Microbi in missione per ripulire i terreni tossici d'Europa / Microbes on a mission to clean up Europe’s toxic soils

Microbi in missione per ripulire i terreni tossici d'Europa / Microbes on a mission to clean up Europe’s toxic soils

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

I ricercatori finanziati dall'UE si stanno rivolgendo al gruppo di pulizia della natura per contrastare l'inquinamento tossico del suolo causato da attività industriali.

I microrganismi del suolo aiutano gli scienziati a ripulire in modo naturale l'inquinamento industriale persistente.

Fuori dalla cittadina montana di Sabiñánigo, nel nord della Spagna, sorge una fabbrica chimica abbandonata su un terreno ancora segnato da decenni di produzione di lindano, un pesticida ora vietato in tutto il mondo, che ha lasciato dietro di sé migliaia di tonnellate di rifiuti tossici.

La produzione è terminata negli anni '80, ma il principale sottoprodotto del pesticida, l'esaclorocicloesano (HCH), continua ad infiltrarsi nel terreno circostante e nelle falde acquifere.

L'HCH è tossico per l'uomo, gli animali e gli organismi acquatici. È inoltre bioaccumulabile, il che significa che può accumularsi nei tessuti degli organismi viventi e risalire la catena alimentare. Questo lo rende un obiettivo importante per le azioni di bonifica ambientale.

Un gruppo di scienziati finanziato dall'UE sta studiando come sfruttare i depuratori naturali – batteri e microrganismi che vivono nel suolo – per decomporre l'inquinamento in modo naturale. In caso di successo, il loro metodo potrebbe essere applicato in tutta Europa, dove la salute del suolo è in costante declino da decenni.

"Stiamo cercando di capire quali microbi svolgono quali funzioni specifiche e come collaborano. Se il microbioma del suolo è sano, il suolo può iniziare a riprendersi", ha affermato la Dott.ssa Rocio Barros García, eminente biotecnologa ambientale presso l'Università di Burgos, in Spagna.

Il microbioma del suolo è la comunità unica di microbi che lo popola. Proprio come il microbioma intestinale aiuta l'organismo a digerire il cibo, i microbi nel suolo e nell'acqua possono produrre enzimi che scompongono gli inquinanti organici presenti nell'ambiente. Questo processo è noto come biorisanamento.

Dai campioni di terreno alle analisi di laboratorio

In Spagna, il dott. Barros Garcia lavora presso il Centro internazionale di ricerca sulle materie prime critiche.

Lei ed il suo gruppo hanno raccolto campioni di terreno da Sabiñánigo e hanno ricreato l'ambiente del suolo locale in laboratorio nell'ambito di un'iniziativa di ricerca finanziata dall'UE chiamata BIOSYSMO. L'obiettivo è comprendere meglio il microbioma del suolo.

Il sito di Sabiñánigo è uno dei cinque siti studiati da un gruppo di ricercatori che collaborano a questo progetto quadriennale che si concluderà nell'agosto 2026. 

MIBIREM si propone di contribuire alla bonifica dei siti contaminati in modo più rispettoso dell'ambiente, con minori emissioni di gas serra ed un minore consumo di energia.

L'iniziativa riunisce università, istituti di ricerca e aziende provenienti da Spagna, Francia, Slovenia, Portogallo, Germania, Belgio e Regno Unito.

Il gruppo internazionale sta studiando come i biosistemi composti da batteri, funghi e piante possano contribuire a scomporre le sostanze chimiche tossiche presenti nel terreno inquinato.

Si tratta di un lavoro fondamentale perché nell'UE si stima che vi siano 2,8 milioni di siti potenzialmente contaminati, che vanno dalle discariche alle vecchie miniere, dalle stazioni di servizio alle zone industriali abbandonate.

Tutto questo terreno è tecnicamente inutilizzato e pericoloso per la salute umana ed animale.

"Molti inquinanti organici persistenti sono estremamente difficili da scomporre e possono accumularsi nell'ambiente e nel nostro organismo", ha affermato Barros García.

Dal laboratorio al campo

Il gruppo di BIOSYSMO sta testando una serie di strategie di biorisanamento. Utilizza diverse combinazioni di batteri, funghi e piante come sistemi bioelettrochimici in cui i microrganismi interagiscono con gli elettrodi per generare una piccola corrente elettrica mentre scompongono gli inquinanti.

Ciò può aiutare a ripulire più rapidamente i contaminanti presenti nel suolo, nelle falde acquifere, nelle acque reflue o nei sedimenti costieri ed estuarini.

La dott.ssa Sara Gil-Guerrero di IDENER, un'azienda di ricerca ed ingegneria di Siviglia, ha spiegato che l'obiettivo è identificare gli alleati naturali nel terreno e migliorare la loro attività di pulizia progettando e ottimizzando combinazioni di organismi che lavorano bene insieme.

“Una fase fondamentale del progetto è stata quella di identificare i principali attori tra gli organismi già presenti nei terreni contaminati, in modo da poter scoprire gli ingredienti chiave per lo sviluppo di nuovi approcci.”

Un framework computazionale sviluppato da IDENER supporta il lavoro sperimentale modellando il modo in cui le comunità microbiche scompongono gli inquinanti. Analizzando i dati genetici provenienti da terreni contaminati, i ricercatori possono prevedere le migliori combinazioni microbiche prima dell'inizio dei test sul campo.

Mappatura dei microbi

La bonifica di Sabiñánigo è sostenuta anche da un'altra iniziativa di ricerca finanziata dall'UE, denominata MIBIREM, che riunisce ricercatori e aziende provenienti da Austria, Belgio, Francia, Germania, Italia e Paesi Bassi.

I partner del MIBIREM stanno lavorando a stretto contatto con il gruppo BIOSYSMO per identificare le combinazioni ottimali di microrganismi per la bonifica dell'inquinamento industriale del suolo.

Stanno inoltre creando un kit di strumenti per la biorisanamento microbico. Includerà metodi, linee guida e risorse che altri scienziati, esperti di bonifica o governi potranno utilizzare per bonificare aree contaminate in modo simile in tutta Europa.

Lavorare con i microrganismi non è sempre facile, ma è molto motivante sapere che si tratta di una tecnologia sostenibile. E funziona.

Secondo la ricerca MIBIREM, questo tipo di bonifica basata sui microbi potrebbe essere dal 20 al 50% più economica rispetto ai metodi tradizionali e produrre dal 70 al 90% in meno di emissioni di CO₂.

"MIBIREM si propone di contribuire alla bonifica dei siti contaminati in modo più responsabile dal punto di vista ambientale, con minori emissioni di gas serra ed un minore consumo di energia", ha affermato David Donnerer, project manager MIBIREM presso RTDS Group, il partner austriaco che coordina la ricerca del progetto.

Il gruppo MIBIREM sta lavorando in due siti pilota in Germania: a Bitterfeld, dove si sta anche affrontando la contaminazione da HCH derivante dal lindano; ed a Stockach, presso un'ex officina del gas, dove si sta lavorando per rimuovere l'inquinamento da cianuro.

In Francia, l'attenzione si concentra sulla riduzione degli idrocarburi del petrolio in un'ex fabbrica di sapone fuori dalla città di Ploufragan, in Bretagna.

Stanno anche studiando come alcuni batteri speciali scoperti nel Griftpark di Utrecht, nei Paesi Bassi, potrebbero contribuire a scomporre gli idrocarburi petroliferi nocivi rimasti lì, in seguito alla precedente attività del parco come officina del gas.

Salvaguardare il nostro suolo

Un suolo di buona qualità è essenziale per la vita, ma gran parte del territorio europeo è in cattive condizioni: oltre il 60% di esso è attualmente considerato malsano.

Per affrontare questa sfida più ampia, la Missione A Soil Deal for Europe, una delle cinque principali missioni di ricerca dell'UE, si è prefissata di migliorare la salute del suolo in tutto il continente.

Sebbene BIOSYSMO e MIBIREM siano finanziati nell'ambito di Horizon Europe, il loro lavoro integra gli obiettivi della Missione contribuendo a sviluppare terreni più puliti e sani in tutta Europa.

Lentamente ma inesorabilmente

In contrapposizione a questa spinta più ampia verso terreni più sani, sia i gruppi BIOSYSMO che MIBIREM sperano che la biorisanamento acquisisca importanza nelle future politiche biotecnologiche dell'UE e superi gli ostacoli normativi ed altre sfide.

Tra queste rientrano i vincoli legali sui test sul campo degli organismi geneticamente modificati, che richiedono l'autorizzazione esplicita delle autorità nazionali e la preparazione di dossier tecnici dettagliati e valutazioni dei rischi. 

Sebbene la biorisanamento non sia una soluzione rapida (aspettare che la natura faccia il suo corso può richiedere tempo), Barros García ritiene che questo approccio possa superare i metodi chimici e ripristinare gradualmente il suolo man mano che ritornano i nutrienti.

"Lavorare con i microrganismi non è sempre facile, ma è molto motivante sapere che si tratta di una tecnologia sostenibile. E funziona. Dobbiamo solo capire come estenderla a livello mondiale."

ENGLISH

EU-funded researchers are turning to nature’s very own clean-up crew to tackle toxic industrial soil pollution.

Soil microorganisms are helping scientists clean up lingering industrial pollution naturally.

 Outside the mountain town of Sabiñánigo in northern Spain, an abandoned chemical factory stands on land still scarred by decades of Lindane production – a pesticide now banned worldwide – which left behind thousands of tonnes of toxic waste.

Production ended in the 1980s, but the pesticide’s main by-product, hexachlorocyclohexane (HCH), continues to leach into the surrounding soil and groundwater.

HCH is toxic to humans, animals and aquatic life. It also bioaccumulates, meaning it can build up in the tissues of living organisms and move up the food chain. This makes it an important target for environmental clean-up actions.

An EU-funded team of scientists is exploring how to harness nature’s own cleaners – bacteria and microorganisms living in the soil – to break down the pollution naturally. If successful, their method could be applied across Europe, where soil health has been in steady decline for decades.

“We are trying to understand which microbes perform which specific functions and how they collaborate. If the microbiome of the soil is healthy, the soil can start to recover,” said Dr Rocio Barros García, a leading environmental biotechnologist at the University of Burgos in Spain.

The soil’s microbiome is the unique community of microbes that live there. Just as the gut microbiome helps the body digest food, microbes in soil and water can produce enzymes that break down organic pollutants in the environment. This process is known as bioremediation.

From soil samples to lab insights

In Spain, Dr Barros Garcia works at the International Research Centre in Critical Raw Materials.

She and her team have collected soil samples from Sabiñánigo and recreated the local soil environment in the lab as part of an EU-funded research initiative called BIOSYSMO. The aim is to better understand the soil microbiome.

The Sabiñánigo site is one of five locations being studied by a team of researchers working together in this four-year project which concludes in August 2026. 

MIBIREM aims to help clean up contaminated sites in a more environmentally responsible way, with fewer greenhouse gas emissions and less energy consumption.

The effort brings together universities, research institutes and companies from Spain, France, Slovenia, Portugal, Germany, Belgium and the UK.

The international team is exploring how biosystems of combined bacteria, fungi and plants can help break down toxic chemicals in polluted soil.

The work is crucial because the EU has an estimated 2.8 million potentially contaminated sites, ranging from landfills and old mines to petrol stations and abandoned industrial zones.

All this land is technically out of use and hazardous to animal and human health.

“Many persistent organic pollutants are extremely hard to break down and can build up in the environment and in our bodies,” said Barros García.

From lab to field

The BIOSYSMO team is testing a range of bioremediation strategies. They are using different combinations of bacteria, fungi and plants as bioelectrochemical systems in which microorganisms interact with electrodes to generate a small electric current while they break down pollutants.

This can help clean up contaminants in soil, groundwater, wastewater or estuary and coastal sediments more quickly.

Dr Sara Gil-Guerrero from IDENER, a research and engineering firm in Seville, explained that the goal is to identify natural allies in the soil and improve their cleaning activity by designing and optimising combinations of organisms that work well together.

“A huge phase of the project has been to identify the main players among the organisms already present in contaminated soils, so that we can uncover key ingredients for the development of new approaches.”

A computational framework developed by IDENER supports the experimental work by modelling how microbial communities break down pollutants. By analysing genetic data from contaminated soils, researchers can predict the best microbial combinations before field testing begins.

Mapping microbes

The clean-up of Sabiñánigo is also being supported by another EU-funded research initiative called MIBIREM, which brings together researchers and companies from Austria, Belgium, France, Germany, Italy and the Netherlands.

The MIBIREM partners are working closely with the BIOSYSMO team to identify optimal combinations of microorganisms for clearing industrial soil pollution.

They are also creating a toolbox for microbial bioremediation. It will include methods, guidelines and resources that other scientists, remediation experts or governments can use to clean up similarly contaminated areas across Europe.

Working with microorganisms is not always easy, but it is highly motivating knowing that this is a sustainable technology. And it works.

According to MIBIREM research, this kind of microbe-based cleanup could be 20–50% cheaper than traditional methods and produce 70–90% less CO₂ emissions.

“MIBIREM aims to help clean up contaminated sites in a more environmentally responsible way, with fewer greenhouse gas emissions and less energy consumption,” said David Donnerer, MIBIREM project manager at RTDS Group, the Austrian partner that coordinates the project’s research.

The MIBIREM team is working at two pilot sites in Germany: in Bitterfeld, where they are also tackling HCH contamination from Lindane; and in Stockach, at a former gasworks where they are working to remove cyanide pollution.

In France, they are focusing on reducing petroleum hydrocarbons at a former soap factory outside the town of Ploufragan, in Brittany.

They are also exploring how special bacteria discovered in the Griftpark in Utrecht, the Netherlands, could help break down the harmful petroleum hydrocarbons left over there from the park’s former life as a gasworks.

Safeguarding our soil

Good quality soil is essential for life, but much of Europe’s land is in poor shape, with more than 60% of it currently considered unhealthy.

To tackle this wider challenge, the Mission A Soil Deal for Europe, one of the EU’s five major research missions, has set out to boost soil health across the continent.

While BIOSYSMO and MIBIREM are funded under Horizon Europe, their work complements the Mission’s goals by helping to develop cleaner, healthier soils across Europe.

Slowly but surely

Against this broader push for healthier soils, both the BIOSYSMO and MIBIREM teams hope bioremediation will gain traction in the EU’s future biotechnology policies and overcome regulatory hurdles and other challenges.

These include legal constraints on field testing genetically modified organisms, which requires explicit permission from national authorities and the preparation of detailed technical dossiers and risk assessments. 

Although bioremediation is not a quick fix – waiting for nature to take its course can take time – Barros García believes the approach can outperform chemical methods and gradually restore soil as nutrients return.

“Working with microorganisms is not always easy, but it is highly motivating knowing that this is a sustainable technology. And it works. We just need to figure out how to scale it up, worldwide.”

Da:

https://projects.research-and-innovation.ec.europa.eu/en/horizon-magazine/microbes-mission-clean-europes-toxic-soils?pk_source=newsletter&pk_medium=email&pk_campaign=12122025&pk_content=agricultute-environment-society