Efeito de inoculação de Pseudomonas sp. TF716 sobre emissões de N2O durante a rizorremediação de diesel

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 13018 (2022) Citar este artigo

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A procura por tecnologia de rizorremediação que possa minimizar as emissões de gases com efeito de estufa e, ao mesmo tempo, remover eficazmente os poluentes, a fim de mitigar as alterações climáticas, aumentou. O efeito de inoculação de Pseudomonas sp. redutora de N2O. TF716 nas emissões de N2O e no desempenho da remediação durante a rizorremediação de solo contaminado com diesel plantado com festuca alta (Festuca arundinacea) ou milho (Zea mays) foi investigado. Pseudomonas sp. TF716 foi isolado do solo da rizosfera de festuca alta. A taxa máxima de redução de N2O do TF716 foi de 18,9 mmol N2O g células secas −1 h −1, o que é superior às taxas de Pseudomonas spp. relatadas anteriormente. Quando Pseudomonas sp. TF716 foi adicionado ao solo contaminado com diesel plantado com festuca alta, o potencial de redução de N2O do solo foi 2,88 vezes maior que o do solo sem inoculação durante o período inicial (0-19 dias) e 1,08-1,13 vezes maior depois disso. No entanto, não houve aumento no potencial de redução de N2O para o solo plantado com milho após a inoculação com a estirpe TF716. Além disso, a inoculação com TF716 não afetou significativamente a degradação do diesel durante a rizremediação, sugerindo que a atividade dos microrganismos envolvidos na degradação do diesel não foi afetada pelo tratamento com TF716. A análise da dinâmica dos gêneros bacterianos associados à redução de N2O mostrou que Pseudomonas apresentou maior abundância relativa durante a rizorremediação de solo contaminado com diesel plantado com festuca alta e tratado com cepa TF716. No geral, estes resultados sugerem que as emissões de N2O durante a rizorremediação de solo contaminado com diesel utilizando festuca alta podem ser reduzidas com a adição de Pseudomonas sp. TF716.

O petróleo é a fonte de energia mais utilizada a nível mundial e os hidrocarbonetos de petróleo (PH) podem vazar para o solo e para as águas subterrâneas durante o seu armazenamento, transporte e utilização, ameaçando o ambiente1,2,3. Os PH que contaminam o solo não só perturbam o equilíbrio ecológico, mas também prejudicam a paisagem circundante e emitem odores, causando danos estéticos e económicos4,5. Das várias tecnologias de remediação do solo propostas, a rizorremediação é particularmente promissora porque pode acelerar a biodegradação dos PHs, aproveitando a estreita interação entre as raízes das plantas e os microrganismos rizosféricos .

Na rizorremediação de solos contaminados com PH, normalmente são adicionadas fontes de nitrogênio para melhorar a eficiência da biodegradação, o que pode resultar em emissões de óxido nitroso (N2O)6. O amônio no solo é normalmente nitrificado e depois desnitrificado por microorganismos e emitido na atmosfera na forma de N2. Porém, se não ocorrer a redução do N2O, um metabólito intermediário, para N2, o N2O poderá ser liberado6,7,8. O N2O é um gás com efeito de estufa significativo, com um potencial de aquecimento global (GWP) cerca de 298 vezes superior ao do CO29. Uma vez descarregado na atmosfera, o N2O tem um longo tempo de residência de cerca de 121 anos9 e é um precursor do óxido nítrico (NO), que destrói a camada de ozônio na estratosfera por meio de reações fotoquímicas10,11.

Como parte do objectivo de remover poluentes ambientais em resposta às alterações climáticas, é necessário minimizar as emissões de N2O durante a remediação de solos contaminados com PH. Uma solução útil neste sentido é usar ativamente bactérias que possam reduzir N2O a N2. Portanto, no presente estudo, foi avaliado o efeito de uma bactéria redutora de N2O nas emissões de N2O durante a rizorremediação de solo contaminado com PH. Um isolado bacteriano com excelente capacidade de redução de N2O foi extraído de um caldo enriquecido que empregou solo da rizosfera como fonte de inóculo, e N2O foi fornecido como aceptor final de elétrons. O efeito da inoculação da bactéria isolada no potencial de redução de N2O em amostras de solo foi avaliado para a rizorremediação de solo contaminado com PH plantado com festuca alta (Festuca arundinacea) ou milho (Zea mays). Além disso, o efeito da inoculação do isolado na eficiência de remoção de PH, no crescimento das plantas e na comunidade bacteriana do solo associada à redução de N2O também foi investigado.