Evaluación de un consorcio mixto inmovilizado para la aplicación en un sistema de biorremediación de suelos contaminados con xenobióticos

Abstract

RESUMEN: En México se encuentran un sin número de sitios con suelos contaminados con diferentes niveles de impacto ambiental como resultado de la actividad industrial y agrícola, es por eso que se ha buscado disminuir el impacto de este tipo de compuestos xenobióticos sobre todo en suelos. La búsqueda de tecnológicas apropiadas como la biorremediación ha dado una opción de solución, ya que es económica, limpia, efectiva y segura, además de ser considerada benéfica sobre métodos físicos y químicos. Durante la realización de este trabajo utilizamos microorganismos fúngicos y bacterianos, los cuales anteriormente han demostrado tener una alta capacidad de degradación de xenobióticos( Zafra et al., 2014, Moreno-Montaño, 2015, Moreno-Montaño, 2016, Zafra et al., 2017), sin embargo, también se ha reportado que se ven afectados si el sitio se encuentra con una alta contaminación o las condiciones ambientales de este son adversas, por eso se evaluaron dos técnicas de inmovilización , el encapsulado en alginato y la adsorción en residuo agroindustrial de maíz, aunado a esto evaluamos la capacidad de degradación de ambos inmovilizados después de un tiempo prolongado de vida de anaquel, sobre todo en sitios altamente contaminados con diferentes xenobióticos como PAHs, petróleo, diésel y plaguicidas. Como resultado obtuvimos que después de 24 meses ambos inmovilizados lograron degradar casi en su totalidad una mezcla de PAHs de medio y alto peso molecular (PHE:PY), y después de 26 meses lograron degradar en un suelo impactado con petróleo crudo un 46% con los inmovilizados en alginato y un 48% los inmovilizados en residuo de maíz demostrando así que ambas inmovilizaciones mantuvieron la capacidad de degradación del consorcio. Con esto sugiere que los ambos tipos de inmovilización son buena opción para alargar el tiempo de vida del consorcio y aumenta la degradación de xenobióticos con respecto a microorganismos no inmovilizados. Es por esto que posteriormente se realizó la estandarización de un medio de bajo costo como complemento durante la aplicación en campo de los inmovilizados, las pruebas determinaron que un medio que utiliza como fuente de carbono la melaza y como fuente de nitrógeno el sulfato de amonio es capaz de mantener la capacidad de crecimiento y degradación del consorcio. Como último ensayo se realizaron pruebas con diferentes xenobióticos como el diésel y los plaguicidas, para este último xenobiótico se utilizó una mezcla de diferentes plaguicidas (Endosulfan, Paraquat, Paratión metílico y Carbofuran) en relación 1:1:1:1, así también se evaluaron en 3 suelos con características fisicoquímicas diferentes. El comportamiento del consorcio mostró que la materia orgánica del suelo es un factor importante durante los procesos de biorremediación.

ABSTRACT: Mexico show have a large number of sites with contaminated soils and with different levels of environmental impact as a result of industrial and agricultural activity, which is why many investigations sought to reduce the impact of this type of xenobiotic compounds, especially in soils. The search for appropriate technologies such as bioremediation has given a solution option, since it is economical, eco-friendly and cost-effective, besides being considered beneficial on physical and chemical methods. During the execution of this work we use fungal and bacterial microorganisms, which have previously been shown to have a high degradation capacity of xenobiotics (Zafra et al., 2014, Moreno-Montaño, 2015, Moreno-Montaño, 2016, Zafra et al., 2017), however, have also been shown to be affected if the site is highly contaminated or environmental conditions are adverse, so we evaluated the immobilization of the strains in two different techniques, one of them is encapsulation in alginate beads and another is adsorption on agro-industrial corn waste, as well as assessing the degradation capacity of both immobilized after a prolonged storage life, especially in highly contaminated sites with different xenobiotics such as PAHs, petroleum, diesel and pesticides. As a result, we obtained that after 24 months both immobilized managed to degrade almost a whole mixture of PAHs of medium and high molecular weight (PHE: PY), and after 26 months managed to degrade in soil impacted with crude oil, alginate beads showed 46% degradation and consortium immobilized in corn residue showed 48%, demonstrating that both immobilizations maintained the degradation capacity of the consortium. This means that the two types of immobilization are a good option to lengthen the lifetime of the consortium and that they increase the degradation of xenobiotics with respect to non-immobilized microorganisms. That is why we later performance the standardization of a low-cost medium as a complement during the application of the immobilized field, the result was a medium that uses molasses as a carbon source and as a nitrogen source ammonium sulfate maintains the capacity for growth and degradation of the consortium. As a last test, treatments were carried out with diesel and mixture of pesticides (Endosulfan, Paraquat, Methyl Parathion and Carbofuran), as well as evaluated in 3 soils with different physicochemical characteristics. The behavior of the consortium showed that soil organic matter is an important factor during the bioremediation processes.