Determination of atrazine and its biodegradation intermediates in bacterial enrichments obtained from Uruguayan water courses

Authors

  • Jonathan Da Cunha Laboratorio Ecología Microbiana y Microbiología Ambiental, Departamento de Biociencias
  • Laura Pinelli Schmidt Laboratorio Ecología Microbiana y Microbiología Ambiental, Departamento de Biociencias
  • María Inés Bellini Lisorio Laboratorio Ecología Microbiana y Microbiología Ambiental, Departamento de Biociencias
  • Danilo Davyt Buschiazzo Laboratorio de Química Farmacéutica, Departamento de Química Orgánica, Facultad de Química, UdelaR, Montevideo, Uruguay
  • Ana Fernández Scavino Laboratorio Ecología Microbiana y Microbiología Ambiental, Departamento de Biociencias

DOI:

https://doi.org/10.26461/08.03

Keywords:

Atrazine, metabolites, HPLC, biodegradation, surface water

Abstract

Atrazine is an herbicide used to control annual weeds and perennial grasses. Due to the toxicity of atrazine and its metabolites, this herbicide is banned in the European Union. In Uruguay atrazine is the second most frequently imported herbicide. It has been detected in surface water courses, particularly those that provide water for potabilization plants.The main mechanism for atrazine removal in neutral pH environments is the bacterial degradation. The microorganisms can degrade atrazine giving intermediates that vary in persistence and toxicity, or mineralize it giving ammonia and carbondioxide. The separation and detection of atrazine intermediates of biological degradation is important to know the potential of bacterial consortia to be applied in bioremediation processes. In this paper we developed an isocratic method of high performance liquid chromatography (HPLC) by ion-pair reversed phase to separate atrazine and metabolites in a synthetic culture medium. This method was useful to detect intermediates of atrazine degradation produced by selected native bacterial consortia. In addition, the method was employed to assess if atrazine adsorbed on activated carbon could be degraded by an active degrading consortium.

Downloads

Download data is not yet available.

References

AKTAS, O.; CECEN, F. Bioregeneration of activated carbon: a review. En: International Biodeterioration & Biodegradation.2007, 59:257–272.

BEILSTEIN, P.; COOK, A. M.; HUTTER, R. Determination of seventeen s-triazine herbicides and derivatives by high-pressure liquid chromatography. En: Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1981, 29:1132-1135.

COOPER, R. L.; STOCKER, T. E.; TYREY, L.; GOLDMAN, J. M.; MCELROY, W. K. Atrazine disrupts the hypothalamic control of pituitary–ovarian function. En: Toxicological Sciences. 2000, 53:297–307.

DOWNES, C. J.; MITCHELL, J. W.; VIOTTO, E. S.; EGGERS, N. J. Determination of cyanuric acid levels in swimming pool waters by UV absorbance HPLC and melamine cyanurate precipitation. En: Water Research. 1982, 18:277-280.

DUFEK, P.; PACÁKOVÁ, V.; TESAROVÁ, E. Separation and behavior of s-triazine derivatives on a NH2-chemically bonded stationary phase by high performance liquid chromatography. En: Journal of Chromatography. 1980, 191:115-120.

EL PAÍS DIGITAL. Crece el nivel de herbicida en cuenca de Santa Lucía [En línea]. Montevideo: El País Digital, 2010. [Consulta: 19 de noviembre de 2013]. Disponible en: http://www.elpais.com.uy/100209/pciuda-470256/ciudades/crece-el-nivel-deherbicida.

ERICKSON, L. E.; LEE, K. H. Degradation of atrazine and related s-triazines. Critical reviews En: Environmental Control. 1989, 19:1-14.

GHOSH, P. K.; PHILIP, L. Performance evaluation of waste activated carbon on atrazine removal from contaminated water. En: Journal of Environmental Science and Health Part B. 2005, 40:425–441.

HOU, S.; DING, M. Determination of cyanuric acid in milk powder & swimming pool water by ion pair reversed phase liquid chromatography. En: Chinese Journal of Chemistry. 2011, 29:783-786.

JESSE, J. A.; VALERIA, C.; BENOIT, R. E.; HENDRICKS, A. C.; MCNAIR, H. M. Determination of cyanuric acid by high-performance liquid chromatography. En: Journal of Chromatography. 1981, 207:454-456.

JONES, L. R.; OWEN, S. A.; HORRELL, P.; BURNS, R.G. Bacterial inoculation of granular activated carbon filters for the removal of atrazine from surface water. En: Water Research. 1998, 32:2542-2549.

KARLAGANIS, G.; VON ARX, R.; AMMON, H. U.; CAMENZIND, R. High-performance liquid chromatographic determination of atrazine, deisopropylatrazine and deethylatrazine in soils from corn fields. En: Journal of Chromatography. 1991, 549: 229-236.

LIN, T.; WEN, Y.; JIANG, L.; LI, J.; YANG, S.; ZHOU, Q. Study of atrazine degradation in subsurface flow constructed wetland under different salinity. En: Chemosphere. 2008, 72:122-128.

MANDELBAUM, R. T.; WACKETT, L. P.; ALLAN, D. L. Mineralization of the s-triazine ring of atrazine by stable bacterial mixed cultures. En: Applied and Environmental Microbiology. 1993, 59:1695-1701.

MGAP. Importación de productos fitosanitarios [En línea]. Montevideo: Uruguay, 2011. [Consulta: mayo de 2013]. Disponible en: http://www.mgap.gub.uy/dgssaa/DivAnalisisDiagnostico/DAYD_PROFIT_ESTADISTICA.htm.

NATH, K.; BHAKHAR, M. S.; PANCHANI, S. Bioregeneration of spent activated carbon: effect of physico-chemical parameters. En: Journal of Scientific & Industrial Research. 2011, 70:487-492.

PATNAIK, P. Handbook of environmental analysis. Florida: CRC Press, 1997.

PINELLI, L.; DA CUNHA, J.; BELLINI, M. I.; FERNANDEZ-SCAVINO, A. Selección y caracterización de consorcios de bacterias como herramientas de biorremediación de la contaminación por atrazina en plantas potabilizadoras de agua [En línea]. En: UNIVERSIDAD DE LA PLATA. Actas del 7º Congreso de Medio Ambiente AUGM, 2012. La Plata: Universidad Nacional de la Plata. [Consulta: mayo de 2013]. Disponible en: http://congresos.unlp.edu.ar/index.php/CCMA/7CCMA/paper/viewFile/978/247.

RADOSEVICH, M.; TRAINA, S. J.; HAO, Y.; TOUVINEN, O. H. Degradation and mineralization of atrazine by soil bacterial isolate. En: Applied and Environmental Microbiology. 1995, 61:297-302.

RODRÍGUEZ, M. V.; THIRUCHELAVAM, M.; CORY-SLETCHA, D. A. Sustained exposure to the widely used herbicide atrazine: altered function and loss of neurons in brain monoamine systems. En: Environmental Health Perspectives. 2005, 113:708-715.


SALABERRIA, I.; HANSENC, B. H.; ASENSIOA, V.; OLSVIKD, P. A.; ANADERSENB, R. A.; JENSSEN, B. M. Effects of atrazine on hepatic metabolism and endocrine homeostasis in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). En: Toxicology and Applied Pharmacology. 2009, 234:98-106.

SMOLKOVA, E.; PACAKOVA, V. Liquid chromatographic separation and behaviour of some substituted s-triazines on a CN-bonded stationary phase. En: Chromatographia. 1978, 12:698-702.

STEINHEIMER, T. R. HPLC determination of atrazine and principal degradates in agricultural soils and associated surface and ground water. En: Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1993, 41:588-595.

TOUZEL, J. P.; ALBAGNAC, G. Isolation and characterization of Methanococcus mazei strain MC3. En: FEMS Microbiology Letters. 1983, 16:241–245.

UDIKOVIC-KOLIC, N.; SCOTT, C.; MARTIN-LAURENT, M. Evolution of atrazine-degrading capabilities in the environment. En: Applied Microbiol Biotechnology. 2012, 96:1175–1189.

VERMULEN, N. M. J.; APOSTOLIDES, Z.; POTGIETER D. J. J; NEL, P. C.; SMIT, N. S. H. Separation of atrazine and some of its degradation products by high performance liquid chromatography. En: Journal of Chromatography. 1982, 240:247-253.

ZANINI, J. Estudo da remoção do herbicida atrazina por biofiltração em filtros lentos de areia e carvão ativado associada à ação microbiana [En línea]. Sao Paulo: Faculdade de Engenharia, UNESP, 2010. [Consulta: mayo de 2013]. Disponible en: http://www.acervodigital.unesp.br/handle/123456789/61402.
Tapa de la revista INNOTEC número 8

Downloads

Published

2013-11-25

How to Cite

Da Cunha, J., Pinelli Schmidt, L., Bellini Lisorio, M. I., Davyt Buschiazzo, D., & Fernández Scavino, A. (2013). Determination of atrazine and its biodegradation intermediates in bacterial enrichments obtained from Uruguayan water courses. INNOTEC, (8 ene-dic), 23–29. https://doi.org/10.26461/08.03

Issue

No. 8 ene-dic (2013): INNOTEC

Section

Articles

License

Los autores del manuscrito declaran conocer y aceptar los siguientes términos de responsabilidad:

Haber participado lo suficiente en el trabajo como para hacer pública la responsabilidad por su contenido.

Que el manuscrito representa un trabajo original que no fue publicado ni está siendo considerado por otra revista para su publicación, en parte o en forma íntegra, tanto impresa como electrónica.

Que en caso de ser solicitado, procurará o cooperará en la obtención y suministro de datos sobre los cuales el manuscrito esté basado.
Declara que la información divulgada que pudiera pertenecer a un tercero cuenta con la autorización correspondiente.

Autorización para la publicación y compromiso de cita de primera publicación

Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista INNOTEC / INNOTEC Gestión el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia de atribución Creative Commons Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional. Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista sin fines comerciales.

El autor se compromete a realizar la cita completa de la edición institucional de esta primer publicación en las siguientes publicaciones -completas o parciales- efectuadas en cualquier otro medio de divulgación, impreso o electrónico.

Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales no comerciales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.

Se permite a los autores/as publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access). A su vez los autores/as autorizan al LATU a publicar el trabajo en su repositorio digital. 

Los conceptos y opiniones vertidos en los artículos son de responsabilidad de sus autores.

 

Licencia Creative Commons

Este obra está bajo una licencia Reconocimiento-NoComercial 4.0 Internacional.