The objective of this work is to evaluate strategic indicator options, complementary to the indicators of the Sustainable Development Goals (SDGs), to measure annually the impact of sub-national budget programs on water resource management. The indicators of SDG 6 and SDG 11 were analyzed, as well as the internationally proposed Global Water Security Index based on these objectives; Emphasis was placed on the components of environmental water quality and flood protection. The results of these indicators for Mexico were compared with those of the national diagnosis of water security. The availability of official data for monitoring these water security issues was also analyzed, and an option of indicators was proposed to assess in a next stage. A preliminary exercise was carried out with available data for quality and protection issues, which are the most critical in Mexico’s water security according to the indicated Global Index. | El objetivo de este trabajo es valorar opciones de indicadores estratégicos, complementarios a los indicadores de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODSs), para medir anualmente el impacto de programas presupuestarios Estatales en la gestión del recurso hídrico. Se analizaron los indicadores del ODS 6 y del ODS 11, y el Índice Global de Seguridad Hídrica propuesto internacionalmente con base en dichos objetivos; se puso énfasis en las componentes de calidad del agua y de protección contra inundaciones. Se contrastaron los resultados de estos indicadores con los de un diagnóstico general de Seguridad Hídrica en México y sus retos principales del año 2019. Se analizó también la disponibilidad de datos oficiales para el monitoreo de estos componentes de Seguridad Hídrica, y se propuso una opción de indicadores para valorar en una siguiente etapa. Se hizo un ejercicio preliminar con datos disponibles, para estas componentes de calidad y de protección, que según el Índice Global indicado son los más críticos en la Seguridad Hídrica en México.

Electrolyzed water is a type of water produced by the electrolyses of sodium chloride saturated water. Its use in animal production is recent. Yet there is little literature on the subject, although in broilers (Northcutt et al, 2007) supplied as drinking water for 16 hours before slaughter reduced significantly bacterial spread in the inner cavity of the channel. In Arabian horses it has improved their performance during competition, and even in piglets, the results provided by farmers who used it indicate a 80% less medication costs and a 70% reduction in mortality. Moreover, there was an increment of weight of 450 grams during the four weeks. The aim of this pilot study was to examine the effect of electrolyzed water intake on blood acid-base balance of dairy cows of different ages and times of their lactation curve. In order to do this, it was used the portable clinical analyzer I-STAT which uses disposable cartridges to determine blood pH and the following blood gases: partial pressure of carbon dioxide, bicarbonate, standard base excess, partial oxygen pressure, oxygen saturation and total carbon dioxide. The results showed that the electrolyzed water ingestion caused a significant increase in all parameters examined except for pH and partial pressure of carbon dioxide in the blood.

Water is an essential resource for life, playing a crucial role in various human activities such as domestic use, agriculture, and industry. However, its capacity to transport physical, chemical, and biological contaminants, including viruses, poses significant public health risks. This thesis evaluates the presence of viral pathogens in different types of water and their stability in environmental waters. Waterborne pathogens can spread through contaminated water, impacting the water cycle and entering the food chain. Nevertheless, the contaminants in wastewater offer valuable insights through wastewater-based epidemiology (WBE), which can estimate the circulation of pathogens within populations. This approach enables rapid, cost-effective, and non-invasive assessments, complementing conventional epidemiology. In the context of WBE applied to virus surveillance, effective concentration methods are essential for virus detection and sequencing, driving the need for new approaches to enhance these analyses. Furthermore, wastewater reuse, a sustainable solution to water scarcity, demands rigorous controls to prevent the spread of pathogens and contaminants. The presence of human enteric viruses, along with respiratory and emerging viruses, at various points in the water cycle underscores the importance of studying their stability and viability in different water matrices. In this thesis, epidemiological studies, virus stability analyses, and methodological comparisons have been conducted to address the issues arising from the presence of pathogenic viruses throughout the water cycle. The results from a year-long epidemiological study for multi-pathogen surveillance (including human enteric viruses, SARS-CoV-2, influenza A virus, and respiratory syncytial virus) in wastewater revealed high levels of the analysed viruses. This demonstrated the effectiveness of molecular methods, such as RT-qPCR and massive sequencing, in studying the prevalence and dynamics of viral variants. Furthermore, respiratory viruses showed a positive correlation with reported clinical data when using physicochemical parameters to normalize data, and predictive models confirmed WBE as an early-warning and monitoring system. Additionally, these techniques, routinely applied for SARS-CoV-2 analysis at the national level, proved to be powerful tools for health crisis responses, enabling the detection of emergent viruses like the monkeypox in sewage during the outbreak in Spain in 2022. These methods were further improved in a comparative study that evaluated two concentration methods, showing that newly developed methods focused on viral nucleic acid capture enhanced the sensitivity of molecular methods to detect enteric, respiratory, and indicator viruses. These new methods were applied to analyse the presence of pathogenic viruses throughout the urban water cycle, in six wastewater treatment plants over the course of one year, demonstrating the presence of these viruses in reclaimed water and biosolids. This highlighted the low efficiency of the analysed wastewater treatment plants in removing pathogenic viruses and the bioaccumulation of these pathogens in biosolids. The evaluation of viral stability in water microcosms at different temperatures showed that viruses could persist in infectious forms depending on the virus type and water conditions. Moreover, results using viability PCR indicated that it is not appropriate for monitoring virus infectivity decay in waters. In conclusion, the presence of viruses in water and their potential to cause diseases underscore the importance of developing effective detection and treatment strategies. Enhancing water and biosolid treatment technologies is crucial to mitigate the risks associated with water reuse in agriculture and other applications. | El agua es un recurso esencial para la vida y desempeña un papel crucial en diversas actividades humanas como el uso doméstico, la agricultura y la industria. Sin embargo, su capacidad para transportar contaminantes físicos, químicos y biológicos, incluidos virus, plantea importantes riesgos para la salud pública. Esta tesis evalúa la presencia de patógenos virales en diferentes tipos de agua y su estabilidad en aguas ambientales. Los patógenos transmitidos por el agua pueden propagarse a través del agua contaminada, afectando el ciclo del agua, pudiendo incorporarse a la cadena alimentaria. No obstante, los contaminantes de las aguas residuales ofrecen información valiosa a través de la epidemiología basada en aguas residuales (WBE), que puede estimar la circulación de patógenos dentro de las poblaciones. Este enfoque permite evaluaciones rápidas, rentables y no invasivas, que complementan la epidemiología convencional. En el contexto de la WBE aplicada a la vigilancia de virus, el uso de métodos eficaces de concentración es fundamental para la detección y secuenciación de virus, lo que conlleva la necesidad de desarrollar nuevos enfoques para mejorar estos análisis. Además, la reutilización de aguas residuales, una solución sostenible para mitigar la escasez hídrica, requiere controles rigurosos para prevenir la propagación de patógenos y contaminantes. La presencia de virus entéricos humanos, así como de virus respiratorios y emergentes, en varios puntos del ciclo del agua, subraya la importancia de estudiar su estabilidad y viabilidad en diferentes matrices de agua. En esta tesis se han llevado a cabo estudios epidemiológicos, investigaciones sobre la estabilidad de virus y comparaciones metodológicas para abordar los problemas derivados de la presencia de virus patógenos a lo largo del ciclo urbano del agua. Los resultados de un estudio epidemiológico realizado durante un año para la vigilancia de múltiples patógenos (incluyendo virus entéricos humanos, SARS-CoV-2, virus de la influenza A y virus respiratorio sincitial) en aguas residuales revelaron niveles elevados de los virus analizados. Esto demostró la eficacia de los métodos moleculares, como la RT-qPCR y la secuenciación masiva, para estudiar la prevalencia y la dinámica de las variantes virales. Además, los virus respiratorios mostraron una correlación positiva con los datos clínicos cuando se utilizaron parámetros fisicoquímicos para normalizar los datos, y los modelos predictivos confirmaron que la WBE es un sistema de alerta temprana y monitoreo. Además, esta aproximación, aplicada de forma rutinaria en el análisis del SARS-CoV-2 a nivel nacional, demostró ser una herramienta muy útil para dar una respuesta rápida a situaciones de riesgo para la salud, permitiendo la detección del virus de la viruela del mono en aguas residuales durante el brote en España en 2022. En el marco de esta tesis, se mejoraron metodologías mediante estudios comparativos donde se evaluaron dos métodos de concentración, mostrando que los métodos recientemente desarrollados, centrados en la captura de ácido nucleico viral, mejoran la sensibilidad de los métodos moleculares para detectar virus entéricos, respiratorios e indicadores. Estos nuevos métodos se aplicaron para analizar la presencia de virus patógenos a lo largo del ciclo urbano del agua, en seis plantas de tratamiento de aguas residuales durante un año, demostrando la presencia de estos virus en el agua regenerada y los biosólidos. Esto destacó la baja eficiencia de las plantas de tratamiento de aguas residuales analizadas con relación a la eliminación de virus patógenos y la bioacumulación de estos en biosólidos. La evaluación de la estabilidad viral en microcosmos acuáticos a diferentes temperaturas mostró que los virus podrían persistir en formas infecciosas dependiendo del tipo de virus y las condiciones del agua. Además, los resultados de la PCR de viabilidad indicaron que esta técnica no es apropiada para monitorizar la caída de la infectividad del virus en las aguas. En conclusión, la presencia de virus en el agua y su potencial para causar enfermedades subraya la importancia de desarrollar estrategias efectivas de detección y tratamiento. Mejorar las tecnologías de tratamiento de agua y biosólidos es crucial para mitigar los riesgos asociados con la reutilización del agua en la agricultura y otras aplicaciones.

Contamination caused by large industrial complexes affects the economic and social life of people living in these areas. The vulnerability of populations is revealed at the level of water quality and cultivable soils; changes in the natural environment, cultural practices and economic activities; lifestyles and health effects. In Estarreja, although contamination indicators are public, no official recommendation has been communicated to the inhabitants. Such situation leads the inhabitants themselves to assess their exposure and decide to opt for protective behaviours. In this article, we analyze precisely how people and communities react and adapt to contamination in Estarreja. The main questions identified are: How does the population identify and experience risk? Which social practices (such as leisure and consumption) are affected? And, how is health experienced in this territory? The results are relevant for the knowledge of the daily life of people in contaminated areas to better respond to ignorance and uncertainty. They are also useful for the reflection of public policies in terms of information for safe uses of the territory and the way information should be conveyed to the local community, making it easier for people to adapt their behaviour. | A contaminação provocada pela atividade de grandes complexos industriais afeta a vida económica e social das pessoas que habitam em zonas contíguas a estes locais. A vulnerabilidade das populações revela-se a nível da qualidade da água, e dos solos cultiváveis; das alterações do ambiente natural, das práticas culturais e atividades económicas; dos estilos de vida e dos efeitos na saúde. Em Estarreja, apesar de indicadores de contaminação serem do conhecimento público, nenhuma recomendação oficial tem sido comunicada aos habitantes. Tal situação leva a que os próprios habitantes avaliem a sua exposição e decidam optar por certos comportamentos de proteção. Neste artigo, analisa-se precisamente a forma como as pessoas e comunidades reagem e se adaptam à contaminação em Estarreja. As principais questões identificadas são: Como a população identifica e experiencia o risco? Quais as práticas sociais (como o lazer e o consumo) afetadas? E, como é vivenciada a saúde neste território? Os resultados são relevantes para o conhecimento da vida quotidiana das pessoas em áreas contaminadas para melhor responder à ignorância e à incerteza. São igualmente úteis para a reflexão de políticas públicas em termos de informação sobre os diferentes usos seguros do território e a forma como devem ser veiculadas informações junto da comunidade local esclarecendo melhor as populações acerca de comportamentos mais adaptados.

RESUMEN: El rápido crecimiento del sector acuícola y la necesidad de conservar los recursos hídricos, ha contribuido a la implantación generalizada de sistemas de tratamiento del agua en los que predomine la recirculación; esta alternativa es conocida como sistemas de acuicultura con recirculación, más conocidos por sus siglas en inglés, RAS. Sin embargo las ventajas asociadas a la intensificación en el consumo de agua requieren de un control exhaustivo de la calidad de la misma implementando sistemas eficaces y de bajo coste. Esta tesis tiene como objetivo avanzar en el conocimiento sobre la aplicación de la tecnología de electro-oxidación en la eliminación del Nitrógeno Amoniacal Total (TAN); este es el principal contaminante originado como subproducto del metabolismo de los peces, para los que resulta altamente tóxico, por lo que debe controlarse su concentración. El objetivo además de la evaluación técnica realiza una evaluación en términos de consumo de energía con el fin de contribuir a la intensificación de la producción acuícola. En el desarrollo del trabajo se han planteado dos diseños alternativos centrados en la tecnología de oxidación electroquímica para llevar a cabo la regeneración de agua de RAS marinos; se presentan las pautas para su implantación en el sector acuícola, aportando el conocimiento necesario para fomentar el crecimiento sostenible de este sector. | ABSTRACT: The rapid expansion of the aquaculture industry and the need to protect water resources have contributed to the widespread implementation of recirculating water systems (RAS) in the aquaculture production. However, together with the advantages associated to minimizing water consumption, the quality control of water is a key issue in these processes. This thesis aims to advance knowledge on the application of electro-oxidation technology in the removal of Total Ammoniacal Nitrogen (TAN) in RAS systems; TAN is the main pollutant originated during fish metabolism; its accumulated concentration in RAS systems renders toxic to fish. Besides the technical assessment, this thesis provides the analysis in terms of energy consumption, thus making a sound contribution to the intensification of the aquaculture industry. In this thesis, two different process designs based on the electrochemical technology have been proposed for the regeneration of water from marine RAS. Moreover, guidelines for process implementation in the aquaculture sector are provided together, thus, making a contribution to the sustainable growth of the aquaculture sector. | Esta investigación ha sido financiada por el Ministerio de Economía y Competitividad de España y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional a través de los proyectos: CTM2013-44081-R (RETOS-FEDER, UE), "Desarrollo de tecnologías innovadoras para el tratamiento de contaminantes perfluorados en el agua" y CTM2016-75509-R (RETOSFEDER, UE), "Estrategias avanzadas para la integración de membranas y procesos electrocatalíticos y fotocatalíticos para la eliminación de contaminantes persistentes".

Chihuahua es un estado árido que cuenta con pocas fuentes de agua superficial y utiliza para el riego principalmente fuentes de agua subterránea, cuyo volumen extraído tiene tendencia creciente. El acuífero Cuauhtémoc se ha explotado por varias décadas, en particular para el suministro de agua en la agricultura, y registra extracciones de volúmenes de agua mayores a la recarga, lo que ha generado sobreexplotación, con notables abatimientos de los niveles de bombeo. En las zonas de riego no ha sido posible cuantificar con regularidad la variación en superficies sembradas y regadas, así como el volumen empleado de agua. La estimación de estos volúmenes de agua se hizo a partir de la ubicación de los pozos usados para el riego y la evaluación de las superficies cultivadas. Para 2012 se ubicaron 1 317 unidades de riego abastecidas por 1 818 aprovechamientos de agua, cubriendo una superficie física de 55 555 hectáreas regadas, donde 92% del agua utilizada es subterránea; además, se cultivan de temporal poco más de 62 mil hectáreas; sin embargo, el reporte del SIAP para ese año fue de 47 792 hectáreas regadas, 7 763 menos que las detectadas. La superficie cultivada se concentra en dos cultivos: maíz (87.0%) y manzana (11.9%). Sin embargo, mediante la cuantificación de las superficies de cultivos en pie realizado para los años 2015 y 2016, se aprecia que la agricultura ha crecido por fuera de las áreas delimitadas en 2012, lo que implica un mayor consumo de agua subterránea.

Wastewater discharge from urban, industrial and agricultural sources is the main cause of degradation of river water quality. Water from the Mololoa river is used for irrigation and receives discharges of wastewater from several towns and a greater volume from the city of Tepic. In order to evaluate the quality of the river water for agricultural use, 12 sampling sites were established along the river channel. Sampling was monthly from January to December 2016. Water quality was classif ied by pH, EC, ES, SAR and RSC. During the entire sampling period pH was alkaline, with an average of 7.5, minimum 6.3 and maximum 8.9, and EC was on average 304, minimum 139 and maximum 831 μS cm-1. Of the samples, 50.7% were classif ied as C1, 48.6% C2 and 0.7% C3. With the ES, 131 samples were classif ied as very good to good quality, eight as good to dangerous and one as dangerous to very dangerous. SAR values were on average 1.6, minimum 0.3 and maximum 4.4. RSC indicates that 97% of the samples are of good quality for agricultural use and 3% conditioned. In the dry season pH was alkaline with an average of 7.7, minimum 6.3 and maximum 8.9; in the rainy season it was neutral with an average of 7.3, minimum 6.5 and maximum 7.8. An increase in pH, EC, ES, SAR and RSC was obtained in the dry season, and the highest values were found in May at the La Escondida site, where all the wastewater discharges from the city of Tepic and the El Iztete landf ill are concentrated. The water of the Mololoa river at the La Escondida site is not recommended for irrigation in the month of May. | La descarga de agua residual de origen urbano, industrial y agrícola es la principal causa de la degradación de la calidad del agua de los ríos. El agua del río Mololoa que se utiliza para el riego, recibe descargas de agua residual de diversos poblados y en mayor volumen de la ciudad de Tepic. Con el objetivo de evaluar la calidad del agua para uso agrícola del río se establecieron 12 sitios de muestreo a lo largo del cauce. El muestreo fue mensual de enero a diciembre 2016. La calidad del agua se clasif icó de acuerdo al pH, CE, SE, RAS y CSR. Para todo el periodo de muestreo: el pH fue alcalino, con promedio de 7.5, mínimo 6.3 y máximo 8.9; la CE fue en promedio 304, mínimo 139 y máximo 831 mS cm-1, 50.7% se clasif icaron como C1, 48.6% C2 y 0.7% C3. Con la SE 131 muestras se clasif icaron como de muy buena a buena calidad, ocho de buena a peligrosa y una como peligrosa a muy peligrosa; los valores de la RAS fueron en promedio 1.6, mínima 0.3 y máxima 4.4; el CSR indica que 97% de las muestras son de buena calidad para uso agrícola y 3% condicionadas. En estiaje el pH fue alcalino con promedio de 7.7, mínimo 6.3 y máximo 8.9; en lluvias fue neutro con promedio de 7.3, mínimo 6.5 y máximo 7.8. Se obtuvo un incremento del pH, CE, SE, RAS y CSR en el periodo de estiaje, ya que el valor más alto se presentó en mayo, en el sitio La Escondida, donde se concentran todas las descargas de agua residual de la ciudad de Tepic y del relleno sanitario El Iztete. El agua del río Mololoa en el sitio La Escondida, no se recomienda para riego en el mes de mayo.