La biodegradación de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) en líquidos de fase no acuosa (NAPLs) está limitada por la bioavailability restringida. Los biosurfactantes de origen vegetal ofrecen alternativas sostenibles para mejorar la remediación, sin embargo, su eficacia en los sistemas NAPL permanece inexplorada. Investigamos cómo la saponina de Quillaja afecta la partición y biodegradación de los PAHs en sistemas NAPL bifásicos utilizando heptametilnonano (HMN) y mezclas de creosote/HMN con Mycobacterium gilvum y la población microbiana de un suelo contaminado con creosote. La saponina aumentó las concentraciones de PAHs en fase acuosa en todos los sistemas. Sin embargo, la partición mejorada no se tradujo consistentemente en una biodegradación más rápida. En HMN, la saponina inhibió la mineralización de fenantreno (PHE) al reducir la adhesión bacteriana a la interfaz NAPL, mientras que la degradación de pireno se vio aumentada debido a que la difusividad más lenta contrarrestaba los efectos de adhesión. En NAPLs que contenían creosote, la saponina mejoró considerablemente la partición de PHE, pero no aumentó las tasas de degradación, que permanecieron controladas por una difusión intra-NAPL continua de múltiples PAHs de alto peso molecular que sostenían la actividad bacteriana interfacial. El análisis de la comunidad reveló que la saponina promovió el crecimiento de bacterias Gram-negativas (principalmente Pseudomonas) en la fase acuosa o mejoró la colonización bacteriana Gram-positiva en la interfaz NAPL/agua, respectivamente, a altas y bajas proporciones de saponina a PAH. Estos resultados divergentes revelan un mecanismo dual dependiente del contexto: la saponina solubiliza simultáneamente los PAHs y proporciona biostimulación, pero la eficacia depende críticamente de la composición del NAPL, la cinética de difusión de PAH y la disponibilidad de carbono. Nuestros hallazgos demuestran que un mecanismo dual que combina solubilización y biostimulación ofrece un enfoque rentable y de baja toxicidad para la remediación sostenible de contaminantes orgánicos persistentes en diversos escenarios subsuperficiales, desde zonas de origen de NAPL hasta plumas de contaminación distales. • La partición mejorada de PAHs por saponina no garantiza aceleración de la biodegradación. • La difusión de PAHs de alto peso molecular sostiene la actividad bacteriana interfacial a pesar de la reducción de la adhesión. • La relación saponina a PAH determina los patrones de colonización interfacial de Gram-negativos frente a Gram-positivos. • El biosurfactante vegetal rentable ofrece remediación sostenible a través de diversos escenarios de contaminación subsuperficial. • El mecanismo dual revela la fertilización de la interfaz como principio generalizable para la biorremediación de NAPL.
Fernandez-Vazquez et al. (Wed,) estudiaron esta cuestión.