Los núcleos de perforación se tomaron en 2018 en Van Phuc, Vietnam, para experimentos de laboratorio que investiguen los orígenes del metano y el arsénico en las aguas subterráneas. Crédito:Andreas Kappler
El arsénico es una toxina que ahora está muy presente en los ríos y las aguas subterráneas de países como Bangladesh y Vietnam. Es liberado por la actividad de microorganismos. Sin embargo, durante mucho tiempo no estuvo claro qué comían los microorganismos para liberar el arsénico. Un equipo de geomicrobiólogos dirigido por el profesor Andreas Kappler de la Universidad de Tübingen ha demostrado que los microbios descomponen los sedimentos que contienen arsénico utilizando compuestos orgánicos de capas profundas como alimento. refutando las teorías de que el combustible para su actividad provenía de plantas o algas en la superficie. Ahora, el equipo también ha demostrado que, junto con los materiales orgánicos en los sedimentos, El gas metano es una fuente importante de alimento para las bacterias y también juega un papel clave en su liberación de arsénico. Este nuevo mecanismo responsable de la movilización de arsénico puede explicar la elevada concentración de arsénico en muchos acuíferos y ayudará a predecir con mayor precisión la contaminación futura del agua potable. El estudio ha sido publicado en la revista Naturaleza Comunicaciones Tierra y medio ambiente .
Los minerales de hierro que contienen arsénico, originarios del Himalaya, se pueden encontrar hoy en día en los sedimentos subterráneos de muchos deltas de ríos en el sudeste asiático. Estos sedimentos del acuífero albergan diversos conjuntos de microorganismos que se pensaba eran responsables de la disolución de los minerales de hierro y la liberación de arsénico. "Después de nuestro estudio anterior, asumimos que ejecutan su metabolismo y crecimiento a partir de material orgánico en los sedimentos, "dice la investigadora de doctorado Martyna Glodowska, autor principal del estudio actual.
Alta concentración de gas natural.
Los científicos de Tübingen, trabajar con colegas internacionales, investigó un sistema de agua subterránea contaminada con arsénico en VanPhuc, un pueblo a 15 kilómetros al sureste de Hanoi en Vietnam. "Allí observamos grandes concentraciones de metano, un gas de efecto invernadero, en algunos casos a concentraciones tan altas que el metano incluso brotó del agua traída a la superficie". "dice Andreas Kappler. El metano es el componente principal del gas natural que se utiliza como fuente de energía en los hogares y en la industria". Eso nos dio la idea de que también podría ser utilizado como fuente de energía por los microorganismos que movilizan el arsénico, "dice Glodowska.
Experimento de incubación de sedimentos. El metano suministrado a los sedimentos desencadena la reducción y disolución del mineral Fe (III) microbiano mediado, movilizando arsénico - como se ve por el color cambiante de los sedimentos de naranja (derecha) a marrón oscuro (izquierda). Crédito:Andreas Kappler
Los experimentos llevados a cabo en el laboratorio de Tubinga, en los que se añadió metano a muestras de sedimentos de Vietnam, permitieron a los investigadores demostrar esa teoría. "Al hacer esto, descubrimos un nuevo mecanismo que conduce a la movilización de arsénico, ", dice Kappler." El metano producido por otros microorganismos en el subsuelo parece impulsar la movilización de arsénico por bacterias que comen metano y disuelven minerales, " él añade.
Un análisis comparativo de otros acuíferos en todo el mundo reveló que muchos de ellos contienen grandes cantidades de metano y una gran abundancia de bacterias que lo producen o lo utilizan. "Por lo tanto, la movilización de arsénico por microorganismos oxidantes de metano podría ser un mecanismo importante en la contaminación de las aguas subterráneas con arsénico en muchos lugares del mundo, ", Dice Kappler." Ahora necesitamos comprender cuán abundantes son estas bacterias en los sistemas de aguas subterráneas que contienen arsénico, hierro y minerales, "Dice el profesor Kappler. Martyna Glodowska agrega:" Es un paso crucial que hayamos identificado tanto el metano como fuente de alimento como los microorganismos que median el proceso de liberación de arsénico en las aguas subterráneas ".