Evaluación de riesgo por arsénico, en bajas concentraciones, para trabajadores agrícolas de Cartago, Costa Rica

Introduction: Arsenic, an element that can be harmful to human health, is abundant in the environment. It was among the first substances recognized as carcinogenic, and its presence in water is common in Latin America. Its levels in water sources are relevant for decision-making and sanitary control. This study is the first in Latin America with a mathematical model of the risk and burden of disease. Objective: To evaluate the exposure to low levels of arsenic in agricultural workers in a Costa Rican basin with this new technique. Methods: We sampled arsenic in three points along the Purires River, Cartago, between September 2011 and August 2012. We used “censored value” estimates; risk assessment with quadratic exponential models and Monte Carlo simulations to determine the risk of cancer, for agricultural workers, by type and route of exposure during irrigation. Results: Concentrations did not differ by site, but were higher in the dry season. The risk level and burden of disease were not acceptable. Disease burden is a more rigorous indicator than the individual calculation of probability of occurrence. Our estimated risk level is low compared to other studies outside the region, but not comparable to previous work in Latin America, which used a different method. Conclusion: A decade ago, in the Purires basin, arsenic concentrations were higher in the dry season and the risk level and burden of disease were not acceptable.Introducción: El arsénico, elemento que puede ser nocivo para la salud humana, es abundante en el ambiente. Fue una de las primeras sustancias reconocidas como cancerígenas y su presencia en el agua es común en América Latina. Sus niveles en fuentes de agua son relevantes para la toma de decisiones y control sanitario. Este estudio es el primero en América Latina con un modelo matemático de riesgo y carga de enfermedad. Objetivo: Evaluar la exposición a niveles bajos de arsénico en trabajadores agrícolas, de una cuenca costarricense, con esta nueva técnica. Métodos: Muestreamos arsénico en tres puntos a lo largo del río Purires, Cartago, entre septiembre de 2011 y agosto de 2012. Usamos estimaciones de “valor censurado”; evaluación de riesgos con modelos exponenciales cuadráticos y simulaciones de Monte Carlo para determinar el riesgo de cáncer, según tipo y vía de exposición durante el riego, para trabajadores agrícolas. Resultados: Las concentraciones no difirieron por sitio, pero fueron mayores en la época seca. El nivel de riesgo y la carga de enfermedad no fueron aceptables. La carga de enfermedad es un indicador más riguroso que el cálculo individual de probabilidad. Nuestro nivel de riesgo estimado es bajo en comparación con estudios hechos fuera de la región, pero no es comparable con trabajos anteriores en América Latina, basados en un método diferente. Conclusión: Hace una década, en la cuenca Purires, las concentraciones de arsénico eran más altas en la época seca y el nivel de riesgo y la carga de enfermedad no eran aceptables

Índice biológico de lodos como bioindicador en dos sistemas de tratamiento de agua residual hospitalaria en Costa Rica

Introduction: Biological monitoring in activated sludge wastewater treatment systems provides comprehensive results and serves as a complementary tool in operational control decisions. One such tool is the Sludge Biological Index (SBI), which is based on protozoa. However, there is limited data on this topic in Costa Rica. Objective: To evaluate the SBI as a bioindication tool in hospital wastewater. Methods: From February to April 2022, we collected a total of 36 samples from a Conventional Activated Sludge Treatment system and a Membrane Bioreactor (MBR) at a Costa Rican hospital. Results: The removal efficiency of BOD and COD was higher in the MBR; however, in both cases, the efficiency was high (greater than 85%), and this is related to the high SBI values. Nitrogen removal efficiency did not exceed 50% (MBR). No environmental parameter correlated with SBI values, but sludge age affected the SBI value. Conclusion: In both the conventional treatment system and the MBR, the average SBI values indicate good performance and high-quality activated sludgeIntroducción: El monitoreo biológico en los sistemas de tratamiento de aguas residuales por lodos activados ofrece resultados integrales y es una herramienta complementaria en las decisiones de control operacional. Una herramienta para ello es el Índice Biológico de Lodos (IBL), basado en protozoos, pero en Costa Rica hay pocos datos sobre este tema. Objetivo: Evaluar el IBL como herramienta de bioindicación en agua residual hospitalaria. Métodos: De febrero a abril de 2022 tomamos, en un hospital costarricense, un total 36 muestras de un sistema de tratamiento por lodos activados Convencional y de un Biorreactor de Membrana (MBR). Resultados: La eficiencia de remoción del DBO y DQO fue mayor en el MBR, sin embargo, en ambos casos la eficiencia fue alta (mayor al 85%), y esto se relaciona con los altos valores de IBL. La eficiencia de remoción nitrógeno no superó el 50% (MBR). Ningún parámetro ambiental tuvo correlación con los valores de IBL, pero la edad del lodo afectó el valor de IBL. Conclusión: Tanto en el sistema de tratamiento convencional como en el MBR, los valores promedio de IBL demuestran un buen desempeño y una alta calidad de los lodos activados

Hydrochemistry of the surface waters at the Rincon River Basin, Osa Peninsula, Costa Rica

The Rincon River Basin is characterized by steep and rugged topography with outcrops of recent sediments as well as igneous and sedimentary rocks. The area is mostly covered by forest (Tropical Wet Forest) and agricultural land, with some scattered towns. The basin collects water from a total area of 209,8km2. Water samples were taken along the dry, transition and rainy seasons of 2004 and 2005, through six sampling campaigns and 11 selected sites in the study area. The waters are characterized by an average temperature of 26,8°C, and an average dissolved oxygen concentration of 7,7mg O2/L. The average electrical conductivity (EC) was 161,8μS/cm. They are moderately soft with a range of pH values between 6,62 and 8,17 and a maximum change of 0,5pH units. The bicarbonate concentration ranged from 54,3mg HCO3/L up to 160,8mg HCO3/L. They meet the criteria for calcium bicarbonate waters.La cuenca del río Rincón tiene una densidad poblacional de alrededor de 30 habitantes por km2, un área total de 209,8 km2 y el río una longitud de 29 km, posee varios tributarios entre ellos el río Riyito, el río Pavón y una gran cantidad de pequeñas quebradas entre las cuales están Agua buena y Banegas. En ella afloran unidades de roca ígnea y sedimentaria, además de sedimentos recientes. En general, se caracteriza por su topografía abrupta y quebrada. En esta zona se halla un gran número de hábitats tropicales, predominantemente bosque muy húmedo Tropical hasta el bosque muy húmedo-Premontano transición a basal. El objetivo principal planteado para este estudio consistió en conocer la calidad química de las aguas superficiales de la cuenca del río Rincón en la Península de Osa. Para ello se seleccionaron 11 sitios de muestreo distribuidos en el área del estudio y en cada uno de ellos se tomaron seis muestras a lo largo de la época seca, la de transición y la lluviosa del año 2004–2005. Las aguas superficiales de la cuenca del río Rincón se caracterizaron por presentar una temperatura promedio de 26,8°C y una concentración promedio de oxígeno disuelto de 7,7mg O2/L. Las aguas de la cuenca se clasifican como aguas moderadamente suaves. El ámbito de valores de pH medidos en la cuenca estuvo entre 6,62 y 8,17, con una variación promedio de 0,5 unidades. La conductividad promedio en la cuenca fue 161,8μS/cm. El ámbito de concentraciones de bicarbonato fue de 54,3mg HCO3/L a 160,8mg HCO3/L. Según la clasificación de Piper las aguas superficiales de la cuenca del río Rincón son bicarbonatadas cálcicas. La calidad del agua superficial de la cuenca del río Rincón es apta para la preservación y la conservación de la vida acuática.Universidad de Costa Rica/[802-A6-104]/UCR/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro en Investigación en Contaminación Ambiental (CICA)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela Centroamericana de Geologí

Caracterización fisicoquímica e isotópica (18O y 2H) de la región norte del aquífero Tempisque, Costa Rica

Introduction: Groundwater resources supply 70% of drinking water in Costa Rica. Groundwater is in risk of pollution and overexploitation due to the lack of good management practices. There has been an increase in the number of wells registered in the Guanacaste area, particularly in the Tempisque aquifer. Objective: To investigate and generate new physicochemical and isotopic information (18O and 2H) to characterize the water resource of the northern region of the Tempisque aquifer. Methodology: We conducted four groundwater samplings in 12 groundwater wells between May 11 and November 12, 2010. We analyzed water samples to determine stable isotopes using off-axis integrated cavity output spectroscopy and also for physicochemical characterization. Results: We classified groundwater as hard and very hard water. The range of measured pH values was 6.57–7.91. The average conductivity in the study area was 437μS/cm. The range of bicarbonate concentrations was 129-342mg/L HCO3–. The groundwater in the northern region of the Tempisque aquifer is calcium bicarbonate and is characterized by an average temperature of 28.0°C. Conclusions: A decade ago, we found no groundwater contamination by metals neither evidence of saline intrusion. The aquifer recharge areas are at the same heights and some wells are characterized by meteorological recharges.Introducción: El 70% del agua potable en Costa Rica se obtiene de fuentes subterráneas, que están en peligro de contaminación y de sobreexplotación debido a la falta de una adecuada gestión. Se ha dado un aumento en la cantidad de pozos registrados en la zona de Guanacaste, particularmente en el acuífero Tempisque. Objetivo: Investigar y generar nueva información fisicoquímica e isotópica (18O y 2H) para caracterizar el recurso hídrico de la región norte del acuífero Tempisque que se espera sirva como base para determinar el origen de la recarga del acuífero Tempisque. Metodología: Realizamos cuatro muestreos de agua subterránea, en 12 estaciones entre el 11 de mayo y el 12 de noviembre del 2010. Las muestras de agua se analizaron para determinar el contenido de isótopos estables mediante espectroscopia de cámara integrada con salida fuera de eje y además para caracterizarlas fisicoquímicamente. Resultados: Clasificamos las aguas subterráneas como aguas duras y muy duras. El ámbito de valores de pH medidos fue 6.57–7.91. La conductividad promedio en la zona de estudio fue 437μS/cm. El ámbito de concentraciones de bicarbonato fue de 129 –342mg/L HCO3–. Las aguas subterráneas de la región norte del acuífero Tempisque son del tipo bicarbonatadas cálcicas caracterizadas por una temperatura promedio de 28.0°C. Conclusiones: Hace una decada no determinamos contaminación en el agua subterránea por metales y además no encontramos evidencia de instrusión salina. Las zonas de recarga del acuífero están a las mismas alturas y algunos pozos se caracterizan por recargas meteórica

Caracterización fisicoquímica e isotópica (18O y 2H) de la región norte del aquífero Tempisque, Costa Rica

Introduction: Groundwater resources supply 70% of drinking water in Costa Rica. Groundwater is in risk of pollution and overexploitation due to the lack of good management practices. There has been an increase in the number of wells registered in the Guanacaste area, particularly in the Tempisque aquifer. Objective: To investigate and generate new physicochemical and isotopic information (18O and 2H) to characterize the water resource of the northern region of the Tempisque aquifer. Methodology: We conducted four groundwater samplings in 12 groundwater wells between May 11 and November 12, 2010. We analyzed water samples to determine stable isotopes using off-axis integrated cavity output spectroscopy and also for physicochemical characterization. Results: We classified groundwater as hard and very hard water. The range of measured pH values was 6.57–7.91. The average conductivity in the study area was 437μS/cm. The range of bicarbonate concentrations was 129-342mg/L HCO3–. The groundwater in the northern region of the Tempisque aquifer is calcium bicarbonate and is characterized by an average temperature of 28.0°C. Conclusions: A decade ago, we found no groundwater contamination by metals neither evidence of saline intrusion. The aquifer recharge areas are at the same heights and some wells are characterized by meteorological recharges.UCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro en Investigación en Contaminación Ambiental (CICA

The role of chloramine species in NDMA formation

N-nitrosodimethylamine (NDMA), a probable human carcinogen disinfection by-product, has been detected in chloraminated drinking water systems. Understanding its formation over time is important to control NDMA levels in distribution systems. The main objectives of this study were to investigate the role of chloramine species (i.e., monochloramine and dichloramine); and the factors such as pH, sulfate, and natural organic matter (NOM) influencing the formation of NDMA. Five NDMA precursors (i.e., dimethylamine (DMA), trimethylamine (TMA), N,N-dimethylisopropylamine (DMiPA), N,N-dimethylbenzylamine (DMBzA), and ranitidine (RNTD)) were carefully selected based on their chemical structures and exposed to varying ratios of monochloramine and dichloramine. All amine precursors reacted relatively fast to form NDMA and reached their maximum NDMA yields within 24 h in the presence of excess levels of chloramines (both monoe and dichloramine) or excess levels of dichloramine conditions (with limited monochloramine). When the formation of dichloramine was suppressed (i.e., only monochloramine existed in the system) over the 5 day contact time, NDMA formation from DMA, TMA, and DMiPA was drastically reduced (~0%). Under monochloramine abundant conditions, however, DMBzA and RNTD showed 40% and 90% NDMA conversions at the end of 5 day contact time, respectively, with slow formation rates, indicating that while these amine precursors react preferentially with dichloramine to form NDMA, they can also react with monochloramine in the absence of dichloramine. NOM and pH influenced dichloramine levels that affected NDMA yields. NOM had an adverse effect on NDMA formation as it created a competition with NDMA precursors for dichloramine. Sulfate did not increase the NDMA formation from the two selected NDMA precursors. pH played a key role as it influenced both chloramine speciation and protonation state of amine precursors and the highest NDMA formation was observed at the pH range where dichloramine and deprotonated amines coexisted. In selected natural water and wastewater samples, dichloramine led to the formation of more NDMA than monochloramine.National Science Foundation/[CBET 106657]/NSF/Estados UnidosUCR::Vicerrectoría de Investigación::Unidades de Investigación::Ciencias Básicas::Centro en Investigación en Contaminación Ambiental (CICA)UCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Químic