Revista de tecnología microbiana y bioquímica

Abstracto

Biorremediación convencional y bioelectroquímica de contaminantes ambientales

John M. Pisciotta y James J. Dolceamore Jr.

Los contaminantes químicos pueden afectar negativamente a la salud humana y ambiental. En los sedimentos, contaminantes como los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), los metales pesados ​​y los pesticidas tienen el potencial de ejercer una serie de efectos tóxicos sobre los organismos susceptibles. Ciertas sustancias químicas, como el diclorodifeniltricloroetano (DDT), diversos productos farmacéuticos y agentes disruptores endocrinos (por ejemplo, el nonilfenol), son recalcitrantes en los sedimentos, lo que complica su eliminación. Agentes como las dioxinas se bioacumulan en los tejidos vegetales y animales utilizados para el consumo humano. La biorremediación tradicional emplea organismos aplicados o autóctonos para descomponer o inmovilizar dichos contaminantes ambientales en formas menos peligrosas. Las bacterias, los hongos y los fotótrofos pueden utilizarse como catalizadores autorreplicantes económicos para metabolizar o neutralizar de otro modo los contaminantes. Las bacterias son particularmente útiles porque sus representantes metabólicamente versátiles, incluidas varias especies de Actinomycetes, forman esporas, son resistentes a múltiples contaminantes y sobreviven en una amplia gama de condiciones ambientales. Lamentablemente, la biorremediación convencional presenta ciertos inconvenientes, como dificultades con el monitoreo de procesos del subsuelo. Estos pueden superarse utilizando sistemas bioelectroquímicos microbianos (BES). Estudios recientes demuestran que los BES, como las celdas de combustible microbianas de sedimentos (sMFC), pueden acelerar las tasas de biorremediación al tiempo que acoplan el metabolismo de los contaminantes directamente a la generación de bioelectricidad renovable. Los BES pueden servir además como biosensores de contaminantes sensibles para el monitoreo remoto del progreso a través de redes inalámbricas existentes, lo que facilita la optimización de la biorremediación. Aquí revisamos el progreso reciente en tecnologías de biorremediación convencionales y mediadas bioelectroquímicamente para contaminantes comunes, con un enfoque en contaminantes orgánicos recalcitrantes de sedimentos. Se destacan las preguntas emergentes, las oportunidades y los inconvenientes relacionados con las tecnologías microbianas BES. El uso de BES para remediar contaminantes químicamente diversos ha demostrado ser efectivo; sin embargo, sigue existiendo la necesidad de superar las limitaciones con el tiempo de inicio del proceso BES, la ampliación y el diseño, el monitoreo remoto y el costo de los electrodos y catalizadores BES.