Producció de biopolímers amb cultius bacterians mixtes. Comparació de tres reactors discontinus seqüencials (SBR) amb diferents condicions operacionals

La producció de biopolímers (polihidroxialcanoats (PHA) i substàncies polimèriques extracel·lulars (EPS)) a nivell industrial, resulta una nova àrea d’investigació que recull diverses disciplines, entre elles les Ciències Ambientals. Aquest projecte final de carrera amb el títol: “Producció de biopolímers amb cultius bacterians mixtes”, s’ha desenvolupat sota la supervisió de la directora de projecte Dra. María Eugenia Suárez Ojeda del Departament d’Enginyeria Química de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i s’ha dut a terme per l’estudiant Jordi Pérez i Forner de la Llicenciatura de Ciències Ambientals, Facultat de Ciències de la UAB, en el Departament d’Enginyeria Química de la mateixa universitat. L’objectiu d’aquest projecte ha estat produir biopolímers simultàniament amb l’eliminació de fòsfor i matèria orgànica en aigües residuals per obtenir un residu final amb un alt valor afegit. Aquests biopolímers reuneixen les característiques necessàries per a poder competir amb els plàstics convencionals i així, reduir l’elevat consum del petroli i la generació de residus no biodegradables. En aquest projecte s’ha dut a terme la posta en marxa d’un reactor discontinu seqüencial (SBR) per a l’acumulació de biopolímers amb cultius bacterians mixtes. Diferents investigadors han estudiat que aquests tipus de cultius bacterians arriben a nivells de fins el 53-97% [Pijuan et al., 2009] de contingut de biopolímers a la biomassa, sometent als microorganismes a diferents situacions d’estrés ja sigui per dèficit de nutrients o per variacions en les fases de feast-famine (festí-fam). Durant el projecte, s’ha realitzat el monitoratge del reactor alimentat amb una aigua sintètica, elaborada en el laboratori, amb les característiques d’un aigua residual provinent de la industria làctica. S’ha sotmès als microorganismes a diferents condicions operacionals, una d’elles amb limitació de fòsfor com a nutrient i una tercera condició amb una variació a les fases feast-famine. D’altra banda, com a segon objectiu, s’ha analitzat el contingut de biopolímers a la biomassa de dos SBRs més, del grup de recerca Bio-GLS del Departament d’Enginyeria Química de la UAB, alimentats amb diferents fonts de carboni, glicerol i àcids grassos de cadena llarga (AGCLL), per observar les influències que té el tipus de substrat en l’acumulació de biopolímers. Els resultats obtinguts en la primera part d’aquest projecte han estat similars als resultats d’altres investigadors [Pijuan et al., 2009; Guerrero et al., 2012]. S’ha determinat que sotmetre als microorganismes a situacions d’estrés té un efecte directe pel que fa a l’acumulació de biopolímers. També s’ha observat com al mateix temps que acumulaven aquests compostos, els microorganismes desenvolupaven la seva tasca de depurar l’aigua residual, obtenint al final del cicle una aigua amb un baix contingut en matèria orgànica i altres contaminants com amoni i fòsfor, en aquest cas. En la segona part del projecte, s’ha observat com el tipus de substrat té un efecte directe pel que fa a l’acumulació de biopolímers i també a l’activitat metabòlica dels microorganismes. Per tant, s’ha conclòs que la producció de biopolímers mitjançant la depuració d’aigües residuals es una via d’investigació molt prometedora pel que fa als resultats obtinguts. Alhora que es tracta un residu, s’obté una producte residual amb un alt valor afegit que pot ser utilitzat per la producció de bioplàstics 100% biodegradables.

Espectros de duas formas de lignina obtidos por ressonância magnética nuclear

O conteúdo de lignina pode ser útil na estimativa da digestão da fibra de plantas forrageiras. A determinação quantitativa da lignina pelo método espectrofotométrico pressupõe a existência de um padrão de referência satisfatório. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio da ressonância magnética nuclear (RMN), duas ligninas, uma extraída com brometo de acetila (LBrAc) e outra com solução ácida de dioxano (LDiox), para utilização como padrão de referência em análises espectrofotométricas. A ressonância de próton acusou altos teores de carboidratos contaminantes nas amostras de LBrAc. Como a cromatografia líquida já havia indicado menor presença de carboidratos contaminantes na LDiox, os espectros por ressonância de carbono, mais rica em detalhes do que a espectroscopia anterior, porém mais demorada, foram realizados somente nas ligninas LDiox. Este espectro revelou picos típicos, comuns à maioria das ligninas. Os achados da RMN foram condizentes com a análise química, a qual identificou que o carboidrato da parede celular que acompanha a LBrAc seria possivelmente a celulose, ao passo que a pequena contaminação da LDiox teria origem nas pentosanas. A LDiox pode ser considerada melhor padrão de referência para as análises espectrofotométricas do que a LBrAc.

Características químicas de solo sob aplicação de esterco líquido de suínos em pastagem natural

Apesar de o esterco líquido de suínos ser um fertilizante, seu uso inadequado pode comprometer a qualidade do solo e água. O objetivo deste trabalho foi avaliar alterações em algumas características químicas de um solo sob pastagem natural com o uso de esterco líquido de suínos e suas implicações agronômicas e ambientais. O experimento foi conduzido de novembro de 1995 a novembro de 1999 em Paraíso do Sul, RS, em condomínio de suinocultores. Os tratamentos constituíram-se de 0, 20 e 40 m³ ha-1 de esterco líquido de suínos, aplicado em intervalos de 45 a 60 dias. Em cada época de aplicação de esterco, a pastagem natural era roçada, a forragem retirada e o esterco reaplicado. Os resultados mostraram que o uso sistemático de esterco líquido de suínos representa a adição de grandes quantidades de nutrientes ao solo, elevando principalmente os teores de P, Ca e Mg em áreas sob pastagem natural. O ambiente para o crescimento das plantas também pode ser melhorado com o uso de esterco líquido de suínos pela diminuição na saturação de Al, mas deve-se monitorar o teor de K no solo, porque, sob pastoreio, os teores podem decrescer. O fato de adicionar altas quantidades de N por meio do esterco líquido de suínos sem alterar seus teores no solo evidencia que ocorrem grandes perdas de N, principalmente na forma de nitrato. Além disso, a elevada concentração de P na camada mais superficial do solo mostra que estes elementos podem comprometer a qualidade do ambiente, especialmente como contaminantes da água.

Toxicidade de antibióticos no cultivo in vitro da batata em meios semi-sólido e líquido

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos fitotóxicos de antibióticos no crescimento e na taxa de multiplicação in vitro da batata. Brotações da cultivar Baronesa foram cultivadas em meio de multiplicação de consistência semi-sólida e líquida. O meio de multiplicação foi formado pelos sais e vitaminas de MS ao qual adicionou-se um dos seguintes antibióticos: ampicilina, cloranfenicol, estreptomicina e tetraciclina, previamente selecionados em razão da ação bactericida sobre contaminantes da cultura, nas concentrações de 0, 32, 64, 128, 256, 512 e 1.024 mg L-1. Por 21 dias os materiais foram mantidos em sala de crescimento a 25±2°C, 16 horas de luz e fluxo de radiação de 35 µmol m-2 s-1. Nos tratamentos em que se utilizou meio de cultura líquido, os frascos foram mantidos sob constante agitação em mesa agitadora do tipo orbital. A ampicilina foi o único antibiótico que não afetou a sobrevivência e o desenvolvimento dos explantes de batata em meio de multiplicação, podendo ser indicada para trabalhos de descontaminação in vitro dessa espécie. O aumento das concentrações de cloranfenicol, estreptomicina e tetraciclina no meio de cultura apresentou efeitos fitotóxicos severos sobre o crescimento e taxa de multiplicação do material vegetal.

Optimización de la distribución de LNG en una red paneuropea de transporte pesado de mercancías de larga distancia por carretera por medio de programación lineal

Actualmente, el transporte por carretera de mercancías de larga distancia está dominado por vehículos propulsados por diésel. Este combustible fósil derivado del petróleo puede ser parcialmente sustituido por otro combustible alternativo: el gas natural licuado (LNG). Su uso proporcionará una disminución de la dependencia de los estados productores de petróleo, es comparable en energía específica y densidad energética al diésel, es seguro, disminuye las emisiones contaminantes, en nivel de ruido y es actualmente más económico. Recopilar datos reales sobre el transporte por carretera en la EU27 (energía utilizada por este tipo de transporte, localización de las terminales de LNG operativas, determinar las reservas disponibles, calcular la población que va a cubrir y calcular la energía necesaria disponible para dar cobertura a esa población según la cantidad de energía per cápita utilizada para este tipo de transporte). Determinar las interconexiones a cubrir por la red paneuropea de transporte propuesta y decidir las localizaciones de las EESS a ser construidas para cubrir las recomendaciones de la EC de manera que ningún tramo supere los 400 km dentro de esos itinerarios. Calcular todas las distancias que separan cada terminal de LNG operatica de cada EESS (1300 distancias calculadas). Construir el modelo de programación lineal. Resolver, interpretar, validar y comprobar que es posible su utilización para la puesta en práctica del modelo propuesto, asumiendo la distribución total del LNG disponible y la minimización de los costes globales de distribución del mismo, desde el punto de vista económico. Se procederá buscando los datos en fuentes fiables que nos permitan realizar los cálculos necesarios para construir el modelo y resolviéndolo con el software adecuado a un modelo de estas dimensiones. Se ha conseguido una solución óptima, con la distribución total del LNG y minimizando los costes globales. Además, se ha obtenido movimiento de combustible en 76 de las 1300 variables, que han mostrado un déficit de terminales de almacenamiento de LNG para su distribución en el norte y centro de Europa, que se ve compensando con un flujo de transporte de este combustible desde la península ibérica principalmente y, en menor medida, desde Italia.

Diferenciação molecular de cultivares elites de bananeira

Este trabalho teve como objetivo caracterizar molecularmente genótipos elite, e recomendados, de bananeira, por meio de marcadores RAPD e microssatélites. Foram utilizados 47 primers de RAPD e 34 primers de microssatélites. Foi também conduzido um ensaio de contaminação, utilizando-se o primer AGMI 24-25, cuja variedade Tropical foi considerada a amostra-padrão, e as cultivares Caipira e Prata Graúda como contaminantes. Os marcadores permitiram separar as cultivares de acordo com a origem e a constituição genômica e definiram padrões moleculares para algumas cultivares avaliadas. As cultivares Garantida, Preciosa e Pacovan Ken apresentaram alta similaridade genética com ambos marcadores. O primer AGMI 24-25 demonstrou alta capacidade discriminatória de genótipos em ensaios de contaminação.

Fungos micorrízicos no crescimento e na extração de metais pesados pela braquiária em solo contaminado

Avaliou-se, em casa de vegetação, a influência de 14 isolados de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) no crescimento e extração de Zn, Cd, Cu e Pb pela Brachiaria decumbens em solo contaminado. Foram utilizadas plantas com e sem FMA, em vasos com 0,92 kg de solo com (mg kg-1): Zn, 3.300; Cu, 60; Cd, 29; Pb, 73. Os isolados fúngicos tiveram efeitos diferenciados no crescimento e aumentaram a produção de matéria seca em 84%. Os teores de metais na planta foram elevados e apresentaram relação inversa com a produção de matéria seca. Verificou-se que os FMA não afetaram os teores de Pb, mas reduziram em 20, 28 e 63% os teores de Zn, Cd e Cu na parte aérea, respectivamente, e aumentaram os teores de Cu nas raízes em mais de 1.000%. Os FMA aumentaram a quantidade de metais extraídos do solo em 845, 142, 68 e 54% para Cu, Pb, Zn e Cd, respectivamente. Acaulospora spinosa, Acaulospora morrowiae-UFLA e Gigaspora gigantea aumentaram a extração simultânea dos quatro metais contaminantes. Os FMA, de acordo com a espécie, aumentam a capacidade da B. decumbens de extrair metais pesados do solo.

Aplicación de la técnica de espectrometría de fluorescencia de rayos-X en el estudio de la dispersión de metales en áreas mineras

One critical factor for success in characterizing metals polluting mining environments so as to be able to eliminate them and subsequently recover these areas depends upon a speedy and correct response in the analysis of samples. Rapid, simultaneous, multi-element analysis can be undertaken using X-ray fluorescence spectrometry, a versatile, non-destructive analytical technique commonly employed to identify both major and minor elements in samples related to environmental studies. An additional advantage of this technique is the possibility of conducting the analysis directly on solid samples, which is extremely convenient when dealing with environmental samples that are difficult to dissolve, such as soils, sediments and mining wastes. Moreover, in recent years the development of spectrometers equipped with digital-signal processors combined with enlarged X-ray production, using better designs for excitation-detection, has contributed to an improvement in instrumental sensitivity, thus allowing us to detect important polluting elements such as Cd and Pb at trace levels. In this paper the authors describe, on the basis of their own experience, some interesting applications of XRF spectrometry for the analysis of several types of environmental samples related to the study of the dispersion of metals within mining environments: (A) analysis of mining wastes, soils and sediments; (B) analysis of samples of vegetation used as bioindicators or related to phytoremediation studies; and (C) analysis of water samples related to mining operations

Environmental Structural Decomposition Analysis of Italian Emissions, 1995-2005

[spa] El estudio analiza la evolución de los gases de efecto invernadero (GEI) y las emisiones de acidificación para Italia durante el periodo 1995-2005. Los datos muestran que mientras las emisiones que contribuyen a la acidificación han disminuido constantemente, las emisiones de GEI han aumentado debido al aumento de dióxido de carbono. El objetivo de este estudio es poner de relieve cómo diferentes factores económicos, en particular el crecimiento económico, el desarrollo de una tecnología menos contaminante y la estructura del consumo, han impulsado la evolución de las emisiones. La metodología propuesta es un análisis de descomposición estructural (ADE), método que permite descomponer los cambios de la variable de interés entre las diferentes fuerzas y revelar la importancia de cada factor. Por otra parte, este estudio considera la importancia del comercio internacional e intenta incluir el “problema de la responsabilidad”. Es decir, a través de las relaciones comerciales internacionales, un país podría estar exportando procesos de producción contaminantes sin una reducción real de la contaminación implícita en su patrón de consumo. Con este fin, siguiendo primero un enfoque basado en la “responsabilidad del productor”, el ADE se aplica a las emisiones causadas por la producción nacional. Sucesivamente, el análisis se mueve hacia un enfoque basado en la “responsabilidad del consumidor" y la descomposición se aplica a las emisiones relacionadas con la producción nacional o la producción extranjera que satisface la demanda interna. De esta manera, el ejercicio permite una primera comprobación de la importancia del comercio internacional y pone de relieve algunos resultados a nivel global y a nivel sectorial.

The reform of the European Energy Tax Directive reform : effect on prices

[spa] Para hacer frente a los riesgos relacionados con la contaminación atmosférica, es ampliamente aceptada la necesidad de instrumentos de política encaminados a reducir las emisiones. La intervención tiene por objeto reducir las conductas contaminantes y incentivar una conducta más respetuosa y el uso de tecnologías más eficientes. La Unión Europea cuenta con dos importantes mecanismos económicos para el control de emisiones a escala europea: la directiva sobre los impuestos energéticos, un instrumento de fiscalidad ambiental aprobado en 2003 que afecta el precio de los productos energéticos, y el sistema de comercio de los derechos de emisiones, introducido en 2005, que afecta directamente a la cantidad de emisiones de CO2. En 2011, la Comisión Europea propuso una nueva versión de la directiva sobre los impuestos energéticos. El objetivo principal de la propuesta es aumentar la eficacia del instrumento a través de una mayor presión fiscal sobre los productos energéticos y de coordinar este instrumento de fiscalidad medioambiental con el sistema de comercio de los derechos de emisiones, para establecer una señal de precio de CO2 coherente para todos los sectores. Sin embargo, en mayo de 2012 el Parlamento Europeo bloqueó la propuesta de la nueva versión del impuesto, y el proceso de actualización se detuvo. La preocupación principal parecía ser el efecto de dicha propuesta en la competitividad, en particular para los sectores que serían los más afectados dado el uso intensivo de los productos energéticos, como el sector del transporte. El objetivo de este estudio es analizar el efecto que la reforma de la directiva sobre los impuestos energéticos podría tener sobre el nivel de precios, en particular en los países de la Unión Europea donde esta reforma implicaría un aumento de los impuestos energéticos. Utilizando datos del proyecto “World Input-Output Database”, la principal conclusión es que el nuevo sistema de impuestos energéticos tendría un impacto muy bajo sobre los precios. Por lo tanto, dado que los precios no serían fuertemente afectados por la reforma, no habrá inconvenientes para la competitividad y implicaciones en términos de distribución, pero, por otro lado, este resultado también implica una baja capacidad de esta reforma para provocar cambios en el consumo y la producción hacia menos presiones ambientales.

Environmental Structural Decomposition Analysis of Italian Emissions, 1995-2005

[spa] El estudio analiza la evolución de los gases de efecto invernadero (GEI) y las emisiones de acidificación para Italia durante el periodo 1995-2005. Los datos muestran que mientras las emisiones que contribuyen a la acidificación han disminuido constantemente, las emisiones de GEI han aumentado debido al aumento de dióxido de carbono. El objetivo de este estudio es poner de relieve cómo diferentes factores económicos, en particular el crecimiento económico, el desarrollo de una tecnología menos contaminante y la estructura del consumo, han impulsado la evolución de las emisiones. La metodología propuesta es un análisis de descomposición estructural (ADE), método que permite descomponer los cambios de la variable de interés entre las diferentes fuerzas y revelar la importancia de cada factor. Por otra parte, este estudio considera la importancia del comercio internacional e intenta incluir el “problema de la responsabilidad”. Es decir, a través de las relaciones comerciales internacionales, un país podría estar exportando procesos de producción contaminantes sin una reducción real de la contaminación implícita en su patrón de consumo. Con este fin, siguiendo primero un enfoque basado en la “responsabilidad del productor”, el ADE se aplica a las emisiones causadas por la producción nacional. Sucesivamente, el análisis se mueve hacia un enfoque basado en la “responsabilidad del consumidor" y la descomposición se aplica a las emisiones relacionadas con la producción nacional o la producción extranjera que satisface la demanda interna. De esta manera, el ejercicio permite una primera comprobación de la importancia del comercio internacional y pone de relieve algunos resultados a nivel global y a nivel sectorial.

The reform of the European Energy Tax Directive reform : effect on prices

[spa] Para hacer frente a los riesgos relacionados con la contaminación atmosférica, es ampliamente aceptada la necesidad de instrumentos de política encaminados a reducir las emisiones. La intervención tiene por objeto reducir las conductas contaminantes y incentivar una conducta más respetuosa y el uso de tecnologías más eficientes. La Unión Europea cuenta con dos importantes mecanismos económicos para el control de emisiones a escala europea: la directiva sobre los impuestos energéticos, un instrumento de fiscalidad ambiental aprobado en 2003 que afecta el precio de los productos energéticos, y el sistema de comercio de los derechos de emisiones, introducido en 2005, que afecta directamente a la cantidad de emisiones de CO2. En 2011, la Comisión Europea propuso una nueva versión de la directiva sobre los impuestos energéticos. El objetivo principal de la propuesta es aumentar la eficacia del instrumento a través de una mayor presión fiscal sobre los productos energéticos y de coordinar este instrumento de fiscalidad medioambiental con el sistema de comercio de los derechos de emisiones, para establecer una señal de precio de CO2 coherente para todos los sectores. Sin embargo, en mayo de 2012 el Parlamento Europeo bloqueó la propuesta de la nueva versión del impuesto, y el proceso de actualización se detuvo. La preocupación principal parecía ser el efecto de dicha propuesta en la competitividad, en particular para los sectores que serían los más afectados dado el uso intensivo de los productos energéticos, como el sector del transporte. El objetivo de este estudio es analizar el efecto que la reforma de la directiva sobre los impuestos energéticos podría tener sobre el nivel de precios, en particular en los países de la Unión Europea donde esta reforma implicaría un aumento de los impuestos energéticos. Utilizando datos del proyecto “World Input-Output Database”, la principal conclusión es que el nuevo sistema de impuestos energéticos tendría un impacto muy bajo sobre los precios. Por lo tanto, dado que los precios no serían fuertemente afectados por la reforma, no habrá inconvenientes para la competitividad y implicaciones en términos de distribución, pero, por otro lado, este resultado también implica una baja capacidad de esta reforma para provocar cambios en el consumo y la producción hacia menos presiones ambientales.

Hexaclorobenzè a Sidney : estudi de bioremediació i percepció social

El magatzem de residus de l'empresa Orica de Sidney, Austràlia, és el magatzem d'hexaclorobenzè (HCB) més gran del món. El HCB és un dels compostos més tòxics i persistents que es coneixen, i està inclòs a la llista de la Convenció d'Estocolm sobre contaminants orgànics persistents (POPs). Durant molts anys, Orica ha intentat exportar els seus residus a diversos països d'Europa. Però un tractament alternatiu com la bioremediació podria ser una solució més segura, econòmica i ambientalment responsable.

Avaluació dels nivells de nitrats i duresa a l'aigua de consum a quatre zones d'Espanya participants a l'estudi epidemiològic Infància i Medi Ambientl (INMA)

L’aigua és un dels components bàsics per a la vida i una font d’exposició a contaminants ubiqua, ja que tota la població en consumeix. L’estudi epidemiològic INMA avaluarà si l’exposició a nitrats durant l’embaràs i a la duresa de l’aigua durant la infància es relaciona amb el baix pes al néixer i l’èczema atòpica, respectivament. Objectiu: Fer una avaluació dels nivells de nitrats i duresa de l’aigua en aigua de consum de la població de l’estudi INMA. Metodologia: l’estudi descriptiu realitzat a quatre de les set cohorts INMA, a Astúries, Guipúscoa, Sabadell i València. S’ha recopilat dades dels nivells de nitrats i duresa a l’aigua de consum dels municipis durant el període d’interès (2003 al 2008 i 2004 al 2012), a través d’ajuntaments i companyies d’aigua. S’ha calculat la mitjana, la desviació estàndard, el màxim i el mínim dels nivells de nitrat i de duresa en total i segons l’àrea geogràfica, l’any i l’estació. A Sabadell s’han fet tres mostrejos d’aigua per analitzar la duresa a diferents punts de la ciutat. Resultats: el nivell promig de nitrats (mg/L NO3-) és de 4,2 a Astúries, 4,0 a Guipúscoa, 9,2 a Sabadell i 15,2 a València. El nivell promig de duresa (mg/L CaCO3) és de 89,1 a Astúries, 132,7 al Guipúscoa, 178,3 a València i 230,9 a Sabadell. En l’anàlisi que es va realitzar a Sabadell, es detecta una duresa lleugerament inferior a la reportada sense variabilitat geogràfica. No s’observa una pauta clara de variabilitat estacional ni de variabilitat temporal tant per nitrats com per duresa. Conclusions: S’ha detectat variabilitat en els nivells de nitrats i duresa de l’aigua a les zones d’estudi. Els nivells de nitrats són moderats i els més alts es troben a zones agrícoles de València. La duresa de l’aigua és força alta degut al domini calcari dels subsòls de les zones d’estudi.

Riesgo de contaminar y tributos autómicos

El propósito del presente trabajo es el de ofrecer una puesta al día de la normativa vigente en lo relativo a aquellos impuestos autonómicos propios que inciden sobre las emisiones atmosféricas, las instalaciones que se califican como contaminantes y determinadas actividades consideradas de riesgo.