El presente trabajo se realizó con un suelo clasificado como Oxie Dystropept, altamente agregado y poco disturbado, bajo bosque secundario y pastizal abandonado por largo tiempo en la región tropical humedad de Sarapiquí, Costa Rica. Se estudió el comportamiento del flujo de agua y de solutos mediante el uso del tinte Rodhamina B en el campo y utilizando muestras indisturbadas en laboratorio, y de curvas de traspaso de iones (CaCI2) en laboratorio. Se determinó la presencia de caminos de flujo preferencial del agua y solutos en el suelo, vía macroporos, generando un comportamiento bifásico, con dos tipos de flujo: uno móvil (inter-agregados) y otro prácticamente estático (intra-agregados). La consecuencia de estos factores, con relación al agua, es que los excesos drenan rápidamente debido a la estructura, mientras que la matriz retiene alta humedad debido a la textura arcillosa. Los resultados de las curvas de traspaso de iones indican que, debido a la alta resistencia que presenta el suelo a la lixiviación, el comportamiento bifásico representa un eficiente mecanismo de retención de nutrimentos contra el lavado de produciría la alta precipitación de la zona. Sin embargo, la matriz del suelo también ofrece alta resistencia a la incorporación de solitos, los cuales tienden a viajar preferencialmente vía macroporos, con poca oportunidad de incorporación a los espacios intra-agregados. Se sugiere estudiar la relevancia de estos procesos en sistemas agrícolas de cultivos perennes ya que podrían presentar gran similitud con los sistemas naturales aquí estudiados, lo que podría incidir negativamente en aspectos de eficiencia en la aplicación de fertilizantes.

ABSTRACT The objective was to chemically characterize and determine the ionic species of nutrients in percolated water from Oxisol, with application of Phosphogypsum and Gypsite. The experiment was carried out in a greenhouse, applying Phosphogypsum and Gypsum at doses from 0.0 to 4.0 t ha-1. Fifty-five days after application, a 60 mm rainfall simulation was simulated and the pH, conductivity, and content of calcium, magnesium, potassium, nitrogen, phosphorus, sulfur, sodium, and ionic speciation in the percolated water were analyzed. The definition of the source and adequate dose of gypsum for each soil favors less loss of nutrients in the percolated water. This implies that production costs related to plant nutrition do not increase. | RESUMEN El objetivo fue caracterizar quimicamente y determinar las especies iónicas de nutrientes en agua percolada de Oxisol, con aplicación de Fosfoyeso y Yeso. El experimento se realizó en invernadero, aplicando Fosfoyeso y Yeso en dosis de 0 a 4 t ha-1. A los 55 después de la aplicación se realizo una simulación de lluvia de 60 mm y se analizaron el pH, la conductividad y el contenido de calcio, magnesio, potasio, nitrógeno, fósforo, azufre, sodio y especiación iónica en el agua percolada. La definición de la fuente y dosis adecuada de yeso para cada suelo favorece menores pérdidas de nutrientes en el agua percolada. Esto implica que los costos de producción relacionados con la nutrición vegetal no aumentan.

Con el objetivo de estudiar el comportamiento del herbicida Diurón en el sistema suelo-agua, se realizaron ensayos de adsorción- desorción y de lixiviación en columnas de suelos. Para la adsorción del herbicida diurón en los suelos con propiedades físico-químicas diferentes, las variables significativas fueron la materia orgánica (MO), óxidos amorfos totales y la fracción arcilla. La desorción de los suelos presentó histéresis en todos los casos, aunque una histéresis positiva cuando se extrajo con Ca (NO3)2 y una histéresis negativa cuando se utilizó ciclodextrina (HPBCD). El porcentaje de diurón eluido en las columnas de suelos seleccionados alcanzó casi el 83,1% en un suelo arenoso con contenido en MO <1%, por el contrario, en el suelo con mayor contenido en MO, la cantidad eluida del herbicida fue sólo del 6,65%. | In order to study the behavior of the herbicide Diuron in the soil-water system, adsorption- desorption tests and leaching in soil columns were performed. For the adsorption of diuron in soils with different physicochemical properties, significant variables were the organic matter (OM), total amorphous oxides and clay fraction. Soil desorption hysteresis was observed in all cases a positive hysteresis when extracted with Ca(NO3)2 and a negative hysteresis when cyclodextrin (HPBCD) was used. The percentage of diuron eluted from sore columns reached almost 83.1% in a sandy soil with OM <1%; on the contrary, in a soil with higher OM content, the amount of the herbicide eluted was 6.65%.

La cuenca del arroyo El Cardalito (102.6 km 2 ) se encuentra localizada en el sudeste de la provincia de Bue - nos Aires (Argentina) cerca de la ciudad de Mar del Plata, donde existe un importante cinturón hortícola con uso intensivo de agroquímicos. El objetivo del trabajo consistió en estimar el riesgo potencial de lixiviación de los herbicidas, insecticidas y fungicidas comúnmente utilizados en dicha cuenca. A tal fin, se utilizaron los índices conocidos como factor de retardo (RF) y factor de atenuación log-transformado (AFT). Tanto el RF como el AFT se calcularon para los horizontes A, B y C de las cinco series de suelo que integran esta cuenca, así como para el perfil completo, teniendo en cuenta sus propiedades y profundidad. Considerando el RF, la capacidad de lixiviar de los plaguicidas fue superior en el horizonte C de los suelos respecto de los horizontes A y B o el perfil. En ese horizonte, los insecticidas con mayor movilidad fueron carbofuran, pirimicarb, meta - midofós, imidacloprid y tiametoxam mientras que en el caso de los fungicidas fueron fosetil aluminio, Captan, zineb y carbendazim. Por su parte, se estimó que 12 de 25 herbicidas considerados presentaron elevada movilidad, especialmente dicamba, picloram y n aptalam. En el caso del AFT, se determinó, para la mayoría de los plaguicidas, que la capacidad de lixiviar varió según el horizonte considerado de acuerdo al orden C > A > B, mientras que para todos los horizontes la peligrosidad se incrementó al aumentar la recarga neta, siendo máxima a 2.3 mm día -1 . Por último, considerando el perfil de suelo, se determinó que la lixiviación de la mayoría de los plaguicidas evaluados, a excepción de Picloram, sería improbable a muy improbable para las recargas estudiadas (0.3, 1.1 y 2.3 mm día -1 ). Si bien los índices utilizados constituyen valiosas herramientas para estimar la vulnerabilidad de los acuíferos por lixiviación de plaguicidas, resulta imprescindible la realiza- ción de monitoreos a campo que verifiquen el grado de asociación con la realidad.

Los modelos matemáticos de simulación del movimiento de agua y nitrógeno en el suelo permiten, una vez calibrados para las condiciones de trabajo, predecir entre otras cosas, cuál ha sido la lixiviación de nitrato bajo unas condiciones de cultivo determinadas, y sirven como útiles herramientas para evaluar el impacto de diferentes estrategias de manejo de la fertilización y el riego de los cultivos. En este caso, se ha utilizado el módulo de nitrógeno del modelo LEACHM (Leaching Estimation and Chemistri Model) para estimar la lixiviación de nitrato a largo plazo (10 años) en el cultivo de cítricos bajo diferentes tratamientos de abonado nitrogenado, así como el contenido de nitrógeno mineral en el perfil de suelo antes del comienzo de los abonados. Las dosis de nitrógeno evaluadas varían entre 150 y 730 kg N/ha/año e incluyen diferente número de aplicaciones y formas químicas de nitrógeno. A igualdad en los aportes de agua la lixiviación aumenta con la dosis aplicada oscilando por término medio entre 115 kg N/ha/año y 527 kg N/ha/año. El modelo puede servir como ayuda en la toma de decisiones de las dosis óptimas de abonado nitrogenado a aplicar considerando los aspectos medioambientales.

Proyecto Final de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Ambiental) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Química, 2020 | En Costa Rica el tanque séptico es la alternativa de tratamiento individual más extendida para tratar las aguas residuales ordinarías y a su vez la construcción de campos de drenaje como sistemas de disposición en el subsuelo se ha popularizado como una opción de disposición para este tipo de aguas residuales. Costa Rica es un país con una amplia cobertura de suelos arcillosos, lo cual afecta directamente la capacidad del campo de drenaje de realizar una disposición satisfactoria de las aguas residuales. La contaminación asociada a iones del ciclo del nitrógeno especialmente al nitrato y su lixiviación es preocupante debido a que este es altamente soluble en agua y es transportado con facilidad por la lluvia a través del suelo hasta los acuíferos, lo cual afecta directamente la calidad de una de las principales fuentes de agua potable del país ocasionando cierres técnicos y escasez en diversas comunidades; lo mencionado es de vital importancia en un país donde recientemente se declaró el acceso al agua como un derecho humano. A raíz de lo anterior este proyecto propone y evalúa el funcionamiento de tres diseños de zanjas de percolación, con un enfoque en la mitigación del transporte de nitratos, nitritos y amonio en un subsuelo urbano con la finalidad de implementar campos de drenaje que aporten un nivel de tratamiento adicional y con esto disminuir el impacto ambiental de estos en los ecosistemas. Las principales diferencias entre las 3 zanjas de percolación construidas corresponden al lecho con el que se construyeron y las concentraciones de nitrato encontradas en sus lixiviados. Se alimentó el efluente de dos unidades interceptoras que tratan aguas residuales ordinarias en una tasa de 0,30 m3/m2 día. Para la zanja de percolación 1 se utilizó piedra cuarta ( 25,00 – 4,75 mm) y se observaron concentraciones de nitrato en un rango que va desde concentraciones menores a 0,1 mg/L hasta 394 ± 32 mg/L, la zanja de percolación 2 se construyó con piedra quintilla ( 9,50 – 2,36 mm) y presentó concentraciones menores a 0,1 mg/L hasta 15 ± 1 mg/L y para la zanja de percolación 3 se utilizó una combinación de arena ( 4,75 – 0,15 mm) y biocarbón ( 38,10 – 3,35 mm) para la cual se obtuvieron concentraciones que se encontraban desde valores menores a 0,1 mg/L hasta 107 ± 13 mg/L. Luego de los análisis respectivos se observó que la zanja de percolación 1 poseía problemas de lixiviación de nitrato en concentraciones superiores a las consideradas como nocivas para la salud humana de acuerdo a la OMS (44 mg/L) y a la legislación costarricense (valor alerta de 25 mg/L y valor máximo admisible de 50 mg/L), en la zanja de percolación 3 las concentraciones también superaron estos límite y se presentaron problemas de colmatación en el lecho de percolación asociado al uso de la arena. La zanja de percolación 2 presento los mejores resultados con concentraciones de nitrato menores a los valores de referencia nacionales e internacionales y no se observaron problemas asociados a la capacidad de recibir y disponer el agua residual en el subsuelo. Debido a estos hallazgos el lecho utilizado en la zanja de percolación 2 se propone como el lecho adecuado a utilizar en un campo de drenaje que funcionara tanto como medio de disposición final de las aguas residuales provenientes de los tanques sépticos y que también aportara un nivel de tratamiento adicional reduciendo la contaminación por nitratos y otros iones del ciclo del nitrógeno en el subsuelo y las aguas subterráneas. | In Costa Rica, the septic tank is the most widely used individual treatment alternative to treat ordinary wastewater and the construction of drainage fields as underground disposal systems has become popular as a disposal option for this type of wastewater. Costa Rica is a country with a wide coverage of clay soils, which directly affects the capacity of the drainage field to make a satisfactory disposal of wastewater. The contamination associated with ions of the nitrogen cycle, especially nitrate and its leaching, is worrying because nitrate is highly soluble in water and is easily transported by rain through the soil to the aquifers. Affecting the quality of one of the main drinking water sources in the country causing technical closings and therefore shortages of drinking water in various communities; the aforementioned is of vital importance in a country where access to water was recently declared a human right.. As a result of that, this project proposes and evaluates the operation of three percolation trench designs, focusing on mitigating the transport of nitrates, nitrites and ammonia in an urban subsoil in order to implement drainage fields that provide a minimum level of treatment and with this decrease the environmental impact of these systems on the ecosystems. The main differences between the 3 percolation trenches built correspond to the percolation bed in with which they were built, and the nitrate concentrations found in their leachates. The effluent from two interceptor units that treat ordinary wastewater was fed at a rate of 0,30 m3/m2 day. Coarse gravel (25,00 – 4,75 mm) was used for percolation trench 1 and nitrate concentrations were observed in a range from less than 0,1 mg/L to 394 ± 32 mg/L , percolation trench 2 was constructed with fine gravel (9,50 – 2,36 mm) and present concentrations ranging from less than 0,1 mg/L to 15 ± 1 mg/L and for percolation trench 3 a combination of sand (4,75 – 0,15 mm) and biochar (38,10 – 3,35 mm) was used for which concentrations ranging from values less than 0,1 mg / L to 107 ± 13 mg/L were obtained. After the respective analyses, it was observed that percolation trench 1 had nitrate leaching problems in concentrations higher than those considered harmful to human health according to the WHO (44 mg/L) and Costa Rican legislation (alert value of 25 mg/L and maximum admissible value of 50 mg/L), in percolation trench 3 the concentrations also exceeded this limit and there were problems of clogging in the percolation bed associated with the use of sand. Percolation trench 2 presented the best results with nitrate concentrations lower than national and international reference values and no problems associated with the ability to receive and dispose of residual water in the subsoil were observed. Due to these findings, percolation trench 2 is proposed as the structure of a drainage field that would function as a means of final disposal of wastewater from septic tanks and that would also provide a minimum level of treatment, reducing nitrate contamination and other ions of the nitrogen cycle in the subsoil and groundwater.