Resumen El objetivo de esta investigación fue determinar la relación entre la calidad del agua superficial en la parte alta de la microcuenca del río Poás y las principales presiones socioambientales que pueden alterar este factor. Para ello se realizó un estudio exploratorio, con enfoque cuantitativo, donde se identificaron las principales presiones socioambientales que experimenta el recurso hídrico en la zona. Además, se analizó la calidad del agua superficial a través de indicadores físicos, químicos y microbiólogos, para la aplicación de dos índices de calidad. Se encontraron seis presiones socioambientales de impacto negativo al recurso, materializadas a través de acciones puntuales ejecutadas desde el hogar y otras actividades de tipo socioeconómico. A pesar de que la evidencia mostró cumplimiento mayoritario de los parámetros analizados con los criterios de calidad sugeridos a nivel nacional e internacional, los índices revelaron niveles de contaminación incipiente, además de calidad buena y media. Estadísticamente, se encontró que la calidad del agua de la microcuenca no varía espacialmente; sin embargo, sí lo hace de manera temporal, debido a la incidencia de los patrones de lluvia en la zona. Este hallazgo, en conjunto con la determinación de correlaciones significativas entre los parámetros monitoreados, contribuyó a reconocer que los sitios analizados en época lluviosa mantienen mayor relación con parámetros asociados con contaminación orgánica debido a procesos de escorrentía y descarga de agua residual. Por tanto, se plantea la necesidad de coordinar esfuerzos que garanticen la sostenibilidad de la microcuenca, que mejoren la infraestructura sanitaria local, fortalezcan los procesos de gestión del agua y se dirijan al establecimiento de una red de monitoreo desde un marco de referencia con visión de cuenca.

Resumo O objetivo desta pesquisa foi determinar a relação entre a qualidade da água superficial na parte alta da microbacia do rio Poás e as principais pressões socioambientais que podem alterar esse fator. Para isso, foi realizado um estudo exploratório, com abordagem quantitativa, em que se identificaram as principais pressões socioambientais que o recurso hídrico experimenta na área. Além disso, foi analisada a qualidade da água superficial por meio de indicadores físicos, químicos e microbiológicos, para a aplicação de dois índices de qualidade. Foram encontradas seis pressões socioambientais de impacto negativo para o recurso, materializadas através de ações pontuais executadas desde casa e outras atividades de tipo socioeconômico. Apesar de a evidência mostrar a execução majoritária dos parâmetros analisados com os critérios de qualidade sugeridos no âmbito nacional e internacional, os índices revelaram níveis de contaminação incipiente, além da boa e média qualidade. Estatisticamente, descobriu-se que a qualidade da água da microbacia não varia espacialmente; porém, temporariamente, devido à incidência dos padrões de chuva na área. Esta descoberta, junto à determinação de correlações significativas entre os parâmetros monitorados, contribuiu para reconhecer que os lugares analisados na época chuvosa mantêm maior relação com parâmetros associados à contaminação orgânica causada por processos de escoamento e descarga de águas residuais. Portanto, estabelece-se a necessidade de coordenar esforços que garantam a sustentabilidade da microbacia, melhorem a infraestrutura sanitária local, reforcem os processos de gestão da água e conduzam ao estabelecimento de uma rede de monitoramento a partir de marco de referência com visão de bacia.

Abstract The objective of this research was to determine the quality of surface water in the upper part of the Poás river micro basin and the main socio-environmental pressures that may be related to current quality indices. An exploratory study with a quantitative approach was carried out in which the main socio-environmental pressures experienced by the water resource in the area were identified, while the quality of the surface water was determined based on physical, chemical, and microbiological indicators, as well as the application of two quality indices. Six socio-environmental pressures with a negative impact on the resource were found and related to specific actions carried out in homes and other socio-economic activities. Despite the fact that the evidence showed overall compliance between the analyzed parameters and quality criteria used nationally and internationally, the indices revealed incipient contamination levels, as well as good and medium quality. Statistically, it was found that water quality of the micro-basin does not vary spatially; however, it does vary temporarily due to the incidence of rainfall patterns in the area. This finding, along with the determination of significant correlations between the monitored parameters, contributed to the recognition that the sites monitored in the rainy season have a stronger relationship with parameters associated with organic pollution linked to runoff and wastewater discharge processes. Therefore, it is necessary to coordinate efforts that guarantee sustainability of the micro basin that improve the local sanitary infrastructure, strengthen water management processes, and are focused on the establishment of a monitoring network within a reference framework oriented towards basins.

ABSTRACT. “Physicochemical and microbiological quality of surface water in the Grande de Tárcoles River, Costa Rica: an ecological approach”. Introduction: The quality of the water in a hydrographic basin and its potential use are affected by anthropic and natural factors. The Tárcoles River is the final receiver of waters from the central region of Costa Rica, where the treatment of wastewater is inadequate or non-existent. Objective: To evaluate water pollution in the river and review macroinvertebrates as ecosystem bioindicators. Methods: Physicochemical, microbiological and macroinvertebrate evaluations of the surface water were done in four sites for twelve consecutive months, including two water quality indices (ICA-NSF and Dutch). Monthly visits were made for the placement and collection of artificial substrates for aquatic macroinvertebrates, and bimonthly visits for the collection of water samples for ex situ analysis of the physicochemical and microbiological parameters. In addition, the land use in the lower part of Tárcoles was characterized from cover raster files. Results: Some physicochemical variables showed similar concentrations to those reported for other Costa Rican rivers, while oxygen showed lower values. The microbiological variables indicated high pollution levels, especially in the rainy season. In the dry season, there were more aquatic macroinvertebrates, and Chironomidae, Oligochaeta and Hydrobiidae were the most abundant. River pollution is categorized as “incipient” according to the Dutch index and as “medium quality” according to the ICA-NSF. Conclusions: the pollution of the Tárcoles River is mainly due to inadequate land use and anthropic activities. We recommend a basin management plan and research on ecosystem health and conservation of vulnerable species.

RESUMEN. Introducción: La calidad del agua en una cuenca hidrográfica, y su uso potencial, se ven afectados por factores antrópicos y naturales. El río Tárcoles es el receptor final de aguas de la región central de Costa Rica, donde el tratamiento de aguas residuales es inadecuado o inexistente. Objetivo: Evaluar la contaminación del agua en el río y evaluar a los macroinvertebrados como bioindicadores del ecosistema. Métodos: Se realizaron evaluaciones fisicoquímicas, microbiológicas y de macroinvertebrados del agua superficial en cuatro sitios durante doce meses consecutivos, incluidos dos índices de calidad del agua (ICA-NSF y holandés). Hicimos visitas mensuales para la colocación y recolección de sustratos artificiales para macroinvertebrados acuáticos, y visitas bimensuales para la recolección de muestras de agua para análisis ex situ de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos. Además, se caracterizó el uso del suelo en la parte baja de Tárcoles a partir de archivos tipo “raster” de cobertura. Resultados: Algunas variables fisicoquímicas tuvieron concentraciones similares a las informadas para otros ríos costarricenses, mientras que el oxígeno fue inferior. Las variables microbiológicas indicaron altos niveles de contaminación, especialmente en la época de lluvias. En la estación seca, hubo más macroinvertebrados acuáticos, siendo Chironomidae, Oligochaeta e Hydrobiidae los más abundantes. La contaminación de los ríos se clasifica como "incipiente" según el índice holandés y como "calidad media" según el ICA-NSF. Conclusiones: la contaminación del río Tárcoles se debe principalmente a un uso inadecuado del suelo y actividades antrópicas. Recomendamos un plan de gestión de cuencas e investigación sobre la salud del ecosistema y la conservación de especies vulnerables.

Resumen En este trabajo, se reporta el tratamiento físico, químico y biológico de las aguas residuales generadas en los laboratorios de docencia de la Universidad Nacional, Costa Rica. El tratamiento fisicoquímico inicial incluyó la neutralización y la coagulación-floculación, seguido de un tratamiento biológico con hongos (Aspergillus sp. y Penicillium dipodomyicola) o bacterias; estos se aislaron del lodo de la planta de tratamiento de aguas residuales del campus y del tanque de recolección de aguas grises en la Escuela de Química. El pH de las muestras antes del tratamiento fue ≤ 2, mientras que la DQO osciló entre 3000 y 30 000 mg /L. El análisis de cromatografía de gases con detector de masa (GC/MS) indicó la presencia de 55 compuestos orgánicos en las aguas residuales, algunos de los cuales alcanzaron concentraciones indetectables después del tratamiento. Los hongos y la cepa bacteriana eliminaron hasta el 50 % de las sustancias, mientras que la toxicidad disminuyó con respecto al tiempo de exposición al tratamiento. Los resultados sugieren el uso potencial de estos microorganismos como biorremediadores. Aunque los compuestos orgánicos se eliminaron parcialmente, las aguas residuales tratadas exhibieron una alta toxicidad para Daphnia magna (pulga de agua). Son necesarios más experimentos con tiempos de tratamiento más largos u otras cepas, para la eliminación efectiva de contaminantes.

Resumo Neste trabalho, é relatado o tratamento físico, químico e biológico das águas residuais geradas nos laboratórios de ensino da Universidade Nacional da Costa Rica. O tratamento físico-químico inicial incluiu a neutralização e a coagulação-floculação, seguido de tratamento biológico com fungos (Aspergillus sp. e Penicillium dipodomyicola) ou bactérias; estes foram isolados da lama da estação de tratamento de águas residuais do campus e do tanque de coleta de águas cinzas da Escola de Química. O pH das amostras antes do tratamento foi ≤ 2, enquanto a DQO oscilou entre 3000 e 30 000 mg/L. A análise de espectros de massa por cromatografia gasosa indicou a presença de 55 compostos orgânicos nas águas residuais, alguns dos quais atingiram concentrações indetectáveis após o tratamento. Os fungos e a cepa bacteriana eliminaram até 50% das substâncias, enquanto a toxicidade diminuiu com relação ao tempo de exposição ao tratamento. Os resultados sugerem o uso potencial desses microrganismos como biorremediadores. Embora os compostos orgânicos tenham sido parcialmente eliminados, as águas residuais tratadas exibiram alta toxicidade para Daphnia magna (pulga-de-água). São necessários mais experimentos com tempos de tratamento mais longos ou outras cepas para a eliminação eficaz de contaminantes.

Abstract Herein, we report the physical, chemical, and biological treatment of wastewater generated in the teaching laboratories at Universidad Nacional, Costa Rica. Initial physicochemical treatment included neutralization and coagulation-flocculation, followed by a biological treatment with fungi (Aspergillus sp. and Penicillium dipodomyicola) or bacterias, the latter were isolated from the sludge from the campus’ wastewater treatment plant and the greywater collection tank at the School of Chemistry. The samples’ pH prior to treatment was ≤ 2, while COD ranged between 3000 and 30 000 mg/L. Gas chromatography-mass spectra analysis indicated the presence of 55 organic compounds in the wastewater, some of which reached undetectable concentrations after treatment. The fungi and the bacterial strain removed up to 50% of the substances, while the toxicity decreased with respect to time of exposure to the treatment. Results support the potential use of these microorganisms as bioremediators. Although the organic compounds were partially removed, the treated wastewater exhibited high toxicity for Daphnia magna (water flea). Further experiments with longer treatment times or other strains might be needed for effective removal of pollutants.