Investigadores de la UCR descubren bacterias claves que pueden destruir PFAS. Un equipo de ingenieros ambientales de la Universidad de California en Riverside (UCR) ha logrado un avance significativo al identificar especies bacterianas que pueden destruir ciertos «químicos eternos». Este descubrimiento representa un paso crucial hacia tratamientos de bajo coste para fuentes de agua potable contaminadas con sustancias per- y polifluoroalquiladas (PFAS). Estas bacterias pertenecen al género Acetobacterium, comúnmente encontrado en ambientes de aguas residuales en todo el mundo.
Los desafíos de los químicos eternos
Los PFAS son conocidos por su persistencia. Estos químicos, utilizados ampliamente desde la década de 1940, resisten el calor, el agua y las grasas, encontrándose en productos como espumas supresoras de incendios, envoltorios resistentes a la grasa y repelentes de manchas. Su persistencia plantea serios desafíos ambientales y de salud pública, ya que se acumulan en el medio ambiente y en los seres vivos. Los PFAS están vinculados a una variedad de problemas de salud, incluyendo cáncer, problemas hormonales y efectos sobre el sistema inmunológico.
Dada la toxicidad de los PFAS, la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. (EPA) impuso límites estrictos en 2024, restringiendo ciertos químicos eternos a solo cuatro partes por trillón en el agua potable. Esto ha incentivado a los proveedores de agua a buscar soluciones eficaces para la limpieza de PFAS. La persistencia y bioacumulación de estos compuestos en el medio ambiente y en el cuerpo humano han generado una preocupación global y una necesidad urgente de métodos de remediación efectivos.
La toxicidad de los PFAS ha llevado a la EPA a imponer límites estrictos en 2024.
La innovación en la biodegradación
El proceso de defluorinación es clave. Este proceso implica la ruptura de los enlaces carbono-flúor en los PFAS, lo que permite su descomposición. Los científicos de la UCR y sus colaboradores descubrieron que ciertas bacterias del género Acetobacterium, como Acetobacterium bakii, poseen la capacidad de realizar esta defluorinación. Antes se creía que este proceso era casi imposible debido a la fortaleza de los enlaces químicos entre el carbono y el flúor, que son extremadamente estables y resistentes a la degradación.
Las bacterias Acetobacterium destruyen los PFAS. El hallazgo es significativo porque representa la primera observación de defluorinación reductiva de estructuras de PFAS por bacterias. El complejo de reducción de cafeato (CarABCDE) es responsable de esta defluorinación. En presencia de PFMeUPA, las bacterias Acetobacterium bakii completaron la biotransformación en tres semanas, mucho más rápido que los 120 días observados anteriormente para comunidades microbianas anaeróbicas.
Las bacterias Acetobacterium pueden destruir los PFAS rápidamente
La identificación de sistemas de bifurcación electrónica en Acetobacterium abre nuevas vías para la bioremediación de PFAS. La investigación mostró que estos sistemas son comunes en entornos de tratamiento de aguas residuales, lo que sugiere que muchos otros microorganismos podrían poseer capacidades similares. Los investigadores utilizaron modelos de alineación de secuencias y perfiles de consenso para buscar homólogos de la enzima CarC en metagenomas de plantas de tratamiento de aguas residuales globales, identificando 723 metagenomas con patrones de secuencia similares. Esto refuerza la ubicuidad de estos sistemas en ambientes de tratamiento de aguas residuales y su potencial aplicación en diversas situaciones ambientales.
El uso de bacterias para tratar aguas subterráneas es prometedor, ya que destruye los contaminantes antes de que el agua llegue a los pozos. Este método es tanto económico como efectivo, proporcionando una solución sostenible para el tratamiento de aguas contaminadas. El proceso involucra la inyección de agua subterránea con especies bacterianas específicas junto con nutrientes para aumentar su número. Las bacterias degradan los PFAS in situ, evitando la necesidad de tratamientos costosos y complejos en la superficie.
El uso de bacterias en aguas subterráneas es prometedor.
Conclusión
El uso de bacterias para la degradación de PFAS representa una solución innovadora y sostenible para uno de los problemas ambientales más persistentes y peligrosos de nuestra era. La investigación de la UCR no solo abre nuevas vías para el tratamiento de aguas contaminadas, sino que también establece un precedente para el uso de biotecnología avanzada en la lucha contra la contaminación global. Con la continua investigación y desarrollo, estos métodos biológicos podrían ser clave para asegurar un futuro más limpio y saludable para las próximas generaciones. La combinación de enfoques científicos avanzados y aplicaciones prácticas en el campo promete transformar significativamente el panorama del tratamiento de aguas y la protección ambiental.
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