• Título:  MICROBIAL ELECTROCHEMICAL STRATEGIES FOR MONITORING AND REMEDIATING ORGANIC POLLUTION IN GROUNDWATER AND SEDIMENTS.
• Autor:  DE DEUS VILLAGRA, ANDRÉS
• Universidad:  Universidad de Alcalá
• Departamento:  Química Analítica, Química Física e Ingeniería Química
• Fecha de Lectura:  21/07/2023
• Programa de doctorado:  Programa de Doctorado en Hidrología y Gestión de los Recursos Hídricos por la Universidad de Alcalá y la Universidad Rey Juan Carlos
• Dirección: 
  • ESTEVE NUÑEZ, ABRAHAM (DIRECTOR)
• Tribunal: 
  • MOLINER ARAMENDIA, ANA (PRESIDENTE)
  • BOLTÉS ESPÍNOLA, ANA KARINA (SECRETARIO)
  • VIÑAS CANALS, MARC (VOCAL)
• Descriptores: 
  • PROCESOS MICROBIANOS
  • OPERACIONES ELECTROQUIMICAS
  • ELIMINACION DE RESIDUOS
• Localización:  BIBLIOTECA DE MEDICINA Y CIENCIAS DE LA SALUD. CAMPUS UNIVERSITARIO. 28805-ALCALA DE HENARES
• 719283_1642204.PDF
• Resumen:
  La electroquímica microbiana es una rama de la biotecnología que explora la interacción entre los microorganismos y los materiales conductores de la electricidad. Este campo ha evolucionado hasta dar lugar a una plétora de aplicaciones medioambientales, conocidas como tecnologías electroquímicas microbianas (MET, por sus siglas en inglés). Las MET pueden utilizarse para limpiar ambientes contaminados utilizando electrodos como aceptores o donadores terminales de electrones, lo que permite que el metabolismo microbiano actúe en condiciones diferentes de las condiciones naturales. Esta tecnología es muy versátil y puede aplicarse a diversas matrices, como aguas residuales, aguas subterráneas, sedimentos y suelos. Sin embargo, la implantación de las MET en aplicaciones de campo reales requiere superar desafíos microbiológicos, tecnológicos y económicos. A pesar de estos retos, las MET presentan un gran potencial como estrategia para mejorar la recuperación del medio ambiente. En esta tesis, hemos explorado la capacidad de las MET en entornos naturales para i) detectar contaminantes de aguas subterráneas como compuestos derivados del petróleo y agroquímicos como el lindano (Capítulo 2), y ii) remediar entornos contaminados con lindano (Capítulo 3 y Capítulo 4). A través de nuestra investigación, hemos demostrado la capacidad de estas tecnologías no sólo para detectar la presencia de contaminantes, sino también para facilitar su degradación, lo que conduce a la restauración del entorno natural. Nuestros hallazgos ponen de relieve que las MET son una valiosa herramienta para la vigilancia y la recuperación del medio ambiente. El Capítulo 1 recoge el estado del arte sobre el ámbito de estudio de la tesis: electrobiorremediación y detección bioelectroquímica de contaminantes en suelos contaminados. De hecho, proporcionamos una visión general sobre la contaminación ambiental especialmente centrada en los hidrocarburos aromáticos (BTEX) y clorados, incluyendo su impacto en el medioambiente y en la salud humana. Además, repasamos varios métodos para detectar y eliminar contaminantes del medioambiente, especialmente aquellos relevantes para nuestra investigación. En la última parte del capítulo, presentamos las MET, incluidos sus principios fundamentales y sus aplicaciones, haciendo hincapié en cómo potenciar el metabolismo microbiano de las bacterias electroactivas para detectar y remediar los entornos contaminados. Bajo la premisa de que una de las mejores formas de prevenir la contaminación es vigilar los lugares de riesgo, hemos explorado métodos innovadores para desarrollar la detección temprana in-situ de contaminantes en aguas subterráneas. De hecho, en el Capítulo 2, utilizamos estrategias electroquímicas microbianas para detectar contaminantes, como hidrocarburos del petróleo o agroquímicos, en aguas subterráneas a escala de microcosmos y mesocosmos. El biosensor consistió en una configuración de 3 electrodos con un electrodo de trabajo polarizado a potencial anódico (0.6 V vs. Ag/AgCl) instalado en un piezómetro. Tras la colonización mediante la comunidad microbiana de aguas subterráneas no contaminadas, observamos una respuesta ( < 2 horas) a un pulso con mezcla de contaminantes (BTEX y ETBE). Además, también comprobamos la respuesta a mezclas complejas utilizando un pulso de queroseno. Alternativamente, y para detectar la presencia del insecticida lindano (gamma-hexaclorociclohexano), se recurrió a una configuración de biocátodo (- 0,6 V vs. Ag/AgCl) para monitorizar el consumo de corriente eléctrica asociado a la deshalogenación. La electrobiorremediación es una estrategia que permite descontaminar mediante una combinación de herramientas electroquímicas y microbiología. En el Capítulo 3, diseñamos y validamos diferentes configuraciones para eliminar un insecticida muy utilizado, el lindano, de un suelo contaminado sintéticamente y de un suelo real contaminado.