Sequentially aerated membrane biofilm reactors for autotrophic nitrogen removal: microbial community composition and dynamics

Membrane-aerated biofilm reactors performing autotrophic nitrogen removal can be successfully applied to treat concentrated nitrogen streams. However, their process performance is seriously hampered by the growth of nitrite oxidizing bacteria (NOB). In this work we document how sequential aeration can bring the rapid and long-term suppression of NOB and the onset of the activity of anaerobic ammonium oxidizing bacteria (AnAOB). Real-time quantitative polymerase chain reaction analyses confirmed that such shift in performance was mirrored by a change in population densities, with a very drastic reduction of the NOB Nitrospira and Nitrobacter and a 10-fold increase in AnAOB numbers. The study of biofilm sections with relevant 16S rRNA fluorescent probes revealed strongly stratified biofilm structures fostering aerobic ammonium oxidizing bacteria (AOB) in biofilm areas close to the membrane surface (rich in oxygen) and AnAOB in regions neighbouring the liquid phase. Both communities were separated by a transition region potentially populated by denitrifying heterotrophic bacteria. AOB and AnAOB bacterial groups were more abundant and diverse than NOB, and dominated by the r-strategists Nitrosomonas europaea and Ca. Brocadia anammoxidans, respectively. Taken together, the present work presents tools to better engineer, monitor and control the microbial communities that support robust, sustainable and efficient nitrogen removal

The effect of pesticides and alien invesive species on soil biota and litter decomposition rates in a Mediterrean-climate ecosystem of Western Australia

Ecosystems are complex systems and changing one of their components can alter their whole functioning. Decomposition and biodiversity are two factors that play a role in this stability, and it is vital to study how these two factors are interrelated and how other factors, whether of human origin or not, can affect them. This study has tested different hypotheses regarding the effects of pesticides and invasive species on the biodiversity of the soil fauna and litter decomposition rate. Decomposition was measured using the litterbags technique. Our results indicate that pesticides had a negative effect on decomposition whereas invasive species increased decomposition rate. At the same time, the diversity of the soil biota was unaffected by either factor. These results allow us to better understand the response of important ecosystem functions to human‐induced alterations, in order to mitigate harmful effects or restore them wherever necessary.

Diagnosi del canvi d'usos i cobertes del sòl a Sant Pere de Vilamajor (Vallès Oriental) : analitzant el passat per a entendre el present (1956-2010)

El projecte es centra en analitzar les transformacions en els usos i cobertes del sòl al municipi de Sant Pere de Vilamajor, com a conseqüència d’un conjunt de forces inductores de canvi global. Primerament, s’ha realitzat la caracterització social, econòmica, demogràfica i ambiental de la zona d’estudi des de mitjans del segle passat fins a l’actualitat. Posteriorment, l’estudi es centra en l’anàlisi cartogràfica de la zona, realitzat a través de Sistemes d’Informació Geogràfica (SIG), utilitzant el programa MiraMon, per tal de comparar els usos i cobertes del sòl entre 1956 i 2010. Les principals transformacions experimentades són la transició dels estatges de vegetació herbacis i matollars a bosc i la transformació dels cultius en sòl urbà. L’abandonament de les pràctiques agràries conjuntament amb el desenvolupament de les urbanitzacions a l’àmbit d’estudi són els principals agents de canvi, fruit del procés de la industrialització i terciarització de l’economia.

Analysis of sensitivity with respect to a compositional parameter : A comment on 'Local sensitivity analysis for compositional data with application to soil texture in hydrologic modelling' by L. Loosvelt and co-authors

A comment about the article “Local sensitivity analysis for compositional data with application to soil texture in hydrologic modelling” writen by L. Loosvelt and co-authors. The present comment is centered in three specific points. The first one is related to the fact that the authors avoid the use of ilr-coordinates. The second one refers to some generalization of sensitivity analysis when input parameters are compositional. The third tries to show that the role of the Dirichlet distribution in the sensitivity analysis is irrelevant

Avaluació d’indicadors de qualitat del sòl. Carboni orgànic, salinitat i sodicitat a les Terres de l’Ebre

Aquest PFC s’ha desenvolupat en el si de la Secció d’Avaluació de Recursos Agraris (SARA) de la el Departament d’Agricultura, Alimentació i Acció Rural (DAR) de la Generalitat de Catalunya. Des de la SARA s’ha participat en un projecte iniciat a principis de l’any 2006 des de la Unió Europea, ENVironmental ASessment of SOil for monitoring (ENVASSO), que pretén elaborar protocols basats en criteris i indicadors establerts per a la caracterització del sòls. Aquests protocols han de permetre dissenyar estratègies comunes als diferents Estats Membres per poder informar als encarregats de desenvolupar la política europea de protecció del sòl. D’entre els indicadors contemplats en el projecte europeu s’ha decidit que aquest projecte es centraria en el contingut de carboni orgànic del sòl (COS) i en la salinitat i la sodicitat. Desenvolupar aquest treball en el context de l’avaluació del contingut de COS en les Terres de l’Ebre i del monitoratge de la salinitat i de la sodicitat al Delta de l’Ebre resulta interessant per tenir coneixement d’aquests dos indicadors en una zona on l’agricultura pot patir importants canvis a nivell d’usos del sòl en els propers anys.

Índex per a l’avaluació de l’oportunitat de la verema selectiva a partir de mapes de vigor

L’índex d’oportunitat IO és un índex per avaluar si pot ser rendible o no la verema selectiva, segons les característiques de la parcel·la i els mapes de vigor (índex NDVI) obtinguts a través de la imatge de satèl·lit. L’índex proposat es construeix en base a tres factors que són la variabilitat (V) en els valors d’NDVI, l’estructura espacial (E) d’aquesta variació, i una superfície mínima necessària (S) per a que sigui rendible la verema selectiva. El càlcul de l’índex d’oportunitat permet obtenir un valor numèric d’oportunitat de verema selectiva per cada una de les parcel·les, i a partir d’aquí es poden classificar segons presentin una oportunitat alta, mitjana o baixa per a la verema selectiva.

Anàlisi de les variacions de la humitat del sòl en parcel·les de vinya mecanitzada amb diferent grau d’alteració del sòl i sota diferents distribucions de la pluja a Masquefa (L’Anoia)

S’han estudiat dues parcel·les de vinya mecanitzada, l’una amb un relleu proper a l’original i l’altra amb el sòl modificat per un anivellament del terreny, sense mesures de conservació. Durant els anys 2002 a 2004 s’ha analitzat la relació entre la distribució de les precipitacions i l’evolució de la humitat del sòl, en tres punts de cada parcel·la. Els resultats mostren que, amb una distribució de les precipitacions molt variable, pròpia del clima mediterrani, la humitat del sòl oscil·la més en el punt més alterat, i s’assoleixen amb més facilitat i durant més temps valors extrems de saturació i sequera.

Variabilitat espacial de les propietats hidrològiques del sòl i canvis per la transformació del terreny en una vessant a la comarca del Priorat

En els darrers anys s’estan duent a terme transformacions dels sòl en la comarca del Priorat per plantar noves vinyes. Les transformacions realitzades han consistit en volteig d’horitzons i trituració de material, comportant canvis importants en les propietats físiques, químiques i hidrològiques del sòl. S’han identificat i quantificat els canvis, evidenciant alteracions importants en molts paràmetres, com una reducció de la matèria orgànica, capacitat de retenció d’aigua i conductivitat hidràulica, que dificulten l’estabilitat estructural del sòl, augmentant-ne l’escolament superficial i l’erosió, i dificultant el correcte desenvolupament de les plantes.

Anàlisi dels canvis de l’estructura del paisatge entre 1998 i 2006 al municipi de Porrera (Priorat, Tarragona) com a conseqüència de les noves plantacions de vinya aterrassada

La comarca del Priorat ha patit modificacions a escala paisatgística com a conseqüència de la reintroducció del conreu de la vinya a mitjans dels anys 90. La reintroducció d’aquest cultiu s’ha fet amb tècniques agrícoles diferents a les tradicionals, que comporten grans moviments de terres per aconseguir l’aterrassament de les parcel•les i facilitar-ne el treball mecanitzat. El municipi de Porrera és un exemple d’aquestes modificacions. Aquest treball, analitza els canvis en el paisatge produïts en aquest municipi mitjançant la informació proporcionada per ortofotos i imatges per satèl•lit entre els anys 1998 i 2006; i índexs del paisatge.

Proyecto de estabilización de taludes y protección contra desprendimientos en la Ladera del Parral de la localidad de Benaocaz, provincia de Cádiz

A finals de gener de l'any 2009, després d'un període excepcional de pluges, part d'una de les vessants rocoses situades al paratge “Laderas del Parral” col·lapsa, patint un despreniment de considerables dimensions que afecta un dels dipòsits d’aigua potable situat als peus d’aquesta, així com una torre d’electrificació i una antena de telefonia mòbil, deixant part del material generat a pocs metres d’unes quantes cases situades en l'àrea. S’ha dimensionat un sistema flexible d'estabilització dissenyat per assegurar la zona i el tanc contra més despreniments de roques que podrien succeir.

Anàlisi dels canvis dels usos i cobertes del sòl al massís dels Ports (Part Nord) a les comarques del Baix Ebre i Terra Alta

El treball pretén establir en quina mesura ha afectat l’abandó del mon rural en els canvis dels usos del sòl i en l’estructura del paisatge. Es presenta una breu descripció de la part nord del Parc Natural dels Ports així com de la història d’aquest en relació amb l’ésser humà. Es recullen els mètodes i materials utilitzats per a la preparació del material cartogràfic i l’execució d’eines d’informació geogràfica (SIG) així com la descripció dels estadístics socioeconòmics dels municipis estudiats. Els resultats, igual que els mètodes, s’agrupen en canvis de cobertes, estructura del paisatge, canvis en relació a paràmetres físics del terreny i evolució de les estadístiques socioeconòmiques.

Exportaciones de carbono orgánico y nitrógeno en cuencas forestales mediterráneas

Hay una falta de información de los flujos de carbono orgánico en los ríos europeos (Hope et al., 1994). Debido a esta falta de información y a que no hay ningún estudio de este tipo en ecosistemas mediterráneos con un clima más seco como es la cuenca de la Ribera Salada, surge el interés por conocer cuáles son las exportaciones en este territorio y intentarlo relacionar con los usos del suelo y otras variables territoriales o climáticas mediante el monitoreo de las aguas en tres cuencas diferentes como son Cogulers, Canalda y Ribera Salada. Por otro lado, en este trabajo también se intenta exponer la cantidad de nitrógeno exportado en las cuencas debido a que es una parte de la materia orgánica y un nutriente esencial en los ríos y en el territorio.

Rellevància dels factors ecològics com a determinants de l'ús de l'aigua en pi roig (Pinus Sylvestris) de l'àmbit pirinenc

El pi roig (Pinus sylvestris L.) és un arbre perenne que no és exigent pel que fa al tipus de sòls, tot i que prefereix sòls profunds i frescals; el sistema radical d’aquesta espècie varia en funció del sòl on es desenvolupa. En aquest treball s'estudia com els factors dasomètrics a nivell d’arbre han influït en la variació de la composició isotòpica ($13C i $18O), produint diferències en la disponibilitat i l’ús dels recursos hídrics. Concretament, s’ha detectat que els arbres de més edat presenten un millor estat hídric que els més joves, a causa que aquests han de regular més les pèrdues d’aigua. També es comprova que les variables edàfiques, principalment la profunditat d’arrelament i amb menys mesura els carbonats, son els factors que poden condicionar més el desenvolupament dels arbres en termes d’ús de recursos hídrics, produint diferències en l’eficiència en l’ús de l’aigua entre estacions de pi roig del Pirineu i Prepirineu.

Influència dels usos del sòl en l’evolució de la dinàmica hidrològica d’una conca. Estudi de cas a l’Anoia, 1977-2008

L’objectiu d’aquest treball radica en estimar quina és la influència dels usos del sòl en la resposta hidrològica d’una conca. En primer lloc s’analitza la influència estadística dels usos del sòl conjuntament amb variables climàtiques, en la seva relació amb el volum d’escolament generat. Per a aquests càlculs s’empra una aproximació de l’evolució del número de corba durant el període d’estudi. D’altra banda s’estima quines són les diferències en l’hidrograma de sortida d’una conca degudes als usos del sòl per a condicions climàtiques iguals i emprant l’aiguat de disseny per a un període de retorn de 10 anys.

Response of wheat to additional nitrogen fertilizer application after pig slurry on over-fertilized soils

Pig slurry is a valuable nutrient resource but constitutes a waste disposal problem in areas of high animal density. In the semiarid area of Pla d’Urgell, in the Ebro Valley, North-East Spain, irrigated crops receive large amounts of nutrients in the form of manure and mineral fertilizers. We studied the effect of pig slurry and additional side-dress mineral fertilizers on irrigated wheat, Triticum aestivum L., on a coarse loam soil, with high soil P and K levels. Yields increased by 62.3% when using pig slurry. The application of ammonium sulfate nitrate sidedress did not significantly increase wheat production. The average apparent recoveries were higher for potassium (88.7%) than for nitrogen (51.3%) and phosphorus (36.3%). Greater amounts of soil NO3-N were measured over the four growing seasons, which was consistent with the amount of N applied. Macronutrient and micronutrient uptake was significant higher for pig slurry treatments, but only small differences were found between the pig slurry and pig slurry plus ammonium sulfate nitrate treatments. The unfertilized treatment showed significantly lower soil P, K, Cu and Zn content than pig slurry treatments; 34%, 21%, 34%, and 26% respectively. These findings could be used to develop a nutrient management plan based on knowledge of soil test results and crop nutrient removal. This could help to improve the use of pig slurry and mineral fertilizers on limited available land areas and prevent the accumulation of potentially toxic elements in soils and the export of nutrients through agricultural drainage.