Chromium (VI) bioremediation by a bacterial strain isolated from tannery sediments.

LAURA F. AMBROSIO; CINTIA E. PAISIO; ORNELLA M. ONTAÑON; ELIZABETH AGOSTINI,; PAOLA S. GONZÁLEZ

Congreso; VIII Congreso Argentino de Microbiología General “SAMIGE”; 2012

Chromium is used in several industrial processes such as steel and iron production, tanning of leather, petroleum refining and others. The industrial effluents generated are frequently released to water sources, mainly without previous treatment, producing serious environmental and anthropological problems, due to its high toxicity. In this sense, bioremediation constitutes a possible alternative to remediate contaminated environments. The aims of this research were: a) to identify and characterize a strain isolated from tannery sediments, using biochemical and molecular methods, b) to evaluate the capability of the isolated strain to tolerate and reduce Cr (VI), c) to determinate optimum conditions of pH, temperature, medium composition, carbon source and initial inoculum concentration to obtain the highest efficiency of the process. The strain namely C8 was characterized as a Gram negative, catalase-positive, oxidase-negative bacterium. Several biochemical tests were performed in order to characterize the strain. This was identified as Serratia sp. by 16S rDNA gene PCR amplification. The strain was able to tolerate until 175 mg/l Cr (VI) in rich medium (TY) and 50 mg/l in mineral medium. Chromium reduction was carried out in both liquid culture media. C8 strain was able to reduce almost completely 5 mg/l, 55% of 20 mg/l and 20% of 50 mg/l in TY medium. To determine the optimum conditions for Cr (VI) reduction, sodium acetate, sucrose, glucose and citric acid were added to TY medium. Different pH (4-9), temperature (20-40 °C) and initial inoculum concentrations (1-10%) were assayed. Serratia sp could reduce 75% of 20 mg/l Cr (VI), in a medium containing 1 g/l of glucose, at pH 6-7, in broad range of temperature, as optimal conditions, using 5% inoculum concentration. In conclusion, Serratia sp. could be a suitable microorganism for Cr (VI) bioremediation of tannery sediments and effluents or even in other environments contaminatedwith chromium. Identificar y caracterizar la cepa aislada de un sedimento obtenido de las proximidades de una curtiembre por técnicas moleculares y bioquímicas.  Analizar la capacidad del microorganismo para tolerar y reducir distintas concentraciones de Cromo (VI). Determinar las condiciones óptimas para lograr la mayor eficiencia de remoción. RESULTADOS 1. IDENTIFICACIÓN •Galería API 20E •Catalasa: (+) •Oxidasa: (-) •Tinción de Gram: bacilos cortos Gram (–) Identificación: Serratia sp. 2. TOLERANCIA A CROMO (VI) Tabla 1: Tolerancia de Serratia sp. en medio mínimo MM9 y medio rico TY con distintas concentraciones de cromo (VI). 4. CONDICIONES ÓPTIMAS DE REMOCIÓN Las condiciones óptimas de remoción fueron: •Fuentede carbono: glucosa 1g/l •pH: 6 •Temperatura: 37-40 ºC • Concentración de inóculo: 5% IDENTIFICACIÓN: Pruebas bioquímicas (oxidasa, catalasa), tinción de Gram. Galería API 20E. Secuenciamiento de ADNr 16S. TOLRANCIA EN PLACA: - Medio rico TY: se utilizaron placas con diferentes concentraciones de Cromo (VI) (35 y 700 mg/l). - Medio mínimo MM9: en placas con concentraciones variables de Cromo (VI) (20 a 150 mg/l). REMOCIÓN DE CROMO (VI) : se llevó a cabo en medio líquido TY y MM9 con concentraciones de cromo (VI) comprendidas entre 5 y 100 mg/l. DETERMINACIÓNDE CROMO: se realizó mediante el método colorimétrico de Difenilcarbazida (Clesceri et al., 1998). ENSAYO DE CONDICIONES ÓPTIMAS: en medio TY con 20 mg/l de Cr (VI) con diferentes: fuentes de carbono (acetato, citrato, glucosa, sacarosa), variando el pH (4-9), la temperatura (20-40°C) y la concentración de inóculo (1-10%). MATERIALES Y MÉTODOS El microorganismo aislado fue identificado como Serratia sp. Serratia sp. toleró mayores concentraciones de Cr (VI) en medio sólido TY y redujo diferentes concentraciones de Cr (VI) en medio líquido.  La optimización de las condiciones de cultivo produjo un aumento en la eficiencia de remoción. Este microorganismo podría ser utilizado para biorremediación de efluentes de curtiembres u otros ambientes contaminados. CONCLUSIONES Subsidios: CONICET- SECyT-UNRC PICT. 3. REMOCIÓN DE CROMO (VI) •El medio TY fue seleccionado para continuar con los ensayos de optimización, ya que en éste se observó la mayor eficiencia de remoción. •La máxima remoción se alcanzó a los 5 y 12 días en medio TY y MM9 respectivamente.