Changes on the bioavailability of DDT in soil by addition of lignite and coal solubilizing bacteria

Abstract

ABSTRACT: DDT is an organochlorine insecticide that is persistent and exhibits residuality in the environment. This study assessed the effect of the application of lignite [low rank coal (LRC)] and coal solubilizing bacteria (CSB), on the bioavailability of DDT in soil with low organic matter content. In doing this, three trials were designed; in the first trial, soil samples were treated with CSB and LRC for 30 days and, afterwards, they were immersed in a DDT solution at water solubility limit and, lastly, the remaining DDT in the aqueous solution was determined. In the second trial, soil samples previously contaminated with DDT were treated with LRC and CSB. After 30 days of this interaction, the soil samples were immersed in water and the remaining DDT in solution was subsequently determined. The third trial was similar to the latter, but the interaction lasted for six months. In the first experiment, treatments with LRC and LRC + CSB, showed 8.16 and 3.4 % of remaining DDT respectively, thus indicating the retention of the compound in the soil. In the second trial, the treatment with CSB greatly reduced the bioavailable DDT (0.007 ppm), compared to the control (0.014 ppm); this is possible since these bacteria use DDT as a carbon source. In the third trial, the highest reduction in the bioavailability of DDT took place in LRC and LRC + CSB treatments; this trial also detected DDD produced from DDT transformation, which showed the same behavior; the interaction timeframe favors adsorption and copolymerization of pollutants to humified organic matter (HOM) in soil. Use of LRC as a source of HOM represents a promising strategy for the treatment of soils with low organic matter content affected by persistent organic pollutants such as DDT.

RESUMEN: El DDT es un insecticida organoclorado, es persistente y presenta residualidad en el ambiente. En este trabajo se evaluó el efecto de la aplicación de lignito [carbón de bajo rango (CBR)] y bacterias solubilizadoras de carbón (BSC), sobre la biodisponibilidad de DDT en un suelo con bajo contenido de materia orgánica. Para conseguirlo se hicieron tres experimentos; en el primer ensayo las muestras de suelo fueron tratadas con BSC y CBR por 30 días, después fueron sumergidas en una solución de DDT al límite de solubilidad en agua, posteriormente se determinó el DDT remanente en la solución acuosa. En un segundo ensayo, las muestras de suelo, contaminadas previamente con DDT, fueron tratadas con CBR y BSC. Después de 30 días de interacción las muestras de suelo fueron sumergidas en agua y fue determinado el DDT remanente en la solución. El tercer ensayo fue similar al anterior, pero el tiempo de interacción fue de seis meses. En el primer experimento, los tratamientos con CBR y CBR + BSC, presentaron un porcentaje de DDT remanente de 8.16 y 3.4 % respectivamente, esto indica la retención del compuesto en el suelo. En el segundo ensayo, el tratamiento con BSC redujo significativamente el DDT biodisponible (0.007 ppm), comparado con el control (0.014 ppm); es posible que estas bacterias utilicen DDT como fuente de carbono. En el tercer experimento, los tratamientos con CBR y CBR + BSC presentaron la mayor reducción en la biodisponibilidad de DDT, en este ensayo también se detectó el DDD generado a partir de la transformación del DDT, el cual mostró el mismo comportamiento; el tiempo de interacción favorece la adsorción y copolimerización de los contaminantes a la materia orgánica humificada (MOH) del suelo. El uso de CBR como fuente de MOH representa una estrategia promisoria para el tratamiento de suelos con bajo contenido de materia orgánica afectados por contaminantes orgánicos persistentes, tales como DDT.