Procesos biogeoquímicos y eliminación de nitrógeno y fósforo de aguas eutrofizadas en humedales del entorno del Mar Menor: resultados experimentales en mesocosmo

Abstract

[SPA] Los humedales naturales y artificiales son sistemas capaces de transformar y/o eliminar compuestos nocivos, depurando las aguas eutrofizadas y/o contaminadas que fluyen a través de los mismos. Su papel como filtros verdes está determinado, fundamentalmente, por los procesos biogeoquímicos asociados a los cambios en las condiciones de oxidación-reducción, tales como la desnitrificación, así como por la fijación de contaminantes a diversos componentes del suelo, su precipitación y co-precipitación con otros compuestos e inmovilización en la biomasa vegetal. La laguna del Mar Menor y sus humedales asociados (por ejemplo, la Marina del Carmolí), se encuentran afectados por vertidos de aguas eutrofizadas de origen agrícola y urbano, con altas concentraciones de N y P. El deterioro de la calidad de las aguas de la laguna se ha acentuado en los últimos años, debido principalmente al aumento del grado de eutrofización, conduciendo a una crisis medioambiental en 2016. El objetivo principal de la Tesis fue estudiar, en condiciones experimentales, los procesos biogeoquímicos, microbiológicos y fisiológicos en el sistema suelo-agua-planta de humedales del entorno del Mar Menor afectados por aguas eutrofizadas, bajo condiciones alternantes de inundación-secado, a fin de determinar en qué medida la presencia de plantas de Phragmites australis, la carga de nutrientes (C orgánico, N y P) y el periodo del año influyen en la capacidad de estos sistemas para depurar aguas eutrofizadas y su relación con la emisión de CO2 y N2O. Los objetivos específicos fueron: 1. Evaluar el papel de la carga de nutrientes del agua de inundación y la presencia de Phragmites australis en la variabilidad estacional de las propiedades físico-químicas y microbiológicas del suelo, así como de las emisiones de CO2, en humedales afectados por aguas eutrofizadas. 2. Evaluar la capacidad de eliminación de N-N2O del suelo, el humedales afectados por aguas eutrofizadas, y determinar si dichos procesos están condicionados por la carga de nutrientes, la presencia de Phragmites australis y el periodo del año. 3. Evaluar la capacidad de retención de P en humedales afectados por aguas eutrofizadas y determinar si dicha retención está condicionada por la carga de nutrientes, la presencia de Phragmites australis y el periodo del año, así como la contribución de las plantas y de diferentes componentes del suelo en la retención de P.

[ENG] Wetlands have the capacity to transformand/or remove harmful compounds (e.g. nutrients), improving the quality of eutrophic and/or contaminated waters flowing through them. Their role as green filters mainly depend on the biogeochemical processes related to the changes in the oxidation reduction conditions, such as denitrification, as well as on the fixation of contaminants to various soil components, their precipitation or co –precipitation with other substances and their immobilization in plant biomass. The Mar Menor lagoon (SE Spain), with 135 km2 of surface area, is the largest coastal lagoon of the Mediterranean basin. The lagoon and its associated wetlands (e.g. Marina del Carmolí salt marsh) are affected by eutrophic waters of agricultural and urban origin, with high loads of nitrogen (N) and phosphorus (P). The wáter quality deterioration of the lagoon has increased in the last years, mainly due to its eutrophication, leading to an environmental crisis in 2016. The general objective of the PhD Thesis was to study, under experimental conditions, the biogeochemical, microbiological and physiological processes in the soil –water–plant system of the Mar Menor’s wetlands affected by eutrophic waters, under alternating flooding–drying conditions, in order to assess to what extent the presence of Phragmites australis ,the nutrient load (organic carbon, N and P) and the time of the year influence the capacity of these systems to depurate eutrophic waters and its relation to carbon dioxide (CO2) and nitrous oxide (N2O) emissions.