Memoria para optar al título profesional de: Ingeniero Agrónomo / El análisis cuantitativo de la variabilidad de los suelos es cada vez más importante para una adecuada evaluación y manejo de este recurso. Pocas investigaciones se han desarrollado para estimar la variación en las propiedades edáficas en laderas áridas. La erosion de cárcavas es un proceso geomorfológico activo en la zona sur de la Región de Coquimbo, y se asocia a condiciones climáticas, elevados gradientes de pendiente y pastoreo intensivo. La productividad se ha reducido debido a los efectos de la erosión, la cual varía según la posición en la que se encuentre el pedón y el aspecto de la pendiente. Para evaluar los efectos de la producción intensiva en las propiedades edáficas se empleó la técnica de reconstitución de perfiles de suelo, con el fin de evaluar la magnitud y los alcances de la erosión en la Región analizada. Los suelos cultivados fueron comparados con su condición original, identificándose cambios morfológicos, físicos y químicos Para ello se seleccionaron pedones en un transecto realizado desde una ladera de exposición ecuatorial con cárcavas basales a otra de exposición polar sin rasgos erosivos. Se realizó un levantamiento altimétrico y descripciones de los pedones, analizando horizontes genéticos en términos morfológicos, químicos y físicos. A su vez, se determinó el volumen de suelo asociado a la formación de cárcavas en la ladera erosionada, estimando pérdidas de partículas de suelo, MO y macronutrientes totales. Al comparar ambas laderas, se advierte en general condiciones físicas y químicas más favorables en la de exposición polar. Los pedones más bajos en la ladera presentan texturas más finas y condiciones físicas y químicas restrictivas al crecimiento radical, unido a un menor contenido de materia orgánica (MO). De acuerdo al análisis de reconstitución de perfiles, el pedón más completo presentó una secuencia de horizontes A-Bt-Bz-Cz, encontrándose perfiles truncados en la base de la ladera erosionada. El volumen de suelo estimado como pérdida producto de la formación de cárcava fue de 142 m 3 y se asocia no sólo a una pérdida de partículas de suelo, sino también a una completa desaparición de MO y macronutrientes. Como consecuencia de la erosión acelerada, las pérdidas alcanzan a: 5.237, 1.293 y 2.458 Mg ha -1 de arena, limo y arcilla, respectivamente. La pérdida de macronutrientes fue de 3 (N), 45 (P) y 44 (K) Mg ha -1 , mientras que el carbono orgánico disminuyó entre 51 y 77% de su condición original, correspondiente a 11 Mg ha -1 de pérdida. En este contexto, los procesos observados de erosión acelerada contribuyen a reducir la fertilidad y resiliencia del suelo, resultando imperativo adoptar medidas preventivas contra la degradación de suelos. / Quantitative information on soil variability has become increasingly important for soil assessment and management. There have been scarce researches in order to estimate the vertical variation in soil attributes at arid hillslope positions. Gully erosion is an active geomorphic process in the southern of Coquimbo Region and is mostly associated to climate conditions, steep slopes gradients and intensive grazing. There has been a substantial loss of productivity due to the effects of erosion, which vary with the slope aspect and the position of the pedons in the landscape. Soil profiles reconstruction technique is used to evaluate the effects of cultivation in soil properties. Cultivated soils are compared to match native soils and an evaluation of the physical, chemical and morphological changes are made. This technique was used to assess the magnitude and extent of soil erosion on studied Region. Several pedons were selected in a transect that go from an equatorial aspect slope with basal gullies to a polar exposure slope without erosive features. A theodolite survey and a description of several soil pits were realized, analyzing genetic horizons in morphological, physical and chemical terms. In addition, the soil volume associated with gullies was determined, estimating losses of soil particles, OM and essential total macroelements. Comparing both hillsides, in general a more favorable physical and chemical conditions in polar exposure was observed. Pedons on the lower part of eroded hillsides slope presents lower content of soil OM, finer soil textures and both physical and chemical conditions that restrict plant roots growth. According to the profile reconstruction analysis, the most complete pedon probably has an horizon sequence of A-Bt-Bz-Cz and truncated profiles are observed at the eroded hillslope positions. The estimated loss of soil volume was of 142 m 3 and associated not only to soil particles loss, but also a complete OM and macronutrients disappearance. Therefore, resulting of accelerated erosion process, losses of materials reach to 5237, 1293 and 2458 Mg ha -1 of sand, silt and clay, respectively. Macroelements losses are of 3 (N), 45 (P) and 44 (K) Mg ha -1 and losses of organic carbon reach to 51 to 77% of original content, i.e. around 11 Mg ha -1 . In this context, the accelerated processes observed contribute to reduce the fertility and resilience of soils, being imperative to take preventive measures against soil degradation.

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

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Magíster en Química área de Especialización en Química Ambiental y Memoria para optar al Título de Químico / Con el objeto de buscar alternativas de producción más amigables con el medio ambiente, y evitar el deterioro de los ecosistemas, la producción silvoagropecuaria ha generado opciones sustentables y ecológicas como la agricultura orgánica, la cual conserva o aumenta la materia orgánica del suelo reciclando los residuos de cosecha, poda, estiércol y guano de animales, a través de distintos sistemas de incorporación al suelo. Según la Ley 20.089, el estiércol corresponde a fecas, orinas y productos de cama de animales, que no han sido compostado. El guano y la orina de los animales contienen cantidades importantes de nitrógeno, fósforo, potasio y otros elementos necesarios para el crecimiento de las plantas. La combinación de estiércol, paja de cereales y restos hortícolas es una mezcla de alta calidad como abono para el suelo. La composición de los guanos es muy variable y generalmente depende de la dieta que se le suministra al animal. La legislación chilena señala que la carga ganadera establecida se debe fijar considerando que no se debe sobrepasar el límite de 170 kg de nitrógeno·ha-1·año-1. Por otro lado, la ganadería intensiva crea problemas de depósito de estiércol y contaminación de agua. En este tipo de ganadería de producción intensiva el uso de fármacos u otros insumos es una práctica habitual que tiene como objetivos, aumentar la eficiencia en la engorda de los animales y la producción de leche. Uno de los problemas que puede provocar este hecho, es el aumento de la concentración de algunos contaminantes emergentes como lo son las hormonas estrogénicas naturales y sintéticas, por ejemplo, la estrona (E1), el 17β-estradiol (E2) y el 17α-etinilestradiol (EE2), que están consideradas disruptores endocrinos, y aunque se encuentren en muy bajas concentraciones, pueden provocar serios daños en animales y en seres humanos. Por esto, el objetivo de este trabajo fue evaluar la biodisponibilidad de dos hormonas naturales (E1 y E2) y una hormona sintética (EE2) en suelos restaurados con estiércol, empleando plantas de trigo como indicadores y compararlas con una extracción mediante hidroxipropil-β-ciclodextrina (HPCD). Para esto se evaluó la concentración de los tres analitos (E1, E2 y EE2) en estiércol de vacuno, cerdo y caballo, realizando una extracción asistida con ultrasonido, seguido de una etapa de clean up, derivatización y cuantificación en un cromatógrafo de gases acoplado a espectrometría de masas. También se realizó una caracterización física y química de los tres tipos de suelos y los distintos estiércoles, se determinó la fracción biodisponible en plantas de trigo cultivadas en suelos enmendados con estiércol y se estimó la concentración biodisponible mediante la extracción de las hormonas con ciclodextrina, para así validar este método como biosimulador a través de la comparación con los resultados obtenidos en el bioensayo con plantas de trigo. Finalmente, se realizó un estudio de degradación de las tres hormonas estrogénicas, aplicadas directamente a los suelos o agregadas a través del estiércol enriquecido con éstas, en dos periodos de tiempo, el primero durante treinta días y el segundo en siete días. Las hormonas naturales E1 y E2 se encontraron en los tres estiércoles, mientras que solo en el estiércol de cerdo se encontró la hormona sintética EE2. Los tres analitos se encontraron biodisponibles en las raíces de las plantas de trigo, siendo la EE2 en el suelo Codigua la que presentó mayor biodisponibilidad, el bioensayo con ciclodextrina correlacionó con la fracción biodisponible en las plantas de trigo, por lo tanto, el método biosimulador serviría como sistema predictivo en los tres suelos utilizados. Finalmente, el tiempo de degradación de las hormonas fue en general rápido, las tres hormonas se degradaron en su mayoría dentro de los dos primeros días, siendo la EE2 la más estable y la E2 la menos estable, ya que posiblemente ocurriría su degradación por oxidación a E1, por lo tanto, la concentración de E1 en las primeras horas tendería a aumentar / Intending to find environmentally production alternatives and avoid ecosystem damage, is that agro forestry production has generated sustainable and ecological alternatives as organic agriculture, which preserves or increases organic material from the ground by recycling harvest, pruning, manure and animal guano remains, all these through different ground incorporation systems. According to law no. 20.089, manure is composed by non composted feces, urine and animal bed products. Guano and urine from animals contains a significant amount of nitrogen, phosphor, potassium and some other elements needed for plants growth. The mixture made of manure, cereal straw and horticultural remains is a high quality fertilizer for the soil. Different guano compositions is very variable y generally depends on the animal diet. Current legislation points that established livestock load must be determinated considering not exceeding 170 kilograms limit of nitrogen·ha-1·year-1. On the other hand, intensive animal breeding creates manure deposit and water pollution problems. In this type of intensive animal breeding production, it is usual practice the use of drugs and other supplies that look for increase efficiency on animal fattening and milk production. One of the problems that this fact could cause is the increase on some emerging pollutants concentration as natural and synthetic estrogen hormones, like estrone (E1), 17β-estradiol (E2) y 17β-ethinylestradiol (EE2), which are considered as endocrine disruptors, that although are found on low concentration, can cause serious damage both in animals and in humans. Therefore, the main objective of this work was to evaluate the effect of the application of manure on soils and determine the bioavailable fraction of two natural hormones (E1 and E2) and a synthetic hormone (EE2) in wheat plants grown in the soils restored with manure, comparing the results with a bioassay using hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPCD) as an extractant. For this, the concentration of the three analytes (E1, E2 and EE2) in cow, pig and horse manure was evaluated, performing an assisted extraction with ultrasound, then a clean up, derivatization and measuring were made by in a coupled gas chromatograph to mass spectroscopy. A physical and chemical characterization of the three types of soils and the different manure was also carried out, the bioavailable fraction in wheat plants cultivated in soils amended with manure was determined and the bioavailable concentration was estimated by extracting the hormones with cyclodextrin, to validate this method as a biosimulator through the comparison with the results obtained in the bioassay with wheat plants. Finally, a study of degradation of the three estrogenic hormones, applied directly in the soil or added through the manure enriched with these, in two periods of time, the first during a month and the second for seven days. The natural hormones E1 and E2 were found in the three manures, and only synthetic mannitol EE2 was found in pig manure. The three analytes were found bioavailable in the roots of wheat plants with EE2 in Codigua soil having the highest bioavailability, the bioassay with cyclodextrin correlated with the bioavailable fraction in wheat plants, validating the biosimulator method as a predictive method, and finally, the time of degradation of hormones is generally fast, the three hormones are degraded mostly within the first two days, EE2 being the most stable and E2 the least stable, may because of this is degraded by oxidation to E1, therefore the concentration of E1 in the first hours tends to increase / Fondecyt