Establece la relación entre la calidad del agua de suministro y la salud humana en las comunidades Balsa en Medio, Julián y Severino de la microcuenca del río Carrizal y proponer un proceso de tratamiento adaptado a las características de sus fuentes de abasto. La investigación utilizó un enfoque cuantitativo-explicativo. Se partió de un diagnóstico situacional de la calidad del agua y de la presencia de enfermedades asociadas a ésta. Posteriormente, se evaluaron sistemas de potabilización en base al uso de microorganismos eficientes y filtros de zeolitas, a fin de proponer alternativas para mejorar la calidad de agua. Se determinó que en la zona predomina el consumo de agua directamente del río. Para el 2016 se detectaron 302 casos de enfermedades asociadas al contacto e ingesta de agua contaminada. Las aguas de Balsa en Medio y Julián están clasificadas como “aguas poco contaminadas”, mientras que las aguas de Severino se clasifican como “aguas contaminadas”. Las variables turbidez, DBO5, fosfatos, cloruros, plomo y cromo exceden los límites permisibles para el consumo humano. Cuando se utilizan microorganismos autóctonos en la dosis de 15 ml/L y cuando se emplea la zeolita ecuatoriana como material filtrante se observó un mejoramiento significativo de la calidad del agua. El proceso de filtración con arenas+gravas, zeolitas y cloración ajustó los niveles de las variables fisicoquímicas y los tenores de metales pesados a los límites permisibles en la normativa ecuatoriana. El sistema de tratamiento propuesto es de fácil operación y mantenimiento, sus costos son aceptables y los insumos requeridos están disponibles en el Ecuador. / Tesis

El objetivo principal del presente trabajo fue identificar las lesiones histopatológicas presentes en trucha Arcoíris, Oncorhynchus mykiss, de cultivo por exposición a un ambiente contaminado. Se colectaron 35 peces (edad=8-9 meses, peso=200 g ±1,7 y talla=26,65 cm ±1,43) al azar para obtener muestras de branquias, hígado y músculo estriado esquelético, además se tomó muestra de un (1) litro de agua de la laguna. La determinación de metales pesados en el sedimento fue realizada en diciembre de 2011 a cargo de la concesión acuática y estos datos fueron proporcionados al presente estudio para su análisis. La concentración de metales pesados se determinó con espectrofotometría de absorción atómica y los niveles de metales pesados en agua no superaron el límite máximo permisible; sin embargo, algunos valores (As, Cd y Hg) en sedimento estuvieron por encima del nivel permitido. Los tres tejidos analizados bioacumularon mayor cantidad de Zn y Ba (músculo>hígado>branquias) y en menor cantidad Cd, Cr, Cu y Pb. La tinción H&E fue usada para la histopatología, hallándose en branquias las alteraciones más importantes, las lamelas presentaron degeneración hidrópica, acortamiento, fusión y necrosis, en el filamento se observó hiperplasia de células basales indiferenciadas y necrosis. En hígado se observó degeneración, hidrópica y grasa, y necrosis; y en músculo estriado esquelético se halló edema intramuscular y degeneración hialina y granular. De acuerdo al protocolo propuesto por Bernet et al. (1999), los cambios patológicos fueron convertidos en índices para su evaluación cuantitativa. Los índices promedio obtenidos muestran que las branquias (28,77) fueron más afectadas que el hígado (25,77) y músculo estriado esquelético (18,29). Se concluye que las lesiones en los tejidos estudiados pueden ser inducidas por los metales pesados debido a que son similares a las reportadas en varias investigaciones a exposición natural y controlada a metales pesados, y también a la bioacumulación encontrada en cada tejido.

Investigación en respuesta al problema de contaminación generado por la presencia de la Fundición de La Oroya, cuyas actividades dieron como resultado la contaminación con plomo del aire y suelos de la Oroya por más de 90 años. Como resultados de la tesis se ha comprobado que los suelos de la ciudad de La Oroya que están frente al complejo metalúrgico están impactadas con plomo sobrepasando en muchos casos los 1200 mg/Kg. que es el estándar de calidad para suelos industriales comerciales y extractivos y superando en todo sentido el estándar de calidad del suelo peruano para vivienda que es de 140 mg/Kg. El contenido de plomo en el agua del rio Mantaro sobrepasa los 0.05 mg Pb/L en épocas de lluvias (estándar de calidad de agua para riego y bebida de animales), lo que demuestra que hay impacto de los suelos hacia el río y que dicho impacto está relacionado con las precipitaciones pluviales. Dada la capacidad de dilución del río Mantaro los contenidos de plomo en el río bajan a valores < 0.01 mg/L en épocas secas, sin embargo el daño ambiental se da cada vez que se presentan las lluvias. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Aplica el algoritmo de Cayula y Cornillon, a fin de determinar los frentes de turbidez usando las imágenes de Clorofila (Chl) para la evaluación de la calidad del agua en la bahía de Bayóvar en los años 2004-2014 obtenidas por el satélite MODIS. El área de estudio está comprendido entre la coordenada geográfica 82,15º W a 80,30º W de longitud y 5,15º S a 7,00º S de latitud en la Bahía de Sechura (Bayovar). El período de estudio se realiza para los once años 2004 y 2014. Los datos de Chl, proporcionados por el sensor MODIS, han sido obtenidos gratuitamente de la página web OCEAN COLOR, desde el enlace: http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/. Se han utilizado programas fuentes desarrollado en IDL: “chlmodisbatch.pro” para el pre-procesamiento del productos Chl del sensor MODIS (Eche Ll, 2009). Para la detección de frentes, se ha utilizado el algoritmo de Cayula y Cornillon de 2005, aplicado a los datos pre-procesados. Los resultados permiten interpretar la respuesta espectral por medio de los mapas de coeficiente de atenuación disfusa k-490, desde el 1ro de enero del 2004 hasta el 31 de diciembre del 2014, y nos determina tres regiones para el primero, segundo y tercero cuyo intervalo son 0.01 – 1.50 m-1/km, 1.50 – 2.50 m-1/km y 2.50 – 6.40 m-1/km respectivamente, se obtiene en base al contenido de materia orgánico disuelto, sedimento y material particulado en suspensión como consecuencia de las interacciones de las corrientes de agua, por lo tanto logramos caracterizar los tipos de aguas en función a la respuesta espectral que coincide con los frentes de turbidez y la relación de las corrientes marinas en el océano Pacífico (Corriente Oceánica Peruana, Contra Corriente Costera Peruana, Corriente Costera Peruana y la Corriente de Sub-superficial Ecuatorial), así mismo el deterioro de la calidad de agua, puede presentar diversos factores o actividades productivas en dicho lugar pero el método no logra identificar el tipo de sedimento o material particulado ni tampoco las actividad que genera la perdida de la calidad de agua además dicho afirmación lo corroboramos con los informes de Instituto del Mar del Perú (IMARPE) la existencia de un ligero deterioro de la calidad de agua. / Tesis

Se determina la calidad microbiológica y fisicoquímica de las aguas superficiales y aguas subterráneas del Área de Conservación Regional Humedales de Ventanilla, sistema acuático sometido a intensa contaminación. Los muestreos se realizaron en 17 estaciones ubicados en el ACR (Área de Conservación Regional) Humedales de Ventanilla. Estos muestreos se llevaron a cabo entre febrero y agosto del 2015. En 15 estaciones se tomaron muestras de agua superficial y en 2 estaciones muestras de agua subterránea (piezómetro-fondo) para analizar los 3 parámetros microbiológicos y 44 parámetros fisicoquímicos. Los datos de Coliformes fecales y Escherichia coli fueron sometidos a pruebas estadísticas que determinaron una relación lineal creciente entre las variables Log (Coliformes fecales) y Log (Escherichia coli) que debería considerarse en futuros trabajos de Humedales. Para determinar el grado de contaminación en los 47 parámetros analizados, los resultados se compararon con los indicadores establecidos en los ECAs Agua 2008, 2015 y 2017 para aguas de la categoría IV (Conservación del ambiente acuático), Subcategoría E1: Lagunas y lagos que incluye a los Humedales. Los parámetros que estuvieron por encima de los límites permisibles fueron analizados con los instrumentos de gestión del ACR Humedales de Ventanilla (Plan Maestro 2009-2014, reportes de vigilancia y amenazas) para explicar qué factores antropogénicos posibles influyeron en esos resultados. Las aguas superficiales del área de estudio presentaron valores altos de coliformes totales y coliformes fecales (13000 NMP/100ml y 7900 NMP/100 ml). Se determinó la presencia de Escherichia coli, siendo mayor en la estación M-12 denominada Espejo de Agua por ser el cuerpo de agua más grande del ACR y donde anidan el mayor números de aves. Los parámetros fisicoquímicos del agua en general superaron los límites permisibles establecidos por los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental (ECA) 2008, 2015 y 2017 del Perú (D.S. N°002-2008-MINAN, D.S. N°015-2015-MINAN y D.S. N°004-2017- MINAN). Se concluye que toda el área de estudio esta impactada por la contaminación microbiológica y fisicoquímica. Se considera de interés la afectación por metales pesados siendo el plomo el más preocupante y también As, Cu, Cd, Hg, Se, Zn y Tl. Los resultados indican una posible afectación a la biota acuática, la salud pública y la calidad del agua superficial y subterránea. Además un aporte importante fue la generación de 35 mapas de isolineas que muestran la dispersión de de los contaminantes en toda el Área de Conservación Regional Humedales de Ventanilla. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina los parámetros de calidad analítica, tales como límites de detección, cuantificación, linealidad y sensibilidad para los metales pesados Pb(II), Cu(II), Cd(II) y Hg(II) en agua utilizando el método de voltamperometría de redisolución anódica de onda cuadrada y con microelectrodo de oro de 0,050 mm 2 de área activa. Se utilizó un potenciost ato que controla tres electrodos (electrodos de trabajo, referencia y auxiliar) desarrollado en el marco del proyecto CONCYTEC/IPEN/UNMSM/UNI, el mismo que se encuentra en el Laboratorio de Fisicoquímica Teórica y Aplicada (FIQUITA) departamento de Fisicoquímica de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Para este propósito se utilizó una celda de flujo conteniendo los tres electrodos y con capacidad de 0,5 mL. Para el cumplimiento de los objetivos, se prefijaron las condiciones de operación y de concentraciones a partir de pruebas preliminares. Las sensibilidades se obtuvieron de las pendientes de las curvas de calibración, siendo éstos 0,674; 2,208 y 1,548 para el Pb(II),Cu(II) y Hg(II), respectivamente, con estos valores se pudo establecer que el Cu(II) tiene mayor sensibilidad que Hg(II)y Pb(II). En el caso del Cd(II) factores incontrolables afectaron la linealidad y reproducibilidad de los picos. En lo que respecta a los demás parámetros de calidad del método se obtuvieron límites de detección de 0,008; 0,010; 0,014 ppm, límites de cuantificación de 0,028; 0,034; 0,045 ppm y límites de linealidad de 0,6; 0,5; 0,6 ppm para el Pb(II), Cu(II) y Hg(II) respectivamente. De los análisis simultáneos para los metales en estudio, se pudo concluir que el método voltamperométrico desarrollado en este trabajo es adecuado para supervisar simultáneamente Cu(II), Hg(II) y Pb(II) puesto que los potenciales de pico de cada metal están bien definidos y suficientemente separados. Sin embargo la determinación simultánea con Cd(II) no es posible, debido a que su potencial de oxidación es muy cercano al del Pb(II) y como resultado se obtiene una superposición de picos. Complementariamente se realizaron pruebas con muestras reales, una fue tomada del río Rímac con el cruce del río Huaycoloro, en la cual se detectó señales de Cu(II) mas no Hg(II) ni Pb(II). Así mismo se realizó otra prueba directa con agua potable, no se obtuvieron señales definidas de los metales. En ambas pruebas la concentración de los metales estuvieron por debajo de los límites de detección del equipo, o los metales no se encuentren libres sino formando complejos. Los resultados obtenidos en este trabajo serán considerados dentro del proyecto 199-FINCYT-IA-2013 (Desarrollo e Implementación de un Sistema de Monitoreo Remoto para Medición de la Contaminación del Agua en la Cuenca baja del Río Rímac). / Tesis

Caracteriza la comunidad de invertebrados bentónicos en la zona litoral de lagunas altoandinas de la región central del Perú y evalúa la respuesta al factor ambiental determinado por los metales tóxicos del drenaje ácido de mina. Se muestrearon un total de tres lagunas: laguna Huarancocha, relavera Milpo Andina y laguna Yanamate, realizando tres campañas anuales en la época de seca (otc-2015, set- 2016 y oct-2017), con cinco estaciones de muestreo en cada laguna. Se registraron parámetros fisicoquímicos como temperatura, pH, conductividad y oxígeno disuelto in situ con un multiparametro y se registro metales pesados (Arsénico y Cadmio) en agua y sedimento. Para el muestreo de invertebrados bentónicos se aplicó el protocolo de muestreo y análisis de invertebrados bentónicos del Ebro de España, en donde se utiliza el método de recolección de tipo cuantitativo para las zonas de lagos y lagunas con replicas. Los resultados fisicoquímicos indican que las variables de mayor variación espacio-temporal en las lagunas estudiadas fueron en su orden conductividad eléctrica, oxígeno disuelto, pH y temperatura. Concluyendo que la presencia de pH ácido, el incremento de metales pesados, conductividad, temperatura y oxigeno disuelto influyen en la riqueza y abundancia de especies, caso de relavera Milpo Andina y laguna Yanamate. Se observó que durante los años evaluados se obtuvo mayor abundancia y riqueza de especies en la laguna Huaroncocha en la primera y tercera fecha de muestreo, en comparación al segundo muestreo. Esto puede deberse a la escasez de lluvia para ese año, disminución del nivel de agua e incremento de materia orgánica. Relavera Milpo Andina presento en la primera fecha de muestreo una mayor diversidad de organismos con una abundancia aceptable, sin embargo en el segundo y tercer muestreo se observó una baja en la diversidad de especies proporcional al incremento de metales pesados, presentando un mayor número de organismos resistentes a este tipo de contaminación como es el caso de la familia Chironomidae. En el caso de laguna Yanamate, no registró especies en ninguna de las fechas evaluadas, debido al grado de acidez de sus aguas y elevada concentración 7 de metales pesados en sedimento y agua, lo que imposibilita la biodiversidad y por ende la recuperación de este espejo de agua. En los tres muestreos realizados en relavera Milpo Andina, se puede observar como los grupos formados se alejan, mostrando una similaridad del 63%. Las estaciones RMp-3 y RMp-5 fueron las que mostraron mayor similaridad y las que estuvieron cerca de los puntos de contaminación mineros. Los índices de diversidad de Shanon-Wiener y de equidad de Pielou, al igual que el análisis multivariado ANOSIM y nMDS señalan diferencias significativas en las tres campañas. El Analisis Canonico de Correspondencia (ACC) para laguna Huaroncocha y relavera Milpo Andina mostro que el eje 1 y 2 presentan una alta variabilidad de la varianza total del 72,93% y 80,38%. Los índices biológicos evaluados mostraron aguas de calidad moderadamente poludida a fuertemente poludida (Indice Shannon-Wieneer), bueno a pésimo (ABI), aceptable a critica (BMWP/Col) y moderadamente pobre a pobre (ASPT). / Perú. Ministerio de la Producción. Programa Nacional de Innovación para la Competitividad y Productividad (Innóvate Perú). Fondo para la Innovación, la Ciencia y la Tecnología (FINCyT) / Tesis

Determina la concentración a la que puede estar diluido el material de los componentes mineros polimetálicos, propensos a generar contaminación, sin que se alteren los ecosistemas cercanos, mediante la aplicación de ensayos biotoxicológicos. Se evaluó la Concentración Letal Media (CL50) en bioensayos de 96 horas, con alevinos de Carpa (Cyprinus Carpio), utilizado el material de 4 componentes mineros: relavera, desmontera, cancha de mineral y tajo abierto; determinándose que el componente más perjudicial fue la relavera, por presentar la CL50 más baja (CL50 = 1880 ppm), seguido de la cancha de mineral (CL50 = 3340 ppm), continúa el tajo abierto (CL50 = 5140 ppm) y por último a la desmontera (CL50 = 8080 ppm). Posteriormente se realizó el análisis de agua con las concentraciones mencionadas, encontrándose que la concentración de metales como: As, Cd, Cu, Cr, Fe, Mn, Pb y Zn está por encima de los valores establecidos por los ECA (Cat. 3), y por los LMP para efluentes de la actividad minero-metalúrgica. Una vez concluidos los bioensayos, se hizo la evaluación de órganos internos de las Carpas que perecieron con el material de relavera (el más perjudicial), determinándose que los principales órganos afectados fueron las branquias y el hígado, además se bioacumularon metales como: Cd, Cu, Fe, Mn y Zn; esta afectación podría repercutir en la salud del ganado y de los seres humanos que consuman peces en ese estado de contaminación. / Tesis

El fallado del arroz, producido por Pyricularia oryzae, es una importante enfermedad de este cereal que, en los años en que se presenta, causa graves pérdidas económicas. Por ello, actualmente, se utilizan sistemáticamente fungicidas para prevenir su posible aparición, tratamientos que en la mayor parte de los casos están injustificados, debido a que no se dan las condiciones necesarias para el desarrollo de este patógeno. Los tratamientos fitosanitarios, conllevan la emisión periódica o puntual de xenobióticos que, como residuos procedentes de estas tareas, llegan a los ecosistemas acuáticos a través de acequias, canales de desagüe e incluso vía aérea, ocasionando con ello importantes efectos sobre la biota. Estas sustancias pueden ser bioacumuladas por diferentes eslabones de las cadenas tróficas y llegar a alcanzar niveles altamente perjudiciales para el ecosistema. Aunque los niveles de la gran mayoría de productos fitosanitarios suelen encontrarse en proporciones suficientemente bajas como para no causar la muerte directa y repentina de los organismos acuáticos, es necesario conocer la capacidad de las especies para resistir y por lo tanto vivir en estos medios periódicamente contaminados y, además, acumular en sus tejidos los tóxicos del mismo (bioconcentración), sobre todo cuando el destinatario final puede ser el hombre. Para establecer el riesgo derivado del uso de plaguicidas es necesario realizar una serie de estudios encaminados a evaluar el riesgo potencial para el medio ambiente (ERA), para dicha evaluación del riesgo se han llevado a cabo los siguientes estudios: 1. Determinar las pautas de evolución de los fungicidas considerados, en sistemas acuáticos, estudiando experimentalmente sus constantes de degradación por hidrólisis, biodegradación por microorganismo y algas. 2. Determinar la toxicidad, efectos subletales y actividad bioacumulativa de los plaguicidas empleados contra Pyricularia oryzae en P.N. de L'Albufera de Valencia en diferentes organ / Andreu Sánchez, OE. (2008). Evaluación de riesgos ambientales del uso de plaguicidas empleados en el cultivo del arroz en el Parque Natural de la Albufera de Valencia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2342

Tesis por compendio / [ES] La contaminación del agua representa un desafío ambiental crítico a nivel global y en la Unión Europea (UE), particularmente en la región mediterránea de España. El crecimiento poblacional, la demanda creciente de alimentos y combustibles, junto con el cambio climático, intensifican la contaminación por nutrientes en los cuerpos de agua. Esta contaminación amenaza la calidad del agua y los ecosistemas acuáticos, así como la salud humana. La complejidad de las vías de transporte de nutrientes hace que su monitoreo y mitigación sean complicados. Se requieren modelos integrales que vinculen procesos y relaciones de causa y efecto para controlar eficazmente la contaminación. En la región mediterránea, como la Demarcación Hidrográfica del Júcar (DHJ), la interacción entre agua superficial y subterránea es clave, pero los modelos tradicionales presentan limitaciones. Esta tesis aborda estos desafíos al caracterizar la contribución de nutrientes a las masas de agua superficiales de la DHJ, evaluar medidas de reducción de la contaminación, considerando el cambio climático a largo plazo y aplicar técnicas de aprendizaje supervisado para predecir la concentración de nitratos. El acoplamiento de modelos hidrológicos y de calidad del agua, junto con el aprendizaje automático, ofrece una comprensión profunda y valiosa de los factores detrás de la contaminación por nutrientes y proporciona una base sólida para la toma de decisiones y la gestión sostenible del agua en la DHJ y regiones similares. Esta tesis fue estructurada como un compendio de tres artículos que abarcan estos desafíos. El primer artículo profundiza en la compleja interacción entre las aguas superficiales y las subterráneas en las cuencas de la DHJ, centrándose en la dinámica de la contaminación por nitratos. Los resultados muestran una correlación directa entre las concentraciones de nitratos en ríos y acuíferos a lo largo del eje principal de los ríos Júcar y Turia, lo cual destaca el papel fundamental de las aportaciones de agua subterránea en la contribución a los niveles de nitratos de los ríos. Además, el estudio identifica regiones aguas abajo con actividades agrícolas y urbanas intensificadas como focos de contaminación por nitratos. El segundo artículo aborda la vulnerabilidad de la calidad de las aguas superficiales al cambio climático y escenarios de reducción de la contaminación difusa y puntual en las cuencas de la DHJ a largo plazo. Los resultados indican que, en los escenarios de cambio climático, se espera que aumenten significativamente las masas de agua con un mal estado de amonio, fósforo y DBO5, y en menor proporción las masas en mal estado de nitratos. En concreto, las concentraciones medias de amonio y fósforo podrían duplicarse durante los meses de bajo caudal. Para mantener la calidad actual del agua, se requieren reducciones sustanciales de al menos el 25% de la contaminación difusa por nitratos y del 50% de las cargas puntuales de amonio, fósforo y DBO5. El tercer artículo presenta un enfoque innovador para simular la concentración de nitratos en masas de agua superficiales mediante modelos de aprendizaje automático. Aprovechando los métodos de selección de características y los algoritmos random forest (RF) y eXtreme Gradient Boosting (XGBoost), el estudio logró una gran precisión en la predicción de la concentración de nitratos. Estos modelos analizaron 19 variables de entrada, que abarcan factores ecológicos, hidrológicos y ambientales, junto con datos de concentración de nitratos procedentes de estaciones de aforo de la calidad de las aguas superficiales. En particular, la investigación destaco que la localización desempeña un papel dominante, explicando el 87% de la variabilidad de los nitratos en relación con la concentración de nitrógeno y fósforo. Esta investigación destaco el potencial del aprendizaje automático en la predicción de la calidad del agua y la evaluación de riesgos. / [CA] La contaminació de l'aigua representa un desafiament ambiental crític a nivell global i a la Unió Europea (UE), particularment a la regió mediterrània d'Espanya. El creixement poblacional, la demanda creixent d'aliments i combustibles, juntament amb el canvi climàtic, intensifiquen la contaminació per nutrients en els cossos d'aigua. Aquesta contaminació amenaça la qualitat de l'aigua i els ecosistemes aquàtics, així com la salut humana. La complexitat de les vies de transport de nutrients fa que el seu monitoratge i mitigació siguin complicats. Es requereixen models integrals que vinculin processos i relacions de causa i efecte per a controlar eficaçment la contaminació. A la regió mediterrània, com la Demarcació Hidrogràfica del Xúquer (DHJ), la interacció entre aigua superficial i subterrània és clau, però els models tradicionals presenten limitacions. Aquesta tesi aborda aquests desafiaments en caracteritzar la contribució de nutrients a les masses d'aigua superficials de la DHJ, avaluar mesures de reducció de la contaminació, considerant el canvi climàtic a llarg termini i aplicar tècniques d'aprenentatge supervisat per a predir la concentració de nitrats. L'acoblament de models hidrològics i de qualitat de l'aigua, juntament amb l'aprenentatge automàtic, ofereix una comprensió profunda i valuosa dels factors darrere de la contaminació per nutrients i proporciona una base sòlida per a la presa de decisions i la gestió sostenible de l'aigua en la DHJ i regions similars. Aquesta tesi va ser estructurada com un compendi de tres articles que abasten aquests desafiaments. El primer article aprofundeix en la complexa interacció entre les aigües superficials i les subterrànies en les conques de la DHJ, centrant-se en la dinàmica de la contaminació per nitrats. Els resultats mostren una correlació directa entre les concentracions de nitrats en rius i aqüífers al llarg de l'eix principal dels rius Xúquer i Túria, la qual cosa destaca el paper fonamental de les aportacions d'aigua subterrània en la contribució als nivells de nitrats dels rius. A més, l'estudi identifica regions aigües avall amb activitats agrícoles i urbanes intensificades com a focus de contaminació per nitrats. El segon article aborda la vulnerabilitat de la qualitat de les aigües superficials al canvi climàtic i escenaris de reducció de la contaminació difusa i puntual en les conques de la DHJ a llarg termini. Els resultats indiquen que, en els escenaris de canvi climàtic, s'espera que augmentin significativament les masses d'aigua amb un mal estat d'amoni, fòsfor i DBO5, i en menor proporció les masses en mal estat de nitrats. En concret, les concentracions mitjanes d'amoni i fòsfor podrien duplicar-se durant els mesos de baix cabal. Per a mantenir la qualitat actual de l'aigua, es requereixen reduccions substancials d'almenys el 25% de la contaminació difusa per nitrats i del 50% de les càrregues puntuals d'amoni, fòsfor i DBO5. El tercer article presenta un enfocament innovador per a simular la concentració de nitrats en masses d'aigua superficials mitjançant models d'aprenentatge automàtic. Aprofitant els mètodes de selecció de característiques i els algorismes random forest (RF) i extremi Gradient Boosting (XGBoost), l'estudi va aconseguir una gran precisió en la predicció de la concentració de nitrats. Aquests models van analitzar 19 variables d'entrada, que abasten factors ecològics, hidrològics i ambientals, juntament amb dades de concentració de nitrats procedents d'estacions d'aforament de la qualitat de les aigües superficials. En particular, la recerca destaco que la localització exerceix un paper dominant, explicant el 87% de la variabilitat dels nitrats en relació amb la concentració de nitrogen i fòsfor. Aquesta recerca destaco el potencial de l'aprenentatge automàtic en la predicció de la qualitat de l'aigua i l'avaluació de riscos. / [EN] Water pollution poses a critical environmental challenge globally and in the European Union (EU), particularly in the Mediterranean region of Spain. Population growth, increasing demand for food and fuels, coupled with climate change, intensify nutrient pollution in water bodies. This pollution threatens water quality, aquatic ecosystems, and human health. The complexity of nutrient transport pathways makes monitoring and mitigation challenging. Comprehensive models that link processes and cause-and-effect relationships are required to effectively control pollution. In the Mediterranean region, such as the Júcar River Basin District (RBD), the interaction between surface and groundwater is crucial, but traditional models have limitations. This thesis addresses these challenges by characterising the contribution of nutrients to surface waters in the Júcar RBD, evaluating pollution reduction measures considering long-term climate change, and applying supervised learning techniques to predict nitrate concentrations. The coupling of hydrological and water quality models, along with machine learning, provides a deep and valuable understanding of the factors behind nutrient pollution and establishes a solid foundation for decision-making and sustainable water management in the Júcar RBD and similar regions. This thesis is structured as a compendium of three articles that encompass these challenges. The first article delves into the complex interaction between surface and groundwater in the Júcar RBD basins, focusing on nitrate pollution dynamics.The results reveal a direct linear correlation between nitrate concentrations in rivers and aquifers along the main axes of the Júcar and Turia rivers, highlighting the fundamental role of groundwater contributions to river nitrate levels. Additionally, the study identifies downstream regions with intensified agricultural and urban activities as nitrate pollution hotspots. This research not only identifies pollution sources but also offers a means to predict nitrate concentrations and assess the effectiveness of pollution prevention measures. The second article addresses the vulnerability of surface water quality to climate change and long-term diffuse and point source pollution reduction scenarios in the Júcar RBD basins. In a region where nutrient concentrations are of particular concern, the study investigates how changing climatic conditions, including rising temperatures and altered precipitation patterns, affect nitrate, ammonium, phosphorus, and biochemical oxygen demand (BOD5) levels. The results indicate that under climate change scenarios, significantly more water bodies are expected to be in poor condition for ammonium, phosphorus, and BOD5, and to a lesser extent, nitrate. Specifically, average concentrations of ammonium and phosphorus could double during low-flow months. To maintain current water quality, substantial reductions of at least 25% in diffuse nitrate pollution and 50% in point source loads of ammonium, phosphorus, and BOD5 are required. This research underscores the importance of water quality management strategies. The third article introduces an innovative approach to simulate nitrate concentrations in surface water bodies using machine learning models. Leveraging feature selection methods and artificial intelligence algorithms, including random forest (RF) and eXtreme Gradient Boosting (XGBoost), the study achieved high precision in predicting nitrate concentrations. These models analysed 19 input variables spanning ecological, hydrological, and environmental factors, along with nitrate concentration data from surface water quality gauging stations. In particular, the research highlighted the dominant role of location, explaining 87% of nitrate variability in relation to nitrogen and phosphorus concentration. This research showcased the potential of machine learning in water quality prediction and risk assessment. / We appreciate the help provided by the Júcar River Basin District Authority (CHJ), who gathered field data. The first author’s research was partially funded by a PhD scholarship from the food research stream of the programme “Colombia Científica—Pasaporte a la Ciencia”, granted by the Colombian Institute for Educational Technical Studies Abroad (Instituto Colombiano de Crédito Educativo y Estudios Técnicos en el Exterior, ICETEX). The authors thank the Spanish Research Agency (AEI) for the financial support to RESPHIRA project (PID2019-106322RB- 100)/AEI/10.13039/501100011033. The contributors gratefully acknowledge funding for open access charge: CRUE-Universitat Politècnica de València / Dorado Guerra, DY. (2024). Modelización integrada con aprendizaje automático para evaluar la contaminación por nutrientes en las masas de agua actual y bajo el efecto del cambio climático. Aplicación a la Demarcación Hidrográfica del Júcar [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202898 / Compendio