1. Año 5, Número 25. Diciembre 2009.
Sección: Revisión bibliográfica
Bacterias que devoran contaminantes en los
mantos acuíferos.
Autor: Arturo Aburto Medina
Investigador Postdoctoral en la Universidad Autónoma Metropolitana, México.
Correo electrónico: aburto@correo.cua.uam.mx
La limpieza de sitios contaminados (suelo y mantos acuíferos) con sustancias tóxicas puede
realizarse mediante bacterias adaptadas que utilizan a los contaminantes como fuente de energía y
los convierten en sustancias menos tóxicas.
Introducción Unidos ha estimado que 40% de los tanques de
almacenamiento en ese país han tenido fugas y que
El agua del subsuelo es la que existe debajo de la hasta 30,000 nuevas fugas se registran cada año.
superficie en espacios porosos del suelo y fracturas
de formaciones geológicas. Se origina como agua Otros estudios indican que de los 2 millones de
de lluvia, nieve, ríos y se mueve a través del suelo tanques de almacenamiento de gasolina, mas de
hasta que se almacena en los acuíferos. Un acuífero 60.000 presentan fugas en ese país (Rudolph,
es un área subterránea que puede incluir varias 1996). Además, una vez que el acuífero esta
capas de material permeable como arena, grava y contaminado, la remoción del contaminante es
arcilla que permite el flujo del agua del subsuelo y difícil porque el flujo en los acuíferos puede ser tan
su almacenamiento. El agua del subsuelo forma lenta como 1 cm/día.
parte del ciclo hidrológico y puede eventualmente
surgir en la superficie naturalmente en la forma de Atenuación Natural Monitoreada
manantiales y ríos.
Por lo tanto, una gran alternativa para la
Los acuíferos son una importante fuente de agua remediación de sitios contaminados es la
potable para las comunidades y muchas veces Atenuación Natural Monitoreada (ANM) ya que no
proveen más del 50% del consumo en grandes se requiere de equipo especial, lo cual reduce en
ciudades. Sin embargo, hay muchas formas en las gran medida los costos.
que los acuíferos se pueden contaminar, ya sea
directamente por la descarga industrial de La ANM depende de las actividades catabólicas de
desperdicios químicos o indirectamente por los microorganismos nativos y procesos
efluentes de agricultura, urbanos e industriales. fisicoquímicos como dilución, dispersión,
Una gran fuente de contaminación son los millones volatilización, precipitación, intercambio de iones y
de tanques de almacenamiento de combustibles foto oxidación para degradar o detoxificar los
como gasolina y diesel que presentan fugas en todo contaminantes. Esta alternativa tiene varias
el mundo. ventajas, en particular que no es intrusiva, reduce el
La Agencia de protección Ambiental de Estados uso de energía, pero sobre todo, reduce los costos.
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Otras alternativas pueden ser muy costosas y contaminantes. Tales incrementos no son inusuales
destructivas. Por ejemplo en el Reino Unido, más considerando que la atenuación natural es una
de 120 millones de libras son destinadas para la alternativa a largo plazo que podría durar hasta 50
remoción de pesticidas del agua potable cada año años y el proceso puede no ser sostenible durante
(www.environment-agency.gov.uk/). ese periodo de tiempo.
Así, la opción de ANM para remediar sitios La sustentabilidad del proceso debe comparar
contaminados se ha incrementado en años conocimiento sobre la liberación del contaminante
recientes. El consejo de recursos nacionales de los y conocimiento sobre los mecanismos protectores.
Estados Unidos ha escogido este método para la También se tiene que considerar si hay suficientes
remediación de agua de subsuelo contaminada por aceptores y donadores de electrones para la
tanques de almacenamiento desde 1997 mineralización de contaminantes por el tiempo
(Macdonald, 2000). Además, la agencia ambiental suficiente para su remoción. Pero la mas
del Reino Unido ha aceptado este método como importante, debe haber conocimiento si las
una alternativa viable para la remediación de reacciones microbianas se mantendrán durante el
acuíferos contaminados (www.environment- considerado periodo de tiempo (Smets et al., 2002).
agency.gov.uk/).
Caso exitoso de ANM
Sin embargo, para implementar esta alternativa, El siguiente estudio se basa en un acuífero
debe haber una evaluación completa de las contaminado con hidrocarburos que se encuentra
circunstancias técnicas y sobre todo, viabilidad para bajo el ANM.
la atenuación natural. Debe haber evidencia que
los procesos naturales ocurren a tal velocidad que Se investigó específicamente el potencial de
no afecte a las personas o al ambiente y se logren biodegradación de benceno (cancerigeno soluble en
determinados objetivos dentro de un periodo de agua y que ingerido a altas concentraciones puede
tiempo razonable, de ahí que se le llame atenuación ser fatal) in situ y se realizo el muestreo (Fig. 1) y
natural monitoreada. Para evaluar la eficacia del la identificación de bacterias que degradan
proceso se deben cumplir los siguientes criterios: benceno, además, se confirmo que la alcalinidad
(i) Un decremento de contaminantes registrado en extrema y anaerobiosis inhiben la degradación del
el sitio (ii) experimentos de laboratorio que contaminante.
demuestren que los microorganismos tienen el
potencial de degradar los contaminantes y Degradación aeróbica de benceno
evidencia que la biodegradación esta ocurriendo in A pesar de que el acuífero tiene un rango de
situ (Roling and Van Verseveld, 2002). También, concentraciones de oxigeno disuelto de 0 a 2.57
el diseño de un programa de monitoreo tiene que ppm, se registro degradación aeróbica en 11 de 12
ser especifico para cada sitio y los elementos microcosmos preparados en el laboratorio mientras
básicos incluyen tipo, numero y localización de los que no se observó degradación alguna en
pozos de monitoreo, diseño del pozo de monitoreo condiciones anaeróbicas.
y el numero y tipo de muestras así como la
frecuencia de muestreo.
Bacterias que degradan benceno
Estas características deben permitir al científico el La caracterización de comunidades microbianas se
monitoreo, determinar cambios en la calidad del realizo mediante técnicas de biología molecular
agua y proveer una advertencia temprana de como librerías de clones y la mayoría de esos
cualquier incremento en los niveles de clones fueron relacionados con bacterias
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pertenecientes a los géneros Polaromonas, biodegradación del contaminante en condiciones
Pseudomonas y Acidovorax las cuales se sabe que microaerofilicas lo cual es apoyado por una
realizan su respiración con oxigeno y reducción de disminución continua de los niveles del
nitrato respectivamente. Además de encontrar contaminante in situ a través del tiempo. Así
bacterias aeróbicas y reductoras de nitrato, también mismo, estos resultados confirman que la
se detectaron microorganismos generadores de atenuación natural monitoreada es una alternativa
metano que son anaerobios estrictos en las mismas viable para este sitio contaminado.
muestras, lo que sugiere que la degradación se lleva
a cabo por los dos grupos de microorganismos.
Hay una gran evidencia que la mayoría de
microorganismos aeróbicos detectados en las
librerías de clones están activos y se encuentran
degradando el benceno, lo cual es apoyado porque
1) pertenecen a un genero típicamente asociado con
la degradación de hidrocarburos aromáticos en
agua dulce, 2) las secuencias de clones están
relacionadas con Polaromonas naphthalenivorans
(Fig. 2) fueron idénticas a las de un
microorganismo degradador de naftaleno, 3) el
benceno fue la principal fuente de carbono y
energía, 4) los clones detectados in situ fueron muy
similares a microorganismos degradadores de
benceno aislados en el laboratorio previamente.
Por lo tanto, los resultados sugieren que al menos
un porcentaje de la degradación ocurre en serie, con
micro aerófilos facultativos responsables del primer
ataque sobre los compuestos aromáticos y la
ruptura del anillo de benceno para que la
degradación continúe de manera anaeróbica y
Fig. 1. Recolección de microorganismos en el sitio
finalmente con la generación de metano. Esto no
para posterior identificación
solo es posible en un ambiente heterogéneo como
el de un acuífero, si no que también se ha
demostrado previamente en cultivos líquidos.
Conclusión
La degradación de benceno en medios aeróbicos ha
sido demostrada en numerosas ocasiones, sin
embargo, la mayoría de los acuíferos presentan
condiciones anaeróbicas, lo que favorece la
persistencia del contaminante en los acuíferos. El
presente estudio logro confirmar la degradación
aeróbica de benceno en el laboratorio y sugiere la
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attenuation for groundwater cleanup.
Environmental Science & Technology 34:
346A-353A.
Roling, W.F.M. and Van Verseveld H.W. (2002)
Natural attenuation: What does the subsurface have
in store? Biodegradation 13: 53-64
Rudolph, B.F., L. McIntire (1996) Biotechnology,
Science, Engineering and Ethical Challenges.
Washington D.C.: Joseph Henry Press.
Watanabe K, Kodama Y, Hamamura N & Kaku N
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Yerushalmi L, Lascourreges JF, Rhofir C & Guiot
Fig. 2. Polaromonas naphthalenivorans SR (2001) Detection of intermediate metabolites of
benzene biodegradation under microaerophilic
conditions. Biodegradation 12: 379-391
Lecturas sugerida
Arturo Aburto, Anne Fahy, Fred Coulon, Arturo Aburto Medina
Gordon Lethbridge, Kenneth N. Timmis, Universidad Autónoma Metropolitana-Cuajimalpa
Andrew S. Ball and Terry J. McGenity (2009) 26363800 ext 3827
Mixed aerobic and anaerobic microbial aaburto@correo.cua.uam.mx
communities in benzene-contaminated
groundwaters Journal of Applied Microbiology.
ISSN 1364-5072
Fahy A, Lethbridge G, Earle R, Ball AS, Timmis
KN & McGenity TJ (2005) Effects of long-term
benzene pollution on bacterial diversity and
community structure in groundwater. Environ
Microbiol 7: 1192-1199.
Fahy A, McGenity TJ, Timmis KN & Ball AS
(2006) Heterogeneous aerobic benzene-degrading
communities in oxygen-depleted groundwaters.
FEMS Microbiol Ecol 58: 260-270.
Macdonald, J.A. (2000) Evaluating natural
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