El embalse Paso de las Piedras, fuente de agua potable de la ciudad de Bahía Blanca y alrededores, se encuentra eutrofizado. El arroyo El Divisorio, afluente directo, aporta altas concentraciones de nutrientes a dicho embalse. Por otro lado, tanto las aguas subterráneas como el arroyo El Divisorio, aportan concentraciones de arsénico que superan los límites permitidos por el Código Alimentario Argentino y la Organización Mundial de la Salud (10 μg/L). Desde hace décadas, el uso de humedales artificiales para la remediación de aguas residuales y eutrofizadas es una técnica aprobada y utilizada con éxito, ya que es una alternativa ecológica, económica y de fácil manejo. El método se basa, al igual que en los humedales naturales, en la combinación de procesos físicos, químicos y biológicos en un medio diseñado, construido y manejado por el hombre. Las plantas de los humedales juegan un rol importante en el proceso de depuración del agua ya que las mismas puede tener papeles activos derivados de la actividad fisiológica y papeles pasivos, en los que intervienen procesos físicos por efecto de la presencia de las plantas en el sistema. Muchas especies de macrófitas son utilizadas como biofiltros en humedales artificiales. La selección de las especies vegetales debe realizarse de acuerdo a la adaptabilidad de las mismas al clima local y a condiciones climáticas diversas, capacidad de transporte de oxígeno de la superficie a la rizósfera, de su tolerancia a altas concentraciones de contaminantes así como de su capacidad para asimilarlos, de su alta presencia en la zona donde se va a instalar el sistema, de la facilidad para recolectarlas y posterior transporte y su fácil autogeneración. En la cuenca del Sauce Grande se encuentra presente la macrófita Senecio bonariensis (Compositae) y la macroalga Cladophora surera (Chlorophyta). Se construyeron dos humedales funcionando en paralelo en la ribera del arroyo El Divisorio cerca de la desembocadura al embalse Paso de las Piedras y se realizaron bioensayos de laboratorio con ambas especies, utilizando el agua del arroyo y también empleando medios de cultivo variando la concentración de nutrientes y de arsénico. Los objetivos del estudio fueron:1) Determinar la eficiencia de S. bonariensis, para la remoción de nutrientes y de arsénico del agua del arroyo El Divisorio. 2) Analizar la capacidad de bioacumulación de fósforo y nitrógeno de S. bonariensis estableciendo una relación con la producción de biomasa para optimizar el funcionamiento del humedal artificial. 3) Establecer la capacidad de retención de arsénico en los tejidos de S. bonariensis mediante ensayos de laboratorio. 4) Evaluar el rol complementario, en la biorremediación del agua del arroyo, de las macroalgas desarrolladas naturalmente en el humedal artificial, cuantificando la concentración celular de nitrógeno, fósforo y arsénico a través de bioensayos en laboratorio. S. bonariensis mostró una gran capacidad de adaptación a las condiciones artificiales del humedal construido dado que se obtuvieron plantas vigorosas con gran desarrollo de raíces y una biomasa de 2194,3 ± 473,2 g PS/m2. Además, el 82% de las plantas florecieron. Durante el periodo experimental de 7 meses con un humedal de 96 m2 y una densidad de 7 plantas por m2, se pudo remover 70% de nitratos y 50% de fósforo reactivo soluble. S. bonariensis mostró gran capacidad de retención de P y N en sus órganos como así también adaptación a concentraciones de nutrientes elevadas (100 mg/L de nitrógeno total y 60 mg/L de fósforo total). Por otro lado, S. bonariensis resultó ser un potencial agente de biorremediación de aguas arseniosas ya que soporta concentraciones de arsénico de hasta 5000 μg/L no mostrando toxicidad al mismo. Con respecto a C. surera se pudo observar en ensayos de laboratorio una eficiencia de remoción de nitratos del 94% y de fósforo reactivo soluble del 23%. Así mismo, esta especie también demostró tener capacidad de remoción de arsénico desde el agua del arroyo El Divisorio, reduciendo la concentración de arsénico de la columna de agua un 60% en solo 12 días. Por los resultados obtenidos se concluye que S. bonariensis resultó ser una especie apta para ser cultivada en humedales con el fin de ser utilizada como biofiltro para la remoción de nitrógeno y fósforo disueltos en la columna de agua del arroyo El Divisorio. Los cultivos hidropónicos bajo condiciones de laboratorio han indicado que S. bonariensis es una especie que soporta condiciones de hipereutrofia y que demás tolera grandes concentraciones de arsénico. El diseño de un sistema a mayor escala (una hectárea aproximadamente) sería una buena alternativa para mitigar la eutrofización del arroyo El Divisorio como así también para disminuir las concentraciones de arsénico que aporta al embalse Pasos de las Piedras. Además, S. bonariensis podría ser empleado como biofiltros de agua arseniosa de cualquier origen. En un futuro, investigaciones sobre la mecánica de extracción de As por parte de la macroalga C. surera aportarán datos de relevancia para optimizar la utilización de este agente en la remoción de As de una columna de agua de cualquier origen. La utilización de humedales artificiales para el saneamiento de cuerpos o cursos de agua es un método ecológico de bajo costo de mantenimiento y fácil manejo operativo, y además, recrea atractivos espacios verdes embelleciendo el área donde se instalen. / Paso de las Piedras reservoir, provides water drink to Bahia Blanca city and others cities, it is eutrophic. El Divisorio stream, direct tributary, supply high nutrients concentration in reservoir. Moreover, El Divisorio stream and groundwater provides arsenic concentration what excess allowable limits by Código Alimentario Argentino and World Health Organization. A long time, constructed wetlands are a appropriate technique for remediation wastewater and eutrophic water, since this represent alternative ecological low cost and easy operating management. This technique, as in natural wetlands, is based in the physics, chemistry and biology process combination, in constructed wetlands by man. The vegetation play role very important in the depuration process, since them can have active roles derivate of physiology activity and them can have passive roles, in which join in physics process for effects of plants present in the system. Many macrophytas species are enjoy as biofilters. The selection of species vegetation must realized allow for: adaptability thereof to local weather conditions and various weather conditions; oxygen carrying capacity of the surface to the rhizosphere; the same tolerance to high concentrations of pollutants and their ability to assimilate; its high presence in the area where you are installing the system; the facility to collect them and subsequent transport and easy self-generation. In the basin Sauce Grande river inhabit autochthonous species, macrophyte Senecio bonariensis and filamentous macroalgae Cladophora surera, which were used as biofilters. Were constructed wetlands operating in parallel, on El Divisorio stream riverside near of the river mouth in Paso de las Piedras reservoir. Further, bioassays were performed, with both species. Culture mediums were stream water and artificial water, to which it varied the concentration of nutrients and arsenic. The objectives of study were: 1) To determine the efficiency of S. bonariensis, for nutrient an arsenic removal from water El Divisorio stream. 2) Analyze the potential for bioaccumulation of phosphorus and nitrogen in S. bonariensis establishing a relationship with the production of biomass to optimize the functioning of the wetland. 3) Set arsenic retention capacity in tissues of S. bonariensis by laboratory tests. 4) Assess the complementary role, in bioremediation, from macroalgae grow naturally in constructed wetland, quantifying the cellular concentration of nitrogen, phosphorus and arsenic through laboratory bioassays. S. bonariensis showed great adaptability to the artificial conditions of the constructed wetland were obtained as vigorous plants with well developed roots and biomass 2194.3 ± 473.2 g DW/m2. Furthermore, 82% of the plants flowered. During the experimental period of 7 months with a wetland of 96 m2 and a density of 7 plants per m2, it was 70% of nitrate and 50% soluble reactive phosphorus removal. S. bonariensis showed great retention capacity of P and N in their bodies as well as adaptation to high nutrient concentrations (100 mg / L of total nitrogen and 60 mg / L total phosphorus). Furthermore, S. bonariensis proved to be a potential agent arsenius water bioremediation because it supports arsenic concentrations up to 5000 mg / L did not show toxicity to the same. With respect to C. surera was observed in laboratory tests a removal efficiency of 94% nitrate and soluble reactive phosphorus 23%. Also, this species also demonstrated capacity to remove arsenic from the water of El Divisorio stream, reducing the concentration of arsenic in the water column by 60% in just 12 days. The design of a larger scale (approximately one hectare) would be a good alternative to mitigate eutrophication of El Divisorio stream well as to reduce the concentrations of arsenic that gives Paso de las Piedras reservoir. Furthermore, S. bonariensis could be used as biofilters arsenius water from any source. In the future, research on the mechanical extraction of As by the macroalga C. surera provide relevant data to optimize the use of this agent in removing As a column of water from any source. This ecological method is also inexpensive and easy handling operational management, as well as attractive green spaces recreates beautifying the area where it is installed.

Ingeniero Civil / El embalse Rapel, construido en el año 1968, presenta un reto primordial en la Región del Libertador General Bernardo O Higgins. En efecto, participa considerablemente en la producción de energía eléctrica de la región, con el funcionamiento de la central hidroeléctrica asociada al embalse. Además, varias actividades aprovecharon del embalse para desarrollarse, como por ejemplo el turismo y actividades recreativas acuáticas. Hoy día, la operación de la central esta definida por el Centro de Despacho Económico de Carga (CDEC-SIC) que privilegia un funcionamiento concentrado en las horas punta de consumo energético del día. Este funcionamiento llamado hydropeaking u operación de punta se caracteriza por la alta fluctuación de los caudales efluentes de la central, lo cual puede tener efectos negativos sobre las condiciones ambientales aguas abajo de la presa. Una de las amenazas más serias para el embalse Rapel es el fenómeno de eutrofización que consiste en la proliferación de fitoplancton y especialmente de cianobacterias a la superficie del agua, provocando efectos potencialmente desastrosos para el ecosistema del embalse y varias incomodidades para la población. La finalidad de este trabajo es analizar los efectos a largo plazo de la operación de la central sobre la calidad del agua del embalse considerando dos tipos de funcionamiento de la central (en hydropeaking y considerando la implementación de restricciones ambientales) y tres escenarios hidrológicos diferentes (seco, normal y húmedo). En particular, se estudian las consecuencias de las condiciones hidrológicas y del funcionamiento de la central en los episodios de eutrofización y de anoxia del embalse. Se obtiene que en condiciones hidrológicas normales y húmedas, las restricciones ambientales permiten disminuir la frecuencia y la amplitud de los episodios de eutrofización y de anoxia especialmente la anoxia en condiciones hidrológicas normales.

[EN] Eutrophication is a form of water pollution that occurs when an excess of nutrients run into water ecosystems. This nutrient enrichment often induces changes in biota and its habitat. Specifically, in coastal ecosystems, the response of the phytoplankton community to nutrient inputs widely depends on the characteristic of the receiving waters, which encourages the growth of algae and eventually can lead to algal blooms, with negative environmental consequences for fisheries and recreational uses.The main objective of this thesis was to analyze and quantify the temporal and spatial variability in the phytoplankton community of the coastal area of Gandia, in the south of the Gulf of Valencia (Western Mediterranean Sea), as a response to physicochemical water variables during different environmental conditions and understand which species could proliferate in this area. The coastal area of Gandia constitute an excellent study area to implement this study as it presents most of the point and non-point nutrients inputs that usually affect coastal areas, such as wastewater discharges through submarine outfall, river discharges and groundwater discharges from a detritic aquifer. Furthermore, surface channels that drain the Safor wetland, which is used mainly for agricultural crops, outflow into the confined harbor.For this purpose, the taxonomic composition of the phytoplankton communities was determined in 32 sampling campaigns from July 2009 to July 2011. As novelty, this is the first time that the phytoplankton community of the coastal area of Gandia has been identified to species level and with such a high sampling frequency. The results indicate that nutrient inputs mainly from the river Serpis and channels that drain the wetland determine the composition and abundance of the phytoplankton community, and that several key environmental factors such as water temperature, radiation, hydrodynamism, and the molar ratios of nutrients influence seasonal phytoplankton assemblages. The phytoplankton community comprised two main groups: diatoms and dinoflagellates and a total of 126 taxa were identified. The diatom population primarily flourished in autumn and winter whereas in spring, dinoflagellate bloom occurred with high radiation and temperature. On the other hand, diatoms abundance was high even in summer; the key factor supporting this high diatom abundance seems to be the continuous availability of silica because of groundwater discharges, exchanges with the sediment interface in shallow areas and surface agriculture runoff, together with optimal light and temperature conditions. The discharges from the sewage treatment plant through the submarine outfall and the river Vaca did not appear to have a significant impact on the phytoplankton community because of a large water exchange with the oligotrophic Mediterranean waters. In the Venecia beach the highest levels of nutrient concentration and phytoplankton density were attributed to the greatest water residence time. The Gandia Harbor provide the proper conditions of confinement for the dinoflagellate blooms' development. Potentially harmful and blooming species were detected in these areas with some like Pseudo-nitzschia spp., Phaeocystis cf. cordata, and Alexandrium cf. minutum reaching high densities. This study has demonstrated that nutrient concentrations of the coastal area of Gandia are sufficient to allow high primary production and, under the proper conditions of confinement and water column stability, to promote the formation of microalgal blooms. Furthermore, the data obtained suggests that organic nutrients may exert an important role in the development of some microalgae like Pseudo-nitzschia. Future research, should to consider the role of the organic pool in the most confinement sections of this coastal area. / [ES] La eutrofización es una forma de contaminación marina que se da cuando un exceso de nutrientes llega a los ecosistemas acuáticos.El enriquecimiento puede inducir a cambios en la biota y su hábitat.En los ecosistemas costeros, la respuesta de la comunidad fitoplantónica a las entradas de nutrientes depende de las características de las aguas receptoras, se altera su composición como su densidad e incluso se puede llegar a procesos de proliferación de microalgas, con consecuencias ambientales negativas para la pesca y los usos recreativos.El objetivo principal de la tesis fue analizar y cuantificar la variabilidad temporal y espacial de la comunidad de fitoplancton del área costera de Gandia, en el sur del Golfo de Valencia (Mediterráneo occidental), como respuesta a las variaciones fisicoquímicas del agua bajo diferentes condiciones ambientales, y estudiar que especies pueden ser susceptibles de proliferar en la zona.Esta área constituye una excelente zona para desarrollar este estudio porque en ella se dan la mayoría de las entradas de nutrientes, tanto puntuales como difusas, que afectan las áreas costeras como son: las descargas de aguas residuales, aportes fluviales y descargas de aguas subterráneas de acuíferos costeros.Además, los canales superficiales que drenan el humedal de La Safor, cuyo uso fundamental es la agricultura, vierten en las aguas confinadas del Puerto de Gandía.Para conseguir este objetivo se determinó la composición taxonómica de la comunidad de fitoplancton mediante la realización de 32 muestreos desde julio de 2009 hasta julio de 2011.Es la primera vez que el fitoplancton de esta área costera ha sido estudiado a nivel de especie y con una frecuencia de muestreo tan elevada.Los resultados muestran que la entrada de nutrientes, principalmente a través del río Serpis y los canales que drenan el humedal, determinan la composición y abundancia de la comunidad de fitoplancton.Diversos factores ambientales como temperatura del agua, radiación, hidrodinamismo, y los ratios de nutrientes influyen en las asociaciones de fitoplancton y su proliferación.La comunidad estuvo formada principalmente por dos grupos, diatomeas y dinoflagelados, se identificaron 126 taxones.La población de diatomeas fue mayor en otoño e invierno, en primavera, crecieron los dinoflagelados influenciados por la alta radiación y temperatura.La abundancia de diatomeas fue elevada incluso en verano, el factor que soporta esta gran abundancia parece ser la disponibilidad continua de sílice por los aportes de aguas subterráneas, los intercambios en la interfase agua-sedimento en zonas poco profundas y las escorrentías superficiales, junto con óptimas condiciones de luz y temperatura.Los vertidos de la planta de tratamiento de aguas residuales a través del emisario submarino y el río Vaca no tuvieron un impacto significativo en la comunidad de fitoplancton por la dilución con las aguas oligotróficas del Mediterráneo.En la playa Venecia se dieron las concentraciones más altas de nutrientes y fitoplancton por el mayor tiempo de residencia del agua.El Puerto tiene las condiciones adecuadas de confinamiento para la proliferación de dinoflagelados.En la playa Venecia y en el Puerto se detectaron especies potencialmente dañinas y formadoras de blooms, algunas como Pseudo-nitzschia spp., Phaeocystis cf. cordata, y Alexandrium cf. minutum llegaron a alcanzar altas densidades.Esta tesis demuestra que las concentraciones de nutrientes de la zona costera de Gandia pueden permitir una alta producción primaria e incluso en las condiciones adecuadas de confinamiento para promover la proliferación de microalgas, algunas de ellas potencialmente dañinas.Los datos sugieren que los nutrientes orgánicos pueden ejercer un papel importante en el desarrollo de algunas microalgas como las del género Pseudo-nitzschia.Es conveniente, tener en cuenta en futuras investigaciones el papel del reservorio de materia orgánica / [CAT] L'enriquiment en nutrients afecta globalment a tots els ecosistemes aquàtics i, especialment als estuaris i àrees costaneres.Esta fertilització indueix a canvis en la biota i el seu hàbitat. Aquests canvis variaran en funció de les característiques de les aigües receptores.La primera resposta a este enriquiment en nutrients s'observa en la comunitat fitoplantònica, veient-se alterada la seua composició i la seua densitat donant-se, fins i tot, processos de proliferació de microalgues amb conseqüències ambientals negatives, per a la pesca i per als usos recreatius.L'objectiu principal d'esta tesi va ser analitzar i quantificar la variabilitat temporal i espacial de la comunitat de fitoplàncton de l'àrea costanera de Gandia, al sud del Golf de València (Mediterrani occidental), com a resposta a les variacions fisicoquímiques de l'aigua, baix diferents condicions ambientals i, estudiar quines espècies podien ser susceptibles de proliferar.Aquesta àrea presenta la majoria de les entrades de nutrients, que afecten les àrees costaneres, descàrregues d'aigües residuals, aportacions fluvials i descàrregues d'aigües subterrànies procedents d'aqüífers.A més, els canals superficials que drenen l'aiguamoll de la Safor aboquen a les aigües confinades del Port.Per a aconseguir aquest objectiu, es va determinar la composició taxonòmica de la comunitat de fitoplàncton en 32 campanyes, des de juliol de 2009 fins a juliol de 2011.Es el primer treball realitzat en esta zona en què el fitoplàncton ha sigut estudiat fins al nivell d'espècie i amb una freqüència de mostratge tan elevada.Els resultats mostren que l'entrada de nutrients, principalment a través del riu Serpis i els canals que drenen l'aiguamoll, determinen la composició i abundància del fitoplàncton.Diversos factors ambientals com la temperatura de l'aigua, radiació, hidrodinamisme, així com les ràtios de nutrients influeixen en les diferents associacions de fitoplàncton i la seua dinàmica de proliferació.La comunitat va estar formada principalment per dos grups: diatomees i dinoflagel.lats, i es van identificar 126 tàxons.La concentració de dinoflagel.lats va augmentar en primavera com a conseqüència dels increments en la radiació i la temperatura de l'aigua.Les majors abundàncies de diatomees es van donar durant la tardor i l'hivern, i es van mantindre elevades a l'estiu.Probablement el factor que suporta esta abundància durant l'estació estival va ser la disponibilitat continuada de sílice per les aportacions d'aigües subterrànies, els intercanvis en la interfase aigua-sediment en zones poc profundes i els escolaments superficials, junt amb òptimes condicions de llum i temperatura.Els abocaments de la planta de tractament d'aigües residuals a través de l'emissari submarí i el riu Vaca no van tindre en general un impacte significatiu en el fitoplàncton degut a una major dilució amb les aigües del Mediterrani.A la platja Venècia es donaren les concentracions més altes de nutrients i fitoplàncton conseqüència del major temps de residència de l'aigua.El Port va proporcionar les condicions adequades de confinament per al desenvolupament de floracions de dinoflagel¿lats.A la platja Venècia i al Port es detectaren espècies potencialment danyonses i formadores de blooms, algunes com Pseudo-nitzschia spp., Phaeocystis cf. cordata, i Alexandrium cf. minutum van aconseguir concentracions per a les que hi ha precedents en quant a efectes tòxics o roïns sobre l'ecosistema o s'han iniciat mesures de mitigació o gestió en altres zones costaneres.Aquest estudi ha demostrat que les concentracions de nutrients en aquesta zona són suficients per a permetre una alta producció primària i, en condicions de confinament per a promoure la proliferació de microalgues tòxiques y/o potencialment danyoses.Els resultats indiquen la necessitat tindre en compte en futures investigacions el paper del reservori de matèria orgànic / Gadea Pérez, MI. (2016). Determinación de la influencia de los factores ambientales en las proliferaciones algales fitoplanctónicas en la zona costera de Gandia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63677 / TESIS

La ciudad de Ushuaia se desarrolla sobre la costa del Canal Beagle (Bahías Ushuaia, Encerrada y Golondrina). La ley de promoción industrial produjo un extraordinario crecimiento demográfico en las últimas décadas, con sustanciales cambios en el uso de la tierra, principalmente por la expansión urbana, industrial y nuevos usos turísticos. Todo el sector costero se encuentra sujeto al aporte de residuos cloacales e industriales debido a la falta de plantas de tratamiento de efluentes y al deficiente funcionamiento del sistema cloacal. Las excesivas cantidades de nutrientes y materia orgánica detectadas en la zona costera, son incorporadas al ambiente acuático a través de los cursos de agua naturales que atraviesan la ciudad, causando un fenómeno de eutrofización. En el marco de esta problemática ambiental, el objetivo de la presente Tesis Doctoral es caracterizar las posibles fuentes de eutrofización costera y determinar los efectos que éstas puedan generar sobre especies de crustáceos residentes por medio de bioensayos de toxicidad y del análisis de biomarcadores bioquímicos y fisiológicos, con el fin de evaluar su potencialidad como bioindicadores de la calidad ambiental. Se realizó un monitoreo bimestral de parámetros fisicoquímicos y microbiológicos para evaluar la calidad del agua de 12 puntos localizados en las principales cuencas de agua dulce de la ciudad. Los sitios con menor calidad de agua correspondieron a aquellos con mayor impacto antrópico, dado principalmente por la descarga de residuos domésticos sin tratamiento. Estos sitios son el dispersor cloacal, las desembocaduras del Arroyo Rodríguez sobre Bahía Ushuaia y del Arroyo Buena Esperanza sobre Bahía Encerrada, el turbal urbano y un rebalse del colector cloacal sobre Bahía Golondrina. También se incluyeron bioensayos de tolerancia a estresores ambientales (salinidad, pH y amonio) en tres especies de crustáceos: adultos del isópodo Exosphaeroma gigas y del anfípodo Paramoera sp., y larvas del decápodo Lithodes santolla. Alta supervivencia se registró en isópodos y anfípodos, a la vez que se detectaron cambios a nivel bioquímico (actividad de acetilcolinesterasa, catalasa y glutatión S-transferasa, y lipoperoxidación) y fisiológico (tasas de consumo de oxígeno y excreción nitrogenada). El registro de esta información de referencia o basal es imprescindible al momento de evaluar respuestas frente a contaminantes. Con relación a las larvas de L. santolla, si bien presentaron tolerancia a altas concentraciones de amonio, registraron cambios en la excreción de amonio así como también alteraciones en el ciclo de muda (variaciones en las frecuencias de muda y duración de los estadios). Finalmente, para evaluar posibles efectos de los efluentes costeros sobre la biota residente del intermareal, se realizaron bioensayos de laboratorio a diferentes concentraciones de efluentes con diferente perfil de impacto (desembocaduras de los Arroyos Rodríguez y Grande, y rebalse del colector cloacal sobre Bahía Golondrina). Las respuestas bioquímicas y fisiológicas encontradas en isópodos y anfípodos, en general, fueron más contundentes en las exposiciones a los efluentes con mayor grado de impacto. Por su adaptabilidad en laboratorio y su mayor tolerancia y sensibilidad frente a las condiciones de experimentación, los anfípodos podrían ser aptos para su utilización como bioindicadores. / La ciudad de Ushuaia se desarrolla sobre la costa del Canal Beagle (Bahías Ushuaia, Encerrada y Golondrina). La ley de promoción industrial produjo un extraordinario crecimiento demográfico en las últimas décadas, con sustanciales cambios en el uso de la tierra, principalmente por la expansión urbana, industrial y nuevos usos turísticos. Todo el sector costero se encuentra sujeto al aporte de residuos cloacales e industriales debido a la falta de plantas de tratamiento de efluentes y al deficiente funcionamiento del sistema cloacal. Las excesivas cantidades de nutrientes y materia orgánica detectadas en la zona costera, son incorporadas al ambiente acuático a través de los cursos de agua naturales que atraviesan la ciudad, causando un fenómeno de eutrofización. En el marco de esta problemática ambiental, el objetivo de la presente Tesis Doctoral es caracterizar las posibles fuentes de eutrofización costera y determinar los efectos que éstas puedan generar sobre especies de crustáceos residentes por medio de bioensayos de toxicidad y del análisis de biomarcadores bioquímicos y fisiológicos, con el fin de evaluar su potencialidad como bioindicadores de la calidad ambiental. Se realizó un monitoreo bimestral de parámetros fisicoquímicos y microbiológicos para evaluar la calidad del agua de 12 puntos localizados en las principales cuencas de agua dulce de la ciudad. Los sitios con menor calidad de agua correspondieron a aquellos con mayor impacto antrópico, dado principalmente por la descarga de residuos domésticos sin tratamiento. Estos sitios son el dispersor cloacal, las desembocaduras del Arroyo Rodríguez sobre Bahía Ushuaia y del Arroyo Buena Esperanza sobre Bahía Encerrada, el turbal urbano y un rebalse del colector cloacal sobre Bahía Golondrina. También se incluyeron bioensayos de tolerancia a estresores ambientales (salinidad, pH y amonio) en tres especies de crustáceos: adultos del isópodo Exosphaeroma gigas y del anfípodo Paramoera sp., y larvas del decápodo Lithodes santolla. Alta supervivencia se registró en isópodos y anfípodos, a la vez que se detectaron cambios a nivel bioquímico (actividad de acetilcolinesterasa, catalasa y glutatión S-transferasa, y lipoperoxidación) y fisiológico (tasas de consumo de oxígeno y excreción nitrogenada). El registro de esta información de referencia o basal es imprescindible al momento de evaluar respuestas frente a contaminantes. Con relación a las larvas de L. santolla, si bien presentaron tolerancia a altas concentraciones de amonio, registraron cambios en la excreción de amonio así como también alteraciones en el ciclo de muda (variaciones en las frecuencias de muda y duración de los estadios). Finalmente, para evaluar posibles efectos de los efluentes costeros sobre la biota residente del intermareal, se realizaron bioensayos de laboratorio a diferentes concentraciones de efluentes con diferente perfil de impacto (desembocaduras de los Arroyos Rodríguez y Grande, y rebalse del colector cloacal sobre Bahía Golondrina). Las respuestas bioquímicas y fisiológicas encontradas en isópodos y anfípodos, en general, fueron más contundentes en las exposiciones a los efluentes con mayor grado de impacto. Por su adaptabilidad en laboratorio y su mayor tolerancia y sensibilidad frente a las condiciones de experimentación, los anfípodos podrían ser aptos para su utilización como bioindicadores.

Este trabajo tiene dos partes. En primer lugar hemos construido un modelo de funcionamiento del sistema hídrico del Parque Natural de L'Albufera, un humedal situado en el litoral mediterráneo español cuyo elemento más característico es su lago central. Hemos denominado a dicho modelo Cabhal, acrónimo para Calidad de aguas y balance hídrico en L'Albufera. Este modelo incluye una cuantifiación de los aportes hídricos procedentes del ciclo natural y de las alteraciones producidas por el sistema de regadio y la presión urbana; una evaluación de entradas, salidas y variación en el almacenamiento, tanto en el lago, como en el sistema lago-arrozal; un análisis de la distribución espacial de los aportes hídricos; una cuantificación de las cargas contaminantes y un módulo de simulación de los procesos de calidad relacionados con su eutrofización. El modelo consta de seis módulos. Para su construcción hemos aplicado el principio de superposición y hemos considerando por separado el régimen natural (basado en el modelo Simpa del Cedex) y el régimen alterado. El módulo relativo al balance hídrico incluye cinco elementos tipo embalse: cuatro de ellos simulan los arrozales de los sectores de riego existente dentro del parque natural y el quinto el lago. Hemos añadido un módulo de distribución espacial y otro de cálculo de cargas basado en la formulación de concentraciones patrón para los diferentes tipos de aporte. El módulo de calidad de las aguas en el lago ha sido construido con el software de simulación bidimensional Sobek WQ de Deltares. En segundo lugar hemos utilizado el modelo Cabhal para generar series temporales, con paso mensual, de los principales indicadores del sistema, incluyendo volumen total de aportes hídricos, número de renovaciones anuales en su lago central, cargas externas y concentraciones medias de materia orgánica, fósforo y nitrógeno en los aportes hídricos. Hemos prestado especial atención a evaluar los indicadores a principios de los años setenta, época en que el lago pasó bruscamente a un estado de aguas turbias dominado por el fitoplancton, y tras la finalización de las principales infraestructuras de saneamiento y depuración. En esta investigación hemos partido de una hipótesis central: existen aspectos sustantivos de la evolución del estado trófico de L¿Albufera que sólo pueden ser explicados a partir de su relación con las infraestructuras del sistema hídrico. El modelo Cabhal puede ser empleado para el estudio de los requerimientos ambientales de L¿Albufera de València. / Mondría García, M. (2011). Infrastructuras y eutrofización en l'Albufera de València. El modelo Cabhal [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10527 / Palancia

La provisión sustentable de agua es esencial para la huma-nidad, tanto para consumo como para el funcionamiento y el crecimiento de sectores económicos basados en recursos naturales tales como la energía, la minería y la agricultura. Con el fin de preservar los recursos acuáticos para el presen-te y el futuro, el mantenimiento de la integridad del ecosis-tema debe ser un principio central en el manejo de los cuer-pos de agua dulce. En la presente tesis se desarrollan mo-delos biogeoquímicos basados en primeros principios, en el marco de problemas de optimización dinámica, con el objetivo de planificar políticas óptimas de restauración para cuerpos de agua. Estos modelos, que poseen numerosos parámetros, deben ajustarse a las condiciones de los sitios bajo estudio, para proveer luego predicciones confiables. En particular, el caso de estudio es el embalse Paso de las Piedras, un reservo-rio artificial construido para proveer de agua potable a las ciudades de Bahía Blanca y Punta Alta y a un polo petroquími-co, que presenta un marcado grado de eutrofización, con reiteradas proliferaciones masivas de algas. A lo largo de la te-sis, se formulan modelos ecológicos de creciente rigurosidad, sobre los cuales se lleva a cabo un análisis de sensitividad global para determinar los principales parámetros a identificar. A continuación, se formula un problema de estimación dinámi-ca de parámetros, que se resuelve con técnicas de optimiza-ción dinámica con enfoque simultáneo. El modelo se valida posteriormente con datos adicionales del embalse. La siguien-te etapa consiste en la formulación de problemas de optimiza-ción dinámica cuyas restricciones diferenciales algebraicas están constituidas por el modelo ecológico desarrollado. El objetivo, en todos los casos, es la reducción de la concentra-ción de fitoplancton y de nutrientes en el cuerpo de agua, mediante la determinación de perfiles óptimos de las variables de control que se corresponden con la aplicación de técnicas de restauración externas (a través del empleo de un humedal artificial para reducción de la carga de nutrientes) y su combi-nación con técnicas internas (biomanipulación y aireación de las capas inferiores). Finalmente, se formula un problema de control óptimo en el cual se extiende el modelo ecológico desarrollado para incluir las dinámicas de zooplancton y peces, de forma tal de proveer una descripción detallada de las estrategias de restauración, así como los costos opera-tivos asociados. Los resultados obtenidos para el caso de estudio muestran que la biomanipulación a través de la remo-ción de peces zooplanctívoros es la técnica más económica y efectiva para controlar el crecimiento algal. / Access to clean, sustainable supplies of water is essential for humans, both as drinking water and for the operation and growth of major natural resource sectors, such as energy, mining, forest and agriculture. Alterations to the timing and volumes of flow, quality, and temperature of freshwater affect both aquatic and terrestrial ecosystems. To safeguard water resources for present and future uses, water bodies must be managed with maintenance of the integrity of ecosystems as a core principle. In this work, ecological me-chanistic and first-principle based models are formulated wi-thin a dynamic optimization framework to determine restoration strategies for water bodies. These models have a large number of physical, chemical and kinetic parameters that need to be tuned to the specific site conditions to be able to provide reliable predictions. In particular, the case study is an eutrophic reservoir, Paso de las Piedras, which has been built to supply drinking water to more than 450,000 inhabitants of two cities in Argentina (Bahía Blanca and Punta Alta) and for industrial proposes at a petrochemical complex nearby. As a first step, a global sensitivity analysis is performed to deter-mine main model parameters that have to be identified. The second step includes the formulation of a parameter estimation problem within a simultaneous dynamic optimization frame-work, based on collected data from the Reservoir, as well as model validation with an additional data set. Successive optimal control problems are formulated, constrained by the calibrated ecological model, to reduce phytoplankton and nu-trient concentration within the water body. Control variables are associated to the different restoration strategies that include nutrient loading decrease through derivation of part of a tributary to a wetland, biomanipulation and hypolimnetic aeration. Finally, the initial ecological model is extended to include zooplancton and zooplanktivorous fish dynamics to provide a more detailed planification of restoration strategies, as well as their associated operating costs. Numerical results enforce the fact that biomanipulation is the most effective and economical strategy to control algae growth in the case under study.

Nowadays, eutrophication is the main problem affecting most our rivers and lakes. This has many negative effects on the affected ecosystems, such as high turbidity of the waters, an increase of algae biomass and a significant loss of the biodiversity, specially submerged aquatic vegetation. A clear example is the Albufera of Valencia Lake, a water body of extremely high ecological value. When the EU Water Framework Directive (2000/60/CE) came into force, the member states were required to protect, enhance and regenerate all surface water bodies, in order to achieve a good ecological and chemical status of these. Measures carried out to mitigate and control the eutrophication in aquatic ecosystems have been based generally on reducing external nutrient loads (mainly N and P), as these have historically been considered the main cause of eutrophication. Examples of these measures are the advances in urban wastewater treatment systems or the construction of artificial wetlands in the lower parts of the basins in order to intercept and reduce diffuse pollution. However despite implementing these necessary measures, the water quality improvement is not always achieved. This is due to the internal loads, i.e. nutrients released into the water column from sediments and from the phytoplankton biomass decomposition, can maintain this state and delays the recovery of aquatic ecosystems. This PhD Dissertation evaluates the use of constructed wetlands (CWs) to reduce nutrients and phytoplankton from eutrophic waters, and its implementation as an instrument for the improvement of water quality in damaged aquatic ecosystems. The study is focused on Tancat de la Pipa, a Natural Reserve located in the Natural Park of l'Albufera de Valencia, where three free water surface constructed wetlands (FWSCWs) have been built to treat the waters from Albufera of Valencia Lake. These CWs are also designed to improve and increase the biodiversity of habitat and wildlife. In this study is carried out a detailed analysis of the main factors (operational or environmental) that influence on the removal efficiencies achieved by these HAFS, in order to optimize its operation and propose recommendations for the management and design of FWSCWs to treat eutrophic waters. One of the main results of this study is the confirmation of the capacity of these systems to improve the eutrophic water quality and additionally their use as a buffer zone for diffuse pollution, specially agricultural runoff. / En la actualidad, la eutrofización es el principal problema que afecta a una gran parte de nuestros ríos y lagos. Ésta trae consigo numerosos efectos negativos sobre los ecosistemas a los que afecta, como por ejemplo, una elevada turbidez de las aguas, un incremento de la biomasa algal y una pérdida significativa de biodiversidad, especialmente de la vegetación subacuática. Un claro ejemplo es el lago de l'Albufera de Valencia, una masa de agua de incalculable valor ecológico. Con la entrada en vigor de la Directiva Marco del Agua (2000/60/CE), los estados miembros fueron instados a proteger, mejorar y regenerar todas las masas de agua superficial, con el objeto de alcanzar un buen estado ecológico y químico de las mismas. Las medidas llevadas a cabo para mitigar y controlar la eutrofización de los ecosistemas acuáticos se han centrado, generalmente, en reducir las cargas externas de nutrientes (principalmente N y P), dado que históricamente éstas se han considerado como la principal causa de eutrofización. Ejemplos de estas medidas son los avances en los sistemas de tratamientos de las aguas residuales urbanas o la construcción de humedales artificiales en las partes bajas de las cuencas para interceptar y reducir la contaminación difusa. No obstante, estas medidas, aunque necesarias, no siempre son suficientes para lograr mejorar la calidad de las aguas. Esto se debe a que las cargas internas de los propios ecosistemas eutrofizados (nutrientes liberados desde los sedimentos y desde la descomposición de la alta biomasa fitoplanctónica) pueden mantener este estado e impedir su recuperación. En la presente Tesis Doctoral se evalúa el uso de humedales artificiales (HA) para reducir los nutrientes y el fitoplancton de las aguas eutrofizadas, y su aplicabilidad como instrumento para la mejora de la calidad de las aguas de los ecosistemas acuáticos perjudicados. El estudio se centra en el Tancat de la Pipa, una Reserva Natural que se encuentra dentro del Parque Natural de l'Albufera de Valencia, y en la que se han construido tres humedales artificiales de flujo superficial (HAFS) para tratar las aguas del lago de l'Albufera de Valencia. Estos HA también están destinados a mejorar e incrementar la biodiversidad del hábitat y de la vida silvestre. En este trabajo se realiza un análisis pormenorizado de los principales factores (operacionales o ambientales) que influyen en las eficiencias de eliminación alcanzadas por estos HAFS, con la finalidad de optimizar su funcionamiento y proponer recomendaciones para la gestión y diseño de HAFS destinados al tratamiento de este tipo de aguas. Uno de los principales resultados de este estudio es la confirmación de la capacidad de estos sistemas para mejorar la calidad de las aguas eutróficas y además, para emplearlos como zona de amortiguación de la contaminación difusa, especialmente de la escorrentía agrícola. / En l'actualitat, l'eutrofització és el principal problema que afecta a una gran part dels nostres rius i llacs. Aquesta té nombrosos efectes negatius sobre els ecosistemes als que afecta, com per exemple, una elevada terbolesa de les aigües, un increment de la biomassa algal i una pèrdua significativa de biodiversitat, especialment de la vegetació subaquàtica. Un clar exemple és el llac de l'Albufera de València, una massa d'aigua d'incalculable valor ecològic. Amb l'entrada en vigor de la Directiva Marc de l'Aigua (2000/60/CE), els estats membres van ser instats a protegir, millorar i regenerar totes les masses d'aigua superficial, amb l'objectiu d'aconseguir un bon estat ecològic i químic de les mateixes. Les mesures dutes a terme per a mitigar i controlar l'eutrofització dels ecosistemes aquàtics s'han centrat, generalment, en reduir les càrregues externes de nutrients (principalment N i P), perquè històricament aquestes han sigut considerades la principal causa d'eutrofització. Exemples d¿aquestes mesures són els avanços en els sistemes de tractaments de les aigües residuals urbanes o la construcció d'aiguamolls artificials en les parts baixes de les conques per a interceptar i reduir la contaminació difusa. No obstant això, aquestes mesures, encara que necessàries, no sempre són suficients per a aconseguir millorar la qualitat de les aigües. Açò es relaciona amb que les càrregues internes dels propis ecosistemes eutròfics (nutrients alliberats des dels sediments i des de la descomposició de l'alta biomassa fitoplanctónica) poden mantenir aquest estat i impedir la seua recuperació. En la present Tesi Doctoral s'avalua l'ús d'aiguamolls construïts (AC) per a reduir els nutrients i el fitoplàncton de les aigües eutròfiques, i la seua aplicabilitat com a instrument per a la millora de la qualitat de les aigües dels ecosistemes aquàtics perjudicats. L'estudi se centra al Tancat de la Pipa, una Reserva Natural localitzada a l'interior del Parc Natural de l'Albufera de València, i en la què s'han construït tres aiguamolls construïts de flux superficial (ACFS) per a tractar les aigües del llac de l'Albufera de València. Aquests ACFS estan també destinats a millorar i incrementar la biodiversitat de l'hàbitat i de la vida silvestre. En aquest treball es realitza un anàlisi detallat dels principals factors (operacionals o ambientals) que influeixen en les eficiències d'eliminació aconseguides per aquests ACFS, amb la finalitat d'optimitzar el seu funcionament i proposar recomanacions per a la gestió i el disseny d'ACFS destinats al tractament d'aquest tipus d'aigües. Un dels principals resultats d'aquest estudi és la confirmació de la capacitat d'aquests sistemes per a millorar la qualitat de les aigües eutròfiques i a més, per a emprar-los com a zona d'amortiment de la contaminació difusa, especialment de l'escorrentia agrícola. / Oliver Rajadel, N. (2017). Estudio de los Humedales Artificiales de Flujo Superficial del Tancat de la Pipa como instrumentos para la restauración ambiental del lago de l'Albufera de Valencia [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90400 / TESIS

[ES] La presente tesis doctoral tiene como objetivo la utilidad de restos vegetales de origen agrícola y no agrícola para la eliminación de fósforo de las aguas residuales, y con ello reducir la eutroficación del lago de l'Albufera de Valencia, en el este de España. Bajo el concepto de Economía Circular, la cual se basa en reducir la entrada de materiales y la generación de desechos en sistemas productivos, los restos vegetales son utilizados para la producción de energía renovable en plantas de biomasa, una vez incinerados en estas plantas los restos vegetales pasan a ser un residuo, la ceniza. Se han estudiado las cenizas de materiales vegetales agrícolas como es la paja de arroz y los restos de podas de vegetación invasora como es el carrizo, ambos procedentes del Parque Natural de l'Albulfera de Valencia. Además, se han utilizado cenizas de una planta de biomasa de la comarca del Rincón de Ademuz, en el interior de la provincia de Valencia, alimentada con restos vegetales agrícolas como son la paja de trigo, paja de cebada y madera de plantaciones de paulonia cultivadas para la producción de bioenergía. Para poder reducir la concentración de fósforo del agua, se ha seleccionado el proceso que hoy en día más posibilidades tiene de ser un sistema de bajo coste y alta eficiencia como es la adsorción. Mediante las isotermas de adsorción de Langmuir, Freundlich y Tempkin se han determinado las capacidades de adsorción de fósforo, llegando a una reducción de fosforo de hasta casi del 99%, siendo la isoterma de Langmuir la que mejor ajuste posee al proceso de adsorción de fósforo. Por último, el residuo producido en el proceso de depuración, que es la ceniza con alta concentración de fosforo, puede ser utilizada para la fertilización de campos agrícolas. / [CAT] La present tesi doctoral té com a objectiu la utilitat de restes vegetals d'origen agrícola i no agrícola per a l'eliminació de fòsfor de les aigües residuals, i amb això reduir l'eutrofització del llac de l'Albufera de València, en l'est d'Espanya. Sota el concepte d'Economia Circular, la qual es basa a reduir l'entrada de materials i la generació de deixalles en sistemes productius, les restes vegetals són utilitzats per a la producció d'energia renovable en plantes de biomassa, una vegada incinerats en aquestes plantes les restes vegetals passen a ser un residu, la cendra. S'han estudiat les cendres de materials vegetals agrícoles com és la palla d'arròs i les restes de podes de vegetació invasora com és el canyís, tots dos procedents del Parc Natural de l'Albulfera de València. A més, s'han utilitzat cendres d'una planta de biomassa de la comarca del Racó d'Ademús, a l'interior de la província de València, alimentada amb restes vegetals agrícoles com són la palla de blat, palla d'ordi i fusta de plantacions de paulonia cultivades per a la producció de bioenergia. Per a poder reduir la concentració de fòsfor de l'aigua, s'ha seleccionat el procés que hui dia més possibilitats té de ser un sistema de baix cost i alta eficiència com és l'adsorció. Mitjançant les isotermes d'adsorció de Langmuir, Freundlich i Tempkin s'han determinat les capacitats d'adsorció de fòsfor, arribant a una reducció de fòsfor de fins a quasi del 99%, sent la isoterma de Langmuir la que millor ajust posseeix al procés d'adsorció de fòsfor. Finalment, el residu produït en el procés de depuració, que és la cendra amb alta concentració de fòsfor, pot ser utilitzada per a la fertilització de camps agrícoles. / [EN] The objective of this doctoral thesis is the use of vegetable remains of agricultural and non-agricultural origin for the elimination of phosphorus from wastewater, and thereby reduce the eutrophication of the lagoon of l'Albufera de Valencia, in eastern Spain. Under the concept of Circular Economy, which is based on reducing the entry of materials and the generation of waste in production systems, plant remains are used for the production of renewable energy in biomass plants, once the remains are incinerated in these plants. Vegetables become a residue, the ash. The ashes of agricultural plant materials such as rice straw and the remnants of pruning of invasive vegetation such as reed have been studied, both from the Natural Park of l'Albulfera de Valencia. In addition, ashes from a biomass plant from the Rincón de Ademuz region, in the interior of the province of Valencia, have been used, fed with agricultural plant remains such as wheat straw, barley straw and wood from cultivated paulownia plantations for the bioenergy production. In order to reduce the phosphorus concentration of the water, the process that today has the most possibilities of being a low-cost and high-efficiency system, such as adsorption, has been selected. By means of the adsorption isotherms of Langmuir, Freundlich and Tempkin, the phosphorus adsorption capacities have been determined, reaching a reduction of phosphorus of up to almost 99%, being the Langmuir isotherm the one that best fits the phosphorus adsorption process. Finally, the residue produced in the purification process, which is ash with a high concentration of phosphorus, can be used for the fertilization of agricultural fields. / Carricondo Antón, JM. (2020). Utilización de residuos vegetales para la eliminación de fósforo en aguas residuales mediante procesos de adsorción [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/158614 / TESIS