Coordinació de l’activitat: Agència Residus de Catalunya
Període: 2010-2011
Altres participants: Grup de Mineralogia Aplicada i Medi Ambient (MAiMA) de la Universitat de Barcelona i GIRO Unitat Mixta IRTA-UPC
Objectiu:
Desenvolupament de tècniques de bioremediació per a la recuperació ambiental d’emplaçaments contaminats amb compostos orgànics clorats. Per a un antic emplaçament industrial contaminat per compostos orgànics volàtils clorats on, per part de l’ARC s’han dut a terme actuacions de recuperació ambiental, es proposa:
- Valorar l’enriquiment in situ de les poblacions microbianes de l’aqüífer sobre suport sòlid (bioseps) incorporat en els pous de mostreig.
- Estudiar la comunitat microbiana present en l’aqüífer mitjançant tècniques moleculars a fi de dissenyar estratègies d’estimulació de la degradació adients a l’aqüífer i disposar d’eines de seguiment de les activitats metabòliques més rellevants.
Descripció:
L’ARC va efectuar, entre els anys 2005 i 2007, la recuperació ambiental del sòl en unes antigues instal·lacions de fabricació de productes fitosanitaris contaminades per compostos orgànics volàtils clorats. Dins les mesures de descontaminació s’incloïa la construcció d’unes rases de captació d’aigües subsuperficials contaminades amb l’objectiu d’interceptar les aigües que s’infiltren a través de la superfície dels camps per tal que no arribin a l’aqüífer. Les aigües extretes de les rases a causa de seu elevat nivell d’AOX s’han hagut de tractar per incineració externament amb un cost elevat. La determinació del tractament més efectiu ha de permetre plantejar una estratègia d’actuació, a llarg termini, per a la seva aplicació a escala real en les rases i a l’aqüífer afectat. Aquest fet suposaria un clar estalvi econòmic i energètic. Estudis previs havien mostrat l’existència de processos de biodegradació dels contaminants clorats a l’emplaçament. No obstant això, calia estudiar com estimular aquest procés per tal de millorar la seva eficàcia in situ. La biodegradació de compostos clorats pot ser incrementada afegint donadors d’electrons, nutrients i microorganismes específics si fos necessari.
- A nivell microbiològic, s’han posat a punt els mètodes necessaris per a fer enriquiments in situ de la població microbiana autòctona de l’aqüífer com a mesura de bioestimulació de l’atenuació natural dels organoclorats.
- S’ha obtingut informació sobre la comunitat microbiana existent en tres pous representatius de l’aqüífer, que permetrà dissenyar assajos d’estimulació de l’atenuació natural observada. A més, es disposa de tècniques moleculars per fer el seguiment d’algunes de les vies de degradació més importants.
- La combinació de tècniques d’AICE (anàlisi isotòpica de compostos específics) i tècniques d’ecologia microbiana molecular ha permès determinar l’existència de diferents mecanismes potencials de dehalogenació en diferents pous de l’aqüífer que poden ser importants per dissenyar estratègies de bioestimulació amb l’objectiu de reduir el contingut d’AOX.
Aquesta fitxa es complementa amb la fitxa de “Tractaments d’oxidació química per a emplaçaments amb contaminants orgànics volàtils clorats”. Un article complet sobre aquest projecte es pot trobar al web de l’ARC.
Productes derivats: monitoratge d’emplaçaments contaminats, determinació de les possibilitats i quantificació de la bioremediació.
Beneficiaris:
- La pròpia ARC; en particular, el Departament de Gestió i Sòls Contaminats,
- El Departament de Coordinació Hidrogeològica i Recuperació d’Aqüífers de l’ACA,
- L’entorn científic en el camp de la microbiologia i bioremediació.
- Empreses consultores i d’enginyeria dedicades a l’àmbit de la investigació i recuperació ambiental del subsòl i tractament d’aigües residuals o contaminades.
Referències bibliogràfiques:
Futagami, T., Goto, M., Furukawa, K. (2008) Biochemicalandgenetic bases of dehalorespiration. TheChemical Record, 8(1):1-12. Hales, B.A., Edwards, C., Ritchie, D.A., Hall G., Pickup, R.W.,Saunders, J.R. (1996). Isolationandidentification of methanogen-specific DNA fromblanketbogfeatbyPCRamplificationandseuqenceanalysis. AppliedandEnvironmentalMicrobiology, 62: 668-675. Huling, S., Pivetz, B. (2006) In-Situ ChemicalOxidation - EngineeringIssue. U. S. EnvironmentalProtectionAgency, Office of ResearchandDevelopment. EPA/600/R-60/072. Marchesi, M. (2010) Stableisotopes for monitoringchemicaloxidationand natural attenuation of groundwatercontaminatedbyorganiccompounds: laboratoryandfieldstudies. Tesis. Universitat de Barcelona. Facultat de Geologia. Dept. de Cristal·lografia, Mineralogia i Dipòsits Minerals. Ritalahti, K.M., Amos, B.K., Sung, Y, Wu, Q, Koenigsberg, S.S., Löffler, F.E. (2006). QuantitativePCRTargeting 16SrRNA andReductiveDehalogenaseGenesSimultaneously Monitors Multiple Dehalococcoides Strains. AppliedandEnvironmentalMicrobiology, 72: 2765-2774. Throbäck, I.N., Enwall, K., Jarvis, A., Hallin, S. (2004). ReassessingPCR primers targetingnirS, nirKandnosZgenes. FEMS MicrobiologyEcology, 49: 401-417. Vetrani, C., Jannash, H. (1999). PopulationStructureandPhylogeneticCharacterization of MarineBenthicArchaea in Deep-Sea Sediments. AppliedandEnvironmentalBiotechnology , 65: 4375-4384. Yu, Z.T.,Morrison, M. (2004). Comparasion of DifferentHypervariablereions of rrsGenes for Use in Fingerprinting of MicrobialCommunitiesbyPCR-Denaturing Gradient Gel electrophoresis. AppliedandEnvironmentalMicrobiology, 70: 4800-4806.
Destaquem Agència de Residus de Catalunya
Imatges
Gel de DGGE dels amplicons de 16SrRNA de la biomassa present en els bioseps i també a l’aigua de l’aqüífer. Els carrils externs corresponen a un marcador molecular.
Resultats quantitatius (qPCR) per als gens 16SrRNA (població total) i nosZ (població desnitrificant) en mostres de bioseps i filtrat d’aigua subterrània.
