1TEMA 1.ECOSISTEMAS ACUTICOS: PERTURBACIN Y CONTAMINACIN

1. Niveles de organizacin2. El entorno del agua dulce3. Necesidades nutritivas4. Sistemas ecolgicos y contaminacin

Francisco Javier Bayo BernalCalidad de AguasGrado en Ingeniera CivilUniversidad Politcnica de Cartagena

1. Niveles de organizacinINDIVIDUO

Funciones fisiolgicas Responden a condiciones

ambientales Pertenecen a una especie Individuos capaces de

reproducirse unos con otros para producir cras frtiles

POBLACIN

Individuos de la misma especie en una zona concreta al mismo tiempo

Poblaciones genticamente diferentes (tamao, crecimiento, muerte, )

COMUNIDAD

Poblaciones de diferentes especies interactuando Constitucin de redes trficas

HBITAT

NICHO

Componentes

IMAGEN TOMADA DE: http://ejercicios250.blogspot.com/2007_06_01

_archive.html. 02/02/2012

2

1. Niveles de organizacin

ECOSISTEMA

Componentes biticos y abiticos Ciclo de nutrientes Flujo de energa Nivel de organizacin en modelos

de calidad de aguas

Comunidad de organismos vivos

Litosfera (suelo) Atmsfera (aire)

Hidrosfera (agua)

Componentes

BIOMA

Clements (1916) Incluye varias comunidades y estados de desarrollo

BIOSFERA

Mximo nivel organizativo

IMAGEN TOMADA DE:http://www.sagan-gea.org/hojared_biodiversidad/paginas/hoja16.html.

05/05/2011 3

2. El entorno del agua dulceParmetros

OXGENO30 x menos abundante que en aire Saturacin 9 mg/L

Niveles < 3 mg/L estresante T [O2] Turbulencia [O2]

CORRIENTEAfecta al tipo de sustrato, naturaleza erosiva del cauce y niveles de oxgeno Velocidad Separa organismos y

puede causar daos fsicos

LUZ Y ZONIFICACIN EN LAGOS

Sedimentos

anaerobios

Compensacin

de la luz

4

2. El entorno del agua dulceParmetros

IMAGEN TOMADA DE:http://blogs.periodistadigital.com/vueltaalosorigenes.php/200

7/06/02/p96939. 05/05/2011

LAGO OLIGOTRFICO

IMAGEN TOMADA DE: http://www.jcausape.es/images/Riguel.jpg.

05/05/2011

LAGOEUTRFICO

ZONAS BIOLGICAS EN

UN LAGO DE CLIMA TEMPLADO

IMAGEN TOMADA DE:Davis & Masten (2004). Ingeniera y Ciencias

Ambientales. Mc Graw-Hill: Mxico.5

2. El entorno del agua dulceParmetros

Algas del gnero Microcystis Produccin de la cianotoxina MICROCISTINA Problemas sanitarios y

medioambientales (RD 140/2003)

Microcystis en el ro Umia(Pontevedra)

IMGENES TOMADAS DE:(1) http://www.farodevigo.es/portada-arousa/2010/11/12/presencia-

microcystis-comienza-bajar-aguas-umia/490203.html(2) http://www.lavozdegalicia.es/galicia/2010/09/24/0003_8743798.htm.

02/02/2012

(1)

(2)

6

SOSPECHA DE EUTROFIZACINEN EL AGUA DE CAPTACIN

3. Necesidades nutritivasSustratos

Fuente de carbono

Fuente de energa

Materia orgnicaHETERTROFOS

CO2AUTTROFOS

Reacciones qumicas de oxidacinQUIMIOTROFOS

LuzFOTOTROFOS

Segn el donador de electrones

Compuesto inorgnicoLITOTROFO

(generalmente auttrofo)

Compuesto orgnicoORGANOTROFO

(generalmente hetertrofo)

SUSTRATOS

EXTERNO:RESPIRACIN

INTERNO:FERMENTACIN

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3. Necesidades nutritivasSustratos

IMGENES TOMADAS DE: (1) http://cnho.wordpress.com/2010/04/23/los-inicios-de-la-vida/; (2) http://aquaflash.blogspot.com/2009/04/35-acuaponia-ecosistemas-sostenibles-y.html; (3) http://www.the-scientist.com/careers/article/display/55638/; (4) Sgaard et al. (2001). Conditions for

biological precipitation of iron by Gallionella ferruginea in a slightly polluted ground water. Applied Geochemistry 16: 1129-1137

FOTOAUTTROFO

QUIMIOAUTTROFO

Nitrosomas sp.NH4+ + 3/2O2 NO2- + 2H+ + H2O

(2)

Gallionella ferruginea

4Fe(HCO3)2 + O2 + 6H2O 4Fe(OH)3 + 4H2CO3 + 4CO2

QUIMIOHETERTROFO (4)

Hydrodictyon reticulatum (1)

FOTOHETERTROFO

(3)

Rhodobacter sphaeroides

8

3. Necesidades nutritivasMetabolismorespiratorio

METABOLISMO AEROBIO

O2 como aceptor final de electrones:C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

METABOLISMO ANAEROBIO

Compuesto inorgnico como aceptor final de electrones:

NITRATO: NO3 + 2e + 2H+ NO2 + H2O

SULFATO: SO4= + 8e + 8H+ S= + 4H2O

DIXIDO DE CARBONO: 4H2 + CO2 CH4 + 2H2O

Corrosin anaerbica del hierropor bacterias sulfato-reductoras

Disolucin del hierro Disociacin del agua Reduccin protnica Reduccin bacteriana del SO4= Precipitacin del S=

IMAGEN TOMADA DE: Mori et al. (2010). Iron corrosion activity of anaerobic hydrogen-consuming microorganisms isolated from oil facilities.

Journal of Bioscience and Bioengineering 110: 426-430.

AGUA RESIDUAL

C10H19O3N

9

4. Sistemas ecolgicos y contaminacin

BIOACUMULACIN o BIOCONCENTRACIN

Absorcin y almacn a nivel celular de contaminantes en organismos acuticos Concentraciones ms elevadas que en

el agua

ECOTOXICOLOGA ACUTICA

Movimiento de contaminantes y componentes txicos a travs del medio acutico

Produccin de daos Relacin dosis/efecto

BIOMAGNIFICACIN

Xenobitico a travs de la cadena trfica a nivel de ecosistema

IMAGEN TOMADA DE:Gray (2002). Biomagnification in marine systems: the perspective of an

ecologist. Marine Pollution Bulletin 45: 46-52.

Definiciones

XENOBITICO

Compuesto poco frecuente o inexistente

en la naturaleza

Concentracin depredadorConcentracin presa >1

FB =

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EFECTOS SOBRE SERES ACUTICOS

Efecto LETAL Muerte por accin directa sobre el organismo

DOSIS LETAL 50 (DL50)

Fraccin del xenobiticodisponible para su absorcin

por el organismo acutico

IMAGEN TOMADA DE:http://wi.water.usgs.gov/pubs/FS-216-95/mercury.pg3.pdf. 05/05/2011

Efecto SUBLETAL Por debajo del nivel que ocasiona muerte directa Mayor efecto sobre el

conjunto de la poblacin

BIODISPONIBILIDAD

Definiciones

Dosis del xenobiticoque produce la mortalidad del 50% de la

poblacin

TOXICIDAD AGUDA Y CRNICA

Efectos a corto o largo plazo

4. Sistemas ecolgicos y contaminacin

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DESASTRE EN LA BAHA DE MINAMATA (JAPN)

Factoresambientales

(1)(2)

(4)

(5)

IMGENES TOMADAS DE: (1) (2) (3) http://a-s.clayton.edu; (4) http://soshisha.org/soshisha/gazou/ a_child_who_contracted_the_disease_while_in_the_womb.jpg; (5) Zahir et al. (2005). Low dosemercury toxicity and human health. Environmental Toxicology and Pharmacology 20: 351-360

(3)

4. Sistemas ecolgicos y contaminacin

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SOME ENGLISH TERMSTO BE FAMILIAR WITH

Aceptor de electrones Electron acceptor Agua residual Wastewater Auttrofo Autotroph Biodisponibilidad Bioavailability Corriente Stream Ecotoxicologa acutica Aquatic ecotoxicology Eutrofizacin Eutrophication Fototrofo Phototroph Hetertrofo Heterotroph Metabolismo aerobio Aerobic metabolism Quimiotrofo Chemotroph

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ECOSYSTEMS

IMAGEN TOMADA DE: www.gifmania.com.es

MERCURY POISONING THE MINAMATA STORY

WASTEWATER MICROBIOLOGY

AQUATIC ECOTOXICOLOGY

PROJECT BY THE AMERICAN SOCIETYOF CIVIL ENGINEERS

BIOACCUMULATION&

BIOMAGNIFICATION

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REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Davis, M.L., Masten, S.J. (2004). Ingeniera y Ciencias Ambientales.McGraw-Hill: Mxico.

Gray, J.S. (2002). Biomagnification in marine systems: the perspective ofan ecologist. Marine Pollution Bulletin 45: 46-52.

Lin, S. (2001). Water and Wastewater Calculations Manual. McGraw-Hill:New York.

Mori, K., Tsurumaru, H., Harayama, S. (2010). Iron corrosion activity ofanaerobic hydrogen-consuming microorganisms isolated from oilfacilities. Journal of Bioscience and Bioengineering 110: 426-430.

Sgaard, E.G., Aruna, R., Abraham-Peskir, J., Koch, C.B. (2001).Conditions for biological precipitation of iron by Gallionella ferruginea in aslightly polluted ground water. Applied Geochemistry 16: 1129-1137.

Zahir, F., Rizwi, S.J., Haq, S.K., Khan, R.H. (2005). Low dose mercurytoxicity and human health. Environmental Toxicology and Pharmacology20: 351-360.

Nmero de diapositiva 1Nmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10Nmero de diapositiva 11Nmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 13Nmero de diapositiva 14Nmero de diapositiva 15