El presente trabajo da cuenta del diseño de un Programa de Gestión Ambiental (PGA), basado en los lineamientos de los Sistema de Gestión Ambiental (SGA), para la sección Ecología y Medioambiente perteneciente al Laboratorio de Criminalística Central de la Policía de Investigaciones de Chile. El diseño del PGA propuesto aborda el proceso de descarte de muestras de agua, dentro de la actividad de muestreo de agua realizada por la Sección. La selección de éste proceso por sobre los demás se realizó en base al aspecto ambiental de mayor urgencia; la generación de residuos líquidos una vez terminada la labor pericial. En términos de metodología, el PGA se desarrolló en dos fases. Primero se realizó una caracterización de las aguas, a través de la revisión de los antecedentes disponibles, con el objetivo de obtener información sobre los contaminantes presentes; analitos de tipo inorgánico en su mayoría. Además, se identificó a la Sección como no generadora de RILes, por lo que se descarta la obligación del cumplimiento legislativo para el descarte de residuos a la red de alcantarillado. Sin embargo, la Sección decide mejorar sus prácticas ambientales mediante la propuesta de realizar un tratamiento interno de sus aguas. Esto permitió determinar las pautas para desarrollar la segunda fase; Diseñar un Programa de Gestión Ambiental en la medida que éste contribuya al control de impactos y en la reducción de los desechos líquidos. El PGA estuvo conformado por dos planes de acción para cumplir con los objetivos y metas planteadas en el programa. El primer plan consistió en el diseño de un sistema de tratamiento, que permita otorgar a la institución, la facultad de descartar los residuos líquidos por sus medios, mientras que el segundo, consistió en establecer un procedimiento para el manejo de éstos residuos líquidos, desde su generación, hasta el proceso de disposición final.

El objetivo principal de este trabajo es realizar una evaluación de algunas plantas de tratamiento de aguas servidas de los sectores rurales concentrados de las regiones IV, VI y RM con el fin de catastrar la situación actual del saneamiento rural en cuanto a cobertura, tipo de tratamiento y estado de las plantas. Se espera además, a partir de lo obtenido, proponer a nivel de factibilidad uno o más sistemas de tratamiento que resulten viables desde el punto de vista económico, ambiental y social. En la actualidad el país no cuenta con una normativa que respalde el saneamiento rural ya que la institucionalidad existente solamente aplica al agua potable rural, dejando la inversión en manos de múltiples entidades del Estado y la administración en Municipalidades, Comités y Cooperativas. Además, se ha incentivado el uso de sistemas de tratamiento de alto costo tanto en inversión como en operación y mantención, alejándose cada vez más de la tendencia internacional de incentivar el uso de sistemas de tratamiento sustentables. Para la evaluación de los sistemas, se visitaron plantas de tratamiento de las tres regiones mencionadas y se entrevistó a operadores de las plantas y dirigentes de los Comités y Cooperativas. Con los antecedentes recopilados se realizó un análisis de todo lo observado en cuanto al funcionamiento de las diferentes tecnologías, situación económica de ellas y la realidad entre las regiones. Los resultados arrojaron que en las tres regiones el estado general de las plantas es regular, siendo aquéllas en buen estado una excepción respecto del total. El sistema más utilizado corresponde al de Lodos Activados modalidad Aireación Extendida, que presenta altos costos en su operación y mantenimiento, por lo que en la totalidad de las plantas las tarifas son mucho menores a lo que se debiera cobrar para hacer de ellos sistemas económicamente autosustentables. En relación a los operadores, salvo en el caso que las plantas son monitoreadas por las empresas proveedoras, no poseen la competencia necesaria debido a la falta de preparación hacia ellos. Debido a todo lo anterior es que se vuelve indispensable una normativa que junto a una entidad gubernamental con competencia atienda y resuelva las necesidades del saneamiento rural. Respecto a la propuesta de alternativas de tratamiento, tanto de lo visto a nivel nacional como internacional se seleccionaron las tres opciones que a priori resultan más interesantes de implementar, las que posteriormente se evaluaron bajo los cinco criterios de sustentabilidad recomendados por la Sustainable Sanitation Alliance (2007), entidad conformada por variadas organizaciones y que tiene como fin común el saneamiento sustentable. De acuerdo a esto, se obtuvo que la mejor alternativa es el lombrifiltro, ya que se muestra como fuerte en 4 de los 5 aspectos evaluados y posee mayores antecedentes de cumplimiento de la normativa respecto al humedal y la unidad sanitaria seca. Sin embargo, estas dos alternativas resultan de igual forma viables de implementar ya que no mostraron puntos débiles en el análisis.

Memoria presentada a la Universidad de Chile para optar al Título de Químico / El aumento explosivo de la población mundial desde aproximadamente la segunda mitad del siglo XX, además del aumento del ingreso per cápita y la demanda de una dieta más variada por parte de las economías de los mercados emergentes, han llevado a elevar la demanda alimentaria y con ello mejorar la producción agrícola. De acuerdo a las condiciones climáticas y el uso del suelo, éste puede verse afectado, alterando su calidad debido a variaciones en sus componentes biológicos y fisicoquímicos, llevándolo finalmente al estado de degradación. A fin de recuperar esta condición se han implementado diversos métodos que apuntan a entregar nutrientes, a través de abonos orgánicos y fertilizantes. En Chile, para llevar a cabo la recuperación de los suelos agrícolas el SAG permite la utilización de lodos estabilizados (biosólidos), provenientes de las plantas de tratamiento de aguas servidas. Los biosólidos pueden contener contaminantes generados por actividades antrópicas, a algunos de ellos se les conoce como contaminantes emergentes, y no están considerados en la normativa que controla la aplicación de estos residuos en suelos o en los análisis de los efluentes provenientes de dichas plantas. La importancia y peligrosidad de estos contaminantes radica en su capacidad de incorporarse a la cadena trófica y bioacumularse. En seres vivos, algunos de estos contaminantes han demostrado generar alteraciones a nivel hormonal, con lo que han sido catalogados bajo el nombre de “Compuestos Disruptores Endocrinos” (CDE). Dentro de viii éstos, encontramos tanto al Bisfenol A (BPA) como a 17α-etinilestradiol (EE2), los cuales poseen elevada actividad biológica, presentándose como un potencial peligro. Este estudio tuvo por objetivo evaluar la movilidad de estos compuestos en tres suelos de la zona centro del país (Melipilla) al ser tratados con biosólido. El estudio sobre actividad microbiana, llevado a cabo en muestras de suelo, suelo-biosólido y suelo-biosólido enriquecido (en BPA 30mgkg -1 y EE2 10mgkg ix -1 ) por el transcurso de 30 días, mostró un aumento de ésta en los suelos tratados con biosólido enriquecido por sobre los tratados con biosólido y suelo sin tratar. Mediante la utilización de columnas de lixiviación cargadas con suelo y suelo-biosólido en razón de 90Mgha -1 , se agregaron los contaminantes y eluyeron con solución 0,01M de CaCl 2 recolectando y analizando los lixiviados. El análisis de éstos, mostró retención de los compuestos en función de la textura de los suelos y actividad microbiana presente en ellos / Study of mobility of the endocrine disrupting compounds Bisphenol A and 17-α-ethinylestradiol in soils amended with biosolids, through the use of leaching columns. The massive increase in world population since the second half of the XX century, as well as the growth of the income per-capita and the demand of a variety of foods by the economies in emerging markets have led to increase food demand and thereby improve agricultural production. Depending on climatic conditions and use, the soils could be affected by a change in their biological and physico-chemical components, leaving it in the condition of degraded soil. In order to reverse and combat this condition, multiple methods have been implemented, aiming to deliver minerals and nutrients in form of manure and fertilizers. To make possible the soil restoration for agricultural use in Chile, SAG allows the use of stabilized sludge. Coming from wastewater treatment plants, the biosolids concentrate a series of pollutants from anthropogenic activities, these are known as emerging contaminants, which until now haven’t been considered in the regulations and analysis of effluents. These pollutants can be bioaccumulated and incorporated into trophic chains. In living organism, it has been revealed the effect generated in the endocrine system, which is why they are known as Endocrine Disrupting Compounds (EDC). Between them, we can find x Bisphenol A (BPA) and 17α-ethinylestradiol (EE2), both have a high biological activity, and shows potential danger of endocrine disruption. The main objective of this research was evaluate the mobility of this components through 3 soils of the R.M. (Melipilla) when they are treated with biosolids. The assays for microbial activity and nitrogen cycle, carried out on samples of soil, soil-biosolids and soil-biosolids spiked with 30mgkg -1 of BPA and 10mgkg xi -1 of EE2, for the course of a month, showed an enhance of the microbial activity in the soils treated with spiked biosolids over the treated with biosolids and untreated soil. At the same time, it was found that the compounds under study increase the transformation of ammonium to nitrate (Nitrification process) Through the use of leach columns loaded with soil and soil-biosolids in a rate of 90 Mgha -1 , the pollutants were added and leached with 0.01M CaCl 2 solution, collecting and analyzing the leachates. This showed retention of the compounds in function of the texture and microbial activity of the soils into the column

Memoria para optar al título de Arquitecto

Ingeniero Civil / La falta de normativas específicas que regulen el manejo de las aguas residuales originadas en las plantas de tratamiento de agua potable del país da lugar a prácticas cuestionables como las descargas a cauces naturales. Las descargas de aguas residuales del tratamiento de agua potable no forman parte de la norma de descarga de efluentes líquidos a cuerpos de agua superficiales (D.S. N°90/2000). Esta falta de tratamiento provoca problemas ambientales, como embancamientos en el cauce. La ausencia de un control de las características y parámetros que deben ser reducidos en estas aguas es consecuencia de la falta de normativas que regulen su manejo, lo cual constituye un riesgo para la salud de la comunidad y su entorno. El objetivo es definir los procesos y las unidades que deben componer el tratamiento de las aguas residuales producidas. El propósito del estudio involucra la caracterización de las aguas residuales y la definición de los parámetros relevantes a reducir. Por otra parte se busca recopilar los procesos de tratamiento que se utilizan en Chile para las aguas residuales de las plantas de agua potable y contrastarlo con las situaciones en aquellos países que han regulado el manejo de estas aguas en sus plantas. Para ello se realizó una revisión bibliográfica y recopilación de antecedentes para caracterizar las aguas residuales. Se revisó la base de infraestructura de las plantas de tratamiento de agua potable de Chile para conocer si se provee algún tratamiento a las aguas residuales. Se revisaron normativas y estudios de países en los cuales se ha regulado el tema y los estándares que contemplan. Finalmente se define el tratamiento o el manejo de un agua residual de acuerdo a sus características.

Memoria para optar al Título de Químico / En la actualidad, existen diversas plantas de tratamiento de aguas servidas, cuyos residuos, los biosólidos, pueden ser usados como fertilizantes complementarios y/o remediadores de suelos. Sin embargo, éstos pueden contener diversos tipos de contaminantes como metales traza, compuestos orgánicos e inorgánicos y compuestos de origen farmacéuticos. El organismo es capaz de metabolizar un porcentaje importante de los fármacos ingeridos, mientras que el restante se excreta junto con los metabolitos resultantes de la digestión del fármaco a las aguas. Este hecho, puede afectar al medio ambiente, debido al fenómeno de bioacumulación y toxicidad del fármaco, convirtiéndolo en un contaminante emergente. Los antiinflamatorios no esteroideos (AINEs), son drogas ampliamente utilizadas por el ser humano debido a sus efectos antiinflamatorios, analgésicos y antipiréticos, razón por la cual su incidencia en el medio ambiente es cada vez mayor. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la incorporación de biosólido sobre la movilidad de antiinflamatorios no esteroidales en suelos de la Región Metropolitana. Se utilizaron dos suelos provenientes de la Región Metropolitana (Linderos y Lonquén) y un biosólido proveniente de una planta de tratamiento de aguas servidas de la misma región. La movilidad de antiinflamatorios en los suelos se estudió utilizando columnas de lixiviación divididas en secciones de 2 cm de alto cada una (sección superior con biosólido en dosis de 0 y 200 ton/ha y 0,5 mL de multiestándar de 2,4 mg/L (equivalente a 200 μg/kg de suelo), las 4 secciones siguientes se rellenan con suelo y la última sección rellena con arena de cuarzo). Las columnas fueron regadas diariamente con 3 mL de CaCl2 0,5M para simular la fuerza iónica de la fase acuosa del suelo, se mantuvieron a temperatura ambiente durante 15 días. Al finalizar este período, las porciones de cada sección de la columna se sometieron a un procedimiento de extracción secuencial asistida por ultrasonido: 20 mL metanol, 10 mL metanol, 2 x 10 mL acetona, considerando un tiempo de 5 min de ultrasonido en cada extracción; los sobrenadantes se evaporaron hasta 1mL y se diluyeron a 100 mL con agua milli Q, para luego someterlos a limpieza mediante extracción en fase sólida con cartridge OASIS HLB. La presencia de antiinflamatorios en los extractos de cada sección de la columna se determinó mediante HPLC con detector de arreglo de diodos, trabajando con una columna C18 (5 μm; 250 mm x 4,6 mm), utilizando como fase móvil una mezcla de acetonitrilo con fosfato diácido de potasio 50 mM a pH 4,2-4,5 a un flujo de 1 mL/min. En las columnas de lixiviación con suelos sin enmienda de biosólido, fue posible la determinación de ketoprofeno, naproxeno e ibuprofeno, los que se encontraron en las primeras fracciones del suelo. La aplicación de biosólido sobre los suelos incrementó el contenido de ibuprofeno en la primera fracción de las columnas, indicando que la aplicación de biosólido favorecería su retención en la capa superior. Los microorganismos del suelo cumplen un rol importante sobre la degradación de los analitos, pues en suelos esterilizados, se apreció una mayor recuperación de éstos. / Currently, there are various wastewater treatment plants whose stabilized waste or biosolids, can be used as fertilizers complementary and / or to improving soil. However, they may contain different types of contaminants such as, trace metals, inorganic and organic compounds as pharmaceutical derived compounds. The organism is capable of metabolizing a large percentage of ingested drugs, while the remainder is excreted with the metabolites resulting from the digestion of the drug to water. This fact can affect the environment, due to bioaccumulation and drug toxicity, making this an emerging contaminant. Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) are drugs widely used by humans, due to its anti-inflammatory, analgesic and antipyretic effects, which is why its impact on the environment is growing. The aim of this work was to study the effect of the biosolids incorporation on the NSAIDs mobility from Región Metropolitana soils. Two soils from the Región Metropolitana (Linderos and Lonquén) and biosolids from a wastewater treatment plants from the Región Metropolitana were used. Antiinflammatory mobility in soil was studied using leaching columns divided into sections of 2 cm high each (upper section with the biosolids in doses of 50, 100 and 200 ton/ha and antiinflammatory solution of 200 mg/L, the following 4 sections are filled with soil and the last section filled with quartz sand). The columns were watered daily with 3 mL of 0.5 M CaCl2 to simulate the ionic strength of the soil aqueous phase, kept at room temperature for 15 days. After this period, the portions of each section of the column were subjected to a sequential extraction procedure assisted by Ultrasound: 20 mL methanol, 10 mL methanol, 2 x 10 mL acetone, 5 min of ultrasound between each extraction, the supernatants evaporated to 1 mL and diluted to 100 mL with Milli Q water and then submit them to cleanup by solid phase extraction with OASIS HLB Cartridge. The presence of NSAIDS in each extracts from section of the column was determined by HPLC with diode array detector, working with a C18 column (5 um, 250 mm x 4.6 mm) using as mobile phase a mixture of acetonitrile with potassium dihydrogen phosphate 50 mM at pH 4.2 to 4.5 at a flow rate of 1 mL/min. In the leaching columns with soils without biosolid amendment, it was possible the determination of ketoprofen, naproxen and ibuprofen, which were found in the soil first fraction. The biosolid application on soils increased, the ibuprofen content, in the first fraction of the column, indicating that the application of biosolids favored the retention in the top layer. Soil microorganisms played an important role on the analytes degradation, since in the absence of these (sterilized soil) was showing a greater recovery of these.

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al Grado Académico de Doctora en Química / Los pesticidas organoclorados son compuestos de carácter orgánico que se usan para combatir plagas de insectos u otras especies indeseables en animales y plantas. Debido a problemas ambientales y sobre la salud humana, fue prohibida su síntesis a nivel mundial, en la década de los 70, ya que al no degradarse fácilmente y ser bioacumulables, producirían una contaminación acumulativa pudiendo llegar al ser humano a través de la cadena trófica. En la actualidad, estos compuestos debido a su persistencia se pueden encontrar en matrices ambientales en algunas zonas de Chile, además pueden encontrarse en aguas servidas y por tanto en biosólidos. Así la aplicación de biosólidos a suelos como medio de fertilización, puede incorporar pesticidas organoclorados en los suelos agrícolas, por otra parte estos compuestos contaminantes también pueden llegar al suelo por vía aérea. Con el objeto de detectar y cuantificar pesticidas organoclorados en suelos y suelos tratados con biosólido, en este estudio se desarrolló un método de determinación cuantitativo de pesticidas organoclorados en biosólidos, que fuera menos contaminante que los métodos estándares clásicos. Además, se implementaron métodos para la estimación de la biodisponibilidad de pesticidas organoclorados como lindano, aldrín y hexaclorobenceno en suelo enmendado con distintas dosis de biosólido. El método de determinación cuantitativa, se basó en el uso de extracción por solvente acelerada (ASE) y cromatografía gaseosa con detector de captura de electrones (ECD). El método ASE fue llevado a cabo por contacto directo de la muestra con el solvente presurizado en modo estático y cuando la extracción fue completada, todo el solvente en la celda fue removido con N2 hacia un vial colector. La determinación de los analitos se realizó a través de cromatografía gaseosa (GC) y detector de captura de electrónica (ECD). Los estudios de optimización del método fueron realizados utilizando muestras de un biosólido de una de las plantas de tratamiento de aguas servidas de la Región Metropolitana. La muestra de biosólido fue fortificada separadamente a una concentración de 5 mg kg-1 de hexaclorobenceno, lindano y aldrin. Las variables de extracción: temperatura, tiempo y número de ciclos del ASE fueron optimizadas a través de un diseño multifactorial de 23 y tres centros; se encontró que para Aldrin, la temperatura influyó significativamente. Para HCB y lindano, el efecto de las variables fue positivo pero no significativo. Esta diferencia en los resultados podría atribuirse a la mayor hidrofobicidad del aldrin respecto de los otros plaguicidas (Log KOW 7,4), lo que hace que la retención en la materia orgánica sea mayor. Con el método de extracción optimizado se obtuvieron recuperaciones en la matriz de biosólido en un rango entre 70 y 100% de los pesticidas organoclorados seleccionados, con una precisión, expresada como coeficiente de variación menor a 1,28 %. Además, se desarrolló un método para evaluar la fracción biodisponible de los pesticidas en suelos y suelos enmendados con biosólidos. Matrices tales como arena, suelo, y la mezcla arena-suelo (1:1 p/p) conteniendo los pesticidas organoclorados fueron mezcladas con diferentes cantidades de biosólido y sujetas a un proceso de lixiviación con agua, según ISO/TS 21268-1:2007, considerando intervalos de tiempo entre 1 y 28 días. Después de estas pruebas de lixiviación, el respectivo pesticida organoclorado fue determinado en el extracto mediante la utilización de diferentes técnicas de microextracción libres de disolvente orgánico, tales como: microextracción en fase sólida (SPME), extracción por sorción en barra de agitación (SBSE) y extracción en barra de silicona (SRE). El pesticida fue finalmente cuantificado, después de un proceso de desorción térmica, por cromatografía de gas acoplada a espectrometría de masas (GC-MS). Los resultados para cada pesticida lixiviado en agua fueron comparados con su biodisponibilidad, la cual fue determinada a través del contenido del pesticida en la raíz de plantas de trigo cultivadas en sistemas de suelo-biosólido similares, encontrándose concentraciones de lindano que varían entre 133,5 y 67 mg/kg, para aldrin 67,9 y 13,7 mg/kg y para HCB varían entre 2,6 y 2,3 mg/kg. A través de este estudio se confirmó que la cantidad de materia orgánica presente en la matriz es un factor preponderante para la inmovilización de lindano, encontrándose recuperaciones de 95% en matriz arena sin tratamiento con biosólido y 22, 10 y 5% con su adición de biosólido correspondiente a 1, 2 y 5%. Por consiguiente, la presencia de biosólido disminuyó la movilidad de los pesticidas en todos los casos, la que fue considerablemente mayor en matrices con contenido de materia orgánica menor. Asimismo, el aumento de la dosis de biosólido en el suelo disminuyó considerablemente la absorción del pesticida por parte de la planta y por consiguiente su biodisponibilidad. Por otra parte, este estudio confirma que la aplicación de biosólidos en suelos contaminados con pesticidas organoclorados, disminuiría la movilización de los pesticidas en la columna de suelo evitando la contaminación de aguas subterráneas. / Organochlorine pesticides are organic compounds used to combat insects or other unwanted species in animals and plants. Due to environmental and human health problems, their synthesis was banned worldwide in the 70's, as they are not easily degraded and are bioaccumulative, producing cumulative pollution that could reach humans through the food chain. On account their persistence, at present these compounds can be found in environmental matrices in some Chilean zones; in addition, they may be found in wastewater and therefore in biosolids. Thus, the application of the biosolids as a means of fertilizing soils can incorporate organochlorine pesticides to agricultural soil. On the other hand, these contaminants can also reach the soil, by air. In order to detect and quantify organochlorine pesticides in soils and soils treated with biosolids, a method intended to be less polluting than conventional standard methods was developed in this study to carry out a quantitative determination of organochlorine pesticides in biosolids.. In addition, methods were implemented to estimate the bioavailability of organochlorine pesticides such as lindane, aldrin and hexachlorobenzene in soil amended with different doses of sewage sludge. The method of quantitative determination was based on the use of accelerated solvent extraction (ASE) and gas chromatography with electron capture detector (ECD). The ASE procedure was carried out by direct contact of the sample with pressurized solvent in static mode and when the extraction was complete, all the solvent in the cell was removed with N2 to a collection vial. Analyte determination was performed using gas chromatography (GC) and electron capture detector (ECD). This study was tested using samples of biosolid from a waste water treatment plant in the Metropolitan Region. The biosolid sample was separately fortified separately to a concentration of 5 mg kg-1 of hexachlorobenzene, lindane, and aldrin. The extraction variables: temperature, time and number of cycles of ASE were optimized through a multifactorial design of 23 and three centers, it was found that aldrin, extraction was significantly affected by temperature. For HCB and lindane, the effect of variables was positive but not significant. This difference in results could be attributed to the greater hydrophobicity of aldrin compared with the other pesticides (log Kow 7,4), which caused its higher retention by organic matter. With the optimized extraction method a recovery of selected organochlorine pesticides was obtained in the 70 to 100% range in the biosolid matrix with a precision, expressed as a coefficient of variation, less than 1,28%. We also developed a method to assess the bioavailable fraction of pesticides in soils and soils amended with biosolid. Matrices such as sand, soil, and sand-soil mixture (1:1 w / w) containing organochlorine pesticides were mixed with different amounts of sewage sludge and subjected to extraction with water, according to ISO / TS 21268-1: 2007, considering time intervals from 1 to 28 days. After these extraction tests, the respective organochlorine pesticide was determined in the extract using microextraction techniques free of organic solvent, such as solid phase microextraction (SPME), stir bar sorption extraction (SBSE) and Silicone rod extraction (SRE). The pesticide was finally determined after a process of thermal desorption, by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS). The results for each pesticide extracted in water were compared with its bioavailability, which was determined by the pesticide content in the root of wheat plants grown in similar soil-biosolid systems. Lindane concentrations were found ranging from 133,5 to 67 mg/kg, for aldrin from 67,9 mg/kg to 13,7 mg/kg and for HCB, from 2,6 to 2,3 mg/kg. Through this study it was confirmed that the amount of organic matter present in the matrix is a major factor for lindane immobilization, with recoveries of 95% in sand matrix with no sewage sludge and 22, 10 and 5% in the case of biosolid addition at rates of 1, 2 and 5%. Therefore, the presence of biosolid decreased mobility of pesticides in all cases, and it was significantly higher in matrices with lower organic matter content. . In addition, increasing the biosolid rate in the soil significantly decreased the absorption of the pesticide by the plant and therefore its bioavailability. On the other hand, this study confirms the idea that application of biosolids in soils contaminated with organochlorine pesticides would reduce pesticide mobilization in the soil column preventing groundwater contamination. / FONDECYT

La necesidad de regular la emisión de residuos a diferentes ambientes hídricos ha motivado el desarrollo de diversas normativas entre las que se destacan las desarrolladas para aguas subterráneas, particularmente el D.S. N° 46 de 2002 “Norma de Emisión de Residuos Líquidos a Aguas Subterráneas” en la cual se establece la necesidad de determinar la calidad natural ante la eventualidad de que se tenga una vulnerabilidad alta en la zona de infiltración. La falta de una metodología para dicho fin motiva el desarrollo de este trabajo de Tesis. Para desarrollar la metodología fue necesario conocer el contexto bajo el cual se determina la vulnerabilidad, así como también se estudió la metodología aplicada en Chile para su determinación, comprendiendo así el contexto general bajo el que se debe definir la calidad natural de un determinado lugar. Entendido esto último se definió el concepto de calidad natural, el cual corresponde a las características físicas y químicas que las aguas subterráneas adquieren producto de la interacción, tanto química como física, con el medio con el cual está en contacto, sin que las concentraciones de los más importantes cationes y aniones originados por las actividades antrópicas generen influencias perceptibles a los provenientes de las rocas o el suelo. A partir de lo anterior se desarrolló la metodología para determinar calidad natural, la cual se basó en diferentes esquemas internacionales estudiados y adaptados a las condiciones nacionales en relación a los niveles de información existentes, y que a partir de una serie de parámetros mínimos a monitorear y la recopilación de la información hidroquímica histórica, geológica e hidrogeológica y junto al catastro de las actividades antrópicas desarrolladas en el sitio de estudio definido para el caso, permite, utilizando una serie de criterios entre los cuales se destacan la preselección de muestras, valores límites para parámetros asociados a contaminación antrópica, entre otros, definir la calidad natural de un determinado lugar, lo cual se complementa con la incorporación de información más detallada, en términos geológicos, hidrogeológicos e hidroquímicos. Así mismo esta metodología tiene como objetivo adicional identificar los procesos involucrados en la hidroquímica natural del agua subterránea, lo cual se efectúa a partir de la medición de parámetros como Nitrato, Hierro, Oxígeno Disuelto, Potencial Redox, entre otros. Para analizar los alcances de la aplicación de la metodología a diferentes escalas y niveles de información, ésta fue aplicada en dos casos: el primero a nivel nacional, en el cual se hizo latente la inaplicabilidad de la metodología producto de que la información existente a estas escalas no es detallada o no existe, así como también se hizo presente la distribución espacial no homogénea de la red de monitoreo de calidad en ciertas regiones; no obstante lo anterior, sí fue posible analizar la distribución, por zonas, de los parámetros más importantes, comparándose con los valores normativos existentes, dando como resultado una tendencia general al cumplimiento de éstas. En el segundo caso, la metodología fue aplicada a un nivel de escala menor, particularmente en el acuífero de la cuenca del río Aconcagua, caso en el cual la metodología pudo ser aplicada con relativo éxito, dado que los niveles de información eran suficientes para determinar de forma cuantitativa los rangos máximos y mínimos de las concentraciones de una serie de parámetros, sin embargo, la falta de información más detallada no permitió identificar los probables procesos y las condiciones existentes en el acuífero, como tampoco identificar el origen real de la contaminación. A modo de síntesis, se puede afirmar que, a partir de las discusiones generadas en la aplicación de la metodología, se pudo establecer que la aplicabilidad de ésta depende de factores críticos como el nivel de información disponible para las escalas a las cuales se desee trabajar, ya sea geológica o hidrogeológica, contar con datos hidroquímicos históricos, monitoreo de parámetros asociados a los procesos que modifican la calidad de las aguas así como también de aquellos parámetros que permitan evaluar el grado de impacto antrópico existente en un determinado sitio. Finalmente, se realiza una serie de recomendaciones, las que apuntan fundamentalmente a una mejora de la red de monitoreo de calidad de aguas subterráneas existente y la incorporación de parámetros a los análisis que se realicen a las muestras de la red de calidad, entre otros.

Memoria para optar al título de Químico / El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la materia orgánica soluble y la materia orgánica coloidal de dos biosólidos obtenidos por distintos procesos, sobre la biodisponibilidad de cobre, plomo, cadmio, níquel y niveles de glutatión oxidado (GSSG) y reducido (GSH), ácido ascórbico (AA) y ácido dehidroascórbico (ADHA) en plantas de tomate (Lycopersicon esculentum L.). El estudio involucró el cultivo hidropónico de plantas bajo condiciones controladas y el análisis de elementos mediante espectroscopía de absorción atómica, emisión atómica y espectroscopía molecular. El análisis de las formas de glutatión, ácido ascórbico y ácido dehidroascórbico se llevó a cabo por electroforesis capilar de zona (ECZ), para lo cual se optimizaron las condiciones de análisis y pretratamiento de las muestras de tejido vegetal. Las conclusiones de este estudio fueron: La electroforesis capilar es una técnica apropiada para el estudio de las formas oxidada y reducida de ácido ascórbico. Fue posible establecer un método para la cuantificación de ácido ascórbico y por diferencia el ácido dehidroascórbico, bajo condiciones de electromigración en zonas, detección directa por absorción UV, modo de polaridad normal y electrolito de alta fuerza iónica. La Tris [2-carboxietil] fosfina (TCEP) fue efectivo como reductor del ácido dehidroascórbico en la matriz ácida constituida por MPA 2%. La aplicación de una concentración de 1 mM por 24 horas a temperatura ambiente reduce el ADHA produciendo cantidades cuantificables de ácido ascórbico. El efecto reductor es independiente de la presencia de AA en la muestra. La materia orgánica soluble modifica la biodisponibilidad de los metales pesados en solución, efecto que depende de cada elemento y se manifiesta en un cambio en la concentración de los elementos en la parte aérea y raíz de la planta. A nivel foliar la MOS disminuye la concentración de cobre y cadmio, incrementa la de plomo y no presenta efecto sobre níquel. A nivel de la raíz, el comportamiento es distinto, cobre, plomo y níquel disminuyen su concentración respecto de un tratamiento solo con metal y cadmio la incrementa. La asociación de materia orgánica soluble con materia orgánica coloidal presenta un efecto sinérgico sobre la translocación del metal a la parte aérea de la planta. Este efecto se manifestó para cobre y cadmio en una mayor disminución de su concentración foliar en comparación a la sola aplicación de MOS. Este efecto no fue observado en la raíz. El efecto de cobre cadmio y plomo sobre los sistemas de glutatión reducido/glutatión oxidado y ácido ascórbico/dehidroascórbico en la planta difieren para cada elemento y tipo de tejido. Para los péptidos el efecto se produce principalmente en la raíz. El cobre disminuye los niveles de ambos péptidos, en cambio plomo y cadmio tienen efecto solo sobre glutatión oxidado con disminución e incremento, respectivamente. Para el sistema ácido ascórbico/dehidroascórbico, los tres elementos disminuyen levemente el nivel de ácido ascórbico foliar, en tanto que en la raíz se observó efecto solo para cobre con disminución. Los experimentos de este estudio no evidenciaron la presencia de ácido dehidroascórbico en la planta. La asociación de materia orgánica soluble y metal en comparación al tratamiento solo con metal produce cambios en los niveles de glutatión reducido, glutatión oxidado y ácido ascórbico. Los mayores cambios se observaron para cadmio el cual incrementó los niveles de glutatión oxidado en parte aérea y raíz, en tanto que disminuyó los niveles de glutatión y ácido ascórbico en la raíz. Por su parte, la asociación plomo incrementó los niveles de ambos péptidos en la raíz / The purpose of this study was assess the effect of soluble organic matter (SOM) and colloidal organic matter (COM) from two sewage sludge obtained by different processes, on the bioavailability of copper, lead, cadmium and nickel besides of oxidized and reduced forms of glutathione, ascorbic acid (AA) and dehydroascorbic acid (DHAA) levels in tomato plants (Lycopersicon esculentum L.). This study involved the hydroponics cultivation of plants under controlled conditions and their elements analysis through atomic absorption spectrophotometry, atomic emission and molecular spectrophotometry. The analysis of glutathione forms, ascorbic acid and dehydroascorbic acid was carried out by Capillary Zone Electrophoresis (CZE), for which was optimized the analysis and pretreatment conditions of vegetal tissue samples. The conclusions of this study were: The Capillary Electrophoresis is a suitable technique for study the oxidized and reduced forms of ascorbic acid. It was possible to establish a method to quantify ascorbic acid and by subtraction the dehydroascorbic acid, under conditions of electromigration in zones, direct detection by UV absorption, normal polarity set and a high ionic strength of electrolyte. The Tris-(2-carboxyethyl) phosphine (TCEP) was an effective reductor of dehydroascorbic acid in the acid matrix containing MPA 2%. The applications of a concentration of 1mM for 24 hours to 20º C reduced the DHAA, generating quantifying amounts of AA. This reduction effect is independent of the AA into the sample. The soluble organic matter alters the bioavailability of heavy metals in solution, effect that depend of each element and it is expressed for changes in the concentration on the elements in leaves and root of the plants. In leaves the SOM decrease copper and cadmium concentration, raise the lead concentration and does not present an effect on nickel concentration. In the root the behavior is different, copper, lead, and nickel reduce their concentration compared to the treatment with metal only and on the other hand cadmium raises its concentration. The association between soluble organic matter and colloidal organic matter shows synergistic effect on the translocation of metals to leaves of the plant. This effect was observed for copper and cadmium due to a major diminution of its concentration in leaves compared with the application of SOM only. This effect was not observed in the root. The effect of copper, cadmium, and lead over the systems glutathione/oxidized glutathione and ascorbic acid/dehydroascorbic acid in the plant, differs for each element and kind of tissue. For the peptides, the effect is expressed mainly in the root. Copper reduces the levels of both peptides and on the other hand lead and cadmium have an effect only on oxidized glutathione, with a diminution and increment, respectively. For the ascorbic acid/dehydroascorbic acid system, the three elements reduce slightly the ascorbic acid levels in leaves, whereas in root it was observed a diminution for copper only. The experiments in this study didn’t show effects over the dehydroascorbic acid levels. The association between soluble organic matter and metal in comparison with the metal only treatment leads to changes on the glutathione, oxidized glutathione and ascorbic acid levels. The major change was observed for cadmium which raised the glutathione and ascorbic acid levels in root. Respect to the lead, its association with SOM raised the levels of both peptides in root

El objetivo principal de este trabajo de título es definir alternativas de sistemas de tratamiento de aguas servidas para poblaciones rurales de la región de Antofagasta, de manera que las personas encargadas de escoger un sistema de tratamiento en la zona lo hagan lo suficientemente informados. Para alcanzar el objetivo planteado se estudiaron las características de la región de Antofagasta y se escogieron 17 poblaciones rurales existentes en ella, las cuales se analizaron con el objeto de obtener las características principales de las localidades rurales de la zona. Luego se estudiaron los sistemas de tratamiento de aguas servidas más utilizados actualmente en este tipo de poblaciones y de ellos se escogieron las alternativas que más se adecúan a las características de la zona y de las poblaciones rurales presentes en ella. Posteriormente se evaluaron económicamente las alternativas escogidas y con ello se determinó la o las mejores alternativas para cada población. Se plantearon tanto soluciones individuales como soluciones colectivas. Dentro de las soluciones individuales se consideró para el saneamiento la utilización de Unidad Sanitaria Seca y de Fosa Séptica. En las soluciones colectivas se consideró Alcantarillado Tradicional y Alcantarillado de Pequeño Diámetro para la recolección, Humedal Artificial y Sistemas de Infiltración en Suelo para el tratamiento y la infiltración en suelo o reutilización del efluente en riego. El principal resultado del estudio es que, para poblaciones compuestas por menos de 160 viviendas y/o con una distancia entre viviendas mayores a 15 m, siempre las soluciones individuales son más convenientes que las colectivas. En cambio, para el resto de las poblaciones los resultados no son tan claros, por lo tanto no basta con considerar un indicador económico para definir la alternativa a utilizar, si no que es necesario también evaluar si la población tiene la capacidad de mantener y operar un sistema colectivo, si están dispuestos a pagar un poco más de tarifa y a cambio conseguir agua para riego o si están dispuestos a utilizar un sistema no convencional como la Unidad Sanitaria Seca a cambio de disminuir el consumo de agua. Finalmente, la principal conclusión del trabajo de título es que siempre se debe considerar la opinión de la población beneficiada al decidir que alternativa utilizar, ya que ellos serán los que utilizarán, administrarán, operarán y mantendrán el sistema, y si no lo consideran como propio o se les presenta algún problema, dejaran de utilizarlo y la inversión habrá sido en vano