Taking advantage of the invasive bivalve Corbicula fluminea: potential as a remediator of olive oil mill wastewaters

Abstract

Olive oil is considered one of the main food ingredients in the Mediterranean countries, and its worldwide production is predominant in this region. Despite its paramount economic and gastronomic importance, the olive oil industry poses some environmental concerns due to olive oil mill wastewaters (OOMW) produced as a result of the extraction process. OOMW are composed by complex mixtures of organic compounds, including polyphenols. The recognized toxicity of these compounds, the high volumes of wastewaters generated in short periods of time due to the seasonality of the process, and, at last, the inexistence of an effective treatment to these wastewaters renders OOMW an actual and current environmental issue. Through the years, several chemical and biological treatments have been developed to reduce both the colour and toxicity of these effluents, however, a solution that completely meets these criteria has not been found yet. Therefore, it is relevant to test new treatment approaches, and the opportunity of using the filtration and accumulation capabilities of some bivalves has been raised as the rational for the present studies. Thus, the main objective of the present dissertation was to explore the viability of the Asian clam, Corbicula fluminea as a remediation agent of OOMW through the characterisation of its potential as a filter-feeder, and the potential of its shells as a biosorbent biomaterial. C. fluminea is a recognized freshwater invasive bivalve worldwide outside its native range in Eastern Asia. Despite its high dispersion and consequent negative environmental impacts, its capacity of filtering, tolerate and bioaccumulate some contaminants may render the Asian clam an interesting option as a bioremediation agent. Results show that living C. fluminea were able of significantly removing a fraction of organic contaminants of this wastewater, significantly reducing its environmental toxicity according to the results of bioassays performed with indicator species. This removal inversely corresponded to changes in the molecular composition of the soft body and the shells, the results suggesting further that a relevant part of the removed compounds may have been deposited through the production of pseudofaeces. When applied per se, the clam shells do not appear to have significant capacity to remove compounds from OOMW. The bioremediation potential of this bivalve would be further valued as its industrial use compensates, to a certain extent, the deleterious effects and economic losses associated with both its invasive nature in freshwater ecosystems and its biofouling activity in waterdependent industries.

O azeite é considerado um dos principais produtos alimentares típicos da gastronomia mediterrânea, pelo que a sua produção alimentar é particularmente elevada nesta região. Apesar da sua importância económica e gastronómica, a indústria do azeite suscita algumas preocupações ambientais no que diz respeito aos efluentes, vulgarmente conhecidos por águas ruças, resultantes do processo de extração. As águas ruças são constituídas por misturas complexas de compostos orgânicos, entre os quais se destacam os polifenóis. A reconhecida toxicidade destes compostos, para além dos elevados volumes de efluentes gerados em curtos períodos de tempo devido à sazonalidade da produção de azeite e, por último, à inexistência de um tratamento efetivo para estes efluentes, torna as águas ruças num problema ambiental atual. Ao longo dos anos, vários tratamentos químicos e biológicos têm sido desenvolvidos para reduzir tanto a toxicidade como a cor destes efluentes, no entanto ainda não foi encontrada uma solução que satisfaça completamente estes critérios. Neste contexto, é relevante testar novas abordagens de tratamento, tendo sido identificada a possibilidade de usar a capacidade de filtração e acumulação de alguns bivalves para o efeito. Assim, o objetivo central da presente dissertação foi explorar a viabilidade de Corbicula fluminea como agente remediador de efluentes de lagar de azeite através da caracterização do seu potencial enquanto biofiltrador e do potencial adsorvente das suas conchas. A amêijoa asiática C. fluminea é um reconhecido bivalve invasor de sistemas de água doce, estando disperso um pouco por todo o mundo. Apesar da sua elevada dispersão e consequentes impactos ambientais negativos, a sua elevada capacidade filtradora e a sua tolerância e capacidade bioacumuladora de alguns contaminantes torna-a numa opção interessante enquanto potencial agente biorremediador. Os resultados mostram que a amêijoa asiática, quando utilizada viva, foi efetivamente capaz de remover uma fração significativa de contaminantes orgânicos deste efluente, levando a uma diminuição significativa da sua toxicidade ambiental, conforme resultados de bioensaios efetuados com espécies indicadoras. A esta remoção corresponderam inversamente alterações na composição molecular do corpo mole e das conchas, sugerindo os resultados ainda que poderá haver sedimentação de compostos promovida pela produção de pseudofezes. Quando aplicadas isoladamente, as conchas parecem não ter capacidade significativa de remoção de compostos do efluente. O potencial biorremediador deste bivalve seria adicionalmente valorizável já que o seu aproveitamento a nível industrial colmata, em certa medida, os efeitos nefastos e prejuízos económicos associados à sua natureza invasora em ecossistemas de água doce, e infestante em indústrias dependentes deste recurso.