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    Estimación del secuestro de hidrocarburos en suelo: efecto del contenido y características de la materia orgánica

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    When contaminants such as hydrocarbons have contact with soil, one possible environmental fate is sequestration, which consists of “trapping” the hydrocarbon within the soil matrix. Soil organic matter (SOM) is a key soil component which controls the fate of hydrocarbons in soil. However, there are no standardized methods to accurately estimate their sequestration. This study proposes an accessible analytical approach to estimate the capacity of soils to sequester hydrocarbons using the chemical characteristics of humic acids in SOM, saving time and costs by avoiding the extraction and analysis of the hydrocarbons. A natural organic soil was chosen from six natural soils and modified by thermal treatments, obtaining five different samples. Their SOM was fractionated into humic (HA) and fulvic (FA) acids, which were later characterized by UV-Vis and/or FTIR. Soils were contaminated with hydrocarbons (hexadecane [HXD], phenanthrene [PHE], and pyrene [PYR]), and the sequestered concentration of each was then quantified. Among these, soil treated at 350 ºC presented the highest capacity to sequester PHE and PYR (>100 mg· [kg soil]-1 ). The characteristics that significantly improved the sequestration of PHE and PYR were: i) FA of low molecular weight and degree of condensation, and ii) HA with high molecular weight, aromaticity, aliphaticity, polarity and degree of condensation. Based on the HA analysis by UV-Vis and FTIR, two equations are proposed to estimate with > 80% accuracy the sequestration of PHE and PYR in soil with different SOM characteristics.Cuando contaminantes como los hidrocarburos entran en contacto con el suelo, uno de los posibles destinos ambientales es el secuestro, el cual consiste en la retención del hidrocarburo en la matriz del suelo. La materia orgánica (MO) es un componente del suelo determinante para que el secuestro ocurra; sin embargo, no existen métodos estandarizados para estimarlo. Este estudio propone una herramienta analítica accesible para estimar la capacidad de un suelo para secuestrar hidrocarburos con base en las características químicas de los ácidos húmicos de la MO, reduciendo tiempo y costos al evitar la extracción y análisis de hidrocarburos. De un grupo de seis suelos naturales de diferente origen, se eligió un suelo con alto contenido de MO, la cual se modificó térmicamente para obtener cinco suelos con diferente contenido y características químicas en la MO. La MO de cada uno se fraccionó en ácidos húmicos (HA) y fúlvicos (FA), y cada fracción se caracterizó por UV-Vis y/o FTIR. Los suelos se contaminaron artificialmente con hidrocarburos (hexadecano [HXD], fenantreno [PHE] y pireno [PYR]) y se cuantificó el secuestro de cada hidrocarburo. El suelo tratado a 350 °C presentó la mayor capacidad para secuestrar PHE y PYR (>100 mg·[kg suelo]-1 ). Los resultados mostraron que las características que aumentaron el secuestro fueron: i) FA con bajo peso molecular y grado de condensación y ii) HA con alto peso molecular, aromaticidad, alifaticidad, polaridad y grado de condensación. Con base en el análisis de HA por UV-Vis y FTIR, se proponen dos ecuaciones para estimar – con más de 80% de precisión – el secuestro de PHE y PYR en suelos con diferentes características en la MO

    Mosaico geográfico de las comunidades de artrópodos visitadores de las flores de Myrtillocactus geometrizans (Cactaceae) en respuesta a la variabilidad genética, características del ambiente y morfología floral

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    La coexistencia de las especies varía a lo largo de gradientes geográficos y ambientales. En cada sitio las poblaciones se enfrentan a variaciones bióticas relacionadas a la dinámica poblacional, como migración, extinciones locales, fauna local o tipo de vegetación y abióticas como precipitación o perturbación. Estos factores influyen en la distribución y características de las especies que se adaptan localmente como resultado de su estructura y ecología. Las interacciones entre especies eventualmente forman distintos ensamblajes y las adaptaciones en redes locales establecen diferentes configuraciones formando un mosaico geográfico de especies con sus interacciones. Particularmente las interacciones planta-animal desempeñan un papel fundamental en los ecosistemas. Específicamente los artrópodos que visitan las flores están relacionados con la adecuación de la planta. Myrtillocactus geometrizans es una cactácea endémica y de amplia distribución en México, se desarrolla en matorral xerófilo y selva baja caducifolia, presenta un periodo de floración que coincide con el de pocas especies de cactáceas, lo que la hace ser uno de los pocos recursos disponibles para un gran número de artrópodos durante ese periodo. Se ha reportado que M. geometrizans tiene diversas interacciones con artrópodos como, mutualismo, depredación, parasitismo y parasitoidismo. Por lo que M. geometrizans se enfrenta a factores que pueden generar un mosaico geográfico en sus poblaciones. La pregunta de investigación es ¿Cómo la estructura de la comunidad de artrópodos visitantes de las flores de diferentes poblaciones de M. geometrizans forman un mosaico geográfico influenciado por el tipo de vegetación, el nivel de perturbación, la morfología floral y la diversidad genética de las plantas? Se evaluaron cuatro localidades ubicadas en las Reservas de la Biosfera de Tehuacán-Cuicatlán y Barranca de Metztitlán, en selva baja caducifolia y matorral xerófilo. Se estimó la diversidad genética de las plantas con el intrón petB, el índice de disturbio con el procedimiento propuesto por Martorell y Peters, se comparó la morfología floral con la evaluación de 14 variables florales y se caracterizó a la comunidad de artrópodos que llegan a las flores con claves taxonómicas y con la diversidad verdadera. Se encontraron similitudes entre sitios de la misma Reserva de la Biósfera. Los sitios menos perturbados se encontraron en la Reserva de la Biosfera de Tehuacán-Cuicatlán. En esos sitios se registraron los valores más bajos de diversidad genética. Las flores más grandes, pero con menor cantidad en estructuras florales. Los sitios de la Reserva de la Biosfera de Metztitlán fueron casi 100 veces más perturbados que los ubicados en Tehuacán-Cuicatlán. Tuvieron los valores de diversidad genética más altos. Las flores más chicas, pero con mayor cantidad de estructuras florales. Por otro lado, las comunidades de artrópodos no mostraron estos patrones de similitud por Reservas de la Biósfera si no por tipo de vegetación. Los matorrales xerófilos tuvieron las comunidades de artrópodos más diversas. Contrario a lo que se esperaba los sitios más perturbados no presentaron perdida de la diversidad genética o de la diversidad de artrópodos. Además, las flores más grandes no fueron las más atractivas para los artrópodos. El mosaico geográfico de las comunidades de artrópodos que visitan las flores de M. geometrizans estuvo determinado por los valores más altos y bajos de las condiciones estimadas en este estudio. Tuvo una influencia relacionada a la diversidad genética de las poblaciones del garambullo, de la cantidad de estructuras florales y de la perturbación antropogénica local. Palabras clave: Garambullo, visitantes florales, matorral xerófilo, selva baja caducifolia, disturbio antrópico.Species coexistence varies along geographic and environmental gradients. In each site, populations face to biotic variations related to population dynamics, such as migration, local extinctions, local fauna or vegetation type, and abiotic variations such as precipitation or disturbance. These factors influence the distribution and in species characteristics that adapt locally as a result of their structure and ecology, therefore, their diversification is a geographical process. The interactions eventually expand, what started as a pairwise interaction becomes a geographic mosaic of species with punctual interactions, distinct assemblages, and evolution in local networks of different phylogenetic configurations. Particularly plant-animal interactions play a fundamental role in ecosystems. Specifically, the arthropods that visit the flowers are related to the fitness of the plant. Myrtillocactus geometrizans is an endemic cactus with wide distribution in Mexico, it develops in xerophytic scrub and tropical deciduous forest, it has a flowering period that coincides with that of few species of cacti, which makes it one of the few resources available for a large number of arthropods during that period. It has been reported that M. geometrizans has various interactions with arthropods such as mutualism, predation, parasitism and parasitoidism. Therefore, M. geometrizans faces factors that can generate a geographic mosaic in its populations. The research question is how does the community structure of flower-visiting arthropods from different populations of M. geometrizansform a geographic mosaic influenced by the level of disturbance, floral morphology, and plant genetic diversity? Four locations located in the Tehuacán-Cuicatlán and Barranca de Metztitlán Biosphere Reserves, in tropical deciduous forest and xerophytic scrub, were evaluated. The genetic diversity of the plants was estimated with the petB intron, the disturbance index with the procedure proposed by Martorell and Peters, the floral morphology was compared with the evaluation of 14 floral structures and the flowers’ visitors arthropods community was characterised with taxonomic keys and with true diversity. Si milarities were found between sites in the same Biosphere Reserve. The least disturbed sites were in TehuacánCuicatlán Biosphere Reserve. The lowest values of genetic diversity were recorded at those sites. The largest flowers, but with fewer floral structures. Sites in the Metztitlán Biosphere Reserve were nearly 100 times more disturbed than those located in Tehuacán-Cuicatlán. They had the highest genetic diversity values. The smallest flowers, but with a greater number of floral structures. On the other hand, the arthropod communities did not show these patterns of similarity by Biosphere Reserves, but rather by vegetation type. Xerophytic scrubs had the most diverse arthropod communities. Contrary to what was expected, the most disturbed sites did not present loss of genetic diversity or diversity of arthropods. In addition, the largest flowers were not the most attractive to arthropods. The geographic mosaic of the arthropod communities that visit the flowers of M. geometrizans was determined by highest and lowest values of the conditions estimated in this study. It had an influence related to the genetic diversity of the garambullo populations, the number of floral structures and the local anthropogenic. Keywords: Garambullo, arthropod visitors, anthropogenic disturbance, functional groups, tropical deciduous forest, xerophilous scrub

    Una mirada al olvido a través de los recuerdos

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    Crecimiento de P. panamensis en un gradiente espacio-temporal y ambiental en el Pacífico mexicano

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    Los corales hermatípicos o escleractinios son considerados ingenieros ecosistémicos importantes dentro de la fauna marina por formar arrecifes. Se caracterizan por construir esqueletos duros de carbonato de calcio (CaCO3) en forma de aragonita y establecersimbiosis con organismos fotosintéticos. Como resultado de la precipitación continua de cristales de aragonita en sus esqueletos a lo largo del año, se generan patrones de bandas de crecimiento; bandas de alta y baja densidad. Cada par de bandas representan un año de crecimiento. Este patrón de bandeo permite identificar tres variables esclerocronológicas: densidad del esqueleto, tasa de extensión y tasa de calcificación. Los procesos fisiológicos de fotosíntesis y calcificación se ven afectados por variables ambientales que se modifican por procesos que ocurren en un gradiente espacio – temporal y a micro y macro-escala. Estas anomalías, ocasionalmente pueden rebasar el umbral de tolerancia de los corales de manera que impiden que realicen adecuadamente sus procesos fisiológicos lo que, finalmente, tiene un efecto en las características esclerocronológicas. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar cómo el crecimiento coralino de Porites responden a un gradiente espacio-temporal y ambiental en el Pacífico mexicano (PM). Se recolectaron fragmentos de colonias de la especie Porites panamensis en siete sitios a lo largo del PM: Bahía de los Ángeles, Bahía Concepción, Bahía de la Paz, Cabo Pulmo, Isla Isabel, Bahía de Banderas y La Entrega, los cuales experimentan condiciones oceanográficas contrastantes y, por consiguiente, ideales para identificar los forzamientos ambientales que experimentan los corales a escala local y regional. Se distinguieron las bandas de crecimiento de alta y baja densidad y se calcularon las características esclerocronológicas (densidad esqueletal, tasa de extensión y tasa de calcificación) a partir de los perfiles de densidad esquelética mediante el método de densitometría óptica. Se seleccionaron las variables consideradas de mayor influencia en los procesos de calcificación de los corales hermatípicos del Pacífico mexicano: temperatura (TSM), concentración de clorofila (Chla), radiación fotosintéticamente activa (PAR) y coeficiente de atenuación difusa (Kd490). Como resultados, el crecimiento de P. panamensis a nivel regional y local respondió diferencialmente a través del tiempo. A nivel regional la densidad incrementó y la extensión y calcificación disminuyó. Las variaciones regionales en las características esclerocronológicas se relacionaron con la latitud, PAR, longitud, Chla y, en menor medida, el tiempo. A nivel local, en la mayoría de las localidades, se presentó un decremento en la densidad, extensión y calcificación a través del tiempo. Las variaciones en las características esclerocronológicas a nivel local se relacionaron con el tiempo en Bahía de Los Ángeles, Bahía Concepción, La Paz e Isla Isabel; PAR en Bahía de los Ángeles y Kd490 en La Entrega. La densidad a nivel local presentó una distribución gaussiana en función de la temperatura que permitió establecer el umbral de tolerancia térmica en cada localidad. En el PM se distinguieron grupos de localidades que siguen un patrón sincrónico lo cual permite establecer las variables relacionadas a tal sincronía. Palabras clave: P. panamensis, características esclerocronológicas, tiempo, variables geográficas, variables ambientales, límites de tolerancia ambiental, sincronía y asincronía

    Estructuración de hidrogeles autosoportables mediante la complejación de coaservados de goma de mezquite-quitosano

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    En este trabajo se realizó un estudio acerca del fenómeno de autoensamblaje entre la goma de mezquite (GM) y el quitosano (Q), polielectrolitos polisacáridos de carga opuesta, con la finalidad de explorar la factibilidad de formular hidrogeles autosoportables, cuyo uso eventual este dirigido a la liberación controlada y protección de bioactivos. La carga relativa y la relación másica entre los biopolímeros, la concentración total de los biopolímeros y el pH del medio tuvieron una influencia significativa en la formación y rendimiento de los complejos coacervados GM-Q. El mejor rendimiento (68%) de coacervados complejos GM-Q ocurrió para una concentración total de biopolímero del 6%, una relación 6:1 GM:Q, y un pH de 5. La obtención de hidrogeles a partir de los coacervados GM-Q liofilizados, mostraron alta capacidad de retención de agua 8.15 g/g. El hidrogel con máxima capacidad de retención de agua presentó características fluidas. Debido a que estos hidrogeles no eran autosoportables se evaluó el efecto de calentar las soluciones biopoliméricas de partida a 75°C. Las condiciones de máxima interacción entre los biopolímeros resulto en un desplazamiento de relación másica de 4:1 GM:Q y pH 5. El mejor rendimiento (55%) de coacervado complejo ocurrió a una concentración total de los biopolímeros del 4%. Bajo estas condiciones, el hidrogel con máxima capacidad de absorción de agua formado a partir del coacervado complejo liofilizado fue autosoportable, al cual se le determinaron sus propiedades viscoelásticas por pruebas oscilatorias y estructurales a través de su espectro de infrarrojo. Este trabajo demuestra que se pueden obtener geles autosoportables a través de la interacción de GM-Q sometiendo a un tratamiento de calentamiento a las soluciones biopoliméricas de GM-Q, con un menor rendimiento de coacervado complejo

    Pharmacy-adjacent doctor’s office during COVID-19: Crisis and ommisions by the healthcare sector

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    La pandemia por covid-19 evidenció la presencia de los consultorios adyacentes a farmacias (caf) como componente medular del sistema de salud mexicano. El objetivo del artículo es examinar el papel de los caf durante la crisis sanitaria, a partir de conocer las representaciones sociales de su personal médico. Con base en entrevistas semiestructuradas a médicos que trabajan en consultorios de farmacia ubicados en la Ciudad de México, así como en una revisión de fuentes secundarias, se da cuenta de las respuestas para atender la covid-19 y los factores que influyen en la percepción del riesgo de dicho personal. Se concluye que pese a las omisiones del sector salud para incluir tales consultorios en la estrategia oficial, éstos son pieza fundamental en la atención a la enfermedad causada por el coronavirus y que sus médicos han tenido la necesidad de readaptar sus conocimientos y práctica médica a las nuevas condiciones.The covid-19 pandemic revealed the presence of the offices adjacent to private pharmacies (oapp) as a core component of the Mexican health system. The aim of this text is to examine the role of oapp during the health crisis, based on the social portrayal of the oapp’s doctors. Based on semi-structured interviews with physicians from pharmacies located in Mexico City, as well as a review of secondary sources, the article presents the responses to covid-19 and the factors that influence the risk perception of this personnel. It is concluded that despite the omissions of the health sector to include such clinics in the official strategy, these are a fundamental piece in the attention to coronavirus, in which the oapp’s physicians have had the need to adjust their medical knowledge and practice to the new conditions

    Especiación de hidrocarburos en un suelo modificado por un campo eléctrico y su relación con el destino ambiental

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    Los hidrocarburos son contaminantes altamente persistentes con propiedades tóxicas, mutagénicas y carcinogénicas. Por tanto, su eliminación del medio ambiente es imperativa. Los responsables de eliminar la contaminación por hidrocarburos del suelo suelen utilizar tecnologías de biorremediación para este fin; sin embargo, la eficiencia de estas tecnologías se ve obstaculizada por la baja biodisponibilidad de los contaminantes. Otros factores que disminuyen la biodisponibilidad de los hidrocarburos son las interacciones que forman con los componentes del suelo. A la fecha en México, el nivel de contaminación por hidrocarburos en los suelos se determina utilizando concentraciones totales, lo que no considera la biodisponibilidad, sobrestima los riesgos, y lleva a proponer tecnologías de remediación inadecuadas. Este trabajo propone una técnica de extracción secuencial con solventes, similar a las utilizadas para metales en suelos, que permite la extracción de hidrocarburos de acuerdo a sus interacciones con los componentes del suelo. El esquema permite obtener cinco fracciones, cada una con significado ambiental individual: la fracción soluble (considerada como directamente biodisponible), la fracción pseudosoluble (considerada como fácilmente bioaccesible), la fracción desorbible (considerada como poco biodisponible y poco bioaccesible), la fracción extraíble (considerada como no biodisponible y no bioaccesible, pero cuantificable), y la fracción secuestrada (considerada como no biodisponible, no bioaccesible, y no cuantificable). De acuerdo con lo anterior, este trabajo tuvo como objetivo cuantificar las interacciones entre los constituyentes del suelo y los hidrocarburos mediante el uso de un esquema de especiación basado en la extracción secuencial con solventes. Las extracciones y las interacciones se relacionaron con el destino ambiental de los contaminantes.El uso del esquema de especiación permitió identificar las interacciones selectivas entre los componentes del suelo (principalmente materia orgánica) e hidrocarburos que controlan el destino ambiental de estos contaminantes. Para ello, inicialmente se utilizó y caracterizó una muestra de suelo no contaminado; posteriormente, a esta muestra se le añadió una mezcla de hidrocarburos compuesta de hexadecano, fenantreno y pireno. La muestra de suelo contaminado se sometió al procedimiento de especiación, que determinó que los hidrocarburos forman interacciones selectivas con los componentes del suelo. Si bien las interacciones formadas entre el suelo y el hexadecano son fuertes, las interacciones entre los hidrocarburos aromáticos policíclicos y el suelo presentan interacciones más débiles. La eficiencia del esquema de especiación se probó modificando las interacciones suelo-hidrocarburos utilizando un campo eléctrico. El campo eléctrico utilizado para modificar las interacciones suelo-hidrocarburos aumentó significativamente la concentración soluble de los tres contaminantes en 7, 2, y 30 veces, respectivamente. Este incremento se relacionó con modificaciones en las propiedades coloidales de la materia orgánica disuelta; así como con una disminución de la tensión superficial en la interfaz suelo-agua de poro. El campo eléctrico también provocó una disminución en la concentración de pireno pseudosoluble en 1.34 veces, lo que se relacionó con modificaciones en las propiedades coloidales de los ácidos fúlvicos. Finalmente, el campo eléctrico aumentó casi 20 veces la concentración de pireno secuestrado, debido a las propiedades de partición de este hidrocarburo y al alto índice de humificación de la muestra de suelo. Por un lado, un incremento de la concentración de hidrocarburos solubles implica una mejora de la biodisponibilidad; por otro lado, un incremento en la concentración de hidrocarburos secuestrados representa una disminución del riesgo ambiental. El campo eléctrico modificó el destino ambiental de los contaminantes al inducir cambios en el exceso de carga superficial de las partículas sólidas, lo que perturbó las interacciones suelo-hidrocarburos. De esta forma, y comparado con el uso de concentraciones totales como parámetro de toma de decisiones, el esquema de especiación propuesto en este trabajo es una herramienta práctica y sencilla. Su principal ventaja es que permite identificar perturbaciones no detectables e inferir el destino ambiental de los contaminantes orgánicos en los suelos.Hydrocarbons are highly persistent contaminants with toxic, mutagenic, and carcinogenic properties. Therefore, their elimination from the environment is imperative. Those responsible for contamination commonly use bioremediation to eliminate hydrocarbons from soils; nevertheless, the efficiency of this technology gets hindered by the low bioavailability of contaminants. Other factors that lower the bioavailability of hydrocarbons are the interactions they form with soil’s constituents. Up to date in Mexico, the level of contamination by hydrocarbons in soils is evaluated by total concentrations, which does not consider bioavailability, overestimates risks, and leads to the proposition of inadequate remediation technologies. This work proposes a sequential solvent extraction technique, similar to those used for metals in soils, that allows the extraction of hydrocarbons according to their interactions with soil constituents. The scheme obtains five fractions, each with individual environmental significance: the soluble fraction (considered as directly bioavailable), the pseudosoluble fraction (considered as easily bioaccessible), the desorbable fraction (considered as hardly bioavailable and hardly bioaccessible), the extractable fraction (considered as non-bioavailable and non-bioaccessible, but quantifiable), and the sequestered fraction (considered as non-bioavailable, non-bioaccessible and nonquantifiable). According to the latter, this work aimed to quantify the interactions between soil constituents and hydrocarbons by using and speciation scheme based on sequential solvent extraction. These extractions and the interactions were related to the environmental fate of the contaminants. The use of the speciation scheme allowed the identification of the selective interactions between soil constituents (mainly soil organic matter) and hydrocarbons that control the environmental fate of these contaminants. For this, firstly a non-contaminated soil sample was used and characterized; thus this sample was spiked with a mixture of hydrocarbons comprised of hexadecane, phenanthrene, and pyrene. The contaminated soil sample was subjected to the speciation procedure, which allowed to determine that hydrocarbons form selective interactions with soil constituents. While the interactions formed between soil and hexadecane are strong, the interactions between polycyclic aromatic hydrocarbons and soil are weaker. The efficiency of the speciation scheme was tested by inducing modifications of the soil-hydrocarbons interac- tions using an electric field. The electric field used to modify the soil-hydrocarbons interactions significantly increased the soluble concentration for the three contaminants by 7-fold, 2-fold, and 30-fold, respectively. This increment was related to modifications on the colloidal properties of dissolved organic matter; as well as with a decrease in surface tension at the soil-pore water interface. The electric field also caused a decrease in the concentration of pseudosoluble pyrene by 1.34-fold, which was related to modifications in the colloidal properties of fulvic acids. Finally, the electric field increased almost 20-fold the concentration of sequestered pyrene due to the partition properties of this hydrocarbon and the high humification index of the soil sample. On the one hand, an increment of the concentration of soluble hydrocarbons implies an enhancement in bioavailability; on the other hand, an increment of the concentration of sequestered hydrocarbons represents a decrement in environmental risk. The electric field modified the contaminants’ environmental fate by inducing changes on the surface excess charge of solid particles, which perturbed the soil-hydrocarbons interactions. In this manner, and compared to using total concentrations as a decision-making parameter, the speciation scheme proposed in this work is a practical and simple tool. Its main advantage is that it allows identifying nondetectable perturbances and inferring the environmental fate of organic contaminants in soils

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