Molecular characterization of microbial diversity in wastewater treatment and reuse

• Autores: Laura Garrido Molina
• Directores de la Tesis: Olga Sánchez (dir. tes.), Jordi Mas i Gordi (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2012
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Carles Pedrós-Alió (presid.), Maria Ramos Martinez Alonso (secret.), Jordi Morató Farreras (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Microbiología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD 
• Resumen

  • La generació d’aigua residual és una conseqüència inevitable de les activitats humanes. Aquestes activitats modifiquen les característiques de les aigües de consum, contaminant-les i invalidant la seva posterior aplicació per altres usos. Abocar aquestes aigües sense depurar ocasiona danys, a vegades irreversibles, al medi ambient. D’altra banda, l’abocament d’aigües no depurades suposa riscos per la salut pública. Per aquesta raó, la depuració de les aigües residuals esdevé una necessitat important a la nostra societat. Les estacions depuradores d’aigües residuals (EDARs) constitueixen un dels processos biotecnològics més importants utilitzats arreu del món per depurar aigües residuals municipals i industrials. Des d’un punt de vista biològic, els microorganismes juguen un paper important en la depuració de les aigües residuals ja que són els principals responsables de l’eliminació de la matèria orgànica i dels nutrients d’aquestes aigües. D’altra banda, la reutilització de l’aigua s’està convertint en un aspecte cada vegada més important de la gestió sostenible dels recursos hídrics. En aquesta tesi s’ha estudiat la composició de les comunitats microbianes en diferents ambients relacionats amb la depuració d’aigües residuals i la seva reutilització. Per un costat, s’han estudiat i comparat les comunitats microbianes trobades en processos convencionals de depuració amb dos sistemes atípics de depuració d’aigua residual (un fang activat provinent d’una EDAR que processa aigua de mar i uns aiguamolls construïts). Per un altre, s’han determinat les diferències en el perfil microbià d’una aigua depurada versus una aigua dolça natural, amb la intenció de trobar un indicador alternatiu de qualitat de l’aigua. Finalment, s’ha analitzat la població microbiana associada amb els problemes derivats de la reutilització d’aigua. Les mostres del fang activat marí van ser analitzades utilitzant una aproximació completa per l’anàlisi de rRNA (electroforesi en gel de gradient desnaturalitzant, genoteca i hibridació in situ), obtenint-se una imatge de la composició de la comunitat completament diferent a la d’un fang activat convencional, amb la particularitat que es va trobar una presència molt baixa del grup Betaproteobacteria. A més, la detecció del gen funcional amoA va corroborar la presencia d’oxidadors d’amoni, que probablement eren de generes diferents als descrits en la literatura. Per un altra banda, les comunitats microbianes trobades en aiguamolls construïts experimentals pertanyien a espècies relacionades amb l’eliminació de matèria orgànica. L’estudi dels perfils d’aquestes comunitats va permetre determinar l’efecte del tipus de planta, el disseny hidràulic i la càrrega de matèria orgànica d’aquests sistemes en la seva composició. Comparant els nostres sistemes atípics de depuració amb els sistemes convencionals, es va poder concloure que cada sistema té la seva comunitat microbiana específica, adaptada a les seves condicions ambientals, duent a terme les mateixes funcions però amb diferents grups implicats. Tanmateix, l’examen dels perfils de diversitat microbiana d’aigües depurades provinents de EDARs i la seva comparació amb els perfils d’aigües naturals no contaminades mostrava que els efluents de depuradora tenen una empremta comú, que difereix de la d’una aigua natural. Segons això, tenint en compte els grups taxonòmics trobats més abundants en aquest tipus d’aigües, proposem l’ús de la ratio Bacteroidetes, Gammaproteobacteria i Nitrospira / Betaproteobacteria com a indicador alternatiu de qualitat ecològica de l’aigua. Pel que fa a la reutilització d’aigües, es va estudiar un exemple d’un problema de formació de biofilms derivat de l’ús d’aigua regenerada en un sistema de reg per goteig. En aquests biofilms la comunitat microbiana estava principalment composada per microorganismes termòfils i esporulats, la qual cosa suggereix que les altes temperatures dins de la infrastructura de reg van seleccionar aquestes poblacions. Per tant, sembla ser que les condicions en el sistema de reg poden ser més importants que la composició de la pròpia aigua regenerada.