presente trabajo fue un DCA (Diseño Completo al 
Azar), con 3 repeticiones por tratamiento. 
- También se realizó determinaciones sobre coeficiente de regresión, coeficiente de 
intersección y coeficiente de determinación para las variables dependientes e independientes. 
(Anexo 1 - Análisis de Varianza) 
Variables dependientes: Niveles de Plomo en suelo. Variables independientes: Especie 
vegetal fitorremediadora (Girasol) y estiércol de lombriz. Variables Ambientales: Suelo: 
materia orgánica, pH, salinidad, CIC, textura, N, P, K. 
47 
 
- Cuadro 2: Estructura del ANVA. (Anexo 1 – Análisis de Varianza) 
 
 
 
 
 
 
 
3.5.3 Disposición de tratamientos 
 
Figura 9: disposición de tratamientos estudiados en la investigación. 
Arequipa.2019. 
Factores de variabilidad Grados de libertad 
Repeticiones 2 
Tratamiento 3 
Error 6 
Total 11 
48 
 
3.6 EVALUACIONES 
3.6.1 Previo al proceso de remediación: 
- Prueba de germinación de semillas: Se realizó en el Laboratorio de gestión agroambiental 
de la Facultad de Agronomía – UNSA para determinar la viabilidad de las semillas de 
girasol, se colocó 10 semillas de girasol sobre una bandeja con papel absorbente y se regó 
con agua, se evaluó 3 repeticiones; fue registrado el número de semillas germinadas al 
periodo de 10 días y los resultados se expresan en porcentaje de semillas germinadas. 
 
- Prueba de fitotoxicidad en semillas: Se efectuó en el Laboratorio de gestión agroambiental 
de la Facultad de Agronomía - UNSA a fin de verificar la toxicidad de semillas de girasol 
al ser regadas con soluciones de Pb equivalente a 35 ppm; 70 ppm y 105 ppm siendo el 
propósito definir la concentración de Pb más apropiada para agregar a los tratamientos de 
invernadero. 
 
- Se colocó 10 semillas de girasol sobre una bandeja con papel absorbente y se regó con 
disoluciones de plomo respectivas, se evaluó 3 repeticiones por cada concentración de Pb 
aplicado; se registró el número de semillas germinadas al periodo de 10 días y los resultados 
se expresan en porcentaje de semillas germinadas. Además, se precisa que en la evaluación 
a los 15 días todas las semillas germinaron en las tres soluciones de plomo. 
 
 
49 
 
- Análisis de suelo: Para la determinación de Pb, la muestra representativa fue enviada al 
Laboratorio de Investigación y Servicios (LABINVSERV) de la UNSA; la detección de 
plomo se efectuó mediante el método de absorción atómica; en cambio para determinar las 
propiedades complementarias otra muestra se envió al Laboratorio de análisis de suelos, 
aguas y semillas de la Estación experimental agraria (EEA -INIA) – Arequipa. 
 
- Análisis de estiércol de lombriz: Este análisis se realizó en el Laboratorio de análisis de 
suelos, aguas y semillas de la Estación experimental agraria (EEA -INIA) – Arequipa en 
una muestra representativa de estiércol de lombriz (“Humus de lombriz”). 
 
3.6.2 Durante el proceso de remediación: 
- Determinación de plomo en el suelo: La determinación de plomo en el suelo se realizó en 
el Laboratorio de Investigación y Servicios (LABINVSERV) de la UNSA mediante el 
método de absorción atómica; para su análisis se tomó una muestra de suelo de cada 
tratamiento y por cada repetición al final del proceso de remediación los datos se expresan 
en partes por millón (ppm) y corresponden al PLOMO NO REMEDIADO (remanente que 
queda en el suelo luego del proceso de remediación). 
También se calculó el valor de PLOMO REMEDIADO en ppm (Plomo remediado = Plomo 
inicial – plomo no remediado). 
 
 
50 
 
- Determinación de plomo en drenaje: La determinación de plomo en el drenaje recolectado 
se realizó en el Laboratorio de Investigación y Servicios (LABINVSERV) de la UNSA 
mediante el método de absorción atómica; su análisis se efectuó uno por cada tratamiento 
en muestras recolectadas al final del proceso de remediación los datos se expresan en partes 
por millón (ppm). 
 
- Determinación de plomo en la planta de girasol: Se determinó en una muestra de toda la 
planta de girasol en los tratamientos que incluyen plantas de girasol (T1 y T3) esta 
evaluación se desarrolló en dos momentos a 70 días y 90 días la instalación de la 
investigación. 
 
- También se realizó el análisis de plomo en otras muestras separadas de raíces y parte aérea 
(tallos y hojas) de girasol al final de proceso de remediación (100 días de la instalación). El 
análisis se realizó en el Laboratorio de Investigación y Servicios (LABINVSERV) de la 
UNSA mediante el método de absorción atómica los datos se expresan en partes por millón 
(ppm). 
 
- A partir de los datos obtenidos en el anterior ítem, se calculó el FACTOR DE 
BIOCONCENTRACIÓN que resulta de la relación que existe entre el contenido de plomo 
en las raíces así como en la parte área de la planta de girasol respecto al contenido Pb del 
suelo. Mientras que el FACTOR DE TRASLOCACIÓN se calculó de la relación entre el 
contenido de Pb en parte aérea respecto al contenido de las raíces de la planta de girasol. 
 
51 
 
El estudio culminó a los 100 días de la instalación del experimento a este periodo de tiempo 
la planta de girasol aun no desarrolló la inflorescencia. 
 
- Determinación del tamaño de planta de girasol: Los registros se tomaron a 30, 70 y 100 
días de la instalación del experimento (siembra) en los tratamientos que incluyen plantas 
de girasol (T1 y T3) los resultados se expresan en centímetros y resultan de medir desde el 
cuello de planta hasta el ápice de crecimiento (punta de crecimiento). 
 
- Determinación del tamaño de raíz de girasol: Se evaluó a 100 días de la instalación delexperimento (siembra) en los tratamientos que incluyen plantas de girasol (T1 y T3) los 
resultados se expresan en centímetros; al ser una raíz tipo pivotante se midió desde el cuello 
de planta hasta la parte más profunda o punta de crecimiento radicular. 
 
- Análisis de pH de suelo: Este análisis se realizó mediante un potenciómetro digital (Hanna 
instruments: pH/EC/TDS; modelo: HI98129) en muestras de cada unidad experimental; los 
datos se tomaron luego de pesar 100 gr de muestra de suelo y adicionar 100 ml de agua 
destilada para dejarlas en reposo durante 5 minutos y proceder a la lectura correspondiente. 
 
- Análisis edafológico completo de suelo: Este análisis se realizó solo para el tratamiento T2 
por ser el más eficiente en la remediación de plomo. El análisis se realizó en el Laboratorio 
de análisis de suelos, aguas y semillas de la Estación experimental agraria (EEA -INIA) – 
Arequipa. 
 
52 
 
CAPÍTULO IV 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
4.1 PREVIO AL PROCESO DE REMEDIACIÓN 
4.1.1 Germinación de semillas de girasol: 
El cuadro 3 presenta resultados de la prueba de germinación de semillas de girasol realizado previo 
al proceso de remediación de suelos contaminados con plomo,el objetivo de esta prueba fue 
determinar la viabilidad de la semilla para germinar y continuar con la sucesión natural de etapas 
del crecimiento y desarrollo de la planta. 
Los resultados obtenidos indican que la semilla de girasol empleada en la investigación tiene buen 
poder de germinación que asegura su viabilidad una vez sembrada. 
La germinación se inicia con la entrada de agua en la semilla (imbibición) y finaliza con el 
comienzo de la elongación de la radícula, en condiciones de laboratorio la posterior rotura de las 
cubiertas seminales por la radícula es el hecho que se utiliza para considerar que la germinación ha 
tenido lugar (Pita, Pérez, 1998). 
Este criterio fue tomado en cuenta para establecer el logro de la germinación en plantas de girasol 
el mismo que ocurrio a 10 días de haber instalado la prueba de germinación. 
 
 
53 
 
Cuadro 3: Resultados de la prueba de germinación de semillas de girasol. Arequipa. 2019. 
Repeticiones 
Número de semillas 
germinadas (Unid) 
Porcentaje de germinación (%) 
R1 10 
100 % 
R2 9 
90 % 
R3 10 
100 % 
Promedio 9.6 
96.7 % 
Desviación estándar 0.471 
- 
 
4.1.2 Fitotoxicidad en semillas de girasol 
Los cuadros 4, 5 y 6 ofrecen resultados de la prueba de fitotoxicidad realizado en semillas de girasol 
esta prueba tuvo como propósito determinar la tolerancia de las semillas de girasol al ser tratadas 
con 3 niveles de plomo ( 35, 70 y 105 ppm respectivamente); la tolerancia a estos niveles de plomo 
aplicados se determinó mediante la capacidad de las semillas para germinar. 
Los resultados muestran que las semillas de girasol sometidos a la prueba de fitotoxicidad presentan 
buen porcentaje de germinación inclusive en el nivel mas elevado de plomo (105 ppm) logrando 
un 90% de germinación valorado a 10 días. 
 
54 
 
Cuadro 4: Resultados de la prueba de fitotoxicidad en semillas de girasol por aplicación de 35 
ppm de plomo. Arequipa. 2019. 
Repeticiones 
Número de semillas germinadas 
con 35 ppm de Pb (Unid) 
Porcentaje de germinación 
(%) 
R1 9 
90 % 
R2 8 
80 % 
R3 9 
90 % 
Promedio 8.7 
86.6 % 
Desviación estándar 0.471 
- 
 
Cuadro 5: Resultados de la prueba de fitotoxicidad en semillas de girasol por aplicación de 70 
ppm de plomo. Arequipa. 2019. 
Repeticiones 
Número de semillas germinadas 
con 70 ppm de Pb (Unid) 
Porcentaje de germinación 
(%) 
R1 8 
80 % 
R2 9 
90 % 
R3 9 
90 % 
Promedio 8.7 
86.6 % 
Desviación estándar 0.471 
- 
55 
 
Cuadro 6: Resultados de la prueba de fitotoxicidad en semillas de girasol por aplicación de 105 
ppm de plomo. Arequipa. 2019. 
Repeticiones 
Número de semillas germinadas con 
105 ppm de Pb (Unid) 
Porcentaje de 
germinación (%) 
R1 9 
90 % 
R2 8 
80 % 
R3 10 
100 % 
Promedio 9 
90 % 
Desviación estándar 0.816 
- 
A los 15 días en todos los casos se logró un 100 % de germinación; estos resultados permitieron 
elegir la dosis de plomo a aplicar (105 ppm de Pb) a fin de ser sometido a un proceso de remediación 
tal como se planteó en la investigación. En resumen, en la prueba de fitotoxicidad de semillas de 
girasol se demostró que estas semillas pueden tolerar inclusive una concentración de 105 ppm de 
Pb no afectando su germinación. 
Al respecto Chico - Ruiz et al (2012) reportan que algunas especies pertenecientes a las Asteraceas 
toleran altos niveles de metales pesados en comparación con otros grupos taxonómicos y se les ha 
propuesto como especies fitorremediadoras siendo la más importante Helianthus annuus (girasol), 
la cual posee una facilidad de manejo en su cultivo y se adapta fácilmente a un amplio intervalo en 
la variación de temperatura; señalan que las raíces de girasol son capaces de tolerar concentraciones 
de 500 mg/l de plomo. 
56 
 
Los mecanismos de fitotoxicidad por plomo se relacionan con cambios en la permeabilidad de las 
membranas celulares, reacciones de grupos sulfihidrilo (- SH) con cationes y con la afinidad para 
reaccionar con grupos fosfato y grupos activos de ADP o ATP. Este autor afirma que la toxicidad 
que causa el plomo hacia una especie de planta varía en función de su genotipo, así como de las 
condiciones experimentales a las que éstas son sometidas (Chico – Ruiz et al, 2012). 
4.1.3 Análisis de suelo 
Según el reporte de análisis de suelo mostrado en el cuadro 7; el suelo utilizado en la investigación 
presenta un contenido de plomo total de 16,05 ppm como valor de fondo a este valor se le agregó 
mediante una solución una cantidad de 105 ppm que sumado al valor de fondo hacen una 
concentración de plomo de 121,05 ppm que supera el ECA nacional establecido para suelos de 
zonas agrícolas que es de 70 ppm (DS No011-2017-MINAM). 
Cuadro 7: Resultados de análisis de suelo empleado en el proceso de remediación. Arequipa. 
2019. 
DETERMINACIÓN UNIDADES VALOR 
Pb total ppm 16.05 
Textura - Franco arenoso 
Materia orgánica % 3.91 
pH - 6.78 
C.E. mS/cm 0.23 
CIC meq/100 gr 9.720 
N % 0.20 
P ppm 130.17 
K ppm 212.48 
57 
 
Según el análisis el suelo es de textura franco-arenosa que podría facilitar la lixiviación de 
elementos contenidos en el suelo en caso sea descontrolado y exagerado el volumen de agua 
aplicado para el riego de la planta de girasol. 
La presencia de materia orgánica es moderada se requiere incorporaciones mayores de fuentes de 
materia orgánica para viabilizar un proceso de remediación efectiva de plomo en estos suelos por 
lo que se optó por aplicaciones asociadas de estiércol de lombriz (“Humus de lombriz”) en alguno 
de los tratamientos a fin de verificar su eficiencia de remediación de plomo. 
El pH inicial del suelo es 6.78 (casi cercano a la neutralidad); el suelo no presenta problemas de 
salinidad; la capacidad de intercambio catiónico (CIC) es deficiente. Los niveles de nitrógeno son 
deficientes, en cambio los valores de fósforo y potasio están relativamente moderados para asegurar 
un buen crecimiento de la planta fitorremediadora (girasol). 
Sobre las propiedades del suelo y su relación con la contaminación por elementos pesados Galán 
et al (2008) señalan que el suelo actúa en general como una barrera protectora de otros medios 
más sensibles (hidrológicos y biológicos), filtrando, descomponiendo, neutralizando o 
almacenando contaminantes y evitando en gran parte su biodisponibilidad, esta capacidad 
depuradora de un suelo depende de los contenidos en materia orgánica, carbonatos y oxihidróxidos 
de hierro y manganeso, de la proporción y tipo de minerales de la arcilla, de la capacidad de cambio 
catiónico del suelo, del pH y Eh, textura, permeabilidad y actividad microbiana; por tanto, para 
cada situación, el poder depurador de un suelo tiene un límite, cuando se superan esos límitespara 
una o varias sustancias, el suelo funciona como contaminado y es fuente de contaminantes. 
 
58 
 
4.1.4 Análisis de estiércol de lombriz 
Según datos ofrecidos en el cuadro 8, el estiércol de lombriz (“humus de lombriz”) empleado en la 
investigación ofrece un buen contenido de materia orgánica (20,63 %) que seguramente debió 
favorecer el proceso de remediación de plomo en el suelo; además muestra una relación baja entre 
carbono y nitrógeno valor que determina una facilidad en el proceso subsecuente de humificación 
del medio. 
Debe precisarse que en esta investigación el estiércol de lombriz es utilizado como una fuente de 
materia orgánica para mejorar la remediación de plomo del suelo. 
La materia orgánica humificada en el suelo puede adsorber y/o retener elementos pesados en el 
complejo arcillo húmico de esta manera limitar su lixiviación hacia estratos inferiores donde podría 
contaminar aguas del subterráneas. 
La materia orgánica procedente del estiércol de lombriz; es uno de los constituyentes del suelo con 
mayor capacidad de intercambio catiónico debido a la carga negativa de su superficie generada por 
grupos funcionales de tipo fenólico, carboxílico y alcohólico; por ello, tiene gran incidencia en la 
reactividad del suelo y, por tanto, en las propiedades químicas (Rábago, 2011); la complejidad 
química de los compuestos orgánicos hace muy difícil identificar el mecanismo de interacción con 
los metales pesados (Rábago, 2011). La capacidad de intercambio catiónico que presenta el humus 
de lombriz es elevada (54,738 meq/100gr) y está relacionado directamente al buen contenido de 
materia orgánica que posee el estiércol de lombriz, la capacidad de intercambio catiónico favorece 
el movimiento de iones entre la solución suelo y el complejo arcillo húmico, esta condición 
favorece el intercambio de elementos pesados y viabiliza el proceso de remediación. 
59 
 
También el estiércol de lombriz contiene buenos aportes de nutrientes (N, P, K) en beneficio de la 
planta remediadora, pero presenta alta salinidad que es perjudicial para girasol. 
Cuadro 8: Resultados de estiércol de lombriz empleado en el proceso de remediación. Arequipa. 
2019. 
DETERMINACIÓN UNIDADES VALOR 
Materia orgánica % 20.63 
C/N - 10/1 
pH - 7.94 
C.E. mS/cm 20.13 
CIC meq/100 gr 54.738 
N % 1.46 
P ppm 1720.00 
K ppm 15433.94 
 
4.2 DURANTE EL PROCESO DE REMEDIACIÓN 
4.2.1 Determinación de plomo no remediado y remediado en el suelo: 
Se determinó el efecto de la remediación de suelos contaminados con plomo mediante el empleo 
de girasol y estiércol de lombriz en condiciones controladas; los registros del nivel de plomo 
remediado y no remediado correspondiente a cada tratamiento se presentan en los anexos. 
El análisis de varianza para estas evaluaciones reporta diferencias estadísticas significativas entre 
tratamientos para plomo remediado y plomo no remediado. 
60 
 
El coeficiente de variabilidad para plomo no remediado (plomo al final del proceso de 
remediación) es de 7,16 %; mientras que el coeficiente de variabilidad para plomo remediado fue 
de 2,20 % estos coeficientes de variabilidad son admisibles para investigaciones en condiciones 
controladas debido a que asignan representatividad a los registros obtenidos. 
El cuadro 9 reporta una diferencia estadística significativa entre tratamientos al ser sometidos a la 
prueba de tukey, se evidencia que el tratamiento T2 presenta el menor nivel de plomo no remediado 
(plomo en el suelo luego del proceso de remediación); este comportamiento concuerda con el valor 
de plomo remediado el mismo que según el cuadro 10 es mayor para el tratamiento T2 por lo que 
se deduce que este tratamiento respondió mejor comparativamente respecto a los demás 
tratamientos 
Cuadro 9: Resultados del contenido de plomo no remediado (ppm) en el suelo al final del proceso 
de remediación. Arequipa. 2019. 
TRAT. DESCRIPCIÓN R1 (ppm) R2 (ppm) R3 (ppm) PROMEDIO (ppm) 
T1 
Suelo contaminado con Pb + 
estiércol de lombriz + girasol 
28.37 32.02 26.56 28.98 A* 
T2 
Suelo contaminado con Pb + 
estiércol de lombriz 
21.82 24.09 22.34 22.75 B* 
T3 
Suelo contaminado con Pb + 
girasol 
33.39 31.22 31.03 31.88 A* 
T4 Suelo contaminado con Pb 32.55 27.78 29.90 30.08 A* 
* Según la prueba de Tukey (0.05), letras similares refieren que entre estos datos no existe diferencia estadística 
significativa. 
61 
 
Cuadro 10: Resultados del contenido de plomo remediado (ppm) en el suelo al final del proceso 
de remediación. Arequipa. 2019. 
TRAT. DESCRIPCIÓN R1 (ppm) R2 (ppm) R3 (ppm) PROMEDIO (ppm) 
T1 
Suelo contaminado con Pb + 
estiércol de lombriz + girasol 
92.68 89.03 94.49 92.07 B* 
T2 
Suelo contaminado con Pb + 
estiércol de lombriz 
99.23 96.96 98.71 98.30 A* 
T3 
Suelo contaminado con Pb + 
girasol 
87.66 89.83 90.02 89.17 B* 
T4 Suelo contaminado con Pb 88.5 93.27 91.15 90.97 B* 
* Según la prueba de Tukey (0.05), letras similares refieren que entre estos datos no existe diferencia estadística 
significativa. 
Cuadro 11: Resultados de eficiencia de remediación de plomo para cada tratamiento evaluado al 
final del proceso de remediación. Arequipa. 2019. 
TRAT. 
Pb 
INICIAL 
(ppm) 
Pb NO 
REMEDIADO 
(ppm) 
Pb 
REMEDIADO 
(ppm) 
% Pb NO 
REMEDIADO 
(%) 
% Pb 
REMEDIADO 
(%) 
T1 
121.05 28.98 ppm 92.07 ppm 23.94 % 
76.06 % 
T2 
121.05 22.75 ppm 98.30 ppm 18.79 % 
81.21 % 
T3 
121.05 31.88 ppm 89.17 ppm 26.34 % 
73.66 % 
T4 
121.05 30.08 ppm 90.97 ppm 24.85 % 
75.15% 
62 
 
Interpretación Análisis de Varianza: 
Se aplicó el análisis de varianza en el cual, nos indica que el valor Fc (11.38) es mayor al nivel de 
significancia (0.05) esto quiere decir que al menos uno de los tratamientos es diferente. 
(Ver Anexo – Análisis de la Varianza) 
Según la prueba de significación de Tukey (0,05) el tratamiento T2 (Suelo contaminado con Pb + 
estiércol de lombriz) logró la mayor remoción de plomo del suelo contaminado con una eficiencia 
del 81.21 % este resultado presenta diferencia estadística significativa en relación a T1, T4 y T3. 
También la prueba de Tuckey demuestra que entre los resultados de remoción de plomo logrados 
por T1, T4 y T3 no existe diferencia estadística significativa. Aunque debe resaltarse que todos los 
tratamientos remediaron el plomo del suelo contaminado por debajo del ECA nacional para suelos 
agrícolas. 
Resultados similares son reportados por Vargas (2017) quien llegó a la conclusión que el 
tratamiento donde se añadió humus fue donde hubo mayor porcentaje de remoción de plomo de 
suelo y también mayor concentración de plomo en sus tejidos aéreos y con respecto a los 
indicadores de control se evidencio que el pH y la capacidad de intercambio catiónico guardan más 
relación con la disminución de plomo del suelo. 
El tratamiento T1 (suelo contaminado con Pb + estiércol de lombriz + girasol) no fue efectivo en 
la remoción de plomo del suelo contaminado en comparación con el T2 porque el estiércol de 
lombriz tuvo una salinidad alta (20,13 mS/cm) que seguramente afectó el desempeño de esta planta 
que en otras investigaciones resulta ser el mejor tratamiento. 
La siguiente figura muestra la concentración inicial de plomo, la concentración final y la remoción 
de plomo correspondiente a cada tratamiento evaluado en la investigación. 
63 
 
 
Figura 10: Resultados del proceso de remediación de suelos contaminados con plomo por 
cada tratamiento evaluado. Arequipa.2019. 
Los tratamientos que incluyen plantas de girasol (T1 y T3) si bien lograron reducir el nivel de 
plomo en el suelo no superaron las expectativas porque fueron afectados por la alta salinidad del 
medio, al respecto varios autores señalan que es una especie vegetal semi tolerante a la salinidad 
la mayoría de variedades puede tolerar hasta 6 mS /cm de salinidad; una salinidad por encima de 
estos valores para el