Evaluación del potencial de la biotransformación aerobia como segunda fase después de un tratamiento anaerobio para la biorremediación de suelos contaminados con toxafeno

Abstract

El toxafeno es un insecticida de amplio espectro, el cual fue utilizado para el control de diversas plagas que afectaban cultivos de algodón, cacao, soya entre otros. Éste insecticida presentó características de toxicidad, persistencia, transporte a largas distancias y bioacumulación en organismos vivos, razones por las cuáles fue prohibido a nivel mundial por el Convenio del Estocolmo. La biodegradación de toxafeno por medio de bacterias, se ha evidenciado bajo condiciones anaerobias. Sin embargo, hasta la fecha no hay reportes sobre el destino ambiental de los productos de transformación anaerobia de toxafeno (PTA-toxafeno), lo cuáles principalmente son congéneres del insecticida con menores grados de cloración, especialmente si estos productos están susceptibles a degradación aerobia. Para llenar este vacío de información, el objetivo de este trabajo fue evaluar la transformación aerobia de PTA-toxafeno por medio de cultivos de enriquecimiento con y sin estimulación con camfor. Para el cumplimiento de este objetivo, se estableció un cultivo de enriquecimiento en medio mineral con camfor como única fuente de carbono e inoculado con biosólidos provenientes de la planta de tratamiento de agua residual el salitre-Bogotá. Después de tres transferencias consecutivas del cultivo (usando un inóculo del 10%) a un nuevo medio mineral con camfor, se evaluó la transformación de toxafeno intemperizado (toxafeno extraído de los suelos contaminados) y de los PTA-toxafeno en el mismo medio mineral con y sin la adición de camfor, utilizando como inóculo el cultivo de enriquecimiento degradador de camfor. Los resultados del estudio mostraron la transformación aerobia de los PTA-toxafeno, pero no del toxafeno intemperizado. Además, se evidenció mayor transformación de los congéneres con menores grados de sustitución clorada, comparado con los congéneres con mayor grado de cloración. Asimismo, la transformación de PTA-toxafeno, ocurrió tanto en presencia como en ausencia de camfor, señalando que no es estrictamente necesaria la presencia de este cosustrato para la transformación aerobia de los PTA-toxafeno. Además, debido a que el citocromo p450cam cataliza el primer paso para la degradación de camfor, se evaluó también si la metirapona (inhibidor especifico de citocromo p450), inhibía la transformación de los PTA-toxafeno. Los resultados señalaron una inhibición únicamente en los tratamientos que tenían el cosustrato camfor en el medio, pero no en los cultivos sin la adición de camfor. Esta observación sugiere que la degradación de PTA-toxafeno está catalizado por distintas enzimas en los dos cultivos, lo cual exhibe una posible diversidad de comunidad bacteriana y enzimática en las diferentes condiciones estudiadas. Finalmente, el análisis metagenómico reveló diferencias en la comunidad microbiana, entre los dos cultivos transformadores de PTA-toxafeno, reportando a Vineibacter terrae y Afipia felis como los más abundantes en la comunidad bacteriana que tenían únicamente a los PTA-toxafeno, mientras que Alicycliphilus denitrificans y Sphingopoxys soil fueron los dominantes en presencia de camfor. El presente trabajo de grado es el primer estudio que coloca en evidencia la ventaja de incluir una fase de tratamiento aerobio posterior a un tratamiento anaerobio para la biorremediación de suelos contaminados con toxafeno