Los humedales de Villa constituyen la única área natural protegida dentro del casco urbano de Lima; es por ello que tienen un gran valor científico. El objetivo principal de la investigación fue determinar la composición de la entomofauna acuática en Villa y su uso como bioindicadores de la calidad ambiental. Se establecieron doce estaciones de muestreo en cuatro lagunas del humedal, evaluando la entomofauna acuática durante las épocas de menor nivel de agua (febrero 2010) y mayor nivel de agua (agosto 2010). Se registraron 53 especies de insectos acuáticos, siendo 22, nuevos registros para Villa. Se observaron cambios notables en las condiciones ambientales y fisicoquímicas del agua entre las estaciones de muestreo. Las pruebas estadísticas no paramétricos de KruskallWallis y Wilcoxon-Mann-Whitney para la riqueza específica y la estructura comunitaria de insectos acuáticos (diversidad de Shannon-Wiener y equidad de Pielou) y los análisis de similitud (ANOSIM) y de agrupamiento utilizando el método no paramétrico de escalamiento multidimensional (nMDS) determinaron diferencias significativas (p<0.05) a nivel temporal y espacial de la comunidad de insectos acuáticos. La variación temporal se explica por la hidrología del humedal, siendo el nivel del agua en las lagunas el factor determinante y la variación espacial se explica por el tamaño de las lagunas. En adición, el análisis de similitud porcentual (SIMPER) permitió identificar las especies que más influyen en la estructura comunitaria de los insectos acuáticos en Villa. Según el análisis de correlación no paramétrico de Spearman entre la valoración ambiental de Moss y las siete métricas de bioindicación propuestas, los índices H´, BMWP/Col y ASPT serían los más apropiados para determinar la calidad ambiental en los humedales de Villa, ya que demostraron su validez estadística (p<0.05) para la época de mayor estabilidad ambiental (febrero). En este estudio se comprobó que los cambios en la estructura de la comunidad de insectos acuáticos, en respuesta a los cambios de su entorno abiótico, fueron detectados por los parámetros comunitarios y las métricas de bioindicación, para monitorear la calidad ambiental de los humedales de Villa. / Tesis

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-09-19T13:12:25Z No. of bitstreams: 1 eudesferreirabarbosa.pdf: 2542215 bytes, checksum: 0babafea1b739968fb87c195a41dc183 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2016-09-26T20:22:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 eudesferreirabarbosa.pdf: 2542215 bytes, checksum: 0babafea1b739968fb87c195a41dc183 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:22:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 eudesferreirabarbosa.pdf: 2542215 bytes, checksum: 0babafea1b739968fb87c195a41dc183 (MD5) Previous issue date: 2010-07-30 / Nesse estudo se buscou definir o status de recuperação de uma área revegetada a partir da resposta da mirmecofauna às diferentes condições ambientais (Bioindicação), comparando quatro áreas – Revegetada (A1), Mata Nativa (A2), Pastagem (A3) e Mata Ciliar (A4) – do entorno do Lago da UHE Risoleta Neves, municípios de Rio Doce e Santa Cruz do Escalvado – MG, com 12 coletas quinzenais entre Abril e Setembro de 2009. Em um transecto de 150 metros para cada área foram amostradas em dez pontos nas armadilhas de isca 20 gêneros e 31 gêneros nas do tipo pitfall, o que demonstrou a eficiência do pitfall para amostragem de gêneros da mirmecofauna epigéica. A área A1 apresentou o maior número de gêneros (n=25), seguida pelas áreas A3 (n=21), A2 (n=20) e A4 (n=19). A maior riqueza e compartilhamento de gêneros de A1 com as demais áreas podem estar relacionados ao incremento na diversidade de habitats devido ao processo de revegetação. Os gêneros Pheidole (17 espécies), Camponotus e Crematogaster (6 ssp.) e Solenopsis, Paratrechina, Sericomyrmex, Brachymyrmex e Pseudomyrmex (4 ssp.) foram os de maior riqueza. Alguns ocorreram em áreas específicas: Neivamyrmex (na área A3), Myrmicocrypta e Labidus (A2), Octostruma e Trachymyrmex (A1), e Myrmelachista (A4). Outros foram não registrados em apenas uma área: Cephalotes, Monomorium, Strumigenys e Cyphomyrmex (ausentes em A2), Sericomyrmex e Pseudomyrmex (A3) e Odontomachus (A4). Essas particularidades na ocorrência de gêneros e espécies merecem aprofundamentos em próximos estudos. Os índices de similaridade de Sörensen (S) e Funcional (Sf) apresentaram maior similaridade entre A2 e A1, o que confirma a hipótese de que a composição da mirmecofauna possa indicar o status de recuperação de A1. A área A3 se mostrou menos semelhante as demais, apresentando no índice CHAO 2 uma menor riqueza estimada (n=64), sendo A2 (n=87.1), A4 (n=68.71) e A1 (n=74.93). A diferença maior entre riqueza observada e estimada apresenta A2 como mais diversa que o amostrado. O escalonamento multidimensional não-métrico – NMDS – confirma a existência de grupos para as quatro áreas, sendo A3 um grupo bem diferenciado. A frequência de ocorrência precisa ser melhor compreendida. Podemos concluir que existe uma interdependência entre a mirmecofauna e o ambiente em que vivem, mas precisam de aprofundamento no conhecimento de suas ecologias para que se possa qualificar os seus papéis na dinâmica e funcionamento dos ambientes. / En este estudio se buscó definir el estado de recuperación de un área reforestada basado en la respuesta de la mirmecofauna a las diferentes condiciones ambientales (Bioindicación), comparando cuatro áreas - Reforestada (A1), Bosque Nativo (A2), Potrero (A3) y Bosque de Ribera (A4) - que rodean el lago UHE Risoleta Neves, municipio de Santa Cruz y Río Doce de Escalvado - MG, con 12 colectas quincenales entre abril y septiembre de 2009. En un transecto de 150 metros para cada área, fueron muestreados en diez puntos para las trampas con cebo 20 géneros y 31 géneros en las trampas pitfall, lo que demostró la eficacia de la trampa pitfall para el muestreo de géneros de hormigas epígeas. La zona A1 presentó el mayor número de géneros (n = 25), seguidos por las zonas A3 (n = 21), A2 (n = 20) y A4 (n = 19). La mayor riqueza y géneros compartidos de A1 con las otras áreas pueden estar relacionado con el aumento de la diversidad del hábitat debido al proceso de restablecimiento de la vegetación. Los géneros Pheidole (17 especies), Camponotus y Crematogaster (6 spp.), Solenopsis, Paratrechina, Sericomyrmex, Brachymyrmex y Pseudomyrmex (4 spp.) fueron los de mayor riqueza. Algunos estaban en áreas específicas: Neivamyrmex (en el área A3), Myrmicocrypta y Labidus (A2), Octostruma y Trachymyrmex (A1) y Myrmelachista (A4). Otros no fueron registrados en sólo una área: Cephalotes, Monomorium, Strumigenys y Cyphomyrmex (ausentes en A2), Pseudomyrmex y Sericomyrmex (A3) y Odontomachus (A4). Estas peculiaridades en la aparición de géneros y especies merecen ser profundizadas en estudios futuros. Los índices de similaridad de Sörensen (S) y funcional (Sf) mostraron una mayor similitud entre A1 y A2, lo que confirma la hipótesis de que la composición de las hormigas indica el estado de recuperación de A1. El área A3 se mostró menos similar a las demás, presentando un índice CHAO 2 com menor riqueza estimada (n=64), siendo A2 (n=87.1), A4 (n=68.71) y A1 (n=74.93). La diferencia mayor entre riqueza observada y estimada presenta a A2 como más diversa que lo muestreado. El escalonamiento multidimensional no-métrico – NMDS – confirma la existencia de grupos para las cuatro áreas, siendo A3 un grupo bien diferenciado. La frecuencia de ocurrencia necesita ser mejor comprendida. Podemos concluir que existe una interdependencia entre la mirmecofauna y el ambiente en el que viven, las cuales necesitan de un conocimiento profundo de su ecologia para que se pueda cualificar su papel en la dinámica de los ambientes.

Nowadays, the main challenges in the wastewater treatment sector entail the need to advance in the control and optimization of the processes. New strategies and/or treatment systems are in continuous development, in order to decrease the operational costs and to compliance the energy efficiency and quality objectives of wastewater treatment plants (WWTPs). Therefore, it is increasingly necessary to deepen knowledge of the dynamic of the microbial populations in activated sludge, mainly protists, metazoans and filamentous bacteria. Many studies have attempted to relate protists and metazoans to physicochemical and operational variables of WWTPs in order to reveal their possible value as bioindicators. However, these studies have been mainly descriptive and/or exploratory, and moreover they have not focused on the environmental interpretation. Studies about the dynamics of filamentous bacteria population in activated sludge have mainly focused on the elucidation of the taxonomic position, in situ ecophysiology, presence and distribution, as well as strategies for controlling the populations. However, the published works about the biological process from the point of view of the environmental interpretation is still scarce. On the other hand, the environmental variables used to explain the variability of protists, metazoans and filamentous bacteria in activated sludge have been scarce and some of them are poorly explored. Taking into account the previous considerations, the general objective has been to elucidate the relationships between biological variables and physicochemical and operational variables in WWTPs. This has allowed to carried out an ecological interpretation of the processes that take place in the biological reactors, and to propose new tools for monitoring the process and the advance in the knowledge of those filamentous bacteria that cause problems in the treatment plants. To accomplishment the objectives, samples from activated sludge, influent and treated effluent were collected every fifteen days from six bioreactors belonging to four different WWTPs. Environmental and biological variables were independently explored according to bioreactor and seasonal factors, using multivariate non-parametric statistical routines. Subsequently, a dual approach (linear and unimodal) was applied to investigate models of environmental interpretation of biological variables, using distance-based linear models, as well as the canonical correspondence analysis. The results obtained indicate that the dynamics of protists and metazoans populations are influenced by season and bioreactor characteristics. Also, the factor that explain the dynamics of filamentous bacteria is the bioreactor factor. In this study we have proposed certain protists and metazoa as new bioindicators of the nitrification process. On the other hand, the exhaustive exploration of the environmental variables has determined the suitability of its categorization, as well as the study of the biological inertia of the operational variables, prior to the construction of the models. In addition, it is advisable that the ecological interpretation in each bioreactor will be more priority than their joint interpretation. The multivariate models constructed have provided relevant information about the relationships between protists and metazoans and some plant control variables, allowing their ecological interpretation and obtaining bioindicators for monitoring the biological process in active sludge. Finally, the results obtained on the identification and quantification of filamentous bacteria have verified that the results of the conventional microscopy are not comparable with those obtained from the FISH technique, except in the cases of Microthrix parvicella and GALO. In addition, the construction of models allows associating the filamentous bacteria to environmental ranges, obtaining valuable information to the knowledge of these dynamic populations. / En la actualidad, los principales retos en el sector del tratamiento de las aguas residuales implican la necesidad de avanzar en el control y optimización de los procesos, que permitan encontrar nuevas estrategias y/o nuevos sistemas de tratamiento para el ahorro de los costes de explotación y el cumplimiento de los objetivos de eficiencia energética y calidad en las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR). Por todo ello, cada vez es más necesario el conocimiento de la dinámica de las poblaciones microbianas que componen la comunidad biológica del sistema, principalmente los protistas, metazoos y bacterias filamentosas. Numerosos estudios han intentado relacionar protistas y metazoos con variables fisicoquímicas y operacionales de las plantas para revelar su valor bioindicador, si bien estos han tenido un carácter principalmente descriptivo y/o exploratorio, y no de interpretación ambiental. Respecto al estudio de las poblaciones de bacterias filamentosas en fangos activos, a menudo relacionadas con episodios de bulking y foaming, estos se han centrado principalmente en el esclarecimiento de su posición taxonómica y ecofisiología in situ, presencia y distribución, así como en el estudio de las medidas para su control. Teniendo en cuenta las consideraciones anteriormente descritas, el objetivo general planteado en la presente tesis doctoral ha sido dilucidar las relaciones significativas entre variables biológicas y fisicoquímicas y operacionales en diversas plantas de fangos activos, lo cual nos ha permitido una interpretación ecológica de los procesos que tienen lugar en los reactores biológicos, proponiendo así nuevas herramientas para la monitorización del proceso y el avance en el conocimiento de aquellos microorganismos filamentosos que causan problemas en las instalaciones. Para el cumplimiento de los objetivos se tomaron, con una frecuencia quincenal y durante un año, muestras de fango activo, agua residual afluente y efluente tratado, procedentes de seis biorreactores de cuatro EDAR. Ambos conjuntos de variables, ambientales y biológicas, fueron explorados individualmente según los factores biorreactor y estacional, empleando rutinas estadísticas multivariantes no paramétricas. Posteriormente, se aplicó un doble enfoque (lineal y unimodal) para la búsqueda de modelos de interpretación ambiental de las variables biológicas. Los resultados obtenidos indican que la dinámica poblacional de protistas y metazoos se encuentra influida en muchos casos por ambos factores, estacional y biorreactor, siendo este último el que influye principalmente en la dinámica de las bacterias filamentosas. En el caso de protistas y metazoos, se han propuesto nuevos bioindicadores del proceso de nitrificación. Por otro lado, la exploración exhaustiva de las variables ambientales ha determinado la conveniencia de su categorización, así como el estudio de la inercia biológica de las variables operacionales, anterior a la construcción de los modelos. Además, recomendamos que la interpretación ecológica en cada uno de los biorreactores sea prioritaria a su interpretación conjunta. Los modelos construidos han aportado información relevante sobre las relaciones entre protistas y metazoos y algunas variables de control de planta, permitiendo su interpretación ecológica y la obtención de bioindicadores para la monitorización del proceso biológico en fangos activos. Por último, los resultados obtenidos sobre identificación y cuantificación de bacterias filamentosas nos han permitido constatar que los resultados de la microscopia convencional no son comparables con aquellos obtenidos a partir de la técnica FISH, excepto en los casos de Microthrix parvicella y GALO. Además, la construcción de modelos permite asociar las distintas bacterias filamentosas a diferentes rangos ambientales, obteniendo una información valiosa para el conocimiento de su dinámica poblacional. / En l'actualitat, els principals reptes en el sector del tractament de les aigües residuals impliquen la necessitat d'avançar en el control i optimització dels processos, que permeten trobar noves estratègies i/o nous sistemes de tractament per a l'estalvi dels costos d'explotació i el compliment dels objectius d'eficiència energètica i qualitat en les estacions depuradores d'aigües residuals (EDAR). Per tot això, cada vegada és més necessari el coneixement de la dinàmica de les poblacions microbianes que componen la comunitat biològica del sistema, principalment els protists, metazous i bacteris filamentosos. Nombrosos estudis han intentat relacionar protists i metazous amb variables fisicoquímiques i operacionals de les plantes per a revelar el seu valor bioindicador, si bé estos han tingut un caràcter principalment descriptiu i/o explorador, i no d'interpretació ambiental. Respecte a l'estudi de les poblacions de bacteris filamentosos en fangs actius, sovint relacionades amb episodis de bulking i foaming, estos s'han centrat principalment en l'esclariment de la seua posició taxonòmica i ecofisiologia in situ, presència i distribució, així com en l'estudi de les mesures per al seu control. Tenint en compte les consideracions anteriorment descrites, l'objectiu general plantejat ha sigut dilucidar les relacions significatives entre variables biològiques i fisicoquímiques i operacionals en diverses plantes de fangs actius, la qual cosa ens ha permés una interpretació ecològica dels processos que tenen lloc en els reactors biològics, proposant així noves ferramentes per a la monitorització del procés i l'avanç en el coneixement d'aquells microorganismes filamentosos que causen problemes en les instal·lacions. Per al compliment dels objectius es van prendre amb una freqüència quinzenal i durant un any, mostres de fang actiu, aigua residual afluent i efluent tractat, procedents de sis bioreactors de quatre EDAR. Ambdós conjunts de variables, ambientals i biològiques, van ser explorats individualment segons els factors bioreactor i estacional, emprant rutines estadístiques multivariants no paramètriques. Posteriorment, es va aplicar un doble enfocament (lineal i unimodal) per a la recerca de models d'interpretació ambiental de les variables biològiques, emprant models lineals basats en la distància, així com l'anàlisi de correspondències canònic. Els resultats obtinguts indiquen que la dinàmica poblacional de protists i metazous es troba influïda en molts casos per ambdós factors, estacional i bioreactor, sent aquest últim el que influïx principalment en la dinàmica dels bacteris filamentosos. En el cas de protists i metazous, s'han proposat nous bioindicadors del procés de nitrificació. D'altra banda, l'exploració exhaustiva de les variables ambientals ha determinat la conveniència de la seua categorització, així com l'estudi de la inèrcia biològica de les variables operacionals, prèvia a la construcció dels models. A més, recomanem que la interpretació ecològica en cada uns dels bioreactors siga prioritària a la seua interpretació conjunta. Els models construïts han aportat informació rellevant sobre les relacions entre protists i metazous i algunes variables de control de planta, permetent la seua interpretació ecològica i l'obtenció de bioindicadors per a la monitorització del procés biològic en fangs actius. Finalment, els resultats obtinguts sobre identificació i quantificació de bacteris filamentosos ens han permés constatar que els resultats de la microscopia convencional no són comparables amb aquells obtinguts a partir de la tècnica FISH excepte en els casos de Microthrix parvicella i Gordonia amarae like-organisms. A més, la construcció de models permet associar els distints bacteris filamentosos a diferents rangs ambientals, obtenint una informació valuosa per al coneixement de la seua dinàmica poblacional. / Zornoza Zornoza, AM. (2017). ESTUDIO DE LA DINÁMICA POBLACIONAL DE PROTISTAS, METAZOOS Y BACTERIAS FILAMENTOSAS Y SU INTERPRETACIÓN ECOLÓGICA EN FANGOS ACTIVOS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/78839 / TESIS