Selección y caracterización de consorcios de bacterias como herramienta de biorremediación de la contaminación por atrazina en plantas potabilizadoras de agua

Abstract

El uso expandido a nivel mundial, la persistencia y toxicidad del herbicida atrazina y sus metabolitos llevaron a que se conviertan en uno de los contaminantes más comunes en aguas superficiales y subterráneas, excediendo en algunos casos los límites máximos permitidos por la EPA de 3 ppb. A pesar que la atrazina puede ser degradada abióticamente, la biológica es la vía de degradación más importante a pH neutro y es la única que podría terminar en CO2 y NH4. La degradación biológica de la atrazina que puede llevarse a cabo por especies de bacterias aisladas como Pseudomonas sp. strain ADP o por consorcios de bacterias relativamente sencillos que fueron obtenidos de suelos con una historia larga de contaminación. En este estudio, el foco se centró en obtener consorcios de bacterias capaces de degradar atrazina en muestras tomadas del agua que ingresa a diferentes plantas potabilizadoras (Aguas Corrientes, Dolores y Florida) que estuvieron esporádicamente expuestos a pulsos de atrazina en bajas concentraciones. Se realizaron ensayos en microcosmos con atrazina a una concentración de 20 ppm con o sin el agregado de otra fuente de nitrógeno (NO3 -) y dos temperaturas de incubación diferentes (20°C y 30°C). La estabilidad del los consorcios se probó mediante repiques sucesivos en un medio mínimo (MDA) manteniendo las mismas condiciones previas. En todos los casos la degradación de atrazina se midió por UV-HPLC. Adicionalmente, se amplificaron por PCR los genes de la vía metabólica de degradación de la atrazina atzA, trzN, atzB, atzC, atzD and trzD para confirmar su presencia en los. Cuatro de doce tratamientos en el ensayo en microcosmos degradaron atrazina en un período de 11 días en Aguas Corrientes y Dolores. Las muestras de Florida no mostraron degradación de atrazina.

The worldwide use, persistence, and toxicity of the herbicide atrazine and its metabolites have led to them becoming a common contaminant in surface and ground water at levels that sometimes exceed the maximum allowed by the US-EPA of 3 ppb. Although atrazine can be degraded abiotically, the biological is the most important at neutral pH and is the unique way that could degrade atrazine completely to NH4 and CO2. Atrazine biodegradation has previously been shown to be carried out by several individual bacterial species such as Pseudomonas sp. strain ADP or by relatively simple bacterial consortia that have been enriched from large history contaminated soils. This study was focused on obtaining stable microbial consortium capable of degrade atrazine taken from incoming water of different potabilization treatment plants from Uruguay (Aguas Corrientes, Dolores y Florida) that have sporadically been exposure to low pulses of atrazine. We prepared microcosms assays with atrazine at a concentration of 20 ppm with or without other inorganic nitrogen amendment (NO3 -) and two different incubation temperatures (20 °C and 30 °C). Stability of the bacterial consortium was tested by successive enrichment in an atrazine minimal medium (MDA) maintaining the same previous conditions. In all cases, atrazine degradation was monitored by UVHPLC. In addition, atrazine metabolic genes atzA, trzN, atzB, atzC, atzD and trzD were amplified by PCR to confirm genetic stability. Four of the twelve microcosms assays showed atrazine degradation in a period of 11 days at different incubation conditions from samples from Dolores and Aguas Corrientes. Florida did not show atrazine degradation activity.