Biorremediación de microscosmos de suelo franco limoso contaminados con lindano bioaumentados con actinobaterias.

RAIMONDO, ENZO E.; APARICIO, JUAN D.; FUENTES, MARÍA S.; BENIMELI, CLAUDIA S.

Jornada; IV Jornadas de la ciencia del suelo del NOA; 2015

BIORREMEDIACIÓN DE MICROSCOSMOS DE SUELO FRANCO LIMOSO CONTAMINADOS CON LINDANO BIOAUMENTADOS CON ACTINOBATERIAS1. INTRODUCCIÓNEl empleo sistemático de plaguicidas organoclorados (POs) ha producido una gran mejora en la calidad de vida de los pueblos. No obstante, se observó que la aplicación masiva e indiscriminada de estos productos condujo a efectos adversos sobre la salud humana, el medio ambiente, e incluso sobre la efectividad del producto (Phillips y col., 2005). Entre los plaguicidas más empleados, se encuentra el isómero gama-hexaclorociclohexano (γ-HCH), conocido como lindano. Es un plaguicida altamente clorado y recalcitrante que debido a su toxicidad y carcinogenicidad, fue prohibido o fuertemente restringido en la mayoría de lospaíses desarrollados. Sin embargo, muchas naciones en desarrollo aún continúanutilizándolo por razones económicas. Debido a esto, y a su elevada persistencia, se explica que este tipo de contaminante esté presente aún en suelos, aguas y alimentos de todo el planeta (Arias y col., 2011; Chaile y col., 2011; Orton y col., 2013; Zhang y col., 2013). En la provincia de Tucumán, se detectaron residuos de ciertos POs, entre ellos lindano, en concentraciones superiores a las permitidas en el Río Salí, principal sistema hidrográfico de la provincia (Chaile y col., 1999). Dado que los suelos impactados con plaguicidas organoclorados representan amenazas potencialmente graves para la calidad del agua superficial y subterránea, se desarrollaron diversas metodologías para removerlos. La biorremediación involucra la remoción y/o degradación de contaminantes ambientales mediante el uso de organismos vivos o partes de ellos (Ward, 2004; Wood, 2008; McGuinness y Dowling, 2009). En trabajos previos se describió la degradación de compuestos organoclorados, y en particular de lindano, por ciertas especies de hongos (Abdul Salam y col., 2013) y bacterias Gram positivas y negativas (Camacho-Perez y col., 2012), aislados de suelos y sedimentos acuáticos. Numerosos estudios demostraron que cepas de Streptomyces aisladas de sitios contaminados con POs de las provincias de Tucumán y Santiago del Estero son capaces de degradar diferentes POs (Benimeli y col., 2007; 2008; Cuozzo y col., 2009; Fuentes y col., 2010; 2011; Álvarez y col., 2012; Saez y col., 2012), y que el uso de consorcios definidos de actinobacterias incrementa la remoción de lindano en relación a la detectada en los cultivos puros correspondientes (Fuentes y col., 2011). El objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad de cultivos puros y mixtos de actinobacterias para remover lindano en suelos de tipo franco limoso contaminados.2. MATERIALES Y MÉTODOSMicroorganismos utilizados: Se emplearon seis cepas de actinobacterias Streptomyces sp. A2, A5, A11, M7, MC1 y Amycolatopsis tucumanensis AB0 y dos consorcios formulados con dichas cepas, seleccionados previamente en base a su eficiencia para remover y declorinar lindano (Fuentes y col., 2011; Polti y col., 2014). Preparación del inóculo: Las actinobacterias se precultivaron individualmente en medio TSB durante 72 h, a 30 °C, con agitación (200 rpm). Los cultivos se centrifugaron (8500 x g, 10 min, 4 °C), los sobrenadantes se descartaron y la biomasa microbiana se lavó con solución fisiológica estéril, y se resuspendió en 5 mL de agua destilada estéril.Acondicionamiento de los suelos: Para este estudio se utilizó un suelo libre decontaminación con POs. Dicho suelo fue caracterizado en la Cátedra de Edafología de la Facultad de Agronomía y Zootecnia de la Universidad Nacional de Tucumán. El mismo se acondicionó separando las partículas macroscópicas; posteriormente se distribuyó en bandejas plásticas, y se dejó secar en estufa, durante 3 días a 30 ºC, con el objeto de disminuir la tasa de humedad, para ajustarla luego al 20%. A continuación se prepararon los microcosmos de suelo, fraccionando 20 g del mismo en frascos de vidrio.Condiciones del ensayo: Las muestras del suelo, se contaminaron con cantidadesapropiadas de γ-HCH (99% de pureza, Sigma-Aldrich), de manera de obtener unaconcentración final de plaguicida de 2 mg Kg-1 de suelo.Los suelos contaminados se inocularon con las cepas de manera individual y con los cultivos mixtos (inóculo 4 g Kg-1 de suelo) y se incubaron a 30 ºC durante 28 días, realizando controles abióticos apropiados. Al primer y último día del ensayo se tomaron muestras para determinar la concentración residual de plaguicida mediante cromatografía gaseosa con detector de microcaptura de electrones (GC-μECD.)3. RESULTADOS Y DISCUSIÓNLas propiedades fisicoquímicas del suelo empleado se presentan en la Tabla 1.Parámetro Físico-Químico Muestra AnalizadapH (agua 1:2,5) 6,8Carbono Orgánico, C% 0,8Materia Orgánica Oxidable % (Walkley-Black) 1,3Fósforo disponible I ppm (Bray-Kurtz I) 22,3Nitrógeno Total % (Kjeldhal) 0,1Arcilla % ( 0,05) y que el cultivo puro de Streptomyces sp. A2 (P > 0,05). Sin embargo, no se observaron diferencias estadísticamente significativas entre los porcentajes de remoción de lindano por el Consorcio 1 y por los cultivos puros de lasdemás actinobacterias integrantes de este consorcio (A5, A11 y M7). Este resultado estaría indicando que, en las condiciones experimentales ensayadas y al emplear un suelo de tipo franco limoso, es posible utilizar tanto el Consorcio 1, como las cepas puras Streptomyces sp. A5, A11 o M7, obteniéndose en todos los casos resultados similares de remoción de lindano. Esto no es sorprendente, ya que Polti y col. (2014) observaron mayor porcentaje de remoción de lindano en muestras de suelo estériles y mayor porcentaje de remoción de cromo en muestras de suelo no estériles al trabajar con cultivos puros de Streptomyces sp. M7, que al emplear el consorcio mixto formado por Stretomyces sp. A5-M7-MC1-A. tucumanenesis ABO, concluyendo que la estrategia más apropiada para la biorremediación de suelos co-contaminados con Cr(VI) y lindano era la inoculación de los mismos con cultivos puros de Streptomyces sp. M7. Sin embargo, la degradación de plaguicidas organoclorados involucra reacciones enzimáticas complejas y se ha demostrado que los cultivos mixtos son más apropiados para la biodegradación de compuestos xenobióticos que los cultivos puros, ya que proporcionan vías metabólicas alternativas. Por ello, actualmentese está evaluando mediante ensayos de ecotoxicidad si existen diferencias entre los suelos inoculados con el cultivo mixto y con los cultivos puros de actinobacterias, de manera de determinar cuál es el sistema más apropiado para los procesos de biorremediación de suelos contaminados.Por otra parte, es importante destacar que los porcentajes de remoción obtenidos por los dos cultivos mixtos empleados en este estudio fueron significativamente diferentes (P < 1 0,05), siendo el consorcio integrado por Streptomyces sp. A2-A5-A11-M7 el más eficiente para los ensayos de biorremediación al obtenerse mayor porcentaje de remoción (57,1%). Este resultado coincide con lo obtenido por Fuentes y col. (2011), quienes estudiaron la capacidad degradadora de lindano por parte de diferentes consorcios microbianos definidos en medio mínimo líquido, formulados a partir de diferentes actinobacterias aisladas de ambientes contaminados y seleccionaron el consorcio formado por Streptomyces sp. A2-A5-A11-M7 como el más eficiente para la remoción de dicho plaguicida.4. CONCLUSIONESEn las condiciones ensayadas en este estudio, las actinobacterias y los consorcios microbianos empleados fueron capaces de remover lindano en un suelo del tipo franco limoso contaminado con γ-HCH. El consorcio microbiano formado por Streptomyces sp. A2-A5-A11-M7 presentó una mayor remoción de lindano que el consorcio Streptomyces sp. A5-M7-MC1-A. tucumanensis ABO (57,1% contra 47,5%, respectivamente). Sin embargo no se encontró diferencias significativas entre los porcentajes de remoción obtenidos por el Consorcio 1 y los cultivos puros de Streptomyces sp. A5, A11 y M7, tres de los cuatro integrantes de dicho consorcio, resultando potencialmente adecuado el uso de cualquiera de ellos.5. BIBLIOGRAFÍA? Abdul Salam J, Lakshmi V, Das D, Das N. 2013. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 29(3): 475?87.? Arias AH, Pereyra MT, Marcovecchio JE. 2011. Environmental Monitoring and Assessment. 172: 17?32.? Benimeli CS, Castro GR, Chaile AP, Amoroso MJ. 2007. International Biodeterioration & Biodegradation, 59(2), 148-155.? Camacho-Pérez B, Ríos-Leal E, Rinderknecht-Seijas N, Poggi-Varaldo HM. 2012.Journal of Environmental Management. 95: S306?S318.? Chaile AP, Romero N, Amoroso MJ, Hidalgo MdelV, Apella MC. 1999. RevistaBoliviana de Ecología y Conservación Ambiental, 6, 203-209.? Chaile AP, Romero N, Amoroso MJ. 2011. Archivos de Bioquímica, Química yFarmacia, Tucumán. XXI (2): 124?135.? Cuozzo SA, Rollán GC, Abate CM, Amoroso MJ. 2009. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 25(9), 1539-1546.? 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