Actualmente, la conservación de los suelos (CS) en el medio rural puede ser considerada como una asignatura pendiente en España. Consecuencia de una intensa mecanización y tecnificación agrícola, junto a la puesta en cultivo de grandes superficies de tierra en las últimas décadas, en muchos casos, realizadas en suelos de mediocre o muy baja calidad agronómica y en laderas con pendientes elevadas, dejando de lado las prácticas y estructuras de CS tradicionales, se ha visto muy favorecida la erosión hídrica. Por otro lado, posteriormente, el progresivo abandono de cultivos marginales (no rentables) ha provocado, aún con mayor intensidad, la aceleración de estos procesos erosivos, especialmente en litologías deleznables y poco consistentes. Esto da como resultado pérdidas de suelo fértil muy cuantiosas, no admisibles para nuestros territorios, además de otros graves problemas colaterales aguas abajo en infraestructuras, poblaciones, cultivos y, en última instancia, afectando a todos los ecosistemas presentes en las áreas afectadas, y con gran impacto en regiones del sur y sureste de España como la Región de Murcia, caracterizadas por frecuentes episodios de torrencialidad. Para minimizar este grave problema, una de las herramientas más relevantes con que cuenta actualmente el estado y los gobiernos regionales son los denominados Programas de Desarrollo Rural (PDRs); instrumentos político-administrativos de la PAC, que movilizan una importante cantidad de recursos financieros (fondos FEADER). En éstos, se contemplan medidas (líneas de ayuda) entre las que existen algunas con potencial relevancia o repercusión en la lucha contra la erosión y la CS. Igualmente, a nivel nacional e internacional, existen también una amplia muestra de iniciativas y proyectos relacionados con la conservación y restauración de suelos degradados y, en concreto, muchos de ellos abarcan el problema de la erosión y/o las técnicas y prácticas de CS, utilizando diferentes metodologías y enfoques para su estudio y, especialmente, para la difusión, demostración y/o extensificación de dichas técnicas y prácticas, contando con los diversos agentes interesados: investigadores, expertos técnicos, agricultores, entre otros. En el presente trabajo, se expone el resultado de la investigación llevada a cabo con el objetivo general de aportar un mayor grado de conocimiento sobre los PDRs aplicados y proyectos e iniciativas relacionadas con la CS, con especial atención a la Región de Murcia. Para ello, se contempla el estudio y análisis de los PDRs de las diecisiete CC.AA., correspondiente al periodo 2007-2013, y del Marco Nacional que lo respalda, donde se incluyen una serie de exigencias (BPAs y BCAM). Todo ello, fue realizado y armonizado con la finalidad de identificar y evaluar las medidas y submedidas con potencial de cara a la CS, así como las técnicas y prácticas concretas y requisitos administrativos contemplados en éstas. Además, como un caso regional concreto de un área con alto riesgo de desertificación, se ha estudiado la Región de Murcia, con un horizonte temporal mayor, para realizar en último lugar, una validación de algunas de las líneas con impacto en la CS, mediante un estudio en campo de una muestra importante de expedientes de ayudas. Igualmente, se ha incluido como avance, un breve análisis del recientemente aprobado PDR 2014-2020, con el fin de poder valorar la tendencia con respecto a anteriores programas de esta región. Finalmente, también se han estudiado una extensa muestra de iniciativas y proyectos relacionados con la CS, evaluando por un lado, las temáticas y líneas de estudio y, por otro, las herramientas y estratégicas seguidas por éstos, para el desarrollo procesos colaborativos entre los diferentes agentes involucrados y los métodos para la aplicación estas técnicas y prácticas en el medio rural. Entre los resultados obtenidos resaltar que: (i) las ayudas destinadas a forestación, en sus distintas modalidades, serían las más efectivas por su duración y cobertura y, en general, por sus buena implantación; (ii) en las explotaciones agrarias donde se continua ejerciendo una actividad productiva, tendríamos otro grupo de ayudas con interés (ayudas agroambientales). Se trata de un grupo bastante heterogéneo de distintas líneas, en el cual existe un elevado número de ellas que muestran tener cierto interés, al estar claramente alineadas con la mejora de las prácticas agrarias, o bien, favoreciendo la implantación y/o mantenimiento de estructuras estables de CS; (iii) en el caso concreto de la Región de Murcia, destaca la línea denominada precisamente “Conservación de suelos”, que contempla la ejecución de fajas de vegetación transversales a la pendiente, entre otros requisitos, aunque ésta sería sólo uno de los muchos ejemplos dentro de las distintas tipologías encontradas en toda España, tales como: sistemas de producción, prácticas agrícolas, ejecución de obras protectoras o de defensa, manejo de ganado, etc.; (iv) igualmente, se han hallado proyectos y acciones nacionales e internacionales de I+D muy relacionados con la CS, en los cuales existe información muy valiosa de las prácticas y técnicas estudiadas o evaluadas, además de las metodologías aplicadas para alcanzar una adecuada difusión e implantación a mayor escala, aspecto de gran importancia de cara a que todos estos trabajos tengan finalmente impacto real y supongan un avance social para el medio rural; (v) por último, gracias a todos los estudios y análisis llevados a termino en el trabajo, se han podido realizar una serie de aportaciones o sugerencias para la mejora de estos programas o de líneas de interés científico y social, pensando en la continuación de estudios relacionados con la temática de esta tesis. Palabras clave: conservación de suelos, erosión, medio rural, desarrollo rural, PDR, medidas agroambientales, forestación, buenas prácticas agrarias, condicionalidad. / Nowadays, soil conservation (SC) in the rural areas can still be considered as a pending signature in Spain. The consequence of an intensive agricultural mechanisation and technification over the last decades, the cultivation of large surfaces of land with mostly mediocre or very bad agronomic quality soil, as well as high slopes hillsides, leaving aside the traditionally practices and structures of SC, has greatly favoured water erosion. On the other hand, the gradual abandonment of marginal crops (unprofitable) accelerated these erosive processes, specially on friable and inconsistent lithologies. As a result of that, an important quantity of fertile soil has been lost, which can not be permitted in our territory, besides others serious collateral problems downstream on infrastructures, settlements, crops and eventually, concerning all ecosystems in the areas affected, having a high impact on south and south-eastern regions of Spain like the Region of Murcia, characterized by frequent episodes of torrential nature. In order to minimise the consequences of this serious issue (water erosion), one of the more relevant tool currently available to the state and regional governments are the nominated Rural Development Programs (RDP); political-administrative instruments of the CAP that mobilises a significant quantity of financial sources (the EAFRD). These programmes include measures (such as grant lines), some of them with relevance or potential repercussions on erosion control and SC. At the same time, both at national and international level, also exist a wide range of initiatives and projects related to the conservation and restoration of degraded soil. Many of them cover the erosion issue and/or techniques and practices of SC using different methods and approaches for their studies, specially for dissemination, demonstration and/or extensification of these techniques and practices, counting with the diverse stakeholders: researchers, technical experts, farmers, among others. In the present study, the results of this research are presented with the general objective to contribute to a greater knowledge about the RDP applied and projects and initiatives related to SC, with special attention to the Region of Murcia. In order to do so, the RDP of the seventeen autonomous regions corresponding to the 2007-2013 period has been studied and analysed, as well as the corresponding national framework that supports them, including a series of requirements (GAP and GAEC). The whole study has been made and harmonized in order to identify and assess the measures and submeasures with emphasis to SC as well as the techniques, practices and administrative requirements included inside it. Furthermore, as a regional case of an area with high risk of desertification, the Region of Murcia has been studied with a longer time horizon to finally validate some of the lines with impact on SC, through a field study of an important sample of grant files. At the same time, a short analysis of the recently approved RDP 2014-2020 has been included as introduction to asses the tendency in respect to the previous programmes of this region. Finally, a wide sample of initiatives and projects related to SC has been studied assessing, on one hand, the topic and the lines of study and on the other, the tools and approaches followed to the development of collaborative process between the different stakeholders and the methods to the application of these techniques and practices on the rural areas. The following conclusions can be highlighted from this study: (i) the grants used to afforestation, in their different modalities, are the most effective measures due to the duration and coverage and in general for their proper implementation; (ii) the farms with a productive activity, could have another group of grants available (agri-environment grants). This is a rather heterogeneous group with different lines, in which a high number of them show to have a certain interest to be clearly aligned themselves with the improvement of the agricultural practices, or to favour the implementation and/or maintenance of steady structures of SC; (iii) in the specific case of the Region of Murcia, it just highlights the line named “Soil conservation”, that takes into account the realisation of vegetation strips across the slope, among other requirements. However, this would only be one of the many examples within the different types of grant lines found in Spain, such as: production systems, agricultural practices, implementation of protective or defence works, livestock management and so on; (iv) it has been found national and international R&D projects and actions closely related to SC, in which exist information highly valuable about the practices and techniques studied and assessed, moreover the methods applied to reach a suitable large scale dissemination and implementation, that is a very important aspect for all kind of works with real impact and it supposes a social advance for the rural areas; (v) finally, thanks to the studies and analysis carried out in this work, a series of contributions and suggestions with regard to the improvement of these programmes or the lines of scientific and social interest has been able to made, for further study in relation to the subject of this thesis. Key words: soil conservation, erosion, rural areas, rural development, RDP, agri-environmental measures, afforestation, good agricultural practices, conditionality.

En la presente Tesis Doctoral analizamos la aplicabilidad de las técnicas estadísticas y dinámicas de regionalización del clima en estudios de impacto sobre los sectores de turismo e incendios forestales, reflejando sus virtudes y limitaciones. En particular, se analiza la aplicabilidad de las técnicas estadísticas directamente sobre el indicador de impactos, en lugar de sobre las variables meteorológicas, con resultados prometedores. Por otro lado, se establecen las bases para realizar una comparación justa, o equitativa, entre los resultados obtenidos con las técnicas estadísticas y dinámicas, proponiendo indicadores no afectados por el proceso de calibración de los métodos, como los periodos de sequía, descartando aquellos basados en percentiles altos, usados habitualmente. Finalmente, se analiza el valor añadido de las técnicas dinámicas al aumentar la resolución espacial, teniendo en cuenta su elevado coste computacional. En este sentido, se ha concluido que el incremento de la resolución de las técnicas dinámicas no aporta un valor añadido estadísticamente significativo una vez se han corregido sus sesgos sistemáticos. / The work in this Thesis analyzes the applicability of statistical and dynamical climate downscaling techniques on impact studies over the tourism and forest fires sectors, showing their merits and limitations. On the one hand, we analyze the applicability of the statistical techniques directly over the desired impact index, unlike the common practice based on downscaling individually all the former variables, with promising results. On the other hand, we establish the basis for a fair comparison between statistical and dynamical downscaled data. For this purpose, we propose the use of parameters not affected by the methods calibration process, such as indicators based on spells, and discard commonly used percentile-based indicators. Finally, we analyze the added value of dynamical downscaling techniques for increased resolution (and computationally expensive) simulations. In this sense, we find that the increment of spatial resolution does not add (statistically significant) value once their systematic biases are corrected.

El peligro de incendios, desde una perspectiva climática, es el descriptor resultante de la integración de las principales variables atmosféricas que afectan de forma directa al inicio, propagación y dificultad de control de un incendio forestal en un momento determinado. Uno de los más utilizados a nivel mundial es el sistema canadiense, conocido como FWI, acrónimo del inglés Fire Weather Index. En esta tesis se desarrollan escenarios futuros de FWI (e indicadores derivados de éste) a varias escalas espaciales, a partir de diferentes proyecciones de cambio climático y aplicando diversas técnicas de regionalización. Se analizan las relaciones entre peligro de incendios y áreas quemadas a nivel global para la identificación de las zonas del planeta más sensibles al cambio climático, y se analizan algunos aspectos metodológicos clave insuficientemente tratados hasta el momento, como la resolución temporal de las variables de entrada, la aplicación de técnicas de regionalización estadística apropiadas y las ventajas y limitaciones del uso de modelos numéricos para la generación de escenarios de FWI. / From a climatic standpoint, fire danger can be defined as the descriptor resultant after the integration of the main atmospheric variables most directly involved in the ignition, propagation and difficulty of suppression of a forest fire. One of the most popular fire danger indicators worldwide is the Canadian Fire Weather Index (FWI). This PhD Thesis is focused on the generation of future FWI (and other FWI-derived indicators) scenarios at different spatial scales, building upon different future climate projections and downscaling techniques. The relationship between fire danger and burned area is analyzed at a global scale in order to identify the most sensitive areas to climate change. Several key methodological aspects, insufficiently analyzed in previous studies, are addressed such as the time resolution of input variables, the use of adequate statistical downscaling techniques and the advantages and limitations of using numerical model simulations for the generation of FWI scenarios.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / En Ecuador, el cultivo del camarón constituye el segundo producto no petrolero de importancia económica. La sustitución de antibióticos promotores del crecimiento por alimentos funcionales como probióticos, prebióticos, simbióticos y otros compuestos alternativos, han recibido recientemente una atención considerable por parte de los productores en el país para mantener la salud de los estanques de una forma amigable con el ambiente. Pocos estudios, sin embargo, se han centrado directamente en los efectos de la suplementación de los balanceados utilizados en la alimentación de camarones con alimentos funcionales a partir de levaduras autóctonas aisladas de los propios estanques de cultivo y fructoligosacáridos (FOS) en forma conjunta dando lugar a un alimento funcional simbiótico. En el presente trabajo se aislaron y caracterizaron tres especies de levaduras de los suelos de piscinas camaroneras de la región continental e insular de la Provincia de El Oro, Ecuador. Saccharomyces cerevisiae resultó ser la cepa de mayor potencialidad in vitro como posible organismo probiótico y antimicrobiano, lo que permitió en este trabajo obtener preparados nacionales con este microorganismo que sería la parte probiotica del simbiótico utilizado en los diferentes experimentos de esta tesis. Se describe también la producción de fructooligosacáridos, parte prebiótica del simbiótico, utilizando células inmovilizadas de un microorganismo productor de una enzima, capaz de transformar la sacarosa en 1-kestosa, prebiótico de mayor interés biotecnológico y comercial. Estos dos compuestos que constituyen la parte probiótica y prebiótica del compuesto respectivamente, se mezclaron como aditivos en el balanceado utilizado para alimentar camarones y evaluar posteriormente como influyen estos aditivos en diferentes parámetros productivos, ambientales e inmunológicos en los animales utilizados. Un primer experimento se realizó durante un periodo experimental de 30 días donde los camarones fueron alimentados con XVI un concentrado comercial sin aditivos (control) y suplementado con diferentes cantidades del aditivo funcional conformando diferentes tratamientos (T1 a T4) donde la parte prebiótica, o sea los FOS se mantuvo constante a razón de 1 mg / kg de balanceado comercial en todos los tratamientos. T1: 50 mg de levadura + FOS, T2: 100 mg de levadura + FOS, T3: 200 mg de levadura + FOS, T4: 400 mg de levadura + FOS. A partir de este experimento se escogió la mejor dosis que resultó ser T1, ya que se obtuvieron mejores valores en los diferentes parámetros físico-ambientales, productivos e inmunológicos. El segundo experimento utilizando la dosis T1 mostró una influencia positiva en parámetros físicos-ambientales como calidad de agua, nitritos, oxígeno disuelto, pH y temperatura en el tratamiento con simbiótico. Se observó además un aumento de la cantidad de proteínas así como de la presencia de la enzima superóxido dismutasa y del conteo de hematocitos en la hemolinfa lo que indica un estímulo en el sistema inmune de los animales tratados con este alimento funcional en el balanceado a diferencia de los controles sin aditivos. Los resultados obtenidos en sugieren que este compuesto simbiótico puede emplearse como alternativa a los antibióticos promotores del crecimiento. / Tesis

Determina el efecto de la reutilización del lactosuero en la sostenibilidad ambiental de la Cooperativa de Producción Agropecuaria del Cantón Chone – Manabí – Ecuador, al inicio de la investigación se realizaron análisis de laboratorio de demanda biológica de oxígeno, demanda química de oxígeno, sólidos totales, sólidos disueltos, sólidos sedimentados, cloruros, nitratos, fosfatos, pH, grasas y aceites) demostrando que no se cumplía con los valores permisibles. Se desarrollaron cuatro procesos tecnológicos para la utilización de constituyentes químicos del lactosuero aplicando un test de análisis sensorial de escala hedónica de cinco puntos a 30 jueces entrenados para evaluar los atributos: sabor, color, olor y textura y los resultados obtenidos en la investigación fueron analizados mediante estadística descriptiva e inferencial. Los procesos tecnológicos son dulce de leche con tres tipos de formulaciones, T1 (lactosuero al 10% + leche de vaca al 90%, T2 (lactosuero al 20% + leche de vaca al 80%) y T3 (lactosuero al 30% + leche de vaca al 70%), siendo el tratamiento T1 el que presentó mejores atributos organolépticos. En el helado tipo crema a partir de lactosuero con sabor a chocolate el mejor tratamiento fue el T3 (90% lactosuero/10 leche). Se elaboró una bebida láctea fermentada con sabor a guanábana sustituyendo 30%, 55% y 80% de leche por lactosuero siendo el mejor tratamiento el T1 comprendido por 80% de lactosuero y 20% leche de vaca; y una bebida láctea a base de lactosuero saborizada con chocolate en polvo resultando como mejor el tratamiento T3 (75% de lactosuero y 25% de leche). A todos los procesos tecnológicos se les aplicó análisis bromatológico parámetros que se encuentran dentro del rango admisible por la norma correspondiente. / Tesis

Identifica las características del territorio y de los indicadores que influyen en la vulnerabilidad estructural de las viviendas ante el riesgo símico. En la metodología se aplicó el diseño no experimental transeccional, usando como instrumento un cuestionario para la aplicación de encuestas a la muestra de 343 viviendas; para determinar el nivel de vulnerabilidad de las viviendas se utilizó el Proceso de Análisis Jerárquico (PAJ). Los hallazgos evidencian que el territorio de la subcuenca Chucchun, por las características de la litología, pendiente y susceptibilidad o exposición presenta condiciones de vulnerabilidad alta y muy alta; los resultados de las encuestas evidencian que las viviendas presentan condiciones de vulnerabilidad y ante la ocurrencia del riesgo sísmico, las viviendas son altamente vulnerables. / Tesis

Determina la calidad del agua de uso agrícola en la cuenca media del río Jequetepeque, Perú. Se ubicaron seis estaciones de muestreo estación de muestreo (puente Kuntur Wasi, sector La Mónica, sector La Capilla, cacerío Yatahual, cacerío El Pongo y puente Yonan) en de la cuenca media del río Jequetepeque, de diciembre del 2018 a mayo del 2019, se evaluó parámetros físico-químicos (APHA, 2012) y bacteriológicos (NMP/100ml) y se determinó el índice RAS. Encontrándose que el agua de la zona de estudio puede usarse sin restricciones para los diferentes cultivos de la zona de estudio, no superó los Estándares de Calidad de Agua, D.S. N°004-2017-MINAM, según la categoría 3: riego de vegetales y bebida de animales, y D1: riego de vegetales. La calidad bacteriológica, en la cuenca media del río Jequetepeque es alterada moderadamente por las aportaciones o vertimientos de origen doméstico. Es importante indicar que los valores promedios de coliformes termotolerantes, superaron los estándares de calidad ambiental (1000 NMP/100 ml). El índice de RAS se encontró valores menores a 3, lo cual no es limitante para la actividad agrícola. Es de gran importancia realizar estudios de calidad de agua en las cuencas hidrográficas del país, en especial, la determinación de la calidad del agua para el riego por el potencial efecto sobre la salud humana y en los ecosistemas. / Tesis

Propone desarrollar una modelización matemática como nueva estrategia encaminada a explicar el comportamiento de la contaminación orgánica del río Chambo, el cual recibe las descargas de material orgánico proveniente de algunas poblaciones, siendo la mayor el de la ciudad de Riobamba. En este estudio se determina, bajo régimen permanente, el nivel de contaminación orgánica del río a lo largo de su recorrido mediante el índice de contaminación orgánica ICOMO. Como metodología se ha seguido las etapas de la modelización sugeridas por Dreyer. Como resultado se ha encontrado que el nivel de contaminación del río Chambo puede ser hallado mediante una función trascendente que depende del punto de estudio y de parámetros de cada una de las descargas al río. Se ha demostrado que a un nivel de confianza del 95% los valores teóricos generados mediante la modelización son estadísticamente iguales a los valores experimentales, con lo cual se concluye que el modelo matemático obtenido constituye una herramienta para obtener información del nivel de contaminación orgánica del río Chambo. Esta investigación es un aporte importante para autoridades involucradas con la gestión ambiental, pues les permite obtener información acerca del nivel de contaminación del río Chambo en el Ecuador sin tener que recurrir a muchas mediciones de parámetros contaminantes. / Tesis

El objetivo general de esta tesis se centra en profundizar en el conocimiento de una de las variables que determinan el nivel del mar: la marea meteorológica. La marea meteorológica se define como la componente del nivel del mar que varía debido al efecto que los gradientes de presión y la tensión del viento ejercen sobre la superficie del mar. En esta tesis, el estudio de la marea meteorológica se aborda desde distintas perspectivas, incluyendo el modelado numérico, el modelado estadístico y el análisis de los eventos extremos. En primer lugar, se ha utilizado un modelo numérico para simular la marea meteorológica en un área que cubre todo el Mediterráneo y la región Atlantica de la Peninsula Ibérica, incluyendo las Islas Canarias. Se han desarrollado dos bases de datos de alta resolución utilizando dos forzamientos atmosféricos distintos, lo que ha permitido estimar la sensibilidad del modelo a la resolución del forzamiento. Los resultados de estas simulaciones se han validado con datos de mareógrafos y con medidas de altímetro a lo largo de todo el dominio espacial. A partir de los resultados obtenidos también se ha estimado la variabilidad de la marea meteorológica en términos de estacionalidad y tendencias de largo plazo. En un siguiente paso, se ha utilizado una de las bases de datos anteriormente descritas para caracterizar los eventos extremos. Los valores extremos se han seleccionado utilizando el método de excedencias sobre un umbral y a continuación se ha aplicado un modelo estadístico para valores extremos dependiente del tiempo. Esto ha permitido estimar las tendencias de largo plazo en la magnitud, la duración y la frecuencia de los eventos extremos de marea meteorológica. Así mismo, también se ha calculado el nivel asociado al periodo de retorno de 50 años y la sensibilidad de la marea meterorológica a la Oscilación del Atlántico Norte. Por último, se ha estimado la marea meteorológica desde un punto de vista estadístico. El modelado numérico requiere un gran esfuerzo a nivel de computación y por tanto, cuando la zona de estudio o el periodo de tiempo que se quiere simular es grande, una opción más eficiente es utilizar el modelado estadístico. Para ello, se ha utilizado un modelo de regresión lineal multivariado que permite obtener la relación entre los campos de presión atmosféricos y la marea meteorológica. De esta forma, es posible reconstruir estadisticamente los niveles de marea meteorológica a partir de una base de datos atmosférica global que comienza a finales del siglo XIX (20th Century Reanalysis). De acuerdo con el objetivo general de esta tesis, el estudio de la marea meteorológica desde distintos puntos de vista ha contribuido a un mejor entendimiento de esta componente del nivel del mar, aportando nuevos datos sobre sus características a distintas escalas espaciales y temporales. / Lastly, the atmospheric surge was estimated from a statistical point of view. The numerical modelling requires a high computational effort, and hence, when the time coverage or the spatial extent under study is large, a different approach should be considered. A multivariate regression model was used to statistically reconstruct the surge levels from the 20th Century Reanalysis. This is done by finding the relationship between the atmospheric fields (mean sea level pressures) and the surge. This statistical simulation allowed us to developed a global atmospheric surge database that covers the period from the end of the XIX century to the present. According to the general objective of this thesis, the study of the atmospheric surge from these different viewpoints, contributed to a better understanding of this sea level component, giving insights of their characteristics at different temporal and spatial scales, and also about the advantages and shortcomings of the different simulation methods.

La lixiviación (movimiento del agua y los compuestos disueltos a través del suelo) de plaguicidas hacia las aguas subterráneas, derivada de las prácticas agrícolas habituales, está recibiendo una atención creciente en los países europeos, ya que un elevado porcentaje de las mismas se emplea para la obtención de agua potable. Por esta razón, la UE ha establecido límites (0.1 µg L−1 para compuestos individuales y 0.5 µg L−1 para el conjunto de plaguicidas) en agua potable al objeto de salvaguardar la salud de los consumidores y protegerlos de efectos perjudiciales (Directiva 2006/118/EC). Bajo determinadas condiciones, algunos plaguicidas pueden lixiviar hacia las aguas subterráneas después de su aplicación en campo. En este proceso, intervienen múltiples factores como las propiedades físico-químicas del plaguicida utilizado, los procesos hidrológicos del suelo, así como las propiedades del mismo (textura, contenido en arcillas y materia orgánica y permeabilidad). Sin embargo, entre todos, el contenido en carbono orgánico (CO) es el factor más importante en la adsorción y movilidad en el suelo. Los suelos con bajo contenido en CO tienen una capacidad pequeña para retrasar la movilidad de los plaguicidas ya que, la materia orgánica (MO) y más concretamente las sustancias húmicas, constituyen el principal adsorbente de los plaguicidas. Actualmente, se está profundizando en el estudio del efecto de los enmendantes orgánicos (EO) para conocer su influencia en la adsorción y movilidad de los plaguicidas al objeto de minimizar el riesgo de contaminación asociado con los procesos de lixiviación y escorrentía. Sin embargo, los resultados obtenidos indican respuestas contradictorias por los distintos factores implicados. El principal beneficio derivado de la adsorción de los plaguicidas es que, generalmente, se reduce la lixiviación, aunque su disminución puede ser debida también a otros factores como los cambios estructurales en la porosidad del suelo inducidos por el incremento de MO en el mismo. Los plaguicidas pueden contaminar los cuerpos de agua por dos vías, puntual y difusa. La contaminación difusa es originada fundamentalmente por la lixiviación y la infiltración proveniente de los cauces y las riveras de los ríos. Concretamente, Europa tiene grandes problemas derivados de la contaminación de aguas subterráneas, y en donde la Agricultura, es la principal responsable. La mayoría de los europeos (entre 60-65 %) utiliza el agua subterránea para obtener agua potable. Por lo tanto, es necesario desarrollar y proponer métodos para eliminar los plaguicidas en aguas contaminadas sin perjudicar al medio ambiente ni a la salud humana. Los métodos convencionales de tratamiento de agua ofrecen algunas ventajas como su bajo coste y facilidad de operación, aunque no suelen ser efectivos para la eliminación de plaguicidas dada su baja biodegradabilidad. Así, numerosos estudios han demostrado que los contaminantes pueden ser eliminados del agua mediante Procesos Avanzados de Oxidación (PAOs) tales como O3/UV, H2O2/UV, H2O2/O3/UV, tratamiento foto-Fenton y/o fotocatálisis heterogénea. Los PAOs son frequentemente definidos como tratamientos realizados a temperaturas próximas a la ambiente basados en la producción de radicales hidroxilo (•OH) como oxidante principal, además de otras especies activas oxigenadas como el radical anión superóxido (O2•−), radical hidroperoxilo (HO2•), oxígeno triplete (3O2), y radical orgánico peroxilo (ROO•). Claramente, el radical •OH (E0= 2.8 V) es una de las especies con mayor poder de oxidación para el tratamiento de aguas residuales, al acelerar en gran manera la degradación de los contaminantes presentes en ellas. Entre los PAOs, la fotocatálisis heterogénea es un proceso con gran potencial para la eliminación de plaguicidas en agua, ya que es una técnica de especial interés medioambiental al combinar un coste bajo, condiciones de operación moderadas y la posibilidad de utilizar la luz solar como fuente de irradiación. El proceso de fotocatálisis solar heterogénea emplea las bandas del ultravioleta cercano y visible del espectro solar para fotoexcitar un material semiconductor (SC) en contacto con agua y oxígeno para generar radicales •OH, poderoso oxidante de naturaleza no específica. Así, los fotones cuya energía sea igual o mayor a la energía (EG) correspondiente al ancho de banda del SC (hv ≥ EG) pueden ser absorbidos, excitando así a los electrones de la banda de valencia. En consecuencia, se forma un fotohueco con carga positiva (h+) en la banda de valencia y un fotoelectrón (e-) en la banda de conducción (hv + SC → e- + h+). Los pares e-/h+ generados actúan como agentes oxidantes y reductores. Simultáneamente, ocurre un proceso espontáneo de adsorción de acuerdo con el potencial redox de cada adsorbato, debido a que un electrón (e-) se transfiere a la molécula aceptora (A(ads) + e- → A-(ads)), mientras que un hueco (h+) lo hace a la donadora (D(ads) + h+ → D+(ads)). Teniendo en cuenta lo anterior, el principal objetivo planteado en este trabajo ha sido evaluar la fotoactividad de TiO2 y ZnO en la degradación de diferentes plaguicidas, incluidos como sustancias prioritarias por la UE, a nivel de planta piloto bajo irradiación solar. Previamente, hemos estudiado su potencial de lixiviación a través del suelo y optimizado los principales parámetros del proceso de fotodegradación (proporción de fases cristalinas, masa de catalizador, adición de aceptores de electrones, pH, intensidad luminosa, concentración inicial de plaguicida y presencia de sustancias interferentes). Los resultados obtenidos indican que, la adición de materia orgánica exógena (estiércol de oveja compostado, EC; residuos de café, RC; corteza de pino, CP; fibra de coco, FC) a un suelo típico de la zona mediterránea (Calcisol hipercálcico) con bajo contenido en materia orgánica, incrementa la adsorción de los plaguicidas estudiados, lo cual reduce intensamente su movilidad y por lo tanto, su capacidad de lixiviación. De acuerdo con ello, podemos afirmar que la adición de residuos orgánicos al suelo origina un efecto beneficioso al reducir el riesgo de contaminación de aguas subterráneas. Por otra parte, los experimentos fotocatalíticos realizados confirman que la adición de semiconductores (TiO2 y ZnO) en combinación con un aceptor de electrones (Na2S2O8) aumenta en gran manera la velocidad de degradación de los plaguicidas estudiados en comparación con los ensayos fotolíticos, observando un aumento de la mineralización, aunque no completo, debido a la formación de intermedios de reacción, algunos de los cuales han sido identificados. En cuanto a la eficacia de los catalizadores empleados, ZnO presenta mayor efectividad que TiO2. En las condiciones experimentales empleadas, los tiempos medios calculados para el sistema ZnO/Na2S2O8 oscilaron entre 3 y 7 minutos. En conclusión, podemos afirmar que el empleo de materiales semiconductores como TiO2 y ZnO en tándem con Na2S2O8 y una fuente de energía renovable como es la luz solar se presenta como una tecnología efectiva, rápida y económica para la remediación de aguas superficiales y/o subterráneas contaminadas con plaguicidas, sobre todo, en determinadas zonas mediterráneas como el sureste español, el cual recibe más de 3.000 horas de sol al año. / Reclamation of water polluted by pesticides (priorority and preferential substances) with high potential leaching through solar heterogeneous photocatalysis José Ángel Escudero García Department of Agricultural Chemistry, Geology and Pedology. University of Murcia. Spain. Ph. D. Dissertation to obtain the Doctor in Chemistry. ABSTRACT Leaching, the movement of water and dissolved chemicals through the soil, of pesticides into the groundwater from agricultural practices is receiving increasing attention in European countries because a high percentage of the drinking water is extracted from groundwater. For this reason, the EU has established the individual (0.1 µg L−1) and total (0.5 µg L−1) concentrations of pesticides in drinking water to safeguard consumers from harmful effects (Directive 2006/118/EC). Under certain conditions, some pesticides may leach to the groundwater after normal field applications. In this process, multiple factors such as the physicochemical properties of the agrochemicals used, soil hydrological processes and management, as well as soil properties (texture, clay content, organic matter and permeability), play a decisive role. However, among soil properties, the organic carbon (OC) content is the single factor that has maximum influence on pesticide adsorption and mobility in soil. Soils of low OC content have a low capacity for retarding pesticide mobility, since the soil organic matter (OM), especially humic substances, is the primary adsorbent for pesticides. At present, the addition of organic amendment (OA) to soils is being studied to understand any effect it may be on pesticide sorption and movement through the soil profile in order to minimize the risk of water pollution associated with rapid run-off and leaching. However, pesticide behavior in amended soils has been reported to have different responses and a variety of influences has been recognized. The main benefit concerning the sorption of pesticides to OM is that it generally restricts leaching. However, decreased leaching may not only be due to the presence of additional OM in the amended soil, but also to structural changes in the porosity induced by the increased OC content. Pesticides can enter in water bodies via diffuse or via point sources. Diffuse pesticide input paths into groundwater are leaching through the soil and unsaturated zone and infiltration through riverbanks and riverbeds. The contamination of water bodies with agricultural pesticides can pose a significant threat to aquatic ecosystems and drinking water resources. Concretely, Europe confronts enormous groundwater pollution problems with agriculture being the biggest polluter. The majority of Europeans (about 60–65 %) rely on groundwater for drinking water purposes, and its use is threatened by the leaching of pesticides and nitrates from agriculture. Therefore, effective, low-cost and robust methods to decontaminate waters polluted with pesticide residues are needed, as long as they do not further stress the environment or endanger human health. Conventional biological treatments of water offer some advantages such as their low cost and easy operation although they are not very effective for pesticide removal due to their low biodegradability. Thus, numerous studies have demonstrated that pollutants can be removed from water by advanced oxidation processes (AOPs) such as O3/UV, H2O2/UV, H2O2/O3/UV, homogeneous photo-Fenton, and/or heterogeneous photocatalysis]. AOPs have been broadly defined as near ambient temperature treatment processes based on highly reactive radicals, especially the hydroxyl radical (•OH), as the primary oxidant while the other radical and active oxygen species are superoxide radical anions (O2•−), hydroperoxyl radicals (HO2•), triplet oxygen (3O2), and organic peroxyl radicals (ROO•). Clearly, the •OH radical (E0= 2.8 V) is among the strongest oxidizing species used in water and wastewater treatment and offers the potential to greatly accelerate the rates of pollutant oxidation. Among AOPs, heterogeneous photocatalysis is a process of great potential for pesticide residues abatement in water. Heterogeneous photocatalysis is a technique of environ-mental interest for the treatment of polluted water combining the low cost, the mild conditions and the possibility of using sunlight as the source of irradiation. The heterogeneous solar photocatalytic detoxification process consists of making use of the near-ultraviolet and visible bands of the solar spectrum to photo-excite a semiconductor (SC) material in contact with water and in the presence of oxygen with the purpose of generating radicals, mainly ●OH which is a powerful non-specific oxidant (E0 = 2.8 V). Photons whose energy is equal to or greater than the band-gap energy (EG) of the semiconductor EG (hv ≥ EG), can be absorbed exciting the valence band electrons. As consequence, a positive photohole (h+) in the valence band and a photoelectron (e-) in the conduction band are formed (hv + SC → e- + h+). The e-/h+ pairs generated serve as the oxidizing and reducing agents. Simultaneously, a spontaneous adsorption occurs and according to the redox potential of each adsorbate, an e- transfer proceeds towards acceptor molecules (A(ads) + e- → A-(ads)), whereas a positive h+ is transferred to a donor molecule (D(ads) + h+ → D+(ads)). In this view, the aim of this research was to assess the photoactivity of TiO2 and ZnO on the degradation of different pesticides, included as Priority Hazardous Pollutants by the EU, under sunlight irradiation at pilot plant scale. For this purpose, we have previously studied their leaching potential through the soil and the role of the most important operating parameters (proportion of crystalline phases, catalyst loading, effect of the addition of an electron acceptor, pH, light intensity, initial concentration of pollutants, and interfering substances) on the photooxidation of the studied pesticides. Results show that addition of exogenous organic matter -composted sheep manure (CSM), spent coffee grounds (SCG), composted pine bark (CPB) and coir (CR)- to a typical Mediterranean soil (Hipercalcic calcisol) with low content of organic matter increased the sorption of the studied pesticides. Downward movement of all pesticides was strongly reduced in amended soils most likely because the enhanced sorption preventing pesticide leaching. Accordingly to the obtained results, addition of organic wastes could be beneficial in reducing the risk of groundwater pollution associated with the presence of the studied pesticides in the soil. On the other hand, photocatalytic experiments showed that the addition of semiconductors (ZnO and TiO2) in tandem with an electron acceptor (Na2S2O8) strongly enhances the degradation rate of the pesticides compared with the results obtained in the photolytic tests. This is accompanied by increased but incomplete mineralization, thus implying the formation of stable reaction intermediates; several of these were successfully identified and quantified. The efficiency of the catalysts in the photooxidation of the pesticides was in the order: ZnO > TiO2. In our conditions, the half-lives ranged from 3 to 7 min in the ZnO/Na2S2O8 system. In summary, the use of semiconductor materials such as ZnO or TiO2, in combination with Na2S2O8 and a renewable source of energy like sunlight, offers an effective, rapid and economical technology for surface and groundwater remediation, mainly in some Mediterranean areas like SE of Spain receiving more than 3000 h of sunlight per year.