La aplicación de residuos estabilizados generados del tratamiento de aguas servidas o biosólidos en la agricultura, puede ser beneficiosa, por su elevado contenido de macro y micronutrientes y por su liberación lenta al encontrarse complejados con la fracción orgánica de este sustrato, lo cual constituiría una fuente de nutrientes a largo plazo para las plantas. Así, suelos degradados pueden recuperar su calidad agrícola mejorando su fertilidad. Por otra parte, su aplicación a suelos con estos fines, sería una forma eficiente de reciclaje de estos residuos. Sin embargo, se deben tener presente restricciones para su uso agrícola, debido a su alto contenido en metales traza, compuestos orgánicos tóxicos y microorganismo patógenos, que podrían lixiviar al nivel freático contaminando el suelo, y pudiendo llegar de esta manera a la cadena trófica al aumentar su biodisponibilidad. El propósito de este estudio, fue evaluar el efecto de la aplicación de biosólidos, en muestras de suelo de la región metropolitana del orden Mollisol, pertenecientes a las series Taqueral y Polpaico, en la fracción biodisponible de algunos metales traza (Cd, Cu, Cr, Ni, Pb y Zn) a través de dos métodos predictivos la técnica de la Gradiente de Difusión en Capa Fina (DGT) y la primera etapa del método de extracción secuencial BCR, ambos validados a través de un ensayo comparativo con plantas de maravilla (Calendula officinalis). Los resultados obtenidos en este estudio, mostraron que la aplicación de biosólido alteró la biodisponibilidad en algunos de los metales estudiados, de esta forma a medida que aumentó la dosis de aplicación de biosólido, aumentó también la concentración de la fracción móvil de los metales traza. La extracción secuencial BCR, dio cuenta de las formas químicas en que se encontraban los metales traza en el suelo. Todos los metales estudiados se encuentran mayoritariamente en la fracción residual de los suelos. Con la aplicación de biosólidos se generó un aumento principalmente de la fracción soluble de Zn. En las plantas de maravilla se, encontró, que la absorción de los metales siguió el siguiente orden Zn > Cu > Cr > Ni >Pb > Cd, sin embargo con el aumento de la dosis de biosólido, se observó un incremento de la fracción biodisponible principalmente de Zn, en suelo Taqueral y de Zn, Ni y Cr en suelo Polpaico. Respecto de los métodos predictivos, se encontró que sólo la primera fracción de Zn obtenida a través de método BCR correlacionó con el contenido de éste en la planta, obteniéndose valores de R: 0,916 y 0,925 para suelo Taqueral y Polpaico respectivamente. La técnica DGT permitió predecir la fracción biodisponible de Ni, Zn, Cd y Cr en suelo Taqueral, obteniéndose, para la correlación entre la concentración efectiva y el contenido total de estos metales en la panta, valores de R: 0,92; 0,83; 0,81; 0,77 respectivamente, en cambio en el suelo Polpaico sólo en el caso de Zn, se encontró una buena correlación con lo encontrado en la planta (R=0,92)

Ingeniero Civil / Las propiedades particulares de los suelos de origen volcánico han sido sujeto de estudio por diversos investigadores, quienes han reportado sus altos valores en los límites de Atterberg y su gran potencial de retención de agua. También han dado a conocer la alta sensitividad de estos suelos y los cambios que se producen en la plasticidad cuando el material es secado. Las experiencias se realizan con dos suelos, derivados de cenizas volcánicas (Trumaos), del sur de Chile. El primero proveniente de las cercanías de Temuco y el segundo de las cercanías de Chillán. La determinación de sus propiedades índice se realiza, en una primera instancia, de forma habitual (ASTM D4318), para luego dar paso a variaciones en las condiciones de la muestra para realizar los ensayos. Las muestras son secadas hasta llegar a distintas humedades y se les procede a determinar los límites de Atterberg, observando un descenso progresivo en ellos. Esta experiencia se realiza tamizando la muestra y sin tamizar, para luego realizar una serie secando las muestras a una temperatura mucho más agresiva, observando una pérdida de plasticidad mucho más brusca. Por otra parte, dos grupos de muestras son secadas hasta llegar a masa constante para luego rehidratarlas a distintas humedades y distintos tiempos a la misma humedad, observando una nula recuperación en sus propiedades índice. Las muestras además son sometidas a ensayos edométricos, a similares esfuerzos con series de carga y descarga, variando la confección de la probeta. Las muestras son ensayadas de forma natural, secadas al aire y al horno, remoldeadas con material natural y rehidratado. Resultando en una pérdida en la estructura, reflejada en las curvas e-log(σ) y en la disminución de los valores del módulo de compresibilidad volumétrica (mv). No se muestra una gran diferencia a partir del tipo de secado, ni el tipo de remoldeo, pero si entre los anteriores y la muestra inalterada. Se incluye la superficie específica como una propiedad relevante en los suelos provenientes de ceniza volcánica chilenos. Se presenta una recopilación de las metodologías más utilizadas para la medición, donde se sugiere que la óptima es mediante la absorción de EGME (Superficie Específica Total), debido a sus características y su alcance, y la medición mediante adsorción de nitrógeno, como una medición complementaria (Superficie Específica Externa). Además, el tratamiento previo que requiere la muestra es un tema a considerar al momento de realizar la medición de la superficie específica, debido a la alta sensitividad de la arcilla alofánica frente a un proceso de secado. Es por ello que se sugiere la utilización de técnicas minuciosas que produzcan el menor daño posible a la microestructura. En este trabajo se realiza la medición de superficie específica por medio de la adsorción de nitrógeno de 12 muestras de suelos de origen volcánico del sur de Chile. Con los resultados obtenidos se buscan relaciones entre la superficie específica y los límites de Atterberg.

Magíster en geografía, mención organización urbano regional / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo

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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.

La Región Metropolitana de Santiago ha experimentado un crecimiento acelerado en las últimas décadas, tanto a partir del crecimiento demográfico así como de su expansión física. A partir de esto, uno de los impactos negativos de dichos procesos, y que tiene relación con el deterioro del medio ambiente, ha sido la contaminación de cursos hídricos por el vertimiento de aguas servidas, razón por la cual han debido ser depuradas en plantas de tratamiento, devolviendo así el agua descontaminada a los efluentes. Este proceso trae consigo la generación de grandes cantidades de lodos residuales o biosólidos cuya disposición final se encuentra actualmente en estudio, lo que ha motivado a las autoridades a elaborar un reglamento para el manejo de lodos no peligrosos generados por las plantas de tratamiento de las aguas servidas. Si bien estos lodos poseen propiedades que permitirían una mejora en las características físicas y productivas de los suelos, principalmente por la materia orgánica degradable (entre un 60% y un 88%), poseen además elementos traza metálicos y metales pesados que eventualmente podrían contaminar el suelo. Esta investigación está enfocada en identificar y evaluar espacialmente aquellos suelos que puedan ser receptores de biosólidos, sin transformarse en agentes contaminantes y que tengan un uso compatible con las áreas encontradas, ya sea para recuperarlos o aumentar su productividad. Se ha seleccionado la Provincia de Chacabuco como área de estudio, por poseer suelos de baja calidad y que además, a partir del proceso de urbanización creciente, ha tenido importantes pérdidas y degradación de este recurso. Se analizó la vulnerabilidad de los suelos a la aplicación de biosólidos desde una perspectiva de análisis de las características morfológicas y físico químicas y de uso de suelo, sustentado además con la geodinámica del paisaje, generando unidades homogéneas a través de la adaptación del modelo de Unidades de Respuesta a la erosión (ERUs) de MÄRKER et al., (2001) Se consideró además la normativa en trámite (CONAMA, 2000) con el fin de prevenir riesgos de contaminación. El modelamiento de unidades homogéneas integradas de aplicación en la Provincia de Chacabuco, que considera la aplicación de la normativa en trámite, dio como resultado la existencia de un área muy restringida que podría ser utilizada con estos fines y que en términos de su accesibilidad representaría costos significativos que ponen en duda su materialización. Desde esta perspectiva, y siendo esta provincia una de las zonas de la Región Metropolitana que posee suelos de menor calidad que hipotéticamente podrían haber sido receptores, la problemática de la disposición de estos residuos continúa siendo un tema no solucionado. El área de estudio se presenta heterogénea en cuanto a características edafológicas se refiere, por lo tanto, los suelos disponibles para la recepción de biosólidos no están espacialmente concentrados en un sector específico, lo cual está asociado también a las características del paisaje. Si bien gran parte de los sectores más aptos corresponden al sector de Piedmont de la Cordillera de la Costa, no es factible su aplicación en términos de la geodinámica que sustentan estas unidades geomorfológicas.

Memoria para optar al título profesional de: Ingeniero Agrónomo / La conductividad hidráulica saturada del suelo (K s), es una propiedad física que es utilizada con diversos fines, tanto dentro como fuera del ámbito agrícola. Uno de estos lo constituyen los diseños de drenaje, para lo cual la conducti vidad hidráulica (Ks) es clave para definir la distancia a la que deben ir ub icados los drenes, siendo el mé todo del Pozo Barreno (PB) el más utilizado para medir la Ks. Sin embargo, es te método requiere de la presencia de un nivel freático, situación que suel e ser estacional en los suelos de nuestro país. De ahí la necesidad de buscar metodologías alternativas al Pozo Barreno. Se realizaron mediciones de Ks en un suelo de textura fina s obre un sustrato de gravas y piedras mediante tres metodologías a fin de comparar los result ados en este tipo de suelos. Se utilizaron dos métodos de campo, el pozo barr eno (PB) y el cilindro infiltrómetro (CI), y un método de laboratorio, el permeám etro de carga constante (PCC). Se realizaron mediciones por horizontes con los métodos del CI y el PCC, las cuales fueron comparadas. Las mediciones por horizontes fueron ponderadas a un valor de Ks representativo del perfil con el fin de compar arlas con las mediciones realizadas mediante el PB. El PB entregó los valores de Ks más altos, se guido por el CI con valores muy similares. El PCC entregó valores con un orden de magnitud de diferencia con las otras metodologías. La menor variabilidad de la s repeticiones las entregó el método del CI y la mayor variabilidad el PCC. Debido a la alta variabilidad y la diferencia en la magnitud de los valores de Ks entregados por el PCC, no se recomienda su utilización en suelos con características similares al estudiado. Los métodos del PB y el CI presentaron coefic ientes de variación bajos con respecto a la literatura, lo que junto con la similitud en los valores de Ks entregados, permiten recomendar la utilización de ambos métodos en suelos con características similares al estudiado. Estos métodos son complementarios, ya que el PB requiere de la presencia de un nivel freático, mientras que el CI de la ausencia de este.

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