Avaluació de la capacitat de segrest de carboni d'un sòl restaurat amb fangs de depuradora: estabilitat de la matèria orgànica

L’avaluació de la capacitat de segrest de carboni d’un sòl denudat per l’extracció de calcàries i la seva posterior restauració amb fangs de depuradora s’ha realitzat mitjançant l’anàlisi de l’estabilitat de la matèria orgànica del sòl (MOS) en funció de la dosi de fangs aplicada. Els resultats d’aquest treball demostren dos fets fonamentals per a l’estudi de la capacitat de segrest de carboni, els qual són: la conservació del contingut total de MOS i l’augment de la seva estabilitat fins a nivells més alts que els de la MOS de les parcel·les de control. Aquests resultats són explicables per (i) la conservació i augment de la MOS recalcitrant, i (ii) la protecció d’una porció més o menys rellevant de la MO làbil continguda amb els fangs gràcies a l’acció simultània dels mecanismes d’estabilització de la MOS, com són: l’estabilització bioquímica (humificació), química, física, a més de la pròpia hidrofobicitat de la MOS, aquests dos últims potenciats per l’addicció del fangs de depuradora.

Avaluació de la capacitat de segrest de carboni d'un sòl restaurat amb fangs de depuradora: paper de les propietats físiques del sòl

S’ha estudiat el grau de protecció física del carboni dins d’agregats de diferents mides en un sòl d’una pedrera restaurada fa 17 anys amb terres adobades amb fangs de depuradora, i s’ha interpretat el seu paper en el context del segrest de carboni en el sòl. La metodologia aplicada es basa en la d’humitejament ràpid dels agregats del sòl per immersió en aigua (Le Bissonnais, 1996), que simula l’estabilitat d'un sòl sec que es veu sotmès a processos tals com la inundació local o saturació ràpida. També s’ha determinat la quantitat de carboni oxidable present en els agregats del sòl amb el mètode de Nelson i Sommers (1982). Els resultats han mostrat que l’adobat amb fangs de depuradora contribueix a augmentar el contingut de carboni orgànic en els agregats del sòl i n’estimula el segrest a mitjà termini (unes 10 tones ha-1 en 17 anys), aportant estabilitat al sòl i protegint físicament el carboni orgànic dins dels agregats de mida major (5-2 mm). A més s’ha constatat que per determinar l’estabilitat del carboni segrestat en el sòl cal conèixer com es distribueix entre les diferents mides d’agregats. Finalment, l’augment del segrest de carboni en el sòl propiciat per l’aplicació dels fangs de depuradora li dóna més capacitat per fixar CO2 atmosfèric.

Avaluació del creixement del fong ligninolític Trametes versicolor sobre diferents suports sòlids per a l'aplicació en tractaments de bioremediació

Els fongs de podridura blanca (WRF - de l'anglès: White-rot fungi) són de gran interès en l'àmbit de la bioremediació per la seva capacitat de degradar la lignina. La lacasa, un dels enzims extracel·lulars que aquests fongs excreten per degradar la lignina, pot ser utilitzada per degradar els contamiants presents en una matriu donada. Trametes versicolor ha estat estudiat per la seva capacitat de produïr aquest enzim en rersidus agrícoles com a substrats. Un primer triatge basat en la producció de CO2, la mesura de l'activitat lacasa i la quantificació de l'ergosterol han permés seleccionar els substrats on es donava un major poder oxidatiu dels cultius inoculats amb T. versicolor. Els posteriors experiments de colonització de sòls, on es monitoritzava l'activitat lacasa i l'ergosterol, han mostrat que T. vesicolor és capaç de colonitzar sòls i que té una major activitat lacasa en condicions no estèrils. També h'ha provat, mitjançant el test ND24, que T. versicolor és capaç de degradar un contaminant emergent, el naproxè, en sòls estèrils i no estèrils esmenats amb residus agrícoles.

Integrated assessment of agricultural sustainability: the pros and cons of reductionism

In this paper I review a series of theoretical concepts that are relevant for the integrated assessment of agricultural sustainability but that are not generally included in the curriculum of the various scientific disciplines dealing with quantitative analysis of agriculture. I first illustrate with plain narratives and concrete examples that sustainability is an extremely complex issue requiring the simultaneous consideration of several aspects, which cannot be reduced into a single indicator of performance. Following, I justify this obvious need for multi-criteria analysis with theoretical concepts dealing with the epistemological predicament of complexity, starting from classic philosophical lessons to arrive to recent developments in complex system theory, in particular Rosen´s theory of modelling relation which is essential to analyze the quality of any quantitative representation. The implications of these theoretical concepts are then illustrated with applications of multi-criteria analysis to the sustainability of agriculture. I wrap up by pointing out the crucial difference between "integrated assessment" and "integrated analysis". An integrated analysis is a set of indicators and analytical models generating an analytical output. An integrated assessment is much more than that. It is about finding an effective way to deal with three key issues: (i) legitimacy – how to handle the unavoidable existence of legitimate but contrasting points of view about different meanings given by social actors to the word "development"; (ii) pertinence – how to handle in a coherent way scientific analyses referring to different scales and dimensions; and (iii) credibility – how to handle the unavoidable existence of uncertainty and genuine ignorance, when dealing with the analysis of future scenarios.

Anàlisi multidisciplinària de la vulnerabilitat a la contaminació de les aigües subterrànies: la conca de l'Onyar (Gironès)

En el present projecte s’ha emprat la metodologia DRASTIC per evaluar la vulnerabilitat a la contaminació de les aigües subterrànies de la conca de l’Onyar. El fet de ser una zona de tradició agrícola i ramadera i amb un creixement urbanístic significatiu, la fa ser una zona de gran interès per l’estudi de la vulnerabilitat. Després d’obtenir l’índex DRASTIC s’ha realitzat una campanya al mes de maig de 2011 per analitzar les concentracions de nitrats a la zona per validar l’estudi. Conjuntament amb el mapa d’usos del sòl i la informació de la localització de les depuradores més properes, s’han comparat els resultats d’ambdós mapes. L’anàlisi dels resultats obtinguts ha permès comprovar que la metodologia dóna bons resultats quan s’analitza la vulnerabilitat a nivell de conca. A més a més, utensilis de fàcil abast aporten informació sobre el perill de contaminació, ajudant a la validació del mètode.

Dinámica de usos de suelo y paisaje en la cuenca de la Tordera (1987, 1992, 1997 y 2002)

Por medio de este estudio se pretende describir la evolución cronológica (1987, 1992, 1997 y 2002) que ha tenido el uso del suelo, en toda el área que comprende la Cuenca del rio Tordera, localizada en Catalunya, entre las provincias de Barcelona y Girona. Dentro de la cuenca se encuentra el rio Tordera, que tiene al norte como zona de inicio principal al Parque Natural Montseny, pero que también recibe aportes desde Arbúcies y Santa Coloma de Farners, y desemboca en el delta de la Tordera ubicado entre Blanes y Malgrat de Mar. El análisis se enfoca en toda el área de la Cuenca, tratando de describir la dinámica en los usos de suelo y paisajes, además de como ha sido esta durante los periodos estudiados, considerando un poco a las posibles consecuencias y causas de los cambios. Esto gracias a la información extraída de mapas de uso de suelo de los años 1987,1992, 1997 y 2002, aunado también a la consulta de bibliografía que aporte mejores bases a la información. La amplitud e influencia de este cuenca, hacen que sea una zona de gran importancia, no solo por los servicios ambientales que ofrece a los ecosistemas de la zona, sino también desde un punto social, ya que favorece diferentes actividades económicas, que van desde las primarias hasta el sector de servicios, sin dejar de lado al sector industrial y a la construcción. Las razones por las cuales resulta interesante un estudio de este tipo, derivan de la necesidad, de conocer las transformaciones que ha sufrido la cuenca, en sus usos de suelo, ya sea por causas naturales ó también debido a la presión sufrida por actividades antropicas, que la han llevado a una diversifican de usos y sistemas ecológicos y sociales, etc. Lo cual tiene impactos no solo desde un punto de vista paisajístico sino que altera, la dinámica ecológica que se ha mantenido desde épocas muy remotas, generando variaciones en la ecología del paisaje, que deseamos expresar en este estudio.

Textural classification of land cover using support vector machines: an empirical comparison with parametric, non parametric and hybrid classifiers in the Bolivian Amazon

Land cover classification is a key research field in remote sensing and land change science as thematic maps derived from remotely sensed data have become the basis for analyzing many socio-ecological issues. However, land cover classification remains a difficult task and it is especially challenging in heterogeneous tropical landscapes where nonetheless such maps are of great importance. The present study aims to establish an efficient classification approach to accurately map all broad land cover classes in a large, heterogeneous tropical area of Bolivia, as a basis for further studies (e.g., land cover-land use change). Specifically, we compare the performance of parametric (maximum likelihood), non-parametric (k-nearest neighbour and four different support vector machines - SVM), and hybrid classifiers, using both hard and soft (fuzzy) accuracy assessments. In addition, we test whether the inclusion of a textural index (homogeneity) in the classifications improves their performance. We classified Landsat imagery for two dates corresponding to dry and wet seasons and found that non-parametric, and particularly SVM classifiers, outperformed both parametric and hybrid classifiers. We also found that the use of the homogeneity index along with reflectance bands significantly increased the overall accuracy of all the classifications, but particularly of SVM algorithms. We observed that improvements in producer’s and user’s accuracies through the inclusion of the homogeneity index were different depending on land cover classes. Earlygrowth/degraded forests, pastures, grasslands and savanna were the classes most improved, especially with the SVM radial basis function and SVM sigmoid classifiers, though with both classifiers all land cover classes were mapped with producer’s and user’s accuracies of around 90%. Our approach seems very well suited to accurately map land cover in tropical regions, thus having the potential to contribute to conservation initiatives, climate change mitigation schemes such as REDD+, and rural development policies.

Evaluation of susceptibility of pear and plum varieties and rootstocks to Ca. P. pyri and Ca. P. prunorum using Real-Time PCR

Real-time PCR was used to quantify phytoplasma concentration in fifty inoculated trees from five Prunus rootstocks and in forty-eight symptomatic pear and Japanese plum trees from orchards. Seasonal fluctuation of Ca. P. prunorum in different Prunus rootstocks, over three years, showed that the highest percentage detected by nested-PCR was in the ‘Garnem’ rootstock on nearly all sampling dates. Intra-varietal differences were also observed. Phytoplasma titer could be estimated by real time PCR in some trees of the rootstocks ‘Garnem’, ‘Barrier’, ‘GF-677’ and ‘Marianna’, and ranged from 4.7x105 to 3.18x109 phytoplasmas per gram of tissue. Quantification by real-time PCR was not possible in the ‘Cadaman’ trees analyzed, probably due to a lower phytoplasma titer in this variety. Samples from infected trees from commercial plots had different phytoplasma concentration and detection percentage depending on the variety, both being lower in ‘Fortune’ and ‘606’ Japanese plum and in ‘Blanquilla’ pear trees.

Analisi espacial del canvi climàtic al continent europeu. Incerteses i exposicions principals

El canvi climàtic del segle XXI és una realitat, hi ha moltes evidències científiques que indiquen que l’escalfament del sistema climàtic és inequívoc. Malgrat això, també hi ha moltes incerteses respecte els impactes que pot comportar aquest canvi climàtic global. L’objectiu d’aquest projecte és estudiar la possible evolució futura de tres variables climàtiques, que són el rang de la temperatura diürna a prop de la superfície (DTR), la temperatura mitjana a prop de la superfície (MT) i la precipitació mensual (PL_mes) i valorar l’exposició que poden experimentar diferents cobertes del sòl i diferents regions biogeogràfiques del continent europeu davant d’aquests possibles patrons de canvi. Per això s’han utilitzat Models Climàtics Globals que fan projeccions de variables climàtiques que permeten preveure el possible clima futur. Mitjançant l’aplicatiu informàtic Tetyn s’han extret els paràmetres climàtics dels conjunts de dades del Tyndall Centre for Climate Change Research, del futur (TYN SC) i del passat (CRU TS). Les variables obtingudes s’han processat amb eines de sistemes d’informació geogràfica (SIG) per obtenir els patrons de canvi de les variables a cada coberta del sòl. Els resultats obtinguts mostren que hi ha una gran variabilitat, que augmenta amb el temps, entre els diferents models climàtics i escenaris considerats, que posa de manifest la incertesa associada a la modelització climàtica, a la generació d’escenaris d’emissions i a la naturalesa dinàmica i no determinista del sistema climàtic. Però en general, mostren que les glaceres seran una de les cobertes més exposades al canvi climàtic, i la mediterrània, una de les regions més vulnerables

Prevención, seguimiento y evaluación de la descontaminación de percloroetileno en suelo y aguas subterráneas en un terreno industrial

La contaminación de suelos y aguas subterráneas es uno de los problemas ambientales más extendidos en gran parte de los terrenos industriales de Cataluña. En este proyecto se ha analizado el proceso de gestión de la contaminación: caracterización, remediación y seguimiento de la descontaminación en suelos y aguas subterráneas por un caso de afección por organoclorados (percloroetileno) y otros contaminantes (hidrocarburos, selenio y cromo) en un emplazamiento industrial situado en una zona agroforestal (superficie de 81.462 m2). A partir de la implantación en la empresa del sistema de gestión ISO 14.001 en 1.996, se abrieron diferentes proyectos de gestión para los posibles contaminantes. Por las mismas fechas, también se detectó una afección por selenio en aguas subterráneas, ajena a la empresa de estudio. Por el momento, el único contaminante que ha requerido de un proceso de descontaminación ha sido el percloroetileno. En suelos se emplea el método “soil vapor extraction” y en aguas subterráneas el método “airstripping”. Finalmente, se ha llevado a cabo una comparación de los costes reales derivados del proceso de descontaminación del percloroetileno en contra de los costes que se hubiesen derivado la implantación de medidas de prevención de la contaminación. El resultado de la valoración indica que la descontaminación de éste compuesto requiere de una inversión económica importante, unas 10 veces más elevada que los costes derivados de las medidas de prevención.

Noves tecnologies per l'estudi de l'arqueologia de Patagònia (Amèrica del Sud)

The goal of this project was the historical study of Patagonia, the southernmost human settled area of the world. Our aim has been the anlysis of those societies to understand how they maintained their socioeconomic system, that is to say, how social reproduction allowed resolving the basic contradiction between production and reproduction, which is characteristic of all hunter-gatherer societies. New computational technologies have allowed a bettwer integration of the big amount and diversity of data needed. We have analyzed the historical evolution of inter-group and intra-group social relationships among nomad patagonian societies. We have compared different social answers in front of the radical change of their immediate reality produced by european colonization. We have exhaustively analyzed the results of archaeological excavations from diferent regions. We have also integrated information from anthropology, ethnohistory and geography. We are developing computing programs to integrate geographical actual data with paleoenvironmental data about the dynamic nature of soil formation, vegetation, hidrography, etc., with information about the history of productive action and how products were distributed among different human groups.

Shrinking lung syndrome successfully treated with rituximab and cyclophosphamide.

Shrinking lung syndrome (SLS) is an uncommon feature of systemic lupus erythematosus (SLE) characterized by dyspnea, pleuritic chest pain, diaphragmatic elevation, restrictive ventilatory defect and reduced respiratory muscle strength as measured by volitional tests. We report the case of a 28-year-old woman with overlapping features of SLE and Sjögren syndrome who developed severe SLS while receiving corticosteroids and azathioprine for severe polyarthritis. She was treated with a combination of rituximab and cyclophosphamide, which led to a dramatic improvement in her clinical condition and respiratory function tests. The increase in vital capacity was one of the highest among 35 published cases of SLS. Thus, restoring a near-normal lung function is an achievable goal in SLS, and the use of rituximab, with or without concomitant cyclophosphamide, certainly deserves further study in this setting.

Detecció, identificació de Mycobacterium tuberculosis i caracterització molecular de la resistència als principals antituberculosos en mostra clínica directa mitjançant piroseqüenciació: aplicabilitat en l’estudi de la clonalitat de les soques.

L’augment de soques de Mycobacerium tuberculosis multiresistents i l’aparició de soques extremadament resistents, ha posat de manifest la necessitat de disposar de nous mètodes de detecció precoç de M.tuberculosis i les seves resistències als principals fàrmacs antituberculosos, així com l’estudi eficaç dels brots, per a poder dur a terme un control eficient de la malaltia. L’objectiu de l’estudi va ser determinar la capacitat de la piroseqüenciació per a detectar i identificar micobacteris a partir d’aïllats clínics i mostra directa, determinar el seu patró de resistència a Rifampicina, Isoniacida, Etambutol, Fluoroquinolones, Canamicina i Capreomicina i explorar la seva potencialitat per a ser emprada en el tipatge molecular de les soques. Mitjançant la optimització de la tecnologia de la piroseqüenciació pels gens analitzats, i el disseny de primers específics, hem verificat la utilitat de la piroseqüenciació per al maneig de la tuberculosi. S’ha pogut estudiar la presència de mutacions relacionades amb resistències a fàrmacs de primera línia en el 96.5% de les posicions analitzades en soca clínica i en el 70.4% en mostra directa. Van concordar amb el resultats obtinguts per altres mètodes fenotípics i/o fenotípics el 97.1% i el 98.2% del resultats obtinguts en soca clínica i mostra directa respectivament. La piroseqüenciació ens ha permet analitzar la presència de mutacions relacionades amb resistències a antituberculosos de segona línia, servint com a mètode de confirmació en l’anàlisi d’altres mètodes genotípics. La tècnica ens ha permès també identificar els principals micobacteris no tuberculosos implicats en la infecció humana, sòls o en coinfecció. Resultats preliminars mostren que l’anàlisi amb piroseqüenciació pot ser d’utilitat per l’estudi clonal de les soques de M.tuberculosis. Les nostres observacions mostren la piroseqüenciació com una eina valuosa en l’àmbit clínic, ja que permet una reducció de la demora del diagnòstic, estudi filogenètic i detecció de resistències M.tuberculosis, i per tant una millora de l’aplicació del tractament adequat, ajudant al control de la malaltia.

Phase Contrast X-Ray Tomographic Microscopy for Biological and Materials Science Applications

The application of two approaches for high-throughput, high-resolution X-ray phase contrast tomographic imaging being used at the tomographic microscopy and coherent radiology experiments (TOMCAT) beamline of the SLS is discussed and illustrated. Differential phase contrast (DPC) imaging, using a grating interferometer and a phase-stepping technique, is integrated into the beamline environment at TOMCAT in terms of the fast acquisition and reconstruction of data and the availability to scan samples within an aqueous environment. A second phase contrast method is a modified transfer of intensity approach that can yield the 3D distribution of the decrement of the refractive index of a weakly absorbing object from a single tomographic dataset. The two methods are complementary to one another: the DPC method is characterised by a higher sensitivity and by moderate resolution with larger samples; the modified transfer of intensity approach is particularly suited for small specimens when high resolution (around 1 mu m) is required. Both are being applied to investigations in the biological and materials science fields.