[en] The persistent occurrence of Organophosphate Flame Retardants (OPFRs) in wastewater effluents highlights the limitations of conventional treatments for their effective remotion. In response, fungal treatment by white rot fungi (WRF) stands out as a promising solution due to their robust enzymatic system, capable of degrading various contaminants. The present PhD thesis aims to develop a fungal-based treatment for the removal of five OPFRs: tri-n-butyl phosphate (TBP), tris (2-butoxy ethyl) phosphate (TBEP), tris(2-chloroethyl) phosphate (TCEP), tris(2-chloropropyl) phosphate (TCPP), and triethyl phosphate (TEP) from urban wastewater (UWW). This was done by using bioreactors with immobilized WRF under non-sterile conditions. Initially, a simple quantification method was developed for rapid monitoring of these contaminant's concentrations, considering matrix-effects. Next, optimal fungal candidates were screened out based on their efficiency in less assimilable carbon source (acetate) uptake and OPFRs removal from a group of WRF and Ascomycota fungi. All fungi removed acetate, but WRF outperformed Ascomycota fungi in OPFRs removal. Chlorinated compounds were more challenging to remove and OPFR polarity inversely correlated with its susceptibility to fungal degradation. Additionally, the CYP450 intracellular enzymatic system was identified as responsible for OPFRs degradation. Three top-performing WRF: Trametes versicolor, Ganoderma lucidum and Pycnoporus sanguineus were selected in a co-culture approach for UWW treatment. The three selected WRF were paired with individual OPFRs, and potential transformation products (TPs) were identified. From these data, degradation pathways were proposed, where common CYP450-mediated steps were identified but also novel mechanisms were proposed. In vivo and in silico toxicity assessments were also conducted, identifying certain TPs as potentially toxic. One of the supports used for WRF immobilization was wood, partially contributing to OPFRs removal by sorption. In consequence, the ability of T. versicolor to degrade TBP sorbed in wood after multiple sorption cycles was examined, as a case study for potential treatment of wood residues from UWW treatment. After 90 days of inoculation, the fungus effectively degraded the TBP sorbed in wood residues from each cycle. However, it was observed that a longer treatment time was necessary to reduce the toxicity associated with formed TPs. Based on the gained knowledge, UWW spiked with the targeted OPFRs was treated in rotating drum bioreactors (RDBs) for three months. The three selected WRF were immobilized on either wood or polylactic acid (PLA). In addition, a control reactor containing only wood was included to assess its sorption contribution. Results suggested that the wood supported reactor was the best option for WRF survival and contamination control during treatment. Both TBP and TBEP were effectively degraded in all RDBs, either by WRF or other microorganisms. However, G. lucidum emerged as particularly important for degrading chlorinated OPFRs. Potentially toxic TPs were successfully eliminated in the long-term. Finally, fungal post-treatment of the wooden residues effectively removed embedded OPFRs and reduced toxicity. Overall, the findings of this study highlight the potential for applying WRF on the degradation of OPFRs in real wastewater.

[es] La persistente presencia de retardantes de llama organofosforados (OPFRs) en los efluentes de depuradora destaca las limitaciones de los tratamientos convencionales para su remoción efectiva. En respuesta, el tratamiento con hongos de podredumbre blanca (WRF) es una solución prometedora debido a su robusto sistema enzimático capaz de degradar diversos contaminantes. La presente tesis doctoral tiene como objetivo el desarrollar un tratamiento basado en el uso de WRF para la eliminación de cinco OPFRs: tri-n-butilfosfato (TBP), tris(2-butoxietilo) fosfato (TBEP), tris(2-cloroetil) fosfato (TCEP), tris(2-cloropropil) fosfato (TCPP) y trietil fosfato (TEP) de aguas residuales urbanas (UWW). Esto se realizó en condiciones no estériles mediante el uso de biorreactores con WRF inmovilizados. Inicialmente, se desarrolló un método analítico para el monitoreo rápido de las concentraciones de estos contaminantes, considerando también los efectos de las matrices utilizadas. Posteriormente, se seleccionaron los mejores candidatos de un grupo de WRF y Ascomicetos, en función de su capacidad para consumir una fuente de carbono menos asimilable (acetato) y de la eficiencia de eliminación de OPFRs. Todos los hongos consumieron el acetato, pero los WRF superaron a los Ascomicetos en la eliminación de OPFRs. Los compuestos clorados eran más difíciles de eliminar y la polaridad de los OPFRs y su susceptibilidad a ser degradados estaban inversamente correlacionados. Adicionalmente, se identificó al sistema enzimático intracelular CYP450 como responsable de la degradación de los OPFRs. Se seleccionaron tres WRF que mostraron el mejor desempeño: Trametes versicolor, Ganoderma lucidum y Pycnoporus sanguineus, en un enfoque de co-cultivo de cepas para el tratamiento de la UWW. Los tres WRF se emparejaron con cada OPFR y se identificaron posibles productos de transformación (TPs). A partir de estos datos se propusieron rutas de degradación, donde se identificaron pasos comunes mediados por el sistema enzimático CYP450, además de mecanismos novedosos. También se llevaron a cabo análisis de toxicidad in vivo e in silico, identificando ciertos TPs como potencialmente tóxicos. Uno de los soportes utilizados para la inmovilización de los WRF fue la madera, que contribuye parcialmente a la eliminación de OPFRs mediante sorción. Por ello, a modo de estudio de caso para el tratamiento de residuos de madera obtenidos después de tratar la UWW, se evaluó la capacidad de T. versicolor para degradar TBP sorbido en madera después de numerosos ciclos de sorción. Tras 90 días de inoculación, el hongo degradó efectivamente el TBP sorbido en los residuos de cada ciclo. Sin embargo, se observó que un tiempo de tratamiento más extenso era necesario para disminuir la toxicidad asociada a TPs formados. En base al conocimiento adquirido, se trató la UWW dopada con OPFRs en biorreactores de tambor rotatorio (RDBs) durante tres meses. Los tres WRF seleccionados fueron inmovilizados ya sea en madera o en ácido poliláctico (PLA). Además, se incluyó un reactor de control que contenía solo madera para estudiar la contribución de ésta a la sorción de los OPFRs. Los resultados sugirieron que el reactor usando un soporte de madera era la mejor opción para la supervivencia de los WRF y el control de la contaminación durante el tratamiento. Tanto TBP como TBEP fueron efectivamente degradados en todos los RDBs, ya sea por los WRF u otros microorganismos. Sin embargo, G. lucidum resultó particularmente importante para la degradación de OPFRs clorados. Los TPs potencialmente tóxicos fueron eliminados con éxito a largo plazo. Finalmente, el post-tratamiento fúngico de los residuos de madera eliminó eficazmente los OPFRs embebidos en éstos, reduciendo la toxicidad. En resumen, los hallazgos de este estudio destacan el potencial del uso de los WRF en la degradación de OPFRs en aguas residuales.