La contaminación por hidrocarburos de petróleo en ecosistemas terrestres y acuáticos representa un problema ambiental en todo el mundo, incluyendo el continente Antártico, estos hidrocarburos son utilizados como combustible y traen consigo la contaminación de suelos de las estaciones científicas y zonas aledañas. Existen consorcios bacterianos conformados por bacterias psicrófilas y psicrotolerantes con capacidad bioremediadora, logrando degradar hidrocarburos a bajas temperaturas. En este trabajo se evaluó la eficacia de un consorcio bacteriano aislado de la Base Peruana “Machu Picchu” – Antártida en la bioremediación de suelos, en laboratorio. El consorcio bacteriano psicrotolerante estuvo integrado por: Pseudomonas putida (63Bb, 9Ab, 60Bf y 39 Bfa), Pseudomonas sp. 9Aa, Pseudomonas aeruginosa 63Ba, Aeromonas sp. 39Bf, Stenotrophomonas rhizophila 116B y Paenibacillus lautus (95Fa y 95Fb). Se acondicionaron 3 terrarios (23cm x 12cm x 8cm) con 1.3 Kg de suelo contaminado con petróleo (5% p/p); el primero fue inoculado con el consorcio psicrotolerante, el segundo con un consorcio bacteriano control positivo formado por 2 cepas de Pseudomonas aeruginosa (68P y 202P) y un Bacillus subtilis (202G) aisladas de la zona Norte del Perú y el tercero fue el control abiótico. El proceso duró 180 días a 4 - 5°C, evaluando la biodegradación de petróleo a través de la cuantificación de los hidrocarburos por métodos gravimétrico (3540 EPA-SOXHLET) y saturación de fluidos (API RP40 - RETORTA), conteo de microorganismos viables y medición de los parámetros físico - químicos de cada terrario en intervalos de 30 días. Los resultados mostraron que el crecimiento bacteriano aerobio fue exponencial hasta los 120 días, con un máximo valor de 2.18 x 105 UFC/g y las bacterias psicrotolerantes hidrocarbonoclásticas alcanzaron 4.3 x 104 NMP/g, lo cual coincide con el 57.88% de reducción registrada en 120 días. Finalmente, al cabo de 180 días, se observó reducción mínima de hidrocarburos en los terrarios control positivo y abiótico, 37.30 % y 11.96% respectivamente; alcanzándose en el terrario psicrotolerante una reducción significativa de 58.41% (p<=0.007). Se concluye que este consorcio psicrotolerante fue efectivo en la bioremediación de suelos contaminados con hidrocarburos de petróleo a nivel terrarios, controlando humedad y pH.

Los objetivos del estudio fueron conocer la viabilidad de las semillas, y evaluar el desarrollo de Lupinus ballianus, L. condensiflorus y Astragalus garbancillo en suelos contaminados con cadmio, plomo y zinc y el uso potencial de estas especies en la fitorrestauración de suelos contaminados con metales pesados. El trabajo fue realizado en el invernadero en Lachaqui, Canta, región Lima, y en el Laboratorio de Fitología Aplicada en la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. La prueba de germinación de las semillas fue realizada en placas petri e incubadas en una cámara de crecimiento a una temperatura de 21/15 °C, un fotoperiodo de 12 horas día / y 12 horas noche, humedad relativa (80% día/ 90% noche), y una iluminación de 4800 lux: La prueba de emergencia de las plántulas fue realizado en un sustrato preparado en un diseño experimental completamente al azar. El contenido de la humedad de las semillas fue calculado en base al peso seco. Asimismo, el desarrollo de las tres especies vegetales fue evaluado con 12 tratamientos de relave de mina, y la unidad experimental fue una maceta de 19 cm de diámetro y 5 kg de capacidad. El experimento se realizó mediante el diseño experimental factorial completo de 3 x 4, y la distribución de las unidades experimentales de los tratamientos se realizó al azar, con 5 repeticiones por cada tratamiento. La acumulación de cadmio, plomo y zinc en los tejidos de las plantas se determinó mediante el método de absorción atómica. Las semillas con escarificación mecánica de lijado de la testa e inducidas en oscuridad, permitió una alta germinación de Lupinus ballianus L. condensiflorus y Astragalus garbancillo. Por lo tanto, las semillas escarificadas favorecieron la emergencia de plántulas en el sustrato, y la mayor emergencia de plántulas se obtuvo en Astragalus garbancillo. El mayor contenido de humedad en las semillas fue registrado en Astragalus garbancillo. La longitud de planta, el número de hojas y la producción de biomasa en las tres especies disminuyeron significativamente con el tratamiento de 100% de relave de mina. Los mayores valores de acumulación de cadmio total, plomo total, zinc total; y el contenido de estos metales en las raíces de Lupinus ballianus, L. condensiflorus y en Astragalus garbancillo, fueron obtenidos con el tratamiento de 100% de relave de mina. El factor de bioconcentración de cadmio en las tres especies fue > 1. Pero, el factor de bioconcentración y de transferencia de plomo y zinc en las tres especies fue < 1, en conclusión, las tres especies son fitoestabilizadores de metales pesados. / Tesis

La industria textil anualmente genera 280 000 toneladas de efluentes contaminados con colorantes azoico, que son tóxicos, cancerígenos y mutagénicos; por ende, requiere soluciones eficientes de descontaminación. Se diseña y caracteriza un consorcio microbiano con excelente capacidad de degradación de azul directo, que podría ser usado para la descontaminación de efluentes. Se colectaron en total 12 muestras: 6 de aguas residuales y 6 de fango acumulado en el punto de confluencia del efluente, ambas colectadas de una fábrica textil ubicada en la región de Lima. Se seleccionaron 2 cultivos debido a su mejor respuesta a la decoloración in vitro en medio Zhou y Zimmerman (ZZ). Se aislaron 5 cepas bacterianas, y con ello se construyeron 27 consorcios. Se seleccionó el consorcio CP23, pues resultó tener mejor rendimiento promedio. Se extrajo el DNA genómico de las 2 cepas bacterianas que conformaban el consorcio CP23, y se secuenciaron mediante tecnología de Illumina MiSeq®. Las cepas fueron identificadas como Enterococcus gallinarum PL23 y Stenotrophomonas maltophilia LS23. Se evaluaron las cinéticas de crecimiento de las cepas puras y cuando conformaban el consorcio CP23 en medio ZZ suplementado con 100 ppm de Azul Directo a través del recuento en cámara PetroffHausser. Se obtuvo una mayor velocidad de crecimiento (μ) de parte del consorcio, siendo esta de 2.6 +/- 0.05 x 10-2 min-1, y un menor tiempo de duplicación, el cual fue de 26.5 +/- 0.5 min. Se optimizaron los parámetros más importantes de biodegradación in vitro cuantificados mediante espectrofotometría UV-Vis, estos fueron 0,5% de glucosa, 1% de extracto de levadura, pH 8, 37ºC, 2 x 106 UFC x ml-1 de inóculo inicial y 100 ppm de colorante, obteniéndose un rendimiento promedio de 91.53% a las 6 horas. Además, se evaluaron cinéticas de decoloración del consorcio CP23 con otros colorantes azo: amarillo drimaren, rojo drimaren, azul marino remazol, azul remazol, amarillo oro remazol, azul turquesa remazol y rojo remazol, con rendimientos de más del 95% en su mayoría. Los resultados representan el primer estudio en el país sobre el diseño y caracterización de consorcios microbianos con capacidad de degradación de colorantes azo, aislados de efluentes textiles en Perú con potencial uso en biorremediación de aguas residuales. / Tesis

La industria textil libera al ambiente grandes cantidades de aguas residuales que, entre otros varios contaminantes, contienen colorantes azo en su composición, los cuales son compuestos tóxicos, carcinogénicos y mutagénicos que afectan negativamente la vida acuática y la calidad del agua. El presente estudio tuvo por objetivo caracterizar a nivel fisiológico y genómico cepas nativas con potencial de degradación de colorantes azo obtenidas de un efluente de industria textil de Lima, Perú. Se aplicó el método de la microplaca a doce aislados bacterianos para su selección en base a su respuesta positiva a la decoloración de tres colorantes azo: Azul directo 71, Rojo remazol RGB y Amarillo Oro Remazol RGB. La actividad decolorante de las cepas seleccionadas fue evaluada mediante espectrofotometría UV-Visible en medio ZZ con el colorante respectivo a 100 ppm y en condiciones de microaerofilia durante 24 horas. El secuenciamiento de los genomas se realizó utilizando la tecnología HiSeq 2500 de Illumina, el ensamblaje de novo con el software SPAdes, la extensión de los contigs y reparación de gaps a través de los programas ABACAS e IMAGE y la anotación con Prokka. Las dos cepas con mejor eficiencia de degradación correspondieron a Shewanella sp. LC-2 y Shewanella sp. LC-6, ambas identificadas mediante análisis filogenómico resultando muy cercanas al grupo filogenético de Shewanella sp. FDAARGOS_354. Las cepas mostraron una actividad decolorante frente a Azul Directo 71, Rojo Remazol y Amarillo Remazol con porcentajes de 94.42, 94.79, 91.67 para Shewanella sp. LC-2 y 94.37, 94.92, 83.24 para Shewanella sp. LC-6 a las 24 h. Asimismo, los genomas de Shewanella sp. LC-2 y LC-6 revelaron la presencia de genes que codifican azorreductasas dependientes de NADH, peroxidasas decoloradoras de tinte (DyPs), genes implicados en la desaminación, asimilación de sulfatos, reducción de nitratos y metales pesados, como también en la degradación de benzoatos, catecol y gentisato. Se concluye que las cepas Shewanella LC-2 y LC-6 tienen una actividad metabólica eficaz para la decoloración de Azul directo 71, Rojo remazol RGB y Amarillo Oro Remazol RGB, presentan versatilidad catabólica y son de potencial aplicación en la biorremediación de aguas residuales textiles. / Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Lima). Vicerrectorado de Investigación y Posgrado / Perú. Ministerio de la Producción. Programa Nacional de Innovación para la Competitividad y Productividad (Innóvate Perú). Fondo para la Innovación, la Ciencia y la Tecnología (FINCyT) / Tesis

Pollution by toxic compounds is one of the most relevant environmental damages to ecosystems produced by human activity and, therefore, it must be considered in environmental protection and restoration of contaminated sites. According to this purposes, the main goal of this doctoral thesis has been to analyse the impact of several chlorophenols and heavy metals on the microbial communities of two typical Mediterranean soils. The ecological risk concentrations of each pollutant, which have been determined according to respirometric activity and changes in the microbial community composition, and the factors that influence on their effective toxic concentrations (bioavailable pollutants) have been analysed in order to predict their potential impact on different soil ecosystems and provide scientific data for the regulation of the soil protection policies. Moreover, resistant microorganisms with pollutant removal capacities have been isolated from artificially contaminated soil microcosms and tested in axenic cultures, to infer their potential usefulness for bioremediation. / La contaminació amb compostos tòxics antropogènics és un dels perjudicis ambientals més rellevants per als ecosistemes i, per tant, cal tenir-ho en compte en la protecció ambiental i la restauració de llocs contaminats. Amb aquests propòsits, l’objectiu principal d’aquesta tesi doctoral ha estat analitzar l’impacte de clorofenols i metalls pesants sobre la microbiota de dos sòls típicament mediterranis. S’han analitzat les concentracions de risc ecològic de cada contaminant, determinades segons activitat respiromètrica i canvis en la composició de la comunitat microbiana, i els factors que influeixen en les seves concentracions tòxiques efectives (contaminants biodisponibles), per predir l’impacte potencial sobre diferents ecosistemes edàfics i proporcionar evidències científiques per a les polítiques de protecció del sòl. D’altra banda, a partir de microcosmos edàfics contaminats artificialment, es van aïllar també microorganismes resistents amb capacitat per eliminar els contaminants, que van ser analitzats en cultius purs per avaluar-ne la utilitat potencial en bioremediació.