Nuevas técnicas en descontaminación y recuperación de aguas residuales: los humedales como filtros verdes

Los humedales se pueden definir como cualquier anomalía hídrica positiva en el paisaje, de origen natural o artificial, que no es ni un río ni un lago, y que se caracteriza por presentar comunidades biológicas o usos característicos que la diferencian del entorno (González- Bernáldez, 1988). Estos ecosistemas son de gran interés para la preservación de la biodiversidad, por encontrarse en ellos el hábitat de especies animales y vegetales en peligro de extinción. Pero además, los humedales son sistemas idóneos para combatir la contaminación difusa originada, por ejemplo, por vertidos de aguas residuales, excedentes agrícolas o sedimentos y aguas con elevados contenidos en metales tóxicos. Por este motivo se les ha llamado filtros verdes

Evaluation of the rhizospheric microbiome of the native colonizer Piptatherum miliaceum in semiarid mine tailings

The study of the rhizospheric microbiome in native plants should be a prerequisite before carrying out the phytomanagement of mine tailings. The goal of this work was to evaluate the rhizospheric microbiome of Piptatherum miliaceum in semiarid mine tailings. A comprehensive edaphic characterization was performed including the description of soil microbial composition in the rhizosphere of P. miliaceum growing at a mine tailings pile and at a control site. Plant nutritional and isotopic compositions were also determined. Neutral pH of the tailings (7.3) determined low metal extractability in 0.01 M CaCl2 (e.g. < 1 mg/kg for Zn). In spite of the contrasting edaphic fertility conditions of both sites, N (~ 15 g kg−1) and P (~ 400 mg kg−1) leaf concentrations were similar. The lower δ15N at the tailings plants (− 4.50‰) compared to the control (6.42‰) indicated greater efficiency of P. miliaceum for uptaking N under the low fertility conditions of the tailings (0.1% total soil nitrogen). The presence at the tailings of bacterial orders related to the cycling of N, such as Rhizobiales, could have contributed to enhance N acquisition. The lower leaf δ13C values at the tailings (− 30.22‰) compared to the control (− 28.47‰) indicated lower water use efficiency of the tailing plants. Some organotrophic bacterial and fungal groups in the tailings’ rhizospheres were also found in the control site (e.g. Cytophagales, Sphingobacteriales for bacteria; Hypocreales, Pleosporales for fungi). This may indicate that P. miliaceum is able to shape its own specific microbiome at the tailings independently from the initial microbial composition of the tailings.Grant CTM2017-82264-R funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and ERDF “A way of making Europe”. We also thank Mr Francisco Crispín Fuentes Narváez for facilitating the access to the sampling area. Open Access funding provided thanks to the CRUE-CSIC agreement with Springer Nature. Financial support for this research was provided by FEDER and the Ministerio de Ciencia e Innovación of Spain (Project CTM2017-82264-R)

Gradientes edáficos y microbiológicos en balsas mineras de la Sierra de Cartagena‐La Unión

Las balsas de lodos de flotación, resultado de la actividad minera en la Sierra de Cartagena‐La Unión, suponen un riesgo de contaminación para el entorno y los seres humanos debido a las elevadas concentraciones de metal(oid)es que contienen. Las técnicas de ‘fitoestabilización’ aparecen como una alternativa viable a las técnicas convencionales de recuperación de suelos contaminados. El objetivo de este estudio fue describir los gradientes edáficos y microbiológicos presentes en una balsa minera abandonada de la Sierra de Cartagena‐La Unión, con el fin de plantear medidas para su fitoestabilización. Para ello, se realizó un muestreo de suelo a lo largo de un transecto desde una zona no contaminada hasta el interior de la meseta de la balsa. Los principales parámetros que determinaron inicialmente la distribución de la vegetación espontánea en la balsa fueron la conductividad eléctrica y el pH, mientras que la concentración de metal(oid)es jugó un papel secundario.Este proyecto ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad y FEDER (CTM2011‐23958) y la Fundación Séneca de la Región de Murcia (15296/PI/10). El Doctor Héctor M. Conesa agradece al Ministerio de Economía y Competitividad y a la Universidad Politécnica de Cartagena por la financiación a través del Programa Ramón y Cajal (Ref. RYC‐ 2010‐05665). María Nazaret González‐Alcaraz disfruta de una beca post‐doctoral de la Fundación Ramón Areces

Eutrophication and metal pollution by mining waste in coastal wetlands of the Mar Menor: understanding biogeochemical processes with a view to introducing management strategies

[SPA] En este capítulo se resumen los resultados de diversos experimentos realizados con suelos (afectados y no afectados por residuos de minería) y plantas procedentes de dos humedales de la costa del Mar Menor: la Marina del Carmolí y el saladar de Lo Poyo. Se estudiaron los mecanismos biogeoquímicos que determinan la capacidad de estos ambientes para actuar como filtros verdes frente a las aguas eutrofizadas cargadas en nitratos (NO3 –) y fosfatos (PO4 3–), valorando el efecto de las plantas y del encalado de los suelos sobre dicha capacidad. También se cuantificó la transformación de NO3 – en óxido nitroso (N2O), un gas de efecto invernadero, y se discutieron los efectos negativos que pueden tener estos ambientes como emisores de dicho gas, que contribuye al calentamiento global, frente a los positivos para depurar las aguas que vierten al Mar Menor. Por otro lado, se analizaron los mecanismos implicados en la movilidad de los metales pesados en el sistema suelo-agua-planta en zonas afectadas por residuos mineros y se evaluaron alternativas de manejo para reducir los riesgos asociados a dichos metales. Como síntesis de las lecciones aprendidas podemos decir que: a) el papel de los humedales costeros del Mar Menor para depurar las aguas cargadas de NO3 – se produce a costa de emitir altas concentraciones de N2O a la atmósfera a través de la desnitrificación y la de depurar PO4 3– a costa de almacenar fósforo en los suelos; b) en suelos inundados la contribución de la vegetación (en particular carrizo, Phragmites australis) a la eliminación de NO3 – está más relacionada con crear un ambiente favorable para la actividad de los microorganismos en el entorno de sus raíces que en absorber dichos NO3 –; c) en suelos en fase de secado la absorción de NO3 – por el carrizo gana en importancia, contribuyendo a reducir la concentración de NO3 –disponible para la formación y emisión de N2O a la atmósfera a través del proceso de desnitrificación; d) muchas zonas de los humedales estudiados presentan una elevada concentración de metales pesados en sus suelos debido a la presencia de residuos mineros, lo que supone un riesgo para el medio ambiente y la salud de las personas; e) la solubilidad y movilidad de los metales depende del metal, de la humedad del suelo y de la presencia/ausencia de plantas (así como de la especie de planta), por lo que las medidas de manejo que impliquen la adición de enmiendas y la implantación de vegetación deben ser planificadas para cada caso particular conociendo con todo detalle las condiciones biogeoquímicas que van a existir tras las actuaciones que se realicen. [ENG] This chapter summarizes the results of a number of experiments carried out with soils (affected and unaffected by mining waste) and plants collected from two wetlands of the Mar Menor lagoon: the Marina del Carmolí and the Lo Poyo salt marsh. The biogeochemical mechanisms responsible for the capacity of these wetlands to act as green filters against eutrophic water with a high nitrate (NO3 –) and phosphate (PO4 3–) content were studied. The effect of plants and liming on this capacity were also evaluated. In an experiment, the transformation of NO3 – into N2O (a greenhouse gas) by denitrification was evaluated, and the negative consequences of N2O for global warming were discussed in relation with the positive effect of these wetlands in purifying eutrophic water that reaches the Mar Menor. The mechanisms influencing the solubility and mobility of heavy metals in the soil-water-plant system were also studied, and some proposals were suggested for the management of wetlands polluted by mine wastes. The lessons learned can be summed up as: a) the role of coastal wetlands of the Mar Menor in purifying eutrophic water with high NO3 – content implies high N2O emissions to the atmosphere, whilst their role in purifying PO4 3– implies that their soils act as phosphorus sinks; b) in flooded soils, the main role of plants (mainly Phragmites australis, common reed) in reducing NO3 – concentrations in eutrophic water is to promote microbial activity in the rhizosphere, which favours denitrification, the absorption of NO3 – by plants playing a secondary role; c) when soils are drying, however, the role of NO3 – absorption by Phragmites becomes more significant, this absorption reducing the NO3 available for N2O formation and emission via denitrification; d) extensive zones of the wetlands are affected by extremely high heavy metal concentrations in soil due to the presence of mining waste, which poses a risk for the environment and human health; e) the solubility and mobility of metals are specific for each metal and are influenced by soil moisture levels and the presence of different plant species; hence, the implementation of management strategies that imply the use of remedial actions and replanting must be planned on a case-by-case basis and only after a detailed analysis of the resulting biogeochemical conditions has been carried out

Recommendations for ophthalmologic practice during the easing of COVID-19 control measures

In the context of the COVID-19 pandemic, this paper provides recommendations for medical eye care during the easing of control measures after lockdown. The guidelines presented are based on a literature review and consensus among all Spanish Ophthalmology Societies regarding protection measures recommended for the ophthalmologic care of patients with or without confirmed COVID-19 in outpatient, inpatient, emergency and surgery settings. We recommend that all measures be adapted to the circumstances and availability of personal protective equipment at each centre and also highlight the need to periodically update recommendations as we may need to readopt more restrictive measures depending on the local epidemiology of the virus. These guidelines are designed to avoid the transmission of SARS-CoV-2 among both patients and healthcare staff as we gradually return to normal medical practice, to prevent postoperative complications and try to reduce possible deficiencies in the diagnosis, treatment and follow-up of the ophthalmic diseases. With this update (5th) the Spanish Society of Ophthalmology is placed as one of the major ophthalmology societies providing periodic and systematized recommendations for ophthalmic care during the COVID-19 pandemic

Mar Menor: una laguna singular y sensible. Evaluación científica de su estado.

Este libro recopila las aportaciones que equipos de investigación de la Universidad de Murcia, Universidad Politécnica de Cartagena, Instituto Geológico-Minero de España, Universidad de Alicante, el Instituto Español de Oceanografía y otros organismos hicieron en las Jornadas Científicas del Mar Menor, celebradas en diciembre de 2014.La información recogida en este libro se estructura en dos grandes bloques, uno de Biología y Ecología del Mar Menor (capítulos 1 al 8) y otro de Condiciones fisicoquímicas e impacto de actividades humanas en la laguna (capítulos 9 al 14). El primer bloque resume buena parte de los estudios ecológicos realizados en el Mar Menor, que han servido para mejorar su conocimiento y también para cambiar antiguas asunciones sobre la naturaleza y el funcionamiento de estos ecosistemas lagunares (Capítulo 1). El segundo capítulo muestra que esta laguna alberga en zonas someras de su perímetro hábitats fundamentales para mantener y conservar tanto especies migratorias como residentes, que es necesario conocer para paliar el impacto de las actividades humanas que les afectan. En este sentido la reducción de la carga de nutrientes y contaminantes orgánicos e inorgánicos que fluyen hacia el Mar Menor puede ayudar a preservar la laguna en mejores condiciones, bien sea tratando las escorrentías (plantas de tratamiento, humedales artificiales u otras técnicas) y recuperar este agua para uso agrícola o evitar su descarga en la laguna (Capítulo 3). Estas actuaciones serán clave para la conservación de especies emblemáticas como el caballito de mar (Capítulo 4) y reducir el impacto de las proliferaciones masivas de medusas que se producen en la laguna desde 1993 (Capítulo 5). En este mismo sentido los cambios acaecidos en la laguna han favorecido la incursión de invertebrados marinos alóctonos (Capítulo 6) y han afectado a la respuesta de la dinámica poblacional de las aves acuáticas a distintas escalas (Capítulo 7). Para completar este bloque se ofrece una perspectiva histórica de la importancia que ha tenido la investigación sobre acuicultura realizada en esta laguna, que ha servido de base para su gran desarrollo actual (Capítulo 8). El segundo bloque se inicia con una evaluación del origen y evolución del Mar Menor desde el punto de vista geológico, y evidencia su vulnerabilidad ante el deterioro que puede sufrir la desaparición de la barrera de cierre y/o su colmatación (Capítulo 9). En el Capítulo 10 se describe la relevancia que tiene la interacción de los acuíferos del Campo de Cartagena con la laguna, que se produce no sólo a nivel superficial sino también subterráneo. Esta interacción permite el acceso de nutrientes a la laguna, a pesar de la cierta capacidad de depuración de los humedales que le circundan, y también de metales traza por los aportes de residuos mineros (Capítulo 11). De hecho los metales traza están presentes en los sedimentos de la laguna, y su distribución se ha caracterizado en la columna sedimentaria relacionándola con la granulometría y el contenido de materia orgánica del sedimento (Capítulo 12). Posteriormente se describe la entrada de diversos contaminantes orgánicos, incluyendo pesticidas y fármacos a través de la rambla del Albujón, y su distribución estacional en agua y sedimento de la laguna (Capítulo 13). Este segundo bloque finaliza con el Capítulo 14 en el que se describe la bioacumulación de hidrocarburos aromáticos policíclicos, pesticidas y fármacos en moluscos y peces del Mar Menor, así como los efectos biológicos que la carga contaminante que accede a través de la rambla del Albujón produce en los organismos que allí habitan. El libro concluye con un breve epílogo redactado por los editores de este libro

Mar Menor: una laguna singular y sensible. Evaluación científica de su estado.

Este libro recopila las aportaciones que equipos de investigación de la Universidad de Murcia, Universidad Politécnica de Cartagena, Instituto Geológico-Minero de España, Universidad de Alicante, el Instituto Español de Oceanografía y otros organismos hicieron en las Jornadas Científicas del Mar Menor, celebradas en diciembre de 2014.La información recogida en este libro se estructura en dos grandes bloques, uno de Biología y Ecología del Mar Menor (capítulos 1 al 8) y otro de Condiciones fisicoquímicas e impacto de actividades humanas en la laguna (capítulos 9 al 14). El primer bloque resume buena parte de los estudios ecológicos realizados en el Mar Menor, que han servido para mejorar su conocimiento y también para cambiar antiguas asunciones sobre la naturaleza y el funcionamiento de estos ecosistemas lagunares (Capítulo 1). El segundo capítulo muestra que esta laguna alberga en zonas someras de su perímetro hábitats fundamentales para mantener y conservar tanto especies migratorias como residentes, que es necesario conocer para paliar el impacto de las actividades humanas que les afectan. En este sentido la reducción de la carga de nutrientes y contaminantes orgánicos e inorgánicos que fluyen hacia el Mar Menor puede ayudar a preservar la laguna en mejores condiciones, bien sea tratando las escorrentías (plantas de tratamiento, humedales artificiales u otras técnicas) y recuperar este agua para uso agrícola o evitar su descarga en la laguna (Capítulo 3). Estas actuaciones serán clave para la conservación de especies emblemáticas como el caballito de mar (Capítulo 4) y reducir el impacto de las proliferaciones masivas de medusas que se producen en la laguna desde 1993 (Capítulo 5). En este mismo sentido los cambios acaecidos en la laguna han favorecido la incursión de invertebrados marinos alóctonos (Capítulo 6) y han afectado a la respuesta de la dinámica poblacional de las aves acuáticas a distintas escalas (Capítulo 7). Para completar este bloque se ofrece una perspectiva histórica de la importancia que ha tenido la investigación sobre acuicultura realizada en esta laguna, que ha servido de base para su gran desarrollo actual (Capítulo 8). El segundo bloque se inicia con una evaluación del origen y evolución del Mar Menor desde el punto de vista geológico, y evidencia su vulnerabilidad ante el deterioro que puede sufrir la desaparición de la barrera de cierre y/o su colmatación (Capítulo 9). En el Capítulo 10 se describe la relevancia que tiene la interacción de los acuíferos del Campo de Cartagena con la laguna, que se produce no sólo a nivel superficial sino también subterráneo. Esta interacción permite el acceso de nutrientes a la laguna, a pesar de la cierta capacidad de depuración de los humedales que le circundan, y también de metales traza por los aportes de residuos mineros (Capítulo 11). De hecho los metales traza están presentes en los sedimentos de la laguna, y su distribución se ha caracterizado en la columna sedimentaria relacionándola con la granulometría y el contenido de materia orgánica del sedimento (Capítulo 12). Posteriormente se describe la entrada de diversos contaminantes orgánicos, incluyendo pesticidas y fármacos a través de la rambla del Albujón, y su distribución estacional en agua y sedimento de la laguna (Capítulo 13). Este segundo bloque finaliza con el Capítulo 14 en el que se describe la bioacumulación de hidrocarburos aromáticos policíclicos, pesticidas y fármacos en moluscos y peces del Mar Menor, así como los efectos biológicos que la carga contaminante que accede a través de la rambla del Albujón produce en los organismos que allí habitan. El libro concluye con un breve epílogo redactado por los editores de este libro.Versión del edito

Eutrophication in coastal areas of the Mar Menor lagoon: The mitigation role of the salt marshes.

The Mar Menor lagoon is one of the largest coastal lagoons (135 km2 surface) of the Mediterranean basin. It receives runoff waters coming from the nearby intensive agricultural area of Campo de Cartagena, which have led this lagoon to be declared as a sensitive area for eutrophication in June 2001 under European Directive 91/271/EEC and as a vulnerable zone for nitrates contamination in December 2002 under Directive 91/676/EEC. Moreover, the existence of mining activities (nowadays discontinued) in the nearby area of Sierra de Cartagena-La Union has caused the spread of metal polluted wastes into the Mar Menor lagoon and its salt marshes. As a consequence, huge coastal areas are buried by metal enriched wastes, and although most of them have been colonized by vegetation, others remain bare and exposed to erosive agents (e.g. wind, water). At the same time, the Mar Menor and its salt marshes have been included in the Ramsar Convention on Wetlands. Also, it is a Special Protected Area of Mediterranean Interest (SPAMI), a Specially Protected Area (SPA) under the EU Wild Birds Directive and a Site of Community Importance (SCI) to be integrated in the Nature 2000 Network (EU Habitats Directive). In addition, the Campo de Cartagena- Mar Menor zone hosts important economic activities related with agriculture, fisheries and tourism (Conesa and Jiménez-Cárceles, 2007). Hence, the habitat conservation and the uses of the territory must be compatible and overcome the environmental problems of the zone. This paper summarizes several studies carried out in the Mar Menor area from year 2000 till nowadays. The methodologies followed in these works were based on international scientific and technical protocols. The research included field and lab experiments. The first ones had the goal of answering questions such as what, where, when, by means of descriptive field survey studies (Álvarez-Rogel et al., 2000, 2001, 2006b, 2007a y c, Álvarez-Rogel et al., 2006a, 2007b; Jiménez-Cárceles, 2007; Jiménez-Cárceles et al., 2006; Jiménez-Cárceles and Álvarez-Rogel, 2008; Egea et al., 2011). Afterwards, the research had the goal of explaining how the processes occurred, by means of experimental set ups not included here (greenhouse experiments, columns, lab, etc.). This chapter deals with the field survey studies in order to describe the nutrient dynamics and eutrophication risks in the coastal areas of the Mar Menor lagoo

Evidence supporting the value of spontaneous vegetation for phytomanagement of soil ecosystem functions in abandoned metal(loid) mine tailings

This work studies a set of soil indicators (physical, physico-chemical and biological), evaluated under field and laboratory conditions, in different stages of spontaneous vegetation colonization in abandoned metal(loid) mine tailings from Mediterranean semiarid areas. The results provide evidence about the interest of spontaneous colonization by native vegetation for the phytomanagement of abandoned metal(loid) mine tailings in terms of providing ecosystem functions. Bare soils (B), small groups of pine trees (P), scattered pine trees with shrubs and herbs under the canopy (P+S), and dense patches of pine trees with shrubs and herbs under the canopy (DP+S) were studied inside mine tailings abandoned ≈40 years ago. Besides, pine forests next (FN) and away (FA) from the tailings were also studied. Pioneer and nurse plants were mainly found inside the tailings, although ecological indexes in P+S and DP+S were similar to FN and FA. Pedogenesis evidences such as structure development and increase in cation exchange capacity, organic C and N were found in tailing soils from B to DP+S. However, soil metal(loid)s did not follow the same variation pattern. For example (in mg kg-1): P showed the maximum total Cu (≈277) and Zn (≈17,860), while P+S of As (≈1250) and Pb (≈14,570). B had the maximum water extractable Pb (≈4) and Zn (≈207), while FA of As (≈0.192) and Cu (≈0.149). Soil microbial biomass C, enzyme activity, CO2 emission, organic matter decomposition and feeding activity of soil dwelling organisms indicated similar, or even higher, biological activity in P+S and DP+S than in FN and FA. In fact, FA showed the highest soil ecotoxicity risk (reduced enchytraeid reproduction). Therefore, mine tailing soils can be effectively modified following spontaneous vegetation colonization, achieving conditions with capacity to provide certain ecosystem functions. Hence, phytomanagement of these tailings should be preceded by a detailed knowledge of the existing spontaneously colonized sites, which should be preserved to take advantage of their potentiality.Support for this research was provided by the Ministry of Science, Innovation and Universities of Spain through FEDER funds (RESCLICONT project - CGL2016-80981-R). A. Peñalver-Alcalá was hired by this project and received a grant from the Technical University of Cartagena for a short stay at the University of Aveiro. We much appreciate the help of Héctor M. Conesa and Irene Sánchez during field and laboratory work. We thank to the technicians of the SAIT-UPCT for their laboratory and analytical assessments. This work is dedicated to memory of our friend and master, Professor Dr. Mariano Simón Torres, one of the best ever Spanish pedologist, who sadly passed away in April 2019