BIORISANAMENTO DELL'ARSENICO: OSSIDAZIONE MICROBICA E ACCUMULO INTRACELLULARE

In Bangladesh, potable water has been reduced during the XX century, due to both anthropic activity and natural events. During the seventies the gravity of the situation brought UNICEF and World Bank to invest on the building of 10 millions wells drawing from groundwater aquifer, resulting in the halving of the gastrointestinal diseases and the mortality. Unluckily it was discovered only twenty years later that the groundwater aquifer was naturally polluted by arsenic. In this discouraging overview of Bangladesh social and environmental situation, it is mandatory a sustainable approach of remediation of the water. The economic situation of this country makes impossible the use of technologically advanced systems, which are more efficient and widely used in the World. Despite of the toxic action arsenic has on human cells, many bacteria -members of different taxa- developed resistance, respiration and accumulation of the several chemical forms of this element skills. Arsenic microbial transformations have great impacts on its geochemical cycle, and, of course, on the environment, because different arsenic forms have different solubility, motility, bioavaibility and toxicity. For these reasons microbial bioremediation can be a relevant solution even for Bangladesh dramatic situation. Two study cases are here reported. The first one (Bachate et al., 2012): ¿Oxidation of arsenite by two β-proteobacteria isolated from soil¿ characterizes two strains showing a real great capability to oxidize As(III) to As(V) that is actually easier to adsorb. Samples were taken from a not-arsenic-contaminated soil discrediting the theory that microbial populations able to transform arsenic can be found just in arsenic-contaminated places driving the future researchers to investigate in this areas. The second (Rahman R. et al., 2014): ¿Isolation and characterization of a Lysinobacillus strain B1-CDA showing potential for bioremediation of arsenics from contaminated water¿ isolates and tests a strain of Lysinobacillus sphaericus able to accumulate great quantity of As(V). Samples were taken from arsenic-contaminated soil and authors have suggested an approach of microbial ¿domestication¿ called ¿direct evolution¿. Researchers here have realized a ¿Reconstruction of Field Water¿ technique which recreates the natural water environment testing the biological activity of a determined microbial strain. So this study becomes even more important because it is directly known how much this strain can draw As(V) from water. Concluding, the purpose of these two studies is to improve Bangladesh water situation which is even harder to accomplish because of economic and social obstacles. The techniques to be developed must be not just cheap, but easy to apply and maintain by people of the villages who are not microbiologists or engineers. For these reasons the studies here presented can show a possibility of use. The first one offers an approach of inoculation, showing a great adaptability of the strains to large ranges of abiotic factors. The second one is about an approach of biostimulation, and demonstrates a great accumulating skill of the strain.

In Bangladesh, l'acqua potabile superficiale è stata ridotta nel corso del XX secolo a causa sia di attività antropiche che di eventi naturali. Durante gli anni settanta la gravità della situazione mosse l'UNICEF e la banca mondiale ad investire nella costruzione di circa dieci milioni di pozzi attingenti dalle falde acquifere, grazie ai quali venne dimezzata l'incidenza delle patologie gastrointestinali batteriche e, conseguentemente, della mortalità. Sfortunatamente ci si accorse solo vent'anni più tardi che le falde acquifere erano contaminate naturalmente da arsenico. SI impone un approccio di risanamento delle acque destinate ad uso alimentare che sia non solo efficiente, ma anche sostenibile per la drammatica realtà del paese. Le vie di risanamento che in molti paesi occidentali sarebbero scontate e di facile applicazione, qui sono inaccessibili. Molti batteri appartenenti a diversi taxa -anche distanti tra loro- hanno sviluppato capacità di resistenza, respirazione e accumulo delle varie forme chimiche di questo elemento. Le trasformazioni microbiche dell'arsenico hanno importanti ricadute sul suo ciclo geochimico, e nell'impatto che questo ha sull'ambiente, poiché le differenti forme di arsenico variano in solubilità, mobilità, biodisponibilità e tossicità. Per queste ragioni il biorisanamento microbico dell'arsenico può rappresentare una soluzione. Sono presentati due casi studio. Il primo (Bachate et al., 2012), dal titolo: ¿Oxidation of arsenite by two β-proteobacteria isolated from soil¿ caratterizza due ceppi batterici che dimostrano elevata capacità di ossidare l'As(III) ad As(V), indicandoli come possibili agenti di biorisanamento poiché l'As(V) è meno pericoloso sia per tossicità che riguardo alla ridotta mobilità ambientale. Il campionamento è stato effettuato da un suolo non contaminato da arsenico, confutando la tesi secondo cui le popolazioni microbiche capaci di trasformare questo elemento si sviluppino solo in ambienti che ne sono contaminati. Questo studio dunque è importante non solo per la possibilità di utilizzare i due ceppi con lo per detossificare le acque ad uso alimentare, ma anche perché apre nuove frontiere per la ricerca futura, spingendo i microbiologi ad effettuare campionamenti altresì in zone non contaminate da arsenico. Il secondo (Rahman R. et al., 2014), dal titolo: ¿Isolation and characterization of a Lysinobacillus strain B1-CDA showing potential for bioremediation of arsenics from contaminated water¿ riguarda un ceppo appartenente alla specie Lysinobacillus sphaericus capace di accumulare elevate quantità di As(V). Il suolo è stato campionato in una zona contaminata da arsenico e gli autori stessi propongono un approccio di ¿direct evolution¿, ossia la domesticazione di un ceppo batterico avente caratteristiche interessanti per l'uomo, procedendo con un approccio di biostimolazione. I ricercatori inoltre si servono anche della cosiddetta ¿Reconstruction of Field Water¿. Così lo studio mostra quale sia la capacità di accumulo di As(V) in un ambiente molto simile a quello nel quale il ceppo dovrà essere impiegato e non solo in laboratorio. Concludendo, entrambi gli articoli si propongono come obiettivo il biorisanamento microbico di acque contaminate da arsenico in Bangladesh. Però i metodi da sviluppare devono essere non solo economici, ma anche di facile applicazione e mantenimento, tenendo in considerazione la realtà socio culturale dell'area in cui si dovranno applicare.