Las áreas severamente contaminadas, conocidas como sitios Superfund, suman más de 1000 solo en los EE. UU. Una técnica poderosa que usa vida microbiana para limpiar lugares contaminados con dos químicos clorados, TCE y perclorato, se describe en una nueva investigación. Crédito:Universidad Estatal de Arizona
A través de América, Los sitios de desechos peligrosos representan una amenaza constante para la salud humana y ambiental. Los casos más graves se conocen como sitios Superfund, de los cuales existen actualmente más de mil. Unos 50 millones de estadounidenses viven a tres millas de una de estas zonas, potencialmente poniéndolos en mayor riesgo de cáncer y otras enfermedades graves.
Si bien la descontaminación de dichos sitios es una prioridad de salud pública, los desafíos técnicos son abrumadores. De particular preocupación son un par de productos químicos clorados conocidos como TCE y perclorato. El TCE se utilizó ampliamente como agente desengrasante y el perclorato se utiliza en la fabricación de propulsores. Debido a la dependencia generalizada de estos productos químicos en el pasado y su eliminación inadecuada, a menudo han encontrado su camino hacia el medio ambiente, planteando riesgos significativos para la salud humana y los ecosistemas circundantes.
Biorremediación para la eliminación de estos productos químicos altamente tóxicos, especialmente cuando están presentes en mezclas, ha sido durante mucho tiempo un desafío para los científicos. Los productos químicos clorados persisten obstinadamente en el medio ambiente, a veces contaminando los sistemas de agua potable.
En un nuevo estudio, Los investigadores del Centro Biodesign Swette de Biotecnología Ambiental exploraron nuevas formas de librar al medio ambiente de estos químicos tóxicos coexistentes. Para lograr esto, Fe 0 en combinación con cultivos microbianos que contienen un microbio inusual conocido como Dehalococcoides mccartyi se agregaron a muestras de suelo y agua subterránea de un sitio Superfund contaminado en Goodyear, Arizona. El sitio contaminado había estado involucrado anteriormente en la fabricación aeroespacial y de defensa.
Los investigadores describen cómo las bacterias Dehalococcoides pueden actuar en sinergia con Fe 0 , conocido como hierro de valencia cero. El nuevo estudio describe las condiciones en las que Fe 0 , Dehalococcoides, y otras bacterias pueden convertir eficazmente el TCE y el perclorato en productos finales benignos o menos tóxicos de la biodegradación microbiana, (p.ej., eteno).
El estudio aparece en el número actual de la revista. Ciencia y tecnología ambiental .
Críticamente, la técnica evita que la reacción de degradación del TCE se detenga a la mitad del proceso. Cuando esto pasa, un par de productos químicos, se producen cis-DCE y cloruro de vinilo, en lugar de eteno. Sería una mala noticia para el medio ambiente. ya que el cloruro de vinilo se reconoce como un carcinógeno muy potente.
En lugar de, mediante el uso de bajas concentraciones de Fe envejecido 0 junto con Dehalococcoides, Se logró una reducción completa de TCE y perclorato a iones eteno y cloruro inocuos. El estudio también demostró que altas concentraciones de Fe 0 inhibió la reducción de TCE y perclorato mientras que el hierro ferroso (Fe 2 + ), un producto de oxidación de Fe 0 , ralentizó significativamente la reacción de reducción de TCE a eteno.
"Generalmente, los ambientes contaminados contienen más de un contaminante tóxico, todavía, contamos con información limitada para la gestión de entornos con múltiples contaminantes, "dice Srivatsan Mohana Rangan, autor principal del nuevo estudio. "Las sinergias entre las reacciones microbiológicas y abióticas pueden ayudar a lograr una remediación exitosa de múltiples contaminantes simultáneamente en un período de tiempo más corto. Nuestro estudio usando cultivos microbianos con un reductor químico, hierro zerovalent, demuestra escenarios para la remediación exitosa de TCE y perclorato, pero también subraya escenarios que pueden exacerbar la contaminación ambiental, generando sustancias químicas cancerígenas ".
"Esperamos que este estudio ayude a informar el diseño de remediación en el sitio Superfund del norte del aeropuerto Phoenix Goodyear y en otros entornos contaminados donde los reductores químicos como el Fe 0 se utilizan para promover actividades microbianas sostenidas y a largo plazo en el suelo y las aguas subterráneas, "dice Anca Delgado, coautor del nuevo estudio. (Además de su nombramiento de Biodesign, Delgado es profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Sostenible y el Ambiente Construido de ASU).
Los resultados de la investigación allanan el camino para soluciones microbianas avanzadas para abordar la contaminación por productos químicos clorados en los sitios Superfund en todo el país.
