En las regiones áridas y semiáridas, como el sureste de España, la disponibilidad de agua de riego en cantidad y calidad suficiente se ha convertido en un factor limitante de la actividad agrícola que ha potenciado la competitividad por los recursos hídricos. Esta situación ha fomentado (i) la construcción masiva de embalses para almacenar agua y garantizar el suministro de los cultivos y (ii) la reutilización de aguas no-convencionales como son las aguas regeneradas que complementen y/o sustituyan los recursos hídricos tradicionales. Las aguas regeneradas suelen contener mayores niveles de nutrientes que las aguas de buena calidad, y por tanto, cuando se almacenan en un embalse de riego, y las condiciones climáticas son favorables, el agua experimenta notables crecimientos de algas y bacterias que pueden perjudicar y reducir la eficiencia de los sistemas de riego. El objetivo de este estudio ha sido evaluar el efecto del almacenaje de un agua regenerada en un embalse de riego sobre la calidad físico-química-microbiológica. Los resultados se han comparado con los obtenidos en un embalse que almacenó agua de buena calidad. Se seleccionaron dos embalses: (i) embalse ubicado en la EDAR de San Javier (SJ) que almacenó agua regenerada y (ii) embalse que recoge agua de buena calidad del trasvase Tajo-Segura situada en Torre Pacheco (TR) . Las variables temperatura del agua, conductividad eléctrica, pH, concentración de clorofila y de oxígeno disuelto se analizaron con una sonda multiparamétrica OTT-DS5. En el laboratorio, se determinó turbidez, sólidos en suspensión y macro y micronutrientes. Finalmente, se realizó el recuento e identificación de algas y se determinó la E-coli. TR mostró una temperatura más reducida durante el experimento como consecuencia de su mayor volumen de almacenamiento. SJ mostró una conductividad eléctrica muy elevada como resultado de las filtraciones de agua salina en los colectores de admisión de agua a la depuradora (proximidad al mar). Durante el primer mes de muestreo, SJ presentó una concentración de clorofila-a elevada (40 g/L), sin embargo, a partir de este momento, las limpiezas progresivas manuales del embalse SJ redujeron la clorofila-a hasta valores similares a los observados en TR. El Oxígeno disuelto se mantuvo en valores próximos a saturación durante la experimentación. La turbidez, la concentración de sólidos en suspensión y E-coli, fueron inferiores a los límites marcados por el Real Decreto 1620/2007 de 7 de diciembre por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas, para el uso agrícola más restrictivo (2.1); excepto sólidos en suspensión el primer mes de muestreo. Generalmente, la concentración de macronutrientes (Na, K, Ca, Mg), micronutrientes (Fe, B, Mn) y metales pesados (Ni, Cd, Cr, Cu, Pb, Zn) fue superior en SJ como consecuencia del almacenamiento del agua regenerada. Además, en SJ se observaron comunidades de macroalgas (Potamogeton pectinatus y Cladophora glomerata). El análisis nutricional de las mismas mostró composiciones nutricionales muy bajas en comparación con otros estudios realizados sobre algas. Los resultados de este estudio, principalmente el desarrollo de micro y macroalgas en el embalse que almacenó agua regenerada con elevada carga de nutrientes, ha permitido justificar la necesidad de adoptar medidas dirigidas a la mejora de la calidad del agua para su uso posterior en riego. | Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial | Universidad Politécnica de Cartagena

Mestrado em Engenharia Agronómica. Universidade de Lisboa, Instituto Superior de Agronomia | A utilização de fertilizantes químicos na agricultura tem vindo a causar problemas ambientais no solo e nos ecossistemas. Os bioestimulantes à base de microalgas surgem como uma alternativa para reduzir esses danos e, cada vez mais, tendem a ser usados em conjunto com os fertilizantes convencionais. O presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial bioestimulante da microalga Chlorella minutissima na cultura do milho (Zea mays L.), num ensaio em vaso com a duração de 71 dias. Foi avaliada a capacidade do bioestimulante para permitir a diminuição da fertilização mineral em azoto, fósforo e potássio para 75% da recomendada. O crescimento, e todo o processo de produção, da biomassa microalgal foi feito com água de drenagem de um campo agrícola, utilizando um reator do tipo raceway de 10 L, instalado no Instituto Superior de Agronomia (ISA), numa sala com temperatura controlada (23 ± 3ºC). Foi delineado um ensaio em vasos, realizado no Horto de Química Agrícola do ISA, com duas modalidades de adubação, 100% e 75% da fertilização mineral recomendada para a cultura. Dentro dessas duas modalidades, foi aplicada a microalga de três formas diferentes, (i) à sementeira, (ii) por fertirrega (durante 6 semanas) e (iii) através de spray foliar (durante 4 semanas), mantendo um (iv) controlo sem aplicação de microalga. Os resultados demonstram que a biomassa microalgal da C. minutissima utilizada teve um efeito bioestimulante no crescimento das plantas de milho, exercendo um efeito positivo na sua altura e na biomassa produzida. O modo de aplicação que se mostrou ser mais eficiente em termos da biomassa produzida foi a fertirrega, em ambas as modalidades de adubação, tendo-se destacado dos restantes resultados, originando um aumento de biomassa de 222% e 371% na modalidade FR100 e FR75, respetivamente, face ao controlo. | The use of chemical fertilizers in agriculture has been causing environmental problems in the soil and ecosystems. Biostimulants based on microalgae have emerged as an alternative to reduce this damage and increasingly tend to be used in conjunction with conventional fertilizers. The aim of this study was to evaluate the biostimulant potential of the microalgae Chlorella minutissima on maize production (Zea mays L.) in a 71-day pot trial. The biostimulants’ ability to reduce nitrogen, phosphorus, and potassium mineral fertilization, to 75% of the recommended dose was assessed. The growth, and the entire production process, of the microalgal biomass was carried out with drainage water from an agricultural field, using a 10 L raceway reactor, installed at the Instituto Superior de Agronomia (ISA), in a temperature-controlled room (23 ± 3ºC). A pot trial was set up at the ISA's Agricultural Chemistry Greenhouse, with two types of fertilization, 100% and 75% of the mineral fertilization recommended for the crop. Within these two methods, the microalgae suspension was applied in three efficient ways, (i) at sowing, (ii) by fertigation (for 6 weeks) and (iii) by foliar spray (for 4 weeks), while maintaining a control (iv) with no application of microalgae. The results show that the microalgal biomass of C. minutissima used had a biostimulant effect on the growth of the plants, exerting a positive impact on the biomass produced. The most efficient method of application, in terms of the biomass produced was fertigation, in both fertilization methods. This treatment stood out from the other treatments, resulting in an increase in biomass of 222% and 371% in the FR100 and FR75 modes, respectively, compared to the control. | N/A

This research analyzed three green microalgae (Scenedesmus sp., Chlamydomonas sp., and Chlorella sp.) and two cyanobacteria (Synechocystis sp. as unicellular strain and Nostoc sp. as filamentous strain) native from Costa Rica to remove high concentrations of ammonium and phosphate. Cultures were exposed for 120 h to initial concentrations of 70 mgL-1 ammonium and 9 mgL-1 phosphate, under constant light intensity of 60 µmol m-2s-1. Chlorella sp. showed the highest growth rate, followed by Chlamydomonas sp. and the cyanobacteria Nostoc sp. In contrast, Scenedesmus sp. and Synechocystis sp. cultures grew less than the other ones. The highest percentage of ammonium removal was achieved with Chlorella sp. followed by Chlamydomonas sp. and Synechocystis sp., then Scenedesmus sp. and Nostoc sp. Microalgae removed totally the initial phosphate concentration within 72 h, while cyanobacteria Synechocystis sp. and Nostoc sp. removed phosphate partially. These microorganisms are promising for wastewater reclamation. | La presente investigación utilizó las microalgas Scenedesmus sp,. Chlamydomonas sp. y Chlorella sp. y las cianobacterias Synechocystis sp. y Nostoc sp. nativas de Costa Rica, con el propósito de analizar la capacidad de remoción de amonio y fosfato. Las cepas se colocaron en medio de cultivo sintético, con concentraciones iniciales de amonio de 70 mgL-1 y fosfato de 9 mgL-1. El cultivo se realizó durante 120 h, con luz constante a una intensidad de 60 µmol m-2s-1. Se cuantificaron las siguientes variables cada 24 h en todos los cultivos: a) la tasa de crecimiento (µ), b) productividad (mgL-1h-1), c) concentración de amonio y fosfato. La microalga Chlorella sp. presentó la mayor tasa de crecimiento, luego Chlamydomonas sp. y la cianobacteria Nostoc sp. Los cultivos Scenedesmus sp. y Synechocystis sp. presentaron un menor crecimiento. La mayor remoción de nitrógeno se presentò en Chlorella sp., seguida por Chlamydomonas sp. y Synechosystis sp., Scenedesmus sp. y Nostoc sp. El fosfato se removió en forma total por las microalgas antes de las 72 h, mientras que en Synechocystis sp. y Nostoc sp. fue removido parcialmente. El estudio indica potenciales aplicaciones especialmente de la microalga Chlorella sp. en la remoción de amonio y fosfato en aguas residuales urbanas.

Se evaluaron las características biocinéticas y lipídicas de la microalga Tetradesmus wisconsinensis. Se obtuvieron cepas puras aisladas del lago Ypacaraí, que posteriormente fueron cultivadas en medio líquido Bristol, y escaladas hasta volúmenes de 5 L. La cinética de crecimiento se realizó mediante el recuento en cámara de Neubauer. Las algas se cultivaron en dos condiciones de aireación, una por agitación manual tres veces por día, y otra con aireación forzada a 0,7 vvm, ambas por triplicado. Para la determinación del rendimiento lipídico se cosechó la biomasa por filtración al vacío, se determinó la humedad de la muestra y se procedió a la extracción de los aceites por el método de solventes utilizando alcohol y éter de petróleo; la eliminación del solvente se realizó en rotavapor. La cepa presentó una cinética de crecimiento prolongada, con tasa específica de crecimiento (μ) de 0,113 d-1 en el medio agitado manualmente; 0,17 d-1 a 0,7vvm y tiempos de duplicación (Td) de 6,13 y 4,02 días respectivamente. La productividad de biomasa fue de 0,044 g L-1 d-1 y la volumétrica de lípidos 4,81 mg L-1 d-1, con porcentaje de lípidos extraídos de 11,85% (p/p) sobre base seca de biomasa. En cuanto al perfil lipídico se obtuvo mayor porcentaje de ácidos grasos insaturados, el linoleico y linolénico. | The biocinetic and lipidic characteristics of the microalgae Tetradesmus wisconsinensis were assessed. Pure strains isolated from the Ypacaraí lake were obtained and later cultured in Bristol’s medium and scaled up to volumes of 5 L. Growth kinetics was performed by Neubauer chamber counting. Algae were cultured in two ventilation conditions: one by manual stirring three times a day, and one by forced ventilation at 0.7 vvm, both in triplicate. For the determination lipid yield, biomass was harvested by vacuum filtration, sample’s humidity level was measured and oils were extracted through solvent method using alcohol and petroleum ether; solvent was removed with a rotary evaporator. The strain showed prolonged growth, with a 0,113 d-1 specific growth rate in the manually stirred medium and a 0,17 d-1 specific growth rate at 0,7 vvm, and duplication times (Dt) of 6,13 and 4,02 days respectively. Biomass productivity was 0,044 g L-1 d-1 and lipid productivity was 4,81 mg L-1 d-1, with a percentage of extracted lipids of 11,85% (p/p) on a dry-based biomass. As for the lipid profile, higher percentages of linoleic, linolenic and unsaturated fatty acids were obtained.

This study aimed to evaluate the Spirulina platensis influence as a food supplement in Nile tilapia post-larvae grown in saline water. The experiment consisted of two treatments with three replicates. In first one the animals were fed ration containing the androgen 17 α - methyltestosterone and S. platensis, and in the other only diet with the hormone. At the end of the reversal (28 days), tilapia that received S. platensis showed average weights of 1.17 ± 0.16 g, significantly superior to the animals fed only ration, which reached an average weight of 0.62 ± 0.38 g (P < 0.05); however, survival rates showed no significant difference (P < 0.05). At the end of the experiment (78 days), fish gonadal analysis showed indices of 47.5% of males for fish reared without microalgae and 59.09% for fish reared with S. platensis. It was conclude that Nile tilapia showed good growth and survival rate in the presence of S. platensis, compared to the fish fed only diet in saline water. However, it was not possible to obtain acceptable rates of sex reversal after the administration of masculinizing hormone through the diet.

RESUMEN: Las aguas residuales domésticas se han utilizado como sustrato para la producción de biomasa de microalgas y eliminación de nutrientes. El tratamiento biológico con microalgas fotosintéticas proporciona aireación, reduciendo los costos de operación, el riesgo de volatilización de los contaminantes y proporciona oxígeno a las bacterias para la degradación de compuestos orgánicos. En este estudio se aisló una microalga a partir de aguas naturales y fue identificada como Scenedesmus sp. Se realizó un diseño experimental usando agua residual sintética con diferentes concentraciones de nitrógeno (40, 90 y 150 mg / L), fósforo (4, 15 y 50 mg / L) y la microalga aislada. Cada ensayo se inoculó con 1x106 células/ml bajo 16 horas de iluminación a 50-μmol m-2 s-1 por 7 días a 120 rpm. Se tomaron muestras a 0, 3, 5 y 7 días para determinar el crecimiento de microalgas y la concentración de nitratos, amonio y fósforo. El mismo tratamiento se realizó utilizando agua residual domestica real. Las aguas sintéticas de baja y media concentración tuvieron mayores porcentajes de remoción, entre 50-60% para el nitrógeno y 40-70% para el fósforo, con un crecimiento máximo de 1x107 células/ml. En el agua residual real, la remoción fue del 65% para el fósforo y el 80% para el nitrógeno. Estos resultados sugieren Scenedesmus sp podría ser utilizada para tratar agua residual doméstica, mejorando la eliminación de nutrientes y obteniendo biomasa para otros fines. | ABSTRACT: Domestic wastewater (DW) has been used as a substrate for both microalgae biomass production and nutrient removal. Biological treatment with photosynthetic microalgae provides aeration, reducing operating costs and the risk of volatilization of contaminants. It also provides oxygen to the bacteria for degradation of organic compounds. In this study, a microalga was isolated and identified as Scenedesmus sp. An experimental trial was performed using synthetic wastewater with different concentrations of N (40, 90 and 150 mg/L) and P (4, 15 and 50 mg/L). Each assay was inoculated with 1x106 cells/ml under 16h of continuous light at 50-μmol m-2 s-1 at and 120 rpm for 7 days. Samples were taken at 0, 3, 5 and 7 days to determine the growth of microalgae and the concentration of nitrates, ammonium and phosphorus. The same treatment was carried out using real DW. Synthetic water of low and medium concentration had higher removal percentages. These were between 50 and 60 for nitrogen and 40 and 70 for phosphorus, with a maximum growth of 1x107 cells /ml. For real DW, the removal was 65% for phosphorus and 80% for nitrogen. These results suggest Scenedesmus sp could be used to treat DW, enhancing nutrient removal and obtaining biomass for other purposes.

Con el objetivo de evaluar la posible afectación del emisario submarino en la ciudad de Limón, sobre el medio marino circundante, se establecieron 6 estaciones de muestreo, 4 de ellas cercanas a la zona de desfogue y 2 controles; en cada una se tomaron muestras de agua a 0 m y 10 m durante el 2012-2013 para medir nutrimentos, parámetros fisicoquímicos, concentración de microalgas y cantidad de unidades formadoras de colonias (UFC) de Enterococcus. Se contrastó la abundancia algal entre las estaciones bajo influencia del emisario, sus controles y entre profundidades, con un análisis de similitud (ANOSIM); en los casos en que hubo diferencia significativa se procedió a realizar un análisis SIMPER para determinar las especies responsables. La abundancia fitoplanctónica se utilizó para jerarquizar la dominancia de especies mediante el diagrama de Olmstead y Tukey e incorporarlas en un análisis de correspondencia canónica. Se determinó que en la zona existe una marcada influencia de las lluvias sobre la concentración de los nutrimentos, silicato y ortofosfato, además de parámetros como el oxígeno disuelto y la salinidad. Las UFC se mantuvieron por debajo del límite máximo de 35 UFC/100 mL establecidos por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA). La diversidad fitoplanctónica fue alta y estuvo compuesta, principalmente, por especies cosmopolitas. Debido a que la concentración de nutrientes y UFC son bajas, junto con una alta diversidad algal, se concluye que no existe evidencia directa de un impacto negativo del emisario sobre la zona estudiada. | With the aim of evaluating the possible impact of the submarine outfall in the city of Limón, on the surrounding marine environment, 6 sampling stations were established, 4 of them near the discharge area and 2 controls; In each one, water samples were taken at 0 m and 10 m during 2012-2013 to measure nutrients, physicochemical parameters, microalgae concentration and amount of colony-forming units (CFU) of Enterococcus. The algal abundance was contrasted between the stations under the influence of the emissary, its controls and between depths, with a similarity analysis (ANOSIM); in cases where there was a significant difference, a SIMPER analysis was carried out to determine the responsible species. Phytoplankton abundance was used to rank species dominance using the Olmstead and Tukey diagram and incorporate them into a canonical correspondence analysis. It was determined that in the area there is a marked influence of rainfall on the concentration of nutrients, silicate and orthophosphate, in addition to parameters such as dissolved oxygen and salinity. CFUs were kept below the maximum limit of 35 CFU / 100 mL established by the United States Environmental Protection Agency (USEPA). Phytoplankton diversity was high and was mainly composed of cosmopolitan species. Because the concentration of nutrients and CFU are low, together with a high algal diversity, it is concluded that there is no direct evidence of a negative impact of the outfall on the studied area. | Universidad Nacional, Costa Rica | Escuela de Ciencias Biológicas