INFORME LAYMAN

Sistema para la gestión integral de los residuos de los cultivos de mejillón en bateas y líneas

PROYECTO GESTINMER

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El cultivo de mejillón es una actividad de gran relevancia económica en las áreas costeras de España e Irlanda. En las rías gallegas existen alrededor de 3.360 bateas de mejillón que producen del orden de 290.000 Tm anuales de este molusco (año 2004).

Como resultado de su elevada capacidad de filtración, de los desprendimientos de piñas de mejillón de las cuerdas y de los excedentes orgánicos generados durante las operaciones de cultivo, bajo los viveros (bateas y longlines) se acumulan materiales constituidos por heces y pseudoheces producto del metabolismo del mejillón y restos de conchas, que se mezclan con fangos y arenas de diferente origen (Fig. 1).

La acumulación de estos depósitos se asocia a la modificación de las características de los fondos, que aumentan su espesor y se vuelven anóxicos (sin oxígeno), así como a cambios en la cadena trófica (cadena alimentaria) de las rías y en la composición de las comunidades bentónicas (aquellas asociadas

al fondo). El proyecto GESTINMER aborda esta problemática centrándose en acciones dirigidas tanto a valorar la viabilidad de retirar estos depósitos de los fondos, como a desarrollar un sistema que permita una adecuada gestión de los excedentes generados durante las operaciones de cultivo.

Por otra parte, el proyecto propone la gestión de los sedimentos y excedentes de laboreo como una alternativa para resolver la problemática ambiental asociada a los suelos de minas. Una vez abandonada la actividad extractiva, en muchas zonas mineras permanecen grandes extensiones de suelos fuertemente acidificados, con elevado nivel de metales biodisponibles y de formas catiónicas y aluminio en disolución en las que el crecimiento vegetal es prácticamente inexistente. Además del impacto paisajístico que producen las escombreras y zonas de corte sin vegetación, las aguas de lluvia que caen sobre estos suelos son contaminadas, llegando a afectar a los ríos cercanos.

1. INTRODUCCIÓN

2. EL PROYECTOEl objetivo principal del proyecto GESTINMER

es desarrollar un sistema de gestión integral de los excedentes producidos por el cultivo del mejillón, con la finalidad de reducir su impacto ambiental y recuperar la heterogeneidad natural del ecosistema, estudiando al mismo tiempo la posibilidad de valorización de dichos residuos mediante su utilización para la recuperación de suelos de minas.

Este proyecto ha sido promovido por la Consellería de Pesca y Asuntos Marítimos, gestionado por CETMAR y

cofinanciado por el Programa LIFE - Medio Ambiente. Han participado como socios del proyecto el C.R.D.O. Mexillón de Galicia y la asociación de productores OPMEGA. Han colaborado también la Universidad de Santiago, el Instituto Tecnolóxico para o Control do Medio Mariño de Galicia (INTECMAR), el Instituto Español de Oceanografía de Vigo (IEO) y el Centro de Investigaciones Mariñas de Corón (CIMA).

CONTENIDOS

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................. 1

2. EL PROYECTO ............................................................................................................................................... 1

3. RESULTADOS DE LAS PRINCIPALES TAREAS DEL PROYECTO ......................................................................... 2

3.1. CARTOGRAFÍA Y CARACTERIZACIÓN DE LOS SEDIMENTOS ............................................................. 2

3.2. ACCIÓN PILOTO DE EXTRACCIÓN DE LOS SEDIMENTOS.................................................................. 3

3.3. GESTIÓN DE LOS EXCEDENTES DE LABOREO ................................................................................. 9

3.4. VALORIZACIÓN DE LOS RESIDUOS .................................................................................................. 11

3.5 OTRAS ACTIVIDADES DEL PROYECTO .............................................................................................. 12

4. IMPACTO AMBIENTAL DEL PROYECTO Y ANÁLISIS COSTE-BENEFICIO ............................................................ 13

5. TRANSFERIBILIDAD DE LOS RESULTADOS ..................................................................................................... 14

Proyecto LIFE04 ENV/ES/239

Con la contribución del instrumento financiero LIFE de la Comunidad Europea

Heces y pseudoheces de mejillón y de la epifauna asociada

Desprendimientos de piñas de mejillón

Excedentes de laboreo

Figura 1

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Como paso previo a la ejecución de una acción piloto de extracción de sedimentos, se realizaron los siguientes estudios en tres polígonos situados en la zona interna, media y externa de la Ría de Vigo (Fig. 2):

3. RESULTADOS DE LAS PRINCIPALES TAREAS DEL PROYECTO3.1. Cartografía y caracterización de los sedimentos

3.2. Acción piloto de extracción de los sedimentos

Prospección geoacústica de los materiales sedimentarios A. mediante sonda multihaz y perfilador de fangos. Cartografía de los fondos y localización espacial de las zonas de extracción.

Campaña de muestreos y caracterización analítica de B. los sedimentos: granulometría, contenido de carbono orgánico y agua, metales pesados y PCBs.

Se presentan distintos espesores y distinta distribución granulométrica en función de la posición (interna, media o externa) del polígono dentro de la ría, apreciándose un contenido mayor de fracciones gruesas en el exterior de las rías, donde las fuertes corrientes impiden la acumulación de materiales finos.

Es posible identificar dos situaciones distintas: frente al 95% de sedimentos finos acumulados en superficie en las zonas interna y media, en la zona externa de la ría la fracción fina apenas supera el 50%.

Esta distribución responde a las condiciones

hidrodinámicas de cada zona y permite la mezcla homogénea de las partículas finas con sedimentos de distinto origen.

Los fondos de los polígonos prospectados se caracterizan por una distribución regular de acúmulos

de cascajo que coinciden con la ubicación de bateas en superficie, que en la Ría de Vigo están fondeadas a dos muertos (puntos de anclaje) (Fig. 3). Estos acúmulos tienen un aspecto de pirámide truncada de base cuadrada con una altura media de entre 0,5 y 1 metros.

A ambos lados se presentan depresiones orientadas y de dimensiones variables, que alcanzan los 50 cm de

profundidad. Estas depresiones representan los surcos que provocan las cadenas de fondeo por la acción de las mareas y el oleaje (Fig. 4).

Los resultados del perfilador indican que existe una capa sedimentaria de finos sobre el sustrato base, con una potencia de entre 2 y 3 metros (Fig. 5), estrechándose en dirección a la costa y con tendencia a aumentar su

espesor con la profundidad.

Ha de considerarse que el estrato de fangos no está constituido únicamente por material producto del metabolismo del mejillón, sino que está mezclado con los aportes fluviales, marinos y otros sedimentos de origen antrópico.

Los sedimentos acumulados bajo las bateas objeto de este estudio de caracterización presentan un alto contenido de CaCO3 y materia orgánica (7%) y se pueden clasificar como “sedimentos no contaminados” atendiendo a las “Recomendaciones sobre la gestión del material dragado en los puertos españoles” publicadas por el CEDEX.

En relación a los materiales acumulados bajo las bateas, el proyecto contempló la ejecución de una acción piloto de extracción de sedimentos, con el fin de identificar, dentro de las tecnologías disponibles, el sistema o sistemas de extracción más adecuados desde el punto de vista técnico, ecológico y económico. Dicha acción consistió en el ensayo de

diferentes técnicas de extracción, acompañada de una monitorización ambiental y un seguimiento de los posibles efectos que pudieran producirse sobre el cultivo de mejillón derivados de las operaciones de retirada de sedimentos. Esta acción fue desarrollada en una cuadrícula situada en el polígono Noia A, en la Ría de Muros.

Se compararon las distintas técnicas de extracción en función de las siguientes premisas:

Evitar la resuspensión de las partículas finas y la consiguiente generación de plumas de turbidez, con A. objeto de minimizar los posibles efectos sobre el cultivo de mejillón.

Obtener un material con el menor contenido posible en agua, que haga viable su transporte por carretera, B. para la posterior utilización del mismo en la regeneración de los suelos de mina.

Conseguir un rendimiento suficiente que permita hacer estas operaciones económicamente viables.C.

Consistió en la retirada manual de objetos sólidos y de materiales más finos con ayuda de distintas herramientas. Se sumergieron sacos de 1m3 (tipo big bag) mediante la grúa del barco y los buceadores se encargaron de llenarlos a mano (en el caso de objetos sólidos) o con ayuda de unos recipientes adecuados.

El equipo humano necesario consta de al menos cuatro buceadores, (tal como indica la legislación vigente) así como el propio personal del barco que atiende el manejo

de la grúa y la descarga del material extraído.

Este sistema de extracción no requiere obligatoriamente el desplazamiento de la batea y los recursos humanos y técnicos necesarios están al alcance de los productores. Sin embargo, al depender de operaciones realizadas por buzos, los trabajos están limitados por profundidad y tiempo.

Resultados

Extracción manual con buceadores:

Figura 4

Figura 5

Figura 2

Figura 3

4 5

Resultados en función de las premisas

Proporción sólido/líquido: El porcentaje de sólidos es bastante alto (aprox. 70-90%) dependiendo del tipo A. de material que se introduzca en el saco. Cuanto mayor sea el volumen de conchas en el material frente a los fangos, menor será el contenido de agua (Fig. 6).

Turbidez: La turbidez es prácticamente nula, ya que el material movilizado es bastante limitado, la B. resuspensión de finos se genera en el fondo y se dispersa rápidamente por acción de las corrientes.

Rendimiento: El rendimiento es muy bajo en el caso de la extracción de sedimento fino y conchas (entre C. 3 y 5 m3 por buceador y día) pero eficiente en la retirada de objetos sólidos: cuerdas, sacos de red, etc. (12-20 m3 por buceador y día).

Resultados en función de las premisas

Proporción sólido/líquido: Tal como se preveía, los volúmenes de fluido desplazados fueron muy elevados A. en relación a la cantidad de sólido movilizado (10-20%). Sólo sería posible plantear la viabilidad técnica de este sistema en el caso de pudiera ser integrado a bordo un sistema de centrifugación/decantación, pues la opción de rebosamiento está totalmente descartada para evitar la generación de una pluma de turbidez.

Dragado con bomba hidráulica:

Entre la variedad de bombas de succión existentes en el mercado, para esta acción piloto se seleccionó una bomba Stanley manejada por buceadores.

Debe prestarse especial atención a la respuesta de estas técnicas en presencia de sólidos de gran tamaño que no son capaces de triturar, ya que se obstruyen fácilmente.

Figura 7

Resultados en función de las premisas

Proporción sólido/líquido: Durante la acción se comprobó que el contenido de sólidos era mucho menor A. de lo esperado, pudiéndose equiparar al obtenido mediante bomba hidráulica (<15%).

Turbidez: aparentemente nula en superficie.B.

Rendimiento: Dado el gran caudal de la bomba (hasta 120mC. 3/h), el tiempo de llenado de un contenedor de 5m3 apenas superaba los 2 min.

El equipo empleado para este ensayo consistió en una bomba de succión italiana patentada por la marca Pneuma S.r.l. modelo 100/20-UN (Fig. 8) cuya principal característica según las especificaciones técnicas del fabricante, era el elevado porcentaje de sólidos (70-90%) en relación al volumen de líquido movilizado.

Dragado neumático:

Durante los ensayos en planta realizados posteriormente con una centrifuga decantadora proporcionada por Westfalia Separator Iberica, S.A. (Fig 7) se comprobó que la aplicación de este tipo de equipos para el clarificado de las aguas y el deshidratado de los fangos daba resultados satisfactorios en lo que respecta al extracto seco obtenido y a los rendimientos. Sin embargo, su implantación a escala real requeriría la instalación de una o varias centrífugas a bordo de la draga, en función del flujo de trabajo. Además, tendría que considerarse una fase de desarenado previo, la adición de polielectrolito y el uso de materiales resistentes a la corrosión por agua de mar. Todos estos requisitos conllevan notables dificultades técnicas y logísticas y un elevado coste económico que en la práctica podría comprometer su viabilidad.

Turbidez: La turbidez generada por este método resultó imperceptible en superficie.B.

Rendimiento: Los flujos de trabajo son muy variables y pueden oscilar entre 20mC. 3/h en el caso de las bombas más pequeñas hasta los 2000 m3/h que pueden superar las grandes dragas operadas desde un barco o pontona. Cuanto mayor sea el caudal de estas bombas, mayor será la capacidad de almacenamiento necesaria, así como la inversión y los requisitos técnicos y humanos.

Se demostró que este sistema no es adecuado para el

tipo de material que se acumula bajo las bateas, ya que

para alcanzar valores de máxima eficiencia, esta técnica

requiere un sedimento más compacto y homogéneo.

En caso de acoplarse un sistema de centrifugación, tal

como el comentado para el dragado hidráulico, se haría

necesaria la instalación de al menos dos centrifugas

decantadoras de grandes dimensiones trabajando en

paralelo. Por lo tanto la viabilidad técnica y económica

del empleo de este sistema conlleva dificultades técnicas

y logísticas, así como elevados costes económicos.

Figura 6

Figura 8

6 7

Dragado mecánico:

Consistió en el ensayo de dos tipos de cucharas accionadas hidráulicamente y suspendidas mediante cable: una cuchara bivalva (Fig. 9) y otra tipo pulpo (Fig. 10).

Para la realización de esta monitorización, se contó con la valiosa colaboración de las siguientes Instituciones:

Resultados en función de las premisas

Proporción sólido/líquido: El porcentaje de sólidos es similar a la composición originaria del sustrato ya A. que la mayor parte del material no sufre procesos de lavado de las fracciones más finas ni pérdida de las fracciones más gruesas (conchas de mejillón). Con la cuchara tipo pulpo se extrae un material con un contenido menor de agua, debido a que dispone de aberturas que permiten la salida del agua acumulada en la parte superior.

Turbidez: Con la aplicación de este método es necesaria la instalación de una cortina. La visibilidad se B. reduce mucho en el interior de esta, si bien en superficie, la visibilidad se recupera rápidamente a pocos metros del punto de dragado.

Rendimiento: El rendimiento/hora es función del volumen de la cuchara, aunque el rendimiento/día está C. determinado por la capacidad de almacenamiento abordo y la distancia al puerto de descarga. Durante la acción piloto se obtuvo entre 18 y 24 Tm/h con la cuchara bivalva de 600 L y 5 Tm/h con una cuchara tipo pulpo de 200 L.

El dragado con cuchara resultó ser el sistema de extracción más efectivo, no sólo por el rendimiento y la proporción sólido/líquido obtenidos sino porque supone emplear medios humanos y materiales al alcance del sector mejillonero, ya que las embarcaciones auxiliares disponen de cucharas bivalvas para la descarga del mejillón destinado a fábrica. Si se optara por realizar este tipo de operaciones a pequeña escala bajo una batea, tendrían que superarse factores limitantes tales como la capacidad de carga de las grúas, la capacidad de almacenamiento del material extraído o el uso de un buen sistema de posicionamiento de la cuchara.

En el caso de que se pretendiera llevar a cabo estos trabajos a mayor escala, sería conveniente emplear embarcaciones especializadas para el dragado y buques de carga (gánguiles) ya que uno de los factores limitantes es la capacidad de almacenamiento del material a bordo.

Tras la experiencia adquirida en esta acción piloto, se identificaron algunos puntos de mejora importantes para el dragado con cuchara:

a) Mejora de las características de la cortina. La cortina debe estar unida completamente al flotador, sin fisuras que puedan permitir el paso de sedimentos.

b) Adaptación de la cuchara para el desalojo de agua dentro de la cortina. Sería posible seleccionar o diseñar una cuchara que permita la evacuación del agua con la mínima pérdida de sedimento.

c) Selección del tamaño de la cuchara en función del espesor del sustrato. Aunque el rendimiento es mayor

cuanto mayor es el volumen de la cuchara, si se extrae más volumen del necesario, se está reduciendo la eficacia del dragado y aumentando los costes.

d) Mejora del posicionamiento de la cuchara, con objeto de realizar un trabajo más homogéneo y evitar extraer material de las capas inferiores.

Seguimiento ambiental y valoración del impacto sobre el cultivo de mejillón:

Simulación de la evolución de una pluma de turbidez en función de las mareas

Modelado oceanográfico de la zona de dragado (Fig. 12)•

Fondeo de tres turbidímetros para realizar medidas en continuo de la turbidez•

Instalación de registradores de temperatura en continuo para detectar cualquier •cambio oceanográfico brusco entre muestreos oceanográficos

Análisis de materia orgánica disuelta y nutrientes inorgánicos disueltos (nitrato, •nitrito, amonio, fosfato y silicato)

Evaluación de los niveles de concentración de hidrocarburos aromáticos policíclicos, •compuestos organoclorados y metales en M. galloprovincialis

INTECMAR

Análisis de las variables de producción: crecimiento, mortalidad y biomasa. Evaluación •del impacto de la extracción de sedimentos bajo las bateas en la producción de M. galloprovincialis (Fig. 13)

CIMA

Identificación y cuantificación de quistes de microalgas potencialmente productoras •de toxinas. Evaluación del impacto de la extracción de sedimentos sobre la presencia de quistes de dinoflagelados en el sedimento y la columna de agua

IEO

Figura 11

Figura 9 Figura 10

Figura 12

8 9

3.3. Gestión de los residuos de laboreo

El plan de muestreo abarcó un amplio período de tiempo, comenzando antes de la acción piloto y terminando tres meses después de su finalización.

Los resultados de la evaluación del impacto de la extracción de sedimentos sobre el cultivo de mejillón y sobre su entorno no evidenciaron un efecto negativo ni sobre las variables productivas ni sobre los parámetros de contaminación medidos en el mejillón cultivado. Los valores de nutrientes inorgánicos y carbono orgánico disuelto, así como los datos de turbidez registrados, presentaron variaciones que se pueden asociar tanto a las labores de extracción como a causas naturales (mareas, corrientes o temporales).

Se constató sin embargo la presencia en los sedimentos de quistes de dinoflagelados potencialmente productores de toxinas, su resuspensión durante la extracción y la posibilidad, aunque remota, de viabilidad de los mismos.

Estos resultados se consideran válidos y representativos para la escala de trabajo de la experiencia llevada a cabo (dragado de una sola batea), para las condiciones

oceanográficas de la zona, para la época del año (invierno) y para el grado de contaminación del material extraído. No se descarta que en la ejecución de trabajos más intensos o a mayor escala, en zonas con mayor contaminación antropogénica (de origen humano) o con distintas condiciones hidrodinámicas, los resultados de

la monitorización ambiental pudieran ser distintos.

Desde el punto de vista ecológico, se identificaron dos puntos críticos que condicionarían la decisión de extraer sedimentos en una zona determinada:

i) La constatación de la presencia en los sedimentos de quistes de dinoflagelados potencialmente productores de toxinas, la resuspensión de los mismos durante la extracción y la posibilidad, aunque remota, de viabilidad de los mismos, requeriría un análisis del riesgo

de generación de un episodio de fitoplancton tóxico.

ii) Sería igualmente necesario estudiar los efectos que la extracción de sedimentos podría ocasionar sobre la biota en zonas donde la concentración de contaminantes antropogénicos en sedimentos fuera mayor que en la zona seleccionada para la acción piloto.

A pesar de que los resultados obtenidos han permitido comparar la viabilidad de las distintas tecnologías disponibles, durante el desarrollo de esta tarea se identificaron diversas cuestiones y lagunas de conocimiento que deberían ser esclarecidas antes de diseñar una estrategia de gestión de estos depositos.

Se considera necesario continuar realizando estudios para conocer los riesgos y los beneficios que se podrían derivar de la extracción de sedimentos (tanto para el ecosistema como para el cultivo de mejillón) para

valorarlos frente a los posibles efectos de la acumulación de biodepósitos bajo las bateas.

En relación a la evaluación de impacto ambiental de la extracción de estos materiales, además de los aspectos críticos ya mencionados, sería conveniente la realización de un estudio sobre el grado de afectación, si existe, sobre la fauna y flora bentónica, sobre el patrimonio arqueológico o sobre los efectos que pudiera producir la resuspensión de sedimentos en caso de estar contaminados.

Respecto a los efectos de la acumulación de biodepósitos, desde el punto de vista ecológico, estudios anteriores a este proyecto detectaron un claro incremento de las comunidades detritívoras (que consumen detritos/restos de materia orgánica), sin constatar un descenso de la abundancia y biodiversidad de las especies. Esto significa que, aunque hay algunos aspectos preocupantes, tales como el muy bajo potencial redox (medida de la capacidad reductora u oxidante de una disolución) y el alto nivel de S y C, la situación actual de los fondos de bateas no se puede considerar por el momento grave, lo que permite un margen de maniobra para ampliar conocimientos.

Es importante también determinar cual es la contribución real del cultivo de mejillón a los sedimentos bajo las bateas y cual es la contribución procedente de aportes continentales. Un estudio detallado de la información bibliográfica ha puesto de manifiesto la incertidumbre y escasa representatividad de los datos disponibles en cuanto al volumen de depósitos generados por el cultivo. En este sentido, cabe proponer el empleo más riguroso del término biodepósito, ya que se utiliza indistintamente tanto para referirse a las

heces y pseudoheces del mejillón, como a toda fracción orgánica de los sedimentos, lo que lleva a que se establezca un vínculo único, no científicamente probado, entre la materia orgánica detectada en los sedimentos ubicados bajo las bateas y las propias bateas. Teniendo en cuenta este planteamiento, se ha de contemplar el distinto origen de los sedimentos que se acumulan en estos fondos ya sean de origen terrestre (aportes puntuales como los fluviales, urbanos, industriales o difusos como los procedentes de escorrentía) o de origen marino (debidos a los cultivos flotantes o a la producción primaria).

Con la información obtenida de estos estudios, será posible identificar las condiciones en que los beneficios esperados compensan los riesgos de acometer la extracción de estos materiales: se podrá determinar en qué zonas, en qué momento y a qué escala es conveniente la realización de estas operaciones. Se podrá averiguar si existe un nivel crítico a partir del cual es necesario realizar estas labores de limpieza, en qué casos no es conveniente movilizar los sedimentos y proponer medidas de protección de los recursos o recomendaciones de gestión del material extraído.

En lo que respecta a los excedentes de laboreo, el objetivo consistió en el desarrollo de un sistema de recogida selectiva y transporte de los excedentes generados durante las labores asociadas al cultivo del mejillón, que fuera validado mediante la implantación a pequeña escala del sistema propuesto.

En una primera campaña, se realizaron muestreos de campo para la elaboración de un diagnóstico de la generación de excedentes en función de las variables de producción (fase del proceso productivo, zona de producción, época del año, destino del mejillón, etc.) y posteriormente se estudiaron alternativas de gestión de estos excedentes.

La alternativa de gestión seleccionada a priori más viable se puso en marcha a pequeña escala en una segunda campaña y con los resultados de esta experiencia, se valoró la viabilidad de su implantación y se propusieron medidas de mejora.

Nuevas necesidades de conocimiento

Figura 14

Figura 15

Figura 16

10 11

3.4. Valorización de los residuos

Resultados

Los excedentes de laboreo se generan a bordo principalmente en la fase de desdoble y en la cosecha para fresco (Fig. 16).

La cantidad producida es equivalente al 18.8% del peso total del mejillón para consumo en fresco y el 1.2% del peso total del mejillón destinado a fábrica. En base a esto y considerando que en Galicia, en 2004, se produjeron 263.484 Tm de mejillón de los cuales 115.127 Tm se destinaron al consumo en fresco, se estima que la cantidad de excedentes de laboreo rondó ese año las 23.600 Tm.

Dado que están constituidos en un 48% de agua, un 46% de materia inorgánica y un 6% de materia orgánica, se comprobó que la pérdida de agua al cabo de 5 días equivalía al 37% de su peso, lo que supone una reducción de la cantidad inicial a 14.800 Tm.

Tras valorar diferentes alternativas de gestión, se seleccionó aquella consistente en el almacenamiento temporal de los excedentes de mejillón sobre unas plataformas flotantes, especialmente diseñadas para este fin, que serían ubicadas en la entrada de los puertos de descarga, o en zonas de los polígonos de mejillón próximas a ellos (Fig. 17 y 18).

Figura 17 Figura 18

VENTAJAS

Olores fuera de los puertos menos molestias

Mayor comodidad en la descarga: se evita hacer “cola” en los puertos más posibilidades de

éxito del sistema

más facilidades para los barcos

Menor coste

Logística más sencilla

Durante su implantación a pequeña escala, el sistema de gestión fue bien acogido por parte de los productores participantes, siempre y cuando se realizaran ciertas mejoras relacionadas con el tipo de saco empleado y su adaptación a la maquinaria.

El traslado de los sacos por los barcos mejilloneros hasta las plataformas flotantes localizadas de camino o a la entrada de los puertos, resulta viable siempre y cuando estén bien situadas. Una vez que se acumula un volumen suficiente para llenar un camión, es adecuado el traslado de los sacos hasta el puerto por un barco dedicado a este fin para cargarlos directamente en

los camiones que los trasladan a su destino final. Para esta función, podría utilizarse un barco mejillonero, de dimensiones y tipo de grúa adecuados.

Por último, se ha comprobado que con las dimensiones de este plan piloto, no se producen molestias en la zona de almacenamiento por la descomposición de los excedentes, aunque sí se generan olores durante la manipulación de la carga.

Con objeto de hacer técnicamente viable la implantación de este sistema a mayor escala, se proponen las siguientes medidas de mejora:

i) Sería necesario adaptar la maquinaria de algunos barcos, ya que su disposición actual hace que los excedentes caigan al mar.

ii) Sería necesario el diseño o selección de unos sacos

que hicieran más sencilla su utilización tanto durante su llenado en el barco como en su vaciado en el camión (aberturas más grandes y adaptable a la maquinaria existente en los barcos) con el propósito de hacer más cómodo y ágil el manejo de los residuos.

Esta tarea comprendió la caracterización de los sedimentos de los fondos de batea y de los excedentes de laboreo desde el punto de vista de su poder enmendante (propiedad de un material que, al ser incorporado al suelo, modifica sus propiedades físico-químicas), con objeto de determinar su adecuación para la mejora de las condiciones edáficas de suelos de mina. Posteriormente se realizaron ensayos con ambos tipos de residuos, mezclados con materiales de préstamo en distintas proporciones y sembrados con diferentes cultivos, para establecer el mejor protocolo de utilización.

Esta tarea fue llevada a cabo por el Laboratorio de Tecnologías Ambientales del Instituto de Investigaciones Tecnológicas de la USC, que, en una primera fase procedió a la caracterización biológica, física y química en el laboratorio.

El protocolo de utilización de los materiales consistió en su lixiviado previo para mitigar los graves problemas de acidez que padecen los suelos y las aguas de la mina. A continuación se extendió el material en un lugar bien orientado, con un buen grado de insolación y en una superficie de berma de mina, prácticamente llana y

Figura 19

Figura 20

12 13

3.5. Otras actividades del proyecto

4. IMPACTO AMBIENTAL DEL PROYECTO Y ANÁLISIS COSTE-BENEFICIO

bastante extensa. Se definieron las parcelas de siembra y se procedió a la preparación del suelo para la siembra del cultivo. La experiencia se inició con la selección de tres tipos de material edáfico:

Suelo de mina sin ningún tipo de tratamiento: 1. Tecnosol espólico

Suelo artificial preparado a partir de residuos de 2. batea. Tecnosol compuesto por 30% de residuo de laboreo de cultivo de mejillón, 30% de lodo de depuradora, 30% de biomasa y 10% de residuo agroalimentario.

Suelo compuesto por excedentes de laboreo de 3. cultivo de mejillón.

Para realizar los ensayos, se sembraron:

Colza, en cinco variedades: agrosa, carinata, kabel, •semundo y rústica

Gramíneas en mezcla de Lolium con trébol blanco, •representado por F-2

Beza: Vicea faba, en áreas de paso dada su capacidad •descomponedora

Además, para cada uno de los cultivos se ensayaron tres condiciones de enriquecimiento de suelo, consistentes en la aplicación de abono triple 15 (Nitrogeno, Fosfato y Potasio, 15% de cada elemento), en proporciones de 300 k/Ha, 100 K/Ha y nada, lo cual significó tener para cada material edáfico 15 parcelas con colza (tres de cada variedad) y tres parcelas más de la mezcla de gramíneas. La beza se sembró en zonas de paso con la idea de enriquecer el suelo también en esos transectos.

En ambos casos, su alto contenido en CaCO3 y

su contenido de C, N y S ya permitían prever buenos resultados como corrector de suelos ácidos de minas. Los resultados de los ensayos indicaron que el Tecnosol artificial conteniendo un 30 % de residuo de laboreo de mejillón, constituye el mejor preparado edáfico para la restauración y revegetación de los suelos de la mina de

Touro. En este caso la producción de biomasa aérea de diferentes variedades de colza varía entre 5 y 14 Tm/Ha (según la especie y las condiciones de enriquecimiento) frente a las 2 - 9 Tm/Ha obtenidas con un suelo compuesto en su totalidad por residuos de laboreo. En el caso del Tecnosol espólico el crecimiento de las especies fue nulo en todas las condiciones.

A partir de las tareas principales, se llevaron a cabo las siguientes acciones:

a) Elaboración de una Guía de buenas prácticas para el sector productor.

b) Desarrollo de una propuesta de Plan de acción para la gestión integral de los residuos del cultivo de mejillón.

c) Valoración de la aplicabilidad del sistema a los cultivos de mejillón en línea (longline, Fig. 23)

d) Difusión de los objetivos y resultados del proyecto a nivel regional, nacional e internacional.

Resultados

Mediante la ejecución de la acción piloto de extracción de sedimentos se han comparado las distintas tecnologías de extracción disponibles y se ha evaluado su viabilidad técnica y económica. Aunque dadas las características del material acumulado bajo las bateas, en especial su gran heterogeneidad y la presencia de sedimentos muy finos, no parece posible la selección inequívoca de una sola técnica que sea válida en todos los casos, la extracción con cuchara empleando una cortina antiturbidez, ha resultado ser el sistema más viable desde el punto de vista técnico y económico, teniendo en cuenta los elevados rendimientos obtenidos, la alta proporción sólido/líquido del material extraído y los costes por volumen de sedimentos movilizado. Este sistema es susceptible de notables mejoras tanto en lo que respecta al cierre de la cuchara como en lo que se refiere a los sistemas utilizados para confinar la turbidez.

La extracción hidráulica/neumática resulta inviable sin el acoplamiento de un sistema de decantación/centrifugación, debido al alto contenido en agua del material extraído. La integración de dicho sistema en las operaciones de dragado presenta costes muy elevados y dificultades logísticas que comprometen su viabilidad. La extracción manual con buzos presenta importantes limitaciones (bajo rendimiento, profundidad y tiempo limitado de operación) pero debido a su elevada selectividad podría ser aplicada de manera previa a la utilización de la cuchara para la extracción de residuos sólidos.

Sin perjuicio de la utilidad de toda esta información, durante el desarrollo de esta tarea se identificaron incertidumbres y lagunas de conocimiento considerables en cuanto los riesgos y los beneficios ambientales que

se podrían derivar de la extracción de sedimentos (tanto para el ecosistema como para el cultivo de mejillón). Estos riesgos y beneficios deberían ser valorados cuidadosamente frente a los efectos de la acumulación de biodepósitos bajo las bateas, antes de abordar las operaciones de extracción de los sedimentos.

La aplicación del sistema de gestión de los excedentes de laboreo ensayado en el proyecto, reduciría la aportación de materiales a los fondos con el consiguiente beneficio ambiental. Tanto el estudio teórico como los resultados de implantación del sistema a pequeña escala permiten hacer una valoración positiva de su viabilidad técnica y económica. Sin embargo, es importante resaltar que no hay un convencimiento general entre los productores en cuanto a que la práctica tradicional de verter los excedentes de laboreo al mar tenga un impacto negativo en el ecosistema.

Respecto a la valorización de los residuos mediante su utilización como enmendante de suelos de minas, se han comprobado con éxito tanto los beneficios ambientales como los potenciales rendimientos agrícolas que es posible obtener a partir de suelos preparados con una mezcla de materiales entre los que se encuentren en un 30% los originados en el cultivo de mejillón. Por tanto, se abre la posibilidad de aplicar estos materiales en distintos tipos de suelos degradados, especialmente los ácidos, mezclándose con otros materiales en distintas proporciones y para el cultivo de diferentes especies vegetales. En esta tarea no se han abordado los aspectos legales que regulan la aplicación de estos materiales a los suelos, por lo que en la planificación futura de estos usos, se deberá tener en cuenta la legislación vigente en ese momento.

Figura 23 Figura 24

14

5. TRANSFERIBILIDAD DE LOS RESULTADOSLos trabajos realizados han permitido identificar

las técnicas y sistemas de gestión más viables desde el punto de vista técnico y económico tanto para los sedimentos acumulados en el fondo, como para los excedentes de laboreo generados a bordo. Se han detectado sus limitaciones y medidas de mejora, así como las incertidumbres y lagunas de conocimiento que deben ser elucidadas para la toma de decisiones en lo que respecta a las diferentes operaciones de gestión.

Los resultados obtenidos son transferibles a otras zonas de la Unión Europea y del resto del mundo en que se cultiven moluscos tanto en bateas como en otros sistemas de producción, en la medida en que

el volumen de residuos generado o sus efectos sobre los ecosistemas aconsejen llevar a cabo acciones de mitigación. Las técnicas y sistemas ensayados en este proyecto podrían ser valorados para su aplicación, con las correspondientes adaptaciones, en la gestión de los residuos de producción de otros sistemas de acuicultura (ej: peces).

Los procedimientos de restauración de suelos mediante el uso de estos materiales son potencialmente transferibles a otras áreas en las que existan suelos degradados de carácter ácido, que puedan ser regenerados mediante la aplicación de este tipo de materiales y de unos protocolos de recuperación

Figura 25

System for the integral management of the waste produced by the mussel cultured in rafts and longlines

GESTINMER PROJECT

LAYMAN’S REPORT

1

Mussel farming is an activity of great economic relevance along the coastal areas of Spain and Ireland. There are approximately 3,360 mussel rafts in the Galician rias that produce around 290,000 MT per year of this mollusc (2004 data).

The Galician Mussel is produced using rafts in the rias that consist of the following parts:

Structure: framework of wooden beams from which •the ropes hang (maximum area of 500 m2).

Flotation system: polyester tubular floats or •cylindrical floats made from iron sheet metal coated with polyester.

Anchoring system: the raft is anchored by means •of iron chains to one or two moorings called “muertos”.

Farming system: maximum of 500 ropes per raft, •no longer than 12 m in length that hang from the wooden structure. 100 additional collector ropes per raft are allowed from March to September.

As a result of its high filtration capacity, the bunches of mussels detached from the ropes and the waste byproducts generated by the farming operations, under the farms (rafts and longlines) materials made up of faecal and pseudofaecal pellets from the mussel metabolism and shell debris, are accumulated and mixed with sediments of different origin (Fig. 1).

The accumulation of these deposits has been linked to the modification of the characteristics of the seabed, which increase in thickness and become anoxic (without oxygen), as well as changes in the trophic chain inside the rias and the composition of he benthic communities (those associated with the bottom). The GESTINMER

PROJECT tackled this problem focusing its activities on the assessment of the feasibility of removing these deposits from the bottom, and the development of a system that leads to an appropriate management of the mussel byproducts produced on board.

The project also proposes managing the sediments and waste byproducts as an alternative, in order to solve environmental problems relating to the soil of mines. As a result of the morphological changes due to mining, which leaves sulphur rich materials on the surface that are easily oxidizable in a damp environment, the surface waters become acidified, polluting the fluvial water bodies present in the area surrounding the mine.

Restoring mine soils and dumps requires the addition of different loan materials able to mitigate the existing environmental impacts, so that there is a need for:

“liming materials” on its surface to give a higher •pH to the soil and reduce the strong acidity of the dissolution of soils and runoff waters.

“reducing materials” to reduce the oxygen content •and, therefore, the oxidation of sulphurs, maintaining the pH over 3.5.

“adsorbent materials” to fix metals and sulphate •anions.

“materials rich in nutrients” containing significant •amounts that can be assimilated of chemical elements able to be integrated into trophic chains (C, N, P and K as well as Mg and Ca). These would improve biological activity and would encourage the self-sustainable, ongoing development of soils and plant coverage.

1. INTRODUCTION

LIST OF CONTENTS

1. INTRODUCTION ............................................................................................................................................. 1

2. THE PROJECT ............................................................................................................................................... 2

3. RESULTS OF THE MAIN TASKS OF THE PROJECT ........................................................................................... 2

3.1. CARTOGRAPHY AND CHARACTERIZATION OF SEDIMENTS ............................................................... 2

3.2. PILOT ACTION FOR SEDIMENT DREDGING ...................................................................................... 3

3.3. MANAGING MUSSEL BYPRODUCT ................................................................................................... 9

3.4. WASTE UTILIZATION ....................................................................................................................... 11

3.5 OTHER PROJECT ACTIVITIES ........................................................................................................... 12

4. ENVIRONMENTAL IMPACT OF THE PROJECT AND COST-PROFIT ANALYSIS ..................................................... 13

5. TRANSFERABILITY OF RESULTS ..................................................................................................................... 14

This project has been co-financed by the European Union

LIFE-Environment Project LIFE04 ENV/ES/239

Faeces and pseudofaeces of mussels and theassociated epifauna

Detachment ofgroups of mussels

Mussel byproduct waste

Figure 1

2 3

3.2. Pilot action for sediment dredging

Regarding the sediments accumulated beneath the rafts, a pilot action was designed in order to identify the most appropriate technologies, equipment or systems for extracting this material from the technical, environmental and economic point of view. In the course of this pilot action four different techniques were tested,

being accompanied by an environmental monitoring and a follow-up of any possible effect on mussel farming as a result of the dredging operations. This task was carried out on a grid located in the area called Noia A, inside the Ria of Muros.

Different dredging techniques were compared in terms of the following premises:

Avoiding the generation of turbidity so that the effects on the mussel culture can be minimized.A.

Extracting a material with the least possible content of water, making transport by road viable for B. subsequent use of the same in regenerating mine land.

Achieving a good output rate in order to make the operation economically viable.C.

This involved removing solid objects and other finer materials. To do so, 1 m3 open type bags were made available, which were filled by the divers using hand-held tools. Bags were later hoisted up on board ship.

A human team of at least four divers is necessary (as indicated by the law in force) as well as the ship’s crew attending to handling the crane and discharging the material that is extracted.

This system, both because of its simplicity and availability in terms of technical and human means needed, is easily accessible to the producers. Furthermore, the raft does not need to be moved from its original position and makes work easier.

However, there is a limitation of depth and time, because of the fact that the operations are developed by divers.

Manual extraction with divers:

The bottoms prospected are characterized by a regular distribution of mounds of shells, which coincide with the sitting of rafts on the surface, in this case fastened to two moorings (Fig. 3). These accumulations have a truncated pyramid shape, with a square base, and an average height of around 0.5 and 1 m. On both sides, they have orientated depressions and variable dimensions, reaching down to a depth of 50 cm. These depressions are the grooves formed by the mooring chains due to the action of tides and wave motion (Fig. 4).

The results on the profiler indicate that there is a sedimentary layer of fine particles on the base substrata, potentially from 2 to 3 metres (Fig. 5), narrowing in a heading towards the coast and with a tendency to increase in thickness the deeper it goes.

It should be considered that the layer of sediments is not only constituted by material coming from the mussel metabolism, but is a mixture of fluvial, marine and anthropic contributions.

Sediments accumulated beneath the rafts present a high content of CaCO3 and organic matter (7%) and they can be classified as non-polluted sediments, following the “Recommendations on management of dredged material in Spanish ports” as published by the CEDEX.

Prior to implementing a pilot action for extracting sediments, the following studies were developed in different mussel farming areas located in the internal, mid and external zones of the Ria de Vigo (Fig. 2):

3. RESULTS OF THE MAIN TASKS OF THE PROJECT3.1. Cartography and characterization of sediments

Geoacustic survey of seabeds using multibeam A. sonar and sub-bottom profiler.

Sampling and analysis of the sediments B. (granulometry, organic carbon content, heavy metals and PCBs).

From the results obtained on bottom samples, the difference was noted between the external sector and the mid and internal sectors of the ria, observing that the accumulation of fine-grained material mainly occurs

in the mid and internal part of the ria. This is due to the fact that the strong water currents present in the external part appear to hinder the accumulation of fine materials.

Results

2. THE PROJECTThe main objective of the Gestinmer Project is to

develop a system for the integral management of the waste generated by mussel farming with the purpose of reducing its environmental impact and recovering the natural heterogeneity of the ecosystem. At the same time, it approaches the study of the possibilities for using waste through their use in restoring soils, tailings/dumps and wetlands degraded by mines.

The project has been promoted by the Regional Galician Department of Fisheries and Maritime Affairs,

coordinated by CETMAR and co-financed under LIFE-Environment Programme. The Regulatory Council for the Galician Mussel, the producers’ organization OPMEGA have participated as partners. Other participants are the University of Santiago de Compostela, the “Instituto Tecnolóxico para o Control do Medio Mariño de Galicia” (INTECMAR, Technological Institute for Monitoring the Marine Environment of Galicia), the “Instituto Español de Oceanografía” (IEO, Oceanographic Centre of Vigo) and the “Centro de Investigaciones Mariñas” (CIMA, Marine Research Centre).

Figure 4

Figure 5

Figure 2

Figure 3

4 5

When selecting the various systems, attention needs to be paid to their response to large sized solids that they are incapable of grinding down.

Results in terms of the premises

Solid/Liquid proportion: In the framework of the Gestinmer Project, it was verified that the content in A. solids is far less than expected, and can be compared to that of a hydraulic suction pump (<15%).

Turbidity: Apparently zero on the surface.B.

Output rate: In view of the high flow in the pump (up to 120 mC. 3/hr), the filling time for every 5 m3 container was very short (2 ½min.). If coupling a centrifuging system as described above, it would be necessary to install at least two large sized decanting centrifuges working in parallel.

The system used for this type of dredging involved an Italian suction pump, by the make Pneuma S.r.l., Model 100/20-UN (Fig. 8). According to the manufacturer, the main characteristic is its high solid percentage (70-90%) of solids in terms of the volume of liquid set in motion.

Dredging with a pneumatic pump

In the course of the tests carried out with the decanting centrifuge, provided by Westfalia Separator Ibérica, S.A. (Fig. 7), it was verified that the application of this type of system for clarifying the waters and dehydrating the mud deposits is technically viable since both the results obtained (dry extract of mud deposits) and performance (treatment flow) proved satisfactory.

Nevertheless, its implementation on a full-scale would require installing one or several centrifuges on board (depending on the work flow), and would have to be accompanied by a prior de-sanding and adding polyelectrolyte. Integrating this system in dredging operations entails very high costs and considerable logistic difficulties that compromise its viability.

Turbidity: Apparently zero on the surface. B.

Output rate: Work flows are highly variable and range from 20 mC. 3/hr. in the smaller pumps to 2000 m3/hr or more in the larger dredgers. The greater the flow through these pumps, the higher the storage capacity needed, and therefore, the greater will be the technical and human requirements.

The conclusion is that this system is not suitable for this type of material as it requires a more compact, homogenous sediment to reach its values of maximum efficiency.

This extraction technique can be discarded since it holds no advantages over a hydraulic suction dredge, despite the higher costs.

Results in terms of the premises

Solid/Liquid proportion: The percentage of solids is fairly high (approx. 70-90%), depending on the type A. of material inserted into the bag. The greater the volume of shells in the material in terms of sludge deposits, the lesser the water content. (Fig. 6).

Turbidity: Practically zero, since the resuspension of fine sediments is fairly limited, this is generated on B. the bottom and disperses rapidly due to current action.

Output rate: Output rate is very low in the case of extracting fine sediment and shells (1 mC. 3 per hour of diving time means from 3 to 5 m3 /day), but is efficient enough for removing solid objects found under rafts: ropes, tyres, bags of netting, etc. (1 m3 /15 min.).

Results in terms of the premises

Solid/Liquid proportion: The volumes of fluid displaced are very high in terms of the amount of solid A. mobilized (10-20%). Therefore, it is only possible to consider the technical viability of this system if a dewatering system could be coupled on board. The overflow is not acceptable due to the high percentage of fine-grained sediment present in this type of material that does not encourage a rapid decanting process, whereas it would cause turbidity.

Dredging with a hydraulic pump:

There is a wide variety of hydraulic pumps on the market. Some are submergible and can be handled by divers, whereas others are installed on board ship. The Stanley pump is the type of suction pump handled by divers that was selected to be tested.

Figure 7Figure 8

Figure 6

6 7

The environmental monitoring of the pilot action for sediment dredging was carried out with the collaboration of the following institutions:

Environmental monitoring and assessment of any possible effect on mussel farming:

Simulation of the evolution of a turbidity plume depending on the tides

Oceanographic modelling of the dredging (Fig. 12)•

Anchoring three turbidimeters for continuous measuring of turbidity•

Install continuous temperature recorders to detect any sudden oceanographic change •between oceanographic samplings

Analysis of dissolved organic matter and dissolved inorganic nutrients (nitrate, nitrite, •ammonium, phosphate and silicate)

Evaluate concentration levels of aromatic polycyclic hydrocarbons, organochlorate •compounds and metals in M. galloprovincialis

INTECMAR

Analysis of the production variables: growth, mortality and biomass. Evaluation of the •impact of extracting sediments underneath rafts farming M. galloprovincialis (Fig. 13)

CIMA

Identification and quantification of microalgae cysts that are potential toxin producers. •Evaluation of the impact of extracting sediments on the presence of dynoflagellate cysts in the sediment and water column.

IEO

d) improve the positioning of the bucket in order to carry out a more homogeneous task and avoid extracting material from the lower layers.

Mechanical dredging:

This entailed testing two types of hydraulically driven grabs and suspended from a cable: clamshell grab (Fig. 9) and octopus grab (Fig. 10). In order to minimize the effect of turbidity, a 4 m. high silt screen was installed, in a 6 m. sided square shape that was secured on board the ship.

Results in terms of the premises

Solid/Liquid proportion: The percentage of solids is similar to the original composition in the substrate A. since the greater part of the material does not undergo washing processes of the finer fractions nor losses of the thicker fractions (mussel shell). The crab extracts a material with a lower water content due to the fact that it has openings to allow the water built up in the top part to filter out.

Turbidity: Essential to fit a curtain. Visibility is reduced more inside the same, although on the surface, B. over 12 metres from the dredging point in the direction of the current, visibility is the same as at the outset.

Output rate: This depends on the volume of the bucket, although output rate per day is determined by the C. storage capacity on board and the distance to the landing port. In the course of this pilot action, from 18 to 24 MT/hr. were obtained with a 600 L bucket and 5 MT/hr. with a 200 L crab.

Bucket dredging has proven to be the most effective system, not only in terms of output rate and the solid/liquid proportion, but also because it means using human and material means that are easily available for the sector (many of the ships and cranes used in mussel farming have the capacity for such operations), although if the intention were to apply it to an entire mussel raft zone, it would be advisable to use specialized ships for dredging and dredgers since one of the limiting factors is the storage capacity for material on board.

In the light of the experience built up in the course of this pilot action, the following technical improvements for bucket dredging are proposed:

a) improve the characteristics of the curtain. The curtain should be fully attached to the float, with no fissures that will allow sediments to pass through.

b) adapt the bucket to be able to dislodge water in the curtain. The water builds up in the upper part and

is unable to escape. It is possible to apply a system for filtering the water with the minimum loss of sediment.

c) select the size of the bucket in terms of the thickness of the substrate. The output rate of a large bucket is higher, but if more volume than is needed is extracted, this will entail a fall in the efficiency of the dredger and will increase costs.

Figure 11

Figure 12

Figure 9 Figure 10

8 9

3.3. Managing mussel byproduct

As regards the effects of the accumulation of biodeposits, from the environmental point of view, studies conducted prior to this project noted a clear increase in detritivore communities, without noting a fall in the abundance and biodiversity of species. This means that, although there are some disturbing aspects involved, such as the very low redox potential and the high level of S and C, the current situation of the bottoms of mussel rafts can not be considered, for the time being, as serious, which leaves room to manoeuvre for broadening knowledge.

It is also important to determine what the real contribution of mussel farming is to the sediments underneath the rafts and what the contribution is from continental contributions. An in-depth study of the bibliographic information has underlined the uncertainty and lack of representativeness of the data available on the volume of deposits generated by farming. On this issue, it would be advisable to propose a more rigorous use of the term biodeposit since it is used indistinctly, both to refer to mussel faeces and pseudofaeces, as well as to the entire organic fraction of the sediments,

which leads one to establishing a single link – not scientifically proven – between the organic matter detected in the sediments located underneath rafts and the rafts themselves. Taking this approach into account, it is essential to consider the different origin of the sediments that build up on these bottoms, be they of land origin (momentary contributions such as river contributions, urban, industrial or diffuse contributions such as those coming from runoffs) or of marine origin (due to floating farming or to primary production).

With the information obtained from these studies, it would be possible to identify the conditions in which the expected benefits compensate for the risks of extracting these materials: it will then be possible to determine in which zones, at what point in time and on what scale it would be appropriate to carry out such operations. It would be possible to find out if there is a critical level, as from which it is necessary to carry out these cleaning operations, in which cases it is not advisable to mobilize the sediments and to put forward measures for protecting the resources or recommendations for managing the material extracted.

Regarding the mussel byproduct wastes (Fig. 15) the objective involved developing a system for the collection and transport of the waste byproducts associated to mussel culture operations, to be validated with its implementation on a pilot-scale.

Samplings performed throughout an initial work campaign made it possible to determine the percentage of waste byproduct generated depending on different variables. In view of these percentages and the information gathered regarding data on mussel production, it has been possible to obtain a diagnosis on waste byproduct production by mussel type and production area.

Several management alternatives were studied and the pre-selected system was undertaken on a pilot-scale in order to assess its possibilities for full-scale implementation and identify measures of improvement.

Since before the start of the pilot sediment extraction action, in the course of its development and subsequent to finalization of the same, environmental monitoring and a follow-up of any possible effect on mussel farming was conducted.

The results of evaluating the impact of extracting sediments on mussel farming and on its surroundings failed to indicate any negative effect on the production variables nor on the parameters of pollution measured in farmed mussel. The values of inorganic nutrients and dissolved organic carbon, as well as the data recorded on turbidity, presented variations that may be associated both with extracting operations and with natural causes (tides, currents or storms).

But however, it was noted that there was the presence in the sediments of dynoflagellate cysts potentially producers of toxins, their resuspension during extraction and the possibility, albeit remote, of the same being viable.

These results are considered as valid and representative for the scale of work in the experience conducted (dredging a single mussel raft) for the oceanographic

conditions in the area, for the season of the year involved (winter) and for the extent of contamination from the material extracted. The notion is not discarded that when implementing the most intense or largest scale works, in areas with higher anthropogenic contamination or with different hydrodynamic conditions, that the results of

the environmental monitoring may differ.

From the environmental viewpoint, two critical points were identified that would affect the decision to extract sediments in a given area:

i) Noting the presence in the sediments of dynoflagellate cysts that are potentially producers of toxins, the resuspension of the same during extraction and the possibility, albeit remote, of the viability of the same, would call for an analysis of the risk of generating episodes of toxic

phytoplankton.

ii) Likewise, it would be essential to look into the effects that may be caused by extracting sediments on the biota in areas where the concentration of anthropogenic contaminants in sediments were greater than in the zone selected for the pilot action.

Despite the fact that the results obtained from the demonstration actions make it possible to respond to a large part of the objectives of the project, in the course of the tasks, diverse queries and areas where there is a lack of knowledge arose that need to be cleared up before designing a management strategy for sediments.

It is considered essential to continue conducting studies in order to determine the risks and benefits that may arise from extracting sediments (both for the ecosystem and for mussel farming) and to evaluate

them in terms of any possible effect of the accumulation of biodeposits underneath the rafts.

In terms of evaluating the environmental impact of extracting these materials, apart from the critical aspects mentioned earlier, it is appropriate to conduct a study on the extent of the effects, if any, on the benthonic fauna and flora, on archaeological heritage and on the effects that the resuspension of sediments may have in the event of being polluted.

Gaps of knowledge

Figure 14

Figure 15

Figure 16

10 11

3.4. Waste utilization

could be in port in cases where the waste byproduct is kept stored for several days on the platform and, when reaching port, the discharging process takes a long time.

It is proposed to improve the weak points in order to make the implementation of this system technically viable on a larger scale, as follows:

i) adapt the equipment on board, since some of them let the waste byproduct be dumped into the sea.

ii) design and selection of sacks would be required to make their usage easier, both during filling on the board and when emptying out into the lorry (larger openings and more adaptability to the machinery already on the ships), the aim being to make handling the waste byproduct easier and swifter.

In the course of this task, samples of raft bottoms and of waste byproducts generated during farming operations were collected. Subsequent to this, the components of all the samples were characterized by applying chemical analysis in the laboratory in order to determine their suitability for use in improving degraded soils (Fig. 20).

Afterwards, tests with both types of wastes were made, mixing them with other materials in different

proportions and for growing different vegetable species, in order to determine the best protocol for their use.

This task was carried out by the LTA of the Technologic Research Institute of the University of Santiago de Compostela. As the material arrived at the mine, it was deposited in an area where it was kept for several months, piled up so that it would leach and mitigate the serious problems of acidity in the soils and waters of the mine. Following this period, the material was distributed

Figure 19

Results

The mussel byproduct waste is produced on board mainly at the thinning out stage and the harvest for fresh consumption (Fig 16). The build up in harvesting mussel for processing are not considered since they originate on land and, therefore, are not for integrating into the management system put forward. The amount of mussel by-product waste generated is 18.8% of the total weight of the mussel produced for consumption as fresh, and 1.2% of the total of mussel for plant processing.

Taking these percentages into account, it is estimated that in 2004, taking the Galician rias as a whole, from 263,484 MT of mussel produced, and a total of 115,127 tonnes of mussel were sold for fresh consumption,

23,873 tonnes of waste by-product generating during the operations.

Out of this volume, approximately 48.1% is water, 45.9% is inorganic matter (basically mussel shells) and 6% is organic matter. Considering the permanence of waste on the storage platforms, 21.5% of its weight could be expected after 3 days, and around 37% after 5 days, due to the loss of water. This involves a reduction of the initial amount to 14.800 MT.

The management system finally proposed is based on temporarily storing mussel byproduct waste on purpose built floating platforms. These would be located at the entrance to landing ports or in areas of the mussel raft zones close to the same (Fig. 17 and 18).

Figure 17 Figure 18

ADVANTAGES

Smells kept out of the ports Less complaints

Easier to land waste: queuing is avoided in ports More possibilities

for the system to be successful

More comfortable

Lower costs

Simpler logistics

In the course of its implementation on a pilot-scale, the managing system proposed (Fig. 19), whereby the producers collect mussel byproduct waste, has been accepted by them, although with certain modifications to the sack and the machinery.

Transferring the sacks on mussel workboats to the floating platforms located en route or at the entrance to the ports is viable, with the proviso that they be well positioned. The final platforms should be designed to allow more than one boat to discharge at the same time.

This managing system facilitates the logistics of transferring the sacks from the floating platform to port and, from there, to the final destination, since it makes it possible to accumulate sufficient volume to fill up a lorry. This is due to the fact that no problems are caused in the storage zone by decomposition of waste byproduct. A mussel workboat could be appropriate for collecting the bags, if this has the appropriate dimensions and type of crane.

Although the smell generated on the platforms was not considered to be a critical point in this pilot action, it Figure 20

12 13

4. ENVIRONMENTAL IMPACT OF THE PROJECT AND COST-PROFIT ANALYSIS

By implementing the pilot action for extracting sediments, a comparison has been made of the different extraction technologies available and their technical and economic viability has been evaluated. In view of the characteristics of the material accumulated underneath the rafts, particularly due to their heterogeneous nature and the presence of very fine sediments, it does not appear to be possible to make a unequivocal selection of any single technique that can be valid for all cases, extracting with a bucket using a silt curtain has turned out to be the most viable, from the technical and economic point of view, taking into account the high output rate obtained, the high solid/liquid ratio of the material extracted and the costs per volume of mobilized sediments. This system needs notable improvements both as regards closure of the bucket and in the systems used to confine turbidity.

Hydraulic/pneumatic dredging is unfeasible without coupling a dewatering system, due to the high water content in the material extracted. Integrating this system in dredging operations involves extremely high costs and logistic difficulties, which compromise its viability. Manual extraction with divers entails important limitations (low output rate, depth considerations and limited operating time), but due to its high selectivity, could be applied prior to using the bucket for extracting solid waste.

Without underestimating the use of all this information, in the course of this task, uncertainties and considerable knowledge gaps were identified in terms of risk and environmental benefits that could arise from

extracting sediments (both for the ecosystem and for mussel farming). These risks and benefits should be carefully assessed in terms of the effects caused by the accumulation of biodeposits underneath mussel rafts, prior to tackling the sediment extraction operations.

Applying the management system for mussel byproduct, tested under the project, would cut down the contribution of materials to the bottoms, with the subsequent environmental benefit. Both the theoretical study and the system implementation results on a small scale, make it possible to give a positive appraisal of its technical and economic viability. Nonetheless, it is important to underline the fact that there is no general conviction among producers in terms of the traditional practice of dumping mussel byproduct into the sea as having a negative impact on the ecosystem.

Regarding to the waste utilization, by using it as a mine soil amender, it has been successfully proven to be useful for environmental benefits and potential agricultural turnovers, which is possible to obtain from soils prepared with a blend of materials including 30% from mussel farming. Therefore, the possibility now opens up to apply these materials in different types of degraded soils, especially the acidic soils, mixing them with other materials in different proportions and for growing different vegetable species. This task has not covered the legal aspects regulating the application of these materials in soils, so that future planning for such uses must take into account the legislation in force at the time.

c) Assessment of the applicability of the system for the management of the wastes generated by the long-line culture (Fig. 23).

d) Dissemination of the objectives and results of the project at a regional, national and international level.

3.5. Other project activities

over a well orientated place, with a good level of sunlight and an area of mine berm that was practically flat and quite extensive.

Then the plots of land for seeding were defined and the soil was prepared for sowing. The experience began by selecting three types of edaphic material:

Mine soil with no type of treatment. Spoil Tecnosol.1.

Artificial soil prepared from raft waste. Tecnosol 2. comprising 30% of waste byproduct from mussel farming operations, 30% from purifying plant mud, 30% in biomass and 10% agricultural-food waste.

Soil comprising waste byproduct from mussel 3. farming operations.

In order to conduct the tests, the following seeds were sown:

Rapeseed, in five varieties: wild, Abyssinian mustard, •kabel, semund and rustic (Fig. 22).

Gramineae in blend of Lolium with white clover, •represented by F2.

Field beans: Vicia faba, on byways, given its •decomposing capacity.

Furthermore, for each of the crops, three soil enriching conditions were tested, involving the application of triple 15 compost (Nitrogen, Phosphate and Potassium, 15% of each element), in proportions of 300 k/Ha., 100 K/Ha and nothing, which meant having 15 plots of land for each material with rapeseed, three of each variety and three further plots for the blend of gramineae. Field bean was sown on byways, the idea being to enrich the soil at these transects too.

Considering the composition of the waste byproduct from operations and of the biogenic sediments sampled, in view of its liming capacity (high content in CaCO3), organic C and N content, texture and content in S, it was easy to demonstrate that is appropriate for use as a corrector and amender for recovering soils, dumps and wetlands in acidic mines.

The results indicated that the artificial Tecnosol

containing 30% of waste from mussel culture comprises the best edaphic preparation for restoring and replanting the soils. In this case, the production of aerial biomass with different varieties of rapeseed varied from 5 to 14 MT/Ha (depending on the species and the enrichment conditions) as opposed to 2 to 9 MT/Ha obtained with a soil wholly made up of mussel byproduct waste. In the case of Spoil Tecnosol, growth of the species was zero under all the conditions.

Based on these results, the following activities were carried out:

a) Development of a Good Practices Manual focused on mussel byproduct waste management and addressed to the mussel producers.

b) Development of a proposal of Plan for the Integral Management of the wastes generated by the mussel farming.

Results

Figure 24

14

5. TRANSFERABILITY OF RESULTSThe works carried out have made it possible to

identify the most viable management techniques and systems, from the technical and economic point of view, both for sediments accumulated on the bottom and for mussel byproduct generated on board. Their limitations and improvement measures have been detected as well as the uncertainties and knowledge gaps that need to be clarified in order to take decisions regarding the different management operations.

The results obtained can be transferred to other areas in the European Union and the rest of the world where molluscs are farmed both on rafts and using other

production systems, to the extent that the volume of waste built up or their effects on ecosystems point to the need to carry out mitigating actions. The techniques and systems tested under this project may be evaluated for their application, with the corresponding adaptations, in managing production waste in other aquaculture systems (e.g., fish species).

The procedures for restoring soils by using these materials are potentially transferable to other areas where degraded acidic soils are found that can be regenerated by applying this type of material and with recovery protocols.

Figure 25

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