Biodegradación de plaguicidas y efectos sobre el crecimiento empleando la microalga Dictyosphaerium sp.

Abstract

This study investigates the bioremediation potential of the native microalgae Dictyosphaerium sp. against two pesticides of environmental concern, chlorpyrifos (CPF) and 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP), under different photoperiod conditions. The microalgae were isolated from an urban lake in Mendoza, Argentina, and cultivated in sterile Bold’s Basal Medium. Growth and biodegradation assays were conducted to evaluate the impact of varying pesticide concentrations under phototrophic, mixotrophic and heterotrophic conditions. The results indicated that Dictyosphaerium sp. showed differential tolerance to CPF and 2,4-DCP at different concentrations, depending on light availability. Under dark conditions, CPF showed growth inhibition at the highest concentration tested (30 mg/L); whereas, 2,4-DCP significantly promoted algal growth at all concentrations tested (50 and 70 mg/L). In light conditions, CPF exposure increased growth at lower concentrations, but inhibited it at higher levels. In contrast, 2,4-DCP significantly inhibited algal growth under continuous light at high concentrations but stimulated growth under dark conditions. Biodegradation analysis using HPLC-DAD revealed that Dictyosphaerium sp. effectively degraded both pesticides, with complete decomposition observed within six days under light conditions and four days in darkness. The findings suggest that Dictyosphaerium sp. has significant potential for bioremediation in environments contaminated with CPF and 2,4-DCP, particularly under varying light conditions.Este estudio investiga el potencial biorremediador bajo diferentes condiciones de fotoperíodo de cultivos nativos de la microalga Dictyosphaerium sp. frente a dos plaguicidas de interés ambiental en Sudamérica, tales como clorpirifos (CPF) y 2,4-diclorofenol (2,4-DCP). La cepa microalgal fue aislada de un lago urbano de Mendoza, Argentina, y cultivadas en Medio Basal de Bold estéril. Se realizaron ensayos de crecimiento y biodegradación para evaluar el impacto de diferentes concentraciones de plaguicidas en condiciones fototróficas, mixotróficas y heterotróficas. Los resultados indicaron que Dictyosphaerium sp. muestra una tolerancia diferencial al CPF y al 2,4-DCP a diferentes concentraciones, en función de la disponibilidad de luz. En condiciones de oscuridad, CPF demostró inhibición del crecimiento en la mayor concentración ensayada (30 mg/L); mientras que, 2,4-DCP promovió significativamente el crecimiento algal en todas las concentraciones ensayadas (50 y 70 mg/L). En condiciones de luz, la exposición al CPF provocó un aumento del crecimiento en la menor concentración ensayada de 5 mg/L. Por el contrario, en las mismas condiciones de luz, la exposición a 2,4-DCP produjo efectos adversos con la inhibición algal en la mayor concentración ensayada de 70 mg/L. El análisis de biodegradación mediante HPLC-DAD reveló que Dictyosphaerium sp. es capaz de degradar eficazmente ambos plaguicidas, observándose una descomposición completa en seis días en condiciones de luz y cuatro días en oscuridad. Los resultados sugieren que Dictyosphaerium sp. tiene un potencial significativo para la biorremediación en ambientes contaminados con CPF y 2,4-DCP, especialmente en condiciones.