Los árboles tienen la capacidad de capturar y eliminar contaminantes del suelo y degradarlos a través de procesos naturales en la planta. Es una hazaña de la naturaleza que las empresas han utilizado para ayudar a limpiar sitios contaminados, aunque solo en proyectos de pequeña escala. Ahora, una bacteria probiótica para árboles puede aumentar la velocidad y la eficacia de este ciclo natural, proporcionando un socio microbiano para ayudar a proteger a los árboles de los efectos tóxicos de los contaminantes y descomponer las toxinas que las plantas traen de las aguas subterráneas contaminadas.

Investigadores de la Universidad de Washington y varias pequeñas empresas han realizado el primer experimento a gran escala en un sitio Superfund utilizando álamos fortificados con un probiótico, o microbio natural, para limpiar el agua subterránea contaminada con tricloroetileno (TCE). un contaminante común que se encuentra en las áreas industriales y que es dañino para los humanos cuando se ingiere a través del agua o se inhala del aire. Sus resultados fueron publicados en la versión final el 11 de agosto en la revista Ciencia y tecnología ambiental .

La exitosa prueba de campo podría cambiar las reglas del juego para limpiar rápida y efectivamente los sitios Superfund en todo el país y los sitios contaminados en el extranjero que tienen altos niveles de TCE. dicen los autores.

"Estos resultados abren la puerta, "dijo la autora correspondiente Sharon Doty, profesor de la Universidad de Washington en la Facultad de Ciencias Ambientales y Forestales. "Conocemos este proceso desde hace mucho tiempo gracias a nuestras investigaciones de laboratorio, pero no se ha utilizado en la práctica porque no hubo resultados de campo. Ahora, las empresas de ingeniería pueden empezar a utilizar esto en la vida real ".

Los sitios contaminados que contienen TCE y otros contaminantes pueden ser costosos de limpiar cuando se utilizan métodos de ingeniería como excavar o bombear toxinas del subsuelo. Como resultado, muchos sitios permanecen sin tratamiento. Este nuevo método permite tratar los sitios contaminados de forma más eficaz, a menudo a costos más bajos, promover la salud humana.

El laboratorio de Doty trabajó para encontrar la mejor cepa de microbios que pudiera descomponer eficazmente el TCE y estimular el crecimiento de los árboles. Jun Won Kang, un ex estudiante de posgrado de la Universidad de Washington, había obtenido madera de álamo de un sitio en el Medio Oeste donde los árboles ya crecían en suelo contaminado con TCE. Después de triturar pequeñas muestras de árboles y aislar más de cien microbios diferentes, A continuación, se colocó cada cepa en un matraz que contenía niveles elevados de TCE.

El microbio que finalmente se seleccionó eliminó casi todo el TCE en su matraz. Los investigadores tuvieron un claro ganador ". El álamo en el sitio más antiguo en el Medio Oeste seleccionó los mejores microbios para ayudarlo a hacer su trabajo, "Explicó Doty." Aprovechamos ese proceso de selección natural. Solo teníamos que encontrar los mejores que la planta ya eligió ".

El contaminante TCE se ha utilizado ampliamente como desengrasante y disolvente en plantas de fabricación industrial en todo el país. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Cita al TCE como uno de los contaminantes más comunes en el suelo o el agua, y está presente en más de 1, 000 sitios que la agencia enumera como prioritarios para la limpieza. El TCE es un carcinógeno conocido para los seres humanos, afectando el hígado e incluso transfiriendo la toxina a los bebés lactantes a través de la leche materna.

Dada la prevalencia y toxicidad del TCE, Los investigadores utilizaron la sustancia química para probar la capacidad de los álamos infundidos con microbios para limpiar el agua subterránea en el área de investigación Middlefield-Ellis-Whisman Superfund en Silicon Valley de California después de que posteriormente fluyera al Parque de Investigación de la NASA en el Centro de Investigación Ames de la NASA. En NASA Ames, en coordinación con la División Ambiental de NASA Ames, los investigadores plantaron hileras de álamos jóvenes, algunos inoculados con el microbio específico, y otros sin, en un campo sobre una columna de agua subterránea conocida contaminada con TCE.

Después de solo un año, los árboles que recibieron el microbio eran más grandes y saludables que los álamos sin ningún tratamiento especial. Después de tres años, los árboles inoculados eran aún más robustos, y una muestra de troncos de árboles reveló niveles muy reducidos de TCE dentro de los árboles.

Cuando los árboles absorben y degradan los productos químicos, llamado fitorremediación, a menudo se produce a expensas de su propia salud. Esto se manifiesta como retraso en el crecimiento, hojas amarillas, marchitas hojas y ramas marrones, ya veces la muerte como contaminante obstaculiza la capacidad del árbol para sobrevivir. Pero cuando se introduce el microbio seleccionado específicamente para tratar esta toxina, los árboles destruyeron el TCE y experimentaron un crecimiento más robusto y mayores tasas de supervivencia, claros beneficios del probiótico.

"El objetivo real es intentar mejorar el rendimiento, "dijo el coautor Michael Blaylock, presidente y director ejecutivo de Edenspace Systems Corporation en Virginia. "Si tenemos algo que acelera y mejora el rendimiento y hace que los árboles puedan crecer mejor, eso es realmente lo que estábamos tratando de lograr con este proyecto ".

Adicionalmente, Los investigadores encontraron que las muestras de agua subterránea tomadas directamente aguas abajo del sitio de prueba mostraron niveles mucho más bajos de la toxina. en comparación con los niveles más altos en pendiente ascendente desde el área de prueba. También encontraron evidencia de un aumento de cloruro en el suelo alrededor de las raíces del álamo, un inofensivo, elemento natural y subproducto del TCE, ya que es degradado por las bacterias dentro de los árboles.

Varias organizaciones han expresado interés en utilizar esta tecnología, dijo el coautor John Freeman, director científico de Intrinsyx Technologies Corporation con sede en el Parque de Investigación de la NASA. Y los propietarios de tierras que se ven obstaculizados por los altos costos asociados con los métodos tradicionales de limpieza están comenzando a utilizar la tecnología.

"Esto tiene el potencial de tener un gran impacto en muchos sitios heredados donde se han contaminado problemas de aguas subterráneas, incluyendo TCE, y donde actualmente hay menos fondos disponibles, ", Dijo Freeman." Este es definitivamente un gran ahorro de costos para todos los involucrados. Es una situación en la que todos ganan porque es ecológica, es sostenible a largo plazo, públicamente aceptable y es alimentado por energía solar por los propios árboles ".