Contaminación Radioactiva de los Organismos que Viven en y Sobre el Suelo

En post anteriores  [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8] hemos abordado distintos aspectos de la contaminación radiactiva, desde diversos puntos de vista (ambiental, salud pública, impacto en el medio edáfico, etc.). En este post abordaremos como tal proceso afecta dramáticamente a los organismos del suelo, es decir a su biología. Como veremos tal contaminación es devastadora, imposible de eliminar en el medio edáfico si se expande en grandes extensiones y contamina toda la cadena alimentaria, incluyendo el agua.

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EFECTO DE LOS RADIOISOTOPOS SOBRE LA MICROFLORA EDÁFICA

Aunque los radionúclidos presentes en el suelo resultan ser fuertes agentes mutagénicos de los microorganismos, se han encontrado poblaciones viables y metabólicamente activas en depósitos de residuos transuránicos de bajo nivel del LANL (Los Alamos National Laboratory). Estos autores han realizado recuentos de hasta 1.5 x 10⁶ bacterias aerobias y de 3.3 x 10³ hongos por gramo de suelo seco. No obstante, experimentos llevados a cabo por otros autores con poblaciones aisladas en los depósitos de Maxey Flats, indican que el crecimiento bacteriano es inhibido completamente a una dosis de 2.7 x 10⁵ pCi.ml^-1 de radioactividad, procedente de una solución con ⁶⁰Co, ⁸⁵Sr y ^{134, 137}Cs.

Vandecasteele y col. (1980), en un estudio con organismos procariotas fijadores de N₂ atmosférico (Anabaena, Azotobacter y Rhizobium), observan que el ⁹⁹Tc puede ser metabolizado y acumulado en cantidades variables, dependiendo del tipo de organismo. En este punto llegamos a una cuestión que no debe soslayarse, como es la absorción de radioisótopos por microorganismos del suelo y raíces de plantas (y mediante esta última, toda la cadena trófica).

Los términos «absorción microbiana«, «bioabsorción» o «bioconcentración«, han sido utilizados para referirse a los procesos de bioacumulación. Existe un buen número de referencias en las que se pone de manifiesto la asimilación de diferentes isótopos radioactivos por microorganismos del suelo y especies vegetales (Francis, 1985). La acumulación constituye un fenómeno de cierta importancia, aunque no muy bien conocido todavía, ya que puede constituir un mecanismo de transporte de radionúclidos, que vuelven a quedar libres en el medio en el momento de producirse la lisis celular.

EFECTOS DE LA RADIOACTIVIDAD EN LOS ORGANISMOS DEL SUELO

Los microorganismos, en general, tienen alguna tolerancia o resistencia a las radiaciones ionizantes. Este tipo de radiaciones han sido ensayadas como método de esterilización de alimentos, agua y suelos, por lo que se dispone de una amplia información sobre sus efectos.

En el suelo han sido aisladas bacterias radiorresistentes, como Arthrobacter radiotolerans, y en ocasiones han sido necesarias dosis mayores de 2 x 10⁶ rad de radiación gamma para eliminar la población bacteriana). Algunos experimentos en los que se ha sometido a la microflora del suelo a diferentes dosis de radiación, durante un periodo prolongado, consiguen modificar el umbral de resistencia de algunas cepas. No obstante, los resultados deben interpretarse con ciertas reservas, ya que no pueden considerarse como una respuesta generalizada de todas las poblaciones que constituyen la microflora edáfica, sino de aquellas que son radiorresistentes.

Los efectos de la radioactividad sobre la fauna del suelo han sido revisados por Krivolutsky (1987). Este autor considera que dicha fauna constituye uno de los indicadores biológicos más apropiado para detectar niveles de contaminación radioactiva. Alteraciones en la estructura de la comunidad y modificaciones en la densidad de las poblaciones, serían los efectos más evidentes. Destaca el acusado descenso de Lumbrícidos y Miriápodos y, en general, de la diversidad de biógica. Los efectos también se hacen notar en las formas predadoras, parásitas y fitófagas. En un trabajo realizado en suelos de bosque de la Estación Experimental de Rohamsted (UK), una radiación de 0.001-0.05 Mrad eliminó a la mayoría de los insectos y una dosis de 0.2 Mrad resulta letal para el conjunto de la fauna de invertebrados, transcurridos 80 días desde el momento de la exposición.

METABOLISMO EDÁFICO Y CONTAMINACIÓN POR RADIONÚCLIDOS

El conjunto  de transformaciones que tienen lugar en el suelo – que tienen que ver con la síntesis y descomposición de materiales- ha venido a denominarse metabolismo edáfico, con independencia de los organismos que las protagonizan. La presencia de radioisótopos en el medio edáfico puede modificar varios aspectos de dicho metabolismo, induciendo un reajuste que afecta el resultado de algunos procesos concretos.

Ciertos trabajos ponen de manifiesto que los suelos radiados pueden ser metabólicamente activos debido a la resistencia a la radioactividad de los sistemas exoenzimáticos. No obstante, entre los efectos observados que suponen una alteración de los procesos que tienen lugar en el suelo, puede citarse la producción de compuestos gaseosos radioactivos que se liberan a la atmósfera y pueden ser transportados a mucha distancia de donde han sido producidos. En efecto, compuestos gaseosos tritiados o carbonados han sido identificados en zonas de enterramiento de residuos radioactivos, además de gases como el ⁸⁵Kr o el ²²²Rn. En la producción y liberación de estos derivados gaseosos participan activamente los microorganismos del suelo. Así, las bacterias productoras de metano pueden utilizar ¹⁴C ó ³H para formar los compuestos ¹⁴CH₄, CH₃–³H y ¹⁴CH₃–³H. Matuszek (1980) ha estimado entre 200 y 6000 mCi/año, la producción de CH₃–³H en zonas de enterramiento de vertidos radioactivos.

Otro aspecto que merece mencionarse es la producción microbiana de compuestos quelantes, como ácidos orgánicos o hidroxamatos, capaces de «secuestrar» radioisótopos. De esta manera se incrementa su movilización y biodisponibilidad, ya que de otra forma permanecerían adsorbidos a la fase sólida del suelo (ya sea en su fracción mineral y/o en la orgánica).

RECUPERACION DE SUELOS CONTAMINADOS

Hasta el presente no se conocen muchas soluciones para la recuperación de suelos, que no sean la de trasladar espacialmente el problema. En efecto, en los casos en que se ha tratado de eliminar la contaminación de radionúclidos, debido a su gravedad se ha exhumado el terreno contaminado y transportado a una localización más segura. Un procedimiento, por otro lado, demasiado costoso y prácticamente inviable si han sido afectadas zonas geográficas extensas. Un método propuesto tras el accidente de Chernóbil es el de extraer los radionúclidos con especies vegetales de crecimiento rápido capaces de absorberlos (fitorremediación) y enterrar posteriormente la biomasa contaminada. En algunos casos se ha utilizado el tetrafenilborato de sodio para precipitar radiocesio, que también acaba finalmente siendo enterrado. El uso de compuestos quelantes (EDTA, entre otros), también ha sido ensayado en la descontaminación. En cualquier caso, debe recordarse que el enterramiento puede palier pero no eliminar el problema generado por este tipo de contaminación.

Pero en general todos los procedimientos ensayados hasta la fecha han resultado ser excesivamente costosos y no han resultado eficaces para la descontaminación y recuperación del suelo. El caso de Chernóbil muchos años después es un ejemplo palmario, como ya nos comentó Rocío Millán que estuvo allí no hace mucho tiempo (ver este post)

Como ya hemos reiterado en numerosas ocasiones en esta bitácora, las biocenosis edáficas son esenciales para mantener la estabilidad y fomentar la resiliencia de los ecosistemas terrestres. Probablemente algunas especies clave de estos últimos se encuentren en el medio edáfico. Hasta la fecha no se conoce remedio alguno con vistas a descontaminar suelos afectados por la contaminación radioactiva, con la salvedad de la descontaminación “ex situ”, Solo apta para pequeñas extensiones. Del mismo modo la radioactividad no retenida pasa a contaminar las aguas corrientes y freáticas (o como hemos mentado previamente la propia atmósfera). En el primer caso la contaminación es exportada a otros ambientes, mientras que en el segundo, imposibilita el uso posterior de los acuíferos. Un análisis a cerca del efecto de la radioactividad sobre las cadenas tróficas y alimentarios fue tratado en el siguiente post.

Avelino García Álvarez (CIEMAT)

Juan José Ibáñez (CIDE-CSIC)