Cuantificación de la expresión del gen amo-A en poblaciones bacterianas y archaeales presentes en muestras de suelos de un lote arrocero caracterizado por ambientes

El ciclo del nitrógeno representa uno de los procesos biogeoquímicos más importantes para los ecosistemas terrestres y acuáticos. Las comunidades microbianas desempeñan un papel crucial en los procesos de transformación del nitrógeno en el suelo, ya que participan en diversas etapas como la nitrificación, de gran importancia para la producción agrícola. Dentro de los marcadores moleculares más utilizados para evaluar la actividad de poblaciones microbianas oxidantes de amonio se han considerado ampliamente los genes que codifican enzimas claves como la subunidad A de la actividad amonio monooxigenasa (AMO). Sin embargo, no se comprende completamente si la expresión de esta enzima tiene relación directa con el rendimiento de los cultivos. En este contexto, se evaluó la expresión del gen amo-A de comunidades bacterianas y archaeales presentes en un lote arrocero previamente caracterizado por ambientes. Para cuantificar la abundancia de arqueas y bacterias oxidantes de amonio, (AOA y AOB, respectivamente) se emplearon las técnicas de PCR en tiempo real (RT-qPCR) y PCR digital (RT-dPCR). En este trabajo se encontró a través del análisis de datos metagenómicos que hubo una mayor presencia de AOB en las muestras de suelo rizosférico mientras que las AOA fueron predominantes en las muestras de suelo de soporte "bulk", sin embargo, no se detectó la expresión del gen amo-A asociada a la comunidad de bacterias en las muestras de suelo analizadas. Por otra parte, no se presentaron diferencias entre los transcritos del gen amo-A asociados a la comunidad de AOA de los ambientes caracterizados. Además, la expresión de transcritos no estuvo relacionada con alguna de las propiedades químicas evaluadas. Finalmente, las estrategias de cuantificación para RT-qPCR (plásmido y templete) resultaron ser homólogas y funcionales para identificar la expresión del gen amo-A de AOA, mientras que la técnica de RT-dPCR fue más precisa para el análisis de la comunidad de AOB y AOA.

The nitrogen cycle represents one the most important biogeochemical process for terrestrial and aquatic ecosystems. Microbial communities play a crucial role in the processes of transformation of soil nitrogen in the, since they participate in various stages such as nitrification, which is of great importance for agricultural production. Among the most used molecular markers to assess ammonium oxidizing microbial populations activity have been considered widely the genes encoding key enzymes such as ammonium monooxygenase (AMO) subunit A. However, it is not fully understood whether the expression of this enzyme is directly related to the crop yield. In this context, this research work evaluated the expression of the amo-A gene of bacterial and archaeal communities present in a rice field previously characterized by environments. Real-time PCR (RT-qPCR) and digital PCR (RT-dPCR) techniques were used to quantify the abundance of archaea and ammonium-oxidizing bacteria (AOA and AOB, respectively). In this work it was found that in the analysis of metagenomic data there was a greater presence of AOB in rhizospheric soil samples while AOA were predominant in bulk soil samples, however, the expression of the amo-A gene was not detected. associated with the community of bacteria in the soil samples analyzed. On the other hand, it was found that the transcripts of the amo-A gene of the AOA community did not present differences between the characterized environments. Furthermore, the expression of transcripts is not related to any of the chemical properties evaluated. Finally, the quantification strategies for RT-qPCR (plasmid and quenching) turned out to be homologous and functional to identify the expression of the AOA amo-A gene, while the RT-dPCR technique was more precise for the analysis of the community of AOB and AOA.

REMOVAL OF AMMONIACAL NITROGEN FROM MUNICIPAL LANDFILL LEACHATE WITH FLOATING Typha domingensis (TYPHACEAE) / Eliminación del nitrógeno amoniacal del lixiviado de vertedero municipal con Typha domingensis (TYPHACEAE) en flotación

ABSTRACT A promising method for the treatment of effluents is the use of floating macrophytes. Ammoniacal nitrogen is a typical compound present in urban landfill leachates and its removal is important due its toxicity to several organisms. Therefore, the study evaluated Typha domingensis survival and nitrification potential artificially floating in domestic solid waste leachate. Plants were exposed for 35 days to leachate (100, 75 and 50 %) and to rainwater with N:P:K (control). Dissolved oxygen (DO) of the treatments was periodically measured, and ammoniacal nitrogen, nitrite and nitrate were analyzed before and after exposure. At the end of the experiment, plant survival rate was calculated. After two weeks, DO increased twice in the control, three times in 50 % leachate, four times in 75 % leachate, and eight times in 100 % leachate. At the end of the experiment, ammoniacal nitrogen was no longer detected, there was a significant reduction of nitrite, and a significant increase of nitrate in the treatments containing leachate. Plant survival was higher in those individuals exposed to 100 % leachate and decreased at lower leachate concentrations: 98 %, 94 %, 92 %, and 86 %. The study demonstrated that the ammoniacal nitrogen concentration of the leachate was not toxic to T. domingensis, and that it was efficient in the removal of this compound from the effluent, indicating that the species may be used artificially floating for the removal of this contaminant from domestic solid waste landfill leachate when in low concentrations.

RESUMEN Un método prometedor para el tratamiento de efluentes es el uso de macrófitas flotantes. El nitrógeno amoniacal es un componente típico de lixiviados de vertederos urbanos y su remoción es importante debido a su toxicidad para diversos organismos. Por eso, el estudio evaluó la supervivencia y el potencial de nitrificación de Typha domingensis flotando artificialmente en lixiviados de residuos sólidos domésticos. Las plantas fueron expuestas por 35 días a lixiviado (100, 75 y 50 %) y al agua de lluvia con N:P:K (control). El oxígeno disuelto (OD) fue medido periódicamente; el nitrógeno amoniacal, el nitrito y el nitrato fueron analizados antes y después de la exposición; al final del experimento, la tasa de supervivencia de las plantas fue calculada. Después de dos semanas, el OD aumentó dos veces en el control, tres veces en el lixiviado 50 %, cuatro veces en el lixiviado 75 % y ocho veces en el lixiviado 100 %. Al final del experimento, el nitrógeno amoniacal no fue más detectado, hubo una reducción significativa de nitrito y un aumento significativo de el nitrato en los tratamientos que contenían lixiviado. La supervivencia de las plantas fue mayor en aquellos individuos expuestos al lixiviado 100 % y se redujo en las menores concentraciones: 98 %, 94 %, 92 % y 86 %. El estudio demostró que la concentración de nitrógeno ammoniacal del lixiviado no fue tóxica para T. domingensis y que ésta fue eficiente en la remoción del compuesto del efluente, indicando que la especie puede ser utilizada flotando artificialmente para la remoción del contaminante de lixiviados de residuos sólidos domésticos en bajas concentraciones.

Correlación entre los microorganismos oxidantes del amonio y los factores ambientales durante el compostaje de estiércol de ganado / Correlation between ammonia-oxidizing microorganisms and environmental factors during cattle manure composting

Abstract Cattle manure composting was performed in an aerated vessel. Community structure and diversity of ammonia-oxidizing bacteria (AOB) and ammonia-oxidizing archaea (AOA) were investigated using polymerase chain reaction and denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) techniques targeting the ammonia monooxygenase alpha subunit (amoA) gene and the correlation between AOB and AOA communities and environmental factors was explored. Thirteen (13) AOB sequences were obtained, which were closely related to Nitrosomonas spp., Nitrosomonas eutropha, and Nitrosospira spp. and uncultured bacteria, among which Nitrosomonas spp. were predominant. Excessively high temperature and high ammonium concentration were not favorable for AOB growth. Five AOA sequences, belonging to Candidatus Nitrososphaera gargensis and to an uncultured archaeon, were obtained. During composting, community diversity of AOB and AOA fluctuated, with AOA showing a higher Shannon-Wiener index. The AOB community changed more dramatically in the mesophilic stage and the early thermophilic stage, whereas the most obvious AOA community succession occurred in the late thermophilic stage, the cooling stage and the maturity stage. Water content, total nitrogen (TN) and ammonium concentration were more relevant to the AOB community structure, while higher correlations were observed between ammonia, nitrate and TN and the AOA community. AOB community diversity was negatively correlated with pH (r = -0.938, p < 0.01) and water content (r = -0.765, p < 0.05), while positively correlated with TN (r = 0.894, p < 0.01). AOA community diversity was negatively correlated with ammonium concentration (r = -0.901, p < 0.01). Ammonium concentration played an important role in the succession of AOB and AOA communities during composting.

Resumen Se llevó a cabo un compostaje de estiércol de ganado en un recipiente aireado. Se investigó la estructura de la comunidad y la diversidad de bacterias oxidantes del amoníaco (AOB) y las arqueas oxidantes del amoníaco (AOA) mediante el uso de las técnicas de reacción en cadena de la polimerasa y la electroforesis en gel con gradiente de desnaturalización (PCR-DGGE) dirigidas al gen de la subunidad alfa de la amonio monooxigenasa (amoA), y se exploró la correlación entre las comunidades AOB, AOA y los factores ambientales. Se obtuvieron 13 secuencias de AOB, las cuales se relacionaron estrechamente con Nitrosomonas spp., Nitrosomonas eutropha y Nitrosospira spp., y bacterias no cultivadas, entre las cuales fueron predominantes las Nitrosomonas spp. La temperatura excesivamente alta y la concentración de amonio elevada no fueron favorables para el crecimiento de las AOB. Se obtuvieron 5 secuencias de AOA, pertenecientes a Candidatus Nitrososphaera gargensis y un Archaeon no cultivado. Durante el compostaje, la diversidad de AOB y AOA fluctuó y las AOA mostraron un índice de Shannon-Wiener más alto. La comunidad de AOB cambió significativamente en la etapa mesofílica y la etapa termofílica temprana, mientras que la sucesión más obvia de la comunidad AOA ocurrió en la etapa termofílica tardía y las etapas de enfriamiento y de maduración. El contenido de agua, el nitrógeno total (TN) y la concentración de amonio fueron más relevantes para la estructura de la comunidad AOB, mientras que se observaron correlaciones mayores entre amoníaco, nitrato y TN, y la comunidad AOA. La diversidad de la comunidad AOB se correlacionó negativamente con el pH (r= -0,938; p < 0,01) y el contenido de agua (r = -0,765; p < 0,05), mientras que se relacionó positivamente con TN (r = 0,894; p < 0,01). La diversidad de la comunidad AOA se correlacionó negativamente con la concentración de amonio (r = -0,901; p < 0,01). La concentración de amonio desempenó un papel importante en la sucesión de las comunidades AOB y AOA durante el compostaje.

Isolation of ammonium- and nitrite-oxidizing bacterial strains from soil, and their potential use in the reduction of nitrogen in household waste water / Aislamiento de cepas bacterianas oxidantes de amonio y nitrito del suelo y su uso potencial en la reducción de nitrógeno en las aguas residuales domésticas

Abstract Currently, nitrogen has become the main element of water pollution, causing riverine, lacustrine and coastal eutrophication. The continuous contamination of aquifers and the absence of planned water resource utilization, boost its scarcity, and has been the only way in which our societies become aware of the urgent need to process the generated wastewater. The objective of this research was to evaluate the nitrifying capacity of different autochthonous bacterial isolates from soils from nearby sources of domestic wastewater drainage. For this, bacteria were isolated from Pirro River, contaminated with nitrogen of domestic sewage. Nitrifying bacteria were counted by serial dilution and agar plates, and were isolated until obtaining axenic colonies. These were identified by biochemical batteries or genetic sequencing, and the quantification of their nitrifying capacity was obtained by the methods 4500- NH4 + -F and 4500-NO-2-B, all between September 26, 2011 and March 16, 2014. A total of seven strains of nitrifying microorganisms were isolated and purified, including four Streptomyces sp., one Pseudomonas putida, one Sphingomonas sp. and one Aeromonas sp. We found that there were 2.23 x 105 UFC/g of soil of ammonium oxidizing bacteria and 2.2 x 104 CFU/g of soil of nitrite oxidizing bacteria in the samples. The quantification of the nitrifying capacity of the strains by colorimetric methods, determined that the maximum ammonium removal capacity was 0.050 mg N/L/day and 0.903 mg N/L/day of nitrite. The collection of few strains of nitrifying organisms and a low CFU count, can be attributed to the technique used, since this only recovers 1 % of the microorganisms present in a sample, which, however, is acceptable for studies which main purpose is to obtain cultivable microorganisms. Future research should consider removal tests with higher ammonium and nitrite levels, to find the maximum capacity of the isolated microorganisms, and evaluate their potential use in wastewater treatment systems.

Resumen El suelo es la matriz fundamental donde suceden las reacciones químicas y biológicas que permiten el desarrollo de la vida en la tierra, y donde ocurren procesos fundamentales como la mineralización de los elementos y la fijación del nitrógeno. Hoy en día el nitrógeno se ha transformado en uno de los principales elementos contaminantes de los cuerpos de agua, causando consecuencias como la eutrofización de ríos, lago y costas. En los ambientes acuáticos, el nitrógeno puede ser encontrado en forma de amonio N-NH4 +, nitritos N-NO2 -o nitratos N-NO3 -, los cuales pueden ser utilizados por las bacterias nitrificantes amonio y nitrito oxidantes y desnitrificantes para su crecimiento y consecuente remoción. Esta investigación se planteó como objetivo evaluar la capacidad nitrificante de diferentes aislamientos bacterianos autóctonos, aislados de suelos cercanos a fuentes de vertido de aguas residuales de tipo doméstico para su potencial uso en sistemas de tratamiento de aguas residuales. Se realizó el recuento de bacterias nitrificantes por la técnica de dilución seriada y siembra en placas de agar mínimo mineral, su aislamiento por repique en placa hasta obtener colonias axénicas, su identificación por medio de baterías bioquímicas o secuenciación genética y la cuantificación de su capacidad nitrificante por los métodos 4500- NH4 +-F y 4500- NO- 2-B, entre el 26/09/2011 y 16/03/2014; las bacterias fueron aisladas de un punto del río Pirro contaminado con nitrógeno de aguas residuales de tipo doméstico. Se lograron aislar y purificar siete cepas de microorganismos nitrificantes entre las que se encuentran cuatro de Streptomyces sp., una de Pseudomonas putida, una de Sphingomonas sp. y una de Aeromonas sp. Se encontró que existen 2.23 x105 UFC/g de suelo de bacterias amonio oxidantes y 2.2 x104 UFC/g de suelo de las nitrito oxidantes. La cuantificación de la capacidad nitrificante de las cepas por medio de los métodos colorimétricos determinó que la capacidad máxima de remoción de amonio es de 0.050 mg N/L/día y la de nitrito en 0.903 mg N/L/día. La obtención de pocas cepas de organismos nitrificantes y un bajo recuento de UFC se puede atribuir a la técnica empleada, ya que esta solo recupera un 1 % de los microorganismos presentes en una muestras, lo cual sin embargo, es aceptable para estudios que tienen como objetivo la obtención de microorganismos cultivables. Se recomienda realizar ensayos de remoción con niveles de amonio y nitrito más altos para hallar la capacidad máxima de los microorganismos aislados.

Performance of different biofilters in a recirculating system for rainbow trout farming / Desempeño de diferentes biofiltros en un sistema de recirculación para cultivo de trucha arcoiris

ABSTRACT Objective. To evaluate the performance of different biofilters in a recirculating aquaculture system (RAS) for trout farming. Materials and methods. It was used a 1m3 plastic tank for fries farming; fabric bags to solids retention; a submersible pump; a constant water level and flow distribution box; six up flow biofilters in 3" PVC tube; sand of D10=0.45mm as carrier. The reactors were operated at local temperature and with hydraulic retention time (HRT) of 11 min, the biofilters were inoculated in the next way: R1-Control: RAS water; R2-Fish culture farm sludges; R3- Water from aerated lagoon of Antanas landfill (AL); R4-Aquarium sediments; R5- Aerated lagoon of AL sludges; R6-Sludges from sulfidogenic reactor of AL. The weight gain (WG) and the food conversion (FC) were evaluated, some physic-chemical parameters were monitored and the nitrogen and suspended solids removal efficiency were evaluated. Results. The WG of the cultured animals was 1.58 g/d and the FC was 1.41. There were no differences for ammonium and nitrite removal between the reactors; the average removal efficiencies were: ammonium 4.78%, nitrite 27.2%, nitrate 32.3%, suspended solids 37.5%; R4 and R5 reactors presented the best performance on nitrate removal, with average efficiencies of 47.4% and 42.8%. R3 presented the best SS removal with an average of 58.2%. Conclusions. The RAS water treatment system guaranteed appropriated liquid quality conditions for trout farming; the most efficient reactor for removal of the different forms of nitrogen was the inoculated with the aerated lagoon of AL sludges.

RESUMEN Objetivo. Evaluar el desempeño de diferentes biofiltros en un sistema de recirculación (SRA) para cultivo de trucha arcoiris. Materiales y métodos. Se utilizó: un tanque de 1m3 para cultivo de alevines, bolsas de lienzo para retención de sólidos, bomba sumergible, caja de nivel constante y distribución de flujo, seis biofiltros en tubo de PVC de 3", arena con D10=0.45mm como medio soporte. Los biofiltros se operaron a temperatura ambiente y con tiempo de retención hidráulica (TRH) de 11 min, se inocularon así: R1-Control: Aguas del SRA; R2-Lodos estación piscícola; R3-Agua Laguna aireada relleno sanitario Antanas (RSA); R4-Sedimentos acuarios; R5-Lodos laguna aireada RSA; R6-Lodos reactor sulfidogénico RSA. Se evaluó la ganancia de peso (GP) y la conversión alimenticia (CA), se monitorearon parámetros físico-químicos y se evaluó la eficiencia de remoción de nitrógeno y sólidos suspendidos. Resultados. La GP de los animales fue de 1.58 g/d y la CA de 1.41. No hubo diferencias para remoción de amonio ni nitritos entre reactores; las eficiencias medias de remoción fueron: amonio 4.78%, nitrito 27.2%, nitrato 32.3%, sólidos suspendidos 37.5%. Los reactores R4 y R5 presentaron mejor remoción de nitratos, con eficiencias medias de 47.4% y 42.8%. El R3 reportó la mejor remoción de SS con promedio del 58.2%. Conclusiones. El sistema de tratamiento del agua en el SRA garantizó condiciones de calidad del líquido, apropiadas para el cultivo de la trucha; el reactor más eficiente para la remoción de las formas de nitrógeno evaluadas fue el inoculado con lodos de la laguna aireada del RSA.

Composition andffunction of the microbial commuity related with the nitrogen ccycling on the potato rhizosphere / Composición y función de la comunidad microbiana relacionada con el ciclaje de nitrógeno en la rizosfera de Solanum tuberosum (BAHUIN) grupo phureja

In the S. tuberosum group phureja crops, mineral fertilizer and organic amendments are applied to meet the plants´ nutritional demands, however the effect of such practices on the associated rizospheric microbial communities are still unknown. Nitrogen plays an important role in agricultural production, and a great diversity of microorganisms regulates its transformation in the soil, affecting its availability for the plant. The aim of this study was to assess the structure of microbial communities related with the N cycle of S. tuberosum group phureja rizospheric soil samples, with contrasting physical-chemical properties and fertilization strategy. Few significant differences between the community composition at the phylum level were found, only Planctomycetes phylum was different between samples of different soil type and fertilization strategy. However, the analysis of nitrogen-associated functional groups made by ribotyping characterization, grouped soils in terms of such variables in a similar way to the physical-chemical properties. Major differences between soil samples were typified by higher percentages of the ribotypes from nitrite oxidation, nitrogen fixation and denitrification on organic amendment soils. Our results suggest that, the dominant rhizosphere microbial composition is very similar between soils, possibly as a result of population´s selection mediated by the rhizosphere effect. However, agricultural management practices in addition to edaphic properties of sampled areas, appear to affect some functional groups associated with the nitrogen cycling, due to differences found on soil´s physicalchemical properties, like the concentration of ammonium that seems to have an effect regulating the distribution and activity of nitrogen related functional groups in the S. tuberosum rhizosphere.

Fertilización mineral y enmiendas orgánicas son aplicadas para satisfacer las demandas nutricionales de los cultivos de S. tuberosum grupo phureja . Sin embargo, el efecto de esas prácticas sobre la comunidad microbiana asociada a la rizósfera aún no se conocen. El nitrógeno juega un papel importante en la producción agrícola y una gran diversidad de microorganismos regulan su transformación en el suelo, afectando su disponibilidad para la planta. El objeto de este estudio fue determinar la composición de la comunidad microbiana de la rizósfera de S. tuberosum grupo phureja , asociada con el ciclo del nitrógeno, en muestras de suelo contrastantes en sus propiedades fisicoquímicas y estrategia de fertilización. Pocas diferencias significativas entre la composición de la comunidad microbiana a nivel de phylum fueron encontradas, Í°nicamente el phylum Planctomycetes fue diferente entre las muestras de suelos con estrategias de fertilización diferentes. Sin embargo, el análisis de grupos funcionales asociados al nitrógeno llevado a cabo por la caracterización de ribotipificación, agrupó los suelos en términos de esas variables en una forma similar a las propiedades fisicoquímicas del suelo. Diferencias mayores entre las muestras de suelo fueron tipificadas por los altos porcentajes de ribotipos asociados a la oxidación de nitrito, fijación de nitrógeno y denitrificación sobre los suelos con enmiendas orgánicas. Nuestros resultados sugieren que la composición microbiana dominante es muy similar entre suelos, posiblemente como resultado de la selección de poblaciones mediada por el efecto rizosférico. Sin embargo, las prácticas del manejo agrícola en conjunto con las propiedades del suelo en las áreas muestreadas, parecen afectar algunos grupos funcionales asociados con el ciclo de nitrógeno, debido a las diferencias encontradas en las propiedades fisicoquímicas del suelo, como la concentración de amonio que parece tener un efecto regulando la distribución y actividad de los grupos funcionales relacionados con el ciclo del nitrógeno en la rizosfera de S. tuberosum.

Desempeño de un reactor biológico secuencial (RBS) en el tratamiento de aguas residuales domésticas / Performance of a Sequencing Batch Reactor (SBR) in the treatment of domestic sewage

Se estudió la remoción biológica de materia orgánica y nutrientes de un agua residual doméstica empleando un Reactor Biológico Secuencial (RBS) a escala piloto. El estudio fue dividido en cuatro fases en las que se modifico la carga orgánica y la duración de las etapas anaerobia, aerobia y anoxica que conforman cada ciclo de tratamiento, considerando edades de lodo de 10 y 7,5 días. Durante las Fases I y II se operó el sistema con bajos valores de carga másica: 0,364 y 0,220 kg.DQO/Kg.SSV.dia, mientras que durante las Fases III y IV se emplearon cargas mayores: 0,665 y 0,737 kg.DQO/Kg.SSV.dia respectivamente. Los resultados obtenidos muestran que las mayores eficiencias de remoción de materia orgánica en términos de DBO se alcanzaron durante la Fases III (91%) y IV (82%), con remoción de fósforo superior a 40%. En cuanto al proceso de nitrificación durante las Fases I y II se registraron tasas de 0,032 y 0,024 kg.N-NH3/kg.SSV.dia, esto debido al menor contenido de materia orgánica y a la baja relación DBO/NKT, mientras que durante las Fases III y IV estas fueron menores: 0,015 kg.N-NH3/kg.SSV.dia durante la Fase III y 0,020 kg.N-NH3/kg.SSV.dia en la Fase IV, sin embargo, fue en estas fases donde se alcanzaron los mayores niveles de desnitrificación durante la etapa anóxica, favorecido por una relación C/N adecuada, próxima de 4 kg.DBO/kg.N-NO3- y la presencia de un substrato de fácil biodegradación. Los resultados obtenidos muestran los RBS como una alternativa eficiente y viable en el tratamiento de aguas residuales domésticas.

It was studied the biological removal of organic matter and nutrients from domestic wastewater using a Sequential Biological Reactor (SBR) at pilot scale. The study was divided into four phases in which the organic load and the duration of anaerobic, aerobic and anoxic cycle were modified, considering sludge ages of 10 and 7.5 days. During Phases I and II the system was operated with low mass load values: 0.364 and 0.220 kg.COD/kg.VSS.day, while during Phases III and IV were used heavier loads: 0.665 and 0.737 kg.COD/Kg.VSS.day respectively. The results obtained show that the removal efficiencies of organic matter in terms of BOD were achieved during Phase III (91%) and IV (82%) with phosphorus removal exceeding 40%. As for the nitrification process during Phases I and II showed rates of 0.032 and 0.024 kg.N-NH3/kg.VSS.day, this due to lower organic matter content and low BOD/TKN, while during phases III and IV these were lower: 0.015 kg.N-NH3/kg.VSS.day during Phase III and 0.020 kg.N-NH3/kg.VSS.day in Phase IV, however, was in these phases which reached the highest levels of denitrification during the anoxic phase, favored by a C/N appropriate next of 4 kg.BOD/kg.N-NO3- and the presence of an easily biodegradable substrate. The results show the RBS as an efficient and viable process in the treatment of domestic wastewater.

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.

Metabolismos microbianos involucrados en procesos avanzados para la remoción de nitrógeno, una revisión prospectiva / Microbial metabolisms over advanced processes for nitrogen removal, a prospective review

Los procesos avanzados para la remoción de nitrógeno están íntimamente relacionados con los metabolismos de las comunidades microbianas que intervienen en las transformaciones del mismo. Para el diseño, la optimización o el mejoramiento de los sistemas de tratamiento de aguas residuales domésticas, el ingeniero y el microbiólogo en forma conjunta, han logrado configurar reactores terciarios adecuados para el desenvolvimiento de estas comunidades, obteniendo altas eficiencias de remoción de los nutrientes. Este artículo presenta una revisión sobre la actividad bacteriana y su aplicación en los sistemas de tratamiento, inicia conceptualizando la influencia de los microorganismos y de la actividad humana en el ciclo global del nitrógeno, para después hacer un análisis de los procesos particulares en los cuales los microorganismos intervienen. Se clasifican e incluyen nuevas evidencias de metabolismos relacionados, y se describen como ejemplos algunos de los procesos de tratamiento terciario para aguas residuales desarrollados con éxito en las últimas décadas.

Advanced processes for nitrogen removal are intimately related to the microbial community metabolisms that take part in the transformations. For the design, optimization or improvement of domestic waste water treatment systems, engineers and microbiologists working together, have managed to implemented suitable tertiary reactors for the development of these communities, improving the efficiency of nutrient removal. This article presents a revision of the bacterial activity and its application in treatment systems. The article begins by giving an explanation about the influence of microorganism and human activity on the global nitrogen cycle. Then, it analyzes the particular processes in which the microorganisms take part. New evidence of related metabolisms are classified and included. Some of the processes of wastewater tertiary treatment, successfully developed over the last decades, are described as examples.