Uso de microorganismos para la limpieza de suelos contaminados con metales pesados
La contaminación por metales pesados constituye uno de los principales retos ambientales en suelos urbanos e industriales, debido a su persistencia y a la dificultad para eliminarlos de manera segura, ya que estos contaminantes pueden acumularse en los ecosistemas y representar riesgos significativos para la salud humana.
En este contexto, la búsqueda de alternativas sostenibles y de bajo impacto ha llevado a explorar el potencial de los microorganismos presentes en ambientes contaminados como agentes de biorremediación.
En el estudio presentado por Firincă y colaboradores (2024), se analizaron muestras de un suelo urbano (Tabla 1) con antecedentes petroquímicos en Bucarest (Figura Mapa). Los autores señalan poco crecimiento de biomasa vegetal, posiblemente debido a la presencia de contaminantes quìmicos, entre ellos algunos metales pesados.
A partir de estas muestras se aislaron 16 cepas microbianas con tolerancia a metales, la Figura 2 muestra imágenes al microscopio de los 16 microorganismos aislados del suelo contaminado con metales. Entre ellos hay siete bacterias Gram-positivas y nueve hongos filamentosos. La mayoría de las bacterias pertenecen a los phyla Firmicutes y Proteobacteria, destacando los géneros Bacillus, conocidos por su resistencia a metales y su papel en la bioremediación. Otras especies como Solibacillus silvestris, Paenibacillus pabuli y Achromobacter también se aislaron, todas con funciones ecológicas importantes como fijación de nitrógeno, promoción del crecimiento vegetal y producción de enzimas útiles.
La figura 5 resume la tolerancia de bacterias y hongos frente a altas concentraciones de cromo, zinc y plomo. En general, los hongos fueron más resistentes que las bacterias. El cromo resultó el metal más tóxico, inhibiendo por completo a G. candidum y A. niger, mientras que solo unas pocas cepas, como B. marisflavi y T. longibrachiatum, mostraron tolerancia moderada. El zinc tuvo un efecto inhibidor intermedio, aunque T. longibrachiatum no presentó reducción de crecimiento. El plomo fue el menos tóxico e incluso estimuló el crecimiento de A. niger. Destaca T. longibrachiatum como la cepa más robusta, tolerante a los tres metales con mínimas reducciones de crecimiento.
Posteriormente, los autores evaluaron la capacidad de eliminación de estos metales por parte de un hongo y una bacteria, mismos que presentaron mayor resistencia a dichos metales, las pruebas de laboratorio mostraron que Trichoderma longibrachiatum alcanzó una remoción cercana al 87% del cromo, además de reducir en 67% el zinc y en 48% el plomo en las condiciones evaluadas (Figura 6B). Por otro lado, Bacillus marisflavi presentó una alta eficiencia en la eliminación de plomo, con valores próximos al 86%, aunque con una capacidad limitada para remover cromo (~7%) y zinc (~19%) (Figura 6A). Estos resultados indican que distintas especies microbianas pueden mostrar afinidad diferencial hacia determinados metales, lo que sugiere la posibilidad de combinarlas en estrategias de remediación complementaria.
A pesar de la eficacia demostrada en condiciones de laboratorio, los autores señalan que es necesario evaluar el comportamiento de estas cepas en suelos reales, donde la heterogeneidad del ambiente, la competencia microbiana y la complejidad química pueden afectar la eficiencia de remoción. La importancia de de trabajar con microorganismos aislados del mismo sitio representa una ventaja, ya que se encuentran naturalmente adaptados a las condiciones locales y pueden integrarse en estrategias de fitorremediación junto con plantas tolerantes a metales. Este estudio demuestra el potencial de emplear bacterias y hongos nativos como aliados en la descontaminación de suelos afectados por metales pesados (Tabla 3). Al integrar enfoques microbiológicos, se pueden encontrar soluciones viables, sostenibles y ambientalmente seguras para mitigar un problema de gran relevancia en contextos urbanos e industriales.
Sumado a lo anterior, los autores diseñan sensores electroquímicos para la detección de metales pesados modificando electrodos con nanopartículas de oro (AuNP) y azul de Prusia. Las AuNP aportan una gran superficie activa y capacidad para adsorber iones metálicos, mientras que el azul de Prusia actúa como mediador redox, facilitando la transferencia electrónica y mejorando la sensibilidad del sensor. Este diseño permite una detección rápida, precisa y selectiva de metales tóxicos como plomo y cromo, fundamental para monitorear la eficacia de la bioremediación microbiana. Por lo que el desarrollo de estos sensores con la aplicación real en la remoción microbiana de contaminantes, acerca a la nanotecnología a soluciones ambientales prácticas y aplicables en el sitio de estudio.
Referencia: Firincă, Cristina, et al. “Microbial Removal of Heavy Metals from Contaminated Environments Using Metal-Resistant Indigenous Strains.” Journal of Xenobiotics, vol. 14, no. 1, Dec. 2023, pp. 51–78, https://doi.org/10.3390/jox14010004.
