Vermiculite bio-barriers for Cu and Zn remediation: an eco-friendly approach for freshwater and sediments protection

The increase in heavy metal contamination in freshwater systems causes serious environmental problems in most industrialized countries, and the effort to find ecofriendly techniques for reducing water and sediment contamination is fundamental for environmental protection. Permeable barriers made of natural clays can be used as low-cost and eco-friendly materials for adsorbing heavy metals from water solution and thus reducing the sediment contamination. This study discusses the application of permeable barriers made of vermiculite clay for heavy metals remediation at the interface between water and sediments and investigates the possibility to increase their efficiency by loading the vermiculite surface with a microbial biofilm of Pseudomonas putida, which is well known to be a heavy metal accumulator. Some batch assays were performed to verify the uptake capacity of two systems and their adsorption kinetics, and the results indicated that the vermiculite bio-barrier system had a higher removal capacity than the vermiculite barrier (?34.4 and 22.8 % for Cu and Zn, respectively). Moreover, the presence of P. putida biofilm strongly contributed to fasten the kinetics of metals adsorption onto vermiculite sheets. In open-system conditions, the presence of a vermiculite barrier at the interface between water and sediment could reduce the sediment contamination up to 20 and 23 % for Cu and Zn, respectively, highlighting the efficiency of these eco-friendly materials for environmental applications. Nevertheless, the contribution of microbial biofilm in open-system setup should be optimized, and some important considerations about biofilm attachment in a continuous-flow system have been discussed.

Efecto de la forestación con pináceas sobre la biodiversidad y el funcionamiento de sistemas fluviales serranos en pastizales de altura. Pine afforestation effects on ecosystem functioning and biodiversity in mountain pastureland fluvial systems.

Las acciones antrópicas han alterado los ecosistemas a escala global mediante cambios en la estructura y función de los sistemas terrestres y acuáticos. En este sentido, la deforestación de bosques ripariales impacta fuertemente sobre los sistemas lóticos como así también el proceso inverso, la conversión de pasturas naturales a bosques debido a forestaciones extensivas. Las nacientes de los arroyos de la provincia de Córdoba se ubican en pastizales dominados por gramíneas, muchos de los cuales han sido reemplazados por plantaciones de coníferas, con potenciales efectos sobre la estructura y el funcionamiento de los cursos de agua. En consecuencia, la evaluación de los efectos de esta actividad forestal sobre los arroyos es esencial para la implementación de adecuadas estrategias de manejo y conservación del recurso acuático. El objetivo de este proyecto es evaluar los efectos de la forestación con pináceas sobre la estructura y el funcionamiento de sistemas fluviales en pastizales de altura de las sierras de Córdoba. Se pretende analizar la dinámica de la biota acuática en arroyos de pastizales y en arroyos forestados. Se cuantificarán productores primarios y materia orgánica particulada y se medirán procesos ecológicos como la producción primaria y descomposición de materia orgánica gruesa. Se espera que la forestación con pináceas altere el ciclo de los nutrientes, disminuya el caudal y cambie el balance de temperatura al incrementar la sombra y el ingreso de materia orgánica particulada gruesa. En consecuencia, y debido a los cambios abióticos contrastantes generados por la implantación de pinos, podrían detectarse alteraciones drásticas en el ecosistema. Se seleccionarán seis arroyos de la subcuenca del arroyo Santa Rosa (Subcuenca Ctalamochita). Tres arroyos discurren en pastizales naturales y tres en áreas forestadas con pináceas. Se tomarán muestras de invertebrados y materia orgánica en el bentos en aguas altas y aguas bajas y se registrarán parámetros físico-químicos. Se colectarán muestras de perifiton para análisis de especies, biomasa y clorofila. Se realizarán experimentos de campo para medir la tasa de degradación de la materia orgánica y la producción primaria. La detección del grado de alteración de los sistemas naturales es el punto de partida para la implementación de apropiadas estragias de manejo del recurso. Entre los indicadores que permitirán verificar el efecto de las forestaciones estan los cambios en la biodiversidad, en la tasa de degradación de materia orgánica y en la producción primaria, como así también en la dinámica de los nutrientes y en los ciclos de caudales. Esta propuesta pretende generar lazos de interrelación entre distintos sectores para la implementación efectiva de planes de conservación y restauración y propiciar las relaciones necesarias para el logro de objetivos que beneficien a la sociedad como un todo.

Two new serovars of Salmonella: S. Natal and S. potengi, isolated from fluvial water in Natal, Rio Grande do Norte State, Brazil

Two new serovars of Salmonella from estuary waters of potengi river in Natal, Rio Grande do Norte, were isolated. They were named S. natal (9,12: z4, z24:-) and S. potengi (18;z: -). Both types belong to the subgenus I, or subspecies 1, thought they showed atypical behaviour (KCN +).

Isotermes d'adsorpció d'alquilfenols en sediments i altres materials

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Center of Applied Geosciences de la Eberhard Karls Universität entre abril i octubre del 2007. Durant l'estada es va adquirir la tècnica per a la realització d'isotermes d'adsorció aplicant-la posteriorment a l'estudi de dos compostos del grup dels alquilfenols (nonilfenol i octilfenol). Aquestes isotermes es van realitzar en diversos sediments provinents de la conca hidrogràfica del riu Ebre i en altres dos materials (lignit i torba), tots ells amb diferent contingut de carboni orgànic total (que varia entre 0,4% per a un dels sediments i 47,8% per a la torba), per a estudiar la influència d'aquest paràmetre en els comportament del nonilfenol pel que fa a l'adsorció. Per altra banda es va afegir l’octilfenol a l’estudi, tant per separat com en combinació amb el nonilfenol, i es va extendre la isoterma per al nonilfenol a concentracions més baixes, properes a les concentracions que es poden trobar d’aquest compost al medi. Aquestes últimes isotermes es van realitzar utilitzant en tots els casos un dels sediments del riu Ebre, amb un contingut de carboni orgànic del 5,8 %, per a poder comparar els resultats sense la influència d’aquest paràmetre. Totes les mostres es van analitzar utilitzant un cromatogràf de gasos acoblat a un espectròmetre de masses.

Molecular and isotopic characterization of biomarkers in the Frick Swiss Jura sediments: A palaeoenvironmental reconstruction on the northern Tethys margin

Molecular and stable carbon isotope compositions of source-specific hydrocarbons have been used to reconstruct palaeoenvironmental conditions during deposition of the Middle Hettangian to Upper Sinemurian sediments on the northern epicontinental Tethys margin, Frick Swiss Jura. Increasing algal, cyanobacterial and phytoplanktonic (i.e., dinoflagellate) contributions associated with the C-13-enrichment of cyanobacteria derivatives (i.e., hopanes and monomethylalkanes) suggest enhanced primary productivity upsection. This is related to the C-13-enrichment of dissolved CO2 in the upper layers and the progressive increase of depth and oxygenation of the water column. In the Middle Hettangian shallow-water environments (lagoon), the occurrence of green sulfur bacteria (Chlorobiaceae) derivatives indicates that the lower part of the water column was strictly anoxic and rich in H2S. Since these bacteria require very low light intensity to grow, these euxinic conditions may be extended up to the photic zone, allowing for anaerobic photosynthesis. Light penetration depth is most likely reduced by high productivity and/or turbidity in the photic zone. In these sediments, C-13-depleted hopanoids (-39.5 parts per thousand) are most likely associated with phototrophic purple sulfur bacteria utilizing isotopically light organic carbon at the base of the aerobic zone. These purple sulfur bacteria may have consumed the H2S used by Chlorobiaceae in the deeper layers and thus, sustained the algae and cyanobacteria productivity in the upper layers. The C-13-depleted carbonate (-13.3 parts per thousand) may be partially related to the anaerobic oxidation of the organic matter during bacterial sulfate-reduction. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Imaging molasse and quaternary sediments in Lake Geneva, Switzerland, with 3-D high-resolution seismic reflection methods: A case study

A high-resolution three-dimensional (3-D) seismic reflection survey was conducted in Lake Geneva, near the city of Lausanne, Switzerland, as part of a project for developing such seismic techniques. Using a single 48-channel streamer, the 3-D site with an area of 1200 m x 600 m was surveyed in 10 days. A variety of complex geologic structures (e.g. thrusts, folds, channel-fill) up to similar to150 m below the water bottom were obtained with a 15 in.(3) water gun. The 3-D data allowed the construction of an accurate velocity model and the distinction of five major seismic facies within the Lower Freshwater Molasse (Aquitanian) and the Quaternary sedimentary units. Additionally, the Plateau Molasse (PM) and Subalpine Molasse (SM) erosional surface, "La Paudeze" thrust fault (PM-SM boundary) and the thickness of Quaternary sediments were accurately delineated in 3-D.

Analisi de compostos orgànics persistents i estudi de la procedència d'hidrocarburs en sediments del mar Mediterrani català

Els sediments del fons marí són molt importants en els ecosistemes aquàtics. Aquests sediments són considerats absorbents naturals, ja que s’hi acumulen moltes substàncies nocives, com ara metalls pesants i contaminants orgànics persistents (COPs). En aquest estudi s’han analitzat mostres de sediments del mar Mediterrani amb la finalitat d’examinar els COPs i la possible procedència d’hidrocarburs derivats del petroli. Les mostres han estat extretes davant de la desembocadura del riu Besòs (se n’ha fet una extracció a 8 km i una altra a 54 km de distància respecte la costa) i davant del municipi català anomenat Vilanova i la Geltrú (se n’ha fet, també, una extracció a 8-10 km i una altra a 30-40 km de distància respecte la costa). D’aquestes mostres, obtingudes per perforació, se n’han analitzat el primer i segon centímetres. S’han quantificat els hidrocarburs aromàtics policíclics (PAHs), els bifenils policlorats (PCBs) i els compostos organoclorats (OCPs) utilitzats antigament com a pesticides. S’ha posat de manifest que en les zones més properes a la costa, les concertacions COPs són més elevades a la regió més meridional, tot i estar davant de la desembocadura del riu Besòs. Segurament això és degut a la influència de la deriva litoral (corrent costaner marí en direcció NE-SW). Finalment, l’índex Phytane/Pristane, l’índex de preferència de carboni o, en anglès Carbon Preference Index (CPI) i la barreja complexa sense resoldre o, en anglès, Unresolved Complex Mixture (UCM) apunten a la conclusió que l’origen dels hidrocarburs analitzats (n-alcans) podria ser petrogènic.

Seguiment de l'evolució de la recuperació del bosc de ribera en la zona afectada per l'incendi del riu Canaletes del 20/07/2009. Proposta de campanya de voluntariat ambiental en rius per la custòdia i recuperació fluvial

El riu Canaletes va resultar afectat per l’ incendi que es va produir a Horta de Sant Joan el juliol de l’any 2009. El foc va malmetre bona part de la flora i fauna de la zona, però un dels ecosistemes que en va sortir més perjudicat va ser el del bosc de ribera, ecosistema molt fràgil en front de pertorbacions d’aquest tipus, ja que la seva capacitat de regeneració no és tant senzilla ni ràpida com en altres ecosistemes mediterranis com podrien ser els boscos de pi blanc. No obstant, si que existeixen algunes espècies de ribera que presenten una ràpida resposta als incendis com és el cas dels salzes o alguns pollancres o àlbers, que en aquest cas, poc temps després del foc ja presentaven rebrots, segons observacions realitzades al camp. Per comprovar l’evolució de la recuperació del bosc de ribera en la zona afectada per l’incendi, es van realitzar diverses sortides de camp. D’aquestes observacions, es va poder deduir que actualment el bosc de ribera de la zona estudiada, evoluciona segons les previsions realitzades en estudis immediatament posteriors al foc, de manera que hi estan proliferant de manera ràpida bardisses amb esbarzer, gavarrera, roldor i sanguinyol, en aquells llocs que abans de l’incendi eren ocupats per arbres caducifolis.

Registre isotòpic d'alquenones i lípids terrestres en sediment marí: una reconstrucció paleoclimàtica a l'oceà Índic

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Institute of mineralogy and geochemistry de la University of Lausanne, Suïssa, entre 2007 i 2009. Durant l’última dècada, la comunitat científica ha reconegut que les zones tropicals juguen un paper clau en els processos dinàmics que controlen el canvi climàtic global, probablement com a desencadenant dels canvis succeïts en altes latituds. A més a més, els sediments dels oceans tropicals, en trobar-se fora de l’impacte directe de les plaques de gel continentals creades durant les glaciacions, proporcionen un registre continu de les variacions climàtiques del planeta. Malgrat tot, encara hi ha moltes incògnites sobre el paper específic de les zones tropicals, especialment pel que fa a les variacions brusques suborbitals, degut als pocs registres d’alta resolució estudiats en aquestes àrees que abastin varis cicles glacial/interglacial. Per tal d’ajudar a clarificar el paper de les zones tropicals de l’hemisferi sud en el control del clima a escala mil•lenària s’ha estudiat la distribució i la composició isotòpica de biomarcadors moleculars marins i terrestres, a baixa resolució, en el testimoni MD98-2165 (9º39’S, 118º20’E, 2100 m de profunditat d’aigua, 42.3 m de llarg) està situat al sud-oest d’Indonèsia, on s’enregistren les temperatures superficials del mar més elevades del planeta i una elevada activitat convectiva, que té una influència en la distribució de la humitat atmosfèrica en una extensa superfície de la Terra. Les distribucions observades de biomarcadors terrígens (C23-C33 n-alcans i C20-C32 n-alcan-1-ols) són típiques del lipids de plantes superiors que arriben a l’oceà principalment per via eòlica. L’alcà de 31 àtoms de carboni i els alcohols de 28 o 32 àtoms de carboni són els homòlegs més abundants en ambdós testimonis. Cal destacar l’alcohol C32 com a homòleg principal durant les èpoques glacials, tot suggerint una expansió de les plantes tropicals C4 associada a unes condicions més àrides. La procedència d’aquests lipids queda corroborada mitjançant la seva composició isotòpica de carboni, que ens permet diferenciar la ruta fotosintètica emprada i per tant, entre el tipus de plantes.

Quantitative paleoparasitology applied to archaeological sediments

Three techniques to extract parasite remains from archaeological sediments were tested. The aim was to improve the sensibility of recommended paleoparasitological techniques applied in archaeological remains. Sediment collected from the pelvic girdle of a human body found in Cabo Vírgenes, Santa Cruz, Argentina, associated to a Spanish settlement founded in 1584 known as Nombre de Jesús, was used to search for parasites. Sediment close to the skull was used as control. The techniques recommended by Jones, Reinhard, and Dittmar and Teejen were used and compared with the modified technique presented here, developed to improve the sensibility to detect parasite remains. Positive results were obtained only with the modified technique, resulting in the finding of Trichuris trichiura eggs in the sediment.

Parasitism in Kansas in the 1800s: a glimpse to the past through the analysis of grave sediments from Meadowlark cemetery

During the excavations of the XIX century Meadowlark cemetery (Manhattan, Kansas, US), samples of sediments were taken from around five skeletons, and analyzed to detect intestinal parasites. No helminth eggs were found, but immunological ELISA tests for Entamoeba histolytica were positive in three samples. The immunological techniques have been successfully used in paleoparasitology to detect protozoan infections. Amoebiasis could have been a severe disease in the past, especially where poor sanitary conditions prevailed, and there is evidence that this cemetery may have been used in a situation where poor sanitary conditions may have prevailed. The presence of this protozoan in US during the late XIX century gives information on the health of the population and provides additional data on the parasite's evolution since its appearance in the New World.

Application of compositional data analysis to geochemical data of marine sediments

In an earlier investigation (Burger et al., 2000) five sediment cores near the RodriguesTriple Junction in the Indian Ocean were studied applying classical statistical methods(fuzzy c-means clustering, linear mixing model, principal component analysis) for theextraction of endmembers and evaluating the spatial and temporal variation ofgeochemical signals. Three main factors of sedimentation were expected by the marinegeologists: a volcano-genetic, a hydro-hydrothermal and an ultra-basic factor. Thedisplay of fuzzy membership values and/or factor scores versus depth providedconsistent results for two factors only; the ultra-basic component could not beidentified. The reason for this may be that only traditional statistical methods wereapplied, i.e. the untransformed components were used and the cosine-theta coefficient assimilarity measure.During the last decade considerable progress in compositional data analysis was madeand many case studies were published using new tools for exploratory analysis of thesedata. Therefore it makes sense to check if the application of suitable data transformations,reduction of the D-part simplex to two or three factors and visualinterpretation of the factor scores would lead to a revision of earlier results and toanswers to open questions . In this paper we follow the lines of a paper of R. Tolosana-Delgado et al. (2005) starting with a problem-oriented interpretation of the biplotscattergram, extracting compositional factors, ilr-transformation of the components andvisualization of the factor scores in a spatial context: The compositional factors will beplotted versus depth (time) of the core samples in order to facilitate the identification ofthe expected sources of the sedimentary process.Kew words: compositional data analysis, biplot, deep sea sediments

Interactions between grain size and composition of sediments: two examples

Two contrasting case studies of sediment and detrital mineral composition are investigated in order to outline interactions between chemical composition and grain size. Modern glacial sediments exhibit a strong dependence of the two parameters due to the preferential enrichment of mafic minerals, especially biotite, in the fine-grained fractions. On the other hand, the composition of detrital heavy minerals (here: rutile) appears to be not systematically related to grain-size, but is strongly controlled by location, i.e. the petrology of the source rocks of detrital grains. This supports the use of rutile as a well-suited tracer mineral for provenance studies. The results further suggest that (i) interpretations derived from whole-rock sediment geochemistry should be flanked by grain-size observations, and (ii) a more sound statistical evaluation of these interactions require the development of new tailor-made statistical tools to deal with such so-called two-way compositions