Biorremediación de organofosforados por hongos y bacterias en suelos agrícolas: revisión sistemática

Gina María Hernández-Ruiz, Natalia Andrea Álvarez-Orozco, Leonardo Alberto Ríos-Osorio
DOI: http://dx.doi.org/10.21930/rcta.vol18_num1_art:564

Los organofosforados son un tipo de plaguicidas ampliamente utilizados en el sector agrícola para el control de plagas. Dado que estos son compuestos químicos altamente tóxicos, su uso excesivo ha causado gran deterioro en los suelos cultivables, así como graves daños para los ecosistemas y la salud humana. La biorremediación surge como una alternativa para transformar los plaguicidas en compuestos más simples y poco contaminantes mediante el uso del potencial metabólico de los microorganismos. Por lo anterior, el objetivo de esta investigación fue describir los hongos y bacterias involucrados en la biorremediación de los principales plaguicidas organofosforados empleados en suelos agrícolas por medio de una revisión sistemática de la literatura científica, con el fin de aportar información útil para la realización de estudios posteriores. Se obtuvo información científica de las bases de datos ScienceDirect y Springer Link, y también información no indexada del buscador Google Scholar. Se encontró que el organofosforado que más se ha estudiado es el clorpirifós (categoría toxicológica III) y los microorganismos que más se utilizan como biorremediadores de organofosforados son los géneros Serratia, Bacillus y Pseudomonas. Se concluye que el éxito de la biorremediación depende de la capacidad competitiva de los microorganismos, de la biodisponibilidad y la concentración del organofosforado, del pH, la temperatura y el tipo de suelo, así como de la presencia de suplementos nutricionales y de la concentración alta del inóculo.

degradación; microorganismos; plaguicidas; suelos agrícolas

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Abo-Amer AE. 2012. Characterization of a strain of Pseudomonas putida isolated from agricultural soil that degrades cadusafos (an organophosphorus pesticide). World J Microbiol Biotechnol. 28(3):805-814.

Ahire KC, Kapadnis BP, Kulkarni GJ, Shouche YS, Deopurkar RL. 2012. Biodegradation of tributyl phosphate by novel bacteria isolated from enrichment cultures. Biodegradation. 23(1):165-176.

Antolinez N, Acero S, Mertinez-Nieto P, Bernal-Castillo J. 2001. Biodegradation of Malathion by marine bacteria isolated from the Colombian Cartagena-Bay. Regulación de la fertilidad en agroecosistemas de los Andes tropicales. Ponencia presentada en: IV Simposio Internacional Desarrollo Sustentable en los Andes. La estrategia para el siglo XXI; Mérida, Venezuela.

Anwar S, Liaquat F, Khan QM, Khalid ZM, Iqbal S. 2009. Biodegradation of chlorpyrifos and its hydrolysis product 3,5,6-trichloro-2-pyridinol by Bacillus pumilus strain C2A1. J Hazard Mater. 168(1):400-405.

Argumedo-Delira R, Alarcón A, Ferrera-Cerrato R, Peña-Cabriales JJ. 2009. El género fúngico Trichoderma y su relación con contaminantes orgánicos e inorgánicos. Rev Int Contam Ambient. 25(4):257-269.

Betancur B. 2013. 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 [tesis de grado]. [Medellín, Colombia]: Universidad Nacional de Colombia.

Briceño G, Fuentes MS, Palma G, Jorquera MA, Amoroso MJ, Diez MC. 2012. Chlorpyrifos biodegradation and 3,5,6-trichloro-2-pyridinol production by actinobacteria isolated from soil. Int Biodeterior Biodegradation. 73:1-7.

Chanika E, Georgiadou D, Soueref E, Karas P, Karanasios E, Tsiropoulos NG, Tzortzakakis EA, Karpouzas DG. 2011. Isolation of soil bacteria able to hydrolyze bothorganophosphate and carbamate pesticides. Bioresour Technol. 102(3):3184-3192.

Chaudhari TD, Melo JS, Fulekar MH, D’Souza SF. 2012. Tributyl phosphate degradation in batch and continuous processes using Pseudomonas pseudoalcaligenes MHF ENV. Int Biodeterior Biodegradation. 74:87-92.

Cycoń, M, Żmijowska A, Wójcik M, Piotrowska-Seget Z. 2013. Biodegradation and bioremediation potential of diazinon-degrading Serratia marcescens to remove other organophosphorus pesticides from soils. J Environ Manage. 117:7-16.

Dalurzo H, Toledo DM, Vázquez S. 2000. Efecto del uso del suelo sobre la actividad de la fosfatasa ácida en ultisoles del sur de Misiones. Universidad Nacional del Nordeste. [consultado 2014 jun 21] http://www.unne.edu.ar/unnevieja/Web/cyt/cyt/2000/5_agrarias/a_pdf/a_021.pdf.

Fang H, Qin Xiang Y, Jie Hao Y, Qiang Chu X, Dong Pan X, Quan Yu J, Long Yu Y. 2008. Fungal degradation of chlorpyrifos by Verticillium sp. dsp in pure cultures and its use in bioremediation of contaminated soil and pakchoi. Int Biodeterior Biodegradation. 61(4):294-303.

[fao] Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. 1997. Departamento de desarrollo sostenible. Depósito de documentos de la fao. Capítulo 4. Los plaguicidas, en cuanto contaminantes del agua; [consultado2013 mar 13]. http://www.fao.org/docrep/W2598S/w2598s06.htm.

Fernández DG, Mancipe LC, Fernández DC. 2010. Intoxicación por organofosforados. Rev Med. 18(1):84-92.

Ferrer A. 2003. Intoxicación por plaguicidas. Anales Sis San Navarra. 26(1supl.):155-171.

Goda SK, Elsayed IE, Khodair TA, El-Sayed W, Mohamed ME. 2010. Screening for and isolation and identification of malathion-degrading bacteria: cloning and sequencing a gene that potentially encodes the malathion-degrading enzyme, carboxylestrase in soil bacteria. Biodegradation. 21(6):903-913.

González UM, Dávila, Pinedo JA Serrano B. 2007. Degradación fotocatalítica de metil paratión y paraquat. Rev Digit Univ Auton Zacatecas. 3(1):1-16.

Hong Q, Zhang Z, Hong Y, Li S. 2007. A microcosm study on bioremediation of fenitrothion-contaminated soil using Burkholderia sp. fds-1. Int Biodeterior Biodegradation. 59(1):55-61.

Imran H, Kim J-G. 2003. Comparison of growth kinetics in Pseudomonas using two different sets of conditions. Environmentalist. 23(1):71-80.

Li R, Zheng J, Wang R, Song Y, Chen Q, Yang X, Li S, Jiang J. 2010. Biochemical degradation pathway of dimethoate by Paracoccus sp. Lgjj-3 isolated from treatment wastewater. Int Biodeterior Biodegradation. 64(1):51-57.

Li X, Jiang J, Gu L, Ali SW, He J, Li S. 2008. Diversity of chlorpyrifos-degrading bacteria isolated from chlorpyrifoscontaminated samples. Int Biodeterior Biodegradation. 62(4):331-335.

Liang B, Yang C, Gong M, Zhao Y, Zhang J, Zhu C, Jiang J, Li S. 2011. Adsorption and degradation of triazophos, chlorpyrifos and their main hydrolytic metabolites in paddy soil from Chaohu Lake, China. J Environ Manage. 92(9):2229-2234.

Liu FY, Hong MZ, Liu DM, Li YW, Shou PS, Yan H, Shi GQ. 2007. Biodegradation of methyl parathion by Acinetobacter radioresistens ustb-04. J Environ Sci (China). 19(10):1257-1260.

Lopera MM, Peñuela GA, Domínguez MC, Mejía GM. 2005. Evaluación de la degradación del plaguicida clorpirifós en muestras de suelo utilizando el hongo Phanerochaete chrysosporium. Rev Fac Ing Univ Antioq. 33:58-69.

Lu P, Li Q, Liu H, Feng Z, Yan X, Hong Q, Li S. 2013. Biodegradation of chlorpyrifos and 3,5,6-trichloro-2-pyridinol by Cupriavidus sp. dt-1. Bioresour Technol. 127:337-342

Maceda-Veiga A, Monroy M, De Sostoa M. 2012. Metal bioaccumulation in the mediterranean barbel (Barbus meridionalis) in a Mediterranean river receiving effluents from urban and industrial wastewater treatment plants. Ecotoxicol Environ Safe. 76(2):93-101.

Malghani S, Chatterjee N, Hu X, Zejiao L. 2009. Isolation and characterization of a profenofos degrading bacterium. J Environ Sci (China). 21(11):1591-1597.

Maya K, Upadhyay SN, Singh RS, Dubey SK. 2012. Degradation kinetics of chlorpyrifos and 3,5,6-trichloro-2-pyridinol (tcp) by fungal communities. Bioresour Technol. 126:216-223.

Megharaj M, Singh N, Kookana RS, Naidu R, Sethunathan N. 2003. Hydrolysis of fenamiphos and its oxidation products by a soil bacterium in pure culture, soil and water. Appl Microbiol Biotechnol. 61(3):252-256.

Ochoa DC, Montoya A. 2010. Consorcios microbianos: una metáfora biológica aplicada a la asociatividad empresarial en cadenas productivas agropecuarias. Rev Fac Cienc Econ. 18(2):55-74.

[oms] Organización Mundial de la Salud. 2004. Guías de la oms para la calidad del agua potable; [consultado 2014 may 14]. http://goo.gl/3rgqUp.

Ortiz-Hernández ML, Sánchez-Salinas E. 2010. Biodegradation of the organophosphate pesticide tetrachlorvinphos by bacteria isolated from agricultural soils in México. Rev Int Contam Ambient. 26(1):27-38.

Papa L, Derosa C, Stara J. 1987. Metil paration: efectos sobre la salud y el ambiente. Metepec (México): [epa] Enviromental Protection Agency.

Picco EJ. 2009. Influencia de los estados fisiológicos en la disposición cinética de clorpirifós en bovinos [tesis doctoral]. [Santa Fe, Argentina]: Universidad Nacional del Litoral.

[pissq] Programa Internacional de Seguridad de las Sustancias Químicas. 1996. Diclorvós. Guía para la salud y la seguridad No. 18. Metepec, México: Centro Panamericano de Ecología Humana y Salud, Organización Panamericana de la Salud, Organización Mundial de la Salud.

Quintero JC. 2011. Revisión: degradación de plaguicidas mediante hongos de la pudrición blanca de la madera. Rev Fac Nac Agron. 64(1):5867-5882.

Ramírez JA, Lacasaña M. 2001. Plaguicidas: clasificación, uso, toxicología y medición de la exposición. Arch Prev Riesgos Labor. 4(2):67-75.

Rani R, Juwarkar A. 2012. Biodegradation of phorate in soil and rhizosphere of Brassica juncea (L.) (Indian Mustard) by a microbial consortium. Int Biodeterior Biodegradation. 71:36-42.

Rani R, Padole P, Juwarkar A, Chakrabarti T. 2012. Phytotransformation of phorate by Brassica juncea (Indian Mustard). Water Air Soil Pollut. 223(3):1383-1392.

Sánchez MJ, Sánchez M. 1984. Los plaguicidas. Adsorción y evolución en el suelo. CeresNet; [consultado 2014 jun 6].

http://www.ceresnet.com/ceresnet/esp/servicios/teleformacion/agroambiente/plaguicidas.pdf.

Sasikala C, Jiwal S, Rout P, Ramya M. 2012. Biodegradation of chlorpyrifos by bacterial consortium isolated from agriculture soil. World J Microbiol Biotechnol. 28(3):1301-1308.

Silambarasan S, Abraham J. 2012. Ecofriendly method for bioremediation of chlorpyrifos from agricultural soil by novel fungus Aspergillus terreus jas1. Water Air Soil Pollut. 224:1369.

Silambarasan S, Abraham J. 2013. Kinetic studies on enhancement of degradation of chlorpyrifos and its hydrolyzing metabolite TCP by a newly isolated Alcaligenes sp. jas1. J Taiwan Inst Chem Eng. 44(3):438-445.

Singh B, Kaur J, Singh K. 2012. Biodegradation of malathion by Brevibacillus sp. strain KB2 and Bacillus cereus strain PU. World J Microbiol Biotechnol. 28(3):1133-1141.

Singh BK, Walker A, Wright DJ. 2006. Bioremedial potential of fenamiphos and chlorpyrifos degrading isolates: influence of different environmental conditions. Soil Biol Biochem. 38(9):2682-2693.

Torres K, Zuluaga T. 2009. Biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos [tesis de grado]. [Medellín, Colombia]: Universidad Nacional de Colombia.

Urrútia G, Bonfill X. 2010. Prisma declaration: a proposal to improve the publication of systematic reviews and metaanalyses. Med Clin (Barc). 135(11):507-511.

Vásquez LA. 2010. Análisis de peligros químicos en los sistemas de producción de mora (Rubus glaucus B.) en los departamentos de Antioquia y Caldas (Colombia) [tesis de grado]. [San José, Costa Rica]: Universidad para la Cooperación Internacional (uci).

Wang L, Wen Y, Guo X, Wang G, Li S, Jiang J. 2010. Degradation of methamidophos by Hyphomicrobium species map-1 and the biochemical degradation pathway. Biodegradation. 21(4):513-523.

Wang S, Zhang C, Li K, Qu J, Shi Y, Yan Y. 2013. Chlorpyrifosinduced stress response in the chlorpyrifos-degrader Klebsiella sp. cpk. Int Biodeterior Biodegradation. 82:17-23.

Yang C, Dong M, Yuan Y, Huang Y, Guo X, Qiao C. 2007. Reductive transformation of parathion and methyl parathion by Bacillus sp. Biotechnol Lett. 29(3):487-493.

Yufra VM. 2013. Evaluación del tratamiento con radiación UV para la eliminación de residuos de plaguicidas en aceite de oliva virgen [tesis doctoral]. [Jaén, España]: Universidad de Jaén.

Zhang XH, Zhang GS, Zhang ZH, Xu JH, Li SP. 2006. Isolation and characterization of a dichlorvos-degrading strain ddv-1 of Ochrobactrum sp. Pedosphere. 16(1):64-71.

Zhao RB, Bao HY, Liu YX. 2010. Isolation and characterization of Penicillium oxalicum zhj6 for biodegradation of

Zhao XH, Wang J. 2012. A brief study on the degradation kinetics of seven organophosphorus pesticides in skimmed milk cultured with Lactobacillus spp. at 42 °C. Food Chem. 131(1):300-304.


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