Consumption of water contaminated with nitrates is associated with important health effects such as methemoglobinemia and gastric cancer. Intensive agriculture, which uses large quantities of N fertilizer, is the main source of nitrates in water systems. There are several strategies to reduce leaching and increase Nitrogen Use Efficiency (NUE). An experiment was conducted with spring wheat (Triticum aestivum L.) under sprinkler irrigation (center pivot) to determine if adjusted N applications using precision agriculture tools and plant demand resulted in a lower groundwater nitrate load. Evaluated treatments were: produced fertilization (Pr), precision agriculture (Pa), chlorophyll meter (Sm), and control without N (W/N). The ceramic capsule methodology was used to evaluate N leaching losses that were sampled after each irrigation (six) and drainage water was also estimated. Differences among treatments in terms of N loss and grain yield were not significant (p > 0.05). However, N balance showed significant differences (p < 0.01) in soil residual N among treatments. A regression between applied and residual soil N after harvest showed that N, applied as fertilizer, explained 98% of residual soil N variation, which would probably be leached in the following winter since the soil would be bare. It was concluded that NUE can be improved to result in a lower environmental load by using precision agriculture tools and considering plant N demand

El consumo de agua contaminada con nitratos produce importantes efectos en la salud tales como metahemoglobinemia y cáncer gástrico. La agricultura intensiva es la principal fuente de nitratos en aguas superficiales y subterráneas. Hay varias estrategias para reducir lixiviación y aumentar la eficiencia de uso de N (NUE). Se realizó un experimento en trigo de primavera (Triticum aestivum L.) bajo pivote central, con el objetivo de determinar si las aplicaciones ajustadas de N, mediante el uso de herramientas de agricultura de precisión y considerando la demanda de la planta, resultaban en una menor carga de nitratos para el agua subterránea. Se evaluaron los siguientes tratamientos: productor (Pr); agricultura de precisión (Pa), medidor de clorofila (Sm) y sin N (W/N). Se utilizaron lisímetros para evaluar las pérdidas de N; se tomaron muestreas seis veces durante la temporada, evaluando además el agua de drenaje en cada riego. Las diferencias en pérdida de N y rendimiento del grano entre los tratamientos no fueron significativas (p > 0,05). Sin embargo, el balance de N mostró diferencias significativas en N residual del suelo entre los tratamientos (p < 0,01). El N aplicado como fertilizante explicó 98% de la variación del N residual, que probablemente sería lixiviado el siguiente invierno. Se concluyó que es posible mejorar la NUE, resultando en una menor carga ambiental mediante el uso de herramientas de agricultura de precisión y considerando la demanda de N de la planta

Research on microbiological groundwater quality was conducted in Chile in a rural watershed that has almost no other water source. Forty-two wells were randomly selected and levels of indicator bacteria - total coliforms (TC), fecal coliforms (FC), and fecal streptococci (FS) - were repeatedly measured during the four seasons of 2005. The aim of this study was to characterize microbiological groundwater quality, relate indicator levels to certain watershed features and management characteristics which are likely to affect water quality. The dynamics of seasonal temporal contamination was determined with statistical analyses of indicator organism concentrations. Nonparametric tests were used to analyze relationships between bacterial indicators in well water and other variables. TC, FC, and FS were found in all samples indicating the wells had been contaminated with human and animal fecal material. The frequency distribution of microorganisms fitted a logistic distribution. The concentrations appeared to be temporal and levels varied between seasons with higher concentrations in winter. The cause of contamination could be linked to the easy access of domestic animals to the wells and to the permeable well casing material. Local precipitation runoff directly influenced the bacterial concentrations found in the wells.

Se realizó una investigación de la calidad microbiológica de las aguas subterráneas en una cuenca rural chilena. En esta cuenca prácticamente no había otra fuente de agua disponible. En 42 pozos seleccionados al azar, se midieron niveles de bacterias indicadoras en cuatro temporadas distintas durante el año 2005. Las bacterias incluyeron coliformes totales (TC), coliformes fecales (FC) y Estreptococos fecales (FS). El objetivo fue caracterizar la calidad microbiológica del agua subterránea y relacionar los indicadores con ciertas propiedades y el manejo de la cuenca que pueden afectar la calidad del agua. La dinámica temporal de la contaminación fue determinada mediante análisis estadístico de la concentración de organismos indicadores. Las relaciones entre indicadores bacteriales presentes en el agua de los pozos y otras variables fueron analizadas con pruebas no paramétricas. En todas las muestras se detectaron TC, FC y FS, indicando que los pozos han estado contaminados con material fecal de humanos y animales. La distribución de frecuencia de los microorganismos se ajustó a una distribución logística. Las concentraciones muestran una base temporal con niveles variables entre temporadas, con una mayor concentración en invierno. La causa de la contaminación se puede asociar al fácil acceso de los animales domésticos a los pozos, y a su material de revestimiento permeable. La escorrentía local de las precipitaciones mostró tener una influencia directa sobre la concentración de los microorganismos en los pozos y en la concentración de los indicadores bacteriales encontrados en los pozos.

In a rural watershed in Chile, the scarce groundwater available represents almost the only water source both for agriculture and domestic use. This water has microbiological quality problems, which result in an agricultural and local economic development constraint. Contamination can come from punctual or diffuse sources. Characterizing the microbiological quality of groundwater allows both to identify sources from the point of view of whether they are point or non point -thus facilitating their reduction or elimination- and to determine health hazards likely to affect the population in the area under study. This study aimed to improve the state of knowledge on the microbiological quality of groundwater at a rural watershed. Forty two wells were seasonally analyzed over a one-year period. The indicators microorganisms -total coliforms, fecal coliforms and fecal streptococci- were quantified. The study of the probable origin of the indicators was undertaken using the fecal coliform to fecal streptococci ratio, biochemical identification of enteric bacteria, and somatic coliphages detection as presence of human enteric virus indicator. Temporal contamination dynamics was determined with statistical analysis of indicator organism concentration. Results suggest that the main source of fecal contamination is of animal origin, a diffuse one. Concentrations of bacterial indicators have a temporal basis showing variable levels among seasons, with a higher concentration in the rainy one. All analyzed wells contain opportunistic pathogens.

En una cuenca rural en Chile, la escasa agua subterránea disponible representa casi la única fuente de agua para uso agrícola y doméstico. Esta agua tiene problemas de calidad microbiológica, que resultan en una restricción agrícola y de desarrollo económico local. La contaminación puede provenir de fuentes puntuales o difusas. La caracterización de la calidad microbiológica del agua subterránea permite tanto identificar las fuentes del punto de vista de si son puntuales o no puntuales -lo que facilitaría su reducción o eliminación- como para determinar riesgos a la salud que puedan afectar a la población del área estudiada. El objetivo de este estudio fue mejorar el estado del conocimiento acerca de la calidad microbiológica del agua subterránea en una cuenca rural. Por temporada se analizaron 42 pozos en un periodo de un año. Los microorganismos indicadores -total de coliformes, coliformes fecal y estreptococos fecales- fueron cuantificados. Para el estudio del probable origen de los indicadores, se usó la proporción de coliformes fecales a estreptococos fecales, identificación bioquímica de bacteria entérica, y la detección de colífagos somáticos como indicadores de la presencia del virus entérico humano. Se determinó la dinámica de contaminación temporal con un análisis estadístico de la concentración de organismos indicadores. Los resultados sugieren que la fuente principal de contaminación fecal es de origen animal, una fuente difusa. Las concentraciones de indicadores bacterianos tienen una base temporal, lo que conlleva a diferentes niveles entre temporadas, con una mayor concentración en la temporada lluviosa. Todos los pozos contienen patógenos oportunistas.

OBJECTIVES: To assess the risk associated with nitrate contamination of wells that supply drinking water in the rural, Parral region of central Chile. METHODS: The nitrate concentration levels were determined using water samples from 94 wells. An analysis of the distribution of nitrate concentration levels was performed in order to assess possible geographic correlations. For the risk analysis, two exposure situations were identified among the population (for adults and for infants), and the health risks were mapped. RESULTS: Fourteen percent of the wells studied had nitrate concentration levels greater than what the Chilean health standards allow for drinking water. There was no geographic correlation for the nitrate concentration levels. The mean hazard quotient (HQ) for adults in the study area was 0.12, indicating an absence of risk for this population group. For infants, the HQ values had a maximum value of 3.1 in some locations, but the average was 0.69 (still below 1.0), indicating that the well water in the study area was generally not hazardous for infants. CONCLUSIONS: In the Parral region of Chile, nitrate contamination of wells is primarily linked to certain factors such as construction practices and the proximity of livestock. These factors affect the quality of drinking water in isolated cases. There was no risk found for the adult population, but there was for infants fed on formula mixed with water coming from the contaminated wells.

OBJETIVOS: Evaluar el riesgo asociado a la contaminación con nitrato de pozos noria de suministro de agua potable rural en la zona de Parral, Chile. MÉTODOS: Se recogieron datos de concentración de nitrato obtenidos de un muestreo de agua de 94 pozos noria. Se analizó la distribución de la concentración de nitrato en los pozos para determinar la existencia de algún tipo de correlación espacial. En el análisis de riesgo, se identificaron dos situaciones de exposición de la población (adultos y lactantes) y se elaboraron mapas de riesgo para la salud. RESULTADOS: El 14% de los pozos estudiados presentó valores de concentración de nitrato mayores que los permitidos por la normativa nacional relativa al agua potable. No se detectó correlación espacial de las concentraciones de nitrato. El valor medio del cociente de peligro (CP) para los adultos en la zona de estudio fue 0,12, lo que indica la ausencia de riesgo para la salud de esa población. Para los lactantes, el cociente de peligro medio fue 0,69, pero se identificaron algunos pozos donde el cociente de peligro indica un riesgo para esta población. CONCLUSIONES: En la zona de Parral, la contaminación de pozos noria por nitrato está asociada principalmente a la existencia de ciertos factores, como los métodos constructivos o la cercanía de animales, que afectan de manera aislada la calidad del agua. No se detectó la existencia de riesgo para la población adulta, pero sí para los lactantes alimentados con fórmulas preparadas con agua proveniente de los pozos contaminados.