Fitorremediación de efluentes acuícolas mediante el uso de seis microalgas marinas: aportes de sustentabilidad en la industria acuícola del erizo de mar en Argentina / Phytoremediation of aquaculture effluents through the use of six marine microalgae: sustainability contributions in the sea urchin aquaculture industry in Argentina

Resumen Introducción: La industria acuícola está en constante crecimiento, registrando una producción mundial de casi 88 millones de toneladas para el año 2020. Esta industria trae consigo problemas ambientales si sus efluentes no son debidamente tratados. En el 2020, se constituyó la primera empresa de base tecnológica del CONICET en la Patagonia Argentina cuyo propósito es la producción acuícola del erizo verde de mar, Arbacia dufresnii con la finalidad de elaborar una gama de productos nutracéuticos. Su sistema de cultivo conlleva un compromiso de sustentabilidad desde su creación, y sin embargo genera efluentes con niveles altos de nitratos y fosfatos. Objetivo: Ante este escenario, y valorizando la biorremediación como herramienta de tratamiento de aguas, se propone en este trabajo la utilización de las microalgas marinas como agentes fitorremediadores del efluente acuícola. Métodos: Se utilizaron las microalgas Chaetoceros gracilis, Navicula sp., Tetraselmis suecica., Rhodomona salina., Nanochloropsis galvana y Cylindrotheca closterium, las cuales son usadas como alimento de las larvas del erizo en el proceso productivo. Se diseñó un experimento que compara el crecimiento microalgal y la capacidad de remoción de los nutrientes en el efluente en contraste con el medio de cultivo artificial actualmente usado en el ciclo productivo. Resultados: Es posible remediar el efluente de la industria acuícola mediante las microalgas seleccionadas, con porcentaje de eficacia de remoción del 100 % del nitrato y un porcentaje de eficacia de remoción promedio de 50 % para todas las microalgas testeadas. Asimismo, se obtuvieron valores de biomasa microalgal significativamente mayores cuando el cultivo fue realizado en el efluente respecto del cultivo en el medio artificial. Conclusiones: Los avances en investigación proporcionados en este trabajo ponen de manifiesto que es posible el aprovechamiento de un descarte para cultivar las microalgas, incluso mejorando la productividad microalgal para su uso como alimento, disminuyendo los costos involucrados en el sector de producción microalgal cambiando el uso del tipo de medio de cultivo actual (F/2) por el proveniente de un descarte. Estos avances si son escalados y validados, pueden mejorar los estándares de sustentabilidad de la industria en el marco de una economía circular.

Abstract Introduction: The aquaculture industry is constantly growing, registering a global production of almost 88 million tonnes by 2020. This industry brings environmental problems if its effluents are not properly treated. In 2020, the first technology-based company of CONICET was established in Argentine Patagonia whose purpose is the aquaculture production of the green sea urchin, Arbacia dufresnii to develop a range of nutraceutical products. Its cultivation system entails a commitment to sustainability since its creation, and yet it generates effluents with high levels of nitrates and phosphates. Objective: Given this scenario, and valuing bioremediation as a water treatment tool, the use of marine microalgae as phytoremediating agents of aquaculture effluent is proposed in this work. Methods: The microalgae Chaetoceros gracilis, Navicula sp., Tetraselmis suecica, Rhodomona salina, Nanochloropsis galvana and Cylindrotheca closterium were use; which are used as food for sea urchins larvae in the production process. An experiment was designed that compares the microalgal growth and the removal capacity of nutrients in the effluent in contrast to the artificial culture medium currently used in the production cycle. Results: It is possible to remedy the aquaculture industry's effluent by employing the selected microalgae, with a percentage of removal efficiency of 100 % of the nitrate and an average removal efficiency percentage of 50 % for all the microalgae tested. Likewise, significantly higher microalgal biomass values were obtained when the culture was carried out in the effluent the culture in the artificial environment. Conclusions: The advances in research provided in this work show that it is possible to take advantage of a discard to cultivate microalgae, even improving microalgal productivity for use as food, reducing the costs involved in the microalgal production sector by changing the use of the type of current culture medium (F/2) for that from a current discard. These advances, if scaled and validated, can improve industry sustainability standards within the framework of a circular economy.

Impacto de los recientes avances en el análisis de comunidades microbianas sobre el control del proceso de tratamiento de efluentes / Impact of the recent advances in the analysis of microbial communities on the control of the wastewater treatment process

Una de las funciones principales de la biotecnología ambiental es ocuparse del estudio de comunidades microbianas que proveen servicios esenciales para la sociedad. Más allá de las similitudes que presenta con la microbiología industrial y la agrícola, la biotecnología ambiental presenta peculiaridades, tales como los objetivos de proceso, las características de la biomasa y el tipo y modo de alimentación (sustratos), que la distinguen claramente de las otras disciplinas relacionadas. En este artículo se reseñan recientes avances en la ecología microbiana, la ecofisiología, la genómica y la ingeniería de procesos, para ilustrar cómo la integración de los nuevos conocimientos permite superar las limitaciones del análisis microbiológico clásico para entender, predecir y optimizar el funcionamiento de los procesos de tratamiento de efluentes.

One of the main functions of environmental biotechnology is to address the study of microbial communities that provide essential services to society. Beyond the similarities with industrial and agricultural microbiology, the unique features exhibited by environmental biotechnology, such as process objectives, biomass characteristics and type and mode of feeding (substrates), allow a clear distinction from the other related disciplines. Recent advances in microbial ecology, ecophysiology, genomics and process engineering are herein reviewed to illustrate how the integration of the new knowledge can help overcome the shortcomings of classic microbiological analyses to understand, predict and optimize the performance of wastewater treatment.