Le aree gravemente contaminate, note come siti Superfund, sono oltre 1000 solo negli Stati Uniti. Una potente tecnica che utilizza la vita microbica per ripulire i luoghi contaminati da due sostanze chimiche clorurate, TCE e perclorato, è descritto in una nuova ricerca. Credito:Arizona State University
In tutta l'America, i siti di rifiuti pericolosi rappresentano una minaccia continua per la salute umana e ambientale. I casi più gravi sono noti come siti Superfund, di cui oltre un migliaio attualmente esistenti. Circa 50 milioni di americani vivono entro tre miglia da una di queste zone, potenzialmente mettendoli a maggior rischio di cancro e altre malattie gravi.
Sebbene la decontaminazione di tali siti sia una priorità per la salute pubblica, le sfide tecniche sono scoraggianti. Di particolare interesse sono un paio di sostanze chimiche clorurate note come TCE e perclorato. Il TCE è stato ampiamente utilizzato come agente sgrassante e il perclorato è utilizzato nella produzione di propellenti. A causa della diffusa dipendenza in passato da queste sostanze chimiche e dal loro smaltimento improprio, hanno spesso trovato la loro strada nell'ambiente, comportare rischi significativi per la salute umana e gli ecosistemi circostanti.
Biorisanamento per la rimozione di queste sostanze chimiche altamente tossiche, soprattutto quando sono presenti nelle miscele, è stata a lungo una sfida per gli scienziati. Le sostanze chimiche clorurate persistono ostinatamente nell'ambiente, a volte contaminando i sistemi di acqua potabile.
In un nuovo studio, i ricercatori del Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology hanno esplorato nuovi modi per liberare l'ambiente da queste sostanze chimiche tossiche concomitanti. Per realizzare questo, Fe 0 in combinazione con colture microbiche contenenti un microbo insolito noto come Dehalococcoides mccartyi sono state aggiunte a campioni di suolo e acque sotterranee da un sito Superfund contaminato a Goodyear, Arizona. Il sito contaminato era stato precedentemente coinvolto nella difesa e nella produzione aerospaziale.
I ricercatori descrivono come i batteri Dehalococcoides possono agire in sinergia con Fe 0 , noto come ferro a valenza zero. Il nuovo studio descrive le condizioni in cui Fe 0 , Dehalococcoides, e altri batteri possono convertire efficacemente TCE e perclorato in prodotti finali benigni o meno tossici della biodegradazione microbica, (per esempio., etene).
Lo studio appare nell'attuale numero della rivista Scienze e tecnologie ambientali .
criticamente, la tecnica impedisce che la reazione di degradazione del TCE si arresti a metà del processo. Quando questo accade, un paio di sostanze chimiche, vengono prodotti cis-DCE e cloruro di vinile, al posto dell'etilene. Sarebbe una brutta notizia per l'ambiente, poiché il cloruro di vinile è riconosciuto come un potente cancerogeno.
Anziché, utilizzando basse concentrazioni di Fe . invecchiato 0 insieme a Dehalococcoides, è stata ottenuta una riduzione completa di TCE e perclorato ad innocui etene e ioni cloruro. Lo studio ha anche dimostrato che alte concentrazioni di Fe 0 inibito TCE e riduzione del perclorato mentre ferro ferroso (Fe 2 + ), un prodotto di ossidazione di Fe 0 , ha rallentato significativamente la reazione di riduzione del TCE all'etene.
"Generalmente, gli ambienti inquinati contengono più di un contaminante tossico, ancora, disponiamo di informazioni limitate per la gestione di ambienti con più contaminanti, "dice Srivatsan Mohana Rangan, autore principale del nuovo studio. "Le sinergie tra reazioni microbiologiche e abiotiche possono aiutare a ottenere una bonifica efficace di più contaminanti contemporaneamente in un lasso di tempo più breve. Il nostro studio utilizza colture microbiche con un riducente chimico, ferro zerovalente, dimostra scenari per la bonifica di successo di TCE e perclorato, ma sottolinea anche scenari che possono esacerbare la contaminazione ambientale, generando sostanze chimiche cancerogene".
"Speriamo che questo studio aiuti a informare la progettazione correttiva presso il Phoenix Goodyear Airport North Superfund Site e altri ambienti contaminati in cui riducenti chimici come Fe 0 sono utilizzati per promuovere attività microbiche a lungo termine e sostenute nel suolo e nelle acque sotterranee, "dice Anca Delgado, coautore del nuovo studio. (Oltre al suo incarico di Biodesign, Delgado è un assistente professore presso la School of Sustainable Engineering and the Built Environment dell'ASU.)
I risultati della ricerca aprono la strada a soluzioni microbiche avanzate per affrontare la contaminazione da sostanze chimiche clorurate nei siti Superfund in tutto il paese.
