El siglo XXI se caracterizará por la intensidad y la extensión de las alteraciones ambientales de origen antropogénico y por los problemas que éstas ocasionarán. Aunque se trata de una disciplina relativamente reciente, las Ciencias Ambientales tienen la enorme encomienda de investigar cómo la humanidad podría transitar hacia una relación más sostenible con la naturaleza. En este ensayo se presentan y discuten los principios y descubrimientos que han ido construyendo esta ciencia desde una perspectiva histórica, de la Antigüedad clásica hasta 1962.

Una alternativa para valorizar los lodos generados por el tratamiento de las aguas residuales es usarlos como mejoradores de suelos. Los lodos pueden contener materia orgánica y minerales que son benéficos para el suelo. Sin embargo, también pueden presentar microorganismos patógenos, metales y compuestos orgánicos tóxicos. Por ello, es importante tratar adecuadamente los lodos para convertirlos en un producto química y biológicamente seguro, los biosólidos. En este estudio, se evaluó la disponibilidad de los elementos más abundantes en un suelo salino-sódico, al cual se le aplicaron diferentes tratamientos que incluían la adición de lodos y biosólidos. Para lo anterior, se aplicó la técnica de fraccionamiento de Tessier. Independientemente del tratamiento, la mayor proporción de Na (95%), K (86%) y Ca (57%) se encontró en la fracción 2 (F2), que corresponde a metales unidos a carbonatos; el Mg (85%) y Pb (59%) en la F1, como metales fácilmente intercambiables; mientras que el 46% del Cr se halló en la F5, como metales unidos a minerales y sólo el 20% en la F1. Los resultados anteriores indican que Mg y Pb son los metales más disponibles y que mayor riesgo representan, el primero por su concentración y el Pb por su toxicidad. Los metales Na, K, Ca y Cr (en F1) podrían estar disponibles si disminuyera el pH del suelo. Esto sería recomendable sólo si además de acidificarlo, se lava el suelo para eliminar el exceso de Na y parte del Cr.

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Hidalgo es reconocido por su actividad minera. La extracción de minerales de interés económico genera residuos llamados jales; estos se depositan a la intemperie y son una fuente de contaminación para la atmósfera, suelo y agua. La fitorremediación consiste en usar plantas capaces de inmovilizar, acumular, volatilizar o asimilar metales pesados producidos por la minería. La asociación de ciertas bacterias a raíces de plantas contribuye a dichos procesos. En esta investigación se aislaron y caracterizaron grupos bacterianos de jales y raíces de plantas que crecen sobre ellos. Se tomaron muestras de jales y de rizosfera de algunas plantas del depósito de Dos Carlos en Mineral de la Reforma y de una presa de jales en operación en Zimapán. Se realizaron diluciones decimales seriadas para cuantificar unidades formadoras de colonias. Se seleccionaron un total de veinte colonias de ambos sitios de muestreo para conocer su forma, borde, elevación, textura y color y se resembraron para conformar un cepario. Se tiñeron por la técnica de Gram y se obtuvieron micrografías. También se caracterizaron bioquímicamente por IMVIC, reducción de nitratos; hidrólisis de caseína, almidón y gelatina; sulfuro y catalasa. Los resultados muestran una variedad de grupos bacterianos respecto a la morfología colonial y pruebas bioquímicas. Algunas cepas sugieren la presencia de actinobacterias debido a su forma filamentosa.

Los residuos de nopal representan una fuente abundante de biomasa que puede ser utilizada en la producción de biocombustibles y biofertilizantes. En este trabajo se presentan los criterios de diseño y el diseño conceptual de una planta de digestión anaerobia que emplea residuos de nopal para generar 1 MWh/año con una eficiencia mayor al 70% en la producción de biogás. El dimensionamiento de la planta se realizó con el programa Biodigestor-Pro versión 3.5 (Grupo AquaLimpia Constructores, Alemania) (Moncayo, 2013). Los criterios de diseño para el desarrollo del diseño conceptual fueron: características del sitio, características de la biomasa a tratar, tipo y configuración del tratamiento, cantidad y calidad del biogás producido, entre otros. Con base en estos criterios, se realizó el dimensionamiento de los principales componentes que conforman el proceso anaerobio: área de recepción y pretratamiento de la biomasa como el tanque de alimentación, biodigestor, tanque de descarga, lecho de secado, entre otros. Con este programa fue posible dimensionar y diseñar un sistema a escala real para producir biogás a partir de nopal con una eficiencia teórica en el proceso del 78.26% y un contenido de CH4 en el biogás de 75.92% a una temperatura de operación de 35°C.