L'arsenico tossico nelle acque sotterranee è un problema enorme per più di cento milioni di persone in tutto il mondo, soprattutto nei paesi del sud-est asiatico come Bangladesh e Vietnam. L'arsenico viene rilasciato dall'attività dei microrganismi. Un team di ricercatori nel campo della geomicrobiologia guidato dal professor Andreas Kappler dell'Università di Tubinga ha ora dimostrato che questi batteri non utilizzano fonti di cibo dalla superficie terrestre, come si era ipotizzato in precedenza, ma da profondi strati di roccia. Questa nuova conoscenza sui principali percorsi e processi di rilascio di arsenico aiuterà a prevedere con maggiore precisione la futura contaminazione dell'acqua potabile e, se possibile, a prevenirla. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali .

Grandi quantità di minerali di ferro contenenti arsenico si trovano nel sottosuolo di molte regioni del sud-est asiatico. I sedimenti acquiferi ospitano comunità di microrganismi, che può dissolvere i minerali di ferro e rilasciare l'arsenico tossico. Per fare questo, i microrganismi hanno bisogno di materiale organico come cibo. "In precedenza, si presumeva che il materiale organico dalla superficie, come piante o alghe da stagni e laghi, consentisse ai microrganismi di dissolvere i minerali di ferro contenenti arsenico e quindi di rilasciare l'arsenico, " dice Andreas Kappler. Tuttavia, in molti sistemi di acque sotterranee vi sono indicazioni che il materiale organico non penetri dalla superficie fino agli strati contenenti arsenico.

Nel nuovo studio, gli scienziati di Tubinga, insieme ai colleghi di Zurigo, Karlsruhe e Berlino, ha studiato i processi rilevanti in un villaggio con acqua contaminata da arsenico, a Van Phuc, 15 chilometri a sud-est di Hanoi in Vietnam. Là, carotaggi sono stati prelevati da materiale fresco del sottosuolo da profondità di oltre 40 metri. Il team di ricerca ha esaminato la quantità di materiale organico presente negli strati rocciosi profondi, da dove viene, e se i microrganismi presenti potrebbero utilizzarlo come fonte di cibo ed energia. Gli esperimenti condotti nel laboratorio di Tubinga hanno permesso ai ricercatori di identificare i processi metabolici in atto e cosa mangiano i vari batteri.

Vecchio materiale organico da strati di sedimenti profondi

"Il materiale organico naturalmente presente nei campioni sembra provenire da antiche foreste di mangrovie. Si è depositato e conservato negli strati di sedimenti che contengono arsenico, " dice Kappler. Sembra che i microrganismi lo stiano usando come fonte di cibo, rilasciando così l'arsenico nelle acque sotterranee. Un confronto dei risultati degli esperimenti di laboratorio con le concentrazioni di arsenico misurate nell'acqua dell'area di studio ha mostrato che i processi microbici, alimentato da materiale organico proveniente da strati profondi, potrebbe spiegare gli alti livelli di arsenico presenti nell'acqua. L'influenza del materiale organico dalla superficie potrebbe essere molto minore di quanto si pensasse in precedenza.

"Dobbiamo capire quali processi microbici portano al rilascio di arsenico e all'inquinamento dell'acqua, "dice il professor Kappler, che ha diretto lo studio. L'autore principale della pubblicazione, Martyna Glodowska, aggiunge:"È un passaggio cruciale in questo processo che siamo stati in grado di identificare la fonte di cibo dei batteri attivi nel sottosuolo".