En esta Tesis se evalúa por primera vez la sensibilidad de una especie del Phylum Nematomorpha a contaminantes de origen antrópico. La especie estudiada, Chordodes nobilii, pertenece a la Clase Gordiida. Considerando que en la cuenca del río Sauce Grande (Sierra de la Ventana, Provincia de Buenos Aires) se ha observado una disminución en la abundancia y diversidad de gordiidos y que no existe información previa sobre el efecto de los contaminantes sobre el ciclo vital del grupo, el objetivo principal de la tesis fue evaluar el efecto de distintas variables (ambientales y antrópicas) sobre el ciclo de vida de Chordodes nobilii. Los estudios realizados se basaron en la hipótesis de que los Gordiida son vulnerables a la disminución de la calidad del agua de su hábitat. El estrés ambiental afecta su capacidad de infección y su abundancia en los ambientes acuáticos donde habitan y altera, así, el desarrollo normal del grupo. Se propuso como objetivo la evaluación del efecto de contaminantes de origen antrópico y del rango de tolerancia térmica en las distintas etapas de vida libre (embriones, larvas y adultos) de C. nobilii. / This Thesis evaluates the sensibility of a species of Phylum Nematomorpha to anthropogenic pollutants for the first time. The studied species, Chordodes nobilii, belongs to the Phylum Nematomorpha, class Gordiida. Considering that there has been a noted decrease in the amount and diversity of gordiidos in the Sauce Grande river basin (Sierra de la Ventana, Buenos Aires) and that there is no prior information about the effect of contaminants on the life cycle of the group, the aim of this thesis was to evaluate the effect of different variables (environmental and antropic) on the life cycle of Chordodes nobilii. The conducted studies were based on the hypothesis of Gordiida being vulnerable to decreases in the quality of the water they inhabit. Environmental stress affects their infective capacity and their numbers in their aquatic habitat. The evaluation of the effects of contaminants of antropic origin and of the range of termic tolerance in the different free-living stages (embryos, larvae and adults) of C. nobilii was proposed as the aim of this thesis.

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Plodia interpunctella Hübner (Lepidoptera, Pyralidae), también conocida como la polilla de la fruta seca, es un insecto cosmopolita que ocasiona importantes daños en frutas secas, granos, harinas y productos manufacturados derivados. El control de este insecto plaga se realiza tradicionalmente a través de insecticidas de síntesis orgánica. Sin embargo, el uso intensivo de estos productos ha generado varios problemas, entre los que se pueden citar: el desarrollo de resistencia, la contaminación ambiental, daños en la salud humana y la eliminación de potenciales controladores biológicos. Estas circunstancias han llevado a replantear las estrategias de manejo de este insecto y a buscar nuevas metodologías de control, que sean menos perjudiciales para el ambiente y la salud humana. En este contexto, este trabajo propone desarrollar nuevas nanoformulaciones basadas en aceites esenciales (AE) con actividad insecticida en P. interpunctella y evaluar los efectos ecotoxicológicos de estos productos en organismos no blanco tales como Tenebrio molitor y Artemia salina y en células de mamíferos del tipo osteoblástico. En consecuencia, se evaluó la actividad insecticida de los AE de Citrus bergamia Risso (Sapindales, Rutaceae) (Bergamota), Lavandula angustifolia Mill. (Lamiales, Lamiaceae) (Lavanda), Mentha piperita L. (Lamiales, Lamiaceae) (Menta), Geranium maculatum L. (Geraniales, Geraniaceae) (Geranio), Cymbopogon martinii (Roxb.) Wats (Poales, Poaceae) (Palmarosa) y Eucalyptus globulus Labill. (Myrtales, Myrtaceae) (Eucalipto) en larvas del IV estadio y adultos de P. interpunctella. Se utilizaron dos metodologías: exposición a superficies tratadas y aplicación tópica. Los AE de geranio, menta y palmarosa tuvieron los valores de CL50 más bajos en adultos de P. interpunctella para el ensayo de toxicidad por exposición a superficies tratadas. Sin embargo, para el caso de las larvas del IV estadio tanto en el ensayo por exposición a superficies tratadas como en el ensayo por vía tópica, ningún AE mostró una mortalidad mayor al 20%, incluso a las máximas dosis. Finalmente y en el caso particular de los adultos de P. interpunctella que se trataron por vía tópica se observó que la variabilidad de los resultados obtenidos fue muy grande. Por esta razón se descartó para el resto de la tesis este tipo de ensayos en adultos. En base a los datos obtenidos en el ensayo por exposición a superficies tratadas en adultos de P. interpunctella se procedió a seleccionar a los AE de geranio, menta y palmarosa para ser nanoformulados. En lo que respecta a la obtención de nanopartículas (NP) poliméricas, se eligió al PEG-6000 como sustrato matricial y mediante el método de fusión-dispersión se obtuvieron las NP de PEG-6000 cargadas con AE (NPAE). Las NPAE de palmarosa tuvieron un tamaño de 191 nm, mientras que las de geranio de 259 nm. Ambas NP mostraron una eficiencia de cargado (EC) cercana al 90% y fueron monodispersas. Por su parte, las NP de menta tuvieron un tamaño de 380 nm, fueron polidispersas y su EC fue del 72%. Una vez obtenidas las NPAE se probaron mediante ensayos de exposición a superficies tratadas y por exposición a vapores en larvas del IV estadio y adultos de P. interpunctella. Además se estudió, en ambos ensayos, el efecto de la temperatura de post-aplicación a 17, 24 y 31 °C. Uno de los resultados más destacables es que a todas las temperaturas, las NPAE potenciaron el efecto insecticida por exposición a superficies tratadas en adultos P. interpunctella, en relación con los AE libres, entre 1,54 y 3,54 veces. Por otra parte, en el caso del ensayo por exposición a vapores, solo las NPAE de palmarosa y menta incrementaron el efecto insecticida de los AE, entre 1,26 y 4,45 veces. Sin embargo, es para destacar que el AE de palmarosa fue el que mostró el mayor efecto insecticida y su temperatura óptima de post aplicación fue de 17 °C. A su vez, sus NPAE también presentaron a esta temperatura la mayor actividad insecticida convirtiéndose así en las más efectivas de este estudio. Finalmente, se demostró que la temperatura tuvo un efecto significativo sobre la actividad insecticida de los AE y de sus NP cuando estos productos se usaron en el ensayo por exposición a superficies tratadas sobre adultos de P. interpunctella. No se registró efecto alguno de la temperatura post-aplicación cuando las NPAE se emplearon en los ensayos por exposición a vapores. Los AE de geranio, menta y palmarosa también se formularon como nanoemulsiones (NEs) utilizando Tween 80 como surfactante y la técnica de ultrasonido. Para la elaboración de las NEs las condiciones optimizadas de la sonda ultrasonido fueron: 65 W de potencia, ciclos de 30 “on”/ 20 “off”, tiempo total de sonicación de 2 min y distancia óptima de la sonda ultrasónica de 3,7 cm. En lo que respecta a estas formulaciones, las NEs de geranio elaboradas con una relación AE:Tween 80 de 1:2 tuvieron tamaños de gota de ≈14 nm, fueron monodispersas, de aspecto transparente y comenzaron a perder su estabilidad a los 120 días. En cuanto a las NEs de menta formuladas con una relación AE:Tween 80 de 1:2 mostraron tamaños de gota ≈33 nm, fueron polidispersas y de aspecto macroscópico transparente. En cuanto a la estabilidad de estas NEs, se observó un proceso de separación de fases a los 60 dias de haber sido formuladas. Finalmente los nanosistemas elaborados con el AE de palmarosa no fueron estables ni translúcidos con la relación AE: Tween 80 de 1:2. Es por esto que para no modificar las condiciones de ultrasonido, se procedió a enriquecer la mezcla con acetato de linalilo (AL). Cuando este componente enriqueció al AE de palmarosa en un 50%, se obtuvieron NEs con tamaños de gota de ≈14 nm, monodispersas, de aspecto macroscópico transparente y estables durante 120 días. En relación a la actividad insecticida de estos productos, los resultados mostraron que las NEs combinadas con β-cipermetrina potenciaron el efecto tóxico, con respecto al piretroide solo y a este combinado con los AE en larvas del IV de P. interpuctella. Por otra parte se estudiaron aspectos ecotoxicológicos de las NAPAE y NEs a través de ensayos con distintos organismos no blanco y en células de mamíferos. Con respecto a las NPAE y a las NEs se observó que estas nanoformulaciones no generaron efectos tóxicos a las dosis ensayadas en larvas de Tenebrio molitor L. Coleoptera, Tenebrionidae). En cuanto a los estudios de las nanoformulaciones en Artemia salina L. (Anostraca, Artemiidae) los resultados fueron heterogéneos. Por un lado, las NPAE del AE de geranio resultaron ser inocuas, mientras que las NEs de este AE tuvieron una alta toxicidad en este crustáceo, incluso a bajas dosis. El caso contrario fue el de las NPAE de menta y palmarosa que resultaron ser tóxicas a bajas dosis (< 25ppm). Sin embargo, las NEs de menta y palmarosa + AL mostraron valores de CL50 muchos más altos que los encontrados en el ensayo con Cx. p. pipiens, demostrando una toxicidad diferencial. Con respecto a los estudios relacionados con las células de mamíferos de tipo osteoblástico, luego de 24 h, las NEs de menta y palmarosa + AL redujeron la viabilidad celular levemente, siendo este efecto aún más pronunciado con las NEs de geranio. Luego de 72 h, las células expuestas a Tween 80 y a las NEs de menta y palmarosa + AL, exhibieron un aumento significativo en la viabilidad celular en comparación con las células del control. Por otra parte, las NEs de geranio redujeron significativamente la viabilidad celular. Finalmente a las 168 h, solo las NEs de geranio redujeron significativamente la viabilidad celular. A estos tiempos de exposición no se hallaron diferencias significativas entre el resto de los tratamientos y los controles. En el marco del desarrolloo de nuevas estrategias de manejo de insectos plaga, las nanoformulaciones basadas en AE han incrementado su importancia como nuevos insecticidas bioracionales. Según los resultados obtenidos las NPAE y NEs, elaboradas en el marco de esta tesis, son practicamente atóxicas para organismos no blanco, como A. salina y T. molitor y podrían considerarse bioinsecticidas potenciales para el manejo integrado de P. interpuctella. / The Indian meal moth, Plodia interpunctella Hübner (Lepidoptera, Pyralidae) is a cosmopolitan major economic insect pest of stored products. The larvae prefers to feed on broken grains and especially on milled products such as flour, breakfast foods, stored cereal products, dried vegetables and fruits, processed foods and meals. Generally, the control of this insect pest in storage systems depends on synthetic insecticides. However, their indiscriminate application contributed to environmental contamination and pest resistance and affected nontarget organisms. Essential oils (EO) appear as new ecofriendly insecticides, which show good biological activity against insect pest. Consequently, they become a complementary method for integrated pest management strategies (IPM). The overall objective was to develop new bioinsecticides nanoformulations that can be used for a safer management of P. interpunctella as well as an improvement in the knowledge of the econanotoxicological field. This study evaluated the chemical constituents and bioactivity of six essential oils namely Citrus bergamia Risso (Sapindales, Rutaceae) (Bergamot), Lavandula angustifolia Mill. (Lamiales, Lamiaceae) (Lavender), Mentha piperita L. (Lamiales, Lamiaceae) (Peppermint), Geranium maculatum L. (Geraniales, Geraniaceae) (Geranium), Cymbopogon martinii (Roxb.) Wats (Poales, Poaceae) (Palmarosa) and Eucalyptus globulus Labill. (Myrtales, Myrtaceae) (Eucalyptus) against larvae IV and adults of P. interpunctella. The EO were topically applied or were evaluated in contact toxicity bioassays. The contact toxicity order was palmarosa > geranium > peppermint > lavender > bergamot > eucalyptus in adults of P. interpuctella. However, when EO were topically applied or were evaluated in contact toxicity bioassays against larvae IV, the EO showed less than 20% of mortality even at the highest doses. In topically assays with P. interpunctella adults, the results were variable. In this sense, topically assays with P. interpunctella adults were not performed in the thesis. Based on these results, geranium, peppermint and palmarosa oils were further evaluated for essential oils polymeric nanoparticles (EOPN) and nanoemulsion (NEs) elaboration. EOPN were elaborated by the melt-dispersion method using polyethylene glycol 6000 (PEG 6000) as matrix system in PEG 6000: EO ratio 10: 1. The first step of the study was the characterization of the EOPN. The EOPN sizes from palmarosa were 191 nm, followed by geranium (259 nm) and peppermint EOPN (381 nm). Palmarosa and geranium EOPN were monodisperse and the loading efficiency (LE) showed values close to 90%. On the other hand, peppermint EOPN were polydisperse and the LE was > 70%. The aim of second chapter was to evaluate the insecticidal activity of EO and EOPN on P. interpunctella adults at different environmental temperatures (17, 24 and 31 °C). In the contact toxicity bioassay, all EOPN significantly increase the insecticidal activity of the bioactive compounds from 1.54 to 3.54 times. In the case of fumigant assays, just palmarosa and peppermint potentiated the biological activity from 1.26 to 4.45 times. It has been found that palmarosa EO and EOPN presented the highest insecticidal activity and the optimal post application temperature was 17 °C. It was also observed that the temperature had a significant effect on the insecticidal activity of the EO and EOPN when applied by contact. However, this effect could not observe in fumigant bioassay. Geranium, peppermint and palmarosa EO were also formulated as nanoemulsions (NEs) using Tween 80 (surfactant) and ultrasound. For NEs elaboration, the ultrasound parameters were optimized: ultrasound power = 65 W, sonication time = 2 min, cycles = 30 on/20 off and ultrasonic probe distance = 3.7 cm. Transparent NEs of geranium EO were achieved using 1:2 oil-surfactant ratios. These nanosystems measured 13.58 nm, were monodisperse and stable for 60 days. Moreover, after 120 days of storage, NEs began to lose stability. In case of peppermint EO, transparent NEs were formulated using a 1:2 peppermint EO/Tween 80 ratio. These NEs showed sizes of 33.97 ± 33.16 nm and the PDI value of 0.424 ± 0.008, and were stable after 30 days. The NEs lost stability after 60 days. It is important to point out that the palmarosa EO alone at the highest Tween 80 ratio (1:2) was unable to produce stable and transparent NEs. The addition of linalyl acetate (LA) to the coarse emulsion made the NEs production possible with the same ultrasound parameters. When the ratio of LA was 50%, the palmarosa + LA NEs were transparent. Moreover, the NEs measured 14.73 nm and were monodisperse. According to bioassays, the NEs combine with β-cypermethrin enhance the toxicity of EO against larvae IV of P. interpunctella. Finally, it was also evaluated the potential influence of EOPN and NEs on the non target aquatic model Artemia salina, L. (Anostraca: Artemiidae), and on the terrestrial model Tenebrio molitor L. (Coleoptera: Tenebrionidae). The results from the ecotoxicology assay in T. molitor indicated that EOPN and NEs did not have toxic effect on this terrestrial model. However, the ecotoxicology assay in A. salina showed different results. On the one hand, geranium EOPN were not harmful for A. salina; on the other hand, NEs were toxic even at the lowest doses. Nevertheless, peppermint and palmarosa EOPN were toxic even at the lowest doses, though their NEs showed CL50 values higher than the values found in Cx. p. pipiens assay. In the context of the biosafety evaluation of these novel nanofomulations, the viability of cell culture exposed to NEs was also evaluated. After 24 h, the treated cells with peppermint and palmarosa + AL NEs showed a significant slowdown on the cell viability rate. The geranium NEs had a stronger effect in this variable. Nevertheless, after 72 h, cells exposed to Tween 80 and NEs exhibited a significant increase in the cell viability rate compared with control. However, geranium NEs showed a higher reduction in the cell viability rate. After 168 h, the NEs did not have a significant effect on the cell viability when compared with control and control + Tween 80. Though, the geranium NEs showed similar results as 72 h assay. The potential uses of nanoformulations based on EOs as novel bioinsecticides responds to the new socioproductive conditions and fulfill the demands of new ecofriendly pest management tools. In this sense, this work shows that the EOPN and NEs are relatively safe for nontarget organisms, such as A. salina and T. molitor and could be act as a new bioinsecticides for the management of P. interpunctella.

Uno de los principales factores que amenazan a los anfibios es la contaminación del medio por diferentes sustancias químicas, lo que hace necesario incrementar el conocimiento que se tiene del impacto de estos compuestos sobre los anfibios.En la presente Tesis Doctoral se estudió el impacto, en diferentes condiciones experimentales, del cloruro amónio, nitrito sódico y nitrato sódico, de manera aislada o combinada, sobre la rana común, Pelophylax perezi (Seoane, 1885). Además, se intentó proporcionar una visión general de los efectos de la contaminación sobre los anfibios mediante la realización de un meta-análisis.Los resultados obtenidos permiten concluir que la contaminación afectó negativamente a la supervivencia de los anfibios y a otros parámetros subletales. Sin embargo, la contaminación puede conducir la evolución de los anfibios. Finalmente, las condiciones experimentales demostraron tener una gran importancia a la hora de establecer el impacto de un agente estresante sobre los anfibios. / Chemical pollution is one of the major factors threatening amphibians, which makes necessary to perform further studies to assess its impact on amphibians.The present PhD thesis looks at the impact, in different experimental venues, of ammonium chloride, sodium nitrite and sodium nitrate, either isolated or combined, on the Iberian water frog, Pelophylax perezi (Seoane, 1885). Moreover, an overview of pollution effects on amphibianswas provided by conducting a meta-analysis.The results obtained allowed to conclude that pollution negatively affected amphibian survival, as well as other sublethal endpoints. Neverthelesss, pollution may drive the evolution in amphibians. Finally, experimental venues were revealed to show a great relevance when assessing the impact of a stressing factor on amphibians.

Derivat de 3 capítols de la tesi s'han publicat dos articles en revistes científiques i un capítol de llibre: Chapter 3, pg. 61 : Corcoll et al. 2012-HdB Environ Chem-book chapter 4 Chapter 4, pg. 81: Corcoll et al. 2011- Chl-a fluorescence parameters as biomarkers of metal toxicity in fluvial biofilms Chapter 5, pg. 117: Corcoll et al. 2012- The effect of metals on photosynthesis processes and diatom metrics on biofilm from a metal-contaminated river / Metal pollution in rivers is in great concern with human activities in the fluvial watershed. This thesis aims to investigate the potential use of chl-a fluorescence parameters as biomarkers of metal toxicity, and to find cause-effect relationships between metal exposures, other environmental factor (i.e. light), and functional and structural biofilm responses. This thesis demonstrates that the use of chl-a fluorescence parameters allows detect early effects on biofilms caused by zinc toxicity, both in the laboratory as in polluted rivers. In microcosm experiments, the use of chl-a fluorescence parameters allows evaluates structural changes on photosynthetic apparatus and in algal groups’ composition of biofilms long-term exposed to zinc. In order to evaluate the effects of chronic metal pollution in rivers, it is recommended the use of biofilm translocation experiments and the use of a multi-biomarker approach. / La contaminació per metalls en els rius està principalment lligada a l’activitat humana que té lloc a la conca fluvial. Aquesta tesi té per objectiu principal avaluar l'ús potencial dels paràmetres de fluorescència de la chl-a com a biomarcadors de toxicitat per metalls, i trobar relacions causa-efecte entre l’exposició dels metalls, altres factors ambientals (ex. la llum), i les respostes funcionals i estructurals del biofilms. Aquesta tesi demostra que els paràmetres de fluorescència de la chl-a permeten detectar alteracions ràpides del biofilm causades per la toxicitat del zinc, tan al laboratori com en rius contaminats. En microcosmos, els paràmetres de fluorescència de la chl-a permeten avaluar canvis estructurals en l’aparell fotosintètic i en la composició dels grups algals dels biofilms exposats crònicament al zinc. Per avaluar els efectes de la contaminació crònica per metalls en rius es recomana fer experiments de translocació de biofilms i utilitzar una aproximació de multi-biomarcador.

L’objectiu general d’aquesta tesi ha estat avaluar l’aplicabilitat de bioassajos específics i un bioassaig estandarditzat genèric en mostres de diferents matrius ambientals. D’aquesta manera es pretén complementar la informació obtinguda de les anàlisis químiques per tal de poder establir un millor diagnòstic ambiental. S’han analitzat diferents metalls i compostos orgànics en mostres dels diferents compartiments ambientals. Per avaluar l’ecotoxicitat de mostres d’aigua dolça, s’ha triat l’alga Pseudokirschneriella subcapitata, mentre que per mostres de sòl i residus orgànics, s’han escollit plantes d’interès agrícola com són Allium cepa, Raphanus sativus i Lolium perenne. Per últim, s’han realitzat tests in vitro de toxicitat humana per avaluar la toxicitat de les partícules PM10 de l’aire amb cultius de cèl•lules pulmonars (línia A549). En tots els casos, s’ha realitzat també un assaig ecotoxicològic amb el bacteri luminescent Vibrio fischeri, per avaluar la seva idoneïtat en les diferents matrius ambientals. Els resultats, han demostrat que l’aplicació de bioassajos específics en diferents matrius ambientals pot suposar una bona eina d’“screening” per completar la informació obtinguda de les anàlisis químiques que, realitzades de forma individual, poden estimar erròniament la toxicitat real de les mostres ambientals. S’ha observat que el bioassaig amb Vibrio fischeri ha mostrat bona complementarietat amb d’altres assajos més específics de cada matriu, a més de resultar molt sensible a la presència de contaminants en aigües i sediments fluvials, fangs de depuradora i partícules d’aire PM10. / El objetivo general de esta tesis ha sido evaluar la aplicación de bioensayos específicos y un bioensayo estandardizado genérico en distintas matrices ambientales. De este modo se pretende complementar la información obtenida con los análisis químicos para poder establecer un mejor diagnóstico ambiental. Se han analizado metales y compuestos orgánicos en muestras de distintos compartimentos ambientales. Para evaluar la ecotoxicidad de muestras de agua dulce se ha escogido el alga Pseudokirschneriella subcapitata, mientras que para muestras de suelos y residuos orgánicos se han escogido plantas de interés agrícola como son Allium cepa, Raphanus sativus y Lolium perenne. Por último, se han realizado tests in Vitro de toxicidad humana para evaluar la toxicidad de las partículas PM10 del aire, con cultivos de células pulmonares (línea A549). En todos los casos se ha realizado un ensayo ecotoxicológico con la bacteria luminescente Vibrio fischeri, para evaluar su idoneidad en las distintas matrices ambientales. Los resultados han demostrado que el uso de bioensayos específicos en distintas matrices ambientales puede suponer una buena herramienta de ‘’screening’’ para completar la información obtenida de los análisis químicos, que realizados de forma individual, pueden estimar erróneamente la toxicidad real de las muestras ambientales. Además, se ha observado que el bioensayo con Vibrio fischeri presenta buena complementariedad con otros ensayos más específicos de cada matriz ambiental, además de ser muy sensible a la presencia de contaminantes en aguas y sedimentos fluviales, lodos de depuradora y PM10 del aire.

El objetivo de la Tesis es obtener una visión de la situación actual de la laguna costera del Mar Menor en relación con la contaminación por metales pesados procedentes de actividades mineras mediante el empleo de herramientas ecotoxicológicas. Comienza con el estudio de la entrada de residuos mineros en el ecosistema, su distribución en las aguas de la laguna así como los efectos tóxicos asociados. Continua valorando la biodisponibilidad de los metales contenidos en los sedimentos lagunares mediante pruebas de toxicidad y de bioacumulación; sus efectos en praderas de fanerógamas y comunidades de invertebrados asociados, para continuar determinando la potencial transferencia trófica de metales en las redes alimenticias lagunares y su posible biomagnificación. Finalmente, la Tesis concluye determinando la utilidad de indicadores propuestos para su aplicación en la Directiva Europea Marco del Agua cuando son aplicados a dos ecosistemas acuáticos contaminados por contaminación tóxica (metales pesados). / The objective of the Thesis is to determine the present situation of the Mar Menor coastal lagoon in relation with the contamination caused by heavy metals coming from old mining activities through the use of ecotoxicological tools. It begins with the study of the entrance of mining wastes in the lagoon ecosystem, its distribution in the lagoon waters as well as their toxic effects. It continues assessing the bioavailability of metals contained in sediments of the lagoon by means of bioaccumulation studies and toxicity tests; their possible deleterious effects on marine phanerogams and associated invertebrate communities. It also determines the potential trophic transfer of metals in trophic webs of the lagoon studying the possible biomagnification of metals. Finally, the Thesis concludes determining the utility of some indicators proposed for their application in the European Water Framework Directive when they are applied to aquatic ecosystems impacted by toxic contamination (heavy metals).

Pollution by toxic compounds is one of the most relevant environmental damages to ecosystems produced by human activity and, therefore, it must be considered in environmental protection and restoration of contaminated sites. According to this purposes, the main goal of this doctoral thesis has been to analyse the impact of several chlorophenols and heavy metals on the microbial communities of two typical Mediterranean soils. The ecological risk concentrations of each pollutant, which have been determined according to respirometric activity and changes in the microbial community composition, and the factors that influence on their effective toxic concentrations (bioavailable pollutants) have been analysed in order to predict their potential impact on different soil ecosystems and provide scientific data for the regulation of the soil protection policies. Moreover, resistant microorganisms with pollutant removal capacities have been isolated from artificially contaminated soil microcosms and tested in axenic cultures, to infer their potential usefulness for bioremediation. / La contaminació amb compostos tòxics antropogènics és un dels perjudicis ambientals més rellevants per als ecosistemes i, per tant, cal tenir-ho en compte en la protecció ambiental i la restauració de llocs contaminats. Amb aquests propòsits, l’objectiu principal d’aquesta tesi doctoral ha estat analitzar l’impacte de clorofenols i metalls pesants sobre la microbiota de dos sòls típicament mediterranis. S’han analitzat les concentracions de risc ecològic de cada contaminant, determinades segons activitat respiromètrica i canvis en la composició de la comunitat microbiana, i els factors que influeixen en les seves concentracions tòxiques efectives (contaminants biodisponibles), per predir l’impacte potencial sobre diferents ecosistemes edàfics i proporcionar evidències científiques per a les polítiques de protecció del sòl. D’altra banda, a partir de microcosmos edàfics contaminats artificialment, es van aïllar també microorganismes resistents amb capacitat per eliminar els contaminants, que van ser analitzats en cultius purs per avaluar-ne la utilitat potencial en bioremediació.

The present thesis aims to evaluate the use of antioxidant enzyme activities (AEA) of biofilm communities as biomarkers of metal pollution (mainly Zn) in fluvial ecosystems. In order to test AEA as biomarkers of metal pollution as well as their responses to environmental variables, several ecotoxicological experiments have been performed. A zoom from field studies (with high ecological realism) to microcosm experiments (under controlled conditions) has been done to fill the gap between both approaches and understand AEA responses under a multiple-stress (environmental and metallic) scenario. The field studies were carried out in the Riera d’Osor, a tributary of the Ter, located in the region of La Selva (Girona province) / L’objectiu d’aquesta tesi és avaluar l’ús de les activitats enzimàtiques antioxidants (AEA) dels biofilms com a biomarcadors de contaminació metàl·lica (principalment per zinc (Zn)) en els ecosistemes fluvials. Per tal d’estudiar la resposta de les AEA a la contaminació metàl•lica, així com també la resposta a altres canvis ambientals (situacions d’estrès múltiple), s’han realitzat diversos experiments ecotoxicològics fent un zoom des d’estudis de camp (amb un elevat realisme ecològic) fins a un estudi de laboratori utilitzant microcosmos (amb condicions controlades). Els estudis de camp s’han dut a terme a la riera d’Osor, afluent del Ter, situada a la comarca de la Selva (província de Girona)