Los productos químicos, desde los antibióticos utilizados para mantener sano al ganado hasta los pesticidas que protegen los cultivos de insectos y otras plagas, desempeñan un papel importante en la agricultura moderna.
por Lisa Ercolano, Universidad Johns Hopkins
Sin embargo, muchas de estas sustancias se acumulan en el estiércol de vaca utilizado como fertilizante, donde contaminan los cultivos, se filtran a las aguas subterráneas y contaminan los cursos de agua, lo que representa una amenaza para la salud humana y el medio ambiente.
Un estudio dirigido por ingenieros ambientales de Johns Hopkins sugiere que la digestión anaeróbica (el uso de microbios para descomponer la materia orgánica en ausencia de oxígeno) podría eliminar estos químicos potencialmente dañinos del estiércol del ganado antes de que contaminen el suelo y el agua cercanos. Además, este proceso también puede producir energía sostenible porque la materia orgánica del estiércol se descompone para formar metano, un biogás.
«El uso cada vez mayor de antibióticos y pesticidas en la agricultura presenta riesgos significativos para la salud humana y el medio ambiente, por lo que es crucial idear medidas para mitigar su impacto negativo», dijo el miembro del equipo Carsten Prasse, profesor asistente de salud ambiental e ingeniería en Universidad Johns Hopkins. «Nuestro trabajo destaca el potencial de la digestión anaeróbica como una solución».
Los resultados del equipo aparecieron en Science of the Total Environment .
La digestión anaeróbica se utiliza comúnmente para tratar lodos de depuradora en Estados Unidos. También está ganando popularidad en otros países como método de procesamiento de estiércol de ganado. El principal objetivo de estos enfoques es reducir las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de los despojos, normalmente almacenados en grandes lagunas abiertas. Investigaciones anteriores se han centrado principalmente en el impacto de los antibióticos veterinarios en los microorganismos implicados en la digestión anaeróbica.
El equipo de Prasse tenía un objetivo diferente: determinar si la digestión anaeróbica podría usarse para eliminar estos químicos y potencialmente producir biogás. Además, en lugar de centrarse únicamente en si la digestión anaeróbica eliminó las sustancias químicas, los investigadores investigaron las sustancias creadas durante el proceso de eliminación anaeróbica.
«Al investigar las vías por las cuales los microbios descomponen las sustancias químicas, obtuvimos información sobre qué nuevas sustancias se produjeron», dijo Prasse. «Esto arroja luz sobre qué microbios facilitaron la digestión y si lograron descomponer completamente los contaminantes ‘parentales’ o simplemente los transformaron en otros compuestos nuevos y potencialmente preocupantes».
En su estudio, los investigadores investigaron el destino de 20 sustancias comunes de desechos del ganado en pequeños contenedores de laboratorio llenos de estiércol mientras se sometían a digestión anaeróbica . Descubrieron que 11 de esas sustancias se descomponían, creando 47 nuevas (llamadas «productos de transformación») en el proceso.
El equipo también hizo otro descubrimiento importante: la eliminación del cloro de los compuestos orgánicos da como resultado productos de transformación menos persistentes y, a menudo, menos tóxicos.
«Si bien nuestro estudio es un paso importante, también resalta la necesidad de realizar más investigaciones para comprender los productos de transformación producidos y si los resultados pueden trasladarse a sistemas de tratamiento a gran escala», dijo Prasse.
Más información: Christopher L. Brueck et al, Evaluación del destino de antibióticos y agroquímicos durante la digestión anaeróbica del estiércol animal, Science of The Total Environment (2022). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.159156
