Biodegration of commonly used plasticizers by pure bacterial cultures

Di-(2-ethylhexyl) adipate, diethylene glycol dibenzoate and dipropylene glycol dibenzoate are commonly used plasticizers, but also known contaminants when they are released into the environment. Studies involving growing the common soil bacterium Rhodococcus rhodochrous and the yeast Rhodotorula rubra in the presence of the plasticizers and an additional carbon source have shown that these compounds are partially degraded, the breakdown products are toxic metabolites and some of them resist further degradation.In order to observe if the degradation pathway and the fate of the metabolites produced are similar in other microorganisms, and if the additional carbon source is needed for the degradation to occur, the plasticizers listed above were added to several different strains of common soil bacteria after they had been grown to the stationary phase and all of the hexadecane provided as a carbon source had been used.It was found that all of the selected bacteria were able to degrade the studied plasticizers, even though there was no additional carbon source available. Degradation was found to be much more extensive in the case of di-(2-ethylhexyl) adipate compared to the dibenzoates. The biodegradation pathway for these compounds was found to be the same as proposed in the previous work using an additional carbon source and the same metabolites were detected. In particular, the most toxic and recalcitrant metabolites (2-ethylhexanol, 2-ethylhexanoic acid, diethylene glycol benzoate and dipropylene glycol benzoate) were observed, and generally, accumulation occurred, although partial degradation was detected in some cases.This work proved that an additional carbon source is not needed for the biodegradation of the chosen plasticizers to happen, and that the biodegradabilities and pathways observed for Rhodococcus rhodochrous and Rhodotorula rubra is extensive to a wider range of common soil bacteria.L'adipate de di-(2-éthylhexyle), le dibenzoate de diéthylène-glycol et le dibenzoate de dipropylène-glycol sont des plastifiants d'usage commun identifiés comme contaminants environnementaux. Des études de biodégradation de ces plastifiants, effectuées avec la bactérie Rhodococcus rhodochrous et la levure Rhodotorula rubra en présence d'une source additionnelle de carbone, ont montré que ces molécules sont partiellement biodégradés. Cette biodégradation mène à la formation de métabolites toxiques, dont certains sont persistants. L'objectif de cette thèse de maitrise était de déterminer si le mécanisme de biodégradation et la nature des métabolites formés sont transférables à d'autres microorganismes et d'évaluer le rôle de la source additionnelle de carbone dans cette biodégradation. Pour ce faire, les plastifiants mentionnés ci-dessus ont été ajoutés à des cultures pures de différentes bactéries communément présente dans le sol, et ce, lorsque ces cultures ont atteint la phase stationnaire et que la source additionnelle de carbone, l'héxadécane, ait été totalement consommée. L'ensemble des bactéries étudiées a démontré un potentiel de biodégradation des plastifiants testés, et ce, même en absence d'une source additionnelle de carbone. Un niveau plus élevé de biodégradation a été observé dans le cas de l'adipate de (2-éthylhexyle) que dans ceux des dibenzoates. Les mécanismes de biodégradation observés ici en absence d'une source additionnelle de carbone sont comparables à ceux rapportés dans la littérature en présence d'héxadécane. Les métabolites formés étaient également les mêmes et bien que seulement une biodégradation partielle ait été observée, la formation des métabolites les plus récalcitrants et toxiques (2-éthylhexanol, acide 2-éthylhexanoïque, benzoate de diethylène glycol et benzoate de dipropylène glycol) a mené à une certaine accumulation.Cette thèse de maitrise démontre qu'une source additionnelle de carbone n'est pas nécessaire pour que la biodégradation de ces plastifiants ait lieu et que la biodégradabilité ainsi que les mécanismes de biodégradation publiés antérieurement ne sont pas spécifiques aux microorganismes Rhodococcus rhodochrous et Rhodotorula rubra et s'étendent plutôt à divers types commun de bactéries. Ces résultats suggèrent une biodégradation probable de ces plastifiants dans l'environnement