Mecanismos y vías de biometilación de arsénico, antimonio y mercurio en el suelo
El arsénico (As) es ubicuo en la naturaleza, y se puede encontrar en los suelos en forma orgánica e inorgánica. Por lo general, las formas orgánicas que aparecen en los suelos son el ácido monometilarsénico (MMA(V)) y el ácido dimetilarsénico (DMAV(V)), pero aún no se comprende del todo el proceso por el que se crean estos compuestos, llamado biometilación. Los microorganismos del suelo transforman el As inorgánico en compuestos metilados oxidados menos tóxicos, principalmente MMA(V) y DMA(V). Sin embargo, también producen los compuestos metilados reducidos MMA(III) y DMA(III), que son aún más tóxicos que el As inorgánico. La biometilación va de la mano de otro mecanismo llamado biovolatilización, que produce cuatro compuestos de As muy volátiles (arsina, monometilarsina, dimetilarsina y trimetilarsina). El proyecto BIOMETA (Biomethylation and biovolatilisation of arsenic in soils: Using carbon and hydrogen isotopes to unravel the mechanisms and pathways involved) se creó en un primer momento para estudiar la biometilación y la biovolatilización del As. Primero, el equipo del proyecto descubrió que los líquenes constituyen una fuente importante de As atmosférico. Además, el ritmo al que emiten As volátil podría servir para revelar vías de biometilación en los experimentos de incubación. Se llevaron a cabo también varios experimentos sobre la biometilación y la biovolatilización del Sb (un elemento cercano al As) y el Hg, otro contaminante destacable. Se crearon nuevas técnicas sencillas y rentables para medir las especies metiladas y volátiles del Sb y el Hg, recurriendo a cromatografía líquida de alto rendimiento junto con espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (HPLC-ICP-MS). Asimismo, se diseñó un nuevo método para medir las especies volátiles de Sb en trazas mediante el uso de trampas para líquidos y una nueva técnica de extracción cuantitativa que emplea ácido oxálico para medir las especies metiladas de Sb en suelos y organismos. Se compaginaron los métodos de extracción y análisis para demostrar que se puede encontrar trimetilantimonio (hasta 1,8 ppm) en campos de tiro. El equipo también descubrió que, cuando se inunda el suelo de los campos de tiro, hasta un 10 % del antimonio presente en el agua intersticial aparece en forma de trimetilantimonio. Además, los experimentos con cultivos hidropónicos pusieron de manifiesto que las plantas que crecen en campos de tiro, como por ejemplo el ballico, podrían absorber el trimetilantimonio y translocarlo a los brotes que se comería después el ganado, ya que los campos de tiro se siguen usando como pastos. Se ideó también una nueva técnica para extraer metilmercurio (MeHg) del suelo y de la biota empleando ácido clorhídrico, seguida de la extracción con diclorometano y L-cisteína. A continuación, las muestras extraídas se midieron con HPLC-ICP-MS. El equipo del proyecto recurrió a esta técnica para investigar la presencia de MeHg en una llanura de inundación contaminada de Suiza. Además, se llevó a cabo un experimento de incubación de suelo para demostrar la repercusión de las inundaciones y de la adición de materia orgánica sobre los niveles de Hg. La labor del proyecto BIOMETA permitirá gestionar y recuperar mejor los lugares contaminados gracias a los conocimientos avanzados sobre el comportamiento de estos elementos tóxicos, además de ayudar a los responsables políticos a crear nuevas leyes sobre compuestos específicos.
Palabras clave
Arsénico, suelo, antimonio, mercurio, biometilación, biovolatilización, BIOMETA
