RESUMEN La microcuenca de la quebrada Jui, enmarcada dentro de la cuenca alta del río Sinú, región Caribe de Colombia, es uno de los recursos hídricos utilizados por la población rural para consumo, riego y saneamiento; sin embargo, recibe cargas contaminadas de centros poblados en su área de influencia, que corresponden al vertimiento de aguas residuales, afluentes de laguna de oxidación, actividades ganaderas, extracción de arena, agricultura de pancoger y cultivos no formales. El objetivo de este estudio fue determinar el índice de calidad del agua (ICA) y establecer la relación entre los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos con las diferentes fuentes antropogénicas, para establecer origen común de contaminación. Además, el análisis de plaguicidas organoclorados y organofosforados, para conocer la influencia de las actividades agrícolas. Se tomaron muestras en seis estaciones, en el periodo seco y húmedo del 2018. Las concentraciones de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos, se analizaron empleando los métodos estandarizados de la American Public Health Association. Los plaguicidas, se cuantificaron por el método cromatografía de gases con espectrometría de masas (GC-MS). En promedio, el ICA fue 74,1, clasificando la fuente hídrica con buena calidad, exceptuando las estaciones (E4 y E5), en el periodo húmedo, cuya clasificación fue media, debido al aporte de coliformes fecales y turbidez. La concentración de plaguicidas, se presentó por debajo del límite de detección del método. En general, el análisis estadístico multivariado indica que las fuentes de contaminación derivan de aguas residuales domésticas, escorrentía agrícola, excretas del ganado porcino y minería de arena.

ABSTRACT The micro-base of the Jui creek, framed within the upper Sinú River basin, Colombia Caribbean region, is one of the water resources used by the rural population for consumption, irrigation and sanitation. However, it receives contaminated loads from urban centers in its area of influence that correspond to the discharge wastewater, oxidation lagoon tributaries, livestock activities, sand extraction, agriculture and non-formal crops. The objective of this study was to determine the water quality index (ICA) and establish the relationship between the physical-chemical and microbiological parameters with the different anthropogenic sources to establish a common source of contamination. In addition, the analysis of organochlorinated and organophosphate pesticides to understand the influence of agricultural activities. Samples were taken in six seasons, in the dry and humid period of 2018. Concentrations of physical-chemical and microbiological parameters were analyzed using the American Public Health Association's standardized methods. The pesticides were quantified by the gas chromatography method with mass spectrometry (GC-MS). On average the WQI was 74.1 classifying the water source with good quality, except the seasons (E4 and E5) in the wet period, the classification of which was average, due to the contribution of fecal coliforms and turbidity. The concentration of pesticides was below the detection limit of the method. In general, multivariate statistical analysis indicates that sources of pollution are from domestic wastewater, agricultural runoff, pig excretions and sand mining.

Resumen El metilmercurio (MeHg) es la forma orgánica más tóxica del mercurio. Es una neurotoxina cuya ingestión produce graves consecuencias en los seres humanos. En Colombia se generan desechos mercuriales en diferentes actividades, siendo los ecosistemas marinos los más afectados debido a la capacidad de bioacumulación y biomagnificación de las especies de diferentes niveles tróficos. Para evaluar el estado de contaminación por MeHg del Caribe colombiano y determinar su variación espacio-temporal, se analizaron ejemplares de Rhizoprionodon porosus como especie biomonitora (n=45). Se recolectaron muestras de tejido y contenido estomacal durante diferentes épocas en tres departamentos distintos, La Guajira, Atlántico y Bolívar. Las muestras se liofilizaron, se les hizo una extracción líquido-líquido con tolueno y cisteína, y se determinaron las concentraciones en los tiburones y sus presas con un analizador directo de mercurio (DMA80). Con estos resultados se calculó el factor de biomagnificación del metal en los compartimentos estudiados en las redes tróficas del Caribe colombiano. En los tres sitios hubo concentraciones de MeHg superiores a las establecidas como seguras por la Organización Mundial de la Salud, siendo los sectores adyacentes a los ríos Magdalena y Sinú los más afectados. La prueba de Kruskal-Wallis evidenció diferencias significativas entre las épocas de muestreo de los diferentes sitios. La correlación de Spearman demostró una relación entre la talla del individuo y la concentración de MeHg, lo que indica que R. porosus es una especie bioacumuladora de MeHg en las redes tróficas del mar Caribe colombiano.

Abstract Methylmercury (MeHg) is the most toxic organic form in which mercury can be found. It is a neurotoxin whose intake causes serious consequences in humans. In Colombia, different activities generate mercurial waste and marine ecosystems are the most affected due to the bioaccumulation and biomagnification capacity of species in different trophic levels. In this context, we evaluated samples of Rhizoprionodon porosus as biomonitor species (n=45) to verify MeHg contamination in the Colombian Caribbean and assess its spatial and temporal variation. Samples of tissue and stomach contents were collected during different times in three different departments, La Guajira, Bolívar and Atlántico. The samples were lyophilized, then liquid-liquid extractions with toluene and cysteine were performed, and concentrations were determined in sharks and their prey using a direct mercury analyzer (DMA80). With these results, we calculated the biomagnification factor of the metal in the compartments of the trophic Colombian Caribbean networks under study. In all three sites, the concentrations of MeHg were higher than those established as safe by the World Health Organization and the sectors adjacent to the Magdalena and Sinú rivers were the most affected. The Kruskal-Wallis test showed significant differences between sampling times of the different sites. The Spearman correlation showed that there was a relationship between the size of the individual and the concentration of MeHg, which allowed to conclude that R. porosus is bioaccumulating MeHg in the trophic networks of the Colombian Caribbean.

RESUMEN En 2013 el pescado proporcionó a más de 3100 millones de personas casi el 20 % de la ingesta promedio de proteínas de origen animal per cápita (FAO, 2016). De acuerdo con el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), en Colombia y, particularmente en las poblaciones ribereñas y costeras, el 90 % del consumo de proteína de origen animal proviene del pescado, como resultado de un acceso muy bajo a otro tipo de proteínas. Colombia enfrenta uno de los mayores problemas por contaminación ambiental a nivel mundial, generado en gran parte por el abuso de sustancias químicas para el aprovechamiento de minerales, mala disposición de aguas servidas y prácticas industriales y agrícolas inadecuadas, en cuerpos de aguas fundamentales para la dinámica poblacional de animales, vegetales y humanos. Como estrategia mundial para reducir los riesgos a la salud humana por consumo de pescado contaminado con metales pesados, se han considerado límites máximos permisibles, propuestos por diferentes entidades; sin embargo, el 31,5 % de los resultados de estudios publicados para Colombia, son superiores al límite permisible recomendado por la OMS (0,5 μg/g). Los resultados presentados en esta revisión evidencian la urgente necesidad de realizar estudios que evalúen el riesgo a la salud que enfrentan pobladores de zonas mineras y no mineras de Colombia, aportará también fundamentos científicos y bases para el establecimiento de ejes estratégicos que permitan la puesta en marcha de nuevos proyectos productivos que ofrezcan el acceso de la población a diversas fuentes de alimentación.

ABSTRACT In 2013, fish provided to more of 3100 million people about 20 % of the average intake of animal protein per capita (FAO, 2016). According to the United Nations Development Program (UNDP), in Colombia and, particularly in the coastal populations, 90 % of the protein consumption of animal origin comes from fish, mainly as a result of very low access comparing it with another type of proteins. Colombia faces one of the biggest problems due to global environmental pollution, generated in largely part by the abuse of chemical substances for the exploitation of minerals, poor disposal of wastewater and inadequate industrial and agricultural practices, in bodies of natural water essential for population dynamics of animals, plants and humans. As a global strategy to reduce the risks to human health from the consumption of fish contaminated with heavy metals, maximum permissible limits have been considered, proposed by different entities. However, 31.5 % of the results of studies published for Colombia, register higher than the permissible limit recommended by the WHO (0.5 μg/g). The results presented in this review, evidence the urgent need to conduct studies that assess the health risk faced by residents of mining and non-mining areas of Colombia, will also provide scientific foundations and bases for the establishment of strategic axes that permit the start-up of new productive projects, which offer the population access to various sources of food.

En varios municipios de los departamentos de Córdoba y Sucre, en Colombia, la captación para los sistemas de acueducto se realiza con aguas subterráneas del acuífero de Morroa. La desinfección con cloro gaseoso es el único proceso de desinfección del agua y seguirá siéndolo por muchas décadas, de acuerdo con la empresa prestadora de servicios públicos. Esta investigación tuvo como objetivo evaluar las concentraciones de trihalo-metanos (THMs) y arsénico (As) en el agua de consumo y el riesgo asociado con la ingesta en la población de Chinú y Corozal. Se midieron variables THMs, As, Carbón Orgánico Total (cot), cloro residual, coliformes fecales y turbiedad, entre otras, en muestras de agua potable y agua almacenada en albercas en épocas de seca y lluvias. Se encontraron correlaciones entre coliformes fecales y THMs en su componente de Cloroformo CHCl3, y, entre la turbiedad y la concentración de COT para ambas épocas climáticas y en ambos municipios. En promedio, las concentraciones de turbiedad en invierno, fueron superiores en 0.1 mg/L que en verano. La magnitud del riesgo se calculó a través de la metodología de la EPA, por la Dosis Diaria Promedio Vitalicia (ddpv).

In several municipalities in the departments of Córdoba and Sucre in Colombia, the catchment for water supply systems is performed with groundwater from the Morroa aquifer. Disinfection with chlorine gas is the only water purification process and will remain for many decades according to the company providing public services. This research aimed to assess the concentrations of trihalomethanes (THMs) and Arsenic (As) in drinking water and the determination of associated risk from the intake in the population of Chinú and Corozal. The measured variables in samples of drinking water and pools water stored during dry and rainy seasons were THMs, As, Total Organic Carbon (toc ), residual chlorine, fecal coliform and turbidity, among others. A correlations between fecal coliforms and THMs in its component Chloroform CHCl3 and between turbidity and TOC concentration were found for the two periods in both municipalities. The average value for turbidity concentrations in winter was higher than 0.1 mg/L those in summer for both municipalities. The magnitude of risk was calculated using the methodology of the EPA, trough the Lifetime Average Daily Dose(DDPV).

El control de ectoparásitos en el sector ganadero implica el uso de productos químicos para prevenir pérdidas en la producción. En las pequeñas fincas productoras de leche del departamento de Córdoba, el uso del sistema de bombeo para el baño del ganado es habitual en las actividades agropecuarias. En este trabajo se evaluó la eficiencia de degradación de cipermetrina en tres humedales construidos de flujo subsuperficial horizontal a escala de laboratorio, plantados con las especies Limnocharis flava, Cyperus papyrus y Alpinia purpurata sp., y un sistema sin plantar. De igual forma, se determinó la retención de sólidos suspendidos totales (SST), fósforo total (PT) y demanda química de oxígeno (DQO) como indicadores del recurso hídrico. Inicialmente, la muestra fue sometida a un tratamiento primario con filtro de arena, flujo descendente-ascendente, y posteriormente un tratamiento en el sistema de humedales operado bajo flujo continuo de 7 ml/min. El humedal que contenía la especie Limnocharis flava presentó mejores resultados para la degradación de compuestos orgánicos con 97,9 ± 2,5% (cipermetrina) y 69,1 ± 3,7 % (DQO), con diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) respecto al sistema sin plantar. Las remociones más altas de SST se observaron en los humedales con Cyperus papyrus, hasta 62,0 %, aunque no se presentaron diferencias con los otros sistemas plantados evaluados, estas fueron significativamente mayores a los humedales sin plantar.

Ectoparasite control in the livestock sector involves the use of chemicals to prevent production losses. In small farms that produce milk in the Córdoba department, the use of the pumping system for the cattle bath is common between farmers. In this work, cypermethrin degradation efficiency was evaluated in three lab-scale subsurface flow constructed wetland planted with Limnocharis flava, Cyperus papyrus and Alpinia purpurata sp., and one unplanted system, all of the beds were gravel based; then, total suspended solids and total phosphorus retention, and elimination of chemical oxygen demand were measured as water quality parameters. The wastewater was pretreated in a descending-ascending slow sand filter, and then was conducted to a wetland continuous flow fed at 7 ml/min. Limnocharis flava bed was higher for the degradation of organic compounds, with 97.9 ± 2.5 % and 69.1 ± 3.7 % for cypermethrin and chemical oxygen demand respectively, with statistically significant differences (p < 0,05) respect to unplanted bed. The higher SST removal were found in the Cyperus papyrus wetland, with 62,0 %, however, no differences were observed with the other evaluated planted systems, as opposed these were significantly higher than unplanted wetlands.

O controle de ectoparasitos no sector pecuário implica o uso de produtos químicos para prevenir perdas na produção. Nos pequenos sítios produtores de leite do departamento de Córdoba, o uso do sistema de bombeamento para o banho do gado é habitual nas atividades agropecuárias. Em este trabalho avaliou-se a eficiência de degradação de cipermetrina em três poças construídas de fluxo sub-superficial horizontal a escala de laboratório, semeados com as espécies Limnocharis flava, Cyperus papyrus e Alpinia purpurata sp., e um sistema sem plantar. De igual forma, se determinou a retenção de sólidos suspendidos totais (SST), fósforo total (PT) e demanda química de oxigênio (DQO) como indicadores do recurso hídrico. A amostra inicialmente foi submetida a um tratamento primário com filtro de areia, fluxo descendente-ascendente, para posterior tratamento no sistema de poças operado baixo fluxo contínuo de 7 ml/min. O poça que continha a espécie Limnocharis flava apresentou melhores resultados para a degradação de compostos orgânicos com 97,9 ± 2,5 % (cipermetrina) e 69,1 ± 3,7 % (DQO), com diferenças estatisticamente significativas (p < 0,05) a respeito ao sistema sem plantar. As remoções más altas de SST se observaram nas poças com Cyperus papyrus, hasta 62,0 %, porém não se apresentaram diferenças com os outros sistemas semeados avaliados, estas foram significativamente maiores às poças sem plantar.

Se evaluaron cinco extractos coagulantes naturales en solución salina de tallos de Hylocereus cf. trigonus (Cactus), exudado gomoso de Albizia saman (Campano), corteza de Guazuma ulmifolia (Guácimo) y corteza y semilla de Moringa oleífera (Moringa), en muestras de agua cruda tomadas del río Sinú, con niveles de turbidez inicial entre 56 y 300 unidades nefelométricas de turbidez (UNT). Con ensayos de jarras, se determinó las eficiencias de remoción de turbidez, como una función del porcentaje de actividad coagulante, para dosis aplicadas entre 5 mg/L a 200 mg/L. Aunque el Carbono Orgánico Total (COT) es un parámetro importante en la calidad del agua, no se incluyó en este estudio debido a que se ha hallado que la turbidez del rio Sinú es de origen sedimentario y su corriente tiene una baja carga orgánica. Las eficiencias de remoción variaron de 40% (con turbidez menores a 100 UNT) hasta 90% (con turbidez inicial mayor a 150 UNT), para dosis óptimas de 10 mg/L a 40 mg/L de extractos de tallos de H. cf. trigonus, exudado gomoso de A. saman, y cortezas de G. ulmifolia y de M. oleífera. El extracto de mayor eficiencia fue el obtenido de la semilla de M. oleífera, siendo más efectivo con turbidez mayor a 150 UNT, logrando una actividad coagulante hasta del 98%.

Five natural coagulants extracts in saline were evaluated: stems Hylocereus cf. trigonus (Cactus), exudate gum Albizia saman (Campano), bark Guazuma ulmifolia (Guácimo) and bark and seed of Moringa oleífera (Moringa) in raw water samples taken from the Sinú river with initial turbidity levels between 56 and 300 nephelometric turbidity units (NTU). With Jar tests, the turbidity removal efficiencies as a function of percent activity coagulant dosages applied between 5 mg/L to 200 mg/L was determined. Although the Total Organic Carbon (TOC) is an important parameter of the water quality, it was not included in this study because it has been found that the Sinú river turbidity is from sedimentary origin and its stream has a low organic load. The optimal extract dosage was found to be between 10 mg/L and 40 mg/L obtaining removal efficiencies from 40% (turbidity lower than 100 NTU) to 90% (initial turbidity higher than 150 NTU) for extracts of stems H. cf. trigonus, exudate gum A. saman, bark G. ulmifolia and bark M. oleífera. The M. oleífera seed extract had the greatest turbidity removal efficiency even when using an initial turbidity higher than 150 NTU, achieving a coagulant activity up to 98%.

El objetivo de este trabajo fue evaluar la técnica electrocinética para la remediación de suelos contaminados con mercurio de la mina El Alacrán, ubicada en la cuenca del río San Jorge en el departamento de Córdoba, Colombia. Soluciones de KI y NaCl fueron usadas como agentes complejantes para la remoción del mercurio en dos concentraciones 0.01 y 0.05 M, aplicando voltajes de 30 y 40 V respectivamente. Los mejores resultados fueron obtenidos cuando el KI se usó como agente complejante, alcanzando porcentajes de recuperación hasta de 98.7%. los tratamientos donde el NaCl se usó como agente complejante no alcanzaron recuperaciones significativas (< 1%), excepto cuando se usó una concentración de 0.05 M de NaCl con un voltaje de 40 V alcanzando una recuperación de 38%. En todos los experimentos, el mercurio se movió hacia el ánodo, debido a la formación de complejos de naturaleza aniónica y se observó que incrementando la concentración y el voltaje, una mayor eficiencia y velocidad de remoción de mercurio del suelo fue alcanzada. Los resultados muestran que el ioduro tiene propiedades que lo hacen una solución electrolítica prometedora para la remoción del mercurio en suelos contaminados.

The aim of this work was to evaluate the electrokinetic technique for remediation of mercury contaminated soils from the mine El Alacrán, located in the San Jorge river basin from Colombian's Córdoba department. KI and NaCl solutions were used as complexing agents for removing mercury at two concentrations 0.01 M and 0.05 M, by applying voltages of 30 and 40 V respectively. The best results were obtained when KI was used as complexing agent, reaching percentages of recovery up to 98.7%. The treatments where NaCl was used as complexing agent not achieved significant recoveries (< 1%), except when was used a concentration of 0.05 M NaCl with an applied voltage of 40 V reaching a recovery of 38%. In all experiments, the mercury moved towards the anode due to complexation of anionic nature complex and was observed that increasing concentrations and voltages a more efficient and speedy removal of mercury in the soil was achieved. The results showed that the iodide has properties that make it a promising electrolyte solution for the removal of mercury in the soil.

Resumen Objetivo: El objetivo de este estudio fue evaluar la expresión de genes asociados con estrés oxidativo, inflamación y daño al ácido desoxirribonucleico (ADN) en trabajadores de carpinterías en Sucre (Colombia). Materiales y métodos: Aleatoriamente fueron seleccionados 41 individuos de sexo masculino: 28 expuestos y 13 controles, con edades entre 32.3±7.9 y 33.2±8.4 años, respectivamente. Se colectaron muestras de sangre periférica y se realizaron análisis hematológicos y de marcadores de daño hepático. En 24 individuos expuestos y 10 controles se realizó análisis de expresión génica para marcadores de estrés oxidativo, inflamación y daño al ADN usando reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real. Resultados: Los parámetros hematológicos y de daño hepático estuvieron dentro de los valores de referencia. La expresión génica de la P53 y BCL-2, genes asociados con el daño al ADN, fue significativamente mayor para el grupo expuesto en comparación con el grupo control. Conclusión: En ausencia de cambios en marcadores hematológicos o de daño hepático, personas expuestas a solventes en Sucre tienen niveles de expresión elevados para los genes P53 y BCL-2. Estos genes podrían ser candidatos útiles como biomarcadores moleculares relacionados con la exposición a solventes.

Abstract Objective: The aim of this study was to evaluate the expression of genes related to oxidative stress, inflammation and deoxyribonucleic acid (DNA) damage in carpentry workers from Sucre, Colombia. Materials and methods: 41 male individuals were randomly selected, 28 exposed and 13 controls, with ages 32.3 ± 7.9 and 33.2 ± 8.4 years old, respectively. Peripheral blood samples were collected and used for hematological and liver damage markers analysis. Gene expression analysis for oxidative stress, inflammation and DNA markers was performed using Real-Time Polymerase Reaction on 24 exposed and 10 controls. Results: Hematological parameters and liver damage markers were found within the reference values. Gene expression of P53 and BCL-2, genes related to DNA damage, was significantly greater for the exposed group when compared with the control group. Conclusion: In the absence of hematological or hepatic damage markers, individuals exposed to solvents in Sucre have increased gene expression for P53 and BCL2. These genes may be useful candidates as molecular biomarkers related to solvent exposure.

En este estudio se evaluó, in vitro, la capacidad de acumulación de mercurio (Hg) que pueda poseer la caña flecha (Gynerium sagittatum) (Aubl) Beauv. como una alternativa viable de ser implementada para la rehabilitación de suelos contaminados. Este estudio fue realizado en el laboratorio de Biotecnología Vegetal de la Universidad de Sucre (9º18' N, 75º23' O). Se usó un diseño experimental de bloques al azar, un análisis de varianza para comparación de medias, una prueba de Tukey (p≤0,05) para la establecer las diferencias significativas entre los tratamientos, pruebas de normalidad (Kolmogorov-Smirnov) y test de homogeneidad de varianza de Bartlett. Los análisis de mercurio se realizaron en un espectrofotómetro de absorción atómica Thermo Electron S4, provisto de una celda con ventanas de cuarzo, por el método de espectroscopia de absorción atómica con vapor frío. Los resultados muestran que la parte de la planta que presenta mayor acumulación es la raíz con 55,98 µg g-1 HgT, seguida de los tallos-hojas con 14,84 µg g-1 HgT, valores relacionados con el grado de concentración del metal en el medio de cultivo. Además, la acumulación de mercurio en raíces y tallos aumentó con el tiempo. En conclusión, in vitro esta planta acumula Hg debido a las altas concentraciones en sus tejidos sin afectar la viabilidad de las plantas.

In this in vitro study was evaluated the potential for accumulation of mercury (Hg) that can hold the cane arrow (Gynerium sagittatum) (Aubl) Beauv. as a viable alternative to be implemented for the rehabilitation of contaminated soils. This study was conducted at the Plant Biotechnology Laboratory, University of Sucre (9º 18' N, 75° 23' W). An experimental design was randomized block, an analysis of variance to compare means, Tukey test (p ≤ 0.05) to establish significant differences between the treatments, tests of normality (Kolmogorov-Smirnov) and homogeneity test Bartlett variance. The mercury analyses were performed on atomic absorption spectrophotometer Thermo Electron S4, a cell equipped with quartz windows, by the method of atomic absorption spectrometry with cold steam. The results show that the plant part that presents the greatest accumulation is the root with 55.98 mg g-1 HgT, followed by the stems, leaves 14.84 g g-1 HgT and these values are related to the degree of metal concentration in the culture medium. Furthermore, the accumulation of mercury in roots and stems increased with time. In conclusion, in vitro this plant accumulates due to the high Hg concentrations in their tissues without affecting the viability of plants.

La contaminación de suelos por el mercurio resultante de la explotación aurífera puede ser remediada mediante la utilización de plantas que lo acumulan en sus tejidos, disminuyendo su impacto sobre los ecosistemas y la salud humana. En este trabajo se determinó la influencia del grado de contaminación, la aplicación de ácido cítrico y tiempo de crecimiento del guarumo, sobre la tasa de remoción de mercurio en suelo. Después de 4 meses de crecimiento, los porcentajes de remoción estuvieron entre 15.7% y 33.7% debido a la capacidad del guarumo para acumular grandes cantidades del metal sin presentar efectos tóxicos considerables, así como al alto contenido de mercurio biodisponible en los suelos contaminados, lo que conllevó también a que el ácido cítrico no tuviera una influencia significativa sobre la recuperación de Hg; por lo cual se concluyó, que el guarumo es una especie con capacidad fitorremediadora.

Soil pollution by mercury resulting from gold mining, can be remedied by using plants that accumulate this metal in their tissues, reducing their impact on ecosystems and human health. In this study, the influence of the degree of contamination, the application of citric acid and growth time of Cecropia peltata, on the rate of removal of mercury in soil was determined. After 4 months of growth, removal rates were between 15.7 and 33.7%, due to the capacity of Cecropia peltata to accumulate large quantities of metal without substantial toxic effects and to the high content of bioavailable mercury present in contaminated soils, which also caused that the citric acid had no significant influence on the Hg recovery which led to the conclusion that the guarumo is a species with phytoremediation capacity.