Limnology of natural systems for wastewater treatment. Ten years of experiences at the Experimental Field for Low-Cost Sanitation in Mansilla de las Mulas (León, Spain)

The first experimental field in Spain for low-cost wastewater treatment was constructed in 1998 in Mansilla de las Mulas (León). The project was funded by the Diputación de León and was run scientifically by the Department of Ecology at the University of León until 1999. The objective of the field was to compare performances and to study the biological fundamentals of systems such as constructed wetlands and algal ponds which had been adapted for wastewater treatment in rural areas. The experiences carried out on constructed wetland systems proved that macrophytes had a significant role in the treatment of diluted wastewaters. The role of vegetation varied depending on the technology used, being important for organic matter removal in free water surface systems, whereas plants were only significant for nutrients and faecal bacteria in subsurface flow systems. There were no differences among plant species in the performance of free water surface systems. Algae-based systems such as high rate algal ponds proved to be a highly efficient technology for wastewater disinfection. Studies on decay and inactivation of faecal bacteria and parasites (helmiths and protozoan oocysts) demonstrated for the first time that the physico-chemical conditions created by the algae are powerful mechanisms for pathogen destruction. Wastewater treatment plants are technologically-confined ecosystems in which limnological studies should be further encouraged both examining basic knowledge on natural species and processes and leading to a better understanding of the biological foundations for their design and operation.La Universidad de León estableció en 1998 un proyecto de investigación con la Diputación Provincial cuya principal materialización fue la construcción del primer campo experimental en depuración de bajo coste en nuestro país. El objetivo del campo experimental fue el de estudiar, a escala experimental, diferentes procesos de bajo coste, entre ellos los humedales construidos y los lagunajes de alta carga. El presente trabajo resume los principales resultados de las investigaciones realizadas después de diez años de experiencias. Las plantas demostraron tener un papel significativo en humedales que tratan aguas residuales diluidas. Dicho papel fue diferente dependiendo de la tecnología. En sistemas de flujo sub-superficial las plantas demostraron influir significativamente sobre la eliminación de nutrientes y bacterias fecales, sin embargo en sistemas de flujo superficial dicho efecto fue insignificante, siendo sin embargo importante sobre la eliminación de materia orgánica. La especie de planta utilizada demostró no ser una variable importante en el funcionamiento de los sistemas de flujo superficial. Los experimentos realizados en lagunajes de alta carga demostraron que las condiciones físico-químicas creadas en dichos sistemas eran responsables de la inactivación del 50-90 % de los organismos patógenos e indicadores fecales estudiados. Los tratamientos biológicos de aguas residuales deben entenderse como ecosistemas tecnológicamente confinados en los que el conocimiento de su estructura y funcionamiento es aún excesivamente escaso en comparación con la importancia que representan para el medio ambiente

Entrevista a Brian Moss, un prestigioso limnólogo comprometido socialmente

Brian Moss es un ecólogo de reconocido prestigio en el campo de la limnología y con un amplio interés en la educación ambiental y en la interacción entre el hombre y su medio. Sus estudios limnológicos han cubierto un amplio rango geográfico, desde los lagos tropicales hasta los del norte de Europa, y a lo largo de su carrera ha realizado numerosos experimentos para estudiar el efecto de factores como la eutrofización, la introducción de peces o el calentamiento, sobre la estructura y el funcionamiento de los lagos. Actualmente centra su interés en la legislación europea relacionada con la calidad del agua, intentando concienciar a la sociedad sobre su correcta aplicación. Su inquietud docente le ha llevado a participar en numerosos cursos con estudiantes internacionales en diversos países del tercer mundo. Se doctoró en 1968 en la Universidad de Bristol y ha sido profesor en las universidades de Michigan (USA), East Anglia y Liverpool (Reino Unido), donde actualmente dirige la Facultad de Ciencias Biológicas. Ha publicado unos 150 artículos y 5 libros, de los cuales el más conocido es Ecology of Freshwaters, Man and Medium, Past to Future. Ha sido el editor del Journal of Ecology durante los años 1980 a 1987. Brian se define a sí mismo como alguien al que no le gustaría que le vieran como un científico del "establishment", sino como alguien que piensa que es necesario llevar a cabo cambios muy importantes en la ciencia, en las instituciones académicas y en la sociedad si queremos que la hidrosfera, y la biosfera que la contiene, retenga los pocos bienes y servicios que aún le quedan. Su reseña no podría terminar sin citar algunas de sus pasiones como tocar el contrabajo y la poesía. Eloy Bécares le hizo esta entrevista

Biotecnología Ambiental, ¿la cenicienta de la Biotecnología?

La biotecnología ambiental suele entenderse como la aplicación de las herramientas y métodos biotecnológicos a la resolución de los problemas ambientales, sin embargo para muchos biotecnólogos también debe incluir aquellas biotecnologías que utilizan la naturaleza como origen o destino de sus productos (vegetal, acuicultura, etc.). En su primera definición la biotecnología ambiental puede considerarse la unión de dos grandes disciplinas, la biotecnología, con sus procesos y herramientas (ingeniería genética, metagenómica, metabolómica, biocinética, etc.) y de la ecología (autoecología, competencia, depredación, ciclos biogeoquímicos, etc). La combinación de ambas disciplinas tiene un prometedor futuro debido, desgraciadamente, al rápido incremento de los problemas medioambientales. En este trabajo se aborda, desde un punto de vista personal, los aspectos más interesantes de la biotecnología ambiental y se incide en la pertinaz resistencia del biotecnólogo para ocupar nichos ambientales que le son propio

The effect of vegetation harvest on the operation of a surface flow constructed wetland

[EN] Constructed wetlands represent a low-cost and highly efficient municipal wastewater treatment alternative, due to their low technological and energy demands. Wetland vegetation releases an amount of carbon to the system, when it is decomposed (winter period). Part of this organic matter could remain in the system, and will be decomposed at very low rates during winter and spring. In this research, a constructed superficial-flow wetland was divided into two equal parts and vegetation (Typha latifolia) was harvested in one of them. The organic load applied to the system was 11.2 gBOD/m2·d. The control of the organic matter was carried out during 141 d (111 d in winter and 30 d in spring). Differences in efficiencies (TSS, BOD and COD), were observed between both types of the wetland, with an important increase in these differences during spring. Vegetation released organic matter to the system, specially suspended and biodegradable matter. BOD and TSS released per dry gram of Typha were 4.24 mgBOD/gTypha and 4.36 mgTSS/gTypha, respectively. Harvest is a recommended practice in systems treating diluted wastewater, especially in productive areas like the Mediterranean. The recommendations can also be applied to a broader geographic areaS

Epiphytic diatoms as water quality indicators in Spanish shallow lakes

P. 71-79The Water Framework Directive (WFD) requires that the European Union countries determine the biological state of their waters with respect to sites of high quality. Despite bioindicators have been widely applied in running waters and deep lakes throughout all Europe, little is known about their applicability in shallow lakes. In this context, the objective of this work is to check the effective-ness of epiphytic diatoms as indicators of the trophic state in six shallow lakes of León Province (NW Spain). Epiphyton was sampled from helophyte stems in six shallow lakes covering different ecological conditions. A significant correlation was found between the total nitrogen concentration and the diatom indices SPI (Specific Polluosensitivity Index) and BDI (Biological Diatom Index), this correla-tion being lower with respect to the total phosphorus concentration. The classifica-tion of the lakes according to the trophic and saprobic levels based on diatoms corresponds to that obtained from the analysis of the limnological and chemical pa-rameters of the studied systems. Despite the use of these indices has been traditio-nally limited to rivers and channels, our results show the effectiveness of epiphytic diatoms as biological indicators of the quality of water in Mediterranean shallow la-kes and the applicability of common diatom indices for biomonitoring purposes in these aquatic ecosystemsS

Método de muestreo de diatomeas epífitas en lagunas para la aplicación de la Directiva Marco del Agua

P. 42-47Se propone un método para la toma de muestras de diatomeas epífitas en lagos y lagunas con el fin de aplicar dichas comunidades algales en la determinación del estado ecológico de estos sis­temas acuáticos de acuerdo con los re­quisitos de la Directiva Mareo del Agua. La metodología se basa en el em­pleo de muestreadores tipo Komijów pa­ra la recolección del epifiton desarro-llado sobre belófitos. Los resultados preliminares muestran la eficacia de és­te método en la evaluación de la calidad del agua. La aplicación de esta sencilla metodología permite el empleo de las diatomeas epífitas como indicadores biológicos de los medios lacustres, ge­nerando resultados reproducibles en el tiempo y basados en un protocolo co­mún fácilmente aplicable.S

Una nueva alga invasora llega a España: Didymosphenia geminata

p. 30-35Una diatomea microscópica, Didvmosphenia geminata. se ha convertido en un quebradero de cabeza para los responsables de los ríos que ha colonizado recientemente. Muy d1f1cll de erradicar. como todas las especies invasoras. provoca senas alteraciones en el ecosistema fluvial y es capaz de obstruir tuberías e instalaciones hidráulicas.S

Valoración económica de los análisis diatomológicos en la implantación de la Directiva Marco del Agua

P. 4-5Dentro de los grupos taxonómicos propuestos en el anexo V de la Directiva Marco del Agua de la Unión Europea (DMA) para su uso como bioindicadores de la calidad del agua, se recomienda entre otros el empleo de las comunidades fitobentónicas. Dentro del fitobentos, las diatomeas son el grupo generalmente más representativo, reuniendo una serie de particularidades que las convierten en organismos idóneos para tal fin. Desde hace varias décadas decenas de estudios han demostrado la eficacia de los índices biológicos basados en diatomeas, especialmente en la determinación de la calidad química del agua. En la actualidad existen métodos estandarizados de muestreo y análisis diatomológicos aplicables en toda la UE (European Comittee for Standarization 2003, 2004), y recientemente tanto la Agencia Española de Normalización y Certificación como la Confederación Hidrográfica del Ebro han publicado el protocolo básico para tal fin (AENOR 2004, 2005, Confederación Hidrográfica del Ebro 2005). No obstante, y en comparación con otros indicadores empleados rutinariamente, como los macroinvertebrados, la complejidad taxonómica que plantea su estudio dificulta su uso por personal no especializado. Los índices diatomológicos son particularmente sensibles al grado de resolución taxonómica alcanzado en los análisis, y aunque los parámetros autoecológicos de los taxones más frecuentes están determinados con una precisión aceptable, sólo en las aguas dulces europeas existen miles de especies y continuamente se están describiendo otras nuevas sobre cuya biología existe una gran incertidumbre. Adicionalmente, existe una elevada inestabilidad taxonómica y nomenclatorial dentro de este grupo, siendo la diatomología uno de los campos de investigación más activos dentro de la ficología actual. Esto exige un alto nivel de formación continua y especialización por el personal encargado de las diagnosis taxonómicas necesarias para un cálculo preciso de los índices diatomológicos, además del uso ocasional de microscopios electrónicos u otro equipamiento complejo. Desde hace varios años las administraciones españolas han mostrado un notable interés por la aplicación en nuestras aguas de los métodos biológicos de valoración del estado ecológico, de acuerdo con los requisitos exigidos por la DMA. Así, las Confederaciones Hidrográficas ibéricas están estableciendo o han establecido ya sus redes de biomonitorización de la calidad del agua incluyendo índices diatomológicos, inviertiendo en ello importantes recursos. En este aspecto, el creciente y deseable proceso de estandarización metodológica en la aplicación de los índices diatomológicos debe incluir también la valoración económica de estos análisisS

Entrevista a Brian Moss, un prestigioso limnólogo comprometido socialmente

[ES] Brian Moss es un ecólogo de reconocido prestigio en el campo de la limnología y con un amplio interés en la educación ambiental y en la interacción entre el hombre y su medio. Sus estudios limnológicos han cubierto un amplio rango geográfico, desde los lagos tropicales hasta los del norte de Europa, y a lo largo de su carrera ha realizado numerosos experimentos para estudiar el efecto de factores como la eutrofización, la introducción de peces o el calentamiento, sobre la estructura y el funcionamiento de los lagos. Actualmente centra su interés en la legislación europea relacionada con la calidad del agua, intentando concienciar a la sociedad sobre su correcta aplicación. Su inquietud docente le ha llevado a participar en numerosos cursos con estudiantes internacionales en diversos países del tercer mundo. Se doctoró en 1968 en la Universidad de Bristol y ha sido profesor en las universidades de Michigan (USA), East Anglia y Liverpool (Reino Unido), donde actualmente dirige la Facultad de Ciencias Biológicas. Ha publicado unos 150 artículos y 5 libros, de los cuales el más conocido es Ecology of Freshwaters, Man and Medium, Past to Future. Ha sido el editor del Journal of Ecology durante los años 1980 a 1987. Brian se define a sí mismo como alguien al que no le gustaría que le vieran como un científico del "establishment", sino como alguien que piensa que es necesario llevar a cabo cambios muy importantes en la ciencia, en las instituciones académicas y en la sociedad si queremos que la hidrosfera, y la biosfera que la contiene, retenga los pocos bienes y servicios que aún le quedan. Su reseña no podría terminar sin citar algunas de sus pasiones como tocar el contrabajo y la poesía. Eloy Bécares le hizo esta entrevistaS