Biotransformación de lixiviado de suelo impactado con roxarsona por comunidades bacterianas de aguas subterráneas en condiciones anaeróbicas.

Abstract

La Roxarsona® se usa como un complemento nutricional y antiparasitario de manera frecuente en la industria agrícola. Las bacterias presentes en el estiércol, suelo y agua producen la transformación de la roxarsona en productos tóxicos, que pueden lixiviarse desde la superficie hacia las napas de agua produciendo una exposición crónica al arsénico inorgánico el cual es tóxico. El objetivo del trabajo fue evaluar la transformación del lixiviado del suelo por las comunidades bacterianas presentes en agua de pozo; determinando la concentración de roxarsona y compuestos inorgánicos (roxarsona final, As (III) y As (V)); identificar la presencia de bacterias arsénico resistentes y comprobar la toxicidad que presenta este lixiviado al ser transformado. Para ello se implementaron experimentos de transformación del lixiviado utilizando microcosmos, en presencia y ausencia de las comunidades bacterianas de agua de pozo. Las diferentes transformaciones fueron analizadas mediante espectrofotometría en un periodo de 20 días. Para la detección de la formación de compuestos intermedios se utilizaron ensayos químicos de cromatografía liquida de alta resolución en fase reversa con par iónico IP/RP/HPLC. La caracterización metabólica de las comunidades microbianas de aguas subterráneas se realizó utilizando el kit comercial BIOLOG MicroPlate ™; y la identificación molecular, por medio del análisis del ADNr 16s. Finalmente, se evaluó la toxicidad de los compuestos presentes en el producto en condiciones anaeróbicas utilizando el kit TOXI-CHROMO TEST y células endoteliales del Cordón Umbilical (HUVEC) Los resultados obtenidos demostraron que las comunidades microbianas de suelo, estiércol y agua de pozo en condiciones anaeróbicas (microcosmo B4) transformaron la roxarsona en un 97,67% encontrándose una concentración de roxarsona de 3ppm, 3,15 ppb de As (III) y 0,78 ppb de As (V). El análisis de toxicidad mostró valores mayores al 70% deinhibición de la β-galactosidasa en todos los microcosmos confirmando que los productos provenientes de la biotransformación de la roxarsona, que se encuentran en el agua de pozo, pueden ser tóxicos para el hombre, y que esta se ve estrechamente relacionada con la concentración de arsenito (As III). De igual manera, se comprobó que la roxarsona y los compuestos de su transformación afectaron la capacidad metabólica de las comunidades bacterianas de estiércol, suelo y agua de pozo aumentando la oxidación de fuentes de carbono como carbohidratos, aminoácidos y polímeros. Además afectó la estructura de las comunidades bacterianas, especializando y reduciendo la diversidad de especies. En el ensayo de MDS obtenido del DGGE permitió identificar dos grupos de microorganismos con un 40% de similitud en sus comunidades, el primer grupo formado por los microcosmos que no poseían roxarsona y los microcosmos que presentaban bajo porcentaje de transformación (<50%); el segundo grupo estaba formado por microcosmos que poseían un porcentaje de transformación de roxarsona mayor al 50%. Además, se secuenciación las principales bandas obtenidas por DGGE demostrándose la presencia de Proteobacteria (48,38%), Firmicutes (35,48%), Actinobacteria (9,67%), Planctonmycetes (3,22%) y Spirochaetes (3,22%). Los resultados obtenidos sugieren que las comunidades bacterianas presentes en agua de pozo pueden transformar la roxarsona proveniente de los lixiviados de suelo y estiércol; incrementando la presencia de arsénico inorgánico en el agua.