Limpieza de nanopartículas de aguas residuales.

¿Pueden las bacterias ayudar a limpiar las nanopartículas de las aguas residuales?

Las nanopartículas de plata se agregan a un número cada vez mayor de productos de consumo todos los días, y muchas inevitablemente llegan al medio ambiente. Un nuevo estudio examina si las biopelículas bacterianas vivas pueden ayudar con su eliminación durante el proceso de tratamiento de aguas residuales.

Actualmente, los fabricantes están incorporando nanopartículas de ingeniería en miles de productos, como cosméticos, protectores solares, ropa y envases de alimentos, para mejorar sus propiedades existentes o agregar nuevos beneficios, como una textura mejorada o una vida útil más larga. Las nanopartículas de plata (Ag-NP) son una de las categorías de más rápido crecimiento y más rápido debido a sus poderosas propiedades antimicrobianas y su costo relativamente bajo.

Pero una gran proporción de estas pequeñas partículas se liberan inevitablemente en las aguas residuales, y muchas terminan en el medio ambiente. Aquí, pueden acumularse en plantaciones y en seres acuáticos, con posibles implicaciones indirectas de su posterior transferencia a través de la cadena alimentaria. Se necesitan enfoques innovadores para abordar esta nueva amenaza provocada por el hombre contra el medio ambiente.

Biopelículas bacterianas: ¿amigo o enemigo?

Las biopelículas son comunidades de microorganismos que se unen entre sí y, a menudo, a superficies, como el interior de los tubos. Omnipresentes en ambientes acuáticos, una vez establecidos, expulsan moléculas que forman una matriz extracelular que ofrece protección y dificulta su eliminación.

En el laboratorio, las biopelículas son particularmente malas. Pueden ser una fuente continua de contaminación, ya que las bacterias, junto con las endotoxinas y nucleasas asociadas, se liberan de forma impredecible. Por otro lado, los ingenieros de la planta de tratamiento de aguas residuales pueden usar biopelículas, integrándolos con los procesos existentes para mejorar la capacidad hasta en un 200%. Como una forma potencial de reducir su flujo al medio ambiente, los investigadores ahora están investigando si las biopelículas bacterianas pueden ayudar a eliminar las nanopartículas de ingeniería de las aguas residuales.

Tamizando la plata

En un nuevo estudio, los científicos de la Universidad de Arkansas exploran si las biopelículas bacterianas vivas pueden eliminar con éxito Ag-NP de las aguas residuales.

El equipo creó los Ag-NP en el laboratorio, con mucho cuidado para evitar la introducción de contaminantes durante el proceso de síntesis, utilizando cristalería lavada con ácido y enjuagada tres veces con agua ultrapura de un sistema ELGA PURELAB Flex.

La recirculación periódica de PURELAB Flex también ayuda a prevenir la formación de biopelículas, comunes dentro de otros sistemas de purificación de agua utilizados en laboratorios. Luego, los investigadores crearon biopelículas artificiales utilizando diferentes combinaciones de cuatro especies de bacterias que normalmente se encuentran en las aguas residuales. Luego llevaron a cabo una serie de experimentos de laboratorio cuidadosamente controlados para investigar la capacidad de sus biopelículas para acumular Ag-NP de las aguas residuales sintéticas.

La mejor combinación

Descubrieron que una biopelícula compuesta por dos especies, A. calcoacetius y D. acidovorans, acumulaba las concentraciones más altas de Ag-NP. En otras pruebas, determinaron que pequeñas concentraciones de Ag-NP se unen a la biopelícula y posteriormente se liberan.

Dada la naturaleza dinámica de las biopelículas vivas, el fenómeno de la acumulación de Ag-NP en la biopelícula y su posterior liberación son ideas valiosas que también ayudarán a mejorar la comprensión de las interacciones entre biopelícula y nanopartículas en otros sistemas.