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Los investigadores exploran nuevas maneras de librar el ambiente de substancias químicas tóxicas de co-ocurrencia

A través de América, los sitios de los desechos peligrosos plantean una amenaza en curso para el ser humano y las higienes ambientales. Los casos más severos se conocen como sitios de Superfund, cuyo sobre mil exista actualmente.

Unos 50 millones de americanos viven a tres millas de una de estas zonas, potencialmente poniéndolas en el riesgo creciente para el cáncer y otras enfermedades serias.

Mientras que la descontaminación de tales sitios es una prioridad de la salud pública, los retos técnicos son desalentadores. De la preocupación especial es un par de substancias químicas tratadas con cloro conocidas como TCE y perclorato. TCE era ampliamente utilizado como un agente de desengrase y un perclorato se utiliza en la manufactura de propulsor.

Debido a la confianza dispersa en estas substancias químicas en eliminación última y su incorrecta, han encontrado a menudo su manera en el ambiente, planteando riesgos importantes a la salud humana y a los ecosistemas circundantes.

El tratamiento para el retiro de estas substancias químicas altamente tóxicas, especialmente cuando están presente en mezclas, ha sido de largo un reto para los científicos. Las substancias químicas tratadas con cloro persisten obstinado en el ambiente, contaminando a veces los circuitos de agua de consumición.

En un nuevo estudio, los investigadores en el Biodesign Swette centran para que las nuevas maneras exploradas biotecnología ambiental libren el ambiente de estas substancias químicas tóxicas de co-ocurrencia.

Para lograr esto, Fe0 conjuntamente con las culturas microbianas que contenían un microbio inusual conocido como mccartyi de Dehalococcoides fueron agregados a las muestras del suelo y del agua subterránea de un sitio contaminado de Superfund en Goodyear, Arizona. El sitio contaminado había estado implicado antes en defensa y la fabricación aeroespacial.

Los investigadores describen cómo las bacterias de Dehalococcoides pueden actuar en sinergia con Fe0, conocido como hierro cerovalente. El nuevo estudio describe las condiciones bajo las cuales Fe0, Dehalococcoides, y otras bacterias pueden convertir efectivo TCE y el perclorato a los productos finales benignos o menos tóxicos de la biodegradación microbiana, (e.g., ethene).

El estudio aparece en la aplicación actual la ciencia ambiental y la tecnología del gorrón.

Crítico, la técnica previene la reacción de la degradación de TCE del atascamiento a medio camino entre el proceso. Cuando suceso esto, un par de substancias químicas, de cis-DCE y de cloruro de vinilo se produce, en vez de ethene. Ésta sería noticias malas para el ambiente, como el cloruro de vinilo se reconoce como agente carcinógeno altamente potente.

En lugar, usando concentraciones inferiores de Fe0 envejecido junto con Dehalococcoides, una reducción completa de TCE y el perclorato a los iones inofensivos del ethene y del cloruro fueron logrados.

El estudio también demostró que las altas concentraciones de Fe0 inhibieron TCE y la reducción del perclorato mientras que el hierro ferroso (Fe2+), un producto de la oxidación de Fe0, reacción importante retrasada de la reducción de TCE al ethene.

“Generalmente, los ambientes contaminados contienen más de un contaminante tóxico, con todo, tenemos información limitada para los ambientes de manejo con los contaminantes múltiples,” dice Srivatsan Mohana Rangan, autor importante del nuevo estudio.

“Las sinergias entre las reacciones microbiológicas y abióticas pueden ayudar a lograr el remedio acertado de contaminantes múltiples simultáneamente en un calendario más corto. Nuestro estudio usando culturas microbianas con un hierro reductant, cerovalente químico, demuestra los decorados para el remedio acertado de TCE y el perclorato, pero también subraya los decorados que pueden exacerbar la contaminación del medio ambiente, generando las substancias químicas carcinógenas.”

Esperamos que este estudio ayude a informar a diseño remediador en el sitio del norte y otro de Superfund del aeropuerto de Phoenix Goodyear los ambientes contaminados donde los reductants químicos tales como Fe0 se utilizan para ascender actividades microbianas a largo plazo y continuas en el suelo y el agua subterránea.”

Anca Delgado, co-autor del estudio, universidad de estado de Arizona

(Además de su cita de Biodesign, Delgado es profesor adjunto en la escuela de ASU de la ingeniería sostenible y del ambiente construido.)

Las conclusión de la investigación pavimentan la manera para que las soluciones microbianas avanzadas dirijan la contaminación por las substancias químicas tratadas con cloro en los sitios de Superfund en todo el país.

Source:
Journal reference:

Rangan, S. M., et al. (2020) Synergistic Zerovalent Iron (Fe0) and Microbiological Trichloroethene and Perchlorate Reductions Are Determined by the Concentration and Speciation of Fe. Environmental Science and Technology. doi.org/10.1021/acs.est.0c05052.