Las fitotecnologías se basan en los mecanismos fisiológicos básicos que tienen lugar en las plantas y en los microorganismos asociados a ellas, tales como: traspiración, fotosíntesis, metabolismo y nutrición. Según Thangavel y Subhuram (2004), dependiendo del tipo de contaminante, las condiciones del sitio y el nivel de limpieza requerido; las tecnologías de fitorremediación se pueden utilizar como medio de contención (rizofiltración, fitoestabilización y fitoinmovilización) o eliminación (fitodegradación, fitoextracción y fitovolatilización).

En la propuesta se explorarán opciones entre las siguientes técnicas de fitorremediación descritas por Delgadillo-López. A.E., González-Ramírez, et al (2011):

La fitoestabilización permite inmovilizar contaminantes en el suelo a través de su absorción y acumulación en las raíces o bien, por precipitación en la zona de la rizosfera. Este proceso reduce la movilidad de los contaminantes y evita su migración a las aguas subterráneas o al aire (Barton et al., 2005 Mendez y Maier, 2008,). La fitoestabilización es efectiva en suelos de textura fina con alto contenido de materia orgánica (Padmavathiamma y Li, 2007). Se aplica principalmente en terrenos extensos en donde existe contaminación superficial. Esta tecnología tiene como ventajas, sobre otros métodos de remedión de suelos, que es de menor costo, fácil de aplicar y estéticamente agradable. Algunas plantas empleadas con fines de fitoestabilización son: Hyparrhenia hirta (Pb); Zygophyllum fabago (Zn); Lupinus albus (Cd, As); Anthyllis vulneraria (Zn, Pb, Cd); Deschampsia cespitosa (Pb, Cd, Zn); Cardaminopsis arenosa (Cd, Zn); Horedeum vulgare, Lupinus angustifolius y Secale cereale (As); Lolium italicum y Festuca arundinaceae (Pb, Zn); y Brassica juncea (Cd, Zn, Cu, Mn, Fe, Pb) (Bolan et al., 2003; Clemente et al., 2003; Rizzi et al., 2004; Kucharski et al., 2005 Clemente et al., 2006; Frérot et al., 2006; Mains et al., 2006; Vázquez et al., 2006; Conesa et al., 2007).

La rizofiltración utiliza las plantas para eliminar del medio hídrico contaminantes a través de la raíz (Dushenkov et al., 1995). En la rizofiltración estas plantas se cultivan de manera hidropónica. Cuando el sistema radicular está bien desarrollado, las plantas se introducen en el agua contaminada con metales, en donde las raíces los absorben y acumulan. A medida que las raíces se van saturando, las plantas se cosechan y se disponen para su uso final (Nedelkoska y Doran, 2000; Eapen et al., 2003; Cherian y Oliveira, 2005). Existe una gran cantidad de estudios relacionados con la capacidad de acumulación de contaminantes de diversas plantas acuáticas, algunos ejemplos de ellas son: Scirpus lacustris (Cd, Cu, Pb, Mg, Fe, Se, Cr), Lemna gibba (Pb, As, Cu, Cd, Ni, Cr, Al, Fe, Zn, Mn), Azolla caroliniana (Hg, Cr Sr, Cu, Cd, Zn, Ni, Pb, Au, Pt), Elatine trianda (As), Wolffia papulifera (Cd), Polygonum punctatum (Cu, Cd, Pb, Se, As, Hg, Cr, Mn) y Myriophylhum aquaticum, Ludwigina palustris y Mentha aquatic (Cu, Zn, Mn, Fe, Ni) (Zhao y Duncan, 1998; Boniardi et al., 1999; Fogarty et al., 1999; Antunes et al., 2001; Groudeva et al., 2001; Cohen-Shoel et al., 2002; Suseela et al., 2002; Quin y Terry, 2003; Zheng et al., 2003; Bennicelli et al., 2004; Chandra y Kulshreshtha, 2004; Kamal et al., 2004; Maleva et al., 2004; Weis y Weis, 2004; Mkandawire et al., 2005; Vardanyan y Ingole, 2006; Dilek, 2007; Li et al., 2007).

La fitoextracción o fitoacumulación consiste en la absorción de metales contaminantes mediante las raíces de las plantas y su acumulación en tallos y hojas. El primer paso para la aplicación de esta técnica es la selección de las especies de planta más adecuada para los metales presentes y las características del emplazamiento. Una vez completado el desarrollo vegetativo de la planta el siguiente paso es cortarlas y proceder a su incineración y traslado de las cenizas a un vertedero de seguridad. La fitoacumulación se puede repetir ilimitadamente hasta que la concentración remanente de metales en el suelo esté dentro de los límites considerados como aceptables (Kumar et al., 1995). Algunas plantas empleadas para esta técnica fitocorrectiva son: Thlaspi caerulescens (Cd); Sedum alfredii, Viola baoshanensis y Vertiveria zizanioides (Zn, Cd, Pb); Alyssum murale, Trifolium nigriscens, Psychotria douarrei, Geissois pruinosa, Homalium guillainii, Hybanthus floribundus, Sebertia acuminata, Stackhousia tryonii, Pimelea leptospermoides, Aeollanthus biformifolius y Haumaniastrum robertii (Ni); Brassica juncea, Helianthus annuus, Sesbania drummondii (Pb); Brassica napus (Cu, Pb, Zn); y Pistia stratiotes (Ag, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) (Begonia et al., 1998; Reeves, 2003; Schwartz et al., 2003; Wenzel et al., 2003; Odjegba y Fasidi, 2004; Sharma et al., 2004; Boonyapookana et al., 2005; Chandra et al., 2005; Zhuang et al., 2005; Bani et al., 2007; Wu et al., 2007; Zhuang et al., 2007).

La fitovolatilización se produce a medida que los árboles y otras plantas en crecimiento absorben agua junto con contaminantes orgánicos e inorgánicos. Algunos de estos pueden llegar hasta las hojas y evaporarse o volatilizarse en la atmósfera (Prasad y Freitas, 2003). Mediante este proceso se han eliminado contaminantes como: compuestos orgánicos volátiles (benceno, nitrobenceno, tolueno, etilbenceno y m- xileno), As, Se y Hg (Burken y Ma, 2006; Padmavathiamma y Li, 2007). Las plantas Salicornia bigelovii, Brassica juncea, Astragalus bisulcatus y Chara canescens se han empleado para la remediación de sitios contaminados con Se (Lin et al., 2002; Shrestha et al., 2006) y la Arabidopsis thaliana para el Hg (Cherian y Oliveira, 2005).

En la fitodegradación las plantas y los microorganismos asociados a ellas degradan los contaminantes orgánicos en productos inofensivos, o bien, mineralizarlos hasta CO2 y H2O. En este proceso los contaminantes son metabolizados dentro de los tejidos vegetales y las plantas producen enzimas como la dehalogenasa y la oxigenasa, que ayudan a catalizar la degradación (Singh y Jain, 2003). La fitodegradación se ha empleado para la remoción de explosivos como el TNT, hidrocarburos halogenados, Bisfenol A, PAHs y pesticidas organoclorados y organofosforados (Hannink et al., 2001; Chaudhry et al., 2002; Denys et al., 2006; Zhang et al., 2007).

La fitoinmovilización provoca la sujeción y reducción de la biodisponibilidad de los contaminantes mediante la producción de compuestos químicos en la interfaz suelo-raíz, los que inactivan las substancias tóxicas, ya sea por procesos de absorción, adsorción o precipitación (Carpena y Bernal, 2007).

La fitoextracción es una solución para la remoción de contaminantes que no pueden ser degradados. Se deben considerar dos factores importantes para que una planta sea un buen fitoextractor, su biomasa y su eficiencia de bioconcentración. A pesar de que existen plantas hiperacumuladoras que son buenas candidatas para la fitorremediación, muchas de ellas poseen poca biomasa, por lo que el uso de la ingeniería genética permite transferir y sobreexpresar los genes de bacterias, levaduras o animales que promueven la hiperacumulación en ciertas plantas que tienen una gran biomasa.