ES2618843B2 - Improvements in CO2 injection system for ecotoxicological studies, adaptation for use with microorganisms - Google Patents

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ES2618843B2 ES201500918A ES201500918A ES2618843B2 ES 2618843 B2 ES2618843 B2 ES 2618843B2 ES 201500918 A ES201500918 A ES 201500918A ES 201500918 A ES201500918 A ES 201500918A ES 2618843 B2 ES2618843 B2 ES 2618843B2
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Abstract

Adición a la patente ES2438090, "Sistema de inyección de CO{sub,2} para estudios ecotoxicológicos", adaptación para su empleo con microorganismos.#La finalidad es realizar ensayos microbiológicos relacionados con la toxicidad del dióxido de carbono debido a posibles fugas en el medio marino procedentes de zonas de almacenaje en técnica CCS (Carbon Capture and Storage) para su posterior evaluación de riesgos ambientales asociados a esta metodología y seguimiento de la implantación de la técnica usando los microrganismos del bentos como herramienta (monitoring).#Este modelo de integración de cámara aislante y sistema de inyección de CO{sub,2} está diseñado para mantener controlada la temperatura durante los ensayos por medio de un climatizador y garantizar un ambiente aséptico, tanto del propio equipo de inyección de CO{sub,2} introduciendo material autoclavables y filtros, como el uso de calzado y bata específicos para trabajar dentro.Addition to patent ES2438090, "CO injection system {sub, 2} for ecotoxicological studies", adaptation for use with microorganisms. # The purpose is to carry out microbiological tests related to carbon dioxide toxicity due to possible leaks in the marine environment from storage areas in CCS (Carbon Capture and Storage) technique for subsequent evaluation of environmental risks associated with this methodology and monitoring of the implementation of the technique using benthic microorganisms as a tool (monitoring). # This model of Integration of insulating chamber and CO injection system {sub, 2} is designed to keep the temperature controlled during the tests by means of a conditioner and ensure an aseptic environment, both of the CO injection equipment {sub, 2} by introducing autoclavable materials and filters, such as the use of specific footwear and gown to work inside.

Description

ADICiÓN A LA PATENTE ES2438090, "SISTEMA DE INYECCIÓN DE CO, PARA ESTUDIOS ECOTOXICOLÓGICOS", ADAPTACiÓN PARA SU EMPLEO CON MICROORGANISMOS. ADDICTION TO PATENT ES2438090, "CO INJECTION SYSTEM, FOR ECOTOXICOLOGICAL STUDIES", ADAPTATION FOR USE WITH MICROORGANISMS.

SECTOR DE LA TÉCNICA SECTOR OF THE TECHNIQUE

Realización de ensayos microbiológicos relacionados con la toxicidad del dióxido de carbono debido a posibles fugas en el medio marino procedentes de zonas de almacenaje en técnica ces (Carbon Capture and Storage) para su posterior evaluación de riesgos ambientales asociados a esta metodología y seguimiento de la implantación de la técnica. Carrying out microbiological tests related to the toxicity of carbon dioxide due to possible leaks in the marine environment from storage areas in ces technique (Carbon Capture and Storage) for its subsequent evaluation of environmental risks associated with this methodology and implementation monitoring of technique

GENERALIDADES GENERALITIES

Las actividades de origen antropogénico, especialmente las derivadas de la utilización de combustibles fósiles, están provocando que la concentración de COz en la atmósfera se incremente significativamente, contribuyendo al cambio climático del planeta, y, consecuentemente, al calentamiento del mismo. Estas emisiones de gas invernadero provocan de manera directa o indirecta, efectos negativos en el medio ambiente; y en algunos casos impactos sin precedentes (Bruant, R., Guswa, A., Celia, M, Pelers, c., (2002) Sale storage olC01 in deep saline aquifers. Environ Sci Technol, 36, JI, 240-245A). Por tanto, existe la urgente necesidad de reducir las emisiones de gas invernadero para mitigar el cambio climático y, en consecuencia, preservar la salud de nuestro planeta y sus recursos naturales. Este hecho ha influido en la toma de decisiones relacionadas con las estrategias globales de la reducción de gases invernadero a nivel planetario. La estabilización y reducción de emisiones de CO2 va acompañada de una gran visión socioeconómica donde el objetivo común es la optimización del uso y del desarrollo de nuevas energías libres de emisiones de gases invernadero; y que de manera paralela el conjunto de la sociedad no vea afectado su estado de bienestar. En definitiva, las estrategias adoptadas deberán estar combinadas de Activities of anthropogenic origin, especially those derived from the use of fossil fuels, are causing the concentration of COz in the atmosphere to increase significantly, contributing to the planet's climate change, and, consequently, to warming it. These greenhouse gas emissions directly or indirectly cause negative effects on the environment; and in some cases unprecedented impacts (Bruant, R., Guswa, A., Celia, M, Pelers, c., (2002) Sale storage olC01 in deep saline aquifers. Environ Sci Technol, 36, JI, 240-245A) . Therefore, there is an urgent need to reduce greenhouse gas emissions to mitigate climate change and, consequently, preserve the health of our planet and its natural resources. This fact has influenced the decision-making related to the global strategies of the reduction of greenhouse gases at the planetary level. The stabilization and reduction of CO2 emissions is accompanied by a great socio-economic vision where the common objective is the optimization of the use and development of new energy free of greenhouse gas emissions; and that in parallel the whole society does not affect its welfare state. In short, the strategies adopted must be combined with

una forma adecuada donde la voluntad política. investigación y cooperación internacional son claves en este sentido. an adequate form where the political will. International research and cooperation are key in this regard.

En este contexto, se han estudiado diversas opciones para poder reducir considerablemente las concentraciones de CO2 en la atmósfera, sin embargo la comunidad científica considera que la captura y almacenaje de C02 en formaciones geológicas estables subterráneas (CeS), que albergaron en su momento petróleo o gas, es una de las técnicas más viables (IPPC (2013) Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution o[ Working Group 1 fo (he Fifth Assessment Report 01 Ihe Intergovernmental Panel on Clima/e Change. In/ergov. Panel Clim. Chango Work. Gr. I Con/ribo /0 IPCC Fifih Assess. Rep. (AR5)(Cambridge Univ Press. New Yorl9 1535; DOE, (2010), DOElNETL Advanced Carbon Dioxide Capture R&D Program: Technology In this context, various options have been studied to reduce CO2 concentrations in the atmosphere considerably, however the scientific community considers that the capture and storage of CO2 in stable underground geological formations (CeS), which once housed oil or gas is one of the most viable techniques (IPPC (2013) Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution or [Working Group 1 fo (he Fifth Assessment Report 01 Ihe Intergovernmental Panel on Climate / e Change. In / ergov. Panel Clim. Chango Work. Gr. I With / ribo / 0 IPCC Fifih Assess. Rep. (AR5) (Cambridge Univ Press. New Yorl9 1535; DOE, (2010), DOElNETL Advanced Carbon Dioxide Capture R&D Program: Technology

Updale. US DOE, 257, Rubin E., (2010), The ou/look for advanced CCS /echnology. CAPD Energy Syslems Iniliative Seminar. CMU. Pittsburgh. USA). De hecho muchos países ya se han interesado en estas tecnologías de captación y almacenamiento de carbono, donde algunos proyectos han sido propuestos y otros en funcionamiento. En España, también se han propuesto concretamente once áreas diferentes para este tipo de técnica (BOE, (2008) Resolución de 28 de noviembre de 2007, de la Direcci6n General de Política Energética y Minas, del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio por la que se publica la inscripción de propuesta de reserva provisional a favor del Estado para recursos de la sección Bj, estructuras subterráneas susceptibles de ser un efectivo almacenamiento de dióxido de carbono en diversas áreas (10 Almacenes). BOE 34 de 8 febrero 2008, pp. 7099-7102). A pesar de que el uso de este tipo de tecnologías haya obtenido el respaldo y el consenso de la comunidad cientitica acerca de su potencial económico, social y ambiental; es considerado como un proceso complejo en su globalidad con un alto grado de incertidumbre y con posibles riesgos asociados (Damen, K., Faay', A., & Turkenburg, w: (2006). Update US DOE, 257, Rubin E., (2010), The ou / look for advanced CCS / echnology. CAPD Energy Syslems Iniliative Seminar. CMU Pittsburgh USES). In fact, many countries have already been interested in these carbon sequestration and storage technologies, where some projects have been proposed and others in operation. In Spain, eleven different areas have also been specifically proposed for this type of technique (BOE, (2008) Resolution of November 28, 2007, of the General Directorate of Energy and Mining Policy, of the Ministry of Industry, Tourism and Commerce for the that the inscription of the provisional reserve proposal in favor of the State for resources of section Bj, underground structures capable of being an effective storage of carbon dioxide in various areas (10 Warehouses), BOE 34 of 8 February 2008, pp. 7099-7102). Although the use of this type of technologies has obtained the support and consensus of the scientific community about its economic, social and environmental potential; It is considered as a complex process as a whole with a high degree of uncertainty and possible associated risks (Damen, K., Faay ', A., & Turkenburg, w: (2006).

Health, safety and environmental risks o[ underground C01 storage-overview o[ Health, safety and environmental risks or [underground C01 storage-overview or [

mechanisms and currenl knowledge. Climalic Change. 74(1-3),289-318). Uno de mechanisms and currenl knowledge. Climalic Change 74 (1-3), 289-318). One of

los riesgos asociados a esta nueva técnica es el posible escape de C02 desde la the risks associated with this new technique is the possible escape of C02 from the

zona de almacenaje. El 80% de las localizaciones de ces están ubicadas en plataformas marinas. Y en caso de fuga provocaría una reducción del pH asociado al awnento de la concentración de COz. Y por consiguiente, cambios fisicoquímicos del medio que repercutirá de manera muy directa en el ecosistema y en los organismos de la zona. Dichos organismos podrían quedar expuestos a cambios bruscos donde la estabilidad socioeconómica de recursos naturales pesqueros y/o marítimos podría verse comprometida. storage area 80% of ces locations are located on marine platforms. And in case of leakage it would cause a reduction in the pH associated with the awning of the concentration of COz. And therefore, physicochemical changes of the environment that will have a very direct impact on the ecosystem and the organisms in the area. These organizations could be exposed to sudden changes where the socioeconomic stability of natural fisheries and / or maritime resources could be compromised.

ESTADO DE LA TÉCNICA STATE OF THE TECHNIQUE

La evaluación de riesgos asociados a la toxicidad del COz debido a las fugas se ha llevado a cabo en los últimos años utilizando diversas metodologías y técnicas. De manera general los ensayos de toxicidad se dividen en dos categorías: estudios con el uso de microcosmoslmesocosmos bajo condiciones controladas de laboratorio o in situ. Trabajar in situ requiere mucho tiempo de preparación de material, a1tos conocimientos técnicos y, sobretodo un enorme esfuerzo económico, ya sea por parte de las administraciones públicas como por parte de los propios institutos de investigación, y por tanto en muchos casos son imposibles de abordar. Sin embargo, trabajar con mesocosmos/microcosmos permite obtener resultados muy fiables de bajo coste económico aunque sean a una escala menor. Esta estrategia es valorada por la "Guide to best practices for ocean acidification research and data reporting of the European Commission" (Riebesell, U., Fabry, V.J., Hansson, L., Gattuso, J.-P., (2010) Guide lO Besl Practices in Ocean Acidification Research and Data Reporting, Report of intemational research workshop on best practices for ocean acidification research (19-21 November 2008 in Kiel, Germany). doi:IO.2777/58454) donde a su vez indica buenos resultados utilizando un equipo de inyección de C02. Hoy día. el grupo de Contaminación de Ecosistemas del Departamento de Química Física de la Facultad de Ciencias del Mar de Puerto Real (Cádiz) ha desarrollado un sistema que simula el escape de C02 el cual utiliza macrofauna (mejillones, poliquetos, larvas de peces, almejas, anfipodos, microalgas. cangrejos. etc) como herramienta para evaluar a toxicidad del dióxido de carbono y posibles riesgos asociados a la movilidad de metales (patente Concedida, Ref: ES2438090) utilizando mesocosmoslmicrocosmos. Sin embargo, hasta ahora no se había desarrollado una nueva estrategia donde los microrganismos del sedimento sirvieran como herramienta de evaluación y/o monitoring una vez implantada la técnica de ces. The assessment of risks associated with the toxicity of COz due to leaks has been carried out in recent years using various methodologies and techniques. In general, toxicity tests fall into two categories: studies with the use of microcosmoslmesocosmos under controlled laboratory conditions or in situ. Working in situ requires a lot of time to prepare material, high technical knowledge and, above all, an enormous economic effort, either by the public administrations or by the research institutes themselves, and therefore in many cases they are impossible to address . However, working with mesocosmos / microcosm allows to obtain very reliable results of low economic cost even if they are on a smaller scale. This strategy is valued by the "Guide to best practices for ocean acidification research and data reporting of the European Commission" (Riebesell, U., Fabry, VJ, Hansson, L., Gattuso, J.-P., (2010) Guide 10 Besl Practices in Ocean Acidification Research and Data Reporting, Report of international research workshop on best practices for ocean acidification research (19-21 November 2008 in Kiel, Germany) .do: IO.2777 / 58454) where it indicates good results using a C02 injection kit. Today. The Ecosystem Pollution group of the Department of Physical Chemistry of the Faculty of Marine Sciences of Puerto Real (Cádiz) has developed a system that simulates the escape of C02 which uses macrofauna (mussels, polychaetes, fish larvae, clams, amphipods , microalgae, crabs, etc.) as a tool to assess the toxicity of carbon dioxide and possible risks associated with the mobility of metals (patent granted, Ref: ES2438090) using mesocosmoslmicrocosmos. However, until now a new strategy had not been developed where sediment microorganisms served as an evaluation and / or monitoring tool once the ces technique was implemented.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION

A diferencia del uso de macro fauna. los cambios en las comunidades de los microrgarusmos ante un episodio de escape de COl se hacen de manera más rápida debido a sus características genéticas y adaptativas, por lo que pennite obtener de manera rápida resultados fidedignos que resulten de bajo coste económico y que permite realizar una evaluación precisa. Unlike the use of macro fauna. the changes in the communities of the microgarusms before an episode of escape of COl are made more quickly due to their genetic and adaptive characteristics, so it is possible to obtain reliable results that result in low economic cost and that allows a rapid accurate evaluation

Por tanto, en base a la patente con Ref (ES2438090), para poder llevar a cabo ensayos de toxicidad con microrganismos se han introducido novedades tales corno una cámara aislante con climatizador que pennite, no sólo que mantenga la temperatura constante deseada, si no poder garantizar condiciones de esterilidad con fácil acceso para la recogida diaria de muestras. También se han incorporado filtros de 0.2 ~m de poro en cada salida de los dos tuberías provenientes de los manómetros que direcciona el gas hacia los acuarios, Esto minimiza aún más los posibles errores en los datos finales provocados por polvo, otros microorganismos Therefore, based on the patent with Ref (ES2438090), to be able to carry out toxicity tests with microorganisms, such novelties have been introduced as an insulating chamber with a pennite air conditioner, not only that it maintains the desired constant temperature, but cannot guarantee sterility conditions with easy access for daily sample collection. Filters of 0.2 ~ pore have also been incorporated in each outlet of the two pipes coming from the manometers that directs the gas to the aquariums, This further minimizes the possible errors in the final data caused by dust, other microorganisms

o agentes externos retenidos en el tubo que transporta el CO2 desde la botella hasta los acuarios. El 80% del material del equipo se puede esterilizar en autoclave o en estufa a 80°C durante el tiempo necesario. También se ha incorporado válvulas FBS en cada inyector hacia al acuario que actúan como regulador de flujo de C02 y así poder manipular mejor el burbujeo en los acuarios ya que en función del objetivo se usarán volúmenes muy pequeños y así se evitan turbulencias excesivas que afecten a los resultados finales por rotura de células etc. Además, se ha incorporado agitadores con termostato para que las células bacterianas o microalgas que necesiten luz reciban la misma cantidad. A diferencia del otro equipo para ensayos con microalgas la agitación debe ser de manera manual pudiendo no llegar la luz a todas las células del cultivo, pudiendo ser éste un factor limitante en el crecimiento, y por tanto afectando a los resultados finales. El termostato asociado al agitador podrá ser utilizado en caso de que se pretenda mantener una temperatura dentro del acuario distinta a la de la cámara. Por otro lado, se han incorporado válvulas aotí retomo para que no interfiera agua de los cultivos en el sistema de inyección por capilaridad y pueda afectar o estropear las válvulas solenoides. Y por último, se ha añadido un temporizador en la cámara que simule ciclos de día-noche para estudiar las variaciones solares. or external agents retained in the tube that carries CO2 from the bottle to the aquariums. 80% of the equipment material can be sterilized in an autoclave or in an oven at 80 ° C for the necessary time. FBS valves have also been incorporated in each injector towards the aquarium that act as a C02 flow regulator and thus be able to better manipulate the bubbling in the aquariums since very small volumes will be used depending on the objective and thus avoiding excessive turbulence that affects the final results by cell breakage etc. In addition, stirrers with thermostat have been incorporated so that bacterial cells or microalgae that need light receive the same amount. Unlike the other equipment for tests with microalgae, the agitation must be done manually, and the light cannot reach all the cells of the crop, which may be a limiting factor in growth, and therefore affecting the final results. The thermostat associated with the agitator may be used if it is intended to maintain a temperature inside the aquarium different from that of the chamber. On the other hand, aotomo return valves have been incorporated so that water from the crops does not interfere with the capillary injection system and can affect or damage the solenoid valves. And finally, a timer has been added to the camera that simulates day-night cycles to study solar variations.

En definitiva, la estrategia de integrar el sistema de CO2 en la cámara climatizada de ambiente aséptico posee una vérsatibilidad en su uso que, no sólo permitiría realizar ensayos microbiológicos relacionados con fugas de CO2• si no también experimentos asociados a los riesgos de acidificación oceánica en la columna de agua debido a intercambios atmósfera-océano de dioxido de carbono. lnlcuso las características de la cámara permite la realización de ensayos de toxicidad con microorganismos de carácter general ya que la cámara está caracterizada por una zona de trabajo bajo ambiente esteri!. In short, the strategy of integrating the CO2 system into the heated chamber of aseptic environment has a versatility in its use that would not only allow microbiological tests related to CO2 leaks • but also experiments associated with the risks of oceanic acidification in the water column due to atmosphere-ocean exchanges of carbon dioxide. Even the characteristics of the chamber allows toxicity tests with microorganisms of a general nature to be carried out since the chamber is characterized by a working area under a sterile environment.

DESCRIPCIÓN DEL CONTENIDO DE LAS FIGURAS DESCRIPTION OF THE CONTENT OF THE FIGURES

La figura 1 corresponde con las dimensiones 350X150x240 cm y vista desde un lateml. Comprende con los siguientes elementos: Figure 1 corresponds to the dimensions 350X150x240 cm and seen from a lateml. It includes the following elements:

1. one.
Botellas de CO, CO bottles,

2. 2.
Puerta de acceso a la cámara con aistalera y llave Camera access door with aistalera and key

3. 3.
Ventanal Picture window

4. Four.
Cableado del climatizador hacia el interior de la cámara Wiring the air conditioner into the chamber

5. 5.
Central semiautomática de suministro de Ca, Semiautomatic central supply of Ca,

6. 6.
Ubicación del c1imatizador dentro de la cámara Location of the heater inside the camera

7. 7.
Botella de gas para el mechero bunsen. Podría estar ubicada interior de la cámara. Gas bottle for bunsen burner. It could be located inside the camera.

La figura 2 corresponde con la cámara vista desde fuera donde se pueden ver los siguientes elementos: Figure 2 corresponds to the camera seen from outside where you can see the following elements:

y en la figura J quedan representados todos los elementos dentro de la cámara climatizada: and in figure J all the elements inside the heated chamber are represented:

8. 8.
Ordenador con software instalado donde se controla el pH deseado. Computer with software installed where the desired pH is controlled.

9. 9.
Safio termostatizado-agitador. Safio thermostatized-stirrer.

10. 10.
Sensor de escape de C02 en caso de que haya un escape excesivo. C02 exhaust sensor in case of excessive leakage.

11. eleven.
Válvulas solenoides Solenoid valves

12. 12.
Mesa de tratamiento de muestras provista con mechero bunsen. Sample treatment table provided with bunsen burner.

13. 13.
Erlenmeyer con función de acuario. Erlenmeyer with aquarium function.

14. 14.
Regleta alargadera de enchufes y conexiones USB donde van conectados los sensores de pH y válvulas solenoides. Extension strip of plugs and USB connections where the pH sensors and solenoid valves are connected.

15. fifteen.
Sensores de pH. PH sensors.

16. 16.
Controlador electrónico de pH. Conecta el ordenador con el equipo de inyección. Electronic pH controller Connect the computer with the injection equipment.

17. 17.
Emisor de la luz fluorescente con posibilidad de regulación para simulación de ciclos día-noche. Fluorescent light emitter with the possibility of regulation for simulation of day-night cycles.

18. 18.
Tubería que distribuye el gas puro. Pipe that distributes pure gas.

19. 19.
Tubos de silicona que sirven de inyectores de COz en los acuarios. Autoclavables. Silicone tubes that serve as COz injectors in aquariums. Autoclavable

20. twenty.
Válvulas FBS reguladoras de flujo de CO,. FBS CO flow regulating valves ,.

2 1. Annarios con puertas donde guardar reactivos y mantener todo el material limpio y estéril sin necesidad de salir de la cámara. 2 1. Yearbooks with doors to store reagents and keep all material clean and sterile without leaving the chamber.

22. Manómetros que regulan la presión de salida del CO,. A la salida de cada manómetro están ubicados Jos filtros 22. Pressure gauges that regulate the output pressure of CO. The filters are located at the exit of each manometer

MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN EMBODIMENT OF THE INVENTION

El tamaño de la invención puede venir condicionado por las características de) lugar donde lo queramos ubicar, por la cantidad de acuarios y tratamientos que queramos testar. (Figura 1,2 Y 3). Este sistema de inyección está controlado por un software conectado a un ordenador (Figura 3, 8), el cual controla la adicción del gas. El equipo consta de sensores de pH (figura 3,15) Y válvulas solenoides (figura 3,11) independientes para cada acuario conectadas al software (figura 3, 16). Los rangos ácidos pueden ir desde valores de 8 hasta valores de 5.0 simulando los escenarios más extremos posibles. Con la ayuda del software, se inyectará C02 O no, por medio de la apertura o cierre de dichas válvulas solenoides. Por medio de las válvulas FBS (Figura 3, 20) el flujo podrá ser regulado en función de las necesidades de burbujeo. Cuando los sensores de pH detecten un pH más alto del elegido en el software se dará la orden al equipo para que de manera automática se abran las válvulas solenoides y deje pasar el gas. Este tipo de ensayos se realizan con el uso de cultivos cerrados que otorga mayor independencia al técnico y/o investigador responsable del experimento pudiendo dedicarse de manera completa a la recogida diaria y tratamiento de datos, ya que no necesita control nutricional una vez planteado el ensayo. Además, para estudios a nivel de población, trabajar con cultivos cerrados consigue de manera natural alcanzar la fase exponencial del crecimiento, pudiendo así obtener datos como la velocidad de crecimiento (Jl), nO máximo de células, concentración de exopolisacáridos disueltos, el ratio de inhibición (RIc02) derivado por la exposición de CO, y la proporción de población inhibida, que con equipos de otras características donde se utilizan cultivos semicontinuos no se conseguirían. El tamaño de los acuarios vendrá determinado por nuestro objetivo y del volumen de muestra que tengamos que analizar. The size of the invention may be conditioned by the characteristics of the place where we want to place it, by the number of aquariums and treatments we want to test. (Figure 1,2 and 3). This injection system is controlled by software connected to a computer (Figure 3, 8), which controls the addiction of gas. The equipment consists of pH sensors (figure 3.15) and independent solenoid valves (figure 3.11) for each aquarium connected to the software (figure 3, 16). Acid ranges can range from values of 8 to values of 5.0 simulating the most extreme scenarios possible. With the help of the software, C02 or not will be injected through the opening or closing of said solenoid valves. By means of the FBS valves (Figure 3, 20) the flow can be regulated according to the needs of bubbling. When the pH sensors detect a higher pH than the one chosen in the software, the equipment will be ordered to automatically open the solenoid valves and let the gas pass. These types of tests are carried out with the use of closed crops that grant greater independence to the technician and / or researcher responsible for the experiment, being able to devote themselves completely to daily collection and data processing, since it does not need nutritional control once the trial has been proposed. . In addition, for population-level studies, working with closed crops naturally achieves the exponential phase of growth, thus obtaining data such as growth rate (Jl), maximum number of cells, concentration of dissolved exopolysaccharides, the ratio of inhibition (RIc02) derived by the exposure of CO, and the proportion of population inhibited, that with equipment of other characteristics where semicontinuous cultures are used would not be achieved. The size of the aquariums will be determined by our objective and the volume of sample that we have to analyze.

En función de los objetivos que nos planteemos se podrán utilizar dos rutas de exposición diferentes: Depending on the objectives we set, two different routes of exposure may be used:

51 . Inyección de CO? en agua de mar: el CO2 puro será inyectado directamente en el agua que se desea analizar con el objetivo de evaluar el efecto directo de los cambios de pH provocados por los escapes de CO2 tanto a nivel población. comunidades y /0 simbiosis entre microorganismos. Esta ruta no sólo serviría para evaluación de riesgos en fugas de CO2 si no que se podría utilizar para efectos de 51. CO injection? in seawater: pure CO2 will be injected directly into the water that you want to analyze in order to assess the direct effect of pH changes caused by CO2 leaks both at the population level. communities and / or symbiosis between microorganisms. This route would not only serve to assess the risk of CO2 leaks, but could also be used for the purpose of

10 acidificación oceánica en la columna de agua. Ejemplo 1: evaluación de efeclos en las comunidades de microrganismos de la columna de agua debido a cambios de pH por intercambio de COl atmósferaocéano. En este tipo de ensayos se evalúa la respuesta del conjunto de microorganismos 10 ocean acidification in the water column. Example 1: evaluation of effeclos in the communities of microorganisms of the water column due to changes of pH by exchange of the atmosphere. In this type of tests the response of the group of microorganisms is evaluated

15 propios de la muestra de la columna de agua. Para simular diferentes condiciones, el baño termostatizado se programa para imitar temperaturas del océano (dentro del acuario) y el chmatizador de la cámara se programa para obtener escenarios de temperatura de la atmosfera (temperatura dentro de la cámara). Esta estrategia de cambios de temperaturas pennite simular tantos 15 typical of the water column sample. To simulate different conditions, the thermostated bath is programmed to mimic ocean temperatures (inside the aquarium) and the chamber chmatizer is programmed to obtain atmospheric temperature scenarios (temperature inside the chamber). This pennite temperature change strategy simulate so many

20 escenarios de cambio climático como se deseen. El agitador asociado al baño con el termostato permite movimiento de la masa de agua para evitar sedimentación de las células e imitar el movimiento que pueda existir en la columna de agua debido a las mareas y oleaje. La integración del equipo con la cámara, además, permite el procesado de muestras casi en el momento de coger la muestra de agua 20 climate change scenarios as desired. The agitator associated with the bath with the thermostat allows movement of the body of water to prevent sedimentation of the cells and imitate the movement that may exist in the water column due to the tides and waves. The integration of the equipment with the camera, in addition, allows the processing of samples almost at the time of taking the water sample

25 evitando así contaminaciones y/o cambios bruscos de tem¡xratura. La comunidad de la columna de agua se estudiará con técnicas de identificación de grupos de especies lo que aportará información de cómo cambia la comunidad en función de los distintos tratamientos de pH, junto con datos fisico-químicos relevantes. Los resultados se comparan con aquellos acuarios que no han tenido inyección de 25 thus avoiding contamination and / or sudden changes in temperature. The water column community will be studied with species group identification techniques, which will provide information on how the community changes depending on the different pH treatments, together with relevant physico-chemical data. The results are compared with those aquariums that have not had injection of

30 CO,. 30 CO ,.

Ejemplo 2: evaluación de respuestas de una determinada población de microrganismos ya sean bacterias, virus o mieroa/gas debido a cambios de pH por intercambio de COl atmósfera-océano y/o fugas de C02 Example 2: evaluation of responses of a specific population of microorganisms, whether bacteria, viruses or mieroa / gas due to pH changes due to the exchange of atmosphere-ocean CO and / or C02 leaks

En este caso, se estudia los efectos en una población determinada ya sea característica del sedimento (para estudios de fugas de CO2) o de la columna de agua (intercambio atmósfera-océano). Una vez que se elige la población que se quiere estudiar (por ejemplo: una especie en concreto típica del sedimento. o una especie típica de la columna de agua), se inocula una concentración celular conocida en agua o medio de cultivo filtrada por un poro de 0.2 ~m y autoc1avada para evitar cualquier contaminación y se someten a los distintas concentraciones de CO2 que se deseen testar. En este tipo de ensayo se obtendrán resultados sobre periodos de aclimatación, ratios de crecimiento, efectos inhibitorios de C02, número máximo de células, etc, que aportarán infonnación de cómo una población de una especie en concreto se ve afectada por distintas concentraciones de CO2• Los resultados también se comparan con los obtenidos en los acuarios donde no haya inyección de CO2. Inyección de CO, a través de sedimento: se utilizará cuando el objetivo sea estudiar de manera integrada el efecto que podría existir en la comunidad microbiológica (bacterias, virus y microalgas bentónicas) cuando el sedimento en cuestión esté bajo análisis y existe una acidificación de éste debido al escape de CO,. Ejemplo: los tubos de silicona estériles con pequeBas aperturas se colocan en fonna de espiral en el suelo del acuario, se colocará el sedimento bajo estudio encima una vez tamizado y después agua de mar limpia y estéril para que ésta no interfiera con la propia comunidad autóctona del sedimento. Una vez que los acuarios estén preparados y colocados, se someterán a las distintas concentraciones de C02 que se quieran estudiar. La comunidad del sedimento se estudiará con técnicas de identificación de grupos de especies que j unto con datos fisico-químicos (flujos de nutrientes, alcalinidades, etc.) aportará infonnación de cómo cambia la comunidad en función de los distintos tratamientos de pH comparando los resultados de aquellos acuarios que no han sido inyectados con CO2. Datos fisico-químicos (flujos de nutrientes, contaminantes, materia orgánica, etc.) servirán de apoyo para una evaluación completa de los resultados. In this case, the effects on a given population are studied, either characteristic of sediment (for studies of CO2 leaks) or of the water column (atmosphere-ocean exchange). Once the population to be studied is chosen (for example: a specific species typical of the sediment. Or a typical species of the water column), a known cell concentration is inoculated in water or culture medium filtered by a pore 0.2 ~ m and autoc1avada to avoid any contamination and are subjected to the different concentrations of CO2 to be tested. In this type of test results will be obtained on acclimatization periods, growth rates, inhibitory effects of C02, maximum number of cells, etc., which will provide information on how a population of a particular species is affected by different concentrations of CO2 • The results are also compared with those obtained in aquariums where there is no CO2 injection. Injection of CO, through sediment: it will be used when the objective is to study in an integrated way the effect that could exist in the microbiological community (bacteria, viruses and benthic microalgae) when the sediment in question is under analysis and there is an acidification of it due to the escape of CO. Example: Sterile silicone tubes with small openings are placed in a spiral shape on the aquarium floor, the sediment under study will be placed on top once screened and then clean and sterile seawater so that it does not interfere with the native community itself of sediment Once the aquariums are prepared and placed, they will undergo the different concentrations of CO2 that they want to study. The sediment community will be studied with techniques to identify groups of species that together with physical-chemical data (nutrient flows, alkalinity, etc.) will provide information on how the community changes based on the different pH treatments comparing the results. of those aquariums that have not been injected with CO2. Physical-chemical data (nutrient flows, pollutants, organic matter, etc.) will support a complete evaluation of the results.

APLICACIÓN INDUSTRIAL INDUSTRIAL APPLICATION

5 Los datos resultantes a partir de esta invención serán susceptibles de aplicación en la toma de decisiones de las instituciones legales que trabajan en el marco del cambio climático y su mitigación conociendo de manera fiable Jos efectos potenciales que podrían suceder a corto-medio debido a un escape de C02 utilizando los microorganismos del bentos como herramienta de evaluación con 5 The data resulting from this invention will be subject to application in the decision-making of legal institutions that work in the framework of climate change and its mitigation knowing reliably the potential effects that could happen in the short-medium due to a C02 escape using benthos microorganisms as an evaluation tool with

10 resultados rápidos y fiables. En caso de una implantación de la técnica de inyección en estructuras geológicamente estables en el subsuelo marino, esta invención permitirá un control o moniloring usando las comunidades de microorganismos del bentos como herramienta para diagnosticar posibles fugas de CO, 10 fast and reliable results. In case of an implantation of the injection technique in geologically stable structures in the marine subsoil, this invention will allow a control or moniloring using the communities of microorganisms of the benthos as a tool to diagnose possible CO leaks,

Claims (4)

REIVINDICACIONES 1. Adición a la patente ES2438090. «Sistema de inyección de C02 para estudios ecotoxicológicos", adaptación para su empleo con microorganismos. que además de los componentes básicos del sistema comprende: 1. Addition to patent ES2438090. "C02 injection system for ecotoxicological studies", adaptation for use with microorganisms. In addition to the basic components of the system includes:
--
Una cámara aislante con climatizador que permite, no s610 que mantenga An insulating chamber with climate control that allows, not only to maintain
la temperatura constante deseada, si no poder garantizar condiciones de the desired constant temperature, if not able to guarantee conditions of esterilidad con fácil acceso para la recogida diaria de muestras. Sterility with easy access for daily sample collection.
--
Filtros de 0.2 ~m de poro en cada salida de las dos tuberías provenientes de los manómetros que direcciona el gas hacia Jos acuarios. 0.2 ~ m pore filters at each outlet of the two pipes coming from the manometers that directs the gas to the aquariums.
--
Válvulas FBS en cada inyector hacia al acuario, que actúan como regulador de flujo de CO2• para mejorar el burbujeo en los acuarios. FBS valves on each injector to the aquarium, which act as a regulator of CO2 flow • to improve bubbling in the aquariums.
o or Agitadores con termostato para que las células bacterianas o microalgas que necesiten luz reciban la misma cantidad y poder establecer Wla temperatura dentro del acuario distinta a la de la cámara. Stirrers with thermostat so that bacterial cells or microalgae that need light receive the same amount and can set the temperature inside the aquarium different from that of the chamber.
--
Válvulas anti retorno para que el agua de los cultivos no interfiera en el Non-return valves so that crop water does not interfere with the
sistema de inyección por capilaridad y pueda afectar o estropear las capillarity injection system and may affect or damage the válvulas solenoides. Solenoid valves.
--
Un temporizador en la cámara que simule ciclos de día-noche para estudiar las variaciones solares. A timer in the camera that simulates day-night cycles to study solar variations.
2. 2.
Uso del sistema, según reivindicación 1, en experimentos asociados a los riesgos de posibles escapes de CO2 derivados de las técnicas ces. Use of the system, according to claim 1, in experiments associated with the risks of possible CO2 leaks derived from ces techniques.
3. 3.
Uso del sistema~ según reivindicación 1, en experimentos asociados a los riesgos de acidificación oceánica en la columna de agua debido a intercambios atmósfera-océano de dióxido de carbono. Use of the system according to claim 1, in experiments associated with the risks of oceanic acidification in the water column due to atmosphere-ocean exchanges of carbon dioxide.
4. Uso del sistema, según reivindicación 1, de ensayos de toxicidad con microorganismos de carácter general, ya que la cámara proporciona una zona de trabajo bajo ambiente estéril. 4. Use of the system, according to claim 1, of toxicity tests with microorganisms of a general nature, since the chamber provides a working area under sterile environment.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5487835A (en) * 1994-01-14 1996-01-30 Tomco2 Equipment Co. Pressurized solution feed system for pH control
US6287471B1 (en) * 1998-03-09 2001-09-11 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Treatment of aqueous effluents by injection of carbon dioxide
EP1837068B1 (en) * 2001-08-28 2010-10-06 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Method and device for manufacturing artificial carbonated spring water
US8420143B2 (en) * 2008-08-25 2013-04-16 Anterra Group, Inc. Organic produce wash system
US9808757B2 (en) * 2012-06-04 2017-11-07 The Southern Company Systems and methods for sequestering CO2
US9108869B2 (en) * 2012-08-20 2015-08-18 General Electric Company pH adjustment within gasification system

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