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Los Bifenilos Policlorados (PCBs) son compuestos organoclorados, recalcitrantes y tóxicos que comenzaron a sintetizarse en 1929 para emplearse como aislantes y refrigerantes en transformadores eléctricos. Los hongos de pudrición blanca mediante sus enzimas ligninolíticas, tienen potencial para remover estos compuestos.El objetivo general de este trabajo fue evaluar el potencial de remoción de PCBs de hongos de pudrición blanca nativos de la provincia de Misiones para su posterior uso en estrategias de biorremediación.Veintiséis cepas de hongos causantes de pudrición blanca fueron evaluadas y presentaron diferentes niveles de tolerancia y actividad enzimática ligninolítica. La correlación entre la actividad lacasa y la tolerancia, permitió el desarrollo de una ecuación que predice latolerancia en función de esta actividad, constituyendo una herramienta de selección fúngica.Irpex lacteus BAFC 1171, Pycnoporus sanguineus LBM 105 y Lentinus sajor-caju LBM 105 fueron capaces de crecer en medio líquido contaminado con 217 mg L-1 de PCBs tanto en un medio natural (Extracto de Malta con Extracto soluble de Maíz: MEM) como en un medio sintético con glucosa y asparagina como fuentes de carbono y nitrógeno respectivamente (GA). L. sajor-caju LBM 105 fue capaz de remover PCBs en los medios MEM y GA a partir de los 7 y 14 días de cultivo respectivamente, alcanzando un 95% remoción en el medio MEM y 92% en GA a los 35 días, reduciendo su toxicidad. P. sanguineus LBM 023 removió 42% en medio MEM y 69% en medio GA e I. lacteus BAFC 1171 removió 68% en medio GA al día 35 de cultivo. P. sanguineus LBM 023 presentó remoción selectiva por los congéneres con mayor grado de cloración en medio de cultivo MEM.La adición de PCBs modificó el aspecto macroscópico de las colonias y también produjo un incremento significativo en el diámetro de las hifas en las tres cepas evaluadas. La adición del contaminante, incrementó 4,8 veces los títulos producidos de lacasa por P. sanguineus LBM 023 en medio MEM y 40 veces en el medio de cultivo GA. La remoción dePCBs se correlacionó con los días de cultivo y, en menor medida, con la actividad lacasa en los sobrenadantes tratados con L. sajor-caju LBM 105. Se verificó la producción moderada de bioemulsionantes por I. lacteus BAFC 1171 y P. sanguineus LBM 023.La bioestimulación de suelo contaminado con PCBs se realizó mediante la adición de bagazo de caña de azúcar. Para el tratamiento de bioaumentación se utilizaron monocultivos y co-cultivos de P. sanguineus LBM 023 y L. sajor-caju LBM 105 inmovilizados en bagazo de caña de azúcar. Ambas cepas fueron capaces de desarrollarse en el suelo durante los 90 días evaluados. La actividad enzimática oxidativa e hidrolítica fue significativamente mayor en el co-cultivo respecto a los monocultivos al día 60. El perfil de secreción enzimática lacasa presentó un mayor número de isoenzimas con pesos moleculares de entre 37 y 56 kDa al día 60 en el tratamiento con el co-cultivo. Los tratamientos de bioaumentación con co-cultivo y bioestimulación redujeron significativamente la toxicidad del suelo contaminado y mejoraron la calidad del suelo tratado. Todos los tratamientos empleados removieron alrededor del 90% de los PCBs. La eficiencia de remoción decreció al incrementarse el grado de cloración. El tratamiento de bioestimulación con bagazo de caña de azúcar se presenta como una alternativa económica y práctica de remediación de suelo contaminado con PCBs mientras que, L. sajorcaju LBM 105 podría utilizarse efectivamente para remediar medios líquidos contaminados conaltas concentraciones de PCBs.

La co-contaminación ambiental es uno de los grandes problemas que enfrenta actualmente la humanidad a causa del avance tecnológico y el crecimiento poblacional. Particularmente, se ha detectado co-contaminación con Cr(VI) y lindano alrededor del mundo. En este sentido, la biorremediación empleando actinobacterias demostró ser una alternativa promisoria para la depuración de estos sitios. Además, el uso de consorcios microbianos resulta prometedor al incrementar las rutas metabólicas de remoción. Sin embargo, la biorremediación depende de diversos factores y sus interacciones, por lo que podría incrementarse la efectividad del proceso mediante la optimización de los parámetros intervinientes. Otro de los aspectos importantes del proceso es la verificación de la efectividad del método aplicado, la cual podría lograrse mediante la monitorización analítica y biológica de la biorremediación.En base a lo expuesto, se planteó como objetivo del presente trabajo de Tesis Doctoral optimizar la biorremediación de suelos contaminados con Cr(VI) y lindano utilizando actinobacterias. Inicialmente, se evaluó la remoción de Cr(VI) y lindano en medio de cultivo líquido y en suelo no estéril (SNE), utilizando cultivos simples y mixtos de las actinobacterias Streptomyces sp. M7, MC1, A5 y Amycolatopsis tucumanensis AB0. En medio líquido, el cultivo simple de Streptomyces sp. MC1 y el consorcio cuádruple obtuvieron la mayor remoción de ambos contaminantes, mientras que en SNE, el cultivo simple de Streptomyces sp. M7 y el consorcio cuádruple lograron los mejores perfiles de remoción de Cr(VI) y lindano. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en SNE (matriz con la cual se continuó el estudio), se seleccionó el cultivo simple de Streptomyces sp. M7 y el consorcio cuádruple para determinar las condiciones óptimas de biorremediación. Luego de determinar las concentraciones óptimas de inóculo de Streptomyces sp. M7 y del consorcio cuádruple (1 y 2 g kg-1, respectivamente), se estudió la influencia de las concentraciones iniciales de los contaminantes, la temperatura y la humedad. Para ello, se utilizó un diseño factorial completo 24. Debido a que la actividad del consorcio cuádruple durante el proceso fue más predecible y presentó mayor homogeneidad de respuesta, éste fue seleccionado para los estudios posteriores. Además, se comprobó la sobrevida de las actinobacterias del consorcio cuádruple al finalizar el ensayo de biorremediación, empleando estudios bioquímicos y moleculares. Mediante un optimizador de respuesta se determinaron las condiciones óptimas de temperatura y humedad para la biorremediación dependiendo de las concentraciones iniciales de los contaminantes. Éstas fueron empleadas para tratar siete muestras reales de suelos del NOA contaminadas con Cr(VI) y/o lindano, de las cuales el consorcio cuádruple logró biorremediar eficientemente seis. Finalmente, se realizaron bioensayos ecotoxicológicos sobre cuatro especies vegetales (Raphanus sativus, Lactuca sativa, Lycopersicon esculentum y Zea mays) y una animal (Eisenia fetida). En base a la sensibilidad de las especies y sus bioindicadores frente a ambos tóxicos, Lycopersicon esculentum y Eisenia fetida fueron las especies seleccionadas para evaluar la efectividad de la biorremediación. De esta manera se confirmó el éxito de la biorremediación llevada a cabo por el consorcio cuádruple mediante la reversión de los efectos adversos causados por los contaminantes.

El bioetanol es el principal biocombustible producido en Argentina. En Tucumán, la totalidad de este producto se elabora a partir de caña de azúcar con la finalidad de dar cumplimiento a lo establecido por la Ley Nacional de Biocombustibles, que estipula cortar las naftas de consumo interno actualmente con un 10 a 12% de bioetanol.La vinaza es el principal subproducto resultante de la obtención de bioetanol. Es un efluente de color marrón oscuro, fuerte olor y pH ácido, que presenta una demanda biológica de oxígeno (DBO) entre 35.000 y 60.000 mg O2 L-1, una demanda química de oxígeno (DQO) entre 70.000 y 150.000 mg O2 L-1 y un contenido elevado de sales minerales. Actualmente, en Tucumán la vinaza se dispone en lagunas de evaporación natural, terrenos de sacrificio y eventualmente en los cuerpos de agua. Esta última alternativa puede causar el bloqueo de los procesos fotosintéticos, produciendo un gran daño en el medio ambiente.Existen procesos físicos/químicos utilizados en el tratamiento de vinaza que usualmente son costosos y generan grandes cantidades de lodos y polución secundaria. La biorremediación es un método alternativo que resulta beneficioso para el medio ambiente. Esta involucra procesos de trasformación y/o adsorción de contaminantes, dependiendo del organismo. Los hongos son un grupo de microorganismos con un potencial intrínseco único para ser empleados en tratamientos de efluentes. Su capacidad para degradar contaminantes industriales se encuentra vinculada a la actividad de enzimas ligninolíticas que por su baja especificidad de sustrato pueden degradar los compuestos coloreados de las vinazas, resistentes en gran medida a la degradación microbiana. El objetivo general de esta tesis doctoral fue estudiar aspectos básicos de los procesos de decoloración y abatimiento de la carga orgánica de vinaza por microorganismos seleccionados.En este trabajo se aislaron diez basidiomicetes de distintos ecosistemas de la provincia de Tucumán. En base a su habilidad para decolorar vinaza y sintetizar enzimas ligninolíticas en medio sólido se seleccionaron dos de ellos. Los mismos se identificaron como Pycnoporus sp. P6 y Trametes sp. T3; en medio líquido fueron capaces de decolorar y remover compuestos fenólicos de una solución de vinaza al 10% (v/v). La inmovilización de ambos basidiomicetes en diferentes soportes permitió el tratamiento de vinaza cinco veces más concentrada, con mejores resultados de remoción del color y de fenoles que los respectivos cultivos de células libres. Se demostró que los hongos inmovilizados en bagazo de caña de azúcar y en espuma de poliuretano, pueden ser reutilizados para el tratamiento de un nuevo lote de vinaza al 50%, obteniendo porcentajes de remoción similares o superiores a los determinados en los ciclos iniciales. En todos los casos, la disminución de la DQO y la DBO así como los resultados de biotoxicidad, confirmaron la eficacia de los tratamientos realizados.Durante los tratamientos de vinaza se detectaron diferentes actividades enzimáticas ligninolíticas, posiblemente involucradas en el proceso. La actividad lacasa alcanzó títulos superiores a 2.500 UL-1, lo que plantea la posibilidad de utilizar estos hongos para la producción de lacasas para fines biotecnológicos.