Este estudio evalúa el impacto de una obra de cosecha de agua en el balance hídrico del suelo en una finca de la cuenca media del río Reventazón, Costa Rica. Se instaló un sistema de monitoreo con cuatro sensores que registran humedad y temperatura del suelo a tres profundidades (0-15 cm, 15-30 cm y 30-45 cm). Tres sensores se ubicaron cerca de la obra y uno en una zona no influenciada. Los resultados muestran que la obra de cosecha de agua incrementa la humedad del suelo, con niveles más altos a medida que se acerca a la estructura. Además, se observa que la pendiente del terreno juega un papel importante en la retención de agua. El balance hídrico del suelo, calculado en áreas con y sin influencia de la obra, revela picos de humedad cerca de la estructura. Estos hallazgos ofrecen información valiosa sobre la dinámica de la humedad del suelo en relación con las obras de cosecha de agua, destacando su potencial para mejorar la resiliencia climática frente a la escasez hídrica en sistemas agropecuarios.

Treball Final de Grau en Enginyeria Agroalimentària i del Medi Rural. Codi: AG1842. Curs: 2023/2024

As a result of nutrient inputs from continents to estuaries and coastal oceans, more frequent and intense phytoplankton blooms in these systems are well-known causes for oxygen depletion (<2 mg L-1) in the bottom of these aquatic environments (hypoxia or “dead zones”). Moreover, particulate organic matter (POM) is also formed abiotically in estuarine mixing by flocculation and/or sorption of riverine dissolved organic matter (DOM), induced by the increase in cations. Flocculation has been observed in estuaries and laboratory simulations when mixing river water with seawater, but other works have found a conservative behavior of the organic matter. These inconsistencies are possibly explained by the chemical composition of riverine DOM, and the control by environmental variables (e.g. cations concentration). Microbiological activity could be accelerated as biofilm in the flocculated particles and thus contribute in the depletion of dissolved oxygen concentrations in estuaries and coastal waters. The sinking POM could increase the substrate concentration available for aerobic respiration in benthic ecosystems and thus contribute to the formation of “dead zones”. The purpose of this work was to document conditions that affect the mixing behavior of organic matter (and methods to study it) and evaluate their relation with ecological processes and their contribution to biogeochemical cycles. Laboratory experiments were conducted by mixing seawater with freshwater from different sites (Baja California, California, Texas, and Louisiana). For most experiments, the end members were prefiltered before being mixed in different ratios. Mixed water and end members from experiments were later filtered and were all analyzed for particulate organic carbon and nitrogen (POC and PON). Samples from Texas were also analyzed for stable isotopes (δ13C-POC and δ15N-PON), and total hydrolyzable amino acids (THAA). Filtrates of these samples were also analyzed for dissolved organic carbon and nitrogen (DOC and DON), dissolved inorganic nitrogen (DIN) and dissolved hydrolyzable amino acids (DHAA). Most samples showed conservative behavior and only some experiments resulted in the flocculation of DOM to form POM. The occurrence of flocculation was correlated with higher rainfall in the drainage basins of the freshwater bodies (rivers, streams, and reservoirs). In some cases, this pattern was attributed to the transport of terrestrial organic matter, and in other experiments to a ... | Como resultado de los aportes de nutrientes de los continentes a los estuarios y aguas costeras, florecimientos de fitoplancton son causas bien conocidas de agotamiento de oxígeno (<2 mg L-1) en el fondo de estos ambientes acuáticos (hipoxia o “zonas muertas”). Además, la materia orgánica particulada (POM) también se forma abióticamente en la mezcla estuarina por floculación y/o adsorción de materia orgánica disuelta (DOM) de ríos, inducida por el incremento de cationes. Se ha observado floculación en estuarios y en simulaciones de laboratorio al mezclar agua de río con agua de mar, pero otros trabajos han encontrado un comportamiento conservativo de la materia orgánica. Estas inconsistencias posiblemente se expliquen por la composición química de DOM de los ríos, y sean controladas por variables ambientales (ej. concentración de cationes). La actividad microbiológica podría acelerarse como biopelícula en las partículas floculadas y así contribuir en agotar las concentraciones de oxígeno disuelto en estuarios y aguas costeras. El POM que se hunde podría incrementar la concentración de sustrato disponible para la respiración aeróbica en los ecosistemas bentónicos y así contribuir a la formación de “zonas muertas”. El propósito de este trabajo fue documentar procesos que afectan el comportamiento de mezcla de materia orgánica (y métodos para estudiarla) y evaluar su relación con procesos ecológicos y su contribución a los ciclos biogeoquímicos. Se realizaron experimentos de laboratorio mezclando agua de mar con agua dulce de diferentes sitios (Baja California, California, Texas y Luisiana). Para la mayoría de los experimentos, los “end members” fueron prefiltrados antes de mezclarlos en diferentes proporciones. El agua mezclada y los miembros terminales de los experimentos se filtraron y fueron todos analizados para partículas orgánicas de carbono y nitrógeno (POC y PON). Las muestras de Texas se analizaron además para isótopos estables (δ13C-POC y δ15N-PON) y aminoácidos hidrolizables totales (THAA). Los filtratos de estas muestras también se analizaron para carbono y nitrógeno orgánicos disueltos (DOC y DON), nitrógeno inorgánico disuelto (DIN) y aminoácidos hidrolizables disueltos (DHAA). La mayoría de las muestras mostraron un comportamiento conservativo y sólo algunos experimentos dieron como resultado la floculación de DOM para formar POM. La ocurrencia de floculación se correlacionó con una mayor precipitación en las cuencas de drenaje de los ...

Existen diversos métodos convencionales para elotratamiento de aguas1residuales, los cuales son muy costosos y afectan las cualidades del suelo, agua y muchas veces también de los seres vivos, en contraposición las especies macrófitas son viables para el tratamiento de1agua residual ya que su operación y mantenimiento es de bajo costo, además presentan grandes propiedades para la reducción de sustancias tóxicas del agua. Por lo tanto, el objetivo de este estudio es evaluar la capacidad de remoción de contaminantes de la lenteja de agua (Lemna minor L.), elodea (Elodea canadensis M.) y berros (Nasturtium officinale WT. Aiton.) en aguas grises domésticas. Para este propósito se caracterizó las aguas grises de una vivienda mediante 7 biofiltros de vidrio donde se utilizaron macrófitas flotantes como la lenteja de agua, elodea y berros, distribuidas de manera aleatorio en los diferentes biofiltros, se tomaron ocho muestras de un litro, para analizar la entrada y salida de las aguas grises, estas muestras fueron tomadas mensualmente durante tres meses, para realizar la identificación de las aguas grises se realizó el análisis1de los1parámetros fisicoquímicos1tales como Ph, temperatura, dureza, oxígeno disuelto, conductividad eléctrica, solidos disueltos totales, solidos disueltos totales, fosfatos, nitratos, amonio, DBO5, alcalinidad y cloruros para cada uno de los biofiltros, posterior a esto se evaluó las diferencias en la capacidad de remoción de los sistemas mediante la desviación estándar de los resultados obtenidos, seguidamente se halló el p valor y finalmente, se empleó1la prueba t de student, consiguiendo1como resultado1que hubo diferencias1significativas en el comportamiento de los sistemas para la reducción de algunos parámetros como el caso de los biofiltros dos, tres, cuatro, cinco, seis y siete que disminuyeron el valor del pH y los biofiltros tres, cinco y siete que aumentaron la concentración de alcalinidad. Se concluyó que el uso de macrófitas flotantes como sistema de tratamiento de aguas grises domesticas tiene gran capacidad de remoción de contaminantes.

El presente trabajo tiene como propósito caracterizar las aguas residuales de la Hostería Cuicocha las cuales pasan por diversos procesos en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) del lugar. La Hostería está situada en la provincia de Imbabura, al norte de Ecuador, específicamente dentro de la Reserva Ecológica Cotacachi- Cayapas. Para obtener información detallada sobre el efluente vertido a la planta de tratamiento, se realizaron varias visitas a la hostería con el objetivo de recolectar muestras de agua en distintas etapas de las operaciones unitarias. Las muestras fueron trasladadas a los laboratorios de la Escuela Politécnica Nacional, siguiendo estrictamente los protocolos de muestreo y seguridad establecidos. Durante las visitas, se llevaron a cabo ensayos In situ para medir diversos parámetros como temperatura, pH, oxígeno disuelto, turbidez y conductividad. Una vez recolectadas las muestras y llevadas al laboratorio se inició con el proceso de caracterización en donde se midieron parámetros como Aceites y Grasas, Sólidos Totales, Sólidos Disueltos, Sólidos Suspendidos, Nitratos, Nitritos, Acidez, Alcalinidad, Fosfatos, Sulfatos, DQO, DBO, Nitrógeno amoniacal, Dureza Total, Dureza Cálcica, Coliformes Fecales y Tensoactivos. Posteriormente, se compararon los resultados obtenidos con los límites permisibles establecidos en el Acuerdo Ministerial 097-A, con el propósito de verificar si los parámetros analizados de las aguas residuales de la hostería cumplen con la normativa ambiental vigente. Se determinaron los caudales de ingreso y salida que permiten a la unidad de tratamiento de efluentes de la hostería Cuicocha opere de manera eficiente. Este análisis reveló que, a pesar de la reducción de la carga contaminante, la infraestructura actual de la PTAR no cumple con los valores establecidos en la normativa. | The introduction of emerging contaminants into the environment, such as caffeine, has a significant impact on aquatic ecosystems, causing disruptions to living organisms and environmental balance. In response, constructed wetlands with vertical subsurface flow used to treat a synthetic solution containing 30 ppm of caffeine, utilizing polyethylene terephthalate (PET) obtained from plastic bottles as a supporting medium. Additionally, the influence of ornamental plants Dracaena fragrans in the system was investigated through duplicate trials with (R1 and R2) and without (R3 and R4) plants. The wetlands were operated in batch mode with a HRT of 7 days, receiving a 16 L volume of caffeine solution per drip in one hour, over a period of 10 weeks. Removal efficiencies were quantified using UV-VIS spectrophotometry and, at the same time, physicochemical parameters of water quality were analyzed to monitor wetland performance. The study found that PET is an effective support medium for caffeine removal, because promoting biofilm formation, achieving removal rates at day 7 of 99%, 98%, 97% and 92% for R4, R1, R2, and R3, respectively. In accordance with these results, it was statistically demonstrated that vegetation had no significant impact on system efficiency (p<0.05). Water quality parameters did not change significantly, as they were below the LMP during the experimentation.

Introducción. El consumo del agua en campos de golf en regiones como el bosque tropical seco de Guanacaste es alto, debido a la marcada época seca. Los agentes humectantes o surfactantes de suelo son moléculas que rompen la tensión superficial del agua, lo que mejora la infiltración y la retención de humedad en el suelo. Objetivo. Evaluar el efecto de cinco agentes humectantes en combinación con dos niveles de riego en la conservación del agua para riego y la calidad del césped, en los campos de golf “Ocean Course at Península Papagayo” (OC) y Reserva Conchal Golf Club (RC) durante la época seca 2022-2023. Materiales y métodos. En cada sitio del estudio, se implementó un diseño de parcelas divididas en bloques completos al azar, con 12 tratamientos definidos por el nivel de riego y el surfactante: 5 productos comerciales y un control (TC). En OC, los niveles de riego fueron del 80% (R80) y 60% (R60) de la evapotranspiración de referencia del cultivo (ETo), y en RC fueron del 65% (R65) y 45% (R45) de la ETo. En ambos sitios se realizó una caracterización física del suelo y se monitoreó in situ de las condiciones climáticas con el uso de una estación meteorológica. Se realizó 4 aplicaciones de tratamientos, en intervalos de 4 semanas, se evaluó cada 2 semanas la calidad visual del césped y el contenido de humedad volumétrico del suelo (CHV). Se realizó un análisis beneficio-costo (B-C) de los tratamientos. Para la variable CHV, se ajustó un análisis de varianza para un modelo lineal mixto y una prueba de comparación de medias DGC. Resultados. En OC, los tratamientos con R80 se obtuvo resultados más altos en calidad visual y CHV en comparación con los de R60. Entre los R80, la separación de medias de CHV categorizó a AH3 y AH5 como los mejores tratamientos; en las evaluaciones de calidad destacó AH5, AH2 y AH4. Por otro lado, en RC los tratamientos con R65 superaron a los de R45. Dentro de los R65, en la separación...

La investigación se centra en el análisis de la contaminación del suministro de agua subterránea en el aeropuerto Tres De Mayo de Puerto Asís, específicamente por la presencia de Escherichia coli en el agua. Se lleva a cabo una recopilación de datos climatológicos y análisis del agua para comprender los múltiples factores que contribuyen a esta problemática. Con el objetivo de establecer relaciones y correlaciones entre la precipitación y la contaminación, se utiliza el software R junto con modelos estadístico de regresión líneal y árbol de decisión , para analizar la posible relación entre estas variables. El estudio se enfoca en identificar la posible incidencia de la precipitación en los niveles de contaminación por Escherichia coli del pozo, con la intención de proponer medidas preventivas y correctivas más efectivas para asegurar un suministro de agua potable. Se destaca el potencial impacto social, respaldado por datos históricos del IRCA que indican que la región de Puerto Asís ha enfrentado riesgos relacionados con la calidad del agua. Este proyecto no solo aborda una necesidad específica en el pozo del aeropuerto Tres De Mayo, sino que también se considera un modelo replicable para otras comunidades que enfrentan desafíos similares. | The research focuses on analyzing the contamination of the groundwater supply at the Tres De Mayo Airport in Puerto Asís, specifically due to the presence of Escherichia coli in the water. It involves collecting climatological data and water analysis to understand the various factors contributing to this issue. To establish relationships and correlations between precipitation and contamination, the R software is used along with statistical models of linear regression and decision trees to analyze the potential relationship between these variables. The study aims to identify the possible impact of precipitation on the levels of Escherichia coli contamination in the well, with the intention of proposing more effective preventive and corrective measures to ensure a safe water supply. The potential social impact is highlighted, supported by historical IRCA data indicating that the Puerto Asís region has faced risks related to water quality. This project not only addresses a specific need at the Tres De Mayo Airport well but is also considered a replicable model for other communities facing similar challenges. | Pregrado | Ingeniero en Ambiental | Ingeniería Ambiental

En enero de 2022, en la costa del Distrito de Ventanilla en Perú, se produjo uno de los mayores vertidos de petróleo registrados en la historia del país. Este incidente afectó a vastas áreas del mar y generó daños significativos en los ecosistemas marinos y la diversidad biológica. Con la finalidad de atender este desafío, se emprendió la investigación actual, la cual se enfocó en la implementación de un sistema de electrocoagulación a nivel de laboratorio como una opción para eliminar los hidrocarburos presentes en el agua de mar contaminada con petróleo crudo proveniente de la empresa Repsol. Inicialmente, se determinó los niveles iniciales de concentración de Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH) en el agua de mar contaminada los resultados mostraron una concentración inicial de 316.5 mg/L de TPH, considerablemente por encima del estándar de calidad ambiental (ECA) establecidos para el agua en ecosistemas marino costeros. Para optimizar el proceso de electrocoagulación, se determinaron los valores óptimos de densidad de corriente y tiempo de tratamiento, se utilizó el software estadístico SPSS v25 para planificar y analizar los tratamientos, los cuales se llevaron a cabo en un diseño experimental con 4 tratamientos diferentes. La prueba ANOVA reveló que la densidad de corriente tuvo un impacto significativo en la remoción de TPH, mientras que el tiempo no mostró una influencia significativa. La eficacia del sistema de electrocoagulación se evaluó comparando la concentración residual de TPH en el agua tratada con los estándares normativos. Mediante pruebas estadísticas no paramétricas, se determinó que el Tratamiento T2 fue el más efectivo, logrando una remoción de 99.93% de TPH y alcanzando una concentración de 0.168 mg/L de TPH, muy por debajo del límite establecido por el Estándar de Calidad Ambiental (ECA). En conclusión, se demostró que el sistema de electrocoagulación a escala de laboratorio es una tecnología eficaz y prometedora para el tratamiento de agua de mar contaminada con crudo de petróleo, reduciendo significativamente los niveles de TPH y contribuyendo a la conservación del ambiente acuático

[ES] El silicio (Si) es el segundo elemento más abundante en la Tierra, y a pesar de no considerarse un nutriente mineral esencial, numerosas referencias bibliográficas proporcionan evidencias que respaldan sus efectos beneficiosos en las plantas, especialmente bajo condiciones de estrés, como la sequía. El Si es absorbido por las plantas en forma de ácido silícico Si(OH)4 y se deposita principalmente en la pared celular, donde componentes específicos desencadenan la precipitación de SiO2 en el apoplasto en forma sólida, como fitolitos, a través de un proceso llamado biosilicificación. Según la "hipótesis de obstrucción apoplástica" de Coskun et al. (2019), la biosilicificación en el apoplasto reduce las pérdidas de agua a través de la transpiración y, por lo tanto, mejora el rendimiento del cultivo bajo condiciones de estrés por sequía. Además, se ha documentado que la aplicación de silicio mejora el potencial hídrico de las hojas en presencia de condiciones de estrés hídrico (Matoh et al., 1991). Se propone que una doble capa compuesta de sílice y cutícula, formada en el tejido epidérmico de las hojas, es responsable del aumento del potencial hídrico observado, aunque aún no se ha comprendido completamente su mecanismo de acción. Mejorar la capacidad de las plantas para retener agua durante los períodos de sequía no solo podría aumentar la resiliencia de los cultivos, sino también mejorar la eficiencia en el uso del agua en la agricultura y avanzar hacia prácticas agrícolas más sostenibles. Esta tesis investiga el impacto de la fertilización con silicio en la capacidad de almacenamiento de agua en las hojas de trigo. El trigo de primavera (Triticum aestivum L. cv. Expectum) se cultiva hidropónicamente bajo seis tratamientos, combinando tres concentraciones de silicio con dos condiciones de estrés (sin estrés y sequía inducida por PEG). Los resultados del estudio contradicen las hipótesis iniciales, mostrando que el tratamiento con silicio no mejoró el crecimiento ni el contenido relativo de agua (RWC) en las plantas de trigo bajo estrés por sequía, y solo redujo parcialmente el potencial hídrico de las hojas. Además, fluctuaciones inesperadas en el pH de las soluciones tratadas con silicio podrían haber afectado los resultados. . | [EN] Silicon (Si) is the second most abundant element on Earth, and despite not being considered an essential mineral nutrient, an expanding body of literature provides mounting evidence substantiating its beneficial effects on plants, especially under stress conditions such as drought. Si is taken up by plants as silicic acid Si(OH)4 and it is deposited mostly in the cell wall where specific components trigger SiO2 precipitation in the apoplast in solid form, as phytoliths, through a process called biosilification. According to the apoplastic obstruction hypothesis by Coskun et al. (2019) the biosilification in the apoplast reduces water losses through transpiration and therefore improves the crop performance under drought stress conditions. Moreover, the application of silicon is documented to improve leaf water potential in the presence of water stress conditions (Matoh et al., 1991). It is proposed that a dual layer composed of silica and cuticle formed on the leaf epidermal tissue is accountable for the observed elevated water potential while an understanding of its mechanism of action has not been provided yet. Improving plants' ability to retain water during drought periods could not only increase crop resilience but also enhance water use efficiency in agriculture and move towards more sustainable agricultural practices. This thesis investigates the impact of silicon fertilization on the water storage capacity of wheat leaves. Spring wheat (Triticum aestivum L. cv. Expectum) is grown hydroponically under six treatments, combining three silicon concentrations with two stress conditions (no stress and PEG-induced drought). The study's findings contradict the initial hypotheses, showing that silicon treatment did not improve wheat growth or relative water content (RWC) under drought stress, and only partially reduced leaf water potential. Additionally, unexpected pH fluctuations in the silicon-treated solutions may have influenced the results. | Pérez Rodríguez, M. (2024). Can silicon enhance the ability of wheat (Triticum aestivum L.) leaves to retain water under drought conditions?. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/208873

Freshwater ecosystems face serious threats in our increasingly human-dominated world, particularly from pressures such as impoundment and plastic pollution due to mismanagement of plastic waste. Both anthropic disturbances have been linked to global declines in freshwater area and biodiversity. Evaluating how these disturbances affect organisms is of extremely importance for conservation purposes and the implementation of effective public policies and management strategies.The effects of river impoundment and plastic pollution through the lens of fish trophic ecology were assessed. A global synthesis was conducted to unravel the current knowledge on plastic occurrence regarding freshwater fish and invertebrates. The trophic ecology of fish from the Itaipu reservoir was assessed, revealing shifts in diet and trophic structure along longitudinal gradients induced by damming. The transition from predominantly allochthonous to autochthonous resources significantly influenced the spatial distribution of trophic guilds across the reservoir. We highlighted changes in dominant guilds with the reservoir's aging, particularly the rise and fall of planktivores and aquatic insectivores. Microplastic occurrence in a Neotropical fish community was evaluated. Low incidence of plastic ingestion was evident, with fibers and fragments of plastics identified as polyamide, polystyrene, and polyethylene. Fish from the lacustrine zone, insectivores, and benthopelagic species showed a significant correlation with plastic ingestion. A systematic review synthesizing literature on plastic occurrence in freshwater fish and invertebrates was conducted globally. It was highlighted that reporting on plastic occurrence has primarily focused on fish, with recent efforts acknowledging the threat to invertebrates. Biological and ecological factors were explored to influence plastic prevalence, revealing limited predictive power for increased plastic occurrence in both groups, emphasizing the vulnerability of both taxa to plastic pollution. We emphasize the critical need to understand and address the impacts of impoundment and plastic pollution on freshwater ecosystems to ultimately safeguard freshwater biodiversity. | Os ecossistemas de água doce enfrentam sérias ameaças em um mundo cada vez mais dominado pelo homem, especialmente devido a pressões como o represamento e a poluição plástica. Ambas as perturbações antrópicas têm sido associadas ao declínio global das áreas de água doce e da biodiversidade. Avaliar como esses distúrbios afetam os organismos é de extrema importância para fins de conservação e implementação de políticas públicas e estratégias de gestão eficazes. Avaliou-se os efeitos do represamento de rios e (ii) a poluição plástica através da lente da ecologia trófica dos peixes. Realizou-se uma síntese global para desvendar o conhecimento atual sobre a ocorrência de plástico em peixes e invertebrados de água doce. Investigou-se a ecologia trófica de peixes do reservatório de Itaipu, revelando mudanças na dieta e na estrutura trófica ao longo de gradientes longitudinais induzidos pelo represamento. A transição de recursos predominantemente alóctones para recursos autóctones influenciou significativamente a distribuição espacial das guildas tróficas ao longo do reservatório. Houve mudanças nas guildas dominantes com o envelhecimento do reservatório, particularmente a ascensão e queda de planctívoros e insetívoros aquáticos. Avaliou-se a ocorrência de microplásticos em uma comunidade de peixes neotropicais. O estudo constatou baixa incidência geral de ingestão de plástico, com fibras e fragmentos de plástico identificados como poliamida, poliestireno e polietileno. Peixes da zona lacustre, insetívoros e espécies bentopelágicas apresentaram relação significativa com a ingestão de plástico. Realizou-se uma revisão sistemática que sintetiza a literatura sobre a ocorrência de plástico em peixes e invertebrados de água doce em todo o mundo. Destaca-se que os estudos sobre a ocorrência de plástico se concentraram principalmente nos peixes, com esforços recentes reconhecendo a ameaça aos invertebrados. Explorou-se fatores biológicos e ecológicos que influenciam a prevalência de plástico, revelando um poder preditivo limitado para o aumento da ocorrência de plástico em ambos os grupos, enfatizando a vulnerabilidade de ambos os táxons à poluição plástica. Destaca-se a necessidade crítica de compreender e abordar os impactos do represamento e da poluição plástica nos ecossistemas de água doce para, em última análise, salvaguardar a biodiversidade. | PhD