Abstract: In iets meer dan 30 jaar moeten we tot 50% meer eiwit produceren, terwijl onze conventionele lineaire voedselproductieketen reeds de grenzen van duurzaamheid overschrijdt. Microbieel eiwit (MP), de eiwitrijke biomassa van micro-organismen, werd onderzocht als nieuw voeder en voedselingrediënt in een circulaire eiwitproductieketen. MP-productie kan gebaseerd zijn op primaire grondstoffen om zo de inefficiënte stappen in de huidige eiwitproductie over te slaan, of de productie kan gebaseerd zijn op secundaire grondstoffen afkomstig van de verliezen in de conventionele productieketen (bijvoorbeeld afvalwater). Zowel indirecte als directe strategiën voor nutriëntenherwinning kunnen geïdentificeerd worden. Indirecte nutriëntenherwinning werd onderzocht door struviet toe te passen als fosfor- en stikstofbron voor MP-productie. Struviet, een herwinningsproduct in de afvalwaterzuivering, bleek een hoge zuiverheidsgraad te hebben waardoor het een uitstekende selectieve barrière vormt tussen afvalstroom en MP productie. Oplossingssnelheden en MP groei-experimenten toonden aan dat struviet gemakkelijk gedoseerd kan worden in functie van de microbiële nutriëntenbehoeftes, waarnaast problemen vermeden worden gerelateerd aan de turbiditeit van nevenstromen, wat de productie van fototrofe MP mogelijk maakt. Daarnaast werd ook directe nutriëntenherwinning onderzocht. Hierbij werden de voedingswaarde en veiligheid geanalyseerd van biomassa bestaande uit aerobe heterotrofe bacteriën (AHB) afkomstig van effluentzuivering van 25 bedrijven in de voedings- en drankensector. Verder werd ook de temporele variabiliteit in kaart gebracht. Er werd een veelbelovend eiwitgehalte geobserveerd waarvan de variabiliteit aanzienlijke was. Verder werd aangetoond dat het eiwitgehalte positief gecorreleerd was met stikstofbelasting en negatief met slibverblijftijd, wat een indicatie is dat de implementatie van een geoptimaliseerd productieproces, de biomassakwaliteit gevoelig kan verhogen. Bovendien was de veiligheid als veevoeder gegarandeerd op vlak van de meeste contaminanten. In het daarop volgende hoofdstuk werd de variabiliteit in voedingswaarde en veiligheid bestudeerd van commerciële fototrofe MP (de microalgen Chlorella en Spirulina), gekweekt op primaire grondstoffen. De waargenomen variabiliteit in voedingswaarde vereist verdere optimalisatie van het productieproces. Er werd ook waargenomen dat een hoog eiwitgehalte geen hoge totale voedingswaarde impliceert, omdat de verteerbaarheid en de eiwitkwaliteit nog steeds ongunstig kunnen zijn. Op basis van gemeten contaminanten geeft een veilige consumptiedosis aan dat microalgen perfect kunnen worden geconsumeerd als volwaardige eiwitbron in plaats van als supplement, hun huidige hoofdtoepassing. In een laatste experimenteel hoofdstuk werd onderzocht hoe de variabiliteit in biomassakwaliteit van microalgen kan worden gereduceerd en hoe een stabiele, hoogwaardige biomassaproductie kan worden bekomen. De invloed van oogsttijd, operationele modus en fotoperiode werd bepaald op de productiviteit van biomassa, eiwit en essentiële aminozuren en er werden optimale productieparameters geïdentificeerd. Samengevat is MP-productie op basis van indirecte en directe nutriëntenherwinning veelbelovend. Verdere technologische ontwikkelingen en het verhogen van bewustwording en sociale acceptatie, moeten een verdere introductie van MP in de voeder- en voedingsmarkt faciliteren. Hier kan MP een belangrijke oplossing vertegenwoordigen om de exponentieel groeiende wereldbevolking op een duurzame manier te voeden.

Abstract: Tidal marshes take up and release certain elements from and to the river water. Hence, they act as a filter, improving the estuarine water quality. This filtering function depends on the interaction between the marsh soil and water that infiltrates into the marsh platform at high tide and seeps out of the creek banks at low tide. In the past centuries, many tidal marshes disappeared due to large scale land reclamations, together with their associated ecosystem services. Nowadays, tidal marshes are increasingly restored on formerly embanked agricultural areas to regain these ecosystem services. Here, we studied the effect of historical agricultural land use on the contribution of restored tidal marshes to water quality improvement, and we investigated several solutions to stimulate the water quality improving function in newly restored tidal marshes. In restored tidal marshes, the soil is often compacted due to the historical agricultural land use, leading to a reduced organic matter content and micro- and macroporosity. In this compacted soil, groundwater flow is hindered, leading to a more waterlogged soil and reduced groundwater dynamics in the restored marsh as compared to a natural marsh. The depth of groundwater drainage and the groundwater flow velocity have important implications for the processes that contribute to water quality improvement, e.g. removal of nitrogen, phosphorus retention and silica cycling. Where groundwater drains deeper, i.e. in the vicinity of tidal creeks and in a more porous soil, these processes are promoted. We suggest that, in newly restored tidal marshes, the soil porosity can be increased by amending the soil (e.g. with organic matter), and the distance to the nearest tidal creek can be reduced by creek excavation. Numerical modelling showed that the largest gain in groundwater dynamics and seepage was attained when both measures were applied together. The effect of organic soil amendments on groundwater dynamics and nutrient cycling was further explored in a large scale in situ mesocosm experiment. Where the soil was amended, groundwater drained deeper and nitrogen removal increased. For new tidal marsh restoration projects, we advise to conduct an explorative soil study. When the soil is heavily compacted, design measures, such as creek initiation and organic soil amendments can be applied to jumpstart the contribution to water quality improvement of newly restored tidal marshes.

Abstract: Our calculations, within known limitations of Ginzburg-Landau theory, are fully correct and valid for transport phenomena in asymmetric mesoscopic superconductors, deep in the superconducting state. We deemed the experiments of Burlakov et al. [JETP Lett. 86, 517 (2007)] relevant and important to mention in the general context of our paper since the observed shifts in the oscillations of different quantities are qualitatively similar, even though those measurements are performed close to the superconducting-normal state transition in the so-called Little-Parks regime.

Abstract: In a recent paper [Phys. Rev. B 89, 125418 (2014)], the authors argue that it is possible to map the electronic properties of twisted bilayer graphene to those of bilayer graphene in an in-plane magnetic field. However, their description of the low-energy dynamics of twisted bilayer graphene is restricted to the extended zone scheme and therefore neglects the effects of the superperiodic structure. If the energy spectrum is studied in the supercell Brillouin zone, we find that the comparison with an in-plane magnetic field fails because (i) the energy spectra of the two situations exhibit different symmetries and (ii) the low-energy spectra are very different.

Abstract: In a recent paper [Phys. Rev. B 99, 155124 (2019)], the spectrum of a regularized Coulomb charge was studied in gapped pseudospin-1 systems generated by an alpha – T-3 lattice. The electronic spectrum was studied as a function of the impurity strength Z alpha. However, the results and conclusions on the behavior of the flatband states as a function of the impurity strength are incomplete. In this Comment, I argue that because of the dispersionless nature of the flatband, the states spread out under the influence of a charged impurity forming a continuous band of states. I support my arguments with explicit numerical calculations which show the emergence of a continuum of states.