Scielo RSS <![CDATA[Revista internacional de contaminación ambiental]]> http://www.scielo.org.mx/rss.php?pid=0188-499920140003&lang=es vol. 30 num. 3 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.org.mx/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.org.mx <![CDATA[<b>Captura y almacenamiento de carbono para mitigar el cambio climático</b>: <b>modelo de optimización aplicado a Brasil</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992014000300001&lng=es&nrm=iso&tlng=es Uno de los temas más investigados actualmente es el problema del cambio climático y sus consecuencias para la economía mundial. En este artículo investigamos la captura y almacenamiento de CO2 (CCS, por sus siglas en inglés), como una de las estrategias tecnológicas propuestas por la comunidad científica para mitigar el cambio climático. Presentamos un modelo de programación lineal mixta entera para diseñar la red de una cadena de suministros que permita realizar la captura y almacenamiento de CO2 considerando los aspectos técnicos y económicos del problema. Usamos el modelo propuesto para estudiar el caso de la industria del cemento en Brasil. Proponemos dos escenarios de reducción de CO2: 5 Mt y 10 Mt por año. Presentamos las conclusiones respecto a las inversiones necesarias para alcanzar esas reducciones, la aplicabilidad del modelo, las plantas de captura de CO2 que deben ser instaladas, los reservorios geológicos que deben activarse y las redes de tuberías para transporte de CO2 que deben construirse.<hr/>Currently, climate change and its consequences for the world economy have attracted a lot of multidisciplinary research. In this article, we study the carbon capture and storage (CCS) problem as one of the technological alternatives proposed by the scientific community to mitigate climate change. We present a mixed integer linear programming model to design the infrastructure supply chain network that makes possible the capture and storage of carbon, considering both, the technical and economic aspects involved in the problem. We use the proposed model to study the case of the cement industry in Brazil. Two scenarios of CO2 reductions are considered: 5 Mt and 10 Mt per year. In addition, regarding the required investments to reach the desired reductions, a synthesis of the findings is reported, which includes the reservoirs to be activated as well as the pipeline networks that should be constructed. <![CDATA[<b>Uso de plaguicidas en un valle agrícola tecnificado en el noroeste de México</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992014000300002&lng=es&nrm=iso&tlng=es En el presente estudio se comparan dos procedimientos para conocer el uso de plaguicidas durante los ciclos otoño-invierno (O-I) 2011-2012 y primavera-verano (P-V) 2012 en el Valle de Culiacán, Sinaloa. A nivel nacional, este valle es una importante región agrícola tecnificada, productora de hortalizas y granos. Se analizaron las diferencias existentes en cuanto a cantidad total de ingrediente activo, según los registros del programa "Campo Limpio" y bitácoras de aplicación de varias empresas agrícolas. Los resultados mostraron que existe una correspondencia entre el número de envases registrados en el inventario con la cantidad total de ingrediente activo (t), estimada por ambos procedimientos. En general, los plaguicidas empleados con más frecuencia fueron los fungicidas, seguidos de herbicidas e insecticidas, aunque la proporción de uso varía dependiendo del ciclo agrícola. Las clases químicas dominantes fueron ditiocarbamatos, bipiridilos, organofosforados, organoclorados, compuestos inorgánicos, carbamatos y piretroides. Los plaguicidas más usados están clasificados dentro de las categorías de menor peligro según el criterio de clasificación de la Organización Mundial de la Salud. El ciclo O-I presentó una mayor extensión agrícola, mayor diversidad de cultivos y un mayor uso y diversidad de plaguicidas respecto al ciclo P-V. El presente trabajo muestra el uso actual de plaguicidas en la región, lo que puede ayudar a predecir su destino ambiental considerando algunas de sus características fisicoquímicas. Adicionalmente, permitiría diseñar esquemas de monitoreo ambiental dirigidos a compartimentos ambientales específicos, medir el impacto de programas de reducción de uso de plaguicidas y realizar evaluaciones de riesgo tanto al ambiente como a la salud humana.<hr/>The present study compares two procedures for assessing pesticide use during the fall/ winter (O-I) 2011-2012 and spring/summer (P-V) 2012 cycles in the Culiacán Valley, Sinaloa. This region has national importance due to its agricultural production of vegetables and grain crops. Differences between the two procedures were analyzed in terms of the total amount of active ingredient as recorded in an inventory of pesticide containers from the "Campo Limpio" program and application logbooks of several agricultural companies. There was a correspondence between the number of pesticide containers from the inventory and the total amount of active ingredient (t) estimated by the two procedures. In general, fungicides were the most frequently used pesticides, followed by herbicides and insecticides, although the proportion of their use varies according to the agricultural cycle. The dominant chemical classes were dithiocarbamates, bipyridyls, organophosphates, organochlorines, inorganic compounds, carbamates and pyrethroids. The most used pesticides are classified as low hazard threats according to the World Health Organization criteria. The O-I cycle had greater cultivated area, crop diversity and use, as well as, wider variety of pesticides than the P-V cycle. The record of the current use of pesticides in the region can help us predict their fate in the environment, once we know their physicochemical characteristics. This would allow the design of environmental monitoring schemes targeted at specific environmental compartments, the measurement of the impact of programs to reduce pesticide use, and the assessment of risk to the environment and human health. <![CDATA[<b>Aplicación del modelo SWAT para evaluar la contaminación por fuentes difusas en la subcuenca del lago de Chapala, México</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992014000300003&lng=es&nrm=iso&tlng=es Los modelos de balance hidrológico de cuencas son herramientas que permiten describir procesos dinámicos y predecir, a través de la simulación, escenarios del impacto de las actividades productivas de una región. En el presente trabajo se determinó el balance hídrico y las cargas de contaminantes por actividades agrícolas en la subcuenca del lago de Chapala mediante la herramienta de evaluación de agua y suelo SWAT (2012). Se configuró el modelo con datos de altimetría, con información del tipo de suelo (incorporando los resultados de análisis de laboratorio en cada horizonte) y uso del suelo y vegetación que se actualizó a 2010 por medio de datos de sensores remotos y con el programa Explorafor, así como con las bases de datos climáticas obtenidas del programa EricIII-CONAGUA. Se estructuró un concentrado de fertilizantes y plaguicidas que se utilizan en la subcuenca de Chapala derivadas de 550 encuestas que se aplicaron a los productores agrícolas. La simulación con el modelo SWAT se realizó de 1999 a 2001. El balance hídrico resultó negativo por un margen de 300 %. Esto se puede relacionar con que se trata de una subcuenca abierta, ya que el principal afluente es el río Lerma. En cuanto a los herbicidas, se estima con el modelo una aplicación promedio anual de 408 g/ha de los diferentes principios activos, con una degradación de 342 g/ha. Para los plaguicidas se obtuvo un valor de 533 g/ha con una degradación de 532 g/ha. El total de los herbicidas y plaguicidas disueltos fueron del orden de 1.7 g/ha y los adsorbidos por el sedimento de 11 g/ha.<hr/>The hydrological balance models of watersheds are tools to describe and predict the dynamic processes, through simulation, of the scenarios of the impact of productive activities in a region. In this study we determined the water balance and contaminant loading in Lake Chapala sub-basin by the soil and water assessment tool SWAT (2012). The model was configured with the digital elevation model, soil type data (including the results of laboratory analysis of each horizon) and land use was updated to 2010 using remote sensing data and the Explorafor software as well as climate databases EricIII-CONAGUA program. A decadal simulation was made (1999 to 2011) with the information of the analyzed variables in the area. The hydrological balance was negative by a margin of 300 %. This may be related to the exoreic condition of the sub-basin, as is the main flowing of the Lerma river. In terms of herbicide application it was predicted an average of 408 g/ha of active ingredient, with a degradation of 342 g/ha. For pesticides was obtained a value of 533 g/ha with a significant decline of 532 g/ha. The total of the dissolved herbicides and pesticides are of the order of 1.7 g/ha and 11 g/ha were adsorbed by the sediment. <![CDATA[<b>Evaluación de un humedal artificial de flujo subsuperficial en el tratamiento de las aguas residuales generadas en la Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia, Colombia</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992014000300004&lng=es&nrm=iso&tlng=es En este artículo se presentan los resultados obtenidos en la implementación de un humedal artificial de flujo subsuperficial para el tratamiento de agua residual real generada por la Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia (IUCMA). Se realizó una evaluación comparativa de la eficiencia de remoción de diferentes parámetros fisicoquímicos y microbiológicos: demanda bioquímica de oxígeno, demanda química de oxígeno, sólidos suspendidos totales, nitrógeno amoniacal, nitrógeno total, fósforo, coliformes y algunos metales como níquel y zinc en dos humedales independientes. Cada humedal caracterizado por una macrófita diferente (Typha latifolia y Cyperus papyrus). Con ambas macrófitas se logró un efluente con niveles inferiores de todos los parámetros analizados con respecto a los valores obtenidos en la caracterización inicial del agua residual original de la IUCMA. Sin embargo, la especie T. latifolia mostró un mejor rendimiento que la especie C. papyrus en términos de la calidad de agua obtenida en el efluente al finalizar el tratamiento.<hr/>The results obtained from the implementation of a subsurface flow constructed wetland (SSFCW) at the Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia (IUCMA) campus for wastewater treatment are presented in this article. For that purpose, two independent wetlands were constructed. Each one was characterized by different macrophytes (Typha latifolia and Cyperus papyrus). Different physicochemical and microbiological parameters, including biochemical oxygen demand, chemical oxygen demand, total suspended solids, ammonia nitrogen, total nitrogen, phosphorus, coliforms and some metals such as nickel and zinc were measured and compared. With both macrophytes an effluent with lower levels of all parameters analyzed with respect to the values obtained in the initial wastewater characterization was achieved. However, the species T. latifolia showed better performance than C. papyrus in terms of effluent water quality obtained after the treatment. <![CDATA[<b>Cadmio, cobre y zinc en el mejillón <i>Mytilus californianus</i> (Conrad 1837) de la costa oeste de Baja California</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992014000300005&lng=es&nrm=iso&tlng=es Se estudió la distribución espacial de la concentración de Cd, Cu y Zn en tejido del mejillón Mytilus californianus y el uso de este organismo como biomonitor de metales en la costa oeste de Baja California. Se recolectaron mejillones en siete estaciones distribuidas en 600 km de línea de costa, desde la frontera México-EUA hasta el límite norte de la reserva de la biósfera de San Sebastián Vizcaíno en Baja California Sur. Los resultados indican que San Quintín presenta las valores más altos de Cu y Zn (6.8 μg/g y 77.0 μg/g en peso seco), lo que podría ser resultado del uso de fertilizantes en la zona. Por otro lado, el valor más alto de la concentración de Cd se presentó en Eréndira (16.6 μg/g). Esto puede ser debido a que en la biogeoquímica de Cd en esta región las surgencias aportan más Cd natural que las fuentes antrópicas. Aun cuando los coeficientes de correlación entre la concentración y la concentración normalizada por el índice de condición de Cd, Cu y Zn (r = 0.90, r = 0.86, y r = 0.57, respectivamente), sugieren que el mejillón Mytilus californianus es mejor biomonitor de Cd que de Cu y Zn. Sin embargo, en lo que respecta al Cu este resultado debe ser tomado con precaución. En todas las localidades estudiadas, las concentraciones de Cd excedieron los límites máximos permisibles por la Organización Mundial de la Salud y la Administración de Alimentos y Medicinas de los Estados Unidos.<hr/>Spatial distributions of the concentrations of Cd, Cu, and Zn in tissue of the mussel Mytilus californianus and its use as biomonitor of metals were studied in the west coast of Baja California, Mexico. Mussels were collected from seven sampling sites along 600 km of the coastline, from the Mexico-EUA border to the northern limit of the San Sebastian Vizcaino Biosphere Reserve, in Baja California Sur. The highest concentrations of Cu and Zn (6.8 μg/g and 77.0 μg/g dry weight) were found in San Quintín. These could be the result of the use of fertilizers in a large agriculture zone nearby. On the other hand, the highest Cd concentration was found in Eréndira (16.6 μg/g). Based on the cadmium biogeochemistry of this region, upwelling could constitute the most important Cd source, even over the anthropic sources. The correlations between concentrations of Cd, Cu, and Zn and those normalized by the organisms' condition index (r = 0.90, r = 0.86, and r = 0.57, respectively), suggest that environmental Cd and Cu levels are better reflected by Mytilus californianus than Zn levels. However, copper results must be taken with caution. All Cd concentrations found in this study exceeded the maximum permissible limits recommended by the World Health Organization and the United States Food and Drug Administration. <![CDATA[<b>Translocación de metales pesados en <i>Zea mays</i> L. tratado con aguas residuales y efectos en aspectos morfofisiológicos</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992014000300006&lng=es&nrm=iso&tlng=es Utilization of treated wastewater has become an alternative for crop irrigation due to freshwater scarcity. For that reason, a pot experiment was conducted using treated wastewater from a Lebanese wastewater treatment plant as an irrigation source to study the effect on the physical and morphophysiological performance of Zea mays L. Treatments with 50 % wastewater showed superior characteristics for some of the plant's features, such as leaf area, plant dry mass, nitrate reductase activity and chlorophyll content; while those treated with 100 % wastewater negatively affected the plant's growth. Cadmium was the only metal that was mostly accumulated in the leaf for all treatments, while other metals were accumulated in the roots (Na and Fe), stem (Zn and K) or in either root or leaf according to concentration of wastewater. Major elements to the plant, such as sodium and potassium were highly accumulated in the plants treated with 50 and 100 % wastewater, nevertheless, metals were also accumulated (order: Fe > Cu > Cd > Zn), but at lower amounts, and only cadmium content in the plant is considered harmful to feeding livestock, while zinc is considered potentially harmful. Finally, proper irrigation with wastewater can boost plant's growth, and therefore can be used as an alternative of traditional irrigation.<hr/>El uso del agua residual tratada para irrigar los cultivos se ha vuelto una alternativa común debido a la escasez de agua dulce. Por esa razón, en este trabajo se presentan los resultados de un experimento en el que se utilizó el agua proveniente de una planta de tratamiento de agua residual libanesa, como fuente de riego, para estudiar los efectos en el desempeño físico y morfofisiológico de Zea mays L. Los tratamientos con 50 % de agua residual mostraron características superiores para algunos rasgos de la planta, como el área foliar, el peso seco, la actividad de la nitrato reductasa y el contenido clorofílico, mientras que aquellas tratadas con el 100 % de agua residual, mostraron efectos negativos en su crecimiento. El cadmio resultó ser el único metal que fue almacenado principalmente en la hoja para todos los tratamientos, mientras que otros metales se acumularon en las raíces (Na y Fe), en el tallo (Zn y K) o en la raíz u hoja, dependiendo de la concentración del agua residual. Los elementos importantes para las plantas, como el sodio y el potasio se encontraron en grandes concentraciones en las plantas tratadas con 50 y l0o % de agua residual, sin embargo, algunos metales también se almacenaron (en el siguiente orden: Fe > Cu > Cd > Zn), pero en cantidades menores. Únicamente el contenido de cadmio en la planta es considerado dañino si se consume, mientras que el zinc es potencialmente dañino. Finalmente, una irrigación apropiada con agua residual puede promover el crecimiento de la planta y, por tanto, puede ser utilizada como una alternativa al riego tradicional. <![CDATA[<b>Índices de germinación y elongación radical de <i>Lactuca sativa</i> en el biomonitoreo de la calidad del agua del río Chalma</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992014000300007&lng=es&nrm=iso&tlng=es Entre los métodos utilizados en el monitoreo de la calidad de agua en los ecosistemas dulceacuícolas encontramos el de evaluación de fitotoxicidad, el de germinación de semillas y la prueba de la elongación radical, que son de los más simples y recomendados para el biomonitoreo ambiental. Los objetivos de este trabajo consistieron en evaluar la toxicidad de las aguas del Río Chalma a través de un bioensayo con Lactuca sativa y establecer un índice biológico que permita conocer y evaluar las condiciones de contaminación del agua de este río. Se eligieron seis sitios de monitoreo representativos a lo largo del cauce, cuatro de ellos ubicados en el Estado de México y dos en el estado de Morelos. Los resultados se analizaron con métodos multivariados: un análisis de componentes principales y uno de similitud. Se diferenciaron tres zonas de acuerdo con los índices de toxicidad obtenidos: 1) los tres primeros sitios de estudio presentaron valores positivos y bajos en toxicidad, con altas concentraciones de nutrientes, que podrían estar promoviendo la elongación radical, 2) la parte media representada por el cuarto sitio, obtuvo el índice de elongación radical más bajo, lo que clasificó a este sitio en la categoría de toxicidad moderada y 3) la parte baja del río, cuyos índices clasificaron a esta zona con toxicidad de moderada a baja. Esta parte del río estuvo además asociada con la acumulación de compuestos lixiviados durante la época de lluvias. Finalmente, los índices obtenidos mostraron que la sensibilidad del bioensayo de germinación de las semillas de Lactuca sativa generó respuestas biológicas integradoras. Esta información puede ser utilizada para la evaluación de riesgos ecotoxicológicos.<hr/>Among the methods used for water quality monitoring in freshwater ecosystems we can find the phytotoxicity assessment and the seed germination and root elongation tests, which are the simplest methods recommended for environmental biomonitoring. The aims of this study were to assess the water toxicity of the Chalma river by the use of a bioassay with Lactuca sativa and to elaborate a biological index to diminish the water pollution condition of this river. Six study sites along the river were chosen, four of them located in the state of Mexico and two in the state of Morelos. The results were analyzed with multivariate methods: a principal component analysis and a similarity analysis. Three zones were differentiated according to the toxicity indices obtained: 1) the first three study sites showed positive values and low toxicity with high concentrations of nutrients, which could be promoting radical elongation, 2) the middle portion, represented only by the fourth study site, exhibited the lowest value of the root length index, with a classification of moderate toxicity and 3) the lower portion of the river, whose indices classified this zone as moderate to low toxicity. The last portion of the river was also associated with the accumulation of leachate compounds during the rainy season. Finally, the indices obtained showed that the sensitivity of the Lactuca sativa seeds bioassay generated an integral biological response. This information can be used for ecotoxicological risk assessment. <![CDATA[<b>Aplicación de métodos electromagnéticos para caracterizar un sitio contaminado por lixiviados</b>]]> http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992014000300008&lng=es&nrm=iso&tlng=es Two electromagnetic geophysical methods, very low frequency (VLF) and low induction number coils (EM-LIN) were used to obtain the response to the presence of leachates from a waste disposal site used for more than 24 years, covering an area of 0.16 km². This landfill is located in fractured shale and sandstone associated with the Oaxaca Fault. The study was performed on six profiles, four of which were common to both methods, with lengths of 325, 320, 300 and 645 m, in two others only the VLF method was used. The interpretation of VLF data using the Hjelt and Karous filter resulted in current density sections. The current density variation was assumed to indicate the presence of fractures, along which the infiltration of leachate takes place. The interpretation of EM-LIN data provided two-dimensional models showing the distribution of the conductivity of the subsoil. The integration of these results shows a main conductive anomalous zone in the southeastern part of the landfill that increases in thickness towards the middle and with a depth up to 30-40 m. Correlation with natural surface runoff enables to infer that the conductive anomalous body indicates the presence of leachates. Both electromagnetic methods provided a good response in fractured zones.<hr/>Se utilizaron dos métodos geofísicos electromagnéticos, frecuencia muy baja (VLF, por sus siglas en inglés) y bobinas a bajo número de inducción (EM-LIN, por sus siglas en inglés), para estudiar la presencia de lixiviados de un sitio de disposición de residuos sólidos municipales, el cual opera desde hace más de 24 años y cuya superficie es de 0.16 km². El tiradero se encuentra en un medio cuyo fracturamiento está asociado con la Falla Oaxaca. El basamento del tiradero está constituido por lutita y arenisca. El estudio se realizó en seis perfiles de los cuales cuatro fueron comunes para ambos métodos, con longitudes de 325, 320, 300 y 645 m, y dos más, únicamente usando el método VLF. La interpretación de los datos VLF utilizando el filtro de Karous y Hjelt dio como resultado secciones que indican alta densidad de corriente interpretadas como asociadas a fracturas que favorecen la infiltración de los lixiviados. La interpretación de los datos de EM-LIN brinda modelos bidimensionales que muestran la distribución de la conductividad del subsuelo. La integración de estos resultados indica una zona anómala conductora principal en la parte sureste del tiradero que, de acuerdo a su forma geométrica, se incrementa hacia la parte central del mismo y se observa hasta una profundidad de entre 30 y 40 m, coincidiendo con la zona por donde ocurre el escurrimiento superficial natural a lo largo del cual fluyen los lixiviados, y que han aprovechado algunas fracturas para infiltrase, infiriéndose que las zonas anómalas detectadas son debidas a la presencia de estos contaminantes. Ambos métodos electromagnéticos han proporcionado buena respuesta en un medio fracturado.