ABSTRACT In current agriculture it is necessary to control the safety of the food that is produced, for this it is vital to take into account the levels of contamination caused by heavy metals. One aspect to consider is the study of soil quality to preserve or improve its productivity, in order to guarantee environmental protection, human health and food safety. Trace elements in high concentrations in soils are food toxins with negative effects on health that manifest themselves in the long term as a result of the consumption of contaminated food and water. The objective of this work is: to study mathematical models to predict the behavior of cobalt, lead and zinc concentrations in agricultural soil, adjacent to the dumping of industrial waste in the San José de las Lajas municipality. For this, the concentration data of heavy metals cobalt (Co), lead (Pb) and zinc (Zn) were taken from the year 2005 to the year 2018 to predict their behavior from the use of statistical-mathematical tools until the year 2034. It was obtained that, according to the mathematical models obtained, these soils should not be used to grow vegetables for consumption, at least until 10 years after this investigation.

RESUMEN En la agricultura actual es necesario controlar la inocuidad de los alimentos que se producen, para ello es vital tener en cuenta los niveles de contaminación que provocan los metales pesados. Un aspecto a considerar es el estudio de calidad del suelo para conservar o mejorar su productividad, de forma que se garantice la protección ambiental, la salud humana y la seguridad alimentaria. Elementos traza en concentraciones elevadas en suelos son tóxicos alimentarios con efectos negativos sobre la salud que se manifiestan a largo plazo como resultado del consumo de aguas y alimentos contaminados. El presente trabajo plantea como objetivo: estudiar modelos matemáticos para predecir el comportamiento de las concentraciones de cobalto, plomo y zinc en un suelo agrícola, aledaño al vertimiento de residuos industriales en el municipio San José de las Lajas. Para ello se tomaron los datos de concentración de metales pesados cobalto (Co), plomo (Pb) y zinc (Zn) desde el año 2005 al año 2018 para predecir su comportamiento a partir del uso de herramientas estadístico-matemáticas hasta el año 2034. Se obtuvo que, según los modelos matemáticos obtenidos, estos suelos no deban emplearse para cultivar hortalizas con objeto de consumo, al menos hasta 10 años después de esta investigación.

Abstract Environments contaminated with metals can induce accumulation of trace metals in soft tissues of marine fauna resulting in negative effects. The oral brooding sea star Anasterias minuta is one of the most con spicuous macro-invertebrate top-predator species in the Atlantic Patagonian rocky shores that could accumulate trace elements and be used as biomonitor of coastal metal pollution. The aim of this study was to quantify metals concentrations on gonads of A. minuta populations in an anthropogenic impacted and in a natural protected area. Sea stars A. minuta were collected from two rocky intertidal populations in San Matías Gulf, near an iron-ore loading wharf at Punta Colorada (PC), and in the Natural Protected Area Puerto Lobos (PL), located 35 km south to PC. The essential metals Fe, Mn, Zn, Cu, Cr and Ni, and the non-essential metal Cd and As were present in gonads of A. minuta from both populations. However, the essential metal Co and the non-essential metal Pb were only detected in the Natural Protected Area PL, with values below to quantification limit at PC. As high metal concentrations can impact negatively on sea star populations and shore habitats, this metal survey obtained from gonads of A. minuta populations could be useful as a reference to start a monitoring program in urbanized and marine protected areas.

Resumen Los ambientes contaminados con metales pueden inducir a la acumu lación de metales trazas en los tejidos blandos de la fauna marina, resultando en efectos negativos. La estrella de mar incubadora Anasterias minuta es una de las especies de depredadores superiores de macroinvertebrados más conspicuas en las costas rocosas de la Patagonia Atlántica que podría acumular elementos traza y usarse como biomonitor de la contaminación costera por metales. El objetivo de este estudio exploratorio fue cuantificar las concentraciones de metales en las gónadas de poblaciones de A. minuta en un área con impacto antrópico y en un Área Natural Protegida. Las estrellas de mar A. minuta fueron recolectadas de dos poblaciones intermareales rocosas del Golfo San Matías, cerca de un muelle de carga de mineral de hierro en Punta Colorada (PC), y en el Área Natural Protegida Puerto Lobos (PL), ubicada 35 km al sur de PC. Los metales esenciales Fe, Mn, Zn, Cu, Cr y Ni, y los metales no esenciales Cd y As estuvieron presentes en las gónadas de ambas poblaciones de A. minuta. Sin embargo, el metal esencial Co y el metal no esencial Pb fueron solo detectados en el Área Natural Protegida PL, con valores inferiores al límite de cuantificación en PC. Dado que las altas concentraciones de metales pueden tener un impacto negativo en las poblaciones de estrellas de mar y los hábitats costeros, estos datos de metales obtenidos de las gónadas de las poblaciones de A. minuta podrían ser útiles como referencia para comenzar un programa de monitoreo en áreas urbanizadas y marinas protegidas.

Resumen: Los vegetales son una fuente rica en macro y micronutrientes. En particular, la papa y el boniato se consumen ampliamente, siendo de los cultivos más importantes a nivel mundial. Por tanto, la contaminación de estos productos debido a la presencia de contaminantes inorgánicos es de gran preocupación. Considerando la creciente tendencia de consumo saludable de estos tubérculos y raíces con su cáscara, rica en fibra y otros nutrientes, el análisis del alimento entero podría brindar información valiosa con relación a su seguridad. Debido a esto, se estudió la presencia de As, Cd y Pb en papas y boniatos pelados y enteros. Para ello, se optimizaron y validaron métodos analíticos según los requerimientos de la Association of Official Analytical Collaboration International (AOAC) para análisis de alimentos. A pesar de que el contenido de arsénico (As), cadmio (Cd) y plomo (Pb) fue en la mayoría de los casos menor a un tercio de los valores máximos permitidos para estos contaminantes, la presencia de Cd se detectó en todos los boniatos enteros y no así en los pelados. El mismo comportamiento se observó para la presencia de Pb en la mayoría de las muestras de boniato analizadas. Esto señala la necesidad de generar información sobre el contenido de estos contaminantes en el alimento entero y disponer de metodologías analíticas para ello, de manera de poder realizar una evaluación de riesgo de acuerdo con los hábitos de consumo.

Abstract: Vegetables are a rich source of macro and micronutrients. Particularly, potatoes and sweet potatoes are widely consumed and are two of the most important food crops in the world. Therefore, contamination of these products due to their content of inorganic contaminants is of great concern. Considering the healthy trend of consuming these tubers and roots with their skins, which are rich in fiber and other nutrients, analysis of the whole product could provide valuable information in relation to their food safety. Therefore, the presence of arsenic (As), cadmium (Cd) and lead (Pb) in peeled and whole potatoes and sweet potatoes was studied. To do so, analytical methods were optimized and validated according to the Association of Official Analytical Collaboration International (AOAC) requirements for food analysis. Although the content of As, Cd and Pb was in most cases more than three times below the maximum allowed levels for these contaminants, the presence of Cd was detected in the samples of whole sweet potato but not in the peeled ones. The same behavior was observed for Pb in most of the sweet potato samples analyzed. This information points to the need to generate information on the whole root and tuber contaminants content, and to have analytical methods available to gather data on the occurrence of these contaminants in the whole vegetable in order to perform their risk assessment according to the consumption habits.

Resumo: Os vegetais são uma rica fonte de macro e micronutrientes. Particularmente a batata e a batata-doce são amplamente consumidas sendo uma das culturas alimentares mais importantes do mundo. Portanto, a contaminação desses produtos pelo conteúdo de contaminantes inorgânicos é preocupante. Considerando a tendência de consumo saudável desses tubérculos e raízes com suas cascas, ricas em fibras e outros nutrientes, a análise do conjunto poderia fornecer informações valiosas em relação à sua segurança. Portanto, a presença de arsênico (As), cádmio (Cd) e chumbo (Pb) em batatas descascadas e inteiras e batata-doce foi estudada. Assim, os métodos analíticos foram otimizados e validados de acordo com os requisitos da Association of Official Analytical Collaboration International (AOAC) para análise de alimentos. Embora o teor de As, Cd e Pb estivesse na maioria dos casos mais de três vezes abaixo dos níveis máximos permitidos estabelecidos para esses contaminantes, a presença de Cd foi detectada em todas amostras de batata-doce inteira, mas não nas descascadas. O mesmo comportamento ocorre para a presença de Pb na maioria das amostras de batata-doce analisadas. Esta informação aponta para a necessidade de gerar informação de todo o teor de contaminantes radiculares, dispor de métodos analíticos para recolher dados sobre a ocorrência destes contaminantes em toda a hortaliça realizando a sua avaliação de risco de acordo com os hábitos de consumo.

Resumen: Los metales pesados en los suelos agrícolas son absorbidos y pueden ser acumulados por los cultivos, representando un riesgo potencial a la salud humana. La presente investigación tuvo como objetivo estudiar la concentración y transferencia de Cd, Cr, Cu, Pb y Zn en lechugas irrigadas con aguas tratadas cultivadas bajo diferentes prácticas agrícolas. Cuatro tratamientos fueron evaluados: 1.- riego rodado sin acolchar sin composta, 2.- riego con cintilla sin acolchar con composta, 3.- riego con cintilla con acolchado sin composta, 4.- riego con cintilla con acolchado con composta. Las concentraciones detectadas de Cd, Cr, Pb y Zn en parte comestible de lechugas rebasaron los niveles máximos permisibles en vegetales que establece la referencia de la Unión Europea. En el caso de Cd, mostró una alta capacidad de transferirse del suelo a la planta, lo que representa un riesgo a la salud aún mayor. Las prácticas agronómicas de riego con cintilla, utilizando agua proveniente de una planta de tratamiento de aguas residuales, acolchado plástico y abonado orgánico reducen discretamente la concentración e índice de transferencia de Cd, Cr, Cu, Pb y Zn en parte comestible de lechuga debido a que promueven un incremento en la producción de biomasa, lo que a su vez afecta la dilución de los metales pesados en los tejidos de las plantas.

Summary: Heavy metals can be found in agricultural soils, absorbed and accumulated by crops, representing a public health risk. This research aimed to study the influence of agricultural practices on the concentration of heavy metals cadmium (Cd), chromium (Cr), copper (Cu), lead (Pb), and zinc (Zn) in lettuce irrigated with treated water and determined the level of risk to human health. Four treatments were evaluated: (1) Flood irrigation without mulch and compost; (2) Drip irrigation without mulching with compost; (3) Drip irrigation with mulch without compost; (4) Drip irrigation with mulch and compost. The detected concentrations of Cd, Cr, Pb and Zn in the edible part of lettuce exceeded the maximum permissible levels in vegetables established by the European Union reference. In the case of Cd, it showed a high capacity to be transferred from the soil to the plant, which represents an even greater health risk. The agronomic practices of drip irrigation, using water from a wastewater treatment plant, plastic mulch and organic fertilizer slightly reduce the concentration and transfer rate of Cd, Cr, Cu, Pb and Zn in the edible part of lettuce, promoting an increase in biomass production, which in turn affects the dilution of heavy metals in plant tissues.

Resumen La falta de energía en zonas rurales es un problema que afecta principalmente a los países en vías de desarrollo. Actualmente se buscan alternativas eficientes y sostenibles que solucionen este problema. La presente investigación evaluó la producción volumétrica y composición de biogás de 12 mezclas de tres tipos de sustratos (estiércol de vaca, cerdo y cuy). Los sustratos fueron caracterizados para conocer su porcentaje de humedad, cenizas, materia orgánica, nitrógeno Kjeldahl, relación C/N y metales totales. Luego se evaluó durante 23 días la producción volumétrica de biogás en cada sistema por triplicado y finalmente se analizó la composición del biogás. Los contenidos de materia orgánica, nitrógeno y relación C/N fueron muy similares a los reportados por varios autores; en los tres sustratos se observó la presencia de metales pesados como cobre y níquel. Solo en el estiércol de vaca de observó plomo. Por otro lado, se halló elementos traza que son beneficiosos para la digestión anaerobia, como el selenio en el estiércol de cuy. El sistema que generó mayor volumen de biogás fue el sistema S3, el cual contenía 25% de estiércol de vaca, 25% de estiércol de cerdo y 50 % de estiércol de cuy. Rindió 33.6 ± 0.42% de metano. La producción volumétrica y porcentaje de metano en el biogás se vio afectada directamente por la presencia de metales que inhiben o ralentizan el desarrollo de microorganismos metanogénicos.

Abstract The lack of energy in rural areas is a problem that mainly affects developing countries. Efficient and sustainable alternatives are currently being sought that can solve this problem. The present investigation evaluated the volumetric production and biogas composition of 12 mixtures of three types of substrates (cow, pig and guinea pig manure), the substrates were characterized to know their percentage of moisture, ashes, organic matter, Kjeldahl nitrogen, C/N ratio and total metals, then the volumetric production of biogas was evaluated for 23 days in each system in triplicate and finally the composition of the biogas was analyzed, the contents of organic matter, nitrogen and C/N ratio were very similar to that reported by several authors, in the three substrates the presence of heavy metals such as copper and nickel was observed, only in cow manure was lead observed, on the other hand the presence of trace elements that are beneficial for anaerobic digestion such as selenium was also observed in guinea pig manure. The system that generated the highest volume of biogas was system S3, which contained 25% cow manure, 25% pig manure and 50% guinea pig manure, producing 33.6 ± 0.42% methane. The volumetric production and percentage of methane in the biogas was directly affected by the presence of metals that inhibit or slow down the development of methanogenic microorganisms.

Resumen En esta investigación se midieron las concentraciones de PM10 en la Universidad Nacional Tecnológica de Lima Sur (UNTELS), ubicada en Lima Sur, del 06 al 13 de marzo de 2020. Para examinar que las concentraciones de aerosol-PM10 se han aplicado dos técnicas que son: trayectoria de parcela de aire de llegada de PM10 y el análisis de clúster a los metales traza para detectar el transporte de aerosol-PM10 desde lugar remoto a Lima Sur y encontrar las fuentes-locales de elementos-partículas respectivamente, por primera vez en Lima Sur. La trayectoria de llegada de PM10 en UNTELS ha demostrado que los valores altos de las concentraciones de PM10 están asociados con la masa de aire que se origina desde el noroeste de Lima, sin embargo, los valores bajos de las partículas de PM10 están relacionados con la alta humedad de parcela de aire que se originan en el Sur-Sureste (SSE) del Océano Pacífico.

Abstract In this research, PM10 concentrations were measured at the Universidad Nacional Tecnológica de Lima Sur (UNTELS), located in southern Lima, from March 06 to 13, 2020. To examine the aerosol-PMw concentrations and their metals, two techniques were applied. These were: the PM10 air-mass-backward trajectory prediction and the trace metals cluster analysis in order to detect the transport of aerosol-PM10 from remote places to southern Lima, and to find the local sources of elements-particles, respectively. This was done for the first time in southern Lima. The air-mass-backward estimation trajectory of PM10 at UNTELS has shown that high values of the PM10 concentrations are associated with air masses originating and entering from the NW of Lima. However, the low values of PM10 particles are linked with the high humidity of air masses originating from the SSE coming from the Pacific Ocean.

ABSTRACT Source apportionment studies rely on source emission profiles, which in some instances are locally scarce or non-existent. Thus, estimations are done using profiles obtained from other geographical sites, which brings a certain degree of uncertainty in the outcomes of such studies. This work presents the results of near-field measurement of 12 types of fine particle emission sources to develop local-region source profiles in the Monterrey Metropolitan Area. The source profiles include a chemical characterization of trace elements and carbonaceous fraction. A statistical analysis based on the Pearson distance and similarity identity distance was conducted to ensure the uniqueness of each source profile. Overall, the most dominant species in the profiles were organic and elemental carbon, and elemental sulfur, whereas the least abundant were transition metals. The meat-cooking operations profiles exhibited the highest organic carbon to elemental carbon ratios, which were 7-40 times higher than those for biomass burning and vehicle exhausts profiles. The urban construction profile was dominated by crustal elements, while the suburban area profile exhibited an internal mixing with anthropogenic compounds. The source profiles in this study were distinguishable, as determined by preliminary tests for each pair of chemical source profiles. These profiles could be used to implement receptor models in urban sites with similar characteristics.

RESUMEN Los estudios de atribución de fuentes se basan en perfiles de emisión de fuentes que en algunos casos son escasos o inexistentes; por lo tanto, las estimaciones se realizan utilizando perfiles obtenidos de otros sitios geográficos, lo que genera un cierto grado de incertidumbre en sus resultados. Este trabajo presenta los resultados de una medición en campo cercano de 12 tipos de fuentes de emisión de partículas suspendidas finas, con el fin de desarrollar perfiles para fuentes ubicadas en el Área Metropolitana de Monterrey. Los perfiles de emisión incluyen una caracterización química de elementos traza y la fracción carbonácea de las partículas. Se realizó un análisis estadístico basado en la distancia de Pearson y la distancia de identidad de similitud para garantizar la singularidad de cada perfil de fuente. En general, las especies más dominantes en los perfiles fueron el carbono orgánico, el carbono elemental y el azufre elemental, mientras que las menos abundantes fueron los metales de transición. Los perfiles de operaciones de cocción de alimentos exhibieron las proporciones más altas de carbono orgánico a carbono elemental, que fueron de 7 a 40 veces más altas que las de los perfiles de quema de biomasa y emisiones de vehículos. El perfil de construcción urbana estuvo compuesto principalmente por elementos de origen de la corteza terrestre, mientras que el perfil del área suburbana exhibió una mezcla de compuestos antrópicos. Los perfiles de emisión difieren entre sí, según lo determinado por pruebas de similitud para cada par de perfiles de fuentes químicas. Estos perfiles podrían usarse para implementar modelos de receptores en sitios urbanos con características similares.

ABSTRACT In studies of contamination by trace elements in aquatic environments, sediments constitute a key line, since by acting as traps for numerous compounds they behave as secondary sources of contamination in the marine environment, thus affecting the ecological and biogeochemical balance of the ecosystem. Due to the existing lack of knowledge about the concentration levels of pollution indicator elements in the sediments of the marine-coastal zone associated with the Nuevitas maritime terminal (Cuba), the objective of this research was to evaluate the contamination by As, Ni, Cu, Pb, Zn and Cr in sediments from that area by determining the total content, comparing it direcly to reference concentrations established in international sediment quality guidelines, and using enrichment indices. The sediments were collected during May 2016 in six stations with influence of the maritime terminal, and digested according to the EPA 3052 method. Atomic emission spectroscopy with an inductively coupled plasma source was used as a detection technique. The evaluation of the total content in sediments showed that the order of abundance of the analyzed elements was Cr > Zn > Ni > Pb > Cu > As. Concentrations that exceed the corresponding probable effect level (PEL) for most of the studied elements were detected In the sediments of stations E1, E3 and E5. Cr and Ni showed higher levels than those causing moderate biological effects (ERM). Through the enrichment factors it was verified that Ni levels in the sediments are due to natural causes and that there is a moderately severe or severe Cr enrichment in the sediments of stations E1, E3, E6 and E5, evidencing the anthropic character of such contamination.

RESUMEN En los estudios de contaminación por elementos traza en los ambientes acuáticos los sedimentos constituyen un renglón clave, ya que actúan como trampas para numerosos compuestos, afectando así el equilibrio ecológico y biogeoquímico del ecosistema. Debido al desconocimiento existente sobre los niveles de concentración de elementos indicadores de contaminación en los sedimentos de la zona marino-costera asociada a la terminal marítima de Nuevitas (Cuba), el objetivo de la presente investigación fue evaluar la contaminación por As, Ni, Cu, Pb, Zn y Cr en sedimentos de esa zona mediante la determinación de los contenidos totales, su comparación directa con concentraciones de referencia establecidas en guías internacionales de calidad de sedimentos y el empleo de índices de enriquecimiento. Los sedimentos fueron recolectados en mayo de 2016 en seis estaciones donde existe influencia de la terminal marítima, y digeridos según el método EPA 3052. Se empleó como técnica de detección espectroscopia de emisión atómica con fuente de plasma acoplado inductivamente. La evaluación del contenido total en los sedimentos mostró que el orden de abundancia de los elementos analizados fue: Cr > Zn > Ni > Pb > Cu > As. En los sedimentos de las estaciones E1, E3 y E5 se detectaron concentraciones que sobrepasan los niveles de efecto probable (PEL, por sus siglas en inglés) correspondientes a la mayoría de los elementos estudiados, destacándose el Cr y el Ni por superar los niveles causantes de efectos biológicos moderados (ERM). Se comprobó, mediante los factores de enriquecimiento, que los niveles de Ni en los sedimentos se deben a causas naturales y que existe un enriquecimiento moderadamente severo o severo de Cr en los sedimentos de las estaciones E1, E3, E6 y E5, evidenciando el carácter antrópico de dicha contaminación.

RESUMEN Se estudia los efectos de los eventos ambientales para las condiciones de vida durante los periodos de ocupación, comparando los suelos aluviales y los pisos de ocupación que se formaron durante el Holoceno tardío en el valle de Moche (costa norperuana). El estudio microcontextual comprende (1) la identificación de la microsuperficie en el campo; (2) el análisis micromorfológico de secciones delgadas; (3) la caracterización multiescalar de los componentes del suelo a partir del análisis con estereomicroscopio digital y microscopio electrónico de barrido. La secuencia aluvial consiste en una alternancia de 6 m de espesor de arcilla limosa orgánica, estratos arenosos finos con estratos de carbón vegetal ceniciento bien conservados y lechos arenosos grises masivos. Esta alternancia refleja episodios estables con una densa vegetación de cañaveral, afectada regularmente por incendios forestales que se alternan con sequías e invasiones de arena de las dunas costeras durante los eventos de El Niño. Las fechas de 14C muestran que estas condiciones contrastantes duraron un milenio hasta el establecimiento del imperio Mochica en la Huaca en 300 años cal. AC. En las superficies impactadas se recuperaron vesicular-escoriáceos producidas por la fusión instantánea de los componentes del suelo, cuarzo de origen biológico y polímeros nanoestructurados formados a partir de la ionización instantánea de la vegetación de caña, todos ellos con recubrimientos de metales FeCrNi. Se rastrea el impacto en la superficie del suelo de la carga de partículas, los relámpagos, la producción de nanoaerosoles por electrificación atmosférica mejorada, es decir, el calentamiento por destellos, la vaporización por choque, la polimerización por plasma de la vegetación y de la matriz anfitriona. El estudio muestra la ocurrencia en los depósitos de ocupación de la plataforma basal Uhle al pie de la Huaca de la Luna de una microfacies cenicienta cementada similar asociada a un depósito funerario con ofrendas de alimentos en vasijas rituales y a una intrigante escoria vesicular. Este depósito ritual de ofrendas de larga duración a los muertos se interpreta como el registro conmemorativo del conocimiento Mochica de los materiales de larga duración producidos por procesos plasmáticos desencadenados por el rayo. Este estudio integrado de los contextos ambiental y cultural refuta las suposiciones anteriores sobre la ingeniería a largo plazo de la llanura aluvial cultivable para contrarrestar la invasión de arena y las inundaciones torrenciales. Por el contrario, se demuestra que el establecimiento de las pirámides Moche se produjo durante un período de estabilidad de la llanura aluvial marcado por eventos naturales de alta energía y procesos de iluminación que ofrecían acceso a recursos de suelo duraderos de importantes valores sociales.

ABSTRACT The effects of environmental events on living conditions during occupation periods are studied by comparing alluvial soils and occupation floors that formed during the late Holocene in the Moche valley (North Peruvian coast). The microcontextual study comprises (1) microsurface identification in the field; (2) micromorphological analysis of thin sections; (3) multi-scale characterization of soil components based on digital stereo microscope and scanning electron microscope analysis. The alluvial sequence consists of a 6 m thick alternation of organic silty-clay, fine sandy strata with well-preserved ashy charcoal strata and massive grey sandy beds. This cyclical pattern reflects alternation of stable episodes with a dense reed-bed vegetation, regularly affected by wildfires and drought marked by sand invasions from coastal dunes during El Niño events. The 14C dates show that these contrasting conditions lasted for one millennium up to establishment of the Mochica empire at the Huaca at 300 years cal. BC. Vesicular slags produced by flash-melting of the soil components, biosourced quartz and nanostructured polymers formed from flash-ionization of the reed vegetation, all with FeCrNi metals coatings, were retrieved in the fired surfaces. They trace impact at the soil surface of electrically charged particles, lightning-flashes, nanoaerosol production by enhanced atmospheric electrification, i.e., flash-heating, shock vaporization, plasma-polymerization of the vegetation and the host matrix. The study shows the occurrence in the basal Uhle platform occupation deposits at the foot of the Huaca de la Luna of similar cemented ashy microfacies associated with a funerary deposit with food offerings in ritual vessels and an intriguing scoriaceous slag. The evidence for ritual disposal of imperishable offerings to deaths is interpreted as the memorial record of the Mochica knowledge of long-lived materials produced by lightning-triggered plasma processes. This integrated study of the environmental and cultural contexts refutes previous assumptions of long-term engineering of the arable alluvial plain to counteract sand invasion and torrential floods. In contrast, the establishment of the Moche pyramids is shown to have occurred during a period of floodplain stability marked by high-energy natural events and lightning processes that offered access to durable soil resources of important social values.

RESUMEN En México, la contaminación por elementos potencialmente tóxicos en el suelo y el agua representa importantes problemas ecológicos y de salud. Las plantas capaces de crecer en terrenos antropogénicamente modificados reflejan su capacidad de adaptación a diversas condiciones ambientales. La mayoría de los estudios de fitorremediación se lleva a cabo en condiciones de laboratorio, y sólo unos pocos estudios evalúan la capacidad de fitoextracción in situ. Esta revisión resume la información obtenida de fuentes científicas sobre los estudios de fitorremediación in situ realizados en México. El 85 % de los estudios reportados corresponde a sitios contaminados con metales traza por actividades mineras. Se describen plantas con potencial para ser utilizadas como acumuladoras o hyperacumuladoras de elementos potencialmente tóxicos, como Hydrocotyle ranunculoides, Parietaria pensylvanica y Commelina diffusa para Zn; Rorippa nasturtium-aquaticum y Simsia amplexicaulis para Cu; Nicotina glauca, Flaveria angustifolia y Flaveria trinervia para As y Buddleja scordioides para la fitoremediación de suelos contaminados por Pb. Las especies de plantas nativas deben estudiarse para establecer mecanismos de fitoextracción de metales y la interacción agua-suelo-microorganismos para mejorar la eficiencia de la fitorremediación in situ. La información aquí descrita tiene utilidad para planificar la remediación de sitios contaminados por elementos potencialmente tóxicos en México y para diferentes sitios del mundo.

SUMMARY In Mexico, contamination by potentially toxic elements in soil and water represents important ecological and health problems. Plants capable of growing on anthropogenically-modified soils reflect their ability to adapt to diverse environmental conditions. Most of the phytoremediation studies are carried out under laboratory conditions, and only a few studies evaluate the phytoextraction capacity in situ. This review summarizes the information obtained from scientific sources on in situ phytoremediation studies carried out in Mexico. Eighty-five percent of the studies corresponded to sites contaminated with trace metals by mining activities. Plants with potential to be used as accumulators or hyperaccumulators of potentially toxic elements are described, such as Hydrocotyle ranunculoides, Parietaria pensylvanica and Commelina diffusa for Zn; Rorippa nasturtium-aquaticum and Simsia amplexicaulis for Cu; Nicotina glauca, Flaveria angustifolia and Flaveria trinervia for As, and Buddleja scordioides for phytoremediation of soils contaminated by Pb. Native plant species should be studied to establish mechanisms of metal extraction and the water-soil-microorganisms interaction to improve the efficiency of in situ phytoremediation. The information described here can be useful for planning the remediation of sites contaminated by potentially toxic elements in Mexico and other parts of the world.

ABSTRACT The groundwater of the north of the Buenos Aires province is the most used resource for the water supply for different purposes. This justifies deepening the local hydrogeological information in relation to trace elements (ET) to improve quality diagnosis. The objectives of this work were to: a) analyze the water level fluctuations in two periods and their effect on the physical-chemical water quality, b) evaluate the groundwater variation of As, Mo, Zn, Cr, Cu, Pb, Mn and Fe concentrations in recharge and discharge positions, in winter and summer and in two years with contrasting levels of the water table and, c) compare their ET concentrations with groundwater quality levels for human consumption, irrigation and animal drink, in a piezometers network with natural flow regime installed in five microbasins under exclusively agricultural production. In very different climatic years, the piezometers’s positioning in the landscape, sample extraction depth and the season of the year produced important differences in the ET concentrations. In addition to As, which was concentrated towards the discharge and in depth, particularly in summer, and Mo, also with high mobility and concentration at the base of the aquifer, the increase of the remaining ET concentrations at the aquifer base during periods of low recharge, and especially in summer, could represent a risk to health and the environment. As, Mo and Zn thresholds were exceeded in 70, 50 and 25% for human consumption, irrigation and animal drinking purposes, respectively. This indicates the treatment need for As abatement, Mo dilution and the inclusion of Zn concentration in the animal diet elaboration.

RESUMEN El agua subterránea del norte de la provincia de Buenos Aires es el recurso más utilizado en el suministro de agua para diferentes fines. Ello justifica profundizar la información hidrogeológica local en relación a elementos traza (ET) para mejorar el diagnóstico de su calidad. Los objetivos del presente trabajo fueron: a) analizar las fluctuaciones del nivel freático en dos períodos y su efecto sobre la calidad físico-química del agua, b) evaluar la variación de la concentración de As, Mo, Zn, Cr, Cu, Pb, Mn y Fe del agua subterránea en posiciones de recarga y descarga, en invierno y verano y en dos años con niveles freáticos contrastantes y c) comparar las concentraciones de los mismos ET con los niveles de calidad de agua subterránea para consumo humano, riego y bebida animal, en una red de piezómetros con régimen de flujo natural instalada en cinco microcuencas con producción exclusivamente agropecuaria. En años climáticamente muy diferentes, el posicionamiento de los piezómetros en el paisaje, la profundidad de extracción y la estación del año produjeron importantes diferencias en la concentración de los ET. Además del As, el cual se concentró hacia la descarga y en profundidad, particularmente en verano, y del Mo, también con elevada movilidad y concentración en la base del acuífero, el aumento de la concentración de los ET restantes en la base del acuífero durante periodos de baja recarga, y sobre todo en verano, podría representar un riesgo para la salud y el ambiente. Los umbrales para As, Mo y Zn fueron superados en 70, 50 y 25% para fines de consumo humano, riego y bebida animal, respectivamente. Ello señala la necesidad de tratamiento para el abatimiento de As, la dilución para el caso del Mo y la inclusión de la concentración de Zn en la elaboración de la dieta animal.

Abstract Drinking water quality is of vital importance for the healthy life of a community especially if consumer is a teenager. In order to compare groundwater profile of flooded area (FA) and non-flooded area (NFA) of district Sanghar, 120 water samples from public schools were collected and investigated for physico-chemical parameters, essential metals, trace elements and microbiological indicators. Analysis data revealed that 47% samples in FA were contaminated with faecal coliform bacteria as compared to only 8.3% in NFA. On the other hand, chemical indicators like TDS, Ca, Na, K, SO4, Mg and hardness were higher in FA. Comparison of trace elements content with WHO guidelines revealed that concentration of Fe, As and Zn was higher in 66.7%, 31.7% and 13.3% water samples, respectively in FA whereas content of these elements was also on higher side in 3.3%, 23.3% and 1.7% samples in NFA, respectively. Health risk assessment due to high concentration of Fe, As and Zn showed that As HRI>1, for children in 35 and 23% water samples in FA and NFA, respectively.

Resumen La calidad del agua potable es de vital importancia para la vida saludable de una comunidad, especialmente si el consumidor es un adolescente. Para comparar el perfil de las aguas subterráneas del área inundada (FA) y el área no inundada (NFA) del distrito de Sanghar, se recolectaron e investigaron 120 muestras de agua de escuelas públicas para determinar parámetros fisicoquímicos, metales esenciales, oligoelementos e indicadores microbiológicos. Los datos del análisis revelaron que 47% de las muestras en FA estaba contaminada con bacterias coliformes fecales en comparación con sólo 8.3% en NFA. Por otro lado, los indicadores químicos como TDS, Ca, Na, K, SO4, Mg y dureza fueron más altos en FA. La comparación del contenido de elementos traza con las pautas de la OMS reveló que la concentración de Fe, As y Zn fue mayor en 66.7, 31.7 y 13.3% de muestras de agua, respectivamente, en FA, mientras que el contenido de estos elementos también estuvo en el lado superior en 3.3, 23.3 y 1.7% de muestras en NFA, respectivamente. La evaluación del riesgo para la salud debido a la alta concentración de Fe, As y Zn mostró que As HRI > 1, para niños en 35 y 23% de muestras de agua en FA y NFA, respectivamente.

Abstract Introduction: In Portugal, the Strategic Urban Solid Waste Plan defines the management strategies for the period 2015-2020. According to this plan that recognizes waste as a resource, it is intended to respond to new challenges in the field of integrated waste management and the life cycle of materials. Objetives: To characterize qualitatively and quantitatively the lines of the rejects of a Unit of Mechanical and Biological Treatment (TMB) of an Urban Waste Management System; Analyze fuel derived from waste (CDR) produced from the respective discard. Methods: The work started with the physical characterization of the rejects, making a manual sorting of the collected sample and from these materials a RDF was produced, which was characterized according with the related normative documents. Results: About 240 ton of refused are produced daily, where 29% is paper / cardboard, 6% is plastic and 59% are textiles, wood and other materials with energy potential. The obtained RDF had, in average terms, values expressed as wet basis, moisture content of approximately 33%, ash of 15.5% and lower heating value of 24.1 MJ / kg, with the concentration of chlorine 0.75%, slightly higher than that found in the bibliography. Regarding the concentration of mercury, 0.004 mg/MJ was obtained. The concentration of trace metals present in the sample, and compared to the bibliographic records, are within the expected. Conclusions: Based on the standard NP 4486:2008, it is possible to consider the RDF as a possible substitute for fossil fuel in a biomass power plant for energy production.

Resumen Introducción: En Portugal, el Plan Estratégico de Residuos Sólidos Urbanos define las estrategias de gestión para el período 2015-2020. De acuerdo con este plan que reconoce los residuos como un recurso, está destinado a responder a los nuevos desafíos en el campo de la gestión integrada de residuos y el ciclo de vida de los materiales. Objetivos: Caracterizar cualitativa y cuantitativa las líneas del rechazo de una Unidad de Tratamiento Mecánico y Biológico (TMB) de un Sistema de Gestión de Residuos Urbanos; Analizar el combustible derivado de los residuos (CDR) producidos a partir de los residuos respectivos. Métodos: El trabajo comenzó con la caracterización física de los rechazos, haciendo una clasificación manual de la muestra recolectada y de estos materiales se produjo un CDR, que se caracterizó de acuerdo con los documentos normativos. Resultados: Cerca de 240 ton de desechos se producen diariamente, donde el 29% es papel/cartón, el 6% es plástico y el 59% es textil, madera y otros materiales con potencial energético. La CDR obtenida tenía, en términos medios, valores expresados como tales, humedad de 33%, contenido de cenizas de 15.5% y valor calorífico de 24.1 MJ / kg, con la concentración de cloro de 0,75%, ligeramente superior a la encontrada en la bibliografía. La concentración de mercurio obtenida fue 0.004 mg/MJ. La concentración de metales traza presentes en la muestra, y en comparación con los registros bibliográficos, se encuentran dentro de lo esperado. Conclusiones: Con base en la norma NP 4486:2008, es posible considerar el CDR como un posible sustituto del combustible fósil en una planta de biomasa para la producción de energía.

Resumo Introdução: Em Portugal, o Plano Estratégico de Resíduos Sólidos Urbanos define as estratégias de gestão para o período 2015-2020. De acordo com este plano que reconhece o resíduo como um recurso, pretende-se responder aos novos desafios no domínio da gestão integrada de resíduos e ciclo de vida dos materiais. Objetivos: Caracterizar, de forma qualitativa e quantitativa, as linhas do rejeitado de uma unidade de Tratamento Mecânico e Biológico (TMB) de um Sistema de Gestão de Resíduos Urbanos; Analisar o combustível derivado de resíduos (CDR) produzidos a partir do respetivo rejeitado. Métodos: O trabalho iniciu-se com a caracterização física do rejeitado, fazendo uma triagem manual da amostra recolhida e a partir destes materiais produziu-se CDR o qual foi caracterizado de acordo com os documentos normativos relacionados. Resultados: Cerca de 240 ton de rejeitado são produzidos diariamente, onde 29% é papel/cartão, 6% é plástico e 59% são têxteis, madeira e outros materiais com potencial energético. O CDR obtido teve, em termos médios, valores expressos em base tal e qual, teor de humidade de 33%, teor de cinzas de 15,5% e poder calorífico de 24,1 MJ/kg, com a concentração de cloro de 0,75%, ligeiramente superior ao encontrado na bibliografia. Relativamente à concentração de mercúrio obteve-se 0,004 mg/MJ. Em relação à concentração de metais vestigiais presentes na amostra, e comparativamente aos registos bibliográficos, estes encontram-se dentro do esperado. Conclusões: Tendo por base a norma NP 4486:2008, é possível considerar-se o CDR como eventual substituto de combustível fóssil numa central de biomassa para produção de energia.

ABSTRACT Lake Caviahue, in Patagonia (Argentina), is a very acid water body (Patagonia, Argentina) due to the influx of volcanic fluids. Over the past 18 years, the lake has been progressively alkalinizing and pH is close to the ferric iron precipitation threshold (pH>3,0). Should iron precipitate, water and sediment composition will be altered. To set a baseline, trace metal partitioning (Cu, Cd, Cr, Pb, Zn and Mn) was studied for three sediment cores (0 to 16 cm depth) at three sampling stations using a sequential extraction procedure (SEP) and the acid volatile sulfide/simultaneously extracted metals (AVS/SEM) protocol. The total metals content of the sediments ranged between 0 to 408 μg g-1 of dry sediment, with Pb>Cr>Mn>Cu>Zn>Cd. No Cd was measured above the limit of detection. The sediment was richest in Mn and Cr, two non-toxic metals at the pH / Eh combination of the lake basin. Total Pb was at a moderate contamination level although it is associated with the most recalcitrant fraction and therefore has low mobility. The sediment fractions with higher metal content were the oxidizable and residual, the former commonly associated with labile organic matter and pyrite while the latter are related to recalcitrant organic matter and rock forming minerals. In addition, a high correlation was found between Cr, Pb and Mn, thus these metals may be subject to analogous precipitation processes and possibly to co-variation in the volcano effluents. Furthermore, no metals were detected in the exchangeable/carbonates fraction, which is the most labile of all the sediment fractions. The metal content in (SEM) was likewise below the toxicity thresholds of two international sediment quality guidelines and the ratio AVS/SEM was over one, indicative of non-toxicity. Both results indicate that metal mobility in the acidic sediments of lake Caviahue is very low.

RESUMEN El Lago Caviahue es un cuerpo de agua extremadamente ácido ubicado en el norte de la Patagonia Argentina. La acidez se debe a que la naciente de uno de sus afluentes principales se encuentra en un manantial de efluentes del volcán Copahue. Durante los últimos 18 años, el pH del lago a aumentado progresivamente hasta hallarse cerca del umbral de precipitación del ion férrico (pH>3,0). Si el hierro precipitara, la composición del agua y del sedimento cambiaría. Para determinar una línea de base previa a este cambio, se realizó un estudio del fraccionamiento de metales traza (Cu, Cd, Cr, Pb, Zn y Mn) en tres testigos de sedimentos (de 0 a 16 cm de profundidad en el sedimento) en tres sitios representativos del lago. Para ello se utilizaron un método de extracción secuencial (SEP) y el protocolo de extracción de sulfuros ácidos volátiles y metales simultáneamente extraídos (AVS/SEM). El contenido total de los metales estudiados en los sedimentos osciló entre 0 y 408 μg g-1 de sedimento seco, con Pb>Cr>Mn>Cu>Zn>Cd. El cadmio se halló siempre por debajo del límite de detección. Dos de los metales más abundantes, Cr y Mn no son tóxicos en la combinación de pH / Eh determinadas en el sedimento de la cuenca. Se determinó que los niveles de Pb hallados se corresponden con un nivel de contaminación moderado, aunque este se halla mayormente asociado a la fracción más recalcitrante del sedimento y por lo tanto su movilidad potencial es baja. Las fracciones de sedimento con mayor contenido de metales fueron la oxidable y la residual, la primera comúnmente asociada con materia orgánica lábil y pirita, mientras que la segunda con materia orgánica recalcitrante y con minerales formadores de rocas. Además, se halló una fuerte correlación entre Cr, Pb y Mn, por lo que estos metales pueden estar sujetos a procesos de precipitación análogos y posiblemente su contenido en los efluentes volcánicos varíe en la misma proporción. No se detectaron metales asociados a la fracción intercambiable/carbonatos que son las más lábiles del sedimento. Sumado a ello, el contenido de metales hallados en la fracción SEM estuvo en todos los casos por debajo del umbral de toxicidad de dos niveles guía internacionales para sedimentos de cuerpos de agua dulce. En este sentido, el indicador de toxicidad calculado como AVS/SEM no arrojó indicios de toxicidad para ninguno de los sitios y estratos evaluados. Estos últimos resultados indican que la movilidad potencial de los metales estudiados en el sedimento ácido del Lago caviahue es muy baja.

ABSTRACT The use of feedlot cattle manure appears as an important source of certain trace metals in soils that can be mobilized by water modifying the surface and groundwater quality. The current study is focused on assessing the availability of copper (Cu), zinc (Zn), cobalt (Co) and molybdenum (Mo) in manure from confined beef cattle systems and different soils of the Chaco-pampean plain, using a sequential extraction scheme. Soils and bovine manure coming from intensive (IS) and extensive (ES) beef cattle systems were collected. Total contents of Cu, Zn, Co and Mo were determined after microwave assisted acid digestion. Availability was evaluated through sequential extraction, including water-soluble and exchangeable fraction (EXCH), organic matter bound fraction (OM), inorganic precipitated fraction (INOR), and residual fraction (RES). Total Cu and Zn contents found in manure coming from IS were higher than the concentration of the aforementioned trace elements determined in all soils and manure analyzed from ES. EXCH-Cu only appears in IS cattle manure samples, while EXCH-Zn found in IS manure samples were higher than the soils samples analyzed. The higher levels of total and availability forms of Cu and Zn determined in IS manure compared to soils samples, require considering when this organic amendment is applied as fertilizer. These results indicate that the reuse of intensive cattle manure as fertilizer in agricultural areas could provide available forms of metals in soils and could contribute to reduce the environmental impact caused by the accumulation of excreta in pen soils during long periods in farms.

RESUMEN El uso de excretas provenientes de sistemas intensivos de engorde bovino aparece como una fuente importante de ciertos metales traza en suelos, los cuales pueden ser movilizados por escorrentía y lixiviado, modificando la calidad de cursos de agua superficial y subterránea. Este trabajo propone evaluar la disponibilidad de cobre (Cu), zinc (Zn), cobalto (Co) y molibdeno (Mo) en excretas provenientes de sistemas intensivos de engorde bovino y en diferentes suelos de la llanura Chaco-pampeana, utilizando un procedimiento de extracción secuencial. Se recolectaron muestras de suelos y excretas provenientes de sistemas intensivos (SI) y extensivos (SE) de producción de ganado vacuno. Los contenidos totales de Cu, Zn, Co y Mo se determinaron mediante digestión ácida asistida por microondas. La disponibilidad fue evaluada mediante un esquema de extracción secuencial que incluyó una fracción soluble en agua e intercambiable (INT), una fracción unida a materia orgánica (MO), una fracción inorgánica (INOR) y una fracción residual (RES). Los resultados obtenidos mostraron mayores contenidos totales y de la fracción intercambiable de Cu y Zn en excretas provenientes de SI respecto de las muestras de suelos y excretas provenientes de SE. Estos resultados indicarían que el uso de las excretas de sistemas intensivos de engorde bovino incrementaría las formas más disponibles de metales en suelos, de modo tal que su empleo como enmiendas orgánicas puede contribuir a reducir el impacto ambiental que origina su acumulación en suelos de corrales.