As árvores têm a capacidade de capturar e remover poluentes do solo e degradá-los por meio de processos naturais na planta. É um feito da natureza que as empresas têm usado para ajudar a limpar locais poluídos, embora apenas em projetos de pequena escala. Agora, uma bactéria probiótica para árvores pode aumentar a velocidade e eficácia deste ciclo natural, fornecendo um parceiro microbiano para ajudar a proteger as árvores dos efeitos tóxicos dos poluentes e quebrar as toxinas que as plantas trazem das águas subterrâneas contaminadas.

Pesquisadores da Universidade de Washington e várias pequenas empresas conduziram o primeiro experimento em grande escala em um local do Superfund usando choupos fortificados com um probiótico - ou micróbio natural - para limpar águas subterrâneas contaminadas com tricloroetileno (TCE), um poluente comum encontrado em áreas industriais que é prejudicial aos seres humanos quando ingerido pela água ou inalado do ar. Seus resultados foram publicados na versão final de 11 de agosto na revista. Ciência e Tecnologia Ambiental .

O teste de campo bem-sucedido pode ser um divisor de águas para limpar de forma rápida e eficaz os sites do Superfund em todo o país e os sites poluídos no exterior com altos níveis de TCE, dizem os autores.

"Esses resultados abrem a porta, "disse o autor correspondente Sharon Doty, professor da UW na Escola de Ciências Ambientais e Florestais. "Sabemos sobre esse processo há muito tempo por meio de nossas pesquisas de laboratório, mas não foi usado na prática porque não houve resultados de campo. Agora, as empresas de engenharia podem começar a usar isso na vida real. "

Locais contaminados contendo TCE e outros poluentes podem ser caros para limpar quando se usa métodos de engenharia, como escavação ou bombeamento de toxinas do subsolo. Como resultado, muitos sites permanecem sem tratamento. Este novo método permite que locais contaminados sejam tratados de forma mais eficaz, muitas vezes a custos mais baixos, promoção da saúde humana.

O laboratório de Doty trabalhou para encontrar a melhor cepa de micróbio que pudesse efetivamente quebrar o TCE e impulsionar o crescimento das árvores. Jun Won Kang, um ex-aluno de graduação da UW, obteve madeira de choupo de um local no meio-oeste onde as árvores já estavam crescendo em solo contaminado com TCE. Depois de triturar pequenas amostras das árvores e isolar mais de uma centena de micróbios diferentes, cada cepa foi então colocada em um frasco contendo altos níveis de TCE.

O micróbio que finalmente foi selecionado eliminou quase todo o TCE em seu frasco. Os pesquisadores tiveram um vencedor claro. "O choupo no local mais antigo no meio-oeste selecionado para os melhores micróbios para ajudá-lo a fazer seu trabalho, "Doty explicou." Tiramos proveito desse processo de seleção natural. Só tínhamos que encontrar os melhores que a fábrica já escolheu. "

O poluente TCE tem sido amplamente utilizado como desengraxante e solvente em unidades de fabricação industrial em todo o país. A Agência de Proteção Ambiental dos EUA cita o TCE como um dos poluentes mais comuns no solo ou na água, e está presente em mais de 1, 000 sites que a agência lista como prioritários para limpeza. TCE é um conhecido cancerígeno para humanos, afetando o fígado e até mesmo transferindo a toxina para bebês que amamentam por meio do leite materno.

Dada a prevalência e toxicidade do TCE, os pesquisadores usaram o produto químico para testar a capacidade de choupos infundidos com micróbios para limpar a água subterrânea na área de pesquisa do Middlefield-Ellis-Whisman Superfund no Vale do Silício da Califórnia, depois que ele fluiu para o Parque de Pesquisa da NASA no Centro de Pesquisa Ames da NASA. Na NASA Ames, em coordenação com a Divisão Ambiental da NASA Ames, os pesquisadores plantaram fileiras de choupos jovens - alguns inoculados com o micróbio específico, e outros sem - em um campo acima de uma pluma de água subterrânea conhecida contaminada com TCE.

Depois de apenas um ano, as árvores que receberam o micróbio eram maiores e mais saudáveis ​​do que os choupos sem tratamento especial. Depois de três anos, as árvores inoculadas eram ainda mais robustas, e uma amostra de troncos de árvores revelou níveis bastante reduzidos de TCE dentro das árvores.

Quando as árvores absorvem e degradam os produtos químicos, chamado de fitorremediação, isso geralmente ocorre às custas de sua própria saúde. Isso se manifesta como crescimento atrofiado, folhas amarelas, folhas e galhos marrons murchando, e às vezes a morte como o poluente prejudica a capacidade da árvore de sobreviver. Mas quando o micróbio selecionado especificamente para lidar com essa toxina é introduzido, as árvores destruíram o TCE - e experimentaram um crescimento mais robusto e aumentaram as taxas de sobrevivência, benefícios claros do probiótico.

"O verdadeiro objetivo é tentar melhorar o desempenho, "disse o co-autor Michael Blaylock, presidente e CEO da Edenspace Systems Corporation na Virgínia. "Se tivermos algo que acelere e melhore o desempenho e faça com que as árvores cresçam melhor, isso é realmente o que estávamos tentando realizar com este projeto. "

Adicionalmente, os pesquisadores descobriram que as amostras de água subterrânea coletadas diretamente a jusante do local de teste mostraram níveis muito mais baixos da toxina, em comparação com níveis mais elevados de gradiente ascendente da área de teste. Eles também encontraram evidências de aumento de cloreto no solo ao redor das raízes do choupo, um inofensivo, elemento de ocorrência natural e subproduto do TCE à medida que é degradado pelas bactérias dentro das árvores.

Várias organizações manifestaram interesse em usar esta tecnologia, disse o co-autor John Freeman, diretor de ciências da Intrinsyx Technologies Corporation com base no Parque de Pesquisa da NASA. E os proprietários de terras prejudicados pelos altos custos associados aos métodos tradicionais de limpeza estão começando a usar a tecnologia.

"Isso tem o potencial de causar um grande impacto em muitos locais legados onde você contaminou questões de água subterrânea, incluindo TCE, e onde o financiamento está atualmente menos disponível, "Freeman disse." Esta é definitivamente uma grande economia de custos para todos os envolvidos. É uma situação de ganho mútuo real porque é verde, é sustentável a longo prazo, publicamente aceitável e é movido a energia solar pelas próprias árvores. "