Arsenic and fluvial biofilms: biogeochemistry, toxicity and biotic interactions

Abstract

Based on the current knowledge about biofilm ecotoxicology and arsenic biogeochemistry in freshwater ecosystems, this thesis studied, under realistic environmental concentrations, i) the role of benthic biofilms in the bioavailability and detoxification of arsenic, ii) the toxic effects of Arsenic on the structure and function of river benthic biofilms, paying special attention to the responses of diatoms, and iii) the interaction between these primary producers and higher organisms such as fish, exposed to arsenic. Arsenic inhibited algal growth, with diatoms being adapted by a significant reduction in cell biovolume (chapter 1). The biofilm aggravated the effects of arsenic on fish (chapter 2) but was also able to detoxify through methylation of inorganic arsenic species (chapter 3). The results of this thesis provide valuable information to understand the contribution of biofilms to biogeochemistry and arsenic toxicity in freshwater systems.

Basándonos en los conocimientos actuales sobre la ecotoxicología del biofilm y la biogeoquímica del arsénico en ecosistemas dulceacuícolas, esta tesis estudió, bajo concentraciones ambientales realistas, i) el papel de los biofilms bentónicos en la biodisponibilidad y destoxificación del arsénico, ii) los efectos tóxicos del arsénico sobre la estructura y función de los biofilms bentónicos fluviales, prestando especial atención a las respuestas de las diatomeas, y iii) la interacción entre estos productores primarios y organismos superiores como los peces, expuestos a arsénico. El arsénico inhibió el crecimiento algal, pudiendo las diatomeas adaptarse mediante una significativa reducción de su biovolumen celular (capítulo 1). El biofilm agravó los efectos del arsénico en peces (capítulo 2) pero también fue capaz de destoxificar metilando especies inorgánicas de arsénico (capítulo 3). Los resultados de esta tesis proporcionan información valiosa para comprender la contribución de los biofilms a la biogeoquímica y toxicidad del arsénico en sistemas dulceacuícolas.