Un equipo de investigación del departamento de Protección Ambiental de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ-CSIC), en Granada, ha estudiado un nuevo método para acelerar la eliminación de restos de fármacos y productos de higiene personal en aguas. Esta metodología, denominada bioaumentación con extractos, consiste en extraer microorganismos de sistemas expuestos previamente a los contaminantes y aplicarlos a mayor escala directamente en suelos y en aguas para acelerar la eliminación de esos agentes perjudiciales, generalmente persistentes. 

Detalle del ensayo de bioaumentación con extractos procedentes de diferentes muestras expuestas previamente a los contaminantes y aplicados para degradar ibuprofeno en soluciones acuosas, con sus respectivos controles.

Esta biotecnología de bajo coste puede facilitar su implantación a mayor escala para lograr una biodegradación rápida de moléculas de medicamentos analgésicos como ibuprofeno y diclofenaco y un agente antimicrobiano como el triclosán, así como trazas de productos de higiene y cuidado personal que se encuentran en aguas residuales depuradas.

En su artículo titulado ‘A novel and affordable bioaugmentation strategy with microbial extracts to accelerate the biodegradation of emerging contaminants in different media’ y publicado en la revista Science of The Total Environment, identifican en los extractos, mediante técnicas moleculares, una serie de bacterias que pueden ser las responsables de la mayor eliminación de esos medicamentos de las aguas.

Tras realizar ensayos a escala de laboratorio, los expertos confirmaron que el ibuprofeno se eliminó casi por completo (99%) en medios acuosos en un plazo de 21 días. En otros medios contaminados con diclofenaco y triclosán, se disipó el 90%, requiriendo para ello dos meses menos de tiempo en comparación con las muestras control donde no se aplicó esta técnica.

Esta nueva tecnología de biorremediación permite depurar aguas contaminadas de forma sostenible y facilitar su reutilización de forma más segura. “Aunque se encuentran en las aguas en concentraciones pequeñas, estas moléculas contaminantes se acumulan en los seres vivos y alteran las funciones hormonales y dan lugar a malformaciones y alteraciones en la reproducción que, a largo plazo, pueden ir avanzando en la cadena trófica”, asegura a la Fundación Descubre la investigadora de la Estación Experimental del Zaidín Esperanza Romero.

Investigadores del EEZ-CSIC que han participado en la eliminación de contaminantes emergentes en aguas.

Otra de las características de esta técnica es la rápida obtención de comunidades de microorganismos adaptados a los contaminantes, que en un plazo corto de tiempo son capaces de eliminarlos. Otros métodos de bioaumentación que parten de microorganismos previamente aislados por separado, requieren de más tiempo para poder aplicarlos. “Estudiar el comportamiento de cada bacteria de forma independiente, además de encarecer el proceso, ofrece un resultado sesgado porque muchos de ellos no crecen lo suficiente para comprobar si son efectivos y se desconoce si funcionaría una vez en contacto con el ecosistema contaminado”, compara Romero.

Una vez extraído este consorcio de microorganismos, se aplican directamente en sistemas de bioremediación y en aguas contaminadas. “Este método permite la depuración de efluentes en el sitio concreto donde se encuentran, pudiendo evitar la entrada de contaminantes en el medio ambiente”, explica la responsable del estudio.

Ensayos a escala de laboratorio

Para desarrollar esta técnica, los investigadores utilizaron biorreactores para obtener los extractos con los consorcios microbianos. Emplearon muestras procedentes de sistemas de bioremediación usados previamente para eliminar estos contaminantes de las aguas.

Extracción acuosa con aireación de los microorganismos resistentes o adaptados
persistentes en muestras previamente a los fármacos y productos antimicrobianos.

Para comprobar la eficacia del consorcio extraído en la biodegradación de estos contaminantes, los expertos lo han aplicado por un lado en una solución acuosa contaminada. Asimismo, también utilizaron un sistema de biopurificación diseñado para eliminar los contaminantes de las aguas formado por una mezcla de suelo, restos de poda de olivo y vermicompost de alperujo.

Después de comprobar estos resultados a escala experimental, el siguiente paso es aplicar este nuevo método a escala industrial con el objetivo de ver si este consorcio de microorganismos responde de la misma manera en grandes cantidades de aguas y suelos contaminados.

Este estudio ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación dentro del Programa de I+D+i orientado a los Retos de la Sociedad, cofinanciados con Fondos FEDER.

Referencias

Inés Aguilar Romero; Pieter van Dillewijn; Joseph Nesme; Søren J.Sørensen; Rogelio Nogales; Laura Delgado Moreno; Esperanza Romero: ‘A novel and affordable bioaugmentation strategy with microbial extracts to accelerate the biodegradation of emerging contaminants in different media’. Science of The Total Environment. 2022.

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