Assessment of urban, industrial and harbour discharges into estuarine and marine environments using integrated chemical analyses and biological effect measurements : (a proposal for the Water Framework Directive) | Evaluación integrada de vertidos urbanos, industriales y portuarios a estuarios y zonas costeras mediante análisis químicos y medidas de efectos biológicos : (una propuesta para la Directiva Marco del Agua)

ABSTRACT: The general objective of this PhD thesis is to determine the usefulness of the biomarker approach as a complementary tool for the assessment of the effects of a broad range of discharges for the evaluation of the status of coastal and transitional water bodies within the scope of the Water Framework Directive. For this purpose, mussels were transplanted to areas affected by different types of diffuse and point source discharges. Chemical analyses of contaminants were performed in water, sediments and mussel samples. A battery of effect and exposure biomarkers were also performed on mussels. Besides, the structure of the community of benthic invertebrates was analysed in certain study sites. Results on biomarkers indicated that mussels were exposed to metals, estrogenic endocrine disruptors, genotoxic compounds and organic pollutants in some study sites. Besides, results on biomarkers showed significant correlations with concentrations of contaminants in water and with results on benthic communities. Thus, the analysis of biomarkers is proposed as a link between chemical and ecological statuses demanded by Water Framework Directive.

RESUMEN: El objetivo general de esta tesis doctoral es determinar la utilidad de los biomarcadores en la evaluación del estado de masas de agua costeras y de transición afectadas por vertidos dentro del ámbito de la Directiva Marco del Agua. Para ello, se realizaron trasplantes con mejillones en zonas afectadas por diferentes fuentes (difusas y puntuales) y tipos de contaminación (urbana, industrial y portuaria). Se cuantificaron concentraciones de contaminantes en muestras de agua, sedimentos y mejillones. Así mismo, se recogieron mejillones para el análisis de una batería de biomarcadores de efecto y de exposición. Además, se estudió la estructura de la comunidad de invertebrados bentónicos en algunos lugares de estudio. Los biomarcadores indicaron que los mejillones estuvieron expuestos a metales, disruptores endocrinos estrogénicos, compuestos genotóxicos y contaminantes orgánicos en algunos sitios de estudio. Además, los resultados sobre biomarcadores mostraron correlaciones significativas con las concentraciones de contaminantes en el agua y con las comunidades bentónicas. Por lo tanto, el análisis de biomarcadores se propone como un estadio intermedio en la evaluación de los estados químico y ecológico exigidos por la Directiva Marco del Agua.

This study was funded by: Spanish Ministry of Science and Innovation through research project “VIGES2: Desarrollo de protocolos específicos para la evaluación del estado ecológico de las masas de agua costeras en el entorno de influencia de vertidos de emisarios submarinos”, (CTM2008‐04649/Tecno). Spanish Ministry of Science and Innovation through research project “VULMA: Establishment of an evaluation criteria to assess vulnerability of water masses affected by urban and industrial spills”, (CTM2009‐11206/Tecno). Spanish Ministry of the Environment and Rural and Marine Affairs through research project “VERTITOX: Desarrollo de procedimientos para el control operativo integrado de vertidos al medio litoral (urbanos e industriales), mediante el uso de biomarcadores, bioensayos e indicadores del estado ecológico”, (018/RN08/02.1). Basque Government through a grant to the Consolidated Research Group “Cell Biology in Environmental Toxicology” (GIC07/26‐IT‐393‐07, 2007‐2012 and GIC12/149‐IT‐810‐ 13, 2013‐2018) University of the Basque Country by means of a grant to the Unit of Formation and Research “Ecosystem Health Protection” (UFI 11/37, 2011‐2014).