La contaminació de l’aire és un problema que, actualment, provoca una gran preocupació degut als problemes de salut que pot causar. Per tal d’aconseguir un aire més net, en els darrers anys han sorgit tot una sèrie de noves tècniques de destrucció de contaminants que representen una molt bona alternativa a les tècniques tradicionals. Les tecnologies d'oxidació avançades (TAO) constitueixen una alternativa als processos convencionals. Aquests processos es basen en la generació d’espècies químiques altament reactives i oxidants, com el radical hidroxil OH•, capaces d’oxidar pràcticament qualsevol espècie orgànica completament fins a CO2 i H2O. Dues TAOs que presenten un gran potencial son la fotocatàlisi heterogènia, en la que s’utilitza un semiconductor i llum ultraviolada per a produir espècies químiques oxidants altament reactives, i el plasma de descàrregues elèctriques que agrupa a diversos efectes físics i químics, com ara la formació primària d'espècies oxidants: radicals (H·, O·, OH·) i molècules (H2O2, O3, Etc.), l'ona de xoc, la llum ultraviolada i la cavitació electrohidràulica. Les dues tècniques són capaces de destruir pràcticament qualsevol molècula orgànica. En el present treball s’han sintetitzat i caracteritzat diferents òxids de titani semiconductors que actuen com a catalitzadors en processos de fotocatàlisi heterogènia i s’han dipositat films del mateix òxid per tal de fixar el catalitzador sobre un suport inert. També s’han fixat partícules sintetitzades mitjançant films de TiO2, per tal de millorar l’activitat fotocatalítica dels films. S’ha dissenyat i construït un foto reactor per a la destrucció fotocatalítica en continu de contaminants gasosos, utilitzant un dels catalitzadors sintetitzats en aquest treball i s’ha provat l’eficàcia del conjunt foto-reactor-+-catalitzador per a la destrucció d’acetaldehid en continu. Per altra banda, s’ha dissenyat i construït un reactor de plasma de descàrregues elèctriques per a la destrucció en continu de contaminants gasosos. La seva eficàcia per a la destrucció de cloroform ha estat demostrada. Aquest reactor has sigut avaluat, també, per a la realització de reaccions gas-sòlid. / La contaminación del aire es un problema que, actualmente, provoca una gran preocupación debido a los problemas de salud que puede causar. Para conseguir un aire más limpio, en los últimos años han surgido toda una serie de nuevas técnicas de destrucción de contaminantes que representan una muy buena alternativa a las técnicas tradicionales. Las tecnologías de oxidación avanzadas (TAO) constituyen una alternativa a los procesos convencionales. Estos procesos se basan en la generación de especies químicas altamente reactivas y oxidantes, como el radical hidroxilo OH•, capaces de oxidar prácticamente cualquier especie orgánica completamente hasta CO2 y H2O. Dos TAOs que presentan un gran potencial son la fotocatálisis heterogénea, en la que se utiliza un semiconductor y luz ultravioleta para producir especies químicas oxidantes altamente reactivas, y el plasma de descargas eléctricas que agrupa a varios efectos físicos y químicos, tales como la formación primaria de especies oxidantes: radicales (H·, O·, OH·) y moléculas (H2O2, O3, Etc.), la onda de choque, la luz ultravioleta y la cavitación electrohidráulica. Ambas técnicas son capaces de destruir prácticamente cualquier molécula orgánica. En el presente trabajo se han sintetizado y caracterizado diferentes óxidos de titanio semiconductores que actúan como catalizadores en procesos de fotocatálisis heterogénea y se han depositado films del mismo óxido para fijar el catalizador sobre un soporte inerte. También se han fijado partículas sintetizadas mediante filmes de TiO2 para mejorar la actividad fotocatalítica de los films. Se ha diseñado y construido un foto-reactor para la destrucción fotocatalítica en continuo de contaminantes gaseosos utilizando uno de los catalizadores sintetizados en este trabajo y se ha probado la eficacia del conjunto foto-reactor + catalizador para la destrucción de acetaldehído en continuo. Por otra parte, se ha diseñado y construido un reactor de plasma de descargas eléctricas para la destrucción en continuo de contaminantes gaseosos. Su eficacia para la destrucción de cloroformo ha sido demostrada. Este reactor has sido evaluado, también, para la realización de reacciones gas-sólido. / Air pollution is a problem that currently causes a great concern due to the health problems it can cause. To achieve cleaner air, in recent years there have been a number of new techniques to destroy pollutants that represent a very good alternative to traditional techniques. Advanced oxidation technologies (AOT) are an alternative to conventional processes. These processes are based on the generation of highly reactive and oxidizing chemical species such as radical hydroxyl OH·, capable of oxidize virtually any organic species completely to CO2 and H2O. Two AOTs that have great potential are heterogeneous photocatalysis, in which a semiconductor and ultraviolet light is used to produce highly reactive oxidizing chemical species, and the electrical discharge plasma that brings together various physical and chemical effects, such as primary formation of oxidant species: radical (H·, O·, OH·) and molecules (H2O2, O3, etc.), the shock wave, ultraviolet light and electrohydraulic cavitation. Both techniques are capable of destroying virtually any organic molecule. In this work, it is synthesized and characterized various titanium oxides semiconductors that act as catalysts in heterogeneous catalysis processes and deposited oxide films thereof to fix the catalyst on an inert support. There have also been deposited films together with TiO2 particles to improve the photocatalytic activity of the films. It is designed and built a photo-reactor for continuous photocatalytic destruction of gaseous pollutants using one of the catalysts synthesized in this work and has proven the effectiveness of the convination photo-reactor + catalyst for the continuous destruction of acetaldehyde. Moreover, it has designed and constructed an electrical discharge plasma reactor for the continuous destruction of gaseous pollutants. Its efficacy in the destruction of chloroform has been demonstrated. This reactor has been evaluated also for carrying out gas-solid reactions.

Es preveu que l'esgotament de les reserves de combustibles fòssils succeeixi en les pròximes dècades. La producció de biocombustibles per reduir la demanda de combustibles fòssils ha provocat diversos problemes; per exemple, la producció de biodièsel a partir de matèries primeres també utilitzades en la producció d'aliments ha modificat l'ús de les sòls agrícoles reemplaçant la producció d'aliments per la producció d'energia. En aquest context, les microalgues han sorgit com a matèria primera de baix cost i no comestibles. Aquesta tesi investiga diferents escenaris per produir biocombustibles a partir de microalgues: Isochrysis mandra, Selenastrum capricornutum, Phaeodactylum tricornutum, Chlorella vulgaris, Chlorella kessleri, Nannochloropsis oculata i Nannochloropsis oceanica. Les microalgues van ser convertides principalment en dos biocombustibles: metà, produït per digestió anaeròbica, i bio-oli, produït per liqüefacció hidrotèrmica. En el cas de la digestió anaeròbia, s'ha avaluat la influència de diversos paràmetres en la producció de metà: espècies de microalgues, temperatura de la digestió, relació substrat:inòcul, pretractament de la biomassa i la co-digestió de microalgues amb fangs de depuradora. En cas de liqüefacció hidrotérmica, els paràmetres investigats van ser: temperatura i l'addició de co-dissolvents per millorar els rendiments de bio-oil i la seva qualitat. A més de la producció de biocombustibles, aquesta tesi també avalua la possibilitat de reciclar nutrients per al cultiu de microalgues a partir dels sub-productes generats en la digestió anaeròbia i en la liqüefacció. / Se prevé el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles en las próximas décadas. La producción de biocombustibles para reducir la demanda de combustibles fósiles ha provocado varios problemas; por ejemplo, la producción de biodiesel a partir de materias primas también utilizadas en la producción de alimentos ha modificado el uso de las tierras agrícolas reemplazando la producción de alimentos por la producción de energía. En este contexto, las microalgas han surgido como materia prima de bajo costo y no comestibles. Esta tesis investiga diferentes escenarios para producir biocombustibles a partir de distintas microalgas: Isochrysis galbana, Selenastrum capricornutum, Phaeodactylum tricornutum, Chlorella vulgaris, Chlorella kessleri, Nannochloropsis oculata y Nannochloropsis oceanica. Principalmente, dos biocombustibles diferentes han sido producidos: metano, mediante digestión anaeróbica, y bio-oil, mediante licuefacción hidrotérmica. En el caso de la digestión anaerobia, se ha evaluado la influencia de diversos parámetros en la producción de metano: las especies de microalgas, la temperatura de la digestión, la relación sustrato:inóculo, el pre-tratamiento de la biomasa y la co-digestión de microalgas con lodos de depuradora. En caso de licuefacción hidrotérmica, los parámetros investigados fueron: temperatura y la adición de co-disolventes para mejorar los rendimientos de bio-oil y su calidad. Además de la producción de biocombustibles, esta tesis también evalúa la posibilidad de reciclar nutrientes para el cultivo de microalgas a partir de los sub-productos generados en la digestión anaerobia y en la licuefacción / The depletion of the fossil-fuel reserves is predicted to happen the next few decades. The biofuels production to alleviate the fossil-fuel demand has caused several problems; for example, the biodiesel production from edible oil seeds has shifted out the land from food to energy production. In this context, microalgae have arisen as low-cost and non-edible feedstocks for biofuels production. This thesis investigates different scenarios to produce biofuels from microalgae. Isochrysis galbana, Selenastrum capricornutum, Phaeodactylum tricornutum, Chlorella vulgaris, Chlorella kessleri, Nannochloropsis oculata and Nannochloropsis oceanica are microalgae species used in the experiments. The biomass was mainly converted into two different biofuels: methane, produced by anaerobic digestion, and bio-oil, produced by hydrothermal liquefaction. In case of anaerobic digestion, the influence of several parameters on the methane production has been evaluated: microalgae species, temperature of digestion, substrate to inoculum ratio, biomass pre-treatment and co-digestion of microalgae and sewage sludge. In case of hydrothermal liquefaction, the parameters investigated were: temperature and addition of co-solvents to improve bio-oil yields and quality. Additionally to the benefits of producing biofuels from microalgae, this thesis also evaluates the possibility of recycling nutrients after anaerobic digestion and liquefaction for microalgae cultivation.

This PhD thesis evaluates the links between parasitism, condition and reproduction of mature female individuals of three of the most captured fish species in the western Mediterranean Sea: European hake, Merluccius merluccius; red mullet, Mullus barbatus, and European anchovy, Engraulis encrasicolus. Indicators of fish energy reserves (total lipid content in liver, muscle and gonads) and reproductive capacity (fecundity and egg quality) were evaluated, as were the prevalence and intensity of infection by metazoan parasites. By evaluating these relationships, this thesis also provides essential data on the health and reproduction of these three fish species, such as the spawning strategy. / La present tesi doctoral avalua els vincles entre parasitisme, condició i reproducció en femelles adultes de tres de les espècies més capturades a la Mediterrània occidental: el lluç europeu, Merluccius merluccius; el roger de fang, Mullus barbatus, i el seitó, Engraulis encrasicolus. Amb aquesta finalitat, es varen avaluar els indicadors de les reserves energètiques (contingut total de lípids en el fetge, musculatura i gònades) i la capacitat reproductiva (fecunditat i qualitat de la posta), així com la prevalença i intensitat de la infestació per paràsits metazous.Paral·lelament a l’anàlisi d’aquestes relacions, aquesta tesi també proporciona dades essencials sobre la salut i reproducció d’aquestes tres espècies, com per exemple l’estratègia reproductiva.

En aquesta tesi es van descriure els principals fons algals del detrític costaner de la plataforma continental de Mallorca i Menorca (illes Balears, Espanya), i es van proposar mètodes efectius per al seu mostreig tant a nivell de paisatge com de comunitat. Així, en primer lloc, es van identificar i caracteritzar sis paisatges algals principals a partir de les mostres recol·lectades mitjançant l’arrossegament de fons, que permet mostrejos en àrees extenses. Seguidament, es van descriure algunes de les comunitats presents en aquests paisatges (maërl de Spongites fruticulosus, bosc de Laminaria rodriguezii i llit de Peyssonnelia inamoena) a partir de mostres obtingudes amb la draga Box-Corer i el patí epibentònic, que permeten mostrejos en àrees més reduïdes que l’arrossegament de fons. Finalment, la comparació qualitativa de dades pròpies i d’altres publicades en la bibliografia va permetre avaluar la composició i la distribució de les comunitats dominades per macroalgues dels fons detrítics del Mediterrani i l’Atlàntic Nord-oriental. / This thesis aims to describe the main algal-dominated coastal detritic bottoms of the continental shelf off Mallorca and Menorca (Balearic Islands, Spain), and provide effective methods for their sampling. Firstly, six main algal assemblages were identified and characterized thanks to the samples collected by means of bottom trawl, as it allows sampling in extensive areas. Moreover, the description of some communities that characterized some of the algal assemblages (maërl of Spongites fruticulosus, Laminaria rodriguezii forest and Peyssonnelia inamoena bed) were performed with samples obtained with the Box-Corer dredge and the beam trawl, which allowed sampling on smaller areas than bottom trawl. Finally, the qualitative comparison of our own data and data from published studies allowed to assess the composition and the distribution of the macroalgal-dominated communities of the coastal detritic bottoms from the Mediterranean and the Northeastern Atlantic.

Experimental study was conducted to analyze the physical flow turbulence and sediment distribution with submerged vane. The objectives behind the investigation were verified and compare results with the Odgaard theory, also; achieved to measure vertical pressures acting on both sides of submerged vane, calculate lift and drag forces, lift and drag coefficients experimentally, that the theory of Odgaard was fails to predict satisfactorily. Other motivation of the study was investigates experimentally the hydrodynamic characterization of submerged vanes as; velocities fields, circulation, vorticity, bed topography, pressures, drag and lift forces with its coefficients, study physical fluid turbulence of submerged vanes as; Reynolds normal and shear stresses, turbulent kinetic energy and rate of dissipation, turbulence intensities, Kolmogorov scales, kinetic energy spectrum, turbulent velocities fields, fluctuating velocities and finally Reynolds stresses histograms. Tests were conducted with clear water was transported throughout the re-circulated rectangular channel with cross-section 7.5 m long, 2.52 m wide channel with a bed consisting of 50 cm thick layer of sand with a median diameter of 1.6-mm and a geometric standard deviation of 1.36. Velocities were measured with a 7 Acoustic Doppler Velocimeter ADV, which were calibrated and checked periodically, depths and water surface elevations were measured with a gauge that could be read with an error of less than 0.3 mm. The current meter, gauges were mounted on a movable instrument sliding carriage, which rode on rails a top of the channel walls, on a traversing mechanism, which enabled them to be positioned at any desired location in the channel. Positioning and data sampling were controlled from a computer program. The water surface elevations were used to determine water surface slope S and Darcy-Weisbach friction factor f=8gRS/u_o^2, where uo = undisturbed (pre-vane) cross-sectional-averaged velocity. In all tests, uo=0.2867 m/s, and the discharge Q=116,62 l/s =0.11662 m^3/s. The vanes were made of 14 mm-thick PVC sheet, they were rectangular in shape, with height H = 7 cm = 0.4337d, and length L = 25 cm = 3.571H. In all tests, the vanes were placed at an angle of attack of 20 degrees with the channel centerline. Water depth was 0.1614 m, pre-vane water surface slope, friction factor and geometric standard deviation, sg, were 1.6×10^(-3), 0.045 and 1.36 respectively. The Vectrinos were been calibrated to work at 25Hz and for each position taken data for 4 minutes, a sample volume that is located approximately 4.3 mm of the device. For each position there are seven Vectrinos 10 cm distance from one to other taking data, so data recorded 7 points at the same time. Data recorded were taking on about 24.080 points on whole the sectional cross channel, with the aim to measure the velocities once the channel-bed has reached to the permanent regime or steady state (equilibrium), during the measurements of velocities, we has taken the bed topography (bathymetry) of the channel-bed by using ADV. In the current dissertation, we installed 30 piezometers in each side of Vane. Once obtained the experimental pressures measured at the laboratory on both sides of vane, the pressure difference between vane sides (¿P), and the perpendicular resultant force (FR¿) acting on the vane, first calculated the resultant force between drag and lift components (FR), then we used this force to calculate drag force FD and lift force FL, also calculated Drag coefficient CD, and finally we calculated the Lift coefficient CL. Results, includes submerged vanes turbulence statistics as; Probability distribution of the velocity field, Reynolds stresses, Turbulence intensity, Kinetic and Dissipation energy, and finally, Kolmogorov turbulence scales. Other results contain energy spectrum, turbulent velocities fields, fluctuating velocities and Reynolds stresses histograms. / El estudio experimental se ha llevado a cabo para analizar el funcionamiento, la turbulencia del flujo y el transporte de sedimentos con paneles sumergidos. Los objetivos tras la investigación fueron verificados y comparados con los resultados de la teoría de Odgaard, también; se han medido las presiones verticales que actúan sobre ambos lados de los paneles sumergidos, se han calculado las fuerzas de drag y lift y, sus coeficientes experimentalmente, ya que la teoría de Odgaard no pudo predecirlas satisfactoriamente. Otra motivación del estudio, fue investigar experimentalmente la caracterización hidrodinámica de los paneles sumergidos como; distribución de velocidades, circulación, vorticidad, topografía del fondo, presiones, fuerzas de drag y lift y sus coeficientes, tensiones de Reynolds, energía cinética turbulenta y disipación turbulenta, intensidades de turbulencia, escalas de Kolmogorov, espectro de energía cinética, campos de velocidades turbulentas, velocidades fluctuantes y finalmente, histogramas de las tensiones de Reynolds. Se realizaron pruebas en aguas claras, a lo largo de un canal rectangular con una sección de 7.5 m de largo, 2.52 m de ancho y un espesor de 50 cm de arena de 1.6 mm de diámetro medio y una desviación geométrica de 1.36. Las velocidades fueron medidas con 7 Acoustic Doppler velocímeter ADV, las que fueron calibradas y revisadas periódicamente, las profundidades y las alturas de superficie de agua fueron medidas con un limnímetro que puede leerse con un error de menos de 0.3 mm. Los paneles fueron construidos con placas de PVC de 14 mm de espesor, de forma rectangular, con altura H = 7 cm = 0.4337d y longitud L = 25 cm = 3.571H. En todos los ensayos, los paneles se colocaron con un ángulo de ataque al flujo de 20 grados con la línea central del canal. El calado del agua es de 0.1614 m, la pendiente superficie, el factor de fricción y la desviación geométrica, fueron, 0.045 y 1.36 respectivamente. Los Vectrinos se han calibrado para trabajar a 25Hz y con un volumen de control de 4.3 mm, para cada posición se tomaron datos durante 4 minutos. Para cada posición hay siete Vectrinos con una distancia de 10 cm entre ellos, registrando por lo tanto 7 puntos al mismo tiempo. Los datos registrados fueron alrededor de 24,080 puntos en toda la sección del canal, con el objetivo de medir las velocidades una vez los sedimentos en el canal han alcanzado el régimen permanente o estacionario (equilibrio), durante las mediciones de las velocidades, se ha medido la topografía del fondo (batimetría) mediante el uso de los sensores ADV. La tesis actual, ha desarrollado un sistema para medir la presión vertical que actúa sobre ambas caras del panel, se instalaron 30 piezómetros de plástico en cada lado del panel. Una vez obtenida la presión experimental medida en el laboratorio a ambos lados del panel, se halla la diferencia de presión entre los dos lados, y la fuerza perpendicular resultante actuando sobre el panel, primero se calculó la fuerza resultante entre los dos componentes de drag y lift, para utilizarla después en el cálculo de la fuerza del drag FD y lift FL, así como el coeficiente de arrastre CD, y finalmente se calculó el coeficiente de lift CL. Los resultados de turbulencia incluyen; Distribución de probabilidad de la distribución de velocidades, tensiones de Reynolds, intensidad turbulenta, energía cinética y disipación. Finalmente, escalas de turbulencia de Kolmogorov. Otros resultados contienen el espectro de energía, campos de velocidades turbulentas, velocidades fluctuantes y los histogramas de las tensiones de Reynolds.

Amb cinc capítols, la tesi doctoral combina l’estudi dels hàbitats presents, passats i futurs del Delta de l’Ebre, un dels ecosistemes d’aiguamolls més gran del Mediterrani occidental. S’han aplicat diferents aproximacions per cadascuna de les tres escales temporals: i) en el present, la utilitat de diatomees i foraminífers bentònics com a indicadors ecològics dels hàbitats del Delta de l’Ebre, ii) en el passat, l’ús de les comunitats de foraminífers preservades en el sediment per reconstruir els canvis associats a factors naturals i humans, i iii) en el futur, la distribució potencial dels hàbitats assumint un escenari de nul•la intervenció humana. Els resultats posen en evidència la capacitat de cadascun dels dos grups d’indicadors per caracteritzar de forma diferent tot el rang d’hàbitats deltaics, indicant que aquest coneixement pot ser útil en el context de futurs impactes del canvi climàtic (és a dir increment del nivell del mar i retrocés de la costa), ja que els models de distribució dels hàbitats són sensibles a variables eco-geogràfiques com l’elevació i distància a la costa. Per cadascun dels hàbitats identificats, s’han determinat diferents espècies indicadores de diatomees i foraminífers. Algunes d’aquestes espècies podrien detectar canvis primerencs en les comunitats degut a que els hàbitats estan afectats per múltiples factors d’estrès natural i antropogènic. Els resultats també mostren que quan es combinen les comunitats de foraminífers bentònics que habiten en la plana deltaica i els hàbitats marins adjacents, s’obté una nova eina per la reconstrucció paleoambiental en deltes. En el cas del Delta de l’Ebre, el registre de foraminífers de testimonis profunds datats amb carboni-14 va permetre rebutjar la hipòtesi que el Delta era un estuari abans de l’època dels Romans (fa uns 2000 anys). A una escala temporal inferior (10-100 anys), les comunitats de foraminífers indiquen canvis significatius en el tipus d’hàbitat com a resultat de l’introducció del cultiu intensiu de l’arròs. Aquests resultats aporten informació valuosa sobre les condicions de referència dels hàbitats del Delta de l’Ebre per tal d’informar futurs plans de restauració i monitoreig ambiental. / En cinco capítulos, la tesis doctoral combina el estudio de los hábitats presentes, pasados y futuros del Delta del Ebro, uno de los humedales costeros más grandes del Mediterráneo occidental. Para cada una de las tres ventanas temporales se han aplicado distintas aproximaciones: i) en el presente, la utilidad de diatomeas y foraminíferos bentónicos como indicadores ecológicos de los hábitats del Delta, ii) en el pasado, el uso de las asociaciones de foraminíferos preservadas en el sedimento para reconstruir los cambios ligados a factores naturales y humanos, y iii) en el futuro, la distribución potencial de los hábitats asumiendo un escenario de nula intervención humana. Los resultados evidencian que cada uno de los dos grupos de indicadores bentónicos es capaz de caracterizar de forma distinta todo el rango de hábitats deltaicos, y señalan que este conocimiento puede ser aprovechable en el contexto de futuros impactos del cambio climático (incremento del nivel del mar y retroceso de la línea costera), debido a que los modelos de distribución de los hábitats son sensibles a variables eco-geográficas como por ejemplo la elevación y distancia al mar. Para cada uno de los hábitats identificados, se han determinado distintas especies indicadoras de diatomeas y foraminíferos. Algunas de estas especies podrían detectar cambios tempranos en las comunidades, debido a que los hábitats están sometidos a múltiples factores de estrés natural y antropogénico. Los resultados también evidencian que cuando se combinan las asociaciones de foraminíferos bentónicos que viven en la llanura deltaica y en los hábitats marinos adyacentes, se obtiene una nueva herramienta para la reconstrucción paleoambiental en deltas. Para el caso del Delta del Ebro, el registro de foraminíferos preservado en sondeos profundos y datados con carbono-14 permitieron rechazar la hipótesis que el Delta era un estuario antes de la época romana (hace 2000 años). A menores escalas de tiempo (10-100 años), las asociaciones de foraminíferos indican cambios significativos de hábitat como resultado de la introducción del cultivo intensivo del arroz. Estos resultados proporcionan información valiosa para determinar las condiciones de referencia en el Delta del Ebro y aportar información a futuros planes de restauración y monitoreo ambiental. / In five chapters, this thesis combines the study of present, past and future habitats of the Ebro Delta, one of the largest coastal wetlands in the northwest Mediterranean. Different approaches are applied in each of the three temporal scales: i) in the present, the utility of benthic diatoms and foraminifera as ecological indicators of the Ebro Delta habitats, ii) in the past, the use of buried, well-preserved benthic foraminiferal assemblages to reconstruct natural and human-driven changes, and iii) in the future, the potential habitat distribution across the Delta plain assuming a scenario of no human disturbance. The results show the capacity of each group of indicators to distinctively characterise the whole range of deltaic habitats, and indicate that this knowledge may prove useful in the context of future climate change impacts (i.e. sea-level rise and coastal retreat), since habitat distribution models are sensitive to eco-geographic features such as elevation and distance to the coast. For each habitat type identified, diatom and foraminiferal indicator species are recognized. Some of these species have also a value for detecting early community changes, because habitats are affected by multiple natural and anthropogenic stressors. This thesis also shows that benthic foraminifera, when combines the assemblages inhabiting both the deltaic plain and the adjacent marine area, provide a new tool in palaeoenvironmental reconstruction of deltas. For the Ebro Delta case, the foraminiferal record of radiocarbon-dated boreholes rejected the hypothesis that the central delta plain was an estuary prior to the Roman period (i.e. 2000 years ago). At scales of 10s and 100s of years, down-core foraminiferal assemblages revealed habitat shifts, together with a significant correlation with organic matter increases as a result of human-mediated drainage inputs coming from rice paddies. This knowledge provides valuable information on background conditions for the Delta habitats to inform environmental restoration and monitoring schemes.

Research of new sources of bioenergy is nowadays driving attention to microalgae. Cost-effective biomass harvesting poses a challenge for full-scale microalgae production for biofuels. In the context of wastewater treatment with microalgae cultures, coagulation-flocculation followed by sedimentation seems to be the most suitable option for microalgae harvesting as low energy and no extra materials are required. The main objective if this PhD thesis was to evaluate and improve the harvesting efficiency of microalgal biomass grown in wastewater treatment high rate algal ponds (HRAPs) by means of flocculation-based pre-concentration techniques (i.e. coagulation-flocculation with organic flocculants and biomass recycling). Moreover, the energy assessment of a full-scale wastewater treatment system based on HRAPs followed by anaerobic digestion of harvested microalgal biomass located in a Mediterranean Region was assessed. Firstly, coagulation-flocculation and sedimentation with two tannin-based polymeric flocculants (Ecotan and Tanfloc) was evaluated by means of static sedimentation tests in conventional settling columns. Low flocculants doses (10-50 mg/L) enabled over 90% biomass recovery. Furthermore, both flocculants increased microalgae settling velocity, leading to fast and efficient biomass recovery (> 90% recovery in 10-20 min). Subsequently, dynamic sedimentation tests were performed in a water elutriation apparatus in order to evaluate the settling velocities distribution of microalgal biomass with and without flocculants. This time, a tannin-based flocculant (Tanfloc) and a cationic starch were evaluated. The amount of biomass reaching settling velocities higher than 6.5 m/h increased from 10-14% (without flocculant) to 70-84% when 20-40 mg/L of Tanfloc were added. On the other hand, 10-25 mg/L of starch enabled more than 95% biomass recovery, increasing from 46% to 78% the amount of particles with settling velocities higher than 6.5 m/h. According to the results, a settler designed with a critical settling velocity of 1 m/h (which is a typical value in secondary settlers) would enable over 90% biomass recovery while reducing the hydraulic retention time and the settler surface as compared to biomass harvesting without flocculants. Microalgal biomass harvesting was also tested by recycling some of the harvested microalgal biomass (2% and 10% dry weight) to the pilot wastewater treatment HRAP in order to increase the predominance of rapidly-settling microalgae species. Results indicated that biomass recycling had a positive effect on the harvesting efficiency, obtaining higher recoveries in the pilot HRAP with recycling (91-93%) than in the pilot HRAP without recycling (75 ¿ 88%), and increasing the percentage of biomass with high settling velocity. This was due to the fact that the abundance of rapidly-settling strains such as Stigeoclonium sp. and diatoms increased when 10% (dry weight) of harvested biomass was recycled. Experimental results from this PhD thesis suggested that either flocculation with natural organic flocculants or biomass recycling improves harvesting efficiency of microalgal biomass with high biomass recoveries (>90%), increasing by 2-8-folds the amount of biomass with high settling velocities (6.5 m/h) and obtaining the best results in those experiments in which rapidly settling species (e.g. Stigeoclonium sp. and diatoms) were dominant. Finally, the energy balance of a microalgae-based wastewater treatment plant located in the Mediterranean Region was assessed based on experimental results. The harvested microalgal biomass grown in wastewater HRAPs would undergo anaerobic digestion (with or without thermal pretreatment) to produce biogas and generate electricity and/or heat. The energy assessment concluded that the system should achieve microalgal biomass production of at least 15 g TSS/m2d and/or a methane yield of 0.5 m3CH4/KgVS all over the year to be energy self-sufficient. / Actualmente, la investigación de nuevas fuentes de energía ha centrado la atención hacia las microalgas. El principal desafio para la producción de microalgas a gran escala es realizar una recuperación de la biomasa algal eficente y rentable para su posterior valorización. En el contexto del tratamiento de aguas residuales, el proceso de coagulación-floculación seguido de la sedimentación representa la técnica de recuperación de microalgas más adecuada debido al bajo consumo energético y a los bajos costes asociados. El objetivo principal de la tesis doctoral fue evaluar y mejorar la eficiencia de separación de la biomasa algal cultivada en lagunas de alta carga (LAC) para el tratamiento de agua residual urbana. Esto se consiguió aplicando técnicas de pre-concentración basadas en procesos de floculación. A posteriori, se evaluó el balance energético de un sistema de tratamiento de aguas residuales a gran escala situado en la región Mediterránea, formado por un sistema de LAC seguido de un proceso de digestión anaeróbica de la biomasa. En primer lugar, la coagulación-floculación y sedimentación con dos floculantes naturales poliméricos (Ecotan y Tanfloc) se evaluó por medio de ensayos de sedimentación estáticos en columnas de sedimentación convencionales. Ambos floculantes obtubieron dosis ótimas bajas (10-50 mg / L) que permitieron la recuperación del 90% de la biomasa. Además, estos aumentaron la velocidad de sedimentación de la biomasa algal, implicando una recuperación de la biomasa rápida y eficiente (> 90% de recuperación en 10 a 20 min). Posteriormente, los tests de sedimentación dinámica se realizaron en un dispositivo dotado de tres columnas de sedimentación con el fin de evaluar la distribución de velocidades de sedimentación de la biomasa con y sin el efecto de floculantes. Esta vez, se evaluaró un floculante polimérico (Tanfloc) y un almidón catiónico. En estos ensayos, se auménto del 10-14% (son floculante) al 70-84% (con coagulante) la fracción de biomasa con unas velocidades de sedimentación mayores a 6,5 m/h tras la adición de 20-40 mg/L de Tanfloc. Por otra parte, entre10 y 25 mg / L de almidón fueron necesarios para recuperar más del 95% de la biomasa,incrementando del 46% a 78% la fracción de partículas con velocidades de sedimentación mayores a 6,5 m / h. Según los resultados, un decantador diseñado con una velocidad de sedimentación de 1 m / h (valor típico en decantadores secundarios) permitiría la recuperación del 90% de la biomasa, reduciendo el tiempo de retención hidráulico y la superficie de los decantadores, tras la adición de los floculantes naturales estudiados. La separación de la biomasa también se evaluó mediante la recirculación de una fracción de la biomasa cosechada (2% y 10% del peso en seco) en un sistema de LAC para el tratamiento de aguas residuales con el fin de aumentar el predominio de aquellas especies con altas tasas de sedimentación. Los resultados indicaron que la recirculación aumento la eficiencia de recuperación, obteniendo mayores recuperaciones en la LAC con recirculación (91-93%) que en LAC sin recirculación (75-88%), y aumentando el porcentaje de la biomasa con velocidad de sedimentación elevadas. Esto fue debido a la aparación de especies con altas tasas de sedimentación tales como Stigeoclonium sp. y diatomeas presentes cuando se recirculó el 10% de biomasa cosechada. Por último, el balance energético de una planta de tratamiento de aguas residuales a base de microalgas situada en la región Mediterránea se evaluó a partir de resultados experimentales de la biomasa algal crecida en LAC y sometida a la digestión anaerobia (con o sin tratamiento térmico previo) para producir biogás y generar electricidad y / o calor. El estudio concluyó que se debe lograr una mínima producción de biomasa algal de 15 g SST / m2d y / o unas producciones de metano de 0,5 m3CH4 / kgVS para obtener un sistema energéticamente autosuficiente durante todo el año

Les intoxicacions alimentàries degudes a toxines marines suposen un problema de salut públic i té un gran impacte econòmic sobre el sector pesquer. Els nivells de toxines marines que estan permesos en els productes pesquers i els mètodes d'anàlisi d'aquestes estan regulats a nivell europeu. Fins ara el mètode més emprat per a l'anàlisi de toxines era el bioassaig en ratolí. No obstant això, a causa de les noves regulacions en qüestió d'ètica animal i els avenços en tècniques més fiables i específiques per a la detecció de toxines marines, l'EFSA (European Food Safety Authority) ha determinat la progressiva substitució del bioassaig en ratolí per mètodes alternatius en tot el territori de la Unió Europea. Aquesta tesi proposa l'ús d'assajos basats en cèl•lules (CBAs) com a mètodes de detecció de toxines, complementaris a mètodes analítics. L'ús de CBAS permet realitzar un cribratge de les mostres a estudiar, previ a l'anàlisi analític confirmatori. A més, algunes d'aquestes microalgues, no causant intoxicacions alimentàries, poden produir substàncies bioactives de gran interès farmacològic. Aquesta tesi demostra que els cultius cel•lulars són aplicables també per caracteritzar el mecanisme d'acció d'aquest tipus de compostos. En aquests treballs es van usar cultius primaris de cèl•lules granulars de cerebel (CGC) de rata per estudiar l'efecte sobre l'homeòstasi de calci de les substàncies aïllades a partir de extractes de cultius de microalgues. Els resultats presentats en aquesta tesi tenen un impacte directe sobre la seguretat alimentària i aporta dades substancials que permeten caracteritzar el risc real que suposen les toxines avaluades per al consumidor. / Las intoxicaciones alimentarias debidas a toxinas marinas suponen un problema de salud público y tiene un gran impacto económico sobre el sector pesquero. Los niveles de toxinas marinas que están permitidos en los productos pesqueros y los métodos de análisis de éstas están regulados a nivel europeo. Hasta ahora el método más empleado para el análisis de toxinas era el bioensayo en ratón. Sin embargo, debido a las nuevas regulaciones en cuestión de ética animal y los avances en técnicas más fiables y específicas para la detección de toxinas marinas, la EFSA (European Food Safety Authority) ha determinado la progresiva sustitución del bioensayo en ratón por métodos alternativos en todo el territorio de la Unión Europea. Esta tesis propone el uso de ensayos basados en células (CBAs) como métodos de detección de toxinas, complementarios a métodos analíticos. El uso de CBAs permite realizar un cribado de las muestras a estudiar, previo al análisis analítico confirmatorio. Además, algunas de estas microalgas, no causando intoxicaciones alimentarias, pueden producir sustancias bioactivas de gran interés farmacológico. Esta tesis demuestra que los cultivos celulares son aplicables también para caracterizar el mecanismo de acción de este tipo de compuestos. En estos trabajos se usaron cultivos primarios de células granulares de cerebelo (CGC) de rata para estudiar el efecto sobre la homeostasis de calcio de las sustancias aisladas a partir de extractos de microalgas cultivadas en el laboratorio. Los resultados presentados en esta tesis tienen un impacto directo sobre la seguridad alimentaria y aporta datos substanciales que permiten caracterizar el riesgo real que suponen las toxinas evaluadas para el consumidor. / Food poisoning due to marine toxins pose a public health problem and has a great economic impact on the fishing sector. Marine toxin levels that are permitted in fish products and the methods of analysis of these products are regulated at the European Community level. So far the most used method for analysis of marine toxin was the mouse bioassay. However, due to new regulations within animal ethics and advances in new reliable and specific techniques for the detection of marine toxins, EFSA (European Food Safety Authority) has established the progressive replacement of the mouse bioassay for alternative methods in the European Union. This thesis proposes the use of cell-based assays (CBAs) as toxin detection methods, complementary to analytical methods. The use of CBAs allows the screening of samples, prior to confirmation by analytical techniques. Furthermore, some dinoflagellates which are not usually involved on food intoxication can produce bioactive substances with high pharmacological interest. This work proves that cell cultures are accurate to characterize the mechanism of action of these compounds. In these studies primary cultures of rat cerebella granule cells (CGC) were used to study the effect of microalgae products on the CGC calcium homeostasis. The tested products were isolated from microalgae cultures at the laboratory. The results presented in this thesis have a direct impact on food safety and provides substantial data to characterize the actual risk that poses the tested toxins for consumers.

The impact of mineral dust upon climate, ecosystems and air quality represents a major scientific and societal issue. The aim goals of the present Ph.D. Thesis are to evaluate the behaviour and to improve the forecasting skills of a regional dust model and to characterize the desert dust content in Northern Africa, Europe and Middle East. An aerosol characterization was performed using long-term series of aerosol optical depth (AOD) from AERONET sun photometers. The results showed that mineral dust was the most important constituent in Northern Africa and Arabia. Small particles were abundant in sites close to urban and industrial areas of Continental and Eastern Europe and Middle East, and important contributions of biomass burning were observed in the sub-Sahel region in winter. Desert dust transport to Southern Europe was observed from spring to autumn and decreasing with latitude with contributions above 40% to the aerosol column load. Dust models are essential to complement dust-related observations, understand the dust processes and predict the impact of dust on air quality. Despite that the BSC-DREAM8b model has reached a level of delivering reliable operational dust forecasts, it is necessary to conduct an extensive evaluation of its behaviour. The BSC-DREAM8b and the original DREAM models and different research model versions were evaluated over Northern Africa, Mediterranean and Middle East using AERONET measurements and seasonal averages from satellite aerosol products. The model evaluation highlighted that BSC-DREAM8b and DREAM strongly underestimated the dust fields in the Sahel during winter and overestimated dust concentrations during spring rainy events in the Mediterranean. The introduction of new dry deposition scheme and an updates in the wet deposition scheme improved the long-range transport, although significant underestimation remained in the Sahel in winter. The inclusion of a preferential source mask improved the localization of the main North African sources and the long-range dust transport to Europe and Atlantic regions. The inclusion of a more physically-based dust emission scheme with a new soil texture database led to reasonably good results at source areas and subsequent long-range transport. In this case, the use of a preferential source mask didn¿t introduce significant improvements. The long-range dust transport over Europe was evaluated and analysed with an annual simulation of the CALIOPE air quality modelling system. CALIOPE includes CMAQ which calculates biogenic, anthropogenic and sea salt aerosol; and BSC-DREAM8b which provides desert dust. For the evaluation, we used daily PM10, PM2.5 and aerosol components from the EMEP/CREATE network; total, coarse and fine AOD from AERONET and seasonal averages from satellite aerosol products. Overall CALIOPE could reproduce reasonably well the daily variability of the main components and the seasonal aerosol patterns in Europe. However, the PM and AOD levels were underestimated. The most underestimated aerosol components were carbonaceous matter and secondary inorganic aerosols (SIA). A simple model bias correction based on the chemical composition observations was applied to the model simulation to provide an estimation of the spatial and seasonal distribution of aerosols over Europe. The simulated aerosol concentrations presented maximum values over the industrialized and populated areas of the Po Valley and the Benelux regions. SIA were dominant in the fine fractions representing up to 80% of the aerosol budget in latitudes beyond 40ºN. A second maximum was detected over Eastern and Southern Europe. High values in Southern Europe were linked to Saharan dust transport which contributed up to 40% of the total aerosol mass. Maxima dust seasonal concentrations were found between spring and early autumn. These results showed that desert dust is the main responsible of the exceedances of the PM10 EU air quality threshold in large areas south of 45ºN. / Una gran quantitat de pols que és mobilitzada en les regions àrides del planeta, és injectada a l’atmosfera sota condicions meteorològiques favorables. A partir de mesures terrestres i de satèl·lit, a més a més d’estimacions obtingudes a partir de models, es calcula que en tot el planeta s’emeten entre centenars i milers de megatones de pols per any. L’impacte que té la pols mineral en el clima, els ecosistemes i la qualitat de l’aire, i per tant, en la salut humana i les activitats econòmiques, representa una qüestió social i científica de gran rellevància. La font més important d’emissió de pols mineral a nivell global és la regió del Sàhara. Els principals objectius de la present tesi doctoral són el d'avaluar el comportament i el de millorar les capacitats de predicció d'un model regional de pols així com el de caracteritzar el contingut de pols desèrtica en el nord d'Àfrica, Orient Mitjà i Europa. En aquest marc de treball, el model regional de pols BSC-DREAM8b i els fotòmetres de la xarxa internacional AERONET són les principals eines que seràn utilitzades en el transcurs de la present investigació. La comparació entre valors observats i simulats no pot ser adequadament entesa si les mesures no estan separades en els seus components fonamentals. Així, es va dur a terme una caracterització d'aerosols per al nord d'Àfrica, Europa i Orient Mitjà. Aquesta caracterització està basada en sèries d'espessor òptic d'aerosols (AOD; Aerosol Optical Depth en anglès) dels fotòmetres de la xarxa AERONET. L'anàlisi d'aquesta base de dades es va realitzar aplicant el mètode de Gobbi i co-autors. Aquest mètode gràfic permet deduir diferents propietats òptiques i físiques dels aerosols (com són el radi efectiu del mode fi i la contribució de les fraccions fines i gruixudes a l’AOD), a més a més, de diferenciar entre diferents processos que fan augmentar el valor de l’AOD com són la humidificació i/o coagulació de les fraccions fines o l'increment de partícules més gruixudes a causa de la presència de núvols. Els resultats van mostrar que la pols mineral és l'aerosol més important al nord d'Àfrica i Aràbia. En estacions properes a zones urbanes i industrials de regions continentals i de l'est d'Europa i Orient Mitjà es van observar partícules fines associades a fonts antropogèniques. També es van detectar importants contribucions en les fraccions fines degudes a la crema de biomassa a la zona del sub-Sahel durant l'hivern. El transport de pols desèrtica cap al sud d'Europa està associat a determinats patrons meteorològics estacionals. Com a resultat, en zones del sud d'Europa, la pols desèrtica es va observar entre primavera i tardor, i la seva contribució (que va arribar superar el 40%) decreixia cap a latituds més al nord. En aquest darrer cas, la pols desèrtica acostumava a trobar-se barrejada amb altres tipus d'aerosols d'origen antropogènic Els models de pols són essencials per complementar les observacions, entendre els processos associats al cicle de la pols i predir el seu impacte en les concentracions en superfície del material particulat (PM; Particulate Matter en anglès). En particular, els models regionals són adequats per a la simulació d'episodis individuals d’instrusió de pols desèrtica. Actualment, el model de pols BSC-DREAM8b és mantingut i desenvolupat en el Barcelona Supercomputing Center – Centre Nacional de Supercomputació (BSC-CNS). En els darrers anys, el model ha proporcionat prediccions diàries de concentracions de pols desèrtica en dos dominis: Nord d'Àfrica-Europa – Europa - Orient Mitjà i Àsia. A pesar que el BSCDREAM8b ha arribat a aconseguir una qualitat de pronòstic operacional capaç de reproduir els episodis d'intrusió saharians més importants que afecten al Mediterrani i Europa, és necessari avaluar el seu comportament en regions font de pols. En aquest context, el model BSC-DREAM8b i la seva versió original, DREAM, així com diferents versions experimentals, van ser avaluats per a un cicle estacional complet utilitzant les dades de la xarxa AERONET i promitjos estacionals de productes d'aerosols de diferents satèl·lits pel Nord d'Àfrica, Orient Mitjà i Europa. Els resultats de l'avaluació del model van mostrar que tant el BSC-DREAM8b com el DREAM subestimaven les concentracions de pols a la regió del Sahel durant l'estació hivernal del Harmattan. Per contra, importants sobreestimacions en l'oest del Mediterrani es van detectar coincidint amb episodis plujosos a la primavera. L’inclusió d'un nou esquema de deposició seca a més de l'actualització de la relació de rentat en l'esquema de deposició humida del model, van aconseguir millores en el transport a llarga distància, en particular sobre el Mediterrani malgrat que les subestimacions a la zona del Sahel van continuar sent persistents a l'hivern. La introducció d'una màscara de fonts preferents basada en la topografia del terreny en l'esquema d'emissió va millorar la localització de les principals regions font en el Nord d'Àfrica. Com a conseqüència, es van observar millores en el transport de llarga distància cap a Europa i les regions Atlàntiques. La inclusió d'un nou esquema d'emissió (que inclou parametritzacions físiques més complexes) a més d'una nova base de dades de textura de sòls va aconseguir bons resultats en regions font així com en regions afectades pel transport de pols a llarga distància. En aquest cas, l’introducció d'una màscara de fonts preferents en l'esquema d'emissió no va mostrar significants millores en comparació dels valors observats. A Europa, es poden trobar diferents tipus d'aerosols associats a diferents fonts d'emissió (tant naturals com antropogèniques) que s’han de tenir en compte quan s'analitzen les contribucions dels aerosols sobre el continent europeu. El transport de pols sahariana cap a sud d'Europa va ser avaluat i analitzat mitjançant una simulació del sistema de modelització de qualitat de l'aire CALIOPE. El sistema de modelització CALIOPE integra un conjunt de models dels quals el BSC-DREAM8b i el model fotoquímic CMAQ proporcionen les estimacions d'aerosols. Per a l'avaluació de CALIOPE es van utilitzar diverses fonts de dades de xarxes en superfície (com la xarxa europea de qualitat de l'aire EMEP/CREATE i la xarxa de AERONET) i mitjanes estacionals de productes d'aerosols de satèl.lits. L'avaluació va mostrar que malgrat subestimar les concentracions d'aerosols, CALIOPE va ser capaç de capturar les variabilitats diàries observades en les estacions en superfície així com reproduir els patrons estacionals observats en els productes de satèl·lit. L'avaluació dels aerosols per components va mostrar que les espècies químiques amb major subestimació pel que fa a les observacions estaven associades a les fraccions fines de carbó elemental i orgànic així com els aerosols secundaris inorgànics (nitrats, sulfats i amoni). Com a resultat, es va aplicar un senzill mètode de correcció de l’error als resultats de la simulació basat en les observacions de la composició química per tal de mostrar una estimació espaial i temporal de la distribució dels diferents aerosols presents a Europa. L'anàlisi de d’aquesta simulació va mostrar que les màximes concentracions d'aerosols es localitzen a les zones poblades i industrialitzades del Benelux i de la Vall del Po. Aquests màxims estan associats a les fraccions fines compostes d'aerosols secundaris inorgànics (observant-se contribucions de més del 80%). Màxims secundaris es van detectar a l'est i sud d'Europa. Les altes concentracions en el sud d'Europa s’associaven al transport de pols sahariana que contribuïa en més d'un 40% al total de la massa en columna. Prop de la superfície, les màximes concentracions estacionals associades al transport de pols (> 30 microg/m3) van ser observades entre primavera i estiu. A més a més, els resultats de la simulació anual d'aerosols per Europa va mostrar que el transport de pols sahariana és el principal responsable de la superació del límit diari de PM10 establert per la Unió Europea (50 microg/m3) en extenses àrees al sud dels 45ºN.

The response of phytoplankton to various ecological forcings was examined in the upper waters of the NW Mediterranean (MED) and the subtropical North Atlantic (NA) from field observations, analysis of historical data sets and numerical simulations. Particular emphasis was given to the role played by the water column structure in controlling the nitrogen diffusion and new production. Using numerical simulations, the effects of different levels of heating of surface waters and nutrient concentrations in waters below the euphotic zone were examined.Spring microplankton metabolism of surface mixed waters in MED was studied. The system was heterotrophic explained by dark community respiration (DCR) rates higher than gross primary production (GPP) rates. The GPP to DCR ratio was ~0.53, indicating that the system was far from balance between carbon production (photosynthesis) and consumption (respiration), probably caused by organic matter accumulation in the mixed layer favouring respiration over production processes. Summer primary production and nitrogen fluxes in stratified water layers in NA were analysed. The nitrogen flux fuelling new primary production was closely linked to vertical turbulent diffusion at the nitracline rather than at the thermocline. Upward diffused nitrogen inducing new production explaining 21% of total primary production. The vertical turbulent diffusion model used to estimate new production did not explain new production in the Canary Current zone, where laterally advected nutrients from coastal upwelling areas altered the vertical nitrate gradients.A numerical ecological model of the pelagic domain was developed to assess the plankton response to different environmental pressures. The model represents the vertical dimension of the upper and intermediate water layers of the open ocean. A comparative study of the plankton functioning in MED and NA sites was carried out using the model. The nitrate entering the euphotic zone through the lower boundary explained the low but continuous primary production in the two systems. The latitudinal variability of plankton scenarios implied a year round different solar heating of the upper waters, altering both phytoplankton photosynthesis and mixed layer processes in the water column, with the latter dominating over the former in controlling the phytoplankton biomass. The balance of light availability and nutrient concentration controlled the chlorophyll maximum depth, but the zooplankton grazing prevented this maximum to reach greater concentrations. The model structure and functioning makes it suitable for comparative ecological studies and is expected to be applicable to other studies related to coastal and marine environmental issues.