Las bacterias podrían ser nuestras aliadas en la lucha contra las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), conocidas como contaminantes eternos. Un equipo de la Universidad de Buffalo ha descubierto una cepa bacteriana capaz de descomponer estos compuestos químicos, abriendo así una nueva vía para su eliminación.
Este descubrimiento, publicado en
Science of the Total Environment, muestra que la bacteria Labrys portucalensis F11 puede metabolizar más del 90% del ácido perfluorooctano sulfónico (PFOS) en 100 días. El PFOS, uno de los PFAS más persistentes, ha sido clasificado como peligroso por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos.
La bacteria F11 también ha degradado una parte significativa de otros dos tipos de PFAS. Esta capacidad para descomponer los enlaces carbono-flúor, particularmente resistentes, representa un avance importante. Los investigadores han observado que F11 puede incluso eliminar el flúor de los metabolitos resultantes, reduciendo así su toxicidad.
Los PFAS, utilizados desde la década de 1950 en diversos productos, son notoriamente difíciles de degradar. Sin embargo, algunas bacterias, como F11, han evolucionado para utilizar estas sustancias como fuente de carbono, una adaptación crucial para su supervivencia en entornos contaminados.
El estudio también reveló que F11, aislada de un sitio industrial contaminado en Portugal, puede degradar los PFAS incluso en ausencia de otras fuentes de carbono. Este hallazgo abre el camino a aplicaciones potenciales para el tratamiento de aguas residuales y la descontaminación de suelos.
Los investigadores planean ahora explorar cómo acelerar la degradación de los PFAS por parte de F11, ajustando las condiciones ambientales e introduciendo fuentes de carbono competidoras. Esto podría incluir la adición de la bacteria en los lodos activados de las plantas de tratamiento de aguas o su inyección directa en sitios contaminados.
Diana Aga (izquierda) y su estudiante de doctorado Minduala Wijayahena analizan un cromatograma iónico que muestra la biodegradación de un PFAS por las bacterias.
Crédito: Meredith Forrest Kulwicki/Universidad de Buffalo
Esta investigación representa un paso prometedor hacia la gestión de los PFAS, aunque se necesitan más estudios para optimizar la eficacia de F11 y comprender plenamente su potencial de degradación. El uso de bacterias para la descontaminación podría ofrecer una solución sostenible y ecológica a un problema ambiental persistente.
¿Cómo degradan las bacterias los PFAS?
Los PFAS se caracterizan por enlaces carbono-flúor extremadamente estables, lo que los hace resistentes a la degradación natural. Sin embargo, algunas bacterias, como Labrys portucalensis F11, han desarrollado mecanismos para romper estos enlaces. Utilizan los átomos de carbono como fuente de energía, mientras separan y eliminan los átomos de flúor.
Este proceso de degradación es complejo y requiere condiciones específicas. Las bacterias deben estar expuestas a concentraciones elevadas de PFAS y, a menudo, en entornos donde no tienen acceso a otras fuentes de carbono. Esto las impulsa a adaptar su metabolismo para aprovechar estas sustancias químicas como alimento.
La degradación de los PFAS por las bacterias también produce metabolitos, algunos de los cuales aún pueden contener flúor. Sin embargo, en algunos casos, estos metabolitos se degradan aún más, reduciendo así su toxicidad potencial. Esta capacidad para degradar no solo los PFAS sino también sus subproductos es crucial para una descontaminación eficaz.
La investigación sobre la degradación bacteriana de los PFAS sigue en curso, con estudios que buscan comprender cómo optimizar este proceso. Esto incluye la exploración de diferentes cepas bacterianas, condiciones ambientales y métodos para acelerar la degradación, ofreciendo así perspectivas prometedoras para la gestión de contaminantes persistentes.
¿Cuáles son los desafíos de la degradación de los PFAS?
La degradación de los PFAS presenta varios problemas importantes. En primer lugar, la estabilidad de los enlaces carbono-flúor hace que estas sustancias sean extremadamente resistentes a la degradación natural. Esto significa que los métodos tradicionales de tratamiento de contaminantes suelen ser ineficaces contra los PFAS.
Otro desafío es la diversidad de los PFAS. Existen miles de compuestos diferentes en esta categoría, cada uno con sus propias propiedades químicas. Esto complica la búsqueda de soluciones universales de degradación, requiriendo enfoques específicos para cada tipo de PFAS.
Finalmente, la degradación de los PFAS puede producir metabolitos que, aunque menos persistentes, aún pueden ser tóxicos. Por lo tanto, es crucial comprender y controlar estos subproductos para garantizar una descontaminación completa y segura.
A pesar de estos desafíos, los avances en la comprensión de la degradación bacteriana de los PFAS ofrecen esperanza. Al aprovechar las capacidades naturales de las bacterias, los científicos esperan desarrollar métodos eficaces y sostenibles para eliminar estos contaminantes del medio ambiente.
Fuente: Science of the Total Environment