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Hay buenos argumentos para reciclar el nitrógeno reactivo: conversión de la libre N2 en la atmósfera en biológicamente disponible Ver la fuente MathML para el fertilizante a través del proceso de Haber-Bosch requiere enormes cantidades de energía: aproximadamente el 1% de la oferta anual de energía del mundo. A partir de esparcirse en tierra agrícola y todo a través de la cadena alimentaria, reactiva N se pierde en el medio ambiente circundante, lo que representa una pérdida financiera a los ecosistemas agrícolas, y una amenaza ambiental a fondo los ecosistemas terrestres y acuáticos. En las plantas de tratamiento de aguas residuales, los recursos se gastan eliminar el nitrógeno biológicamente disponible para evitar la eutrofización de los cuerpos de agua adyacentes. Aquí el ciclo se cierra como formas inorgánicas reactivas de nitrógeno se convierten de nuevo en libre de N2 a través de la actividad microbiana y re-liberado a la atmósfera

Repensar esta vía, al reciclar el nitrógeno biológicamente disponible podría ofrecer una energía más sostenible y menos exigente flujo de recursos, sin dejar de satisfacer la necesidad de fertilizantes de nitrógeno, así como para la eliminación de nutrientes de las aguas residuales. La biorremediación de diferentes tipos de aguas residuales rica en nutrientes por macroalgas podría ser y ha sido sugerido como parte de la solución

La mayoría de macroalgas crece sumergido en el agua y todos son capaces de absorber los nutrientes disueltos a través de toda el área de superficie. Ulva (Chlorophyta) es un género de macroalgas verde oportunista que, debido a su morfología foliosa tiene la absorción de nutrientes eficiente y altas tasas de crecimiento, permitiendo a estos organismos a proliferar rápidamente sobre las condiciones afortunadas

El uso de las especies Ulva para la extracción de nutrientes de las aguas residuales ricas en nutrientes se aplica actualmente en la acuicultura en tierra. La biomasa de algas rico en proteínas se puede aplicar como un suplemento alimenticio para peces cultivados, camarones o mariscos. Macroalgas verdes también se han probado para la biorremediación de aguas residuales agrícolas: especies marinas como Lactuca y especies múltiples culturas Ulva de algas de agua dulce, que estaban siguiendo a prueba con éxito como un fertilizante de liberación lenta. La eficiencia de Ulva para extraer nutrientes de las aguas residuales urbanas también se ha documentado. Además del efecto de la biorremediación Ulva tiene un efecto antibacteriano en el agua de residuos, reduciendo de este modo los problemas relacionados con la salud de las aguas residuales.

Rechazar el agua es otro tipo interesante de aguas residuales desde el punto de vista de la fitorremediación: en un número cada vez mayor de plantas de tratamiento de aguas residuales, el lodo sedimentado se utiliza para la producción de biogás a través de la digestión anaerobia, antes de ser extendido en tierras agrícolas como fertilizante. Después de la digestión anaerobia, con anterioridad a la de transporte lejos de la planta de tratamiento, el lodo se deshidrata. El agua de drenaje de nutrientes ricos resultante se denomina agua de desecho. A medida que la concentración de nutrientes del agua de rechazo es relativamente alto, este flujo de proceso interno no se puede descargar directamente, y normalmente se canaliza de nuevo en la aguas negras para la eliminación de N y P, generando así una carga de nutrientes interna de la planta de tratamiento de aguas residuales y aumentando la presión sobre los procesos microbianos y gastos. La eliminación de los nutrientes disueltos en el agua de desecho por medio de cultivo de algas reduciría al mínimo la carga de nutrientes en el sistema interno y el nitrógeno biodisponible podrían ser reciclados en vez de ser desperdiciada en la atmósfera. Desde la perspectiva de cultivo de algas, el agua de desecho tiene varias ventajas en comparación con los aguas residuales sin tratar o tratados:

(1) La relación entre los nutrientes inorgánicos y unidos orgánicamente es mayor en el agua de rechazo, puesto que la digestión anaerobia en cierta medida remineraliza el material orgánico

(2) la concentración de nutrientes del agua de rechazo es relativamente constante en comparación con las concentraciones de nutrientes fluctuantes en las aguas residuales crudas

(3) en comparación con las aguas residuales crudas o tratadas turbia, el rechazo de agua es relativamente clara, lo que permite un mayor grado de disponibilidad de luz para la fotosíntesis de las algas en el fluido

(4) en una perspectiva entorno de trabajo, el agua de desecho es más seguro e higiénico, ya que la digestión anaerobia provoca un saneamiento de los patógenos que están inevitablemente presentes en bruto, así como agua aguas residuales tratadas. El cultivo de microalgas verdes Recientemente, se ha demostrado una prueba de concepto en el agua de desecho para la recuperación de nutrientes y la producción de biomasa

El objetivo del presente estudio fue determinar la eficacia de las macroalgas verde, lactuca U., para la biorremediación de rechazar el agua de una planta de biogás-lodo alimentado. Dos experimentos separados se llevaron a cabo. El primer experimento (N experimento fuente) destinado a evaluar la calidad del agua de desecho como fuente de nutrientes para el crecimiento de algas, en comparación con fuentes de nitrógeno inorgánico. El segundo experimento (experimento concentración) se llevó a cabo para estimar la eficiencia de biorremediación, nutriente hasta tomar las tasas, así como la capacidad de biorremediación de Ulva en un rango de concentraciones de nutrientes. Los resultados generaron una herramienta de modelo simple para predecir, en este sistema, la óptima concentraciones de agua de rechazopara N y P eliminación del biofiltro Ulva. Dado que las algas en algunos casos se acumulan de manera eficiente los metales pesados, las concentraciones de metales pesados ​​en la biomasa de Ulva cultivadas con rechazan se determinaron agua. Los resultados se discuten en el contexto de la gestión de las aguas residuales y la utilización de la biomasa de macroalgas producido.

Método

En la primavera de 2011 de libre flotación lactuca U. se recogió en dos ocasiones en las partes interiores de la ría eutróficos, Limfjorden, Dinamarca. Las algas fueron llevados al laboratorio y se almacenan hasta su uso en un tanque aireado 150 L que contiene el agua de mar artificial (ASW) preparada mezclando agua desmineralizada y sal marina marina comercial (Red Sea Coral Pro Sal, Mar Rojo) a una salinidad de 20 ‰. Para evitar el agotamiento de nutrientes de las algas, el agua se enriquece con nutrientes de acuerdo a medio estándar f / 2. Iluminación se fijó en aproximadamente 120 mol fotones m-2 s-1 (16: 8 luz: oscuridad ciclo) y la temperatura se mantuvo a 16 °.

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