This publication provides guidance to water-sector decision makers and planners on how to deal with the quality dimension of groundwater resources management in the World Bank's client countries. There is growing evidence of increasing pollution threats to groundwater and some well-documented cases of irreversible damage to important aquifers. This guide has been produced in the belief that groundwater pollution hazard assessment must become an essential part of environmental best practice for water supply utilities. The guide is particularly relevant for the World Bank's Latin American and Caribbean Region, where many countries have initiated major changes to modernize their institutional and legal framework for water resources management, but may not yet have considered groundwater at the same level as surface water, because of lack of awareness and knowledge of groundwater issues and policy options.

The water quality for human consumption can be influenced by human activities through the forms of land uses and occupation. The general objective of this study was to characterize water for human consumption from rural properties located in municipalities in the State of Rio Grande do Sul and Santa Catarina (Brazil), regarding the presence of emerging environmental contaminants and other physical, chemical and microbiological variables that indicate water quality, as well as carrying out macroscopic environmental analyzes in shallow wells in the Uruguay River basin. The water samples were collected through two sampling campaigns (season 1 and 2), distributed in different land uses and occupations: dairy productivity, seasonal crops and swine production, and the shallow wells and their surroundings were visually evaluated, in rural properties. The values of the physical, chemical and microbiological analyzes were compared with the national and international legislations levels for water for human consumption. As results obtained for the macroscopic environmental analysis, it was verified that the shallow wells presented different classifications of degree of preservation, ranging from Excellent to Bad Class. Regarding the pH, apparent color, total hardness, fluorine, total ammonia, nitrite, nitrate and manganese variables, they were in accordance with the maximum permitted values (MPV) by current legislation. However, the turbidity, total iron, total coliforms and Escherichia coli variables presented values in disagreement with the standards established in the legislation. Total alkalinity, electrical conductivity, total solids, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, temperature, total phosphorus, total nitrogen and total nitrogen kjeldahl are not contemplated by the legislation, not having MPV for such variables. The different land uses and occupation did not interfere in the water physical and chemical variables. Thus, the macroscopic environmental analysis showed that the parameters that showed low preservation may be interfering with the water quality consumed by rural properties. The microbiological variables were quantified in the different lands uses and occupation, as well as in the different seasons studied, leading to the conclusion that the location of the shallow wells for human consumption, constructive aspects and their hygienic and sanitary conditions directly influenced the results obtained for these variables. Emerging environmental contaminants were detected in seasons 1 and 2 in all land uses and occupation, with pharmaceuticals and pesticides presenting concentrations lower than the MPV for drinking water for human consumption. It is believed that the presence of such compounds in the different land uses and occupation is due to the fact that the rural properties had other secondary activities, in addition to those studied, which may have influenced the results obtained. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | A qualidade das águas de consumo humano pode ser influenciada por atividades antrópicas através das formas de uso e ocupação do solo, por exemplo. O objetivo geral desse estudo foi caracterizar as águas de consumo humano de propriedades rurais situadas em municípios do Estado do Rio Grande do Sul e Santa Catarina (Brasil), quanto a presença de contaminantes ambientais emergentes, variáveis físicas, químicas e microbiológicas indicadoras de qualidade da água, bem como realizar a análise macroscópica ambiental em poços rasos da Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai. As amostras de água foram coletadas através de duas campanhas amostrais (épocas 1 e 2), distribuídas sob os seguintes usos e ocupação do solo: produtividade leiteira, culturas de época e suinocultura, além disso, foramavaliados visualmente os poços rasos e o seu entorno, nas propriedades rurais. Os resultados das análises físicas, químicas e microbiológicas, foram comparados com as legislações vigentes em nível nacional e internacional para as águas utilizadas no consumo humano. Como resultados obtidos para a análise macroscópica ambiental, verificou-se que os poços rasos apresentaram diferentes classificações de grau de preservação, variando da classe ótima a ruim. Com relação às variáveis pH, cor aparente, dureza total, fluoreto, amônia total, nitrito, nitrato e manganês, estas apresentaram-se condizentes com os valores máximos permitidos pelas legislações vigentes. Entretanto, as variáveis turbidez, ferro total, coliformes totais e Escherichia coli apresentaram valores em desacordo com os padrões estabelecidos nas legislações. Alcalinidade total, condutividade elétrica, sólidos totais, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, temperatura, fósforo total, nitrogênio total e nitrogênio total kjeldahl não estão contemplados nas referidas legislações, não possuindo valor de referência. Os diferentes usos e ocupação do solo não interferiram nas variáveis físicas e químicas da água. Assim, a análise macroscópica ambiental demonstrou que os parâmetros que apresentaram baixa preservação podem estar interferindo na qualidade da água consumida pelos produtores rurais. As variáveis microbiológicas foram quantificadas nos diferentes usos e ocupação do solo, bem como nas diferentes épocas estudadas, levando-se a concluir que a localização dos poços rasos de consumo humano, aspectos construtivos e suas condições higiênico sanitárias influenciaram diretamente nos resultados obtidos para estas variáveis. Os contaminantes ambientais emergentes foram detectados nas épocas 1 e 2 em todos os usos e ocupação do solo, com os fármacos e agrotóxicos apresentando concentrações inferiores ao permitido para a potabilidade da água de consumo humano. Acredita-se que a presença desses compostos nos diferentes usos e ocupação se deve pelo fato de que as propriedades rurais apresentavam outras atividades secundárias, além das estudadas, podendo este ter influenciado nos resultados obtidos.

A norma brasileira de potabilidade da água reconhece que há um grupo de substâncias, dentro do qual estão inclusos os agrotóxicos, que pode representar riscos à saúde da população. Este trabalho se propôs a verificar se os valores máximos permitidos para agrotóxicos na água potável asseguram a saúde de crianças e adolescentes. O estudo consistiu em uma pesquisa documental. Primeiramente, foi feita a caracterização dos ingredientes ativos de agrotóxicos mais vendidos no Brasil no período de 2010 a 2020. Para os ingredientes ativos mais vendidos sujeitos a monitoramento na água potável, foi verificada a classificação quanto a potencial carcinogenicidade e desregulação endócrina. Em seguida, foi apontado o fundamento jurídico que visa a garantir o direito à saúde para crianças e adolescentes. Por fim, os agrotóxicos da norma brasileira de potabilidade foram comparados com os constantes nas diretrizes da Organização Mundial de Saúde e nas normatizações dos Estados Unidos e da União Europeia. Constatou-se que 12 agrotóxicos que estiveram dentre os mais vendidos no período de 2010 a 2020 constam no padrão de potabilidade da água. Destes 12, 10 (83%) são classificados como desregulador endócrino conhecido ou como possível desregulador endócrino, e 8 (67%) como carcinogênico, provavelmente carcinogênico, ou possivelmente carcinogênico. Esclareceu-se que crianças e adolescentes são detentores de direitos. Entretanto, mostrou-se que, da forma como são calculados, os valores permitidos para agrotóxicos não têm a intenção de protegê-los. Esses valores consideram a massa corporal de um adulto. Logo, as quantidades permitidas de agrotóxicos na água potável são superiores àquelas que o Ministério da Saúde acredita que não acarretaria em risco à saúde de crianças e adolescentes. Ademais, percebeu-se que efeitos graves e irreversíveis à saúde, que podem afetar proporcionalmente muito mais as crianças, como desregulação endócrina, não são considerados no estabelecimento de tais valores. Estes efeitos não possuem limiar de toxicidade. Os resultados do estudo indicaram que é necessário adequar o padrão de potabilidade para agrotóxicos, e orientaram em relação a melhor prática a ser adotada, a saber: a utilização de valores de referência baseados em limites de quantificação de agrotóxicos em água. Estes valores devem ser usados para avaliar, principalmente, o plano de segurança da água e os processos de tratamento dessa água. | The Brazilian drinking water regulation recognizes a group of substances, including pesticides, which can represent a risk to people’s health. This documental research verifies if pesticides limits in drinking water protects children’s health. At first, this study characterized the most traded active ingredients for chemical pesticides between 2010 and 2020. Furthermore, it was verified the classification according to carcinogenicity and endocrine disruption for the soldest pesticides monitorized in drinking water. Subsequently, it presented legal basis that assures children’s right to health. Finally, pesticide’s limits established in the Brazilian drinking water regulation were compared with World Health Organization guidelines, and also with United States and the European Union standards. This comparison analyzed pesticides parameters and also the reasoning behind those values definition. The Brazilian drinking water regulation lists 12 of the soldest active ingredients between 2010 and 2020. Among those, 10 (83%) are classified as known or potential endocrine disruptors, and 8 (67%) are classified as carcinogenic, probably carcinogenic, or possibly carcinogenic. It was verified that although children have rights, maximum allowed values for pesticides in drinking water does not intend to protect them. Regarding to calculation methodology, Brazilian rules takes into consideration a 60kg adult. As a result, Ministry of Health sets limits for pesticides in drinking water that pose appreciable risks to children’s health. Moreover, it became clear that severe and irreversible effects on children's health, such as endocrine disrupting, are not considered in pesticide limits calculation. The results of this study indicate that it is necessary to update the Brazilian drinking water standard for pesticides and metabolites. It also guides towards the practice to be adopted, namely the utilization of reference values based on limits of quantification of pesticides in water. Such reference values must be used to evaluate the water safety plan and its treatment process.

Groundwater is important in maintaining the flow of water, being used in numerous activities from human consumption, irrigation, agricultural and commercial production. The objective of the research was to carry out a macroscopic environmental analysis characterizing the environmental conditions around deep wells, identify and quantify physical, chemical and microbiological variables, as well as active principles of pharmaceuticals and active ingredients of pesticides in water from deep wells (in two different times) of private rural properties in the Rio Grande do Sul, State, under the land uses and occupation of native field soil, irrigated rice, seasonal crop (soybean, corn, wheat), dairy productivity and swine farming, for later compare with current legislation (national and international) potability water. Environmental macroscopic analysis, 60% of the deep wells obtained obtained a degree of preservation in Class C (Reasonable), due to the lack of local protection (without enclosure) in the surroundings, proximity to residences (< 50 m) and low preservation of vegetation are factors that facilitate/potentiate contamination and may interfere with water quality, together with the proximity of these wells to activities carried out on these properties, they may be sources of waste generation capable of contaminating groundwater. For the physical and chemical variables, the total manganese and iron are above the maximum permitted values allowed (MPV) by the Legislation in force in the land uses and occupation with dairy productivity and swine farming; whereas pH, total hardness, fluoride, apparent color, turbidity, total ammonia and nitrite are below the MPV allowed for potable water for human consumption, under different land uses and occupation. Temperature, total alkalinity, total phosphorus, electrical conductivity, nitrite + nitrate, Kjedahl total nitrogen, dissolved oxygen and biochemical oxygen demand are not mentioned in the Drinking Water current Legislation. The microbiological variables, total Coliforms and Escherichia coli were detected in the waters of all deep wells under different land uses and occupation, being in disagreement with the current legislation. Pharmaceuticals and pesticides were detected at both times of water collection and land use and occupation, totaling 8 active ingredients pharmaceuticals and 34 active ingredients pesticides, with the highest frequency of occurrence being caffeine and sulfadoxine (pharmaceuticals), 2,4-D and diuron (pesticides). When compared with the water potability legislation, these are below the MPV allowed, for those contained in these regulations. According to the results obtained, it is concluded that the water for human consumption from the deep wells studied under different land uses and occupation are not suitable for human consumption, requiring some treatment process for this, in addition to passing on rural producers information on necessary/essential corrective actions that must be carried out around these deep wells, in order to increase the groundwater preservation area, making them potable. It is believed that this exchange of scientific information with society will contribute to the reduction of residues of chemical compounds used in agriculture and other rural activities (pesticides and pharmaceuticals) in this water, which is of vital importance for human and environmental health. | A água subterrânea é importante na manutenção do fluxo de água, sendo utilizada em inúmeras atividades desde consumo humano, irrigação, produção agrícola e comercial. O objetivo da pesquisa foi realizar uma análise ambiental macroscópica caracterizando as condições ambientais ao redor de poços profundos, identificar e quantificar variáveis físicas, químicas e microbiológicas, bem como princípios ativos de fármacos e princípios ativos de agrotóxicos em águas de poços profundos (em duas épocas) de propriedades rurais privadas no Rio Grande do Sul, Estado, sob os usos e ocupação do solo de campo nativo, arroz irrigado, cultura sazonal (soja, milho, trigo), produtividade leiteira e suinocultura, para posterior comparação com a legislação vigente (nacional e internacional) potabilidade da água. Na análise macroscópica ambiental, 60% dos poços profundos obtidos obtiveram grau de preservação na Classe C (Razoável), devido à falta de proteção local (sem enclausuramento) no entorno, proximidade de residências (< 50 m) e baixa preservação de a vegetação são fatores que facilitam/potencializam a contaminação e podem interferir na qualidade da água, juntamente com a proximidade desses poços às atividades desenvolvidas nessas propriedades, podem ser fontes de geração de resíduos capazes de contaminar os lençóis freáticos. Para as variáveis físicas e químicas, os totais de manganês e ferro estão acima dos valores máximos permitidos (VPM) pela Legislação vigente nos usos e ocupação do solo com produtividade leiteira e suinocultura; já pH, dureza total, flúor, cor aparente, turbidez, amônia total e nitrito estão abaixo do VPM permitido para água potável para consumo humano, sob diferentes usos e ocupação do solo. Temperatura, alcalinidade total, fósforo total, condutividade elétrica, nitrito + nitrato, nitrogênio total Kjedahl, oxigênio dissolvido e demanda bioquímica de oxigênio não são mencionados na Legislação atual de Água Potável. As variáveis microbiológicas, Coliformes totais e Escherichia coli foram detectadas nas águas de todos os poços profundos sob diferentes usos e ocupações do solo, estando em desacordo com a legislação vigente. Fármacos e agrotóxicos foram detectados nos dois horários de captação de água e uso e ocupação do solo, totalizando 8 princípios ativos farmacêuticos e 34 princípios ativos agrotóxicos, sendo a maior frequência de ocorrência cafeína e sulfadoxina (fármacos), 2,4-D e diuron ( pesticidas). Quando comparadas com a legislação de potabilidade da água, estas encontram-se abaixo do VPM permitido, para os contidos neste regulamento. De acordo com os resultados obtidos, conclui-se que as águas para consumo humano provenientes dos poços profundos estudados sob diferentes usos e ocupações do solo não são adequadas para o consumo humano, necessitando de algum processo de tratamento para isso, além de repassar aos produtores rurais informações sobre /ações corretivas essenciais que devem ser realizadas no entorno desses poços profundos, a fim de aumentar a área de preservação das águas subterrâneas, tornando-as potáveis. Acredita-se que esta troca de informações científicas com a sociedade contribuirá para a redução de resíduos de compostos químicos utilizados na agricultura e outras atividades rurais (defensivos e fármacos) nesta água, de vital importância para a saúde humana e ambiental.

This work aimed to use Multiple Walls Nanotubes (MWNT) in order to synthesize a nanofilter to remove water contaminants and to test the nanofilter manufactured in removing Benzothiophene and pesticides present in water. The study was conducted in two stages. In the first step the nanofilter was developed and characterized. To develop the filter, the following materials were used: Chitosan, Polyethylene Glycol 6000 K, Sodium Hydroxide (NaOH), Sodium Dodecyl Sulphate (SDS), Acetic Acid Glacial and MWNT. To characterize the filter was performed: Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman spectroscopy, the method of Brunauer, Emmett and Teller (BET) method Barrett, Joyner and Halenda (BJH) and permeate flow. In the second step, removal efficiency of benzothiophene and pesticides by the nanofilter was tested. For this experimental activity, it was split into two steps: filtering with benzothiophene and other pesticides. For filtering with benzothiophene, it was prepared a solution with a concentration of 0.79 ± 0.02 mmol in triplicate, where 5 samples were filtered with the same concentration of 3 similar nanofilters. For the filtering of pesticides, it was prepared one stock solution of 10.0 mL (1000.0 mg L-1) Imazapic, Imazethapyr, Imidacloprid, Ethyl Pirazolsulfuron). For pesticide analysis, it was used the Ultra Efficiency Liquid Chromatography coupled to Mass Spectrometry in series (UHPLC-MS / MS). The chromatographic conditions were established by LARP-UFSM. From the results obtained on the characterization, it can be said that the filter is characterized by low permeability and average pore radius of 15 A0. Carbon nanotubes are maintained after the manufacturing process and nanofilter may be used for removal of contaminants in water. As for the results of efficiency, nanofilter remove benzothiophene present in water with high efficiency. In addition, the nanofilter removes pesticides in water even at concentrations 10 times higher than those found in natural environment. | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | Este trabalho teve como objetivo utilizar Nanotubos de Carbono de Paredes Múltiplas (NTCPM) para a confecção de nanofiltros para remoção de contaminantes em água, bem como testar o nanofiltro fabricado na remoção de Benzotiofeno e agrotóxicos presentes em água. O estudo foi realizado em dois capítulos. No primeiro capitulo foi desenvolvido e caracterizado o nanofiltro. Para desenvolver o nanofiltro, foram utilizados os seguintes materiais: Quitosana, Polietileno Glicol 6000 K, Hidróxido de Sódio (NaOH), Dodecil Sulfato de Sódio (SDS), Ácido Acético Glacial e NTCPM. Em Sua caracterização foram realizados as seguintes análises: Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Raman, método de Brunauer, Emmett e Teller (BET), método de Barrett, Joyner e Halenda (BJH) e Fluxo Permeado. No segundo capítulo, a eficiência na remoção de Benzotiofeno e agrotóxicos pelo nanofiltro foi testada. Para isto, a atividade experimental foi dividida em duas etapas: uma filtragem com Benzotiofeno e outra filtragem com agrotóxicos. Para filtragem com benzotiofeno, foi preparada uma solução com concentração de 0,79 ± 0,02 mmol em triplicata, onde 5 amostras com mesma concentração foram filtradas por 3 nanofiltros semelhantes. Para a filtragem dos agrotóxicos, foi preparada uma solução 10,0 mL da solução estoque 1000,0 mg L-1 de Imazapique, Imazetapir, Imidacloprido, Pirazolsulfuron Etílico. Para análise dos agrotóxicos foi utilizado a Cromatografia Líquida de Ultra Eficiência acoplada à Espectrometria de Massas em série (UHPLC-MS/MS). As condições cromatográficas foram estabelecidas pelo LARP-UFSM. A partir dos resultados obtidos, sobre a caracterização, pode-se afirmar que o filtro se caracteriza por baixa permeabilidade e raio médio dos poros com 15 Ao. Os nanotubos de carbono são mantidos após processo de fabricação e o nanofiltro poderia ser usado para remoção de contaminantes na água. Já para os resultados de eficiência, o nanofiltro remove o Benzotiofeno presente em água com alta eficiência. Além disso, o nanofiltro remove agrotóxicos em água mesmo com concentrações 10 vezes acima da encontrada em ambiente natural.

The objective of this study was assess if the water quality from the Mata Redonda lagoon (MRL) and from the rice fields in San Lazaro sector of Nicoya, is appropriate for biodiversity and aquatic life development. The water quality analysis was carried out using the Water quality index for managing flood lagoons (ICA-L), which is based on the following data: temperature, pH, oxygen saturation percentage, electrical conductivity, biochemical oxygen demand, suspended solids, nitrate content and total phosphorus content. The ICA-L average (ICA-Lp) from the water drained form the rice fields in the main channel was 42, which corresponds to a ¨bad¨ category value (unfit for sustaining biodiversity in flood lagoons). In the MRL (ICA-Lp 80) and in the lagoon´s drainage (ICA-Lp 81), water quality was classified as “good”. Nevertheless, increases in total phosphorus and the biological oxygen demand (BOD) may cause negative changes in the composition of the ecosystem. The risk level associated with pesticide application in rice fields (under the San Lazaro area conditions during the study period) was estimated using the Pesticide Impact Rating Index (PIRI). The PIRI results showed that the less appropriate to use pesticides are: deltamethrin, esfenvalerate, permethrin and butachlor, because of their high toxicity and mobility. On the other hand, imidapropid, bispyribac-Na, triazophos, glyphosate, acephate, clomazone and tricopyr, would be less dangerous if applied under appropriate practices. | El objetivo de este trabajo fue evaluar si el agua de la laguna Mata Redonda (LMR) y de la actividad arrocera en el sector San Lázaro (SSL) de Nicoya, es apropiada para el sostenimiento de la biodiversidad y el desarrollo de la vida acuática. El análisis de la calidad fisicoquímica del agua se llevó a cabo mediante el índice de calidad de agua para el manejo de lagunas de inundación (ICA-L) a partir de datos de temperatura, pH, porcentaje de saturación de oxígeno, conductividad eléctrica, demanda bioquímica de oxígeno, sólidos suspendidos, nitratos y fósforo total. El ICA-L promedio del agua que drenó de los arrozales por el canal principal, (ICA-Lp) fue 42, correspondiente a la categoría “mala” (no apta para el sostenimiento de la biodiversidad de lagunas de inundación). En la LMR (ICA-Lp 80) y en la salida de la laguna (ICA-Lp 81) la calidad del agua se clasificó como “buena”. No obstante incrementos en la concentración de fósforo total y en la demanda biológica de oxígeno (DBO) conducirían a un deterioro del ecosistema. El nivel de riesgo de los plaguicidas aplicados a los arrozales durante el período en estudio, bajo las condiciones del SSL, fue estimado mediante el Pesticide Index Rating Impact (PIRI); los resultados mostraron que la deltametrina, esfenvalerato, permetrina y butaclor, por su alta toxicidad y movilidad, serían los menos apropiados de aplicar. En tanto que, imidapropid, bispiribac-Na, triazofos, glifosato, acefato, clomazone y tricopyr, resultarían poco peligrosos bajo prácticas de aplicación apropiadas.

En esta investigación se evaluó la presencia de residuos de plaguicidas, en la Zona norte de Alajuela y Heredia. Se establecieron puntos de muestreo en subcuencas donde predominará el uso del suelo para: pastos, café, helechos hoja de cuero, y bosque. Los sustratos sobre los que se realizaron los análisis fueron agua de escorrentía, tomas de agua, agua de lavado de helechos y sustrato de siembra de helechos. Adicionalmente se determinó la vulnerabilidad del agua subterránea a la contaminación, para contaminantes pesticida y no pesticidas. Como producto de este proceso se logró evidenciar en forma gráfica las diferencias de vulnerabilidad de la zona y establecer de manera gráfica su relación con las actividades de uso actual, con lo cual se constituye en un importante insumo para la planificación e implementación de acciones en la zona. | The presence of remainders of pesticides was evaluated at the Poas River Basin, Costa Rica. Sampling points were established under different landcovers and landuses. The landcovers and landuses considered were: grass, coffee, greenhouses (leather-leaf ferns) and forest. SubstratuMON used were runoff water, water coming from springs, water coming from the fern leaves cleaning process and fern mulch. The groundwater pollution vulnerability analysis allowed to establish differences among the study area and in a graphic way relate it to the different landcovers and associated landuses. In short, this research contributes with important inputs to the planning process.