Studies on the biodegradation of atrazine in soils contamined with a commercial formulation containing atrazine and s-metolachlor

• Autor(es): Costa, Ana Catarina da Silva Portinha e
• Data: 2008
• Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10451/1331
• Origem: Repositório da Universidade de Lisboa
• Assunto(s): Poluição de solos; Contaminação de solos; Teses de mestrado
• Tipo de Documento: Dissertação de mestrado
• Idioma: Inglês
• Orientador(es): Viegas, Cristina Anjinho; Caçador, Maria Isabel
• Contribuidor(es): Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição

Tese de mestrado em Biologia (Biologia Celular e Biotecnologia), apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2008

Atrazine has been used worldwide since 1952 and is frequently detected above the levels established by regulatory authorities in consumption waters. Therefore, and because of its ecotoxicological properties, its use has been forbidden in most European countries, including Portugal. However, atrazine is still used in many countries worldwide. The main purpose of the present work was to examine the efficacy of the atrazinedegrading bacteria Pseudomonas sp. ADP (P. ADP) as bioaugmentation agent in soils contaminated with high doses (~20x and ~50xRD; RD Recommended dose) of the commercial formulation, Primextra S-Gold, that contains atrazine, and also S-metolachlor and benoxacor as main active ingredients. It was also tested the effect of combining bioaugmentation and biostimulation using soil amendment with trisodium citrate in open soil microcosms, with the purpose of scaling-up this bioremediation tool. Therefore, the effects of S-metolachlor and of benoxacor on P. ADP growth and activity were tested. Benoxacor was found to be innocuous to this bacterial strain and S-metolachlor to exert a slight to moderate inhibitory effect, especially for high concentrations in the soil (60 to 120 :g g-1 of soil). Subsequently, in mineralization experiments of 14C-UL-ring-atrazine in the presence of the high doses (~20x and ~50xRD) of Primextra S-Gold, lower levels of 14CO2 were liberated for higher doses of the commercial formulation. Soil amendment with trisodium citrate (Cs:Natz~50) allowed a slight augment in atrazine mineralization. These bioremediation treatments were also carried out in larger open soil microcosms proving to be efficient for the removal of atrazine from contaminated soils in only 5 days independent of citrate amendment. In parallel, we made an in silico comparative study between Atz proteins from Pseudomonas sp. ADP and the respective orthologues from other soil bacteria, in order to try to get indications about the organization and evolution of atrazine catabolism in soil

A atrazina tem sido utilizada mundialmente, desde 1952, sendo frequentemente detectada acima dos níveis estabelecidos pelas entidades reguladoras em águas de consumo. Devido à sua toxicidade, o seu uso foi proibido na maioria dos países europeus, incluindo Portugal. No entanto, este herbicida continua a ser amplamente usado em todo o mundo. O principal objectivo deste trabalho era a avaliação da eficiência da bactéria degradadora de atrazina Pseudomonas sp. ADP (P. ADP) como agente de bioaumento em solos contaminados com doses elevadas de Primextra S-Gold (~20x ou ~50xDR; DR Dose recomendada), que contém atrazina, S-metolacloro e benoxacor como substâncias activas. Foi igualmente testado o efeito da bioadição juntamente com a biostimulação com citrato trisódico em experiências em microcosmos de solo aberto, tendo em vista o aumento da escala desta ferramenta de biorremediação. Assim, o efeito do S-metolacloro e benoxacor sobre o crescimento e actividade da P. ADP foi avaliado, sugerindo inocuidade do benoxacor para a bactéria e efeito inibitório de fraco a moderado por parte do S-metolacloro, como substância pura ou na formulação comercial. Em experiências de mineraliza鈬o de 14C-UL-anel-atrazine na presença de Primextra S-Gold, ocorreu o abaixamento da quantidade de 14CO2 libertado para concentrações crescentes da formulação comercial. Estudos em solo suplementado com citrato trissódico (Cs:Nazt~50) mostraram um ligeiro aumento dos níveis de 14CO2 libertado. A uma escala maior, em microcosmos de solo aberto, verificou-se que esta ferramenta de biorremediação é eficiente na remoção de atrazina dos solos contaminados, em cerca de 5 dias, mesmo em solos não suplementados com citrato. Paralelamente, foi realizado um estudo comparativo, in silico, entre as proteínas Atz de Pseudomonas sp. ADP e os respectivos ortólogos de outras bactérias do solo, de modo a tentar obter indicações acerca da organização e evolução do catabolismo da atrazina no solo