Comunitats de microfauna en sistemes biologics de tractament d'algues residuals

Resumen

En esta tesis doctoral se ha estudiado la dinámica poblacional de las comunidades de microfauna (protozoos ciliados, amebas, flagelados y pequeños metazoos) asociadas a sistemas biológicos de tratamiento de aguas residuales. La dinámica poblacional de dichas comunidades de microfauna ha sido estudiada en función de parámetros como la cantidad y naturaleza de la materia orgánica presente en un agua residual y en función de los posibles efectos tóxicos del amonio a corto y largo plazo. La dinámica poblacional ha sido medida en sistemas biológicos de tratamiento de aguas residuales escala laboratorio y en sistemas de gran envergadura. Así mismo, los sistemas de tratamiento biológico analizados pertenecen a los tipos de sistemas denominados intensivos (sistemas de fango activo convencional) y sistemas extensivos (humedales construidos de flujo horizontal subsuperficial). Concretamente, para determinar el efecto tóxico del amonio sobre las comunidades de microfauna asociadas a sistemas biológicos de fangos activos se han llevado a cabo dos campañas experimentales. En la primera, la comunidad de microfauna de un sistema de fangos activos fue aclimatada a diferentes concentraciones de amonio (altas y bajas concentraciones) para determinar luego su respuesta en términos de abundancia y diversidad mediante un test toxicológico que duró 48 horas. La respuesta de la microfauna a concentraciones crecientes de amonio es clara en términos de abundancia, produciéndose una reducción de la misma en tan sólo 24 horas. Los resultados del test toxicológico también evidencias que la microfauna y, particularmente, las gimnamebas poseen una alta capacidad de aclimatación a la toxicidad del amonio. Para determinar el efecto tóxico del amonio a largo plazo se monitorizó un sistema de fangos activos tipo SBR durante 12 meses. Dicho sistema SBR fue alimentado con agua residual de origen porcino parcialmente diluida. Los resultados más relevantes en términos de dinámica poblacional de protozoos y metazoos en dicho sistema fueron una reducción importante de la diversidad total, siendo especialmente importantes en el proceso especies de ciliados como Uronema nigricans. Por otro lado el sistema SBR nos permitió determinar los límites de abundancia de los grupos de microfauna más significativos en función de la carga orgánica de entrada y de la calidad del efluente en términos de DQO total. Por otro lado, las diferencias en términos poblacionales relativas al tipo de materia orgánica influyente (materia orgánica soluble o particulada) en un sistema de fangos activos fueron analizados mediante un ensayo con planta de laboratorio que duró 5 meses. Dichos resultados evidenciaron la elevada presencia de rotíferos lecánidos en el sistema sometido a alimentación de materia orgánica particulada. Por otro lado, y a partir de los resultados obtenidos, podemos concluir que la abundancia de poblaciones de microfauna en sistemas de fango activos alimentados con un alto porcentaje de materia orgánica soluble presentan el doble de abundancia que los alimentados con materia particulada. El efecto de la cantidad y topo de materia orgánica en poblaciones de microfauna también fue analizado en sistemas extensivos de tratamiento, Para tal efecto, dos humedales construidos escala laboratorio fueron monitorizados durante 4 meses. Las diferencias más significativas en relación al tipo de comunidad ecológica fueron que en humedales construidos alimentados con materia orgánica básicamente soluble, las poblaciones de flagelados eran mayores que en los sistemas alimentados con materia particulada. Por otro lado, un incremento de la carga orgánica en términos particulados o solubles produjo variaciones ecológicas distintas. En este sentido, los resultados muestran que un incremento de unas 4 veces mayor de la carga orgánica en términos de materia soluble produce una reducción muy significativa de las poblaciones de microfauna. Por el contrario, un aumento similar de la carga orgánica en términos particulados produce un aumento de las poblaciones (básicamente debido a un aumento del grupo de los ciliados). Finalmente, se estudió la estructura ecológica de dos humedales construidos a escala real que estaban funcionando como unidades de proceso secundarias y terciarias. Los resultados muestran una diferenciación muy importante en cuanto a estructura ecológica según si el humedal actuaba como tratamiento secundario o terciario. Así mismo, el humedal de tratamiento secundario presentaba abundancias mayores de microfauna que el humedal de tratamiento terciario, con especies de ciliados típicas de ambientes altamente contaminados (como Metopus sp., Dexiostoma campylum, Paramecium putrinum y Trimyema compressum). Mientras que el humedal de tratamiento secundario presentaba especies de ciliados presentes en sistemas naturales de baja carga (como Vorticella convallaria-complex, Litonotus lamella, ciliados hipotricos y escuticociliados).