Resumen de Fitodepuración mixotrófica en sistemas de recirculación acuícola (RAS) para el manejo sustentable de nutrientes contaminantes

Jorge Silva Acosta, Christian Canales Valenzuela, Sergio Rodríguez Leal

• español

  La acuicultura industrial ha crecido rápidamente debido al aumento en la demanda mundial de pescados y mariscos, lo que ha estimulado el desarrollo de sistemas acuícolas de cultivo de especies marinas. La necesidad de mantener altos niveles de productividad los convierte en sistemas complejos e inestables, propensos a sufrir perturbaciones con riesgo potencial de causar problemas de contaminación del ambiente natural. En las operaciones de acuicultura intensiva se estima que en los procesos de transformación para el desarrollo y crecimiento de la biomasa, aproximadamente el 75% del alimento es liberado en forma de nitrógeno y fósforo. Durante las últimas décadas se han realizado esfuerzos para el desarrollo de procesos de eliminación de estos nutrientes-contaminantes, que de otra manera serían liberados a los cuerpos de agua natural, causando eutrofización. El sistema de acuicultura con recirculación (RAS) es el sistema convencional de cultivo; incluye una etapa de remoción de nutrientes con biofiltros de bacterias aerobias que favorecen el proceso de nitrificación, aunque la tecnología de biofiltros tiene dificultades operacionales tales como la disminución en la concentración de oxígeno, acumulación de materia orgánica y dificultad de retroenjuague, entre otras. Así, han surgido opciones basadas en la actividad de organismos fotoautotróficos aprovechando la capacidad de plantas acuáticas, macro y microalgas, de eliminar con eficacia nutrientes-contaminantes (fitodepuración), consumiendo además de carbono y nitrógeno, también el fosforo, este último sin capacidad de ser removido con biofiltros nitrificantes. Sin embargo, esta estrategia de tratamiento no se ha utilizado en acuicultura intensiva debido a la alta disponibilidad de superficie demandada y que supera la requerida por los compactos equipos de para biofiltración nitrificante. La fitodepuración mixotrófica, que corresponde a la integración de dos tecnologías de tratamiento terciario de aguas residuales (biofiltración-autotrófica y fitodepuración), podrían ser una respuesta eficiente para el tratamiento de aguas residuales acuícolas, dada la interacción entre los organismos involucrados. Por ello, esta revisión se enfoca al potencial uso de los cultivos mixotróficos para el control de nutrientes-contaminantes en “RAS” o aguas residuales acuícolas, además de aportar al desarrollo de economía circular.

• English

  Industrial aquaculture has grown rapidly due to the increase in world demand for fish and shellfish, which has stimulated the development of aquaculture systems for the cultivation of marine species. The need to maintain high levels of productivity makes them complex unstable systems, prone to disturbances with the potential risk of causing problems of contamination of the natural environment. In intensive aquaculture operations, it is estimated that in the transformation processes for the development and growth of biomass, approximately 75% of the feed is released in the form of nitrogen and phosphorus. During the last decades, efforts have been made to develop processes for the elimination of these nutrients-pollutants, which would otherwise be released into natural water bodies causing eutrophication. The recirculating aquaculture system (RAS) is the conventional culture system; it includes a nutrient removal stage with biofilters of aerobic bacteria that favor the nitrification process, although the biofilter technology has operational difficulties such as the decrease in oxygen concentration, accumulation of organic matter and difficulty of back-rinsing, among others. Thus, options have emerged based on the activity of photoautotrophic organisms, taking advantage of the ability of aquatic plants, macro and microalgae, to effectively eliminate nutrients-pollutants (phytodepuration), consuming in addition to carbon and nitrogen, also phosphorus, the latter without the ability to be removed with nitrifying biofilters. However, this treatment strategy has not been used in intensive aquaculture due to the high availability of the area in demand, which exceeds that required by compact equipment for nitrifying biofiltration. Mixotrophic phytodepuration, which corresponds to the integration of two tertiary wastewater treatment technologies (biofiltration-autotrophic and phytodepuration), could be an efficient response for the treatment of aquaculture wastewater, given the interaction between the organisms involved. For this reason, this review focuses on the potential use of mixotrophic cultivation for the control of nutrients-pollutants in "RAS" or aquaculture wastewater, in addition to contributing to the development of circular economy.