Assessment of phytostabilization of Pb/Zn mine soils with organic amendments and a native metallicolous ecotype of Festuca Rubra l.: implications for amendment selection and recovery of soil health

La contaminación del suelo es una de las principales amenazas para los ecosistemas y la salud humana. Actualmente, desde un punto de vista tanto económico como ambiental, la fitoestabilización es la mejor tecnología para remediar suelos contaminados con elevadas concentraciones de metales como son los suelos mineros. La fitoestabilización asistida consiste en el empleo de plantas y enmiendas orgánicas y/o inorgánicas con el fin de reducir la movilidad y la biodisponibilidad de los contaminantes y recuperar la salud de suelo. En este trabajo se han realizado ensayos en microcosmos y en campo centrándonos en la salud del suelo minero contaminado con Pb y Zn durante un proceso de fitoestabilización empleando enmiendas orgánicas (purines vacunos, gallinaza, estiércol de oveja y lodos de papelera mezclados con gallinaza) y/o la especie metalífera Festuca rubra con el objetivo de (i) estudiar las interacciones suelo-enmienda responsables de los cambios inducidos por el proceso de quimioestabilización en las propiedades físicoquímicas y biológicas del suelo, (ii) evaluar la efectividad del proceso de fitoestabilización sobre suelos vegetados y de la revegetación sobre suelos desnudos (iii) valorar la idoneidad de distintos indicadores químicos y biológicos (parámetros microbianos y de la vegetación) para monitorizar la efectividad de la fitoestabilización asistida en términos de reducción de la biodisponibilidad de metales en el suelo, mejora de la vegetación y de la recuperación de la salud del suelo. La aplicación de enmiendas al suelo minero supone una entrada de materia orgánica y nutrientes que conduce a una disminución de la biodisponibilidad de metales, facilitando la colonización de las plantas y el crecimiento de la vegetación nativa, además de estimular la actividad microbiana del suelo. El pH del suelo es un factor crítico que condiciona la movilidad de los metales y la toxicidad del suelo. Las poblaciones microbianas de las enmiendas no modificaron la diversidad funcional de las comunidades microbianas nativas de la mina. Los purines vacunos y los lodos de papelera mezclados con gallinaza son los tratamientos más efectivos en el proceso de fitoestabilización asistida bajo condiciones de campo. La gallinaza fue el tratamiento que más estimuló el crecimiento de la vegetación nativa y la colonización en los suelos desnudos. El bioensayo de elongación radical de lechuga es un test sensible, sencillo y barato para evaluar la biodisponibilidad de metal y la ecotoxicidad del suelo. Los tocoferoles son biomarcadores de exposición a metales con potencial para su implementación en bioensayos de toxicidad. Este trabajo permite concluir que la población metalífera de F. rubra, combinada con enmiendas orgánicas, es una excelente candidata para los proyectos de fitoestabilización asistida. Además, la monitorización simultánea de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del suelo y de su ecotoxicidad permite una evaluación adecuada de la salud del suelo, así como la selección de enmiendas apropiadas para el desarrollo de un proceso fitoestabilizador.

TRANSFER OF ANALYTICAL METHODS FOR THE CHARACTERISATION OF NATURAL PRODUCTS TO R&D PROCESSES OF IDOKI

IDOKI SCF Technologies S.L. is a technology-based company, set up on September 2006 in Derio (Biscay) with the main scope of developing extraction and purification processes based on the use of supercritical fluid extraction technology (SFE) in food processing, extraction of natural products and the production of personal care products. IDOKI¿s researchers have been working on many different R&D projects so far, most of them using this technology. However, the optimization of a SFE method for the different matrices cannot be performed unless we have an analytical method for the characterisation of the extracts obtained in each experiment. The analytical methods are also essential for the quality control of the raw materials that are going to be used and also for the final product. This PhD thesis was born to tackle this problem and therefore, it is based on the development of different analytical methods for the characterisation of the extracts and products. The projects that we could include in this thesis were the following: the extraction propolis, the recovery of agroindustrial residues (soy and wine) and the dealcoholisation of wine.On the one hand, for the extraction of propolis, several UV-Vis spectroscopic methods were used in order to measure the antioxidant capacity and the total polyphenol and flavonoid content of the extracts. A SFC method was also developed in order to measure more specific phenolic compounds. On the other hand, for the recovery of agroindustrial residues UV-Vis spectroscopy was used to determine the total polyphenol content and two SFC methods were developed to analyse different phenolic compounds. Extraction methods such as MAE, FUSE and rotary agitation were also evaluated for the characterisation of the raw materials.Finally, for the dealcoholisation of wine, the development of a SBSE-TD-GC-MS and DHS-TD-GC-MS methods for the analysis of aromas and a NIR spectroscopic method for the determination of ethanol content with the help of chemometrics was necessary. Most of these methods are typically used in IDOKI¿s lab as routine analyses apart from others not included in this PhD thesis.

Tracking the evolution of waste recycling research using overlay maps of science

Tracking the evolution of research in waste recycling science (WRS) can be valuable for environmental agencies, as well as for recycling businesses. Maps of science are visual, easily readable representations of the cognitive structure of a branch of science, a particular area of research or the global spectrum of scientific production. They are generally built upon evidence collected from reliable sources of information, such as patent and scientific publication databases. This study uses the methodology developed by Rafols et al. (2010) to make a “double overlay map” of WRS upon a basemap reflecting the cognitive structure of all journal-published science, for the years 2005 and 2010. The analysis has taken into account the cognitive areas where WRS articles are published and the areas from where it takes its intellectual nourishing, paying special attention to the growing trends of the key areas. Interpretation of results lead to the conclusion that extraction of energy from waste will probably be an important research topic in the future, along with developments in general chemistry and chemical engineering oriented to the recovery of valuable materials from waste. Agricultural and material sciences, together with the combined economics, politics and geography field, are areas with which WRS shows a relevant and ever increasing cognitive relationship.

Molecular ecology of european mustelids: Unraveling evolutionary and ecological patterns in Martes and Lutra genera

208 p.