Las aguas residuales de la acuicultura, ricas en materia orgánica, nitrógeno y fósforo, representan una amenaza ambiental importante cuando se vierten sin tratamiento, lo que conduce a la eutrofización y a la degradación de la calidad del agua.
Por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
Un estudio reciente, publicado en Microorganisms , presenta una solución novedosa: el sistema de humedal construido «Cuatro estanques y dos represas», un enfoque innovador para el tratamiento de aguas residuales de la acuicultura , iniciado por un equipo de investigación dirigido por el profesor Xie Yonghong del Instituto de Agricultura Subtropical de la Academia China de Ciencias.
«Esta tecnología no solo optimiza los procesos de purificación de agua en sistemas de acuicultura intensiva, sino que también profundiza nuestra comprensión de las interacciones sinérgicas entre las plantas acuáticas y las biopelículas epífitas, revelando sus roles cruciales en la eliminación de contaminantes de las aguas residuales de la acuicultura de ranas toro», dijo el profesor Xie, autor correspondiente del estudio.
El eficiente sistema de tratamiento multietapa integra un estanque de sedimentación, una primera presa de filtración, un estanque de aireación, una segunda presa de filtración, un estanque de filtrado biológico y un estanque de estabilización de plantas sumergidas, formando un marco integral y ecológico de remediación de aguas residuales. Se estableció un sitio de demostración en una instalación de acuicultura de ranas toro en la región del lago Datong de la ciudad de Yiyang.
Los resultados mostraron que el sistema de humedales construidos logró una notable eficiencia de eliminación, superior al 60% tanto para el nitrógeno total (NT) como para el fósforo total (PT) en las aguas residuales de la acuicultura de ranas toro, lo que redujo significativamente las cargas contaminantes. Sin embargo, el rendimiento del tratamiento varió según la estación: la eliminación de NT se mantuvo estable, mientras que la eliminación de PT fluctuó.
El estanque de aireación desempeñó un papel crucial en la mejora de los niveles de oxígeno disuelto , lo que proporcionó condiciones óptimas para la eliminación de fósforo en julio y la eliminación de nitrógeno en noviembre. Dentro del estanque de aireación y el estanque de filtro biológico, la α-diversidad bacteriana epífita fue significativamente mayor que en otros estanques de tratamiento, lo que indica que estas zonas ofrecen un microambiente enriquecido propicio para la colonización y la actividad bacteriana.
Además, la composición de la comunidad bacteriana exhibió cambios estacionales pronunciados. En julio, Firmicutes fue el filo dominante, mientras que en noviembre, el paisaje microbiano pasó a estar dominado por Nitrospiraceae y Acidobacteriota, lo que refleja patrones dinámicos de sucesión microbiana influenciados por factores estacionales.
Además, los genes funcionales asociados con el metabolismo del azufre, la fijación de nitrógeno y la fosforilación oxidativa mostraron marcadas variaciones temporales dentro del estanque de aireación, lo que subraya el impacto directo de la dinámica de crecimiento estacional y las optimizaciones de procesos en la expresión de genes funcionales de la biopelícula.
Estos hallazgos resaltan el papel vital de la aireación y de las plantas acuáticas , en particular las especies sumergidas, para mejorar la eficiencia del tratamiento de aguas residuales de la acuicultura.
«Las interacciones sinérgicas entre la vegetación acuática y las biopelículas epífitas son fundamentales para mejorar la eliminación de nutrientes y mantener el rendimiento del sistema a largo plazo», afirmó el Dr. Chao Chuanxin, primer autor del estudio.
«Desde una perspectiva de aplicación, la gestión estratégica de plantas acuáticas y la aireación continua son intervenciones técnicas clave para aprovechar al máximo el potencial del sistema de humedales construidos ‘Cuatro estanques y dos presas'».
Más información: Chuanxin Chao et al, El rendimiento de un humedal construido con flujo superficial de múltiples etapas para el tratamiento de aguas residuales de la acuicultura y los cambios en la formación de biopelículas epífitas, Microorganisms (2025). DOI: 10.3390/microorganisms13030494
