Determinación de atrazina y los compuestos intermediarios a su biodegradación en un medio de cultivo líquido para el enriquecimiento de consorcios microbianos

Abstract

1-chloro-3-ethylamino-5-isopropylamino-2 ,4,6-triazine, is an herbicide used to control annual weeds and perennial grasses. Although this herbicide is banned in the European Union for its toxicity, it is still widely used. Also, its the second most frecuently employed in Uruguay. The main mechanism for removal of atrazine in neutral pH environments is the bacterial degradation. The microorganisms can mineralize atrazine giving ammonia and carbon dioxide or they can degrade it to intermediates which vary in persistence and toxicity. The separation and detection of atrazine intermediates is important to know the health risk that represents its partial degradation in the environment. Furthermore, the separation method could be usefull to characterize bacterial degraders with potential application in biorremediation. Among the atrazine biodegradation intermediates are the hidroxyatrazine, the desetylhidroxyatrazine, the desisopropylhidrtoxyatrazine and cyanuric acid. In this paper we developed a method to separate atrazine and metabolites in a synthetic culture medium used to select atrazine degrading bacteria. For this technique we optimized a high performance liquid chromatography (HPLC) ion pair method using an C8 column, mobile phase acetonitrile / water, gradient flow and an UV detector. We evaluated its application to detect intermediates in several bacterial enrichments. It was found that the method is suitable to distinguish different metabolic capabilities of these enrichment.

La atrazina, 1-cloro-3-etilamino-5-isopropilamino-2,4,6-triazina, es un herbicida que se utiliza para el control de malezas anuales y gramíneas perennes. Aunque este herbicida se encuentra prohibido en la Unión Europea por su toxicidad y la de sus metabolitos, sigue siendo muy usado y en Uruguay ocupa el segundo lugar de importancia. El principal mecanismo de eliminación de la atrazina en ambientes con pH neutro es la degradación bacteriana. Los microorganismos pueden mineralizar la atrazina dando amonio y anhídrido carbónico o degradarla produciendo intermediarios de variada persistencia y toxicidad. La separación y detección de estos intermediarios es relevante para conocer el riesgo sanitario que representa su degradación parcial en el ambiente y para encontrar y caracterizar bacterias o consorcios degradadores con potencial aplicación en bioorremediación. Entre los intermediarios de la biodegradación de atrazina se encuentran la hidroxiatrazina, la desetilhidroxiatrazina, la desisopropilhidrtoxiatrazina y el ácido cianúrico. En el presente trabajo se desarrolló un método para separar atrazina de sus metabolitos en un medio de cultivo sintético empleado para seleccionar bacterias degradadoras de atrazina. Para esto se optimizó una técnica de cromatografía líquida de alta performance (HPLC) de par iónico utilizando una columna C8, fase móvil acetonitrilo/agua, con un gradiente de flujo y detector UV. Se evaluó su aplicación para detectar intermediarios en varios enriquecimientos bacterianos degradadores de atrazina. Se pudo comprobar que el método resulta adecuado para distinguir capacidades metabólicas de enriquecimientos diferentes.