Microorganismos que descontaminan la tierra

Investigadores del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología y de la Universidad de Sevilla han creado una estrategia que elimina una sustancia tóxica usada con frecuencia como plaguicida en agricultura. Los expertos han conseguido la limpieza completa en seis meses tras la aplicación del método propuesto, lo que lo convierte en un remedio rápido y eficaz para terrenos expuestos a estos herbicidas.

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Sevilla |
09 de abril de 2018

Investigadores del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología y el departamento de Microbiología y Parasitología de la Universidad de Sevilla han desarrollado un producto a partir de un conjunto de microorganismos del propio suelo que permite la eliminación de diurón en menos de seis meses. Este herbicida, aunque ya prohibido, ha sido muy utilizado en cultivos y es responsable de la contaminación de terrenos en la actualidad.

Grupo de investigación del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología responsable del estudio.

La nueva fórmula está basada en los llamados consorcios bacterianos degradadores que son asociaciones de dos o más especies de microorganismos que actúan como una comunidad.  Previamente aislados de los diferentes suelos agrícolas, no solo los han caracterizado como atenuantes específicos del contaminante, sino que además han determinado su eficiencia debido a la capacidad para transformar el herbicida en minerales, lo que implica su completa eliminación sin dejar residuos.

En el artículo ‘Combined use of microbial consortia isolated from different agricultural soils and cyclodextrin as a bioremediation technique for herbicide contaminated soils’ publicado en la revista Chemosphere, los investigadores describen la técnica de biorrecuperación aplicada a través de diferentes ensayos, empleando  consorcios bacterianos degradadores y  ciclodextrina, una sustancia que se obtiene a partir del almidón. Los organismos vivos utilizaron el diurón como alimento, transformándolo en dióxido de carbono, agua y sales minerales.

Las moléculas de ciclodextrina favorecen que el consorcio bacteriano degrade el agente contaminante en elementos no tóxicos y lo eliminen completamente.

Mientras que el herbicida se elimina a razón del 0,34% en aguas y el 13% en suelos de manera natural, la nueva técnica ha conseguido una reducción de más del 65% y 42%, respectivamente, al ser inoculados con los consorcios microbianos aislados en el laboratorio junto a la ciclodextrina. Estos resultados confirman la viabilidad para su aplicación a terrenos que suponen un potencial peligro para el medio ambiente. “El problema del diurón no se presenta únicamente por la carga tóxica presente en el suelo sino porque es una vía de contaminación por la lluvia y la escorrentía que lo filtran y liberan a las aguas subterráneas, incluyéndolo en el ciclo hidrológico”, explica a la Fundación Descubre el investigador del IRNAS Jaime Villaverde, autor del artículo.

Bacterias contra plaguicidas

Existen diferentes estrategias para la recuperación de terrenos contaminados por compuestos orgánicos persistentes, como el diurón. “Hasta donde sabemos, éste es el primer informe sobre el uso de consorcios microbianos aislados del suelo en combinación con ciclodextrinas. Tras los ensayos hemos confirmado que puede aplicarse como una técnica eficaz de biorrecuperación tras el uso de plaguicidas”, indica el investigador.

Las moléculas de ciclodextrina poseen una cavidad interior hidrofóbica, que repele el agua, pero que es capaz de interaccionar con el plaguicida. Por otro lado, una zona externa hidrofílica mejora la solubilidad del contaminante haciéndolo más biodisponible, es decir, favoreciendo que el consorcio lo degrade en elementos no tóxicos.

Los microorganismos son capaces de adaptarse a cualquier fuente de carbono, es decir, podrían llegar  a asimilar cualquier compuesto orgánico y emplearlo como nutriente para obtener a partir de él la energía suficiente para su desarrollo. Esta versatilidad metabólica los convierte en perfectos candidatos a degradadores potenciales de contaminantes orgánicos presentes en suelos y aguas. Los investigadores han observado la capacidad de eliminación del diurón utilizando distintas asociaciones de estas bacterias presentes en los mismos suelos de manera natural. El trabajo ha determinado cuál es el consorcio más idóneo para aplicar contra el herbicida y lograr su eliminación in situ, es decir, en el propio terreno afectado.

El diurón, aunque ya prohibido, ha sido un plaguicida muy utilizado en cultivos y es responsable de que existan suelos contaminados en la actualidad.

Esta técnica se aplica también de forma efectiva para la eliminación de contaminantes orgánicos presentes en los lodos procedentes de depuradoras de aguas y que se consideran como emergentes, por ejemplo, fármacos. Las investigaciones se han desarrollado dentro del proyecto de excelencia ‘Evaluación de la toxicidad de residuos envejecidos de plaguicidas en suelos contaminados’ financiado por la consejería de Economía y Conocimiento de la Junta de Andalucía y ‘Envejecimiento y biodisponibilidad de residuos de plaguicidas en suelos contaminados y su modelización’ del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad.

Referencias:

Jaime Villaverde Capellán, Marina Rubio Bellido, Alba Lara Moreno, Francisco Merchán, Esmeralda Morillo González. ‘Combined use of microbial consortia isolated from different agricultural soils and cyclodextrin as a bioremediation technique for herbicide contaminated soils’. Chemosphere. 2017

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