Tesis doctoral de Olaya Ruiz Rueda
La contínua descarga de nutrientes, principalmente fosfatos y nitrógeno, es la mayor causa de eutrofización de los ambientes acuáticos. Los sistemas de tratamiento basados en humedales de tratamiento representan una alternativa de bajo coste a los métodos convencionales de depuración para obtener la reducción de los niveles de nitrógeno del agua. La eficiencia en la eliminación de nitrógeno en estos sistemas depende de la vegetación, así como la alternancia de condiciones aerobias y anaerobias para promover los procesos de nitrificación y desnitrificación. Aunque el papel que desempeña la vegetación se halla ampliamente reconocido, su contribución al proceso de tratamiento no se ha cuantificado de modo frecuente. En este trabajo hemos investigado las actividades microbianas de nitrificación y desnitrificación en relación a dos especies de plantas macrófitas en un sistema de humedales de flujo superficial (fs-sht), diseñado para minimizar el impacto del vertido de nutrientes en la reserva natural de los aiguamolls de l¿empordí (girona, españa). nuestro objetivo fue evaluar algunos de los factores que regulan la distribución y función de las poblaciones de bacterias oxidadoras de amonio (aob) y desnitrificantes en el sht. La eficiencia de eliminación de nitrógeno se analizó en el sht, poniendo especial énfasis en el papel de la vegetación. los humedales de empuriabrava están sujetos a fuertes variaciones, tanto estacionales, cómo derivadas de las acciones de control en el proceso de depuración, que conllevan modificaciones considerables en el flujo recibido y la composición química del agua a lo largo del año. Desde las situaciones de invierno, caracterizadas por elevados tiempos de residencia hidráulica y bajas concentraciones de nitrógeno, hasta el considerable aumento tanto en la carga de agua como en la concentración relativa de amonio en el influente que tiene lugar durante el verano, los humedales pueden además padecer situaciones extremas como el completo drenaje de las celdas o la retirada de sedimento. el establecimiento de plantas macrófitas crea diversos microhabitats que contribuyen aún más a aumentar la heterogeneidad espacial en el sht. Además, la particular distribución de las masas de vegetación define condiciones completamente distintas en las tres celdas de tratamiento de los humedales de empuriabrava. con tal de determinar los efectos de tal conjunto de variaciones ambientales en las comunidades transformadoras de nitrógeno se emplearon experimentos de actividad potencial, técnicas moleculares para el análisis estructural de las comunidades microbianas, y estimaciones de las tasas de eliminación de nitrógeno in situ. la comparación de las tasas potenciales de conversión de amonio y nitrato entre el sedimento y la rizosfera de carrizo (phragmites australis) y espadaña (typha sp.) Puso de manifiesto la importancia de la vegetación para estimular un mayor rendimiento en la eliminación de nitrógeno. además, durante los episodios críticos de alta carga de nutrientes en el influente se obtuvieron tasas significativamente superiores en las muestras de carrizo que en las de espadaña, indicando su mayor adecuación para el tratamiento. en referencia a la composición de las comunidades microbianas implicadas, mientras los patrones de las comunidades de aob no mostraron variaciones respecto a ninguno de los factores considerados, los patrones de t-rflp del gen nirs y dgge del gen nosz revelaron cambios en las comunidades desnitrificantes asociados a la vegetación, aunque más notablemente debido a la hidrología del sistema. estos cambios sin embargo no derivaron en variaciones de las tasas de actividad para un tipo de planta, si bien en los períodos de alto vertido de nutrientes se pronunciaron las diferencias existentes entre las poblaciones de bacterias desnitrificantes asociadas a espadaña o carrizo. en resumen, en este trabajo se pudo demostrar que las plantas son un elemento crucial para sostener y controlar la nitrificación y la desnitrificación en el sedimento de los humedales. De todos modos, los cambios más significativos en la composición de las comunidades desnitrificantes ocurrieron en relación a factores ambientales ligados principalmente a la operación del sht. Durante situaciones de máxima carga, se pudo inferir una mayor capacidad de eliminación de nitrógeno en la rizosfera de carrizo, hecho que concuerda con los datos de rendimiento estimado in situ. estos hechos abren un interesante tema para el futuro diseño y gestión de sht de flujo superficial, planteando la reorganización de la cobertura vegetal como herramienta para la compartimentalizar distintas funciones fisiológicas y modular la eliminación de nitrógeno en sistemas de este tipo.
Datos académicos de la tesis doctoral «Nitrifying and denitrifying bacterial communities in the sediment and rhizosphere of a free water surface constructed wetland«
- Título de la tesis: Nitrifying and denitrifying bacterial communities in the sediment and rhizosphere of a free water surface constructed wetland
- Autor: Olaya Ruiz Rueda
- Universidad: Girona
- Fecha de lectura de la tesis: 27/06/2008
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- LLuis Bañeras Vives
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Jesús García gil
- rémy Guyoneaud (vocal)
- m dolors Balaguer condom (vocal)
- sara Hallin (vocal)