Como todos sabemos las bacterias son organismos que forman parte del suelo, aguas subterráneas, aguas superficiales y sedimentos llegando a poder ser un componente clave en la eliminación de contaminantes presentes en el medio ambiente.
Denominado este proceso como biodegradación, es definido por la Agencia de Protección Ambiental (EPA en siglas inglesas) de los EEUU, como “El efecto de los procesos físicos, químicos y biológicos llevados a cabo de forma natural en el subsuelo o cualquier combinación de los mismos para reducir la carga, la concentración, el flujo o la toxicidad de las sustancias contaminantes y sin intervención humana”.
Sin embargo la complejidad del suelo hace que la eficacia de la biodegradación dependa de una serie de factores tales como tipo de contaminante, reacciones físico químicas que tienen lugar en el suelo, las complejas condiciones medioambientales que determinan la estructura de la comunidad microbiana y la disponibilidad de un donador de electrones en el medio, pero qué es exactamente “un donador de electrones”, pues se trata simplemente de la liberación de un electrón cuando tiene lugar la respiración celular, las bacterias obtienen la energía a través de un proceso de transferencia de electrones.
De forma natural la biodegradación se produce tanto en el suelo como en las aguas subterráneas por la simple presencia de las bacterias, pero es un proceso lento y se requieren largos periodos de tiempo para alcanzar una eliminación del contaminante deseable.
En consecuencia, los últimos avances científicos van en búsqueda de la estimulación del crecimiento de aquella comunidad microbiana presente en el suelo que mejor potencial de degradación tenga para un determinado contaminante.
Asimismo, si bien se ha avanzado mucho en las últimas décadas para poder entender con profundidad cuales son los mecanismos que gobiernan el proceso de atenuación natural y la habilidad de las bacterias para hacer frente a los diferentes contaminantes presentes en el medio, aún queda mucho camino por recorrer.
De ahí que Uwe Schneidewind, phD del proyecto Marie Curie ADVOCATE y sus colegas de VITO (Vision of Technology) quisieran conocer más sobre estos mecanismos y cómo estimular a la comunidad microbiana para mejorar los procesos de biodegradación a través de un estudio en una zona contaminada del rio Zenne en Bélgica. Primero a escala de laboratorio, con el fin de poder comprender cómo es la estructura de la comunidad microbiana, qué cinética tiene lugar durante el proceso y cuál va a ser su máximo potencial de degradación.
Y, a continuación, a escala de campo inyectando en ciertas localizaciones un medio microbiano con crecimiento estimulado, para mejorar su biodegradación y estudiar su comportamiento.
El rio Zenne presenta una larga trayectoria industrial, la cual ha dejado la ribera del mismo altamente contaminadas por solventes clorados como el tetracloroeteno (PCE en siglas inglesas) y tricloroeteno (TCE en siglas inglesas).
Acorde a este tipo de contaminante, la única bacteria capaz de degradarlo es la denominada Dehalococcoides mccartyi, la cual usa los compuestos clorados para su actividad de deshalogenación, es decir, esta bacteria emplea los compuestos halogenados para llevar a cabo el proceso de respiración y obtener energía.
Los solventes clorados PCE y TCE se degradan a eteno/etano transformándose en primer lugar en los isómeros cis-DCE, trans-DCE, 1,1-DCE; luego pasa a cloruro de vinilo y finalmente se llega a eteno/etano o la completa mineralización (lo más deseable).
Sin embargo, el proceso no es tan sencillo como parece, las condiciones ambientales y otros factores limitantes hacen que la degradación no sea completa, considerándose los productos intermedios tóxicos y nada deseables.
Debido a esto, en las dos últimas décadas, varios estudios se han realizado sobre la base de la adición de un donador de electrones para lograr una eliminación completa de los compuestos clorados sin obtener aún grandes conclusiones.
Vaya lío de situación! Ante este escenario planteado, Uwe y su equipo de VITO recolectaron sedimentos procedentes de tres zonas diferentes de un acuífero situado cerca del rio Zenne y del lecho del río, emplearon estudios microcosmos para mediar su actividad microbiana y añadieron diferentes fuentes de carbono para el crecimiento estimulado de las bacterias dehalococcoides mccartyi tales como lactato (C3H6O3) o melaza (C6H12NNaO3S) e intentar dar un avisto de solución a este contexto.
Las conclusiones las puedes encontrar en el artículo “Kinetics of dechlorination by dehalococcoides mccartyi using different carbon sources”.
Uwe Schneidewind, Pieter Jan Haest, Siavash Atashgahi, Farai Maphosa, Kelly Hamonts, Miranda Maesen, Montse Calderer, Piet Seuntjens, Hauke Smidt, Dirk Springael, Winnie Dejonghe (2013). “Kinetics of dechlorination by dehalococcoides mccartyi using different carbon sources”. Journal of Contaminant Hydrology
