Región de Murcia
Fundación Séneca
FSE

Soil metal-pollution in a global warming perspective: ecotoxicological and functional aspects

Nace en Murcia en 1983. En 2006 obtiene la Licenciatura en Biología por la Universidad de Murcia. A continuación, cursa el Máster Universitario en Técnicas Avanzadas en Investigación y Desarrollo Agrario y Alimentario en la Universidad Politécnica de Cartagena, obteniendo el título de máster en 2012. Entre 2007 y 2012 desarrolló su proyecto de tesis doctoral titulado “Dynamics of nitrogen, phosphorus and metals in eutrophic wetlands affected by mine wastes. Effects of liming on plant growth and metals mobility” (beca FPU) en el Departamento de Ciencia y Tecnología Agraria (Área de Edafología y Química Agrícola) de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica de la Universidad Politécnica de Cartagena, bajo la dirección del Dr. José Álvarez Rogel y del Dr. Héctor M. Conesa Alcaraz, obteniendo el grado de doctor en 2012. Durante su tesis doctoral realizó estancias en el Institute of Terrestrial Ecosystems, ETH Zurich en Suiza (2 meses), y en el Instiute of Oceanography, University of Lisbon en Portugal (2 meses). Obtuvo el Premio Extraordinario de Doctorado correspondiente al curso 2011-2012 de la Universidad Politécnica de Cartagena y el IV Premio Urbincasa-UPCT a la eco-innovación y al desarrollo de actividades económicas sostenibles (2011). Posteriormente, entre los años 2013 y 2016, desarrolló su primer periodo postdoctoral en el extranjero en la Faculty of Earth and Life Sciences de la VU University Amsterdam (Holanda), financiada por la Fundación Ramón Areces. Tras este primer periodo, consiguó una Beca Marie Curie de la Unión Europea (Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowship), y trabajó como investigadora en el Centre for Environmental and Marine Studies de la University of Aveiro (Portugal) entre los años 2017 y 2020. En el año 2020 obtuvo un contrato Saavedra Fajardo de la Fundación Séneca para reincorporarse a unos de los centros de investigación de la Región de Murcia, siendo el destino elegido el Grupo de I+D de Edafología Ambiental, Química y Tecnología Agrícola de la Universidad Politécnica de Cartagena donde desarrolla su proyecto investigador CLIMTOXFUN (Soil metal-pollution in a global warming perspective: ecotoxicological and functional aspects) y participa en actividades docentes en las asignaturas de “Diagnóstico y Química Agrícola” y “Degradación de Ecosistemas y Técnicas de Restauración” del Grado en Ingeniería Agroalimentaria y de Sistemas Biológicos, en la asignatura de “Aprovechamiento y Conservación de la Biodiversidad y de los Suelos Forestales” del Máster en Ingeniería Agronómica, y en la asignatura de “Degradación y Restauración de Agroecosistemas Mediterráneos y su Entorno” del Máster en Técnicas Avanzadas en Investigación y Desarrollo Agrario y Alimentario. Es miembro de SECS-Sociedad Española de la Ciencia del Suelo, siendo secretaría de la Sección de Control de la Degradación y Recuperación de Suelos, y de SETAC-Society of Environmetal Toxicology and Chemistry.


Área de conocimiento

Física ,Espacio, Ciencias de la tierra ,Tecnología de los materiales

Centro de investigación

Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Universidad Politécnica de Cartagena

Proyecto de investigación

La contaminación de suelos por metales es una de las principales causas de degradación de los ecosistemas terrestres. Actividades antrópicas tales como la minería, la industria o ciertas prácticas agrícolas son las principales responsables de este problema que afecta a la fertilidad y funcionalidad de los suelos, lo que repercute en la sostenibilidad de los ecosistemas y agroecosistemas terrestres. Además, muchos metales son potencialmente tóxicos y si son transferidos en la cadena alimentaria pueden suponer no sólo un problema de salud ambiental sino también humana. Tal problema podría acentuarse en el futuro debido a que las alteraciones inducidas por el cambio climático pueden incrementar los riesgos de ecotoxicidad de los suelos contaminados.

Hasta el momento, se ha realizado un gran esfuerzo en estudiar los efectos de la contaminación metálica sobre los suelos y la biota. No obstante, se ha prestado muy poca atención a la respuesta de los suelos contaminados ante condiciones climáticas futuras. En este sentido, conocer la respuesta de los organismos del suelo es fundamental, ya que éstos desempeñan un papel clave en la mayoría de los procesos edáficos. Por un lado, las condiciones climáticas pueden controlar, directamente, la actividad de los organismos y microorganismos edáficos, pero, indirectamente, también pueden condicionar la biogeoquímica y/o especiación de los metales presentes y, por consiguiente, su disponibilidad y toxicidad. Por ejemplo, se ha comprobado que el aumento de temperatura y de sequedad del suelo incrementan los riesgos de toxicidad para los invertebrados en suelos contaminados por metales, y que tales efectos pueden ser acumulativos de una generación a otra. Se ha demostrado también que la capacidad que presentan ciertos invertebrados de evitar suelos contaminados por metales puede verse comprometida bajo situaciones de estrés hídrico, y que dicha alteración del comportamiento puede estar relacionada con cambios en la composición de la solución edáfica (p.e. en sales y/o metales solubles). A pesar del avance que representan estos estudios, pioneros en el tema, se ha prestado poca atención a los efectos que pueden tener otros factores climáticos como son los niveles de CO2 atmosférico o la combinación de múltiples factores que simulen las predicciones futuras de cambio climático. En este sentido, el presente proyecto tiene como objetivo general evaluar cómo y de qué manera los riesgos de ecotoxicidad de suelos contaminados por metales de la región Mediterránea semiárida podrían verse afectados por las predicciones de cambio climático, utilizando procesos edáficos (mineralización de carbono y nitrógeno) e invertebrados del suelo como bioindicadores, así como su relación con cambios en parámetros edáficos físico-químicos y microbiológicos. Para ello, se propone un estudio multidisciplinar, en suelos afectados por diferentes tipos de contaminación metálica, que incluye aspectos ecotoxicológicos y funcionales para evaluar la respuesta de microorganismos e invertebrados edáficos a combinaciones de factores climáticos que representen tanto las condiciones actuales como las predicciones del Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) para el año 2100. Los factores climáticos a tener en cuenta serán los niveles de CO2 atmosférico, la temperatura del aire y el contenido en humedad del suelo. De esta forma se tendrá una visión más realista de los efectos del cambio climático en la ecotoxicidad y funcionalidad de suelos contaminados por metales, que mejorará nuestra capacidad para predecir las consecuencias del cambio climático en estos ambientes degradados, lo que, a su vez, permitirá una mejor adaptación y/o mitigación de los efectos de este fenómeno global.

Centro de desarrollo de la estancias posdoctorales

VU University Amsterdam (Holanda) y University of Aveiro (Portugal)

Principales 5 resultados

40 artículos JCR y 20 capítulos de libro (h-index: 14)

Respecto a los artículos científicos, cabe destacar los siguientes:

- Álvarez-Rogel J, Peñalver-Alcalá A, Jiménez-Cárceles FJ, Tercero C, González-Alcaraz MN. 2021. Evidence supporting the value of spontaneous vegetation for phytomanagement of soil ecosystem functions in abandoned metal(loid) mine tailings. Catena 201: 105191.

- Malheiro C, Cardoso DN, Loureiro S, González-Alcaraz MN. 2020. Effects of climate conditions on the avoidance behavior of Folsomia candida and Enchytraeus crypticus towards metal(loid)-contaminated soils. Science of the Total Environment 741: 140368.

- González-Alcaraz MN, Malheiro C, Cardoso DN, Loureiro S. 2019. Soil moisture influences the avoidance behavior of invertebrate species in anthropogenic metal(loid)-contaminated soils. Environmental Pollution 248: 546-554.

- González-Alcaraz MN, Loureiro S, van Gestel CAM. 2018. Toxicokinetics of Zn and Cd in the earthworm Eisenia andrei exposed to metal-contaminated soils under different combinations of air temperature and soil moisture content. Chemosphere 197: 26-32.

 

- Barmentlo SH, van Gestel CAM, Álvarez-Rogel J, González-Alcaraz MN. 2017. Influence of climate change on the multi-generation toxicity to Enchytraeus crypticus of soils polluted by metal/metalloid mining wastes. Environmental Pollution 222: 101-108.

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