Bezpieczniejsza bioremediacja skażonej gleby
Naukowcy mają rozległą wiedzę na temat tego, jak mikroorganizmy mogą rozkładać główne substancje zanieczyszczające glebę, czyli wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (PAH), ale często zapomina się o tym, co dzieje się z innymi zanieczyszczeniami, w tym nasyconymi tlenem wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi (oxy-PAH) lub wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi zawierającymi azot (N-PAH). Inna niepewność jest związana z tym, czy działanie mikroorganizmów może prowadzić do zwiększenia ogólnej toksyczności gleby poprzez tworzenie nowych produktów przemiany. Są to powody, dla których obecne technologie bioremediacji nadal nie są wystarczająco skuteczne w oczyszczaniu zanieczyszczonych gleb. Hiszpański projekt NETPAC ma na celu zidentyfikowanie społeczności drobnoustrojów istotnych dla tych pomijanych wielopierścieniowych związków aromatycznych (PAC) i znalezienie nowych, bardziej zrównoważonych sposobów wykorzystania ich do rekultywacji gleb skażonych PAH. Bioremediacja – technika polegająca na wykorzystaniu organizmów do usuwania lub neutralizacji zanieczyszczeń – jest stosowana od lat 60. XX wieku. W ostatnich latach obserwuje się rosnące zainteresowanie tą metodą, ponieważ kraje europejskie poszukują bardziej przyjaznych dla środowiska metod oczyszczania skażonych miejsc. Jednak w większości krajów uregulowania w zakresie stosowania tej techniki są nadal oparte na wykazie 16 związków sporządzonym przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska w latach 70. ubiegłego wieku. Pomijane substancje zanieczyszczające „Kiedy firma wykonuje bioremediację, musi sprawdzić, czy związki znajdujące się na liście zostały zredukowane w glebie, ale nie bierze pod uwagę innych substancji”, mówi Joaquim Vila, wykładowca mikrobiologii na Uniwersytecie w Barcelonie (Hiszpania) i główny badacz projektu. „Istnieje wiele różnych związków, co do których nie wiemy, czy bioremediacja je usuwa, czy nie”. Wiele z nich należy do rodziny PAC. Zespół NETPAC wykorzystał spektroskopię mas o wysokiej rozdzielczości w połączeniu z filtracją wykorzystującą pomiar defektu masy Kendricka do analizy czterech próbek zanieczyszczonych PAH z różnych miejsc. Uczonym udało się zidentyfikować ponad 230 izomerów PAH zawierających azot. „Teraz staramy się ustalić, czy w glebie znajdują się bakterie, które mogą rozkładać te N-PAH”, mówi dr Vila. „Mamy dowody na to, że mogą one być rozkładane, i zaczynamy badać, które bakterie mogą to robić”. Zidentyfikowanie niektórych z tych pomijanych substancji zanieczyszczających było jednym z najważniejszych rezultatów projektu NETPAC. Innym było zidentyfikowanie pirenu, metabolitu bakterii, który ma wpływ na wzrost toksyczności gleby po bioremediacji. W projekcie badano też substancje odpowiedzialne za jego powstawanie. Dowód na działanie bakterii Zespół zastosował podejście łączące analizę ukierunkowaną na efekty z profilowaniem metabolitów w celu porównania próbek gleby zanieczyszczonej PAH z dawnej gazowni przed i po remediacji. Stwierdzono, że oczyszczona gleba zawiera nowy związek toksyczny, który okazał się mieć pochodzenie biologiczne. „Jest to pierwszy dowód na bezpośredni wpływ specyficznego metabolitu bakteryjnego na wzrost genotoksyczności gleby po bioremediacji”, mówi dr Vila. Ustalenia te wskazują na potrzebę stworzenia silniejszego, bardziej kompleksowego systemu ograniczania ryzyka związanego z wykorzystaniem bioremediacji do oczyszczania miejsc zanieczyszczonych PAH. „Dowiedliśmy, że w glebie występują istotne z toksykologicznego punktu widzenia związki, z którymi musimy sobie poradzić”, mówi dr Vila, „więc od tej chwili inne odpowiednie grupy i organy regulacyjne mogą podejmować decyzje o rozszerzeniu wykazu związków pd kątem bioregulacji”.
Słowa kluczowe
NETPAC, bioremediacja, zanieczyszczenia gleby, PAH, WWA, PAC, ograniczenie ryzyka, regulacja
