Biorremediación de suelo contaminado con el pesticida 1,1,1-tricloro-2,2’bis(p-clorofenil)etano (DDT) mediante protocolos de bioestimulación y adición de surfactante

Abstract

Resumen: El 1,1,1-tricloro-2,2’bis(p-clorofenil)etano (DDT) ha sido usado desde la segunda guerra mundial para controlar enfermedades transmitidas por insectos en humanos y animales domésticos. El uso de estos insecticidas organoclorados se ha prohibido en la mayoría de los países debido a su persistencia en el ambiente, susceptibilidad de biomagnificación y potencial toxicidad a animales superiores. La biorremediación involucra el uso de microorganismos para degradar contaminantes orgánicos presentes en el ambiente, transformándolos en compuestos más simples y de menor peligrosidad, inclusive inocuos. Esta estrategia de descontaminación tiene bajos costos, una amplia aceptación pública y puede llevarse a cabo en el sitio. Comparado con otros métodos, la biorremediación es una forma más promisoria y menos costosa de eliminar los contaminantes presentes en suelos y agua. En el suelo, los compuestos bifenilos clorados como el DDT pueden ser parcialmente biodegradados por un grupo de bacterias aerobias que metabolizan el contaminante. La biodisponibilidad de los contaminantes puede ser optimizada, tratando los suelos en presencia de agentes movilizadores del contaminante como los surfactantes. En este estudio se evaluó la biorremediación de un suelo con amplio historial de contaminación con DDT mediante estrategias de bioestímulo y adición de surfactantes. Se monitoreó la concentración de DDT y sus metabolitos de decloración reductiva, DDD y DDE por cromatografía de gases durante el proceso de remediación. Se realizó la caracterización fisicoquímica del suelo tratado, antes y después del proceso de biorremediación para conocer el impacto de los tratamientos en las características del suelo. La identificación bioquímica y molecular de las bacterias predominantes durante el proceso de remediación también fue desarrollada. Para comprobar la eficiencia de la detoxificación del tratamiento se evaluó la toxicidad del suelo antes y después de la aplicación de los protocolos de remediación. La concentración de DDT se redujo en 79% con respecto a la concentración inicial del suelo mediante el tratamiento de adición de surfactantes luego de 8 semanas de tratamiento, con el tratamiento por bioestímulo la concentración de DDT se redujo en 94.3%, siendo más efectivo el tratamiento por bioestímulo. De igual manera las concentraciones de los metabolitos DDE y DDD fueron reducidas en 97.59% y 99.65% respectivamente. En cuanto al aislamiento de bacterias se identificaron cepas de Bacillus thuringiensis, Flavobacterium sp., Cuprivadius, Variovorax soli, Phenylobacterium sp., Lysobacter sp., entre otras. Algunas de estas cepas como Cupriavidus sp. y Phenylobacterium sp. han sido identificadas en previas investigaciones como degradadoras de pesticidas y compuestos organoclorados. El análisis con microscopia electrónica de barrido (SEM) permitió visualizar la colonización microbiana sobre las partículas de suelo. Se realizó análisis de espectroscopia de energía dispersiva (EDS) que permitió analizar la diferencia en concentraciones de metales presentes en el suelo, tales como sodio, magnesio, aluminio, silicio entre otros, y el impacto en las concentraciones de estos luego de cada tratamiento. La prueba de toxicidad aplicada al suelo con el uso del organismo Vibrio fischeri antes y después de la aplicación de los protocolos de remediación permitió evidenciar la disminución del potencial tóxico del suelo, aumentando su relación concentración efecto CE50 en 26.9% para el tratamiento por adición de surfactante y 27.2% por bioestímulo en comparación con el valor obtenido de 0.4% al inicio del tratamiento y 2.5% obtenido mediante atenuación natural, luego de ocho semanas de tratamiento.