ABSTRACT In recent years, phytoremediation has become an emerging technology due to its low cost and sustainability. The purpose of this research was to evalúate the phytoremediation capacity of vetiver in water contaminated with arsenic (5 mg L- 1 ) and lead (10 mg L- 1 ). For this, drinking water was used as a matrix since it represents a special vulnerability and risk of being contaminated by these compounds in some localities in the extreme north of Chile, especially rural ones. The waterfrom the treatments with and without vetiver was evaluated at 0, 5,10 and 15 days after starting the experimentation, while the concentrations of arsenic and lead in the plant tissue (root and aerial part) were carried out on day 0 and 15. The results indicated that vetiver roots accumulatgd the highest concentration of both elements in relation to the aerial part, 5% more As and 10% more Pb. The translocation factor less than 1 demonstrated the phytostabilizing capacity of vetiver while the bioaccumulation factor greater than 1 demonstrated its potential as an accumulator. The remediation efficiency of the contaminated matrix reached 100% for Pb and 99.1% for As. This allows us to conclude that vetiver is a highly efficient plant for the decontamination of water contaminated with As and Pb under the natural conditions of this area.

RESUMEN En los últimos años, la fitorremediación se ha convertido en una tecnología emergente debido a su bajo costo y sustentabilidad. El propósito de esta investigación fue evaluar la capacidad fitorremediadora de vetiver en agua contaminada con arsénico (5 mg L-1) y plomo (10 mg L-1). Para esto se utilizó agua potable como matriz ya que representa una especial vulnerabilidad y riesgo de contaminarse por estos compuestos en algunas localidades del extremo norte de Chile, principalmente las rurales. El agua de los tratamientos con y sin vetiver fue evaluada a los 0, 5, 10 y 15 días de iniciada la experimentación, mientras que las concentraciones de arsénico y plomo en el tejido vegetal (raíz y parte aérea) se realizaron a los días 0 y 15. Los resultados indicaron que las raíces de vetiver acumularon la mayor concentración de ambos elementos en relación con la parte aérea, 5% más de As y 10% más de Pb. El factor de traslocación menor de 1 demostró la capacidad fitoestabilizadora de vetiver, mientras que el factor de bioacumulación mayor de 1 evidenció su potencial como acumuladora. La eficiencia de remediación de la matriz contaminada llegó al 100% para Pb y 99,1% para As. Esto nos permite concluir que vetiver es una planta altamente eficiente para la descontaminación de agua contaminada con As y Pb bajo las condiciones naturales de esta zona.

Resumen Las zonas costeras de Cuba se encuentran expuestas a la contaminación por hidrocarburos. La franja costera de la bahía de Santiago de Cuba es un ejemplo del deterioro de sus recursos naturales por contaminación hidrocarburífera, por lo que es importante determinar el nivel de contaminación mediante determinaciones de la concentración de hidrocarburos, y proponer la remediación medioambiental apropiada. Se caracterizó el tipo de contaminación en el espejo de agua de la bahía de Santiago de Cuba, empleando métodos de análisis físico-químicos, espectrofotometría UV-VIS y tensión superficial, desde la superficie hasta un metro de profundidad, en cuatro puntos de muestreo: Refinería de Petróleo “Hermanos Díaz” (P 1), Central Termoeléctrica “Antonio Maceo” (P 2), Puerto “Guillermón Moncada” (P 3) y Playa La Estrella (P 4).

Abstract The coastal areas of Cuba are exposed to oil pollution. The coastal strip of the bay of Santiago de Cuba is an example of the deterioration of its natural resources due to hydrocarbon pollution, so it is important to establish the level of pollution by determining the concentration of hydrocarbons, and propose the appropriate environmental remediation. The type of contamination in the water mirror of the bay of Santiago de Cuba was characterized, using physical-chemical analysis methods, UV-VIS spectrophotometry and surface tension, from the surface to one meter deep, at four sampling points: “Hermanos Díaz” Oil Refinery (P 1), “Antonio Maceo” Thermoelectric Power Plant (P 2), “Guillermón Moncada” Port (P 3) and La Estrella Beach (P 4).

ABSTRACT One of the environmentally friendly options for decentralized treatment of wastewaters from communities with less than 2000 inhabitants is the constructed wetlands (CW). These are semi-terrestrial systems with high moisture contents and vegetation with auto-depuration potential. Natural wetlands are mimicked by CW with minimum or even null energy consumption. They can be considered as bio-reactors with natural aeration where emerging plants transport oxygen from air to its rhizomes creating a mosaicofaerobic and anaerobic zones favoring settling and filtration of suspended solids, microbial degradation of organic matter, nitrification and denitrification, phosphates precipitation, and pathogens deathby phyto-remediation. They have low construction, operation, and maintenance costs. Its disadvantage is the required area. Thus, three study cases are presented for horizontal, vertical, and hybrid subsuperficial flow constructed wetlands showing efficient removal of pollutants.

RESUMEN Una de las opciones amigables con el entorno, de tratamiento descentralizado del agua residual de comunidades con menos de 2000 habitantes, son los humedales construidos (HC). Son semi-terrestres. Tienen una humedad elevada y vegetación con potencial auto-depurador. Mimetizan los procesos de los humedales naturales, con consumos mínimos o nulos de energía. Pueden considerarse como bio-reactores con aireación natural, donde las plantas emergentes transportan oxígeno del aire hacia sus rizomas, creando un mosaico de zonas aerobias y anaerobias que favorecen la sedimentación y filtración de los sólidos suspendidos, la degradación microbiana de la materia orgánica, la nitrificación y desnitrificación, la precipitación de fosfatos y la muerte de patógenos mediante la fito-remediación. Tienen bajos costos de construcción, operación y mantenimiento. Su desventaja es el área necesaria. Por ello, aquí se abordan tres estudios de caso con humedales de flujo sub-superficial horizontal, vertical e híbridos mostrando remoción eficiente de contaminantes.

RESUMEN Introducción. Las aguas residuales coloreadas son mezclas complejas que contienen sustancias recalcitrantes difíciles de oxidar por métodos convencionales. La fotocatálisis con TiO2 en suspensión ha demostrado ser eficiente en la oxidación de sustancias por medio de fotoactivación del catalizador con luz artificial. El uso de la luz solar en el proceso reduce los costos de operación en una aplicación a escala real de estos residuos. Objetivo. Evaluar el tratamiento de una mezcla de colorantes azoicos por fotocatálisis con TiO2 en suspensión, utilizando luz solar y artificial. Materiales y métodos. Se evaluó un reactor anular con iluminación artificial aplicando un diseño experimental Box-Behnken, variando las concentraciones de colorantes, TiO2 y H2C2 Con los resultados del primer sistema, la degradación del residuo modelo se llevó a cabo en un reactor tipo batch usando luz solar. Resultados. El sistema con luz artificial mostró que la concentración de colorantes y de TiO2 fueron los factores que influyeron significativamente sobre la remoción del color y la DQO; el diseño también permitió establecer expresiones matemáticas para la decoloración y la oxidación de la materia orgánica. El sistema con luz solar, después de 3 horas de tratamiento, removió 100% del color y 80% de la DQO. El seguimiento a los espectros UV-Vis durante el proceso evidenció posible formación de ácidos carboxílicos y posterior mineralización. Conclusiones. La fotocatálisis con TiO2 y luz solar demostró la capacidad degradativa del sistema foto-catalítico para la remediación de las aguas cargadas con mezclas de colorantes azoicos.

ABSTRACT Introduction. Colored wastewater is a complex mixture containing recalcitrant substances that are difficult to oxidize by conventional methods. Photocatalysis with suspended TiO2 has been shown to be efficient in the oxidation of substances by photoactivation of catalyst with artificial light.The use of sunlight in the process reduces operation costs in a full scale application of this wastewater. Objective. Evaluate the treatment of a mixture of azoic dyes by photocatalysis with TiO2 suspensions using solar and artificial light. Materials and methods. An annular reactor with artificial light was tested, and an experimental design was applied to evaluate the effect of dyes, TiO2 and H2O2 concentrations. Under such favorable conditions, the dyes mixture was degraded using natural solar light and a batch reactor. Results. The artificial light system showed that dyes and TiO2 concentrations were the factors that significantly influenced on color and chemical oxygen demand (COD) removals. Favorable operational conditions and model equations for color and COD diminutions were established from the experimental design. The system with sunlight removed 100% of color and 80% of COD after 3h of treatment. UV-vis spectrum of dyes mixture was studied during the process and this showed possible formation of carboxylic acids and subsequent mineralization. Conclusion. Photocatalysis with TiO2 and sunlight showed the degradative capacity of the photocatalytic process for remediation of waters charged with mixtures of azoic dyes.

RESUMO Introdução. As águas residuais coloridas são misturas complexas que contêm substâncias recalcitrantes difíceis para oxidar por métodos convencionais. A fotocatálise com TiO2 em suspensão mostrou-se eficiente na oxidação de substâncias por fotoativação do catalisador com luz artificial. O uso da luz solar no processo reduz os custos operacionais em uma aplicação em larga escala destes resíduos. Objetivo. Avaliar o tratamento de uma mistura de corantes azo por fotocatálise com TiO2 em suspensão, usando luz solar e artificial. Materiais e métodos. Se avaliou um reator anelar com iluminação artificial, aplicando um desenho experimental Box-Behnken, variando as concentrações de corantes, TiO2 e H2O2. Com os resultados do primeiro sistema a degradação do resíduo modelo foi levada a cabo num reator tipo lote usando luz solar. Resultados. O sistema de luz artificial mostrou que a concentração de corante eTiQ2 foram os fatores que influenciam significativamente a remoção da cor e DQO; A modelagem permitiu estabelecer expressões matemáticas para a degradação e remoção da DQO. O sistema com luz solar, após 3 horas de tratamento fez remoção do 100% da cor e 80% da DQO. O acompanhamento do espectro UV-Vis durante o processo, mostra a possível formação de ácidos carboxílicos e mineralização subsequente. Conclusões. A fotocatálise com TiO2 e luz solar mostrou a capacidade de degradação que tem o sistema fotocatalítico para a remediação das águas poluídas com misturas de corantes azo.

Arsenic and arsenical compounds are considered as carcinogenic and risky for humans according to epidemiological evidence related with the ingestion of arsenical water during a long period. In many places the only source of drinking water contains arsenic and, therefore, removal strategies have to be investigated. This work shows experimental results of coagulation-flocculation processes implemented to evaluate the efficiency in the removal of arsenic from drinking water. The main objectives include the evaluation of the relevant aspect that controls the removal efficiency. Experimental tests were performed with coagulant concentrations from 5 to 500 mg/L, solid particle concentrations from 0 to 6000 mg/L, and initial arsenic concentrations from 0.5 to 5 mg/L. These variables were simultaneously varied in more than 100 experiments. The efficiency in remediation ranged from 0% to 95%. Removal efficiency near 95% was obtained when using ferric chloride as coagulant, and was close to 80% when using aluminum sulfate as coagulant in arsenate solutions. The remediation efficiency decreased significatively when the ferric chloride concentration was higher than 50 mg/L in relation to the obtained results for aluminum sulfate for different type and concentration of soil particles. The highest removal efficiency were obtained at pH between 3 and 5 in oxidized solutions. Obtained results simulated by means of multiple linear regression analysis (R>0.90) allow determining that the main parameters that control the removal of arsenic from drinking water are coagulant concentration, pH, and solid particles concentration. Conversely, particle mineralogy and coagulant type have less significant effect on the removal by means of coagulation-flocculation mechanisms. Obtained results are relevant for the removal of As in water treatment plants as well as for the development of small scale filters.

El arsénico y sus compuestos son considerados como cancerígenos para los humanos y en ciertas regiones existe evidencia epidemiológica de alteraciones a la salud ante el consumo prolongado de aguas arsenicales. En muchos lugares la única fuente de agua para bebida contiene arsénico (As) en solución, por lo que resulta necesario estudiar mecanismos de remoción. En este trabajo se realizan ensayos de laboratorio con base en procesos de coagulación-floculación con el objeto de evaluar la eficiencia en la eliminación del arsénico en el agua para consumo humano. En este caso se busca identificar y evaluar los principales factores que controlan la remoción de arsénico en agua. En los ensayos realizados se varió la dosis de los coagulantes desde 5 a 500 mg/L, la de partículas sólidas desde 0 a 6000 mg/L y la concentración inicial de arsénico desde 0.5 a 5 mg/L. Con estas variables se han realizado combinaciones en más de 100 experimentos. Se obtuvieron porcentajes de remediación de arsénico que variaron desde 0 hasta 95 %. Los resultados obtenidos permitieron lograr remociones del 95 % al incorporar cloruro férrico y del 80% con sulfato de aluminio en soluciones con arsenato. Para dosis de cloruro férrico mayores a 50 mg/L la eficiencia de la remediación disminuyó considerablemente en relación con los resultados obtenidos con sulfato de aluminio, para todos los tipos y concentraciones de sólidos. Las mayores remociones se lograron a pH entre 3 y 5, en soluciones oxidadas. A partir de los resultados obtenidos y su análisis mediante regresiones lineales múltiples con valores de R > 0.90, se pudo determinar que los parámetros que controlan la remoción son la dosis de floculante, el pH del líquido y la concentración de sólidos en suspensión. La mineralogía de los sólidos y el tipo de floculante tendrían un efecto menos significativo en la remoción mediante coagulación-floculación. Los resultados obtenidos son relevantes para la remoción de As en plantas potabilizadoras de agua, como también en la implementación de métodos caseros de remoción.

The agricultural drainage water from the Sinaloa valley (Mexico) is often reused in agriculture and aquaculture before reaching coastal water bodies. Discharged water must be of good quality to maintain the health of ecosystems and prevent damage to the organisms that compose them. This research determined the occurrence of coliforms in a drainage ditch known as La Michoacana (Sinaloa) that receives contaminated water from agricultural and urban sources. A section of 3.6 km was studied during 2013 and samples were obtained monthly from five equidistant sampling sites. Each water sample was analyzed for total coliform (TC) and fecal coliform (FC) content, pH, salinity, temperature, and dissolved oxygen percentage (%DO). The sampling sites with the highest bacterial contamination were associated with direct discharges of domestic wastewater and those with the lowest to the output drain. The performance of this agricultural ditch decreased the concentration of coliforms, with median and average values of 96% and 87% for TC, and 98% and 85% for FC, respectively. The most common bacteria were Escherichia coli (67.7%), Kluyvera cryocrescens (10.2%), and Enterobacter agglomerans (6.3%). Coliform concentration was positively correlated with temperature and negatively with %DO. The ditch improved the microbiological quality of the water, demonstrating remediation activities in the system. Proper management and maintenance of agricultural drainage ditches would favorably impact the health and biodiversity, as well as the intensive aquaculture and agricultural activities of the Sinaloa valley.

El agua que conducen los canales de drenaje del valle agrícola sinaloense (México) es reutilizada con frecuencia en la agricultura y acuacultura antes de ser depositada en las aguas costeras. La calidad del agua descargada debe ser adecuada para mantener la salud de los ecosistemas y evitar daño a los organismos que los componen. Esta investigación determinó la presencia de coliformes en el canal de drenaje agrícola conocido como La Michoacana (Sinaloa), que recibe agua contaminada de fuentes agrícolas y urbanas. Se estudió una sección de 3.6 km del canal durante el año 2013 y se recolectaron mensualmente muestras de agua de cinco puntos de muestreo equidistantes. A cada muestra se le analizó el contenido de coliformes totales (CT) y coliformes fecales (CF), pH, salinidad, temperatura y porcentaje de saturación de oxígeno disuelto (%OD). Los puntos de muestreo con mayor contaminación bacteriana estuvieron asociados a las descargas directas de agua residual doméstica, y aquellos con menor contaminación estuvieron asociados a la salida del canal de drenaje. El funcionamiento del canal disminuyó la carga de coliformes, con medianas y valores promedio del 96% y 87% para CT, y 98% y 85% para CF, respectivamente. Las principales bacterias identificadas fueron Escherichia coli (67.7%), Kluyvera cryocrescens (10.2%) y Enterobacter agglomerans (6.3%). La concentración de coliformes presentó una correlación positiva con la temperatura y negativa con el %OD. El canal de drenaje La Michoacana mejora la calidad microbiológica del agua que conduce, lo cual demuestra funciones de remediación en el sistema. El mantenimiento y manejo adecuado de los canales de drenaje agrícola puede impactar favorablemente la salud y biodiversidad, así como las actividades acuícolas y agrícolas intensivas del valle sinaloense.