INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE TANTOYUCA CARRERA:
INGENIERÍA AMBIENTAL
MATERIA: TOXICOLOGIA AMBIENTAL TRABAJO: FECHA:
BIOENSAYO DE TOXICIDAD
4 DE DICIEMBRE DE 2013
Introducción
Las plantas son esenciales en los ecosistemas porque son las responsables de transformar la energía solar en energía química, al tiempo que absorben dióxido de carbono. De esta manera proveen de alimento y oxígeno al resto de los organismos. Además, las plantas son uno de los componentes más importantes de los ecosistemas terrestres porque proporcionan refugio y sitio de anidamiento para numerosos organismos, y participan de forma primordial en el reciclaje de nutrientes y en la estabilización de los suelos (Wang y Freemark, 1995). Un agua clara y potable es una necesidad humana básica, pero el acceso a ella continúa siendo una gran dificultad para algunas ciudades en países en desarrollo como el nuestro. En la actualidad se reconoce que la caracterización y medición de los tóxicos o componentes de los residuos peligrosos por separado no es suficiente para asegurar la ausencia de efectos indeseables, puesto que tanto la mezcla de los residuos como posibles transformaciones en el ambiente pueden modificar su efecto nocivo. De ahí que el uso de ensayos biológicos está siendo considerado cada vez con mayor intensidad para la evaluación de la toxicidad global de estos contaminantes. El objetivo de este trabajo fue evaluar la toxicidad de las aguas residuales del instituto tecnológico superior de Tantoyuca, empleando los bioensayos bioensayos de la inhibición de la semilla de rábano (Raphanus sativus) El daño a las plantas por los contaminantes puede afectar directamente a la estructura y la función de un ecosistema, al reducir la producción primaria, incrementar el lavado y erosión del suelo y degradar el hábitat de la vida silvestre. Los efectos letales de los contaminantes sobre las plantas pueden significar pérdidas ecológicas y económicas muy importantes; incluso los efectos sub letales tienen un impacto significativo sobre la producción de alimentos y el desarrollo de la vegetación natural, e implicaciones adversas para los organismos pertenecientes a niveles superiores en la cadena alimenticia (Wang y Freemark, 1995). En los bioensayos de toxicidad con semillas se evalúan los efectos adversos de los contaminantes en el proceso de germinación y en el desarrollo de las plántulas durante los primeros días de crecimiento. Como respuesta se determina la inhibición en la germinación y de la elongación de la radícula y del hipocotíleo. Es importante destacar que durante la germinación y los primeros días de desarrollo ocurren numerosos procesos fisiológicos en los que la presencia de un compuesto toxico puede interferir y alterar la supervivencia y el desarrollo normal de las plántulas. La división celular de los ápices radiculares puede afectarse, retardando el proceso de mitosis o alterando el proceso de alargamiento radicular, por lo que la fitotoxicidad de un compuesto puede ser determinada a través de la medición de dichas respuestas (Uribe, 2008).
Objetivo
Determinar la calidad del agua de dos fuentes del ITSTA mediante bioensayos de germinación de semillas de rábano (Raphanus sativus)
Materi ales y m é to do s .
AREA DE ESTUDIO
Imagen1. Instituto Tecnológico Superior de Tantoyuca El muestreo se realizó el mismo día del ensayo en dos diferentes puntos del ITSTA
MATERIALES
Muestra de agua de las piletas del tecnológico y de las y aguas residual de la misma así como agua destilada y semillas de Raphanus sativus . Se usaron 9 placas Petri con papel filtro Ensayo de la toxicidad con semillas de Raphanus sativus
Es una prueba estática de toxicidad aguda (168 horas de exposición) en la que se evalúan los efectos citotóxicos de compuestos puros o de mezclas complejas en el proceso de germinación de las semillas y en el desarrollo de plántulas durante los primeros días de crecimiento. Las semillas de Raphanus sativus fueron adquiridas en una sumillería local. Se colocó en cada placa Petri un disco de papel de filtro. Se saturó el papel de filtro con 3 o 4 mL de la dilución evitando la formación de bolsas de aire (Imagen 2). De forma manual y utilizando guantes cuidadosamente se colocaron 20 semillas en cada una de las placas Petri (Imagen 3), dejando espacio suficiente entre ellas para permitir la elongación de las raíces (Imagen 4). Se taparon las placas y se colocaron en bolsas plásticas para evitar la pérdida de humedad. Se incubó durante 168 horas (7 días) a una temperatura de 24 ± 2 °C. Terminado el periodo de exposición (420 horas), se procedió a cuantificar el efecto de la germinación y en la elongación de la radícula y del hipocotíleo. Se registró el número de semillas que germinaron normalmente, teniendo como criterio de germinación la aparición visible de la radícula.
Utilizando una regla o papel milimetrado se midió cuidadosamente la longitud de la radícula y del hipocotíleo de cada una de las plántulas correspondientes a cada concentración de tóxico o dilución de muestra y a los controles. La medida de elongación de la radícula se consideró desde el nudo hasta el ápice radicular. La medida de elongación del hipocotíleo se consideró desde el nudo hasta el sitio de inserción de los dos cotiledones. Para la toma de resultados se observaron cada una de las placas Petri cada 24 hrs durante los 7 días Día 1 (Martes 26 de noviembre del 2013)
Imagen 2.
Imagen 3.
Imagen 4.
Resultados
Día 2 (Miércoles 27 de noviembre del 2013) Muestra
Características
Blanco Blanco R1 Blanco R2 M1 MR1 MR2 M2 MR1 MR2
Se nota que el crecimiento comenzó y se distingue el de dos semillas
Todas las semillas empezaron a germinar
Todas las semillas tiene un crecimiento mayor a todas
Imagen 5. Muestras de agua destilada
Imagen 6. Muestra agua del grifo
Imagen 7. Muestra agua residual
Día 3 (Jueves 28 de noviembre del 2013) Muestra
Características
Blanco
La raíz de todas las semillas creció considerablemente, los pelos radiculares empiezan a notarse. 10 de las semillas cuentan con una raíz pequeña, las demás miden aproximadamente 2 cm. No se registró ningún cambio. Solo crecieron las raíces de la mitad de las semillas considerablemente, las demás no presentan cambio alguno. Todas las raíces tienen la parte inferior la presencia de pelos radiculares, las raíces han crecido 0.2 cm. 10 de las semillas tuvieron un incremento en su raíz, las demás no registraron algún cambio. Todas las raíces crecieron aproximadamente 0.5 cm, los pelos radiculares empiezan a notarse en la parte inferior. En todas las raíces empiezan a notarse los pelitos radiculares en la parte inferior. En estas semillas las raíces han crecido considerablemente a comparación de las demás muestras, aquí también empiezan a notarse las pelos radiculares.
Blanco R1 Blanco R2 M1 MR1 MR2 M2 MR1 MR2
Imagen 8. Muestras de agua destilada
Imagen 9. Muestra agua del grifo
Imagen 10. Muestra agua residual
Día 4 (Viernes 29 de noviembre del 2013) Muestra
Características
Blanco Blanco R1 Blanco R2 M1 MR1 MR2 M2 MR1 MR2
Todas abrieron con una raíz mediana Solo dos semillas no abrieron y tiene una raíz pequeña Todas las semillas abrieron y cinco tiene una raíz pequeña Todas las semillas germinaron con una raíz larga Dos semillas no abrieron completamente, las demás con raíz pequeña Todas las semillas germinaron dos con raíz larga y las demás pequeñas Todas las semillas abrieron con una raíz larga observándose pelitos Todas germinaron con raíz larga y con pelitos blancos cerca de la semilla Todas abrieron, tienen una raíz más larga que las demás
Observaciones:
Raíz larga 3.5cm Raíz mediana 2.5cm Raíz pequeña 1cm
Imagen 11. Muestras de agua destilada
Imagen 12. Muestra agua del grifo
Imagen 13. Muestra agua residual
Día 5 (Sabado 30 de noviembre del 2013) Muestra
Características
Blanco Blanco R1
No se registró ningún cambio en las semillas. En 5 semillas creció la raíz, aproximadamente 0.1cm. En las cuales empezaba a notarse la flor. Solo 3 semillas empezaron a florear, las demás no tienen ningún cambio. Todas las raíces tuvieron un crecimiento de 0.5 cm. Las flores amarillas empiezan a brotar. En 3 semillas empieza a notarse el brote de la flor, las demás solo creció la raíz envueltas de pelos radiculares. Todas las semillas están floreando notándose un poco solamente, se encuentran envueltas de pelos radiculares. La mitad de las semillas empezaron a florear, las pelos radiculares se encuentran en todas las raíces 10 de las semillas empiezan a florear. Solo se observa un pequeño crecimiento de las raíces. Todas las semillas empiezan a florear. Teniendo un crecimiento de la raíz notable, todas envueltas de pelos radiculares.
Blanco R2 M1 MR1 MR2 M2 MR1 MR2
Imagen 14. Muestras de agua destilada
Imagen 15. Muestra agua del grifo
Imagen 16. Muestra agua residual
Día 6 (Domingo 01 de diciembre del 2013) Muestra
Características
Blanco Blanco R1
Las semillas empiezan a florear, las raíces se encuentran cubiertas de pelos radiculares. Las semillas que empezaron a florear se encuentran más grandes, cubiertas de pelos radiculares. Las 3 semillas que habían floreado se encuentran más grandes, las demás empiezan a brotar. Las semillas florearon tiendo un mayor crecimiento, las raíces también crecieron y se encuentran envueltas de pelos radiculares. Las 3 semillas que brotaron la flor esta más grande, en las demás se nota el crecimiento menor. Ya se encuentran todas las semillas floreadas, notándose el crecimiento mayor en la mitad de ellas, todas con pelos radiculares. Todas las semillas tienen un crecimiento de las flores notable, las raíces crecieron 0.5 cm. En todas las raíces abrió la flor, tienen un crecimiento mayor. Todas las raíces se encuentran más largas, las semillas cuentan con un brote más grande.
Blanco R2 M1 MR1 MR2 M2 MR1 MR2
Imagen 17. Muestras de agua destilada
Imagen 18. Muestra agua del grifo
Imagen 19. Muestra agua residual
Día 7 (Lunes 02 de diciembre de 2013) Muestra
Características
blanco Blanco R1 Blanco R2 M1 MR1 MR2
Todas las semillas florearon más, los pelos radiculares son más largos. La mayoría de las semillas florearon, todos los pelos radiculares son pequeños No hay gran diferencia en la flor, los pelos radiculares empiezan a crecer. Las raíces han crecido aproximadamente 2 cm más, los pelos radiculares también. El tamaño de la flor es el mismo, solo la raíz creció 3 cm Cinco de las raíces crecieron 2 cm más, las demás siguen igual, los pelos radiculares empiezan a crecer. Los pelos radiculares han crecido 1 cm, las raíces aproximadamente 2 cm en cada semilla, el tamaño de la flor es el mismo. La flor ha crecido considerablemente, las raíces al menos 3 cm más, los pelos radiculares crecieron 1 cm, todas las semillas se encuentran unidas por las raíces. El tamaño de la flor es el mismo, la raíz creció aproximadamente 2 cm y los pelos radiculares entre 0.5 y 1 cm. Tres de las raíces tienen una tonalidad rosa y tres con tonalidad azul en la parte inferior.
M2 MR1 MR2
Imagen 20. Muestras de agua destilada
Imagen 21. Muestra agua del grifo
Imagen 22. Muestra agua residual Notación: BLANCO----------- MUESTRA AGUA DESTILADA BLANCO R1--------MUESTRA REPETICION 1 BLANCO R2----------------- MUESTRA REPETICION 2 M1------------------- MUESTRA AGUA DEL GRIFO MR1----------------- MUESTRA REPETICION 1 MR2-----------------MUESTRA REPETICION 2 M2------------------- MUESTRA AGUA RESIDUAL MR1----------------- MUESTRA REPETICION 1 MR2-----------------MUESTRA REPETICION 2
muestra
tiempo en horas 24
48
72
96
120
144
Blanco
0.1
2
2.5
2.5
3
4.5
Blanco R1
0.2
0.5
1
1.3
2.2
3.3
Blanco R2
0.1
0.4
1
1.3
1.9
2.4
promedio
0.133
0.967
1.5
1.7
2.367
3.4
3.5
4
4.5
5
inhibición
2
10 % de inhibición
M1
0.1
2
MR1
0.2
0.2
1
1.5
2.5
3.6
MR2
0.2
1.6
2.5
3
3.9
5
0.167
1.267
2.333
2.833
3.633
4.533
promedio inhibición
2
10 % de inhibición
M2
0.2
0.5
3.5
3.7
4.5
5.7
MR1
0.3
1.3
3.5
3.6
4.3
6.6
MR2
0.2
1.2
3.5
3.7
4.6
5.7
0.233
1
3.5
3.667
4.467
6
promedio inhibición
0
0 % de inhibición
Cuadro A. Resultados de la prueba de toxicidad del agua e inhibición de la germinación utilizando Raphanus sativu.s
6 5.5 5 m4.5 c n e 4 z i a r 3.5 a l e 3 d o t 2.5 n e i 2 m i c r 1.5 c
blanco (agua destilada) Muestra grifo
1
Muestra agua residual
0.5 0 0
24
48
72
96
120
144
168
tiempo hrs
Grafica 1. Comparación del crecimiento promedio de las semillas d e R a p h a n u s s a t i v u s
Conclusiones
El porcentaje de germinación de los tratamientos y el testigo fue cercano al 90% indicando que no presentaron toxicidad alguna que pudiera inhibir el proceso de germinación. Las aguas de las piletas utilizadas en los bioensayos con Raphanus sativus presentaron altos valores del índice de germinación, lo cual indicaría que no son Fito tóxicas y resulta de buena calidad para ser utilizadas con fines de riego en las parcelas de la institución.
B ib li o gr afía Uribe, R. 2008. Ensayo de inhibición de la germinación y del alargamiento radicular en semillas de cebolla Allium cepa y soya Glycine max . 2008. Ramí rez-Romero, P., Mendoza-Cantú, A. (compiladoras). Ensayos toxicológicos para la evaluación de sustancias químicas en agua y suelo. La experiencia en México. Instituto Nacional de Ecologí a, Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales. México Wang, W., Freemark, K. 1995. Use of plants for environmental monitoring and assessment. Ecotoxicology and Environmental Safety. 30, 289-301.
