Grupo

Biorremediación y Biodisponibilidad

BIOREM

Definición

La investigación del grupo se centra en la comprensión las interconexiones de la biodisponibilidad y la biodegradación de contaminantes orgánicos, con el objetivo final de favorecer su eliminación.

Objetivo

La biodisponibilidad de los contaminantes orgánicos en los suelos representa su accesibilidad para la asimilación biológica y toxicidad. La biodisponibilidad tiene un profundo impacto sobre el destino y efectos de los contaminantes. Por ejemplo, la biodegradabilidad en suelos no puede estimarse sin considerar la biodisponibilidad para las poblaciones microbianas capaces de realizar la transformación. Las velocidades de biodegradación pueden reflejar la dependencia de lentos cambios de fase (desorción, reparto), y, como resultado, contaminantes a priori biodegradables pueden presentar gran persistencia.

Nuestras investigaciones tienen una clara motivación por integrar los resultados en innovaciones que supongan una mayor competitividad de las técnicas de biorremediación, y en una mejora de nuestro ambiente. En última instancia, por crear un impulso, a nivel internacional, para la implementación real de la ciencia de la biodisponibilidad en las reglamentaciones retrospectivas y prospectivas de los contaminantes orgánicos.

Los objetivos específicos que se persiguen en la investigación abarcan distintos mecanismos químicos y biológicos que afectan a la biodisponibilidad de contaminantes orgánicos:

  • Efecto del reparto desde fases orgánicas líquidas (NAPLs) sobre la biodegradación, cubriendo aspectos tales como el empleo de tensioactivos microbianos y de fertilizantes oleofílicos para acelerar el proceso.
  • Biodegradación de contaminantes adsorbidos, tanto en sistemas modelo y en suelos.
  • Factores movilizadores de microorganismos y/o contaminantes en el suelo que actúen sobre la fracción de contaminantes de desorción lenta, tales como la aplicación de agentes tensioactivos y nanomateriales.
  • Poder movilizador de la quimiotaxis microbiana en el suelo, para el aumento de la biodisponibilidad de los contaminantes.

Pueden consultarse más detalles del grupo en este link.

Componentes

El Dr. José Julio Ortega, Investigador Científico (ORCID 0000-0003-1672-5199), dirige el grupo compuesto por dos doctoras contratadas (R. Posada y M. Balseiro), y dos investigadores en formación FPI (Jose Carlos Castilla y Alicia Fernandez). El grupo colabora de forma estable con los Dres. Manuel Cantos y José Luís García (Propagación y Nutrición de Plantas, IRNAS), con la Dra. Magdalena Grifoll (Univ. Barcelona) en los proyectos del Plan Nacional Retos y, recientemente, con la Dra. Carmen Fernandez, profesora docente e investigadora (PDI) del Centro Universitario de la Defensa (CUD) en la Academia General del Aire (AGA) de San Javier (Murcia). Asimismo, el grupo cuenta con un sólido perfil internacional, colaborando frecuentemente con investigadores de otros países, tales como Alemania (L. Wick), Reino Unido (K. Semple), Holanda (J. Parsons) y Canadá (S. Ghoshal).

Proyectos

“Hacia una modulación basada en riesgo de los flujos de carbono implicados en la eliminación biológica de contaminantes orgánicos en suelos: biodisponibilidad” Ministerio de Ciencia e Innovación (PID2019-109700RB-C21). 2020 – 2023.

“Soil bioremediation through flagellated bacteria: unravelling the mechanisms for enhancing bacterial tactic response” European Union (Marie curie H2020-MSCA-IF-2019, 895340 – BIOTAC). 2021 – 2022.

“Risk reduction of chemical residues in soils and crops – impact due to wastewater used for irrigation”. Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area (PRIMA S2 2019 RESIDUE). 2020-2023.

“De la ciencia de la biodisponibilidad a la recuperación de suelos: Estimulación sostenible de redes biológicas para la mejora del reciclado del carbono de los contaminantes”. Ministerio de Economía y Competitividad (CGL2016-77497-R). 2017 – 2019.

“Bioremediation and revegetation to restore the public use of contaminated land”. Unión Europea (LIFE15, ENV/IT/000396). 2016 – 2019.

“Microbial networks for PAC cycling in polluted soils.” European Union (Marie curie H2020-MSCA-IF-2014, 661361-NETPAC). 2015 – 2018.

“Sinergias funcionales entre microorganismos y plantas en la recuperación sostenible de suelos contaminados por HAPs”. Ministerio de Economía y Competitividad (CGL2013-44554-R). 2014 – 2017.

“Evaluación de estrategias químicas sostenibles para la mejora de la bioaccesibilidad en la biorremediación de suelos contaminados por PAHs”. Junta de Andalucía, Proyectos de Investigación de Excelencia (RNM2337). 2014 – 2018.

«Explotación de las funciones microbianas de la rizosfera promotoras de la bioaccesibilidad y biodegradación de HAPs para la recuperación eficiente de suelos contaminados». Ministerio de Ciencia e Innovación, 2010-2013.

«Biorremediación de suelos: prospección de la diversidad microbiana y vegetal para la mejora de la bioaccesibilidad y mineralización de hidrocarburos aromáticos policíclicos». Ministerio de Educación, 2007-2010.

«Biodisponibilidad y metabolismo microbianos de hidrocarburos aromáticos policíclicos presentes en vertidos marinos de petróleo. Implicaciones para su atenuación natural y biorremediación. Ministerio de Educación, 2005-2008.

«Evaluation of availability to biota for organic compounds ubiquitous in soils and sediments». European Union. 2001-2004.

«Use of bioavailability-promoting micro-organisms to decontaminate PAH-polluted soils:  preparation towards large-scale field exploitation». European Union. 2000-2004.

«Development of biotechnology for soil detoxication from polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) on the basis of application of chemotactically active microorganisms of plant rhizosphere». European Union & International Science and Technology Centre (ISTC). 1999-2001.

«Evaluation of bacterial strategies to promote bioavailability of hydrophobic pollutants for efficient bioremediation of contaminated soils». European Union. 1997-2000.

Publicaciones más relevantes

Posada-Baquero, R., Semple, K. T., Ternero, M., Ortega-Calvo, J. J. (2022) Determining the bioavailability of benzo(a)pyrene through standardized desorption extraction in a certified reference contaminated soil. Science of the Total Environment 803:150025.

Fernandez-Lopez, C., Posada-Baquero, R., Garcia, J. L., Castilla-Alcantara, J. C., Cantos, M., Ortega-Calvo, J. J. (2021) Root-mediated bacterial accessibility and cometabolism of pyrene in soil. Science of the Total Environment 760:143408.

Ortega-Calvo, J.J., Stibany, F., Semple, K.T., Schaeffer, A., Parsons, J.R., Smith, K.E.C. (2020) Why biodegradable chemicals persist in the environment? A look at bioavailability.  Bioavailability of Organic Chemicals in Soil and Sediment, Handbook of Environmental Chemistry, Ortega-Calvo, J.J., & Parsons, J.R. (Eds.), Springer Nature Switzerland AG, 100: 243–266.

Posada-Baquero, R., Grifoll, M., Ortega-Calvo, J.J. (2019) Rhamnolipid-enhanced solubilization and biodegradation of PAHs in soils after conventional bioremediation. Science of the Total Environment 668: 790-796.

Jimenez-Sanchez, C., Wick, L. Y., Ortega-Calvo, J. J. (2018) Impact of Chemoeffectors on Bacterial Motility, Transport, and Contaminant Degradation in Sand-Filled Percolation Columns. Environmental Science and Technology 52: 10673-10679.

Sungthong, R., Tauler, M., Grifoll, M., Julio Ortega-Calvo, J. (2017) Mycelium-Enhanced Bacterial Degradation of Organic Pollutants under Bioavailability Restrictions. Environmental Science and Technology 51: 11935-11942.

Ortega-Calvo, J.J., Harmsen, J., Parsons, J. P., Semple, K., Aitken, M. D., Ajao, C, Eadsforth, C., Malyka Galay-Burgos, M., Naidu, R., Oliver, R., Peijnenburg, W. J. G. M., Römbke, J., Streck, G., Versonnen, B. (2015) From bioavailability science to regulation of organic chemicals. Environmental Science and Technology 49: 10255−10264.

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Gomez-Lahoz, C. and Ortega-Calvo, J.J. (2005) Effect of slow desorption on the kinetics of biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons. Environmental Science and Technology 39:8776-8783.

García-Junco, M., Gómez-Lahoz, C., Niqui-Arroyo, J.L., and Ortega-Calvo, J.J. (2003). Biosurfactant- and biodegradation-enhanced partitioning of polycyclic aromatic hydrocarbons from Nonaqueous-phase liquids. Environmental Science and Technology 37:2988-2996.

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Ortega-Calvo, J.J., Fesch, C., and Harms, H. (1999) Biodegradation of Sorbed 2.4-dinitrotoluene in a clay-rich, aggregated porous medium. Environmental Science and Technology 33:3737-3742.

Ortega-Calvo, J.J., Birman, I. and Alexander, M. (1995) Effect of varying the rate of partitioning of phenanthrene in nonaqueous-phase liquids on biodegradation in soil slurries. Environmental Science and Technology 29:2222-2225.

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