Megacity sewage creates socioeconomic dependence related to water availability in nearby areas, especially in countries with hydric stress. The present article studies the past, current, and future water balance progression of realistic scenarios from 2005 to 2050 in the Mezquital Valley, the receptor of Mexico City untreated sewage since 1886, allowing for agriculture irrigation under unsustainable conditions. The Water Evaluation and Planning System (WEAP) was used to estimate water demand and supply, and validation was performed by comparing results with outflow data from the Tula River. Simulated scenarios were (1st) steady-state based on inertial growth rates (2nd) transient scenario concerning the influence of forecasted climate change perturbations in surface water and hydric stress for 2050; and (3rd) the previous scenario appending scheduled actions, such as 36% reduction in imported wastewater and the startup of a massive Wastewater Treatment Plant, allowing for drip and sprinkler irrigation from the year 2030. The main results are as follows: (a) in the period 2005–2017, 59% of the agriculture depended on flood irrigation with megacity sewage; (b) the outcomes of water balance scenarios up to 2050 are presented, with disaggregated sectorial supply of ground and superficial water; (c) drip irrigation would reduce agriculture demands by 42% but still does not guarantee the downflow hydroelectric requirements, aggravated by the lack of wastewater supply from 2030. This research highlights how present policies compromise future Valley demands.

No abstract

Palabras clave: Micronúcleos, atrazina, dicamba, índice mitótico RESUMEN El empleo de plaguicidas ha ido aumentando al paso del tiempo. A pesar de los beneficios aportados por los agroquímicos tanto en la agricultura como en el ámbito doméstico, muchos de ellos pueden representar peligros potenciales para la salud y el ambiente. En la actualidad es manifiesto el interés creciente en la determinación de biomarcadores que permitan la medición y estimación de una exposición activa y/o pasiva a contaminantes ambientales con capacidad tóxica, como los plaguicidas. Este estudio analiza el daño al ADN que causa el herbicida comercial Marvel® a través del ensayo de micronúcleos (MN), en células meristemáticas de la raíz de Vicia faba. Raíces de entre 2-3 cm fueron expuestas durante 4 horas, con 18 y 44 horas de recuperación a diferentes concentraciones de Marvel®, equivalentes a las siguientes combinaciones de atrazina/dicamba: 62.5/31.25; 125/62.5; 250/125; 1000/400; 2000/1000; 3000/1500 y 4000/2000 mg de ingrediente activo/L de agua destilada (mg I.A./L). Las células fueron expuestas a agua destilada, como testigo negativo y a dicromato de potasio 0.05%, como testigo positivo, bajo las mismas condiciones experimentales. Con excepción de la concentración más baja [62.5/31.25 mg I.A./L], todas las concentraciones probadas presentaron un daño significativo (p<0.05). Con respecto al testigo negativo, el daño fue mayor a las 18 horas de recuperación, al paso de 44 horas, el daño se vio disminuido en todas las concentraciones probadas. El índice mitótico (IM) también se modificó, mostrándose una menor división dependiente de la concentración y tiempo de recuperación. Las concentraciones de 2000/1000; 3000/1500 y 4000/2000, mg I.A./L, produjeron un daño mayor que el encontrado en el testigo positivo. Los datos sugieren que el herbicida comercial Marvel® produce daño al ADN y es citotóxico en Vicia faba.

El agua residual municipal contiene grandes cantidades de bacterias coliformes, que pueden ser un riesgo para la salud pública y la contaminación ambiental. El objetivo fue evaluar la remoción de coliformes cotales (CT), Escherichia coli (EC) y demanda química de oxígeno (DQO) del agua residual de un sistema a escala piloto con dos tratamientos: un reactor secuencial por lotes (RSL) de lodos activados y un humedal construido de ujo vertical (HCFV). Las concentraciones promedio de CT, EC y DQO en el e uente fueron 8.03X106, 4.13X106 NMP (100 mL)-1 y 528 mg L-1, respectivamente. Los Porcentajes de remoción (PR) promedio fueron de 99.84 % (4.52 unidades log), 99.92 % (4.92 unidades log) y 92.78 % para CT, EC y DQO, respectivamente. La remoción, obtenida con un tiempo de residencia aproximado de 11 h, cumple con la norma mexicana para reúso con contacto directo. El análisis de correlación mostró que la DQO es independiente de CT y EC. Las mediciones del e uente y concentraciones de CT y EC en la salida del HCFV muestran que entre las variables hay asociación. Las concentraciones de CT y EC del HCFV con respecto al tiempo estuvieron sesgadas a la izquierda, lo que concuerda con el comportamiento observado para medios porosos. Las comunidades pueden utilizar este sistema para reusar el agua residual tratada en el riego agrícola.

Under conditions of high pressure on water resources, it is essential to quantify the water balance. There are tools to perform the water balance, but unfortunately, they are expensive and hardly accessible in developing countries. The objective of this study was to quantify the water balance using a low-cost lysimeter (LCL). Rainfall was measured using rain gauge. Soil water content (and infiltration were measured in the LCL, which was out in the open. The site of study was a place in La Malinche volcano (Mexico). Evaporation was calculated using the water balance equation. In order to evaluate the LCL efficiency, measurements were registered for two years (2015-2016). The distribution of the rainfall data was assessed using Kolmogorov-Smirnov test (K-S). The Mann-Whitney test (M-W) was used to compare rainfall, and infiltration for the two years. HYDRUS-1D software was used to simulate soil water storage () in the LCL. The efficiency of HYDRUS-1D was evaluated with Nash-Sutcliffe test (N-S). The total annual rainfall was 992.1 mm for 2015 and 1025.1 mm for 2016. The K-S test showed that rainfall data had exponential distribution in both years. The M-W test evidenced that rainfall, and infiltration were not significantly different (p>0.05) for the two years. Rainwater infiltration was 6.4% for 2015 and 5.9% for 2016. Most of the rainfall was evaporated, reaching percentages around 94%. N-S test showed that there was a good simulation of the LCL by HYDRUS-1D software. The water balance indicated that currently, La Malinche recharge area is insufficient to compensate the water consumption of Puebla and Tlaxcala. The use of low cost lysimeter would be of great help in expanding basin-scale water balance studies.