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INTRODUCCIÓN
Los aceites de motor usados son un residuo peligroso cuya gestión está regulada por el Real Decreto 679/2006, modificado por la Orden ARM/795/2011. Sin embargo, el manejo de pequeños volúmenes puede hacer que este residuo cause contaminación dispersa (Ramadass et al., 2015). Estos residuos tienen un alto contenido en hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) debido al calentamiento y la oxidación a la que se ven sometidos durante su vida útil (Dindar et al., 2015; Ramadass et al., 2015). Estas sustancias no solo son tóxicas para la salud humana, por sus efectos mutagénicos y carcinogénicos, sino que también inhiben el desarrollo de los microrganismos del suelo (Rodríguez-Morgado et al., 2015a).
Estudios recientes con bioestimulantes edáficos (BS) obtenidos por hidrólisis enzimática han mostrado su influencia positiva en la biorremediación de suelos con PAHs (Tejada et al., 2011; Rodríguez-Morgado et al., 2015a). Asimismo, Rodríguez-Morgado et al. (2019) obtuvieron distintos bioestimulantes a partir de lodos de depuradora por fermentación con Bacillus licheniformis, que al ser aplicados al suelo estimularon significativamente la actividad microbiana.
La actividad deshidrogenasa ha resultado ser un buen bioindicador de la calidad de los suelos, dada su rápida respuesta ante cualquier cambio (Dindar et al., 2015; Tejada et al., 2011).
Por tanto, el objetivo de este trabajo es estudiar, en microcosmos, el efecto de diferentes BS, obtenidos de lodos de depuradora por fermentación e hidrólisis enzimática, en la biorremediación de suelos contaminados con aceite de motor de gasolina.
MATERIAL Y MÉTODOS
El suelo usado en este trabajo fue un Calcaric Regosols (WRB, 2014) cuyas características físico-químicas se recogen en Rodríguez-Morgado et al. (2015b).
Se utilizaron tres BS obtenidos de lodos de la depuradora del Centro de Nuevas Tecnologías del Agua (CENTA), de Carrión de los Céspedes (Sevilla). La obtención de los BS se describe en Rodríguez-Morgado et al. (2015b, 2019). Los BS fueron: BS1 (Fermentación con B. licheniformis y constituido por materia orgánica hidrolizada), BS2 (Fermentación con B. licheniformis y constituido por bacterias, enzimas y materia orgánica hidrolizada) y BS3 (Hidrólisis enzimática mediante una endoproteasa de B. licheniformis). Su composición química se recoge en la Tabla 1.
Tabla 1 Características químicas y distribución del peso molecular de las proteínas (media ± desviación estándar, n=3) de los bioestimulantes obtenidos por fermentación y por hidrólisis enzimática
| BS1 | BS2 | BS3 | |
| pH | 8.0±0.3 | 8.3±0.2 | 8.0±0.2 |
| Materia orgánica (g kg-1) | 475±11 | 468±19 | 748±12 |
| N (g kg-1) | 31.4±4.7 | 29.6±5.2 | 34.3±4.7 |
| Distribución del peso molecular de proteína (D) | |||
| > 10000 | 40.0±2.1 | 42.8±2.7 | 22.8±2.2 |
| 10000 - 5000 | 15.6±2.1 | 13.8±1.6 | 9.7±1.1 |
| 5000 - 1000 | 11.8±1.9 | 11.7±1.3 | 6.2±1.2 |
| 1000 - 300 | 1.6±0.4 | 2.0±0.5 | 2.0±0.4 |
| < 300 | 31.0±2.5 | 29.7±3.2 | 59.3±4.7 |
El diseño experimental se realizó de la siguiente manera: 300 g de suelo tamizados (< 2 mm) y preincubados durante 7 días a 25 ºC y al 30-40% de su capacidad de campo, se mezclaron con aceite de motor al 0,7% (p/p) en botes de vidrio de 1L (Ramadass et al., 2015). A continuación, se añadieron los BS para conseguir un 1% de materia orgánica en los suelos (57.4 g de BS1, 59.3 g de BS2 and 35.8 g de BS3). Los tratamientos (tabla 1) se realizaron por triplicado y fueron: C (suelo no contaminado (snc) y no enmendado), C+BS1 (snc con BS1), C+BS2 (snc con BS2), C+BS3 (snc con BS3), C+O+BS1 (suelo contaminado (sc) con BS1), C+O+BS2 (sc con BS2), C+O+BS3 (sc con BS3)
Los PAHs se determinaron a los 2, 20 y 50 días de incubación. Se extrajeron en una mezcla de diclorometano/pentano 1/1. Tras agitarlo en ultrasonido y concentrarlo en rotavapor, se midieron en un CG 7890 AGILENT conectado a un detector de masas MS TRIPLE Q AGILENT 7000C. La actividad deshidrogenasa se determinó a los 2, 6, 9, 14, 20, 35 y 50 días de incubación, siguiendo el método descrito por García et al. (1993).
Para comprobar si existían diferencias estadísticamente significativas entre tratamientos se realizaron análisis de varianza, utilizando el paquete estadístico Statgraphics Plus 2.1.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La actividad deshidrogenasa experimentó un aumento significativo (p<0,05) desde el inicio del experimento, que dependió de la naturaleza del BS aplicado (Figura 1). Los valores más altos se alcanzaron a los 6 días de incubación, siendo BS3 el que produjo la mayor estimulación. A partir de este día, la actividad disminuyó hasta igualar al control al final del experimento. La mayor actividad producida por los BS obtenidos por hidrólisis enzimática frente a los obtenidos por fermentación se debe a que tienen más cantidad de péptidos de bajo peso molecular (Orts et al., 2019; Rodríguez-Morgado et al., 2019).
La contaminación del suelo con el aceite de motor disminuyó significativamente (p<0,05) la actividad deshidrogenasa (54,3 %) al final del periodo experimental. La aplicación de los BS al suelo contaminado supuso una recuperación de la actividad metabólica del suelo, que fue mayor en los suelos tratados con BS3 frente a los tratados con BS1 y BS2. Tanto el efecto nocivo de los PAHs sobre la actividad deshidrogenasa, como la reducción en la inhibición al añadir diferentes BS también ha sido observado por otros autores (Tejada et al., 2011; Rodríguez-Morgado et al., 2015a).
La adición de los BS aumentó la degradación, siendo mayor para los suelos con BS3 que para los enmendados con BS1 y BS2. Así, se observó que en el tratamiento C+O+BS3, la concentración de naftaleno fue un 77% significativamente más baja al final del periodo experimental. Con respecto a los hidrocarburos de 3, 4, 5 y 6 anillos, se observó una bajada del 59%, 45%, 30% y 16%. En los suelos enmendados con BS1 y BS2, la disminución de la concentración de los PAHs de 2, 3, 4, 5, y 6 anillos fue del 62%, 50%, 33%, 16% y 10%, respectivamente (Figuras 2 y 3). Este comportamiento coincide con el observado por Rodríguez-Morgado et al. (2015a) en un experimento con PAHs de 3, 4 y 5 anillos aromáticos. En este trabajo los BS con proteínas de menor peso molecular produjeron la mayor degradación. En nuestro caso, BS3 tiene el mayor contenido en proteína de peso molecular menor de 300 D (59,3%) respecto a BS1 (31%) y BS2 (29,7%) (Tabla 1).
Figura 1 Evolución de la actividad deshidrogenasa (media ± desviación estándar, n=3) en suelos enmendados con los BS y contaminados con aceite de motor. Letras diferentes por cada día indican diferencias significativas (p<0,05).
Figura 2 Evolución de PAHs con 5 (A) y 6 (B) anillos aromáticos (media ± desviación estándar, n=3). Letras diferentes por tratamiento indican diferencias significativas (p < 0,05).
CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos muestran que el aceite de motor de gasolina inhibe drásticamente la actividad microbiana del suelo. Por otro lado, los datos obtenidos tras la aplicación de BS revelan que la enmienda de suelos con estos productos es una buena estrategia para biorremediar suelos contaminados con PAHs. Finalmente, se confirma que los BS producidos por hidrólisis enzimática tienen una mayor capacidad biorremediadora que los procedente de fermentación, ya que tienen un mayor contenido en péptidos de bajo peso molecular.
