Exploring the use of nuclear alterations, motility and ecological guilds in epipelic diatoms as biomonitoring tools for water quality improvement in urban impacted lowland streams

In this study we explored the use of less conventional diatom metrics (motility, nuclear abnormalities and ecological guilds) to measure changes in diatom assemblages related to the transfer of epipelic communities from urban impacted streams to less impacted sites. Three lowland streams in the Argentine Pampean plain were selected, and two sites were established per stream for a total of six sites. Three sites were referenced as low urban impact (LI), as they run through peri-urban areas, and three downstream sites were referenced as high impact sites (HI), since they run through a dense urban area. Six germination trays filled with stream sediment were placed at each HI site, and three at each LI site, and left to be colonized for 30 days before transferring three trays from the HI sites to their respective LI site upstream. Samples were collected at days 0, 15, 30 and 45 days from each tray, and diatom species were identified and classified into ecological guilds. Motility variables were measure per individual of the genera Nitzschia (path length, velocity and maximum velocity) through video recording. Also, the frequency of abnormal nuclear locations and nuclear membrane breakage were determined. Results showed that there were no significant differences in any motility metrics, while the nuclei variables exhibited higher proportion of abnormally positioned nuclei and nuclear membrane breakage at the HI sites. The proportion of nuclear membrane breakage decreased over time in the translocated assemblage, indicating that it could be a sensitive indicator of water quality improvement, while the ecological guilds showed significant differences on the proportion of high profile and motile diatoms. The improvement in water quality produced a significative increase in the proportion of the high profile guild in the translocated biofilm. Despite the motile forms being the dominant group, the water quality improvement allowed the high profile forms, to colonize the substrate. These results emphasize the possible use of the ecological guilds as a suitable indicator of water quality improvement in Pampean streams, especially in nutrient rich environment. These tools can provide a rapid assessment of diatom condition and could be considered supplementary to biomonitoring protocols in lowland streams.Fil: Nicolosi Gelis, María Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Cochero, Joaquin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Donadelli, Jorge Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Gomez, Nora. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; Argentin

Translocation of epipelic biofilms and their short-term responses to urbanization impacts in nutrient rich streams

Stream biofilms are among the first to react to environmental degradation, since their structural and functional characteristics are tightly linked to the physicochemical variables in the water and sediment. The objectives of this research were to study the differences in chlorophyll-a, bacterial density and metabolism endpoints of epipelic biofilms in nutrient-rich streams under different physical-chemical conditions in the stream water in relation to changes in urbanization, and to measure the short-term responses (up to 72 h) in the biofilm when translocated to more urbanized sites. For these purposes, chlorophyll-a, bacterial density, biofilm respiration (electron transfer activity) and O2 consumption were measured in epipelic biofilms in nutrient-rich streams exposed to different levels of urbanization after a 30 day colonization. Afterward, biofilms were translocated downstream to more polluted sites, and sampled to identify any fast occurring changes to be considered as potential indicators of environmental degradation. Results show that in the nutrient-rich streams studied, the structural characteristics of the biofilm were linked to urbanization, and even after a short time following the translocation, chlorophyll-a and bacterial density varied, reflecting the environmental degradation. On the other hand, metabolic variables were highly variable and produced inconsistent results when representing an increase in urbanization.Fil: Cochero, Joaquin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Nicolosi Gelis, María Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Donadelli, Jorge Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Gomez, Nora. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; Argentin

Deshidratación, estabilización y disposición final de descarte de lodos activados en humedales construidos

Objetivo: esta investigación tuvo como objetivo analizar la deshidratación y estabilización de biosólidos excedentes de una planta de tratamiento de lodos activados mediante humedales construidos, en el Parque Nacional Iguazú (Misiones, Argentina). Materiales y métodos: se construyó un sistema de lechos vegetados para tratamiento de lodos de 12 celdas y se operó durante cuatro años. Posteriormente, los sedimentos acumulados se analizaron para determinar la concentración de sólidos totales (ST), la reducción de sólidos volátiles (SV), la tasa específica de absorción de oxígeno (SOUR) y las concentraciones de metales pesados y patógenos. Resultados y discusión: la concentración de ST aumentó de 0,55 % a 14,3 %, la de SV se redujo un 33,3 % y la SOUR a 1,09 mg de O2gTS-1 h -1 . Estas cifras y las concentraciones finales de metales pesados y microorganismos patógenos (102 MPN E.coli.gTS–1 ) indicaron un grado de estabilización y saneamiento que permitió clasificar esos biosólidos como clase A, que, de acuerdo con las directrices argentinas Resolución nacional 410/18, habilita su reutilización para la enmienda de suelos en usos paisajísticos y otros fines agronómicos. Conclusión: la tecnología utilizada mostró buenos resultados bajo un clima tropical, con temperaturas anuales entre 17 y 27 °C, precipitaciones de 1870 mm y-1 y plantadas con vegetación autóctona. Además, permitió la reutilización de 221 t (144 m3 ) de un producto inofensivo de una manera ambientalmente sostenible.Objective: This research aimed to assay the dehydration and stabilization of surplus biosolids from a wastewater activated sludge treatment plant, with sludge-treatment wetlands, at the Iguazú National Park (Misiones, Argentina). Materials and Methods: A 12-cell sludge-treatment reed beds (STRB) system was built and operated for four years. Afterwards, the accumulated sediments were analyzed for total solids (TS) concentration, volatile solids (VS) reduction, specific oxygen-uptake rate (SOUR), and heavy metals and pathogens concentrations. Results and Discussion: TS concentration increased from 0.55% to 14.3%, VS were reduced by 33.3%, and SOUR lowered to 1.09 mg O2gTS-1 h-1. These figures and the final concentrations of heavy metals and pathogenic microorganisms (102 MPN E.coli.gTS-1) indicated a degree of stabilization and sanitation that allowed classifying these biosolids as Class A, according to the Argentine guidelines, National Resolution 410/18, and enabled their reuse for soil amendment in landscapes and other agronomic purposes. Conclusion: The technology tested showed good results applied under a tropical climate, with annual temperatures between 17 and 27 °C, rainfall of 1870 mm y-1, and planted with autochthonous vegetation. Furthermore, it allowed the reuse of 221 t (144 m3) of a harmless product in an environmentally sustainable way.Fil: Mariñelarena, Alejandro Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Di Giorgi, Hugo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Donadelli, Jorge Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; Argentin

Transplanting macrophytes as a rehabilitation technique for lowland streams and their influence on macroinvertebrate assemblages

Lowland streams are usually affected by river engineering works that produce the loss of habitat heterogeneity. Our aim was to assess the transplantation of macrophytes with different complexity into a lowland stream which was dredged and widened. Stuckenia pectinata and Hydrocleys nymphoides were collected at an extraction site and installed at a transplant site. The growth and coverage of macrophytes beds were quantified. Taxonomic richness, Shannon-Wiener diversity, abundance, composition and proportion of functional feeding groups of the macroinvertebrate assemblage presented in macrophyte beds were assessed between sites and species. The growth of both macrophytes did not differ significantly between sites and the coverage of transplanted beds increased, therefore they established at the transplant site within a short period. Regarding to macroinvertebrate assemblage, only the functional feeding groups did not show differences between sites. Moreover, the proportion of predators presented differences between macrophytes at the same site, with H. nymphoides having a higher proportion. Our study showed that this technique is suitable for reintroducing these species and is applicable in rehabilitation projects that promote the restoration of habitat heterogeneity deteriorated by river engineering works. Also, we highlight the importance of incorporate macroinvertebrate functional traits to assess the ecological status after rehabilitation.Fil: Altieri, Paula Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Paz, Laura Estefania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Jensen, Roberto Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Donadelli, Jorge Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; ArgentinaFil: Abaigar, Alberto Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Limnología "Dr. Raúl A. Ringuelet". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. Instituto de Limnología; Argentin

Medición de la producción bacteriana en un embalse patagónico. Variaciones espacio temporales y relaciones con la producción primaria

The purpose of this work is the assessment of the relationships between bacterioplanktonic biomass and secondary production and biomass and primary production of the phytoplankton. The research was carried out at the Ezequiel Ramos Mexia reservoir, a 816 km2 waterbody located in Neuquén province (Argentina). Similar trends were observed at the three sampling sites, with maximum values of bacterial production in coincidence with primary production peaks in the water column. Significant values of bacterial production also accurred in the aphotic zone. Maximum production rates were observed in summer, seasonal variations revealing a pattern similar to that of the primary production. Temperature seems to be an important regulator of this trend. The lack of correlation between bacterial numbers and their production rates suggests that in winter, when bacterial densities are highest and their production is lowest, most bacteria are in starvation or dormant stages.El propósito básico de este trabajo es la evaluación de las relaciones entre la biomasa y producción secundaria del bacterioplancton y la biomasa y producción primaria del fitoplancton. La investigación se realizó en el embalse Ezequiel Ramos Mexía, un cuerpo de agua de 816 km2 localizado en la provincia de Neuquén (Argentina). Se observó un comportamiento similar en las tres estaciones de muestreo, con valores máximos de producción bacteriana en coincidencia con los de producción primaria en la columna de agua. También se registraron valores importantes de producción bacteriana en la zona afótica. Las tasas máximas se observaron en verano y las variaciones estacionales tuvieron igual comportamiento que las de la producción primaria. La temperatura parece ser un importante regulador de dichas variaciones. La falta de correlación entre el número de bacterias y su producción sugiere que los altos valores de bacterias en invierno, en coincidencia con una baja actividad, estarían asociados a estados de vida latente de gran parte de las bacterias

Measurements of bacterial production in a Patagonian reservoir. Importance of free-living and attached bacteria

Una de las funciones de las bacterias en los ambientes acuáticos es la de actuar como intermediarias entre los productores primarios y los consumidores. En esta actividad, son las encargadas de reciclar la materia orgánica disuelta, transformándola en materia orgánica particulada, cuya expresión final es la producción secundaria bacteriana. El objetivo de este trabajo fue el de evaluar la incidencia de las bacterias libres y/o adheridas en la producción bacteriana total del embalse Exequiel Ramos Mexía (Neuquén, República Argentina). Para los experimentos, se empleó (metil-3H)-timidina como precursora del material genético. Las muestras, una vez incubadas fueron filtradas a través de mallas y filtros de diferente medida de poro, procediéndose luego a la extracción del ADN marcado. Los resultados mostraron que una parte importante de la producción bacteriana se debió a las bacterias que pasan a través de los filtros de menor medida usados (3H)thymidine was used as a precursor of genetic material. The samples were inoculated, incubated, and filtered through nets and filters of different pore-sizes. DNA was extracted from the various fractions obtained. The results show that an important fraction of bacterial production was due to bacteria that passed through the smallest pore-size filters used (<5 μm).Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) - Instituto de Limnología "Dr. Raul A. Ringuelet" (ILPLA

Measurements of bacterial production In a Patagonian reservoir. Short-time variations

Mediciones paralelas de producción primaria (todo el período de luz del día) y producción secundaria bacteriana, en días diferentes de una misma semana y a distintas horas del mismo día, se llevaron a cabo con el objeto de evaluar las posibles diferencias entre sus tasas, las cuales podrían conducir a una incorrecta interpretación de la relación entre ambas productividades. Se observó una importante variación de la tasa de producción secundaria bacteriana a lo largo de las 24 horas con valores máximos durante la noche y a primeras horas de la mañana. Al no encontrarse coincidencia con los valores máximos de producción algal, se concluyó que los muestreos aislados sólo corresponden al día y la hora en que ellos fueron obtenidos, y que la relación algas-bacterias debe ser ciudadosamente evaluada yaque la producción del bacterioplancton puede ser subestimada si el trabajo se lleva a cabo solamente en las horas de luz solar.In order to assess the influence of hourly and daily variations in the relationship between phytoplanktonic primary production and bacterial secondary production, parallel measurements of the two processes (primary production covering an entire daylight period) were performed in the Patagonian reservoir Exequiel Ramos Mexia. Significant variations in the rates of bacterial secondary production during 24 hours periods were observed, with maximum values during the night and early morning. Because there was no coincidence with the maxima in algal production, it was concluded that isolated measurements only indicate the situation at that particular day and hour, and that algae-bacteria relationships must be carefully evaluated since bacterioplanktonic production can be underestimated if the measurements are restricted to the daylight period.Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) - Instituto de Limnología "Dr. Raul A. Ringuelet" (ILPLA

Medición de la producción bacteriana en un embalse patagónico. Aspectos metodológicos

Se efectuaron una serie de experimentos como paso previo a un estudio periódico de la producción bacteriana medida por incorporación de (3H)-timidina, en el embalse Ezequiel Ramos Mexía (Neuquén, Argentina). Los mismos tuvieron como finalidad seleccionar una alícuota adecuada de muestra, el inoculo necesario de (3H)-timidina, el tiempo de incubación y factores de conversión necesarios para transformar las tasas de incorporación de timidina en producción bacteriana. Los resultados obtenidos indicaron que una alícuota de 50 ml fue el tamaño de muestra adecuado, como así también un inoculo de 2,5 nM de (3H)-timidina y una incubación de 4 horas. Los experimentos para la obtención de factores de conversión sugieren que la tasa de incorporación de timidina está asociada al crecimiento bacteriano (incremento del volumen celular), a la división celular (incremento en el número de células) y que está influenciada por los cambios de temperatura. La producción bacteriana podría sufrir un error de estimación si se elige un factor de conversión equivocado. Por ello, sugerimos el uso de un rango de factores como una manera de expresar la producción bacteriana.Prior to the development of a periodical study of bacterial production in the Ezequiel Ramos Mexia reservoir, several experiments were performed with the aim of selecting an adequate water sample aliquot and die (3H)-thymidine inoculum, as well as establishing die incubation period and the conversion factors necessary for the transformation of thymidine incorporation rates into bacterial production. Due to the particular characteristics of this reservoir, an aliquot of 50 ml and an innocuhim of 2.5 nM (3H)-thymidine were adequate for routine experiments; four hours of incubation were concluded to yield satisfactory results. The conversion factors experiments suggest that the rate of thymidine incorporation is associated with bacteria] growth (increase in cellular volume), as well as with cellular division (increase in cells number), and that it is influenced by changes in temperature. Bacterial production can be sub- or overestimated if the wrong factor is selected The use of a range of conversion factors is suggested as amare precise way of expressing bacterial production

Medición de la producción bacteriana en un embalse patagónico. Importancia de las bacterias libres y adheridas

Una de las funciones de las bacterias en los ambientes acuáticos es la de actuar como intermediarias entre los productores primarios y los consumidores. En esta actividad, son las encargadas de reciclar la materia orgánica disuelta, transformándola en materia orgánica particulada, cuya expresión final es la producción secundaria bacteriana. El objetivo de este trabajo fue el de evaluar la incidencia de las bacterias libres y/o adheridas en la producción bacteriana total del embalse Exequiel Ramos Mexía (Neuquén, República Argentina). Para los experimentos, se empleó (metil-3H)-timidina como precursora del material genético. Las muestras, una vez incubadas fueron filtradas a través de mallas y filtros de diferente medida de poro, procediéndose luego a la extracción del ADN marcado. Los resultados mostraron que una parte importante de la producción bacteriana se debió a las bacterias que pasan a través de los filtros de menor medida usados (&lt;5 μm).One of the roles of bacteria in aquatic environments is that of intermediaries between primary producers and consumers. As such, they recycle dissolved organic matter and transform it into particled organic matter, in the process of bacterial secondary production. The aim of this study is to assess the incidence of free-living and of attached bacteria on total bacterial production of the Exequiel Ramos Mexia reservoir. In the experiments (methyl--3H)thymidine was used as a precursor of genetic material. The samples were inoculated, incubated, and filtered through nets and filters of different pore-sizes. DNA was extracted from the various fractions obtained. The results show that an important fraction of bacterial production was due to bacteria that passed through the smallest pore-size filters used (&lt;5 μm)

Measurement of bacterial production in a Patagonian reservoir. Methodological aspects

Se efectuaron una serie de experimentos como paso previo a un estudio periódico de la producción bacteriana medida por incorporación de (3H)-timidina, en el embalse Ezequiel Ramos Mexía (Neuquén, Argentina). Los mismos tuvieron como finalidad seleccionar una alícuota adecuada de muestra, el inoculo necesario de (3H)-timidina, el tiempo de incubación y factores de conversión necesarios para transformar las tasas de incorporación de timidina en producción bacteriana. Los resultados obtenidos indicaron que, una alícuota de 50 mi fue el tamaño de muestra adecuado, como así también un inoculo de 2,5 nM de (3H)-timidina y una incubación de 4 horas. Los experimentos para la obtención de factores de conversión sugieren que la tasa de incorporación de timidina está asociada al crecimiento bacteriano (incremento del volumen celular), a la división celular (incremento en el número de células) y que esta influenciada por los cambios de temperatura. La producción bacteriana podría sufrir un error de estimación si se elige un factor de conversión equivocado. Por ello, sugerimos el uso de un rango de factores como una manera de expresar la producción bacteriana.Prior to the development of a periodical study of bacterial production in the Ezequiel Ramos Mexia reservoir, several experiments were performed with the aim of selecting an adequate water sample aliquot and die (3H)-thymidine inoculum, as well as establishing die incubation period and the conversion factors necessary for the transformation of thymidine incorporation rates into bacterial production. Due to the particular characteristics of this reservoir, an aliquot of 50 ml and an innocuhim of 2.5 nM (3H)-thymidine were adequate for routine experiments; four hours of incubation were concluded to yield satisfactory results. The conversion factors experiments suggest that the rate of thymidine incorporation is associated with bacteria] growth (increase in cellular volume), as well as with cellular division (increase in cells number), and that it is influenced by changes in temperature. Bacterial production can be sub- or overestimated if the wrong factor is selected The use of a range of conversion factors is suggested as amare precise way of expressing bacterial production.Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) - Instituto de Limnología "Dr. Raul A. Ringuelet" (ILPLA