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Los suelos contaminados por hidrocarburos totales de petróleo (TPH) han conllevado a grandes impactos ambientales a nivel mundial debido a las actividades antropogénicas afectando así las propiedades físicas (Textura y humedad) y químicas (pH, Conductividad y CIC), entre otras. En este trabajo, se evaluó la influencia de los hidrocarburos en muestras de suelos de las regiones nororientales del territorio colombiano, clasificados en 3 categorías: contaminadas por TPH, sin contaminación por TPH y tratados. Los suelos contaminados y tratados presentaron una mínima variación en sus propiedades frente a los no contaminados, encontrando una variabilidad mínima en el pH registrando en su mayoría un pH acido con un rango entre 4,01 a 5,96. Además se observó que la contaminación con hidrocarburos ocasiono una disminución en la conductividad eléctrica, el % Humedad y un aumento en el CIC debido a la relación inversamente proporcional con el pH. En cuanto a la textura predomina los suelos franco-arenosos, debido al aumento de arena en aquellos suelos arcillosos. Soils contaminated by total petroleum hydrocarbons (TPH) have led to major environmental impacts worldwide due to anthropogenic activities, affecting physical (texture and moisture) and chemical (pH, conductivity and CIC) properties, among others. In this work, the influence of hydrocarbons was evaluated in soil samples from the northeastern regions of the Colombian territory, classified in 3 categories: contaminated by TPH, without TPH contamination and treated. Contaminated and treated soils showed a minimum variation in their properties compared to non-contaminated soils, finding a minimum variability in pH, mostly registering an acid pH with a range between 4.01 and 5.96. It was also observed that hydrocarbon contamination caused a decrease in electrical conductivity, % Humidity and an increase in CIC due to the inversely proportional relationship with pH. In terms of texture, sandy loam soils predominated, due to the increase of sand in clay soils. Químico Ambiental http://www.ustabuca.edu.co/ustabmanga/presentacion Pregrado

16 Pág., Cycling Dof transcription factors (CDFs) have been involved in different aspects of plant growth and development. In Arabidopsis and tomato, one member of this family (CDF1) has recently been associated with the regulation of primary metabolism and abiotic stress responses, but their roles in crop production under open field conditions remain unknown., This study was supported by the Ministerio de Ciencia e Innovación (MCIN) and the Agencia Estatal de Investigación (AEI) / 10.13039/501100011033/ (grants RTA2015-00014-c02-00 to JM and SGN; PID2020-114165RR-C21 to JM), (BIO2017-82873-R to JVC) (PID2019-104685GB-100 to JP-R, EB-F and FJM), the Gobierno de Navarra (PC036-037 BIOMEF to EB-F and FJM) and the Vicerrectorado de Investigación de la Universitat Politècnica de València (PAID-11-21 to SGN), J.C is funded by the National Agency for Research and Development (ANID) Chile with Program FONDECYT Regular 1190812 and ANID-Millennium Science Initiative Program-ICN17_022" and The GEP Chinese pre-doctoral fellowship to LY. We also want to acknowledge the "Severo Ochoa Program for Centres of Excellence in R&D" (CEX2020-000999-S) supported by MCIN/AEI/10.13039/501100011033 for supporting the scientific services used in this study., With funding from the Spanish government through the ‘Severo Ochoa Centre of Excellence’ accreditation (CEX2020‐000999‐S)

Background: This work studied the use of the organic fertilizers DTPA-Fe and EDDS-Fe as iron chelates for solar driven photo-Fenton process at natural pH. This process was proposed to investigate its performance on removing a mixture of agrochemicals (propiconazole, imidacloprid and diuron) from pineapple processing wastewater to obtain a suitable effluent to be reused in the agricultural sector. Methods: Experiments were carried out in a solar simulator with a stirred cylindric photoreactor, with a volume of 150 mL and controlled temperature (20°C). The first set of experiments was carried out with ultrapure water to determine optimal iron and H2O2 concentrations. The second was performed with simulated wastewater of pineapple processing. Results: The optimized operational conditions for both iron complexes were 10 mg L-1 of Fe (III) and 25 mg L-1 of H2O2, since more than 80% of micropollutants (MP) (at an initial concentration of 1 mg L-1 of each compound) were removed in only 20 min with both DTPA-Fe and EDDS-Fe. The effect of organic matter and inorganic salts on radicals scavenging and chelates stability was also investigated in the experiments performed with synthetic pineapple processing wastewater. The results disclosed differences depending on the iron complex. Nitrites were the principal component influencing the tests carried out with EDDS-Fe. While carbonates at low concentration only significantly affected the experiments performed with DTPA-Fe, they were the major influence on the MPs removal efficiency decrease. In contrast, the presence of Ca2+ and Mg2+ only influence on this last one. Finally, the results of phytotoxicity disclosed the suitability of treated effluent to be reused in the agricultural sector. Conclusions: This work demonstrated that solar powered photo-Fenton catalysed by iron fertilizer EDDS is a suitable technology for depolluting water streams coming from pineapple processing plants at circumneutral pH, and its subsequent reuse for crop irrigation.

Nitrification inhibitors are widely used in agriculture to mitigate nitrous oxide (N2O) emission and increase crop yield. However, no concrete information on their mitigation of N2O emission is available under soil and environmental conditions as in Pakistan. A field experiment was established using a silt clay loam soil from Peshawar, Pakistan, to study the effect of urea applied in combination with a nitrification inhibitor, nitrapyrin (2-chloro-6-tri-chloromethyl pyridine), and/or a plant growth regulator, gibberellic acid (GA3), on N2O emission and the nitrogen (N) uptake efficiency of maize. The experimental design was a randomized complete block with five treatments in four replicates: control with no N (CK), urea (200 kg N ha–1) alone, urea in combination with nitrapyrin (700 g ha–1), urea in combination with GA3 (60 g ha–1), and urea in combination with nitrapyrin and GA3. The N2O emission, yield, N response efficiency, and total N uptake were measured during the experimental period. The treatment with urea and nitrapyrin reduced total N2O emission by 39%–43% and decreased yield-scaled N2O emission by 47%–52%, relative to the treatment with urea alone. The maize plant biomass, grain yield, and total N uptake increased significantly by 23%, 17%, and 15%, respectively, in the treatment with urea and nitrapyrin, relative to the treatment with urea alone, which was possibly due to N saving, lower N loss, and increased N uptake in the form of ammonium; they were further enhanced in the treatment with urea, nitrapyrin, and GA3 by 27%, 36%, and 25%, respectively, probably because of the stimulating effect of GA3 on plant growth and development and the reduction in biotic and abiotic stresses. These results suggest that applying urea in combination with nitrapyrin and GA3 has the potential to mitigate N2O emission, improve N response efficiency, and increase maize yield. UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro en Investigación en Contaminación Ambiental (CICA)

ilustraciones, gráficos, tablas El suelo es un ecosistema complejo que involucra fenómenos químicos, físicos y biológicos que interactúan e influyen entre otros fenómenos en la disponibilidad de nutrientes. Este trabajo evaluó con un modelo matemático, el efecto de aplicación de biochar en suelos. Se involucraron fenómenos de transporte acoplados a un modelo de equilibrio químico, ofreciendo un panorama de la interacción de nutrientes en el suelo, involucrando fases del suelo, efecto de las raíces, reacciones de oxidorreducción, equilibrio, transporte, liberación de nutrientes, efecto del biochar, lixiviación y saturación del suelo; todo lo anterior resuelto por diferencias finitas. Se encontró un ajuste entre el modelo y los resultados reportados en la literatura. El modelo de transporte es acoplado por el método de Godunov a Phreeqc que resuelve el equilibrio químico, el cual fue comparado de forma experimental encontrando que se acopla a la dinámica del suelo después del día 16 con un porcentaje de diferencia de 0.48% para K, 3% para NO3, 0.02% para NH4+ y 7.2% para P. Se identificó con la aplicación del biochar, un incremento en el pH de una unidad para suelos arenosos, aumento en la retención de humedad entre 24-29% en todos los suelos y un aumento de la CIC del 4% en suelos orgánicos. Además, se encontró en todos los casos un incremento de más del 2% en el contenido de P, NO3-, K, Ca y Mg, por lo que su aplicación en suelos es una alternativa promisoria para el aprovechamiento de residuos agroindustriales y mejoramiento de suelos. (Texto tomado de la fuente) The soil is a complex ecosystem that involves chemical, physical, and biological phenomena that interact and influence, among other phenomena, the availability of nutrients. This work evaluated with a mathematical model, the effect of applying biochar in soils. Transport phenomena coupled to a chemical equilibrium model were involved, offering a panorama of the interaction of nutrients in the soil, involving soil phases, root effect, redox reactions, equilibrium, transport, nutrient release, biochar effect, leaching and soil saturation; all the above resolved by finite differences. An adjustment was found between the model and the results reported in the literature. The transport model is coupled by the Godunov method to Phreeqc that resolves the chemical equilibrium, which was compared experimentally, finding that it was coupled to the soil dynamics after day 16 with a difference percentage of 0.48% for K, 3% for NO3-, 0.02% for NH4+ and 7.2% for P. With the application of biochar, an increase in the pH of one unit was identified for sandy soils, an increase in moisture retention between 24-29% in all soils and an increase in the CEC of 4% in organic soils. In addition, an increase of more than 2% in the content of P, NO3-, K, Ca and Mg was found in all cases, so its application in soils is a promising alternative for the use of agro-industrial residues and improvement of soils. Universidad Nacional de Colombia sede Medellín, Universidad EIA, Universidad Pontificia Bolivariana, SOBIOTECH, Ruta N y la Gobernación de Antioquia Alliance for Biomass and Sustainability Research –ABISURE-Universidad Nacional de Colombia Maestría Magíster en Ingeniería - Ingeniería Química Primera convocatoria de la agenda regional del G8 por fomentar el espacio de cooperación entre la universidad Nacional de Colombia sede Medellín, la universidad EIA, la universidad Pontificia Bolivariana, SOBIOTECH, Ruta N y la Gobernación de Antioquia por medio del proyecto con numero interno CF12020010 quienes aportaron recursos para la realización del trabajo. Modelación, Optimización y Simulación de Procesos Fisicoquímicos Para correr el modelo matemático es necesario tener Python y Phreeqc. Área Curricular de Ingeniería Química e Ingeniería de Petróleos

ilustraciones, graficas Los ditiocarbamatos (DTC), específicamente mancozeb y propineb, son los fungicidas más vendidos en Colombia, estos son aplicados en una gran variedad de cultivos debido a su actividad fúngica de amplio espectro, además han sido reportados en los últimos años con gran frecuencia en los monitoreos de residuos de plaguicidas realizados por la Comisión Europea. Los DTC son analizados por métodos indirectos debido a su inestabilidad química y baja solubilidad, razón por la que su análisis presenta importantes retos. En el presente trabajo se implementó y evaluó dos metodologías para el análisis de residuos de ditiocarbamatos, específicamente para mancozeb y propineb en frutas y vegetales. Esto con el objetivo de brindar una herramienta para evaluar la calidad e inocuidad de alimentos en Colombia. La primera metodología desarrollada fue propuesta como alternativa y solución a dificultades en la metodología oficial de la Comisión Europea. Esta consistió en la derivatización de mancozeb y propineb a los productos metilados Dimetil-etilenbisditiocarbamato (dimetil-EBDC) y Dimetil-propilenbisditiocarbamato (dimetil-PBDC), extracción con QuEChERS y análisis por Cromatografía Líquida de alta resolución con detector de arreglo de diodos. La metodología se optimizó y validó en una gran variedad de matrices, los resultados demostraron que es eficaz, precisa, lineal y selectiva puesto que permite identificar y separar los residuos de mancozeb y propineb. Se obtuvieron límites de cuantificación expresados como disulfuro de carbono por kilogramo de matriz de 0.059 mg CS2/ kg para Mancozeb (Dimetil-EBDC) y 0.065 mg CS2/kg para Propineb (Dimetil-PBDC) con coeficientes de variación menores al 20%. Adicionalmente, muestra que es adecuada para evaluar la calidad e inocuidad de frutas y vegetales de acuerdo con los límites máximos de residuos establecidos por el CODEX Alimentarius. La segunda metodología se basó en el método oficial de la Comisión Europea. Consiste en realizar una hidrolisis ácida al ditiocarbamato con el fin de producir disulfuro de carbono. Esta no es selectiva para la identificación individual de mancozeb y propineb, ya que el producto de transformación de ambos ditiocarbamatos es disulfuro de carbono. Se realizó la validación de la metodología y se demostró que es lineal, precisa, veraz y selectiva en matrices que no sean de las familias Brassicaceae y Alliaceae, ya que estas matrices producen disulfuro de carbono endógeno. El límite de cuantificación fue de 0.050 mg CS2/kg con coeficientes de variación menor al 20%, porcentajes de recuperación entre el rango de 70%-120%. Por último, se evaluó la estabilidad de los residuos de mancozeb y propineb durante la etapa de procesamiento, se determinó a partir de pruebas estadísticas que el proceso de homogeneización a baja temperatura previene la degradación del ditiocarbamato. Las dos metodologías de análisis demostraron ser equivalentes para el cumplimiento de los límites máximos de residuos en ditiocarbamatos para frutas y vegetales, el método oficial presenta retos que pueden ser superados con el método por derivatización, lo cual permitiria, obtener más información sobre el origen del disulfuro de carbono, mejorar los monitoreos y disminuir la probabilidad de reportar falsos positivos (Texto tomado de la fuente) Dithiocarbamates (DTC), specifically mancozeb and propineb, are the best-selling fungicides in Colombia, these are applied in a wide variety of crops due to their broad-spectrum fungal activity, and have also been reported in recent years with great frequency in monitoring of pesticide residues carried out by the European Commission. DTCs are analyzed by indirect methods due to their chemical instability and low solubility, which is why their analysis presents important challenges. In the present work, two methodologies were implemented and evaluated for the analysis of dithiocarbamate residues, specifically for mancozeb and propineb in fruits and vegetables. This with the objective of providing a tool to evaluate the quality and safety of food in Colombia. The first methodology developed was proposed as an alternative and solution to difficulties presented by the official methodology of the European Commission. This Consisted of the derivatization of mancozeb and propineb to the methylated products Dimethyl-EBDC and Dimethyl-PBDC, extraction with QuEChERS and analysis by High Performance Liquid Chromatography with diode array detector. It was optimized and validated in a wide variety of matrices, the results showed that this methodology is efficient, precise, linear and selective, it since it allows to identify and separate mancozeb and propineb residues. Quantification limits expresed as miligrams of carbon disulfide per kilogramo of matrix of 0.059 mg CS2/kg were obtained for Mancozeb (Dimethyl-EBDC) and 0.065 mg CS2/kg for Propineb (Dimethyl-PBDC) with coefficients of variation less than 20%. Additionally, the derivatization methodology is suitable for evaluating the quality and safety of fruits and vegetables in accordance with the maximum residue limits established by the CODEX Alimentarius. The second methodology was based on the official method of the European Commission. This consists of carrying out an acid hydrolysis of the dithiocarbamate in order to produce carbon disulfide. This methodology is not selective for the individual identification of mancozeb and propineb, since the transformation product in both dithiocarbamates is carbon disulfide. The validation of the methodology was carried out and it was shown that it is linear, precise, truthful and selective in matrices that are not from the Brassicaceae and Alliaceae families, since these matrices produce endogenous carbon disulfide. The quantification limit was 0.050 mg CS2/kg with coefficients of variation less than 20%, recovery percentages between the range of 70%-120%. Finally, the stability of mancozeb and propineb residues during the processing stage was evaluated, it was determined from statistical tests that the low temperature homogenization process prevents the degradation of dithiocarbamate. The two analysis methodologies proved to be equivalent for compliance with the maximum residue limits in dithiocarbamates for fruits and vegetables, the official method presents challenges that can be overcome with the derivatization method, which would allow obtaining more information on the origin of carbon disulfide, improve monitoring and reduce the probability of reporting false positives. Maestría Magíster en Ciencias - Química Química analítica

Este texto está orientado a estudiantes que cursan una asignatura de química en el primer curso de grados universitarios relacionados con el campo agronómico o forestal. Dado que la teoría se comprende mejor cuando sus conceptos se observan en el laboratorio, en este libro se plantea una serie de actividades basadas en los conceptos descritos en las clases teóricas. Por ello, en este texto, se combinan prácticas de laboratorio clásicas con las nuevas adaptaciones que los actuales alumnos de grado necesitan y que la sociedad demanda a los futuros titulados. Las practicas planteadas tratan los temas principales que se esperan de una formación química básica, con el rigor necesario para abordar cómodamente materias más específicas en cursos posteriores, además, todas las practicas incluidas en el texto, tienen como objetivo desarrollar y fortalecer capacidades del conocimiento de la química básica, pero también habilidades que el alumnado podrá emplear en su futuro profesional frente a las necesidades sociales. Algunos ejemplos ilustrativos son el desarrollo de destrezas en el conocimiento del material químico, así como la implementación de estrategias que minimicen los impactos negativos ambientales y los desafíos emergentes. En este sentido, estas actividades promueven la integración de la Agenda 2030 y los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) en los marcos de planificación de la educación universitaria, compartiendo lecciones aprendidas y buenas practicas a través de la experimentación. Además de considerar los aspectos teóricos de cada una de las prácticas, se trabajan algunas competencias asociadas a los laboratorios experimentales actuales, como el manejo de las normativas de seguridad o la gestión de residuos. En todas las practicas se indica el procedimiento experimental a seguir con gran detalle, los cálculos que deben efectuarse y se aportan tablas y graficas que sirven de guía para anotar y trabajar con los resultados obtenidos. En resumen, este libro de prácticas busca lograr la autonomía del alumnado en el laboratorio, de manera que el profesorado actué únicamente como guía, fomentando así el autoaprendizaje. Cada recomendación o advertencia recogida en este libro es fruto de la dilatada experiencia adquirida al enseñar a millares de estudiantes universitarios que no han estado en un laboratorio de química. Es nuestro deseo que este libro ayude al estudiante en el aprendizaje de la química y su puesta en práctica en su futuro profesional

Orientador: Christine Hackel Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A região de Passo Fundo no Planalto Médio do Rio Grande do Sul caracteriza-se pela produção de grãos (trigo, soja) e também hortigranjeiros. No combate as pragas destas culturas, os agricultores fazem uso de grandes quantidades de agroquímicos (fungicidas, inseticidas e herbicidas). Para testar a possível atividade genotóxica destes produtos, utilizou-se a técnica de micronúcleos, que consiste na identificação de pequenos núcleos visíveis em células binucleadas, resultantes da perda de parte ou de cromossomos inteiros pela célula, durante a divisão celular. Para a análise dos micronúcleos, foram coletados 2 mL de sangue periférico heparinizado de trinta trabalhadores expostos, relacionados diretamente com a aplicação e manuseio destes produtos e trinta indivíduos não expostos. Dados relativos ao hábito de fumar, consumo de bebida alcoólica, sexo, idade e tempo de exposição foram também identificados. Culturas de linfócitos de sangue periférico foram tratadas com citocalasina B por um período de 24 horas antes de completar o tempo total de cultura. Após a contagem de 1000 células binucleadas a freqüência de micronúcleos de ambos os grupos foi avaliada e aplicado o teste de "t" Student, indicando diferença altamente significativa entre expostos (14,4/1000) e não expostos (7,211000). Outros fatores relacionados com a instabilidade cromossômica como tabagismo, sexo, idade e tempo de exposição, não influenciaram de modo significativo em ambos os grupos. Finalmente, podemos concluir que o teste do micronúcleo mostrou-se eficiente como ensaio biológico para monitorar populações expostas a misturas de agroquímicos Abstract: Much of grain cultivation (wheat and soybean) in the Rio Grande do Sul state is carried out in the region of Passo Fundo. For crop pest control, great amounts of agrochemicals (fungicides, insecticides, herbicides ) are used. To evaluate the genotoxicity of these products, the micronucleus test was applied in the study of rural workers directly exposed to these chemicals. The micronuclei are small nuclei resulting from the loss of whole chromosomes or a centric fragments during cell division that can be identified in binucleated cells. Heparinized blood samples were drawn by venepuncture from 30 exposed workers and 30 non-exposed controls. To perform micronuclei analysis on Lymphocyte cultures , Cytochalasin B was added to block cytokines is after 44h incubation at 3-,0 C, resulting in t!1e formation of multinucleated cells. Data about smoking and drinking habits, sex, age and exposure duration were also identified. Micronuclei frequency was evaluated by counting 1000 binucleated cells in both groups. Statistical analysis showed significantly higher mean number levels of binucleated cells with micronuclei in exposed individuals (14,4/1000) than in controls (7,2/1000). Other factors related to chromosome instability, such as smoking habits, age and exposure duration, showed no effect on the frequency of micronuclei in both groups. Finally, we can conclude that the micronuclei test is an efficient biological assay for monitoring population exposure to mixtures of agrochemicals Mestrado Biologia Celular Mestre em Biologia Celular e Estrutural

La demanda mundial de producción de energía primaria aumenta cada vez más, y para hacer frente a esta demanda y al mismo tiempo abordar los problemas de protección del medio ambiente, la Unión Europea ha fijado dentro de la "Estrategia Europa 2020" el objetivo de aumentar la proporción de energías renovables al 20 %. Esto ha llevado a la necesidad de desarrollar medidas apropiadas para alcanzar los correspondientes medioambientales, principalmente la sustitución progresiva de los combustibles fósiles tradicionales por los de origen biológico: materiales y residuos de origen agrícola y ganadero como residuos vegetales y estiércoles de animales, subproductos de la industria agroalimentaria, y residuos urbanos. En este contexto, los procesos de fitoestabilización de suelos contaminados, que buscan la recuperación de estos suelos mediante el establecimiento de una cubierta vegetal autóctona y autosuficiente para reducir el riesgo de transferencia incontrolada de contaminantes al medio ambiente, pueden proporcionar biomasa vegetal útil para la producción de (bio)energía. Esto puede considerarse una opción adecuada y respetuosa con el medio ambiente para contribuir a lograr la cuota de energía renovable deseada. El objetivo de esta Tesis fue proporcionar información relevante, actualizada y útil sobre el potencial de producción de bioenergía de las especies vegetales que se utilizan para la recuperación de suelos contaminados con elementos traza mediante fitoestabilización. Los objetivos parciales fueron: - Revisar las principales técnicas de producción de energía; - Determinar las características de las especies vegetales utilizadas para los diferentes bio-combustibles; - Identificar especies vegetales locales con características compatibles con la producción de bioenergía que, al mismo tiempo, puedan tolerar altos niveles de elementops traza en los suelos donde se cultivan; - Revisar el potencial de las especies vegetales que crecen espontáneamente en sitios contaminados para la recuperación de suelos contaminados mediante fitoextracción y fitoestabilización; - Determinar el potencial de producción térmica y de biogás de estas especies para definir su utilidad para la producción de bioenergía. Esta Tesis Doctoral desarrolla una metodología que combina trabajo de investigación, análisis de datos bibliográficos, modelización e identificación, pruebas experimentales y difusión de resultados. El trabajo que se presenta en la presente memoria de Tesis Doctoral se divide en tres partes: 1. Revisión de las características químicas y bioenergéticas de los biocarburantes, las principales técnicas y procesos para su producción, así como las características de las distintas materias primas; 2. Recopilación de las técnicas naturales para la recuperación de suelos contaminados con elementos traza, centrada en la fitorremediación y el uso de la biomasa derivada para la obtención de bioenergía; 3. Evaluación de las características químicas y físicas de la biomasa de plantas que crecen espontáneamente en suelos de la zona minera de Cartagena-La Unión, y su potencial uso para la producción de bioenergía (combustión y digestión anaerobia). Resultados y conclusiones. La concentración de elementos traza en las plantas de los suelos mineros no afectó la producción de biogás ni a la producción de energía térmica. Las especies Piptatherum miliaceum, Phragmites australis y Arundo donax mostraron las mejores perspectivas para la producción de biogás. Por el contrario, las plantas de Dittrichia viscosa y Atriplex halimus presentan características más adecuadas para su combustión directa, debido a sus bajos valores de ceniza y humedad y mayores concentraciones de lignina. Por tanto, las especies más adecuadas para la producción de biogás resultaron ser las de la familia Poaceae. Las correlaciones positivas entre los valores de HHV y la producción de biogás sugieren que las especies investigadas pueden ser utilizadas para la fitoestabilización de suelos contaminados con elementos traza, y su biomasa utilizada para la producción de energía térmica o biogás. The global demand for primary energy production is gradually increasing; to meet this demand for and, at the same time, address the problems of environmental protection, the European Union has set within the "Europe 2020 Strategy" the objective of increasing the proportion of renewable energy to 20 %. This has led to the need to develop appropriate measures to achieve the corresponding environmental objectives, mainly directed towards the progressive substitution of traditional fossil fuels for those of biological origin: materials and residues of agricultural and livestock origin such as plant residues and animal manures, by-products of the agri-food industry, and urban waste. In this context, phytostabilization processes, which seek the restoration of these soils through the establishment of an indigenous and self-sufficient vegetation cover to reduce the risk of an uncontrolled transfer of contaminants to the environment, can provide useful plant biomass for the production of (bio) energy. This can be considered a suitable and environmentally friendly option to contribute to the achievement of the desired renewable energy quota. The objective of this thesis was to provide relevant, updated and useful information on the potential for bioenergy production of plant species that are used for the remediation of soils contaminated with trace elements through the phytostabilization. The partial objectives were: - Review the main energy production techniques; - Determine the characteristics of the plant species used for the different biofuels; - Identify local plant species with characteristics compatible with the production of bioenergy that, at the same time, can tolerate high levels of trace elements in the soils where they are grown; - Review the potential of plant species that grow spontaneously in contaminated sites for the remediation of contaminated soils through phytoextraction and phytostabilization; - Determine the potential for thermal and biogas production of these species to define its usefulness for the production of bioenergy. This Doctoral Thesis develops a methodology that combines research work, bibliographic data analysis, modeling and identification, experimental tests and dissemination of results. The work presented in this Doctoral Thesis report is divided into three parts: 1. Review of the chemical and bioenergetic characteristics of biofuels, the main techniques and processes for their production, as well as the characteristics of the different raw materials; 2. Compilation of natural techniques for the recovery of soils contaminated with trace elements, focused on phytoremediation and the use of the obtained biomass for the production of bioenergy; 3. Evaluation of the chemical and physical characteristics of the biomass of plants that grow spontaneously in soils from the Cartagena-La Unión mining area, and its potential use for the production of bioenergy (combustion and anaerobic digestion). Results and conclusions. The concentration of trace elements in the plants of the mining soils did not affect the production of biogas nor the production of thermal energy. The species Piptatherum miliaceum, Phragmites australis and Arundo donax showed the best perspectives for the production of biogas. Contrastingly, Dittrichia viscosa and Atriplex halimus plants have more adequate characteristics for their direct combustion, due to their low ash and humidity values and higher lignin concentrations. Therefore, the most suitable species for the production of biogas were found to be those belonging to the Poaceae family. The positive correlations between the values of HHV and biogas production suggest that the species investigated can be used for the phytostabilization of trace elements contaminated soils, and their biomass used for the production of thermal energy or biogas.

La caracterización de los suelos de uso agrícola es esencial para lograr una completa comprensión de las complejas relaciones existentes entre las propiedades del suelo, los factores ambientales que influyen en su fertilidad y los sistemas de uso de los mismos. Por esta razón el trabajo de grado tiene como propósito caracterizar fisicoquímica y mineralógicamente un suelo de uso agrícola ubicado en el campus El Limonal de la Universidad Santo Tomás, Piedecuesta. La metodología requerida para la caracterización fisicoquímica de suelos de uso agrícola fue la recomendada por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi, del gobierno de Colombia. Las características evaluadas son: porcentaje de humedad, el pH, la textura del suelo, la capacidad de intercambio catiónico, la acidez intercambiable, el carbono orgánico, las bases intercambiables, la concentración de micronutrientes (Fe, Mn, Cu y Zn), nitratos y finalmente se hizo una caracterización por la técnica de difracción de rayos X (DRX). Todo esto con el fin de proporcionar información en el área de estudio y establecer la importancia de conocer el estado actual del suelo y su viabilidad para desarrollar un cultivo de cacao. Characterization of soils for agricultural use is essential to achieve a complete understanding of the complex relationships between soil properties, the environmental factors that influence its fertility, and their use systems. For this reason, the purpose of this degree project is to characterize physicochemically and mineralogically a soil for agricultural use located on the El Limonal campus of the Universidad Santo Tomás, Piedecuesta. The required methodology for the physicochemical characterization of soils for agricultural use was recommended by the Agustín Codazzi Geographical Institute, of the Colombian government. The evaluated characteristics are: moisture percentage, pH, soil texture, cation exchange capacity, interchangeable acidity, organic carbon,interchangeable bases, micronutrient concentration (Fe, Mn, Cu and Zn), nitrates and finally a characterization was made by the X-ray diffraction technique (XRD). All this in order to provide information in the study area and establish the importance of knowing the current state of the soil and its viability to develop a cocoa crop. Químico Ambiental http://www.ustabuca.edu.co/ustabmanga/presentacion Pregrado

Desarrollar la transición del sistema globalmente armonizado en la empresa Surco a Surco S.A.S de Zarzal Valle del Cauca en el año 2019-2020. En la producción agrícola se requieren el uso de diferentes insumos químicos (agroquímicos), para diversos fines, entre ellos encontramos los usados para el control de plantas no deseadas entre los cultivos (arvenses), con el fin de permitir un adecuado desarrollo de la planta de interés, estos químicos (herbicidas), requieren un conocimiento básico en lo referente a su dosificación, aplicación transporte y cuidados específicos para su manipulación. Con el fin de tener un adecuado protocolo para el manejo de químicos y parametrizar los elementos de identificación, transporte, uso y/o manipulación de estos se han generado normativas específicas y lineamientos claros para cualquier persona o empresa que desee hacer usos de estos elementos, el documento que reúne estos parámetros se conoce como Sistema Globalmente Armonizado (SGA), documento que reúne todas las indicaciones de cuidado, identificación, prevención y correcta manipulación de químicos, que para este caso específico serán los herbicidas. La implementación de SGA en una empresa como Surco a Surco S.A.S, la cual centra su actividad económica en la aplicación de herbicidas en cultivos de caña de azúcar en el Valle del Cauca, requiere un acompañamiento para su correcta implementación y desarrollo adecuado en la transición de implementación del SGA, capacitar adecuadamente a empleador y colaboradores además de interiorizar el sistema con el fin de dar el cumplimiento normativo para el tipo de labor realizada. El presente documento aborda el proceso de implementación del SGA, el acompañamiento al empleador en la verificación de las normativas más recientes, la capacitación del personal en elementos de protección personal, apropiación de los lineamientos de adecuado manejo y manipulación de químicos y la presentación de beneficios tanto para empleador como empleados de un adecuado manejo de agroquímicos.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Hidrogéis absorventes são classificados como estruturas tridimensionais constituídas por polímeros reticulados que têm capacidade de absorver e liberar, controladamente, grandes quantidades de água, nutrientes e substâncias iônicas, sem dissolver-se. Polímeros biodegradáveis de quitosana e derivados vem sendo estudados como potenciais otimizadores de drenagem e disponibilidade de água no solo. Nesse trabalho, sintetizou-se a carboximetilquitosana (CMQ) e posteriormente preparou-se hidrogéis à base de quitosana e CMQ com reticulantes do tipo diisocianato em 6 proporções mássicas. A CMQ foi caracterizada através de espectroscopia na região do infravermelho, análise elementar, difração de raios X, termogravimetria e potencial zeta e o produto obtido é menos cristalino e mais hidrofílico que a quitosana. Os hidrogéis obtidos a partir de quitosana e CMQ foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho, análise térmica, microscopia eletrônica de varredura e submetidos a ensaios de inchamento em diferentes pHs e de absorção de fertilizantes do tipo NPK. Os resultados confirmaram o entrecruzamento das cadeias poliméricas através da identificação da formação de grupos ureia nos espectros de FTIR e mostraram a diferença de suas estruturas antes e após o inchamento. Os hidrogéis de quitosana não apresentaram absorção de água tão significativa quanto os hidrogéis de CMQ. As amostras CMQ02 e CMQ05 tiveram capacidade de absorção de água da ordem de 60g.g-1. Os ensaios de absorção de NPK mostraram que a amostra CMQ05 foi capaz de absorver aproximadamente 200mg de fertilizante por g de hidrogel. Os resultados obtidos sugerem que os hidrogéis preparados são promissores, devido a sua potencial biodegradabilidade e pelo fato de terem sido preparados através de metodologias simples e rápidas e utilizando água como solvente de reação. Absorbent hydrogels are classified as three-dimensional structures made up of polymers that are capable of absorbing and releasing, in a controlled manner, large amounts of water, nutrients and ionic substances, without dissolving, when subjected to a crosslinking process. Biodegradable polymers of chitosan and derivatives have been studied as potential optimizers for drainage and water availability in the soil. In this work, carboxymethyl chitosan (CMC) was synthesized and subsequently chitosan and CMCbased hydrogels were prepared with diisocyanate crosslinkers in 6 mass proportions. CMC was characterized by spectroscopy in the infrared region, elemental analysis, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis and zeta potential and the obtained product is less crystalline and more hydrophilic than chitosan. The hydrogels were characterized by spectroscopy in the infrared region, thermal analysis, scanning electron microscopy and subjected to swelling tests at different pHs and absorption of NPK fertilizers. The results confirmed the crosslinking of the polymer chains by identifying the formation of urea groups in the FTIR spectra and showed the difference in their structures before and after swelling. Chitosan hydrogels did not show significant water absorption, while CMC02 and CMC05 samples had a water absorption capacity of 60 g.g-1 . The NPK absorption tests showed that the CMC05 sample was able to absorb approximately 200mg of fertilizer per gram of hydrogel. The study presented is a good start for the development of hydrogels with potential biodegradability prepared through simple and fast methodologies and using water as a reaction solvent

Se estudia en cultivos de patata remolacha girasol y haba en condiciones de campo: a) el contenido y evolución de los nutrientes n p k ca mg y n-nv3 que se encuentran bajo formas extraibles en limbo y peciolo; b) los valores de los índices de los equilibrios fisiológicos n-10p-k y k-ca-mg obtenidos a partir de la fracción extraible y su evolución a lo largo del ciclo de cultivo; c) evolucion del índice vegetativo; d) relación entre los datos del extracto y los del tejido total considerando la posibilidad de diagnóstico basado en los valores de los índices de los equilibrios fisiológicos obtenidos para el extracto; e) relacion entre los datos de uno y otro tejido; f) el estado nutritivo de los cultivos citados en la zona estudiada. Para cultivos de patata los índices de los equilibrios fisiologicos en hoja y peciolo y sus extractos respectivos permiten un diaquístico precoz. En la zona estudiada (Vega de Granada) existen desequilibrios nutritivos n-k; k-ca y k-mg para cultivos de patata y remolacha que se atribuyen a las elevadas dosis de abono nitrogenado empleadas por los agricultores lo que conlleva a elevados niveles de k dado el sihergismo no3-k, Universidad Granada, Facultad de Ciencias. Leída el07-06-1982

La producció d’oli d’oliva a la Mediterrània s’ha donat des de l’antiguitat. El cultiu d’olivera per a obtenir-ne oli és un conreu de secà, molt estès, però molt poc mecanitzat fins fa pocs anys. Darrerament s’han introduït millores tant a nivell de maquinària com de tècniques agrícoles com el reg i la fertilització amb l’objectiu de millorar les produccions i mitigar el fenomen de l’alternança productiva. Per a produir oli existeixen diferents mètodes: antigament es feia per premsat de les olives mentre que actualment és més acostumat l’ús de batedores i centrifugadores. Segons diferents paràmetres químics i organolèptics, els olis es classifiquen en categories de qualitat establerts per reglaments europeus. Al nostre país és molt habitual l’existència de petites explotacions familiars que produeixen oli. En aquest treball hem fet un anàlisi d’una d’aquestes explotacions, i hem pogut observar que es produeixen olis de molta qualitat (categoria Verge Extra) i amb característiques molt semblants als que es poden trobar a comerços i botigues. Cal remarcar, però, que encara s’hi poden introduir moltes millores tant agrícoles com tècniques per tal d’assolir un major rendiment de les explotacions. El principal obstacle a la mecanització és l’elevada despesa que suposa la posada en marxa d’instal·lacions per a l’autoproducció d’oli.

Programa de Pós-Graduação em Educação. Departamento de Educação, Instituto de Ciências Humanas e Sociais, Universidade Federal de Ouro Preto. Este trabalho apresenta como objetivo central investigar as aprendizagens dos estudantes nas dimensões conceitual, procedimental e atitudinal ao serem envolvidos na discussão da Questão Sociocientífica (QSC) sobre o uso dos agroquímicos como uma alternativa para controlar a transmissão de doenças pelo mosquito Aedes aegypti em uma Sequência Didática (SD) fundamentada na modelagem analógica. Nesse contexto, as QSC são assumidas como problemáticas sociais controversas que possuem ligações científicas ou processuais com a ciência, mas cuja solução não pode ser inteiramente determinada por considerações científicas. A modelagem analógica é entendida como o processo de elaboração, crítica e refino de modelos e analogias, os quais desempenham neste processo o papel de ferramentas de pensamento e linguagem e que, por isso, podem justificar a promoção de aprendizagens nas dimensões conceitual, procedimental e atitudinal necessárias para a formação de cidadãos engajados e capazes de dialogar criticamente. A pesquisa foi realizada com estudantes do terceiro ano do Ensino Médio de uma Escola Estadual, situada no munícipio de Itabirito, Minas Gerais. Um grupo de quatro estudantes foi selecionado como nossa amostra em virtude, principalmente, de sua participação efetiva durante as aulas que realizamos a pesquisa. As aulas da SD foram registradas em áudio e em vídeo. Também foram realizadas anotações de campo e uma entrevista com os estudantes pesquisados. Para a análise de dados, transcrevemos toda a discussão ocorrida durante a SD e elaboramos um estudo de caso, a partir de uma análise detalhada dos episódios de ensino, ou seja, dos momentos extraídos das aulas, em que evidenciávamos aprendizagens dos estudantes nas três dimensões. Em seguida, sintetizamos essas aprendizagens e as associamos às etapas da modelagem analógica e aos outros fatores que reconhecemos como importantes para a sua promoção. A partir da análise de nossos dados, conseguimos identificar alguns pontos importantes em nosso estudo, dentre eles o fato da modelagem analógica fornecer oportunidades para que os estudantes desenvolvessem diferentes aprendizagens conceituais e procedimentais. A pouca expressividade das aprendizagens atitudinais refletida em uma baixa criticidade em relação à tomada de decisão dos estudantes, nos alerta sobre a necessidade de auxiliar os estudantes a refletir sobre evidências e valores. Como implicação desses resultados, algumas modificações importantes foram propostas para a SD e um possível e futuro desenvolvimento da mesma em novos contextos de ensino foi vislumbrado. This work presents as a central objective to investigate the students' learning in the conceptual, procedural and attitudinal dimensions when being involved in the discussion of the Socio-scientific Issues (SSI) on the use of agrochemicals in the control of the Aedes aegypti mosquito in a Didactic Sequence (DS) based on analogical modeling. In this context, SSI are assumed to be controversial social problems that have scientific or procedural links to science, but whose solution cannot be determined entirely by scientific considerations. Analogical modeling is understood as the process of elaboration, critique and refining of models and analogies, which play in this process the role of thought and language tools and which, for this reason, can justify the promotion of learning in the conceptual, procedural and attitudinal dimensions necessary for the formation of citizens engaged and able to dialogue critically. The research was carried out with students of the third year of the High School of a public school, located in the municipality of Itabirito, Minas Gerais. A group of four students was selected as our sample mainly because of their effective participation during the classes we conducted the research. DS classes were recorded in audio and video. Field notes and an interview with the students were also carried out. For the analysis of data, we transcribed all the discussion that occurred during DS and we elaborated a case study, from a detailed analysis of the teaching episodes, that is, of the moments extracted from the classes, in which we evidenced the students' learning in the three dimensions. Next, we synthesize these learning and associate them with the steps of analogical modelling and the other factors that we recognize as important for their promotion. From the analysis of our data, we were able to identify some important points in our study, among them the fact that analogical modelling provides opportunities for students to develop different conceptual and procedural learning. The low expressiveness of attitudinal learning reflected in a low criticality in relation to student decision-making, alerts us to the need to help students reflect on evidence and values. As implication of these results, some important modifications were proposed for DS and a possible and future development of the same in new teaching contexts was envisaged.

El cuarzo de la fracción arena fina en suelos de la provincia de Granada es un estudio sobre el mineral cuarzo (SiO2) en un Typic Calcixeroll (Sierra Elvira), un Oxyaquic Humicryept u Oxyaquic Humixerept (Sierra Nevada), un Inceptic Haploxeralf (Sierra Nevada), un Typic Haploxeralf (Llano de la Perdiz) y un Fluventic Haploxeroll (Vega de Granada). Técnicas analíticas como la difracción de Rayos-X (DRX), la microscopía electrónica de barrido (SEM), la espectroscopía de energía dispersiva de Rayos-X (EDX), la microsonda de electrones (EMPA) o la microscopía electrónica de transmisión (TEM), han permitido caracterizar la abundancia, morfología y el estado de alteración de los granos de cuarzo. Las conclusiones obtenidas están relacionadas con asuntos poco o nada estudiados en el ámbito de las Ciencias del Suelo en ambientes de clima meditarráneo y tienen un gran interés en otras disciplinas científicas tales como la Sedimentología, Mineralogía, Geoquímica o Ciencias Ambientales, entre otras. Las principales conclusiones son: 1.- Las proporciones de cuarzo presentan una dependencia edafogenética controlada por los factores formadores, las tipologías de los suelos y la granulometría de los horizontes de suelo. 2.- La variabilidad de morfologías de granos de cuarzo permite diferenciarlos en trece morfotipos y seis submorfotipos con sentido genético. 3.-Los morfotipos y submorfotipos de granos de cuarzo se han diferenciado en tres grandes grupos según grados de alteración superficial y neoformación: A, granos con escasos caracteres de alteración superficial, composición elemental de Si y O y redes cristalinas cercanas a perfectas; B, granos con evidentes señales de alteración superficial, composiciones elementales con presencia de elementos distintos a Si y O y redes cristalinas algo distorsionadas; C, granos neoformados con señales de recristalización, composicion elemental de Si y O y redes cristalinas cercanas a perfectas. 4.- El Sistema Suelo estudiado estadísticamente está definido por cuatro Componentes que explican casi el 70% de la varianza. 5.- Componente 1, factor general de evolución edáfica; Componente 2, específico de edafoevolución mediterránea; Componente 3, textural de los suelos y de las principales propiedades de la fracción arena fina ligera de los mismos; y Componente 4, factor químico de la solución del suelo. Esta Tesis Doctoral ha podido realizarse gracias a la aplicación de técnicas avanzadas que han puesto en evidencia la pluralidad de formas, rasgos superficiales, composición elemental y organización estructural de los granos de cuarzo estudiados y que han permitido dudar del paradigma de la inalterabilidad de este mineral en el medio edáfico. Estudios complementarios con técnicas ya existentes, y con las nuevas que se espera que aparezcan con el avance de la Ciencia, permitirán terminar de conformar este cuerpo científico sobre la génesis del mineral cuarzo en los ambientes edáficos mediterráneos., Tesis Univ. Granada. Departamento de Edafología y Química Agrícola.

Incluye Resumen y Conclusiones generales escritas en inglés y español, Tesis Univ. Granada. Departamento de Edafología y Química Agrícola. Leída el 10 de noviembre de 2010

Tesis Univ. Granada. Departamento de Fisiología Vegetal. Leída el 19 de marzo de 2010

Tesis Univ. Granada. Departamento de Edafología y Química Agrícola. Leída el 19 de enero de 2007

Tesis-Universidad de Murcia., Consulte la tesis en: BCA. GENERAL. ARCHIVO UNIVERSITARIO. T.M.-1530., CRAI CIENCIAS. DEPOSITO. T.D. 297.

Tesis-Universidad de Murcia., Consulte la tesis en: BCA. GENERAL. ARCHIVO UNIVERSITARIO. T.M.-41., CRAI CIENCIAS. DEPOSITO. T.D. 28.

La aplicación de plaguicidas para proteger a los cultivos de plagas y enfermedades es una práctica agrícola habitual. Los plaguicidas han sido los causantes del aumento en la producción de alimentos en las últimas décadas, pero su uso ha producido, en determinados casos, una gran cantidad de efectos adversos que pueden afectar a la salud de las personas que los manejan, al Medio Ambiente y al consumidor. La Agricultura es una de las pocas actividades donde se introducen deliberadamente en el medio ambiente sustancias químicas, y la consecuencia directa de su aplicación es la generación de un residuo. Estos residuos pueden ocasionar graves problemas de contaminación debido a su permanencia y acumulación en el suelo (aumentando su persistencia en las zonas donde ha sido tratado), a su movilidad en el agua, el suelo y el aire (favoreciendo la contaminación de territorios alejados de la zona original de aplicación, entre los que se encuentran cursos de aguas superficiales y subterráneas), a sus productos de degradación (presentando, en ocasiones, una estabilidad y toxicidad mayor que la de los productos de partida), y a la posibilidad de acumulación en los organismos expuestos por su capacidad de biomagnificación (pudiendo provocar trastornos toxicológicos en los seres vivos sobre los que incide). De todos los riesgos asociados al empleo de plaguicidas, el que más preocupación genera es su presencia en el producto final y sus repercusiones en la salud del consumidor. La errónea creencia de que tanto el suelo como el agua tienen la capacidad de diluir y depurar todos nuestros residuos ha provocado un deterioro alarmante en la calidad y disponibilidad de estos recursos fundamentales. Numerosos estudios acreditan la presencia de concentraciones residuales de plaguicidas en suelos y aguas superficiales y subterráneas de todo el planeta, lo que ha generado una gran preocupación social. Debido a esto, en las últimas décadas se ha impulsado el desarrollo de nuevas tecnologías cuyo objetivo es la descontaminación y reutilización de los recursos contaminados por la acción antropogénica. En este contexto, proponemos dos técnicas de remediación, la fotocatálisis heterogénea y la solarización, para la eliminación, o al menos reducción, de los niveles residuales de determinados insecticidas en aguas y suelos, respectivamente. II La fotocatálisis heterogénea es un proceso avanzado de oxidación basado en procedimientos catalíticos y fotoquímicos capaces de producir cambios profundos en la estructura química de los contaminantes. En este proceso, los sólidos semiconductores, que actúan como fotocatalizadores, absorben directa o indirectamente la radiación UV y generan radicales hidroxilo (●OH) en contacto con el agua. Este radical es un potente oxidante, capaz de degradar rápidamente a muchos compuestos orgánicos hasta dióxido de carbono, agua y sales minerales. Por otra parte, la solarización es una técnica de desinfección en la que se expone un suelo, humedecido previamente y cubierto con un plástico transparente, a la luz solar durante los meses de más altas radiaciones. Durante este proceso la temperatura del suelo alcanza niveles letales para muchos hongos, bacterias, nematodos y semillas de malezas; además de provocar complejas modificaciones en las propiedades químicas, físicas y biológicas del suelo. Aunque originalmente fue concebida como una técnica alternativa a la desinfección del suelo con bromuro de metilo, recientes trabajos sugieren que esta técnica afecta a la persistencia de los plaguicidas en el suelo, pudiendo ser empleada para su descontaminación. Por ello, en este trabajo se ha estudiado la eliminación de residuos de ocho insecticidas (acetamiprid, imidacloprid, tiametoxam, espirodiclofen, espiromesifen, espirotetramat, clorantraniliprol y fluben-diamida) en aguas y suelos contaminados, mediante dos técnicas de remediación (fotocatálisis heterogénea y solarización). Para la degradación de estos compuestos en aguas se optimizó y evaluó el proceso de fotocatálisis heterogénea, utilizando diferentes sistemas de reacción basados en las combinaciones entre cuatro catalizadores (TiO2, ZnO, ZnTiO3 y Zn2TiO4) y un agente oxidante (Na2S2O8). En el caso de la remediación de suelos se valoró el efecto de la solarización sobre la persistencia y degradación de estos contaminantes. Los resultados obtenidos en los experimentos de fotocatálisis muestran que el sistema ZnO/Na2S2O8 es el más efectivo a la hora de eliminar los contaminantes estudiados, alcanzándose la mineralización completa de acetamiprid, imidacloprid, tiametoxam, espiromesifen y espirotetramat tras 5, 2, 5, 60 y 5 min, respectivamente, y reduciendo la cantidad de clorantraniliprol, espirodiclofen y flubendiamida a valores inferiores al 0,3, 0,5 y 5 %, respectivamente, de la concentración inicial tras 120 min de irradiación con luz artificial. En cuanto al estudio de la eficacia de la técnica de solarización, los resultados obtenidos muestran una mayor degradación en los suelos sometidos al tratamiento de desinfección frente a los suelos a los que no se les realizó ningún tratamiento. Este incremento en la disipación de los insecticidas puede deberse al aumento de la temperatura del suelo, provocada por el uso de la cobertura de plástico, ya que está directamente relacionada con el aumento de la actividad microbiana, además de favorecer procesos que afectan a la degradación, como son la desorción y la acción de sustancias catalíticas.La aplicación de plaguicidas para proteger a los cultivos de plagas y enfermedades es una práctica agrícola habitual. Los plaguicidas han sido los causantes del aumento en la producción de alimentos en las últimas décadas, pero su uso ha producido, en determinados casos, una gran cantidad de efectos adversos que pueden afectar a la salud de las personas que los manejan, al Medio Ambiente y al consumidor. La Agricultura es una de las pocas actividades donde se introducen deliberadamente en el medio ambiente sustancias químicas, y la consecuencia directa de su aplicación es la generación de un residuo. Estos residuos pueden ocasionar graves problemas de contaminación debido a su permanencia y acumulación en el suelo (aumentando su persistencia en las zonas donde ha sido tratado), a su movilidad en el agua, el suelo y el aire (favoreciendo la contaminación de territorios alejados de la zona original de aplicación, entre los que se encuentran cursos de aguas superficiales y subterráneas), a sus productos de degradación (presentando, en ocasiones, una estabilidad y toxicidad mayor que la de los productos de partida), y a la posibilidad de acumulación en los organismos expuestos por su capacidad de biomagnificación (pudiendo provocar trastornos toxicológicos en los seres vivos sobre los que incide). De todos los riesgos asociados al empleo de plaguicidas, el que más preocupación genera es su presencia en el producto final y sus repercusiones en la salud del consumidor. La errónea creencia de que tanto el suelo como el agua tienen la capacidad de diluir y depurar todos nuestros residuos ha provocado un deterioro alarmante en la calidad y disponibilidad de estos recursos fundamentales. Numerosos estudios acreditan la presencia de concentraciones residuales de plaguicidas en suelos y aguas superficiales y subterráneas de todo el planeta, lo que ha generado una gran preocupación social. Debido a esto, en las últimas décadas se ha impulsado el desarrollo de nuevas tecnologías cuyo objetivo es la descontaminación y reutilización de los recursos contaminados por la acción antropogénica. En este contexto, proponemos dos técnicas de remediación, la fotocatálisis heterogénea y la solarización, para la eliminación, o al menos reducción, de los niveles residuales de determinados insecticidas en aguas y suelos, respectivamente. II La fotocatálisis heterogénea es un proceso avanzado de oxidación basado en procedimientos catalíticos y fotoquímicos capaces de producir cambios profundos en la estructura química de los contaminantes. En este proceso, los sólidos semiconductores, que actúan como fotocatalizadores, absorben directa o indirectamente la radiación UV y generan radicales hidroxilo (●OH) en contacto con el agua. Este radical es un potente oxidante, capaz de degradar rápidamente a muchos compuestos orgánicos hasta dióxido de carbono, agua y sales minerales. Por otra parte, la solarización es una técnica de desinfección en la que se expone un suelo, humedecido previamente y cubierto con un plástico transparente, a la luz solar durante los meses de más altas radiaciones. Durante este proceso la temperatura del suelo alcanza niveles letales para muchos hongos, bacterias, nematodos y semillas de malezas; además de provocar complejas modificaciones en las propiedades químicas, físicas y biológicas del suelo. Aunque originalmente fue concebida como una técnica alternativa a la desinfección del suelo con bromuro de metilo, recientes trabajos sugieren que esta técnica afecta a la persistencia de los plaguicidas en el suelo, pudiendo ser empleada para su descontaminación. Por ello, en este trabajo se ha estudiado la eliminación de residuos de ocho insecticidas (acetamiprid, imidacloprid, tiametoxam, espirodiclofen, espiromesifen, espirotetramat, clorantraniliprol y fluben-diamida) en aguas y suelos contaminados, mediante dos técnicas de remediación (fotocatálisis heterogénea y solarización). Para la degradación de estos compuestos en aguas se optimizó y evaluó el proceso de fotocatálisis heterogénea, utilizando diferentes sistemas de reacción basados en las combinaciones entre cuatro catalizadores (TiO2, ZnO, ZnTiO3 y Zn2TiO4) y un agente oxidante (Na2S2O8). En el caso de la remediación de suelos se valoró el efecto de la solarización sobre la persistencia y degradación de estos contaminantes. Los resultados obtenidos en los experimentos de fotocatálisis muestran que el sistema ZnO/Na2S2O8 es el más efectivo a la hora de eliminar los contaminantes estudiados, alcanzándose la mineralización completa de acetamiprid, imidacloprid, tiametoxam, espiromesifen y espirotetramat tras 5, 2, 5, 60 y 5 min, respectivamente, y reduciendo la cantidad de clorantraniliprol, espirodiclofen y flubendiamida a valores inferiores al 0,3, 0,5 y 5 %, respectivamente, de la concentración inicial tras 120 min de irradiación con luz artificial. En cuanto al estudio de la eficacia de la técnica de solarización, los resultados obtenidos muestran una mayor degradación en los suelos sometidos al tratamiento de desinfección frente a los suelos a los que no se les realizó ningún tratamiento. Este incremento en la disipación de los insecticidas puede deberse al aumento de la temperatura del suelo, provocada por el uso de la cobertura de plástico, ya que está directamente relacionada con el aumento de la actividad microbiana, además de favorecer procesos que afectan a la degradación, como son la desorción y la acción de sustancias catalíticas, The application of pesticides to protect crops against pests and diseases is a common agricultural practice. Pesticides have been the cause of the increase in food production in recent decades, but their use have produced in some cases a lot of adverse effects that may affect the health of people who handle them, the environment and the consumer. Agriculture is one of the few activities where chemicals are deliberately introduced in the environment, and the consequence of their application is the generation of residues. These substances can cause serious pollution problems due to their persistence and accumulation in the soil (increasing their persistence in areas where they have been treated), their mobility in water, soil and air (favoring the contamination of remote territories from the original area of application, which include courses of surface and groundwater), their transformation products (presenting sometimes higher stability and toxicity than the starting materials), and the possibility of accumulation in organisms exposed due to their ability to biomagnification (may cause toxicological problems in organisms exposed). Of all the risks associated with the use of pesticides, which generates more concern is their presence in the final product and its impact on consumer health. The misconception that both soil and water are able to dilute and purify all our wastes has provoked an alarming deterioration in the quality and availability of these essential resources. Several studies have shown the presence of residual concentrations of pesticides in soil and surface- and groundwater all over the planet, which has generated a great social concern. As a result, in recent decades it has driven the development of new technologies whose objectives are the detoxification and reclamation of the polluted resources by anthropogenic action. In this context, we propose two remediation techniques, heterogeneous photocatalysis and solarization, for the elimination or at least reduction of the residue levels of certain insecticides in water and soil, respectively. Heterogeneous photocatalysis is an Advanced Oxidation Process (AOPs) based on catalytic and photochemical processes able to produce deep changes in the chemical structure of the IV pollutants. In this process, the semiconductor material, which act as photocatalysts, absorb UV radiation and generate hydroxyl radicals (●OH) when they are in contact with water. This radical is a strong oxidant specie, capable of quickly degrading many organic substances to carbon dioxide, water and mineral salts. On the other hand, solarization is a disinfection technique in which a soil, previously moistened, is covered with clear plastic and exposed to sunlight during the months of higher radiation. During this process the soil temperature reaches lethal levels for many fungi, bacteria, nematodes and weed seeds; besides causing complex changes in the chemical, physical and biological soil properties. Although it was originally conceived as non-chemical alternative to methyl bromide, recent studies suggest that it can affects the persistence of pesticides in the soil. As a consequence, it could be used for decontamination purposes. With this aim, in this work the degradation of eight insecticides (acetamiprid, imidacloprid, thiamethoxam, spirodiclofen, spiromesifen, spirotetramat, chlorantraniliprole and flubendiamide) in water and soils, using two remediation techniques, has been studied. To degrade these compounds in water, the heterogeneous photocatalysis process was optimized by using different combinations between four catalysts (TiO2, ZnO, ZnTiO3 y Zn2TiO4) and one oxidizing agent (Na2S2O8). For soil remediation, the effect of solarization on the persistence and degradation of these pollutants was assessed. The results obtained in photocatalysis experiments show that ZnO/Na2S2O8 system is more effective on the oxidation of pollutants, being acetamiprid, imidacloprid, tiametoxam, spiromesifen and spirotetramat totally degraded under artificial light irradiation after 5, 2, 5, 60 and 5 min, respectively, and decreasing the residual levels of chlorantraniliprole, spirodiclofen and flubendiamide to values below 0.3, 0.5 and 5 %, respectively, after 120 min of illumination. Regarding the study of the effectiveness of solarization, the results obtained show that it enhances dissipation rates compared with the untreated soils, which can be attributed to an increase in soil temperature, caused by the plastic coverage, since it is directly related to processes that can contribute to pesticide biodegradation, mainly as a result of increased microbial activity, desorption and the action of catalytic substances.

Tesis-Universidad de Murcia., Consulte la tesis en: BCA. GENERAL. ARCHIVO UNIVERSITARIO. T.M.-1153., CRAI CIENCIAS. DEPOSITO. T.D. 198.

Tesis-Universidad de Murcia., Consulte la tesis en: BCA. GENERAL. ARCHIVO UNIVERSITARIO. T.M.-1072., CRAI CIENCIAS. DEPOSITO. T.D. 167.

Tesis-Universidad de Murcia., Consulte la tesis en: BCA. GENERAL. ARCHIVO UNIVERSITARIO. D 630.

El compostaje tiene gran interés debido a su potencial para degradar y estabilizar el contenido en materia orgánica (MO) de los residuos, que pueden ser utilizados en agricultura como enmiendas orgánicas. En la actualidad, la aplicación de compost al suelo puede tener un valor añadido como estrategia para reducir la concentración de CO2 atmosférico mediante la estabilización de carbono orgánico en el suelo. Con este fin, son de especial interés los residuos ricos en lignocelulosa, cuyo compostaje dará lugar a un material altamente humificado que minimiza la posterior degradación del carbono a CO2 y favorece la incorporación de la MO del compost al suelo. Esta estrategia es de especial interés en las zonas de clima mediterráneo y semiárido donde los suelos agrícolas sufren además graves problemas degradativos debido a las pérdidas de carbono orgánico. El alperujo, residuo procedente de la extracción del aceite de oliva, tiene un alto contenido en lignocelulosa y compuestos fenólicos, características que favorecen la obtención de compost con un alto grado de madurez y estabilidad y que hacen que tenga una gran resistencia a la degradación. Así, el uso de este residuo como fuente de carbono, tras su compostaje, tiene importantes implicaciones en la inmovilización de carbono orgánico en el suelo. Sin embargo, los beneficios netos del compostaje de residuos orgánicos sobre el secuestro de carbono pueden verse contrarrestados por las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) con efectos potenciales negativos sobre el medio ambiente, tales como son el N2O y el CH4. El objetivo global del presente trabajo es evaluar el impacto ambiental del compostaje de alperujo mediante el estudio de las emisiones de GEI generados durante el proceso y del potencial del compost obtenido para la inmovilización de carbono en suelos enmendados. Los objetivos parciales de la presente memoria han sido: • Determinar el efecto de la composición química de la mezcla inicial de residuos sobre la velocidad de descomposición de la MO (duración del proceso) en el compostaje de alperujo. • Cuantificar la concentración de los gases CO2, CH4 y N2O generados durante el compostaje de alperujo para valorar el efecto de la composición inicial de las pilas y de la fuente de nitrógeno sobre la magnitud de las emisiones. • Evaluar la influencia de la composición y del grado de estabilización de las mezclas de compost en la estabilización de carbono orgánico en suelos enmendados, simulando condiciones ambientales normales. • Cuantificar la cantidad de carbono procedente de las enmiendas de compost de alperujo que puede quedar estabilizado entre las diferentes fracciones de carbono húmico del suelo, bajo condiciones óptimas para la mineralización. Para conseguir estos objetivos, se estudió la evolución de cinco pilas elaboradas a escala industrial empleando distintas proporciones de alperujo, diferentes agentes estructurantes y fuentes de nitrógeno. El sistema de ventilación empleado fue el de pila móvil. Las muestras de los gases CO2, CH4 y N2O se recogieron en la cima de las pilas mediante un sistema de cámara cerrada. Por último se realizaron ensayos con suelos enmendados con las mezclas de compost de alperujo para el estudio de las dinámicas de mineralización y humificación. Los resultados muestran que el uso de compost de alperujo como enmendante orgánico resulta eficaz en la estrategia de estabilizar carbono en el suelo a largo plazo. Hay un beneficio neto al final del proceso dada la resistencia del material a la degradación durante su compostaje y la baja mineralización de carbono tras su aplicación al suelo. A esto se suma el escaso impacto ambiental de su compostaje controlado, evaluado por la baja emisión de CH4 y N2O. Composting is a suitable low-cost strategy for the valorisation of organic wastes as soil amendments. The interest of this technology lies in its potential to degrade and stabilise the organic matter (OM) content of the wastes. At present, the application of compost to the soil could have an added value as a strategy to reduce the atmospheric concentration of CO2 by the stabilisation of organic carbon in the soil. To that end, is of special interest the composting of lignocellulosic wastes due to the quality of the compost obtained: a highly humified material which minimise the subsequent carbon mineralisation and contribute to the stabilisation of waste carbon in soil. This strategy is particularly important in Mediterranean areas, where a large proportion of agricultural lands have been degraded by loss of organic matter and other processes that reduce soil productivity. Two-phase olive mill waste (TPOMW), the main by-product generated by the two-phase centrifugation system, is characterised by a large content of OM, mainly of lignocellulosic nature, and by the presence of polyphenols. These are favourable physicochemical properties to produced a highly humifed compost which can promote long-term stabilisation of waste organic carbon in soil. However, the net benefit of the composting of organic wastes on the carbon sequestration strategy could be counteracted with the emissions of CH4 and N2O generated during composting operations, since these gases have a warming potential higher than CO2. The global purpose of this work is to evaluate the environmental impact of TPOMW composting by studying the emissions of greenhouse gases (GHG) generated during the process and the potential of the obtained compost to sequester carbon in the amended soils. The partial aims have been: • To determine the effect of the initial chemical composition of the composting mixtures on the OM degradation rate (composting time) during TPOMW composting. • To quantify the emissions of CO2, CH4 and N2O during TPOMW composting and to study the relationship between the mechanisms involved in the gas production and the carbon and nitrogen cycles of the composting mixtures. • To evaluate the influence of the chemical composition and the degree of stabilisation of TPOMW composting mixtures on the stabilisation of organic carbon in amended soils under standard conditions. • To quantify the amount of waste carbon stabilised in different soil humic fractions, under optimum conditions for mineralization. To reach these goals, it has been studied the evolution of five composting mixtures prepared from TPOMW and different bulking agents and N sources. Composts were prepared in a pilot-scale plant by windrowing. A static closed chamber technique was used to measure CO2, CH4 and N2O fluxes from the surface of the composting pile. Finally, mineralization and humification dynamics were studied on different agricultural soils amended with TPOMW composting mixtures. Results show the effectiveness of the use of TPOMW compost as organic amendment to promote long-term stabilisation of waste carbon in soil. There is a net benefit at the end of the process due to the low degradation rate of TPOMW during composting and the low mineralization rate in soil. In addition, the environmental impact of a controlled TPOMW composting is scarce due to the low CH4 and N2O surface flux emission observed in the piles.

Tesis-Universidad de Murcia., Consulte la tesis en: BCA. GENERAL. ARCHIVO UNIVERSITARIO. TM 3373., CRAI CIENCIAS. DEPOSITO. T.D. 173.

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.

El alperujo (AL) es uno de los principales residuos agroindustriales que se generan actualmente en España. Su tratamiento mediante compostaje ha demostrado ser suficientemente viable para su revalorización y utilización agrícola, conduciendo a la producción de composts ricos en materia orgánica humificada de clara naturaleza lignocelulósica, que pueden constituir una excelente materia prima para la producción industrial de abonos orgánicos y órgano-minerales de calidad. En el presente trabajo se ha estudiado a escala pre-industrial la viabilidad del compostaje de AL demostrando que con este proceso se pueden llegar a obtener cerca de 20 categorías de abonos y enmiendas orgánicas comerciales tanto en sus formas sólidas como líquidas de acuerdo con la legislación vigente (Real Decreto 824/2005).

La máxima conservación química y funcional del yacón, por el sistema de esterilización orgánica, se logró aplicando una carga de 4 kg/saquillo, 1 minuto de tiempo de proceso y 100 °C temperatura de inyección de vapor saturado. Bajo estas condiciones se obtuvo 2,4 % (b.s.) de proteínas y 52 % (b.s.) de fructooligosacáridos. Respecto a la carga microbiana, se redujo 60,59 % (10 UFC/g), 65,76 % (20 UFC/g) y 0 % (

Programa de Doctorado en Recursos y Tecnologías Agrarias, Agroambientales y Alimentarias Nowadays, optimizing agronomical factors becomes very important to produce crops with both high production and quality. The optimization of several agricultural practices was the main purpose of this PhD dissertation. To reach this aim, the analysis of the volatile composition of different herbs was carried out to investigate the influence of (i) harvest date, (ii) irrigation dose, and (iii) plant density on the commercial yield and plant quality. Four herbs were studied: (i) dill (Anethum graveolens), (ii) parsley (Petroselinum crispum), (iii) coriander (Coriandrum sativum), (iv) and mint (Mentha piperita). Hydrodistllation, using a Deryng apparatus, to extract the herbs essential oils or volatile fractions, while gas chromatography with a mass spectrometry detector (GC-MS) was used to isolate and identify the volatile compounds; finally, the quantification was done by using gas chromatography with a flame ionization detector (GC-FID). Results showed that the predominant compounds of the volatile fractions of the aerial parts of: (i) dill were α-phellandrene, dill ether, and β-phellandrene, (ii) parsley were 1,3,8-p-menthatriene and β-phellandrene, (iii) coriander were E-2-dodecenal, dodecanal, and octane, and (iv) mint were carvone and limonene. All data generated in the current dissertation (e.g. total yield, volatile composition, and descriptive sensory profile) were used to provide a final recommendation about the optimal harvest date, irrigation dose, and plant density for each of the above mentioned aromatic herbs. The commercial production (total yield), composition of the volatile fraction, and sensory quality of dill, parsley, coriander, and mint were significantly affected by harvest date, irrigation dose, and plant density. Data obtained in the current study showed that the optimal harvest date were: for dill the second commercial harvest (approximately the 4th week of February), for parsley the first commercial harvest (approximately the 3rd week of November), for coriander the second commercial harvest (approximately the 1st week of February), and for mint the first commercial harvest (approximately the 2nd week of December). The application of the irrigation dose 2180 m3/ha and the plant density 7.41 plant/m2 led to the highest aromatic and sensory quality of the dill plants; while, to produce dill plants with the highest yield, 1585 m3/ha and 5.56 plant/m2 must be applied. In a similar way, the use of 861 m3/ha and 5.56 plant/m2 led to the highest yield and quality of parsley plants. On the other hand, the effect of a preharvest treatment with malic acid, oxalic acid, and acetylsalicylic acid at 3 concentrations (1, 2, and 3 mM) on phenolic composition and antioxidant capacity of dill, parsley and coriander was also investigated. The results showed the presence of 30 phenolic compounds in dill, parsley, and coriander extracts. The major phenolic compounds found were (i) dill: neochlorogenic acid and quercetin glucuronide, (ii) parsley: apigenin-7- apiosylglucoside (apiin) and isorhamnetin-3-O-hexoside, and (iii) coriander: dimethoxycinnamoyl hexoside and quercetin-3-O-rutinoside. In fact, the preharvest treatment of both dill and parsley with organic acids did not significantly improve the quality of these herbs; however, experimental results proved that coriander shoots treated by a preharvest treatment with these organic acids had a significant enhancement of both the concentration of phenolic compounds and the antioxidant capacity. Actualmente, la optimización de las prácticas agronómicas, es de gran importancia para la obtención de cultivos de elevada producción y calidad. Esta optimización de diversas prácticas culturales, es el principal propósito de esta Tesis Doctoral. Para alcanzar este propósito, se ha realizado el análisis de los compuestos volátiles y la producción con el objetivo de investigar la influencia de la (i) fecha de recolección, (ii) la dosis de riego y (iii) la densidad de plantación sobre la producción calidad de eneldo (Anethum graveolens), perejil (Petroselinum crispum), cilantro (Coriandrum sativum) y menta (Mentha piperita). La hidrodestilación, con el aparato Deryng, se empleó para la extracción de los aceites esenciales o las fracciones volátiles, mientras que, para la separación e identificación de los compuestos volátiles, se empleó la cromatografía de gases con detector de espectrometría de masas; finalmente, la cuantificación se realizó mediante cromatografía de gases con detector de ionización de llama. Los resultados mostraron que los principales compuestos volátiles fueron (i) en eneldo α-felandreno, éter de eneldo y β-felandreno, (ii) en perejil, 1,3,8-p-mentatrieno y β-felandreno, (iii) en cilantro, E-2-dodecenal, dodecanal y octano, y (iv) en menta, carvona y limoneno. Los datos generados en esta Tesis Doctoral (por ejemplo, producción, concentración de compuestos volátiles y análisis sensorial descriptivo), se emplearon para alcanzar la decisión sobre la estimación de la fecha óptima de recolección, dosis de riego y la densidad de plantación. Todos los parámetros estudiados, se vieron afectados por la fecha de recolección, la dosis de riego y la densidad de plantación. Los datos obtenidos, revelaron que la fecha óptima de recolección de eneldo fue en el segundo corte (última semana de febrero), para perejil, en el primer corte (tercera semana de noviembre), para cilantro fue el segundo corte (primera semana de febrero) y para menta, el primer corte (segunda semana de diciembre). La aplicación de una dosis de riego de 2180 m3/ha y densidad de plantación 7.41 plantas/m2, condujo a la obtención de eneldo de elevada calidad aromática y sensorial; mientras que para obtener una elevada producción se requirieron 1585 m3/ha y 5.56 plantas/m2. En lo que respecta al perejil, una dosis de riego de 861 m3/ha y densidad de plantación 5.56 plantas/m2 condujeron a una gran producción y elevada calidad. Además, se investigó el efecto de un tratamiento pre-cosecha con ácido málico, oxálico y acetil salicílico a 3 concentraciones (1, 2, y 3 mM) sobre la concentración de compuestos fenólicos y la capacidad antioxidante de eneldo, perejil y cilantro. Los resultados, indicaron la presencia de 30 compuestos fenólicos, siendo los más importantes en (i) eneldo: ácido neoclorgénico y quercetina glucorónido, (ii) en perejil: 7-apiosilglucósidos de apigenina y isoramnetina-3-O-hexosido, y (iii) en cilantro: quercetina-3-O-rutinósido. De hecho, el tratamiento pre-cosecha de eneldo y perejil, no mejoró de manera significativa la calidad de dichas hierbas aromáticas; mientras que, los resultados, mostraron que el cilantro tratado con estos ácidos orgánicos, tuvo una mejora significativa tanto en la concentración de compuestos fenólicos, como en la capacidad antioxidante.

Araujia sericifera is a native perennial, climbing laticiferous shrub from South America that is currently naturalized in many other countries. Previous data describe promising properties for A. sericifera, but no systematic study of its bioactive compounds and possible medicinal applications has been conducted to date. In the present study, aerial parts of A. sericifera (leaves, stems, and fruits) were explored by combining GC-MS and NMR spectroscopy analysis for both nonpolar (hexane) and polar (methanol) extracts. The hexanic extracts contained high amounts of pentacyclic triterpenes including two new metabolites, 3-tigloyl germanicol (18) and 3-tigloyl lupeol (19). The methanolic extracts revealed the presence of luteolin-7-glucoside (24), trigonelline (22), and conduritol F (23) as the main constituents. A multivariate study of a meaningful number of extracts allowed us to determine the distribution of compounds inside the plant. A cytotoxic evaluation in vitro showed that both leaf and fruit hexanic extracts presented a moderate activity against human breast carcinoma cell lines (MDA-MB-453 and MCF-7) and human colon carcinoma cell line (HCT-116) by the MTS [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium] assay.

This work provides an evaluation of an ultrasound-assisted, combined extraction, centrifugation and ultrafiltration process for the optimal recovery of polyphenols. A purple sweet potato (PSP) extract has been obtained using ultrasonic circulating extraction equipment at a power of 840 W, a frequency of 59 kHz and using water as solvent. Extract ultrafiltration, using polyethersulfone (PES), was carried out for the recovery of polyphenol, protein and anthocyanin. Pre-treatment, via the centrifugation of purple sweet potato extract at 2500 rpm over 6 min, led to better polyphenol recovery, with satisfactory protein removal (reused for future purposes), than PSP extract filtration without centrifugation. Results showed that anthocyanin was efficiently recovered (99%) from permeate. The exponential model fit well with the experimental ultrafiltration data and led to the calculation of the membrane's fouling coefficient. The optimization of centrifugation conditions showed that, at a centrifugation speed of 4000 rpm (1195× g) and duration of 7.74 min, the optimized polyphenol recovery and fouling coefficient were 34.5% and 29.5 m-1, respectively. The removal of proteins in the centrifugation process means that most of the anthocyanin content (90%) remained after filtration. No significant differences in the intensities of the HPLC-DAD-ESI-MS² peaks were found in the samples taken before and after centrifugation for the main anthocyanins; peonidin-3-feruloylsophoroside-5-glucoside, peonidin-3-caffeoyl-p-hydroxybenzoylsophoroside-5-glucoside, and peonidin-3-caffeoyl-feruloyl sophoroside-5-glucoside. This proves that centrifugation is an efficient method for protein removal without anthocyanin loss. This study considers this process an ultrasound-assisted extraction-centrifugation-ultrafiltration for purple sweet potato valorization in "green" technology.

The epicuticular wax (EW) layer is located on the surface of most of plants organs. It provides the cuticle with most of its properties and is the primary barrier against biotic and abiotic stress. Despite the importance of Olea europaea cultivation, few studies have characterized the EW covering leaves and olives, which could be involved in resistance to both infection and environmental conditions. In the present study, wide-ranging screening was carried out using direct-injection electrospray ionisation coupled to high-resolution mass spectrometry to analyse EW in developing olives of nine varieties. The proportions of EW fractions (wax esters (WEs), diacylglycerols, triacylglycerols (TAGs), triterpenic acids and aldehydes) strongly depended on the olive cultivar, and in only a few cases were they influenced by the sampling date. The specific compositions of the major fractions, WEs and TAGs, were strictly related to the cultivar, while the degree of unsaturation and the chain length of the WEs evolved throughout the four weeks prior to the olive colour turning.

El aceite de oliva virgen es un zumo oleoso extraído del fruto por medios exclusivamente físicos. Sus excelentes características sensoriales, indiscutiblemente superiores a cualquier otro aceite y su reconocido valor nutricional lo hacen cada vez más requerido por los mercados internacionales. Sin embargo, el elevado coste de su cosecha y procesamiento lo encarece respecto a los que se cosechan con maquinaria y se extraen con disolventes químicos, no pudiendo competir con ellos en el precio de venta. De aquí que sea evidente, que el factor de mercado prioritario para este producto sea ofrecer el mayor grado de calidad posible. En este trabajo se ha planteado analizar los parámetros de calidad que presentan distintos aceites de oliva vírgenes, extraídos en el laboratorio, para intentar correlacionar las variables más referentes de calidad como la baja acidez, baja oxidación, alta estabilidad o presencia de atributos sensoriales positivos, con el contenido en componentes mayoritarios (composición de ácidos grasos) y minoritarios (antioxidantes naturales, pigmentos fotosintéticos y esteroles), a fin de establecer el grado de dependencia de los primeros con respecto a los segundos. Se ha hecho especial hincapié en la identificación de los compuestos fenólicos que intervengan en mayor medida como antioxidantes naturales, protegiendo a los aceites de su enranciamiento. Se ha evaluado un total de 129 muestras de aceite de diferente procedencia y variedad con el fin de elaborar una ecuación que nos permita identificar con rapidez la calidad de los aceites de olivas estudiados en laboratorio. Para ello se ha desarrollado un análisis estadístico de los componentes principales con el fin de reducir el número de variables y una regresión múltiple que tiene como objetivo analizar un modelo que pretende explicar el comportamiento de una variable. Con el estudio de la regresión lineal múltiple se ha encontrado la ecuación que permite explicar la estabilidad oxidativa de los aceites de oliva estudiados. Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería Agrícola

Objetivo do presente trabalho foi avaliar a produtividade de matéria seca e os efeito de diferentes fontes de nutriente e doses de cama de peru nos atributos químicos do solo na recuperação de pastagem de Urochloa decumbens. O experimento foi conduzido em Mineiros-GO entre outubro/2011 a setembro/2013 em Neossolo Quartzarênico Órtico. Os tratamentos foram os seguintes, com aplicações anuais: T1 = aplicação de 2 Mg ha-1 de calcário calcítico; T2 = adubação de 225 kg ha-1 de NPK (20-0-20) + 75 kg ha-1 de KCl + 300 kg ha-1 de super simples; T3, T4, T5, T6 e T7 aplicações de 0, 3, 6, 9 e 12 Mg ha-1 de cama de peru, respectivamente. O uso de adubação via cama de peru para recuperação de pastagens degradadas com o aumento de sua dose proporciona efeito quadrático na produtividade de massa seca, sendo a dose que maximiza a produção superior a 12 Mg ha-1 ano-1. Já nos atributos químicos do solo, a adubação com 3 Mg ha-1 de cama de peru proporcionou os maiores valores de matéria orgânica, fósforo, cálcio, magnésio e saturação por bases em relação aos solos que receberam ou não adubação química ou apenas calagem. Os manejos de adubação não afetam o pH e potássio do solo. Doses crescentes de cama de peru aumentam os atributos químicos do solo ocupado com Urochloa decumbens degradada. ABSTRACT - The follow project aims to analyze the productivity of dry mater and the effects of different sources of nutrients and litter turkey doses based on chemical soil properties for degraded pasture recuperation of Urochloa decumbens. The experiment was carried out in Mineiros – GO, between october/2011 to september/2013 in Orthic Quartzarenic Neosol. The treatments were, with annual applications: T1 = application of 2 Mg ha -1 of calcitic lime; T2 = Fertilization of 225 Kg ha-1 of NPK (20-0-20) + 75 kg ha-1 of KCl + 300 kg ha-1 of simples super; T3, T4, T5, T6 e T7 applications of 0, 3, 6, 9 and 12 Mg ha-1 of Turkey Litter, respectively. The use of fertilization by turkey bitter for recovery pastures with the increase in dosages shows quadratic effects for the productivity of dry matter, it is a dose that maximizes the higher production to 12 Mg ha-1 year-1. For the chemical soil properties, the fertilization with 3 Mg ha-1 of turkey litter showed highest values of organic matter, phosphorus, calcium, magnesium and base saturation in relation to the soils that had or not chemist fertilization or just liming. The fertilization managements didn’t affect the pH and potassium soil. Growing doses of turkey litter increase the chemical soil properties with degraded Urochloa decumbens.

“El CO2 es el principal gas de efecto invernadero causante del calentamiento global el cual afecta directamente los procesos productivos en la agricultura, creando impactos significativos en su economía y forma de vida. La localidad de San Juan Amecac, Puebla, México, se encuentra clasificada como un sitio de alta marginación por las escasas oportunidades de desarrollo que sus habitantes poseen. Por lo cual el objetivo del presente estudio fue analizar los parámetros morfológicos y texturales de cuatro suelos (SJA1, SJA2, SJA3 y SJA4) a fin de conocer el potencial de sus recursos minerales y proponer posibles aplicaciones como la adsorción de CO2. La caracterización de los suelos se realizó mediante las técnicas de difracción de rayos X (DRX), espectroscopía de energía dispersiva (EDS) y adsorción de N2 a 77 K. Los valores de la superficie específica fueron determinados utilizando el método de Brunauer-Emmett-Teller (BET), el volumen total de poro fue obtenido mediante la regla de Gursvitch y la distribución de tamaño de poros fue estudiada por la aproximación de Barrett-Joyner-Halenda (BJH) y los funcionales de distribución de densidad no localizada (NLDFT). A partir de los resultados obtenidos se procedió a evaluar la adsorción de CO2 mediante el método de cromatografía de gases.”

El suelo desempeña funciones de gran importancia para el sustento de la vida en este planeta pero la desertificación producida en el mismo, en las zonas áridas o semiáridas, repercute notoriamente en una abundante pérdida de materia orgánica, y por tanto de carbono orgánico, la cual afecta negativamente a la calidad y la sostenibilidad del suelo. La recuperación del carbono orgánico del suelo hacia unos valores umbrales suficientes para poder gestionar sus funciones básicas es de vital importancia. Por este motivo, la presente Tesis Doctoral tiene como Objetivo entender el ciclo del carbono en suelos semiáridos y el desarrollo de estrategias para la restauración de estos suelos. Para ello nos hemos centrado particularmente en la capacidad que presenta este tipo de suelo para responder a fuentes de carbono exógenas derivadas de residuos vegetales, el papel que desempeña la comunidad microbiana en la degradación de estas fuentes de carbono, y su relación con los ciclos biogeoquímicos de los elementos importantes (C, N y P), con particular incidencia en el del carbono. Se maneja como Hipótesis general de trabajo de esta Tesis Doctoral el hecho de que las comunidades microbianas de suelos áridos y semiáridos tienen una limitada capacidad para el procesamiento de sustratos carbonados, a consecuencia del escaso contenido en materia orgánica que presentan habitualmente estos suelos. Con el objetivo de obtener una información completa sobre la dinámica del carbono orgánico y las enmiendas orgánicas de origen vegetal en relación con las poblaciones microbianas asociadas a su procesamiento, se abordan experimentos en condiciones controladas de laboratorio y campo. La primera parte de la Tesis (Capítulos 1, 2 y 3) se realizó en condiciones controladas de laboratorio, mediante la utilización de tres moléculas de origen vegetal de distinta complejidad: glucosa, celulosa y lignina; dichas moléculas son parte fundamental de los propios restos vegetales que entran al suelo de forma natural. Estas moléculas se utilizaron en su forma enriquecida en 13C (isótopo estable del carbono) con el objetivo de trazar a alta resolución la dinámica de estas materias orgánicas y las poblaciones microbianas implicadas en su procesamiento. En estos experimentos se aplicaron, entre otras, técnicas basadas en el análisis de la composición isotópica del CO2, fracciones hidrosolubles de C, y de sustancias húmicas, así como la composición isotópica de ácidos grasos (PLFA-SIP). Mediante este conjunto de técnicas se pudo trazar exhaustivamente el ciclo del C, evaluando su persistencia, mineralización y las poblaciones microbianas asociadas con la dinámica de estas moléculas. La segunda parte de la Tesis (Capítulos 4 y 5) se realizó a nivel de campo, lo cual representa un escenario real para el estudio de la restauración de suelos. En el Capítulo 4, se evaluó el efecto a largo plazo de enmiendas orgánicas de origen vegetal (residuos de poda fresco y compostado) y de su dosis (150 y 300 t ha-1) en las propiedades químicas, bioquímicas y microbiológicas de un suelo semiárido. Para ello se emplearon diferentes técnicas para medir los cambios en la actividad microbiana después de la adición de la materia orgánica, así como el análisis de ácidos grasos fosfolípidos y el perfil fisiológico de las comunidades microbianas para estudiar los cambios en la biomasa y estructura de la comunidad. En el Capítulo 5, se estudió el efecto que ejerce la adición enmiendas orgánicas a largo plazo en las enzimas involucradas en el ciclo del carbono bajo condiciones semiáridas, además de su influencia en la biomasa y la estructura de la comunidad microbiana. Además, se pretendió completar el conocimiento del ciclo del carbono en este tipo de suelos mediante el estudio de la diversidad de isoenzimas que presentan la celulasa y β-glucosidasa empleando la zimografía. Los cambios provocados en el tamaño de la biomasa microbiana y la estructura de la comunidad microbiana por la adición de las enmiendas fueron estudiados mediante el análisis de los ácidos grasos fosfolípidos. Haciendo una visión global de esta Tesis Doctoral, podemos concluir que los suelos semiáridos, a pesar de su avanzado estado de degradación y no recibir abundantes entradas de C orgánico, presentan una alta disponibilidad biótica para gestionar materia orgánica de origen vegetal de distinto nivel de complejidad y estabilidad. Se ha observado que sólo una pequeña fracción de la comunidad microbiana es capaz de degradar las formas más complejas de carbono, pero esta fracción microbiana es fundamental para el inicio del ciclo del carbono en suelos semiáridos y, por tanto, para la sostenibilidad de estas áreas. Además, las entradas de materia orgánica al suelo mejoran la calidad de los suelos semiáridos a largo plazo, aumentando el contenido en carbono orgánico en los mismos, favoreciendo el crecimiento de la biomasa microbiana y variando la estructura funcional de la comunidad microbiana, como una adaptación ecológica a la presencia de nuevos metabolitos en el suelo derivados de dichas materias orgánicas. Por otro lado, la adición de moléculas compuestas únicamente por carbono, no sólo ejerce un efecto sobre el ciclo del carbono si no que también influye sobre otros ciclos biogeoquímicos como el del nitrógeno o el fósforo como hemos podido ver por los cambios producidos en la actividad enzimática relacionada con estos elementos. Este hecho implica que estos ciclos no pueden considerarse independientes si no que actúan de forma conjunta para condicionar la calidad y sostenibilidad de un suelo., Soil plays a highly important role in sustaining life on earth but soil desertification, in arid and semiarid areas, negatively impacts on a significant loss of organic matter, and therefore of organic carbon, which negatively affects the quality and sustainability of the soil. In such degraded soils, it is of vital importance to restore levels of soil organic carbon to sufficient thresholds to maintain its basic functions. For this reason, the aim of this Doctoral Dissertation is to understand the carbon cycling of semiarid soils and the development of strategies for soil restoration. To reach this goal we have focused on the following topics in particular: the ability of this type of soil to respond to exogenous sources of carbon derived from plants; the role of the microbial community in the degradation of these carbon sources; and the link between these carbon sources and the biogeochemical cycling of the important elements (C, N and P), with a particular focus on carbon. The general working Hypothesis of this Doctoral Thesis is that the microbial communities in arid and semiarid soils have a limited capacity for processing carbonaceous substrates as a result of the low content of organic matter usually found in these soils. In order to obtain complete information concerning the dynamics of organic carbon and plant-derived organic amendments with respect to the microbial populations associated with processing of this organic matter, we conducted experiments in both controlled laboratory and field conditions. The first part of the thesis (Chapters 1, 2 and 3) was carried out in controlled laboratory conditions using three molecules of varying complexity: glucose, cellulose and lignin. These molecules are an essential part of the natural plant inputs to soil. We used glucose, cellulose and lignin molecules enriched with 13C (a stable isotope of carbon) in order to track the dynamics of these organic materials and the microbial populations involved in their processing in high resolution. In these experiments we applied, among other techniques, those based on the analysis of the isotopic composition of CO2, water-soluble fractions of C and of humic substances and the isotopic composition of fatty acids (PLFA-SIP). These techniques made it possible to thoroughly track the C cycle, evaluating the persistence and mineralisation of C in addition to the microbial populations associated with the dynamics of the added molecules. The second part of the thesis (Chapters 4 and 5) was carried out in the field, which represents a real setting for the study of soil restoration. In Chapter 4, we evaluated the long-term effects of plant-derived organic amendments (fresh and composted pruning waste) and of the applied dose (150 and 300 t ha-1) on the chemical, biochemical and microbiological properties of a semiarid soil. Different techniques were used to measure the changes in microbial activity after the addition of organic matter. Furthermore, phospholipid fatty acid analysis and the microbial community-level physiological profile were used to study changes in the biomass and the structure of the microbial community Finally, in the Chapter 5, we studied the long-term effect of organic amendments on the enzymes involved in the carbon cycle in semiarid conditions. In this chapter, we also evaluated the influence of organic amendments on microbial biomass and community structure. Furthermore, we aimed to complete our knowledge of the carbon cycle in semiarid soils by studying the diversity of isoenzymes exhibiting cellulase and β-glucosidase activity by zymography. Changes caused by the amendments in the biomass and the structure of the microbial community were studied by phospholipid fatty acid analysis . Taking a global picture of this Doctoral Thesis, we have reached the conclusion that semiarid soils, despite their advanced state of degradation and the fact they have not received much organic C input, nevertheless have a high level of biotic availability for handling plant-derived organic matter of different levels of complexity and stability. We observed that only a small fraction of the microbial community is able to degrade the more complex forms of carbon, but this microbial fraction is crucial for starting the carbon cycle in semiarid soils and therefore for the sustainability of semiarid areas. Moreover, adding organic matter to the soil improves the quality of semiarid soils in the long term. Indeed, organic amendments increase the content of organic carbon in such soils at long-term, favour the growth of the microbial biomass and change the functional structure of the microbial community as an ecological adaptation to the presence of new soil metabolites derived from the organic matter added. Furthermore, the addition of molecules composed solely of carbon not only has an effect on the carbon cycle but also influences other biogeochemical cycles such as the nitrogen and phosphorus cycles, which we were able to observe through changes in the enzyme activity related to these elements. This implies that these cycles cannot be considered as independent from one another but that they in fact act together to determine the quality and sustainability of a soil.