CALIDA DEL AGUA EN SAN LUIS POTOSI R. Martínez-Villalpandoa, E. Peetersb a Division de Ingenieria Ambiental y Recursos Naturales. IPICyT, Camino a la presa San José 2055, San Luis Potosi, S.L.P. rmartí[email protected] b. Aquatic Ecology and Water Quality Management. Wageningen University. PO Box 8080 6700 DD Wageningen, Holanda. [email protected] RESUMEN La Ciudad de San Luís Potosí presenta problemas de escasez y calidad del agua potable, por lo que en este estudio se realizó un muestreo aleatorio del agua potable, tanto en las fuentes de abastecimiento (pozos y presas), como en el lugar de consumo (casa-habitación). Se analizaron los parámetros básicos y al llevar a cabo los análisis estadísticos (ANOVA), se encontraron diferencias significativas; mientras que, con el análisis factorial, se pudo determinar la presencia de dos diferentes grupos, que al ubicarlos en un mapa de localización de la Ciudad de San Luis Potosí, se observó una variación horizontal en la calidad del agua. La ciudad se divide por una línea imaginaria en dos partes, la suroeste que presenta una calidad deficiente del agua y la noreste que presenta una calidad muy aceptable del agua potable, atribuyendo esta diferencia a las condiciones geológicas del área, especialmente a un alto estructural con alto contenido de arcillas, las cuales funcionan como un filtro natural de flúor. INTRODUCCION El conocimiento de los recursos naturales actúa como agente de auxilio para tener un mejor uso de ellos. El uso y distribución del agua como potable, aún cuando no cumple con los requerimientos necesarios para el consumo humano, puede traer graves consecuencias. La única forma de conocer sus características y cambios a través del tiempo y espacio, es por medio de un monitoreo del agua en las fuentes de abastecimiento, así como en el lugar de consumo. ANTECEDENTES Durante las últimas décadas, los principales acuíferos del país han empezado a mostrar síntomas de contaminación en zonas urbanas, industriales y agrícolas. (CNA, 1995). Debido a esta situación, desde 1987, la Comisión Nacional del Agua ha realizado estudios del acuífero de San Luís Potosí, enfocándose principalmente en la dimensión, constitución y grado de contaminación. En 1993 se identifico un área de contaminación en la zona industrial de San Luis Potosí. Más tarde, en el año de 1997, otro estudio reveló que la contaminación se había esparcido a pequeñas comunidades aledañas a esta zona. OBJETIVOS El objetivo de esta investigación es constatar la calidad del agua distribuida como potable en la ciudad de San Luis Potosí, y determinar cómo cambian sus características desde las fuentes de abastecimiento hasta el lugar de consumo. DESCRIPCIÓN DEL AREA El estado de San Luís Potosí, se encuentra situado en la parte noreste de México. La capital, San Luís Potosí, esta localizada a 22°09’10’’ latitud norte y 100°58’ de longitud oeste, con 1877 msnm. Para definir el marco geológico y de acuerdo a sus estructuras, el área pude ser dividida en dos zonas a partir del área central; la primera, está situada en la parte noreste y constituida por pequeños lomeríos formados por sedimentos cretácicos marino-lacustre, con una orientación preferencial NW-SE; la segunda, situada en la parte sureste y constituida por rocas ígneas terciarias con dirección preferencial N15W (Labarthe 1978). La parte central del valle, está formada principalmente por material aluvial o marino, cubriendo discordantemente a rocas volcánicas del terciario. El área de estudio fue afectada por la actividad tectónica presente durante el cretácico superior (Aguillón 1994). METODOLOGIA. La Ciudad se abastece principalmente de agua subterránea (pozos), aproximadamente en un 90% y el 10 % restante es por medio de agua superficial (presas) (INTERAPAS, 1998); cuenta con 124 pozos, de los cuales se tomaron muestras de 58. Por otro lado, se recolectaron 3 muestras de la presa El Peaje y 3 de la de San José, además de las 50 muestras de casa-habitación, tomadas de forma aleatoria y tratando de cubrir toda la Ciudad. Las variables analizadas son: pH, color, temperatura, conductividad eléctrica, sólidos totales, sólidos suspendidos totales, sólidos disueltos, alcalinidad, dureza, dureza de Calcio, dureza de de magnesio, calcio, magnesio, sodio, bicarbonato, cloruro, sulfato, fluoruro, nitrito, nitrato, fosfatos, demanda química de oxigeno, coliformes fecales. Se clasificó el agua en potable y no potable mediante los estándares internacionales proporcionados por la Organización Mundial de la Salud y los estándares establecidos por las Normas Oficiales Mexicanas. Para el procesamiento de datos, se utilizaron dos métodos estadísticos: análisis de varianza (ANOVA), para tratar de descubrir los efectos de las variables independientes sobre las variables dependientes; esto, probando las diferencias entre las medias de los grupos; y, análisis factorial para identificar las variables sobresalientes que pudieran explicar los patrones de correlación de las variables observadas. RESULTADOS En los resultados arrojados por ANOVA, se observó que la temperatura, pH, sólidos disueltos totales, cloruro, fluoruros, nitratos, nitritos, fosfatos y demanda química de oxigeno, presentan diferencias significativas entre los diversos grupos de agua (pozos, presas y de casa-habitación). Respecto al análisis factorial exclusivo para pozos, se graficaron las regresiones del factor 1 contra 2, pero los resultados no fueron tan claros; en un segundo intento se graficaron los factores 2 contra 3 y posterior a la revisión de todos los diagramas, se distinguieron dos grupos a los cuales se les denominó A y B. (Gráfica 1) A B Gráfica 1. Resultado análisis factorial para pozos, factor 2 vs factor 3. Se realizó ANOVA nuevamente, para determinar si en realidad hay diferencias entre los 2 grupos (A y B) y si es así, que grupo presenta los valores más altos. Los resultados muestran que el grupo B presenta valores más altos para temperatura, conductividad eléctrica, alcalinidad, sodio, magnesio, bicarbonato, flúor y sulfatos, mientras que el grupo A presenta valores más altos para potasio, dureza, sólidos suspendidos totales y pH. Todas estas variables presentan diferencias significativas entre los 2 grupos. Finalmente las muestras y los grupos se correlacionaron a un mapa de la Ciudad, apreciándose un arreglo horizontal, una línea imaginaria con dirección N40W que divide a la ciudad en 2 partes prácticamente iguales. El grupo A se encuentra en la parte noreste y el grupo B en la parte suroeste de la Ciudad.(Ilustración 1) A B Ilustración 1. Localización de muestras obtenidas de pozo y línea imaginaria. Por lo que toca a las muestras de casa-habitación y con el mismo procedimiento factorial antes citado se percató un arreglo, del cual se distinguieron dos grupos, el C y D. (Gráfica 2) C D Gráfica 2. Resultado análisis factorial para casa-habitación, factor 2 vs factor 3. Se efectuó nuevamente ANOVA, y el grupo D presentó valores más altos para temperatura, sólidos totales, sulfato y fluoruro. Todas estas variables presentaron diferencias significativas entre los grupos. Correlacionándose las muestras y grupos al mapa de la Ciudad y se apreció, de nueva ocasión, un arreglo horizontal y la línea imaginaria se repite. El grupo C se ubicó en la parte noreste y el grupo D en la parte suroeste. (Ilustración 2) C D Ilustración 2 Localización de muestras obtenidas de casa-habitación y línea imaginaria. DISCUSIÓN Las actividades humanas propician la presencia de altos niveles en sustancias nocivas para la salud. Sin embargo, muchas de estas sustancias existen en el medio ambiente y sus altas concentraciones son debidas a procesos naturales. El estudio de las características del suelo puede establecer una premisa de las características del agua subterránea. Las rocas ígneas son muy comunes en el valle de San Luis Potosí, y estas rocas se cristalizaron de magmas ricos en flúor. El área ha sido afectada por tectonismo y esto ha provocado que su morfología tenga una forma irregular. El flujo del agua superficial y subterránea esta controlado por una inclinación regional de las estructuras con dirección N-E (C.F.E. 1987). Siguiendo estos hechos, se puede asumir que parte de la lluvia se infiltra en la falda del Cerro de San Miguelito. Esta porción del agua que se ha infiltrado empieza a disolver sustancias y a tener reacciones químicas con las rocas. Debido a que son rocas cristalizadas de magmas ricos en flúor, el agua que se acumule en esta parte tendrá altos niveles de flúor. Esto explicaría el porque la parte S-E de la Ciudad presenta los más altos niveles de flúor. Por otro lado y tomando en cuenta que el flujo del agua tiene una dirección preferencial Norte-Este, el agua que viene de la sierra de San Miguelito, atraviesa la Ciudad con una dirección SW-NE, pero al pasar por la línea imaginaria -la cual divide a los 2 grupos- las condiciones cambian. La línea imaginaria tiene una dirección, aproximadamente de N40-W45, esto coincide con la dirección preferencial de las estructuras tectónicas. En un estudio gravimétrico hecho por la Comisión Federal de Electricidad, se detectó una anomalía justo debajo de la Ciudad (esto fue interpretado como una estructura de un kilómetro de alto). Para que esta estructura alcanzara este nivel, debió de haber existido un sistema de fallas, dentro de las cuales es común la existencia de arcillas debido a la fricción entre los bloques. En 1997 A.V. Savenko señaló que las arcillas son absorbentes naturales del flúor y por ende se pude concluir que esa línea imaginaria es un filtro natural de flúor. CONCLUSIONES El agua proveniente de las fuentes de abastecimiento, presenta diferentes grados de calidad, acorde con los estándares establecidos por las Normas Mexicanas y por la Organización Mundial de la Salud. El agua de las casas-habitación, muestra en general bajos niveles de concentración en todas las variables estudiadas, con excepción de nitrito y fosfato. Los niveles de nitrito y fosfato se incrementan naturalmente debido a los sistemas de distribución, mas no han alcanzado niveles críticos. El agua de las presas en general presenta bajos niveles de concentración de compuestos químicos, empero altos niveles en la presencia de coliformes. En el agua de origen subterráneo, los niveles de flúor exceden los estándares establecidos por las Normas Mexicanas y por la Organización Mundial de la Salud. Estas concentraciones de flúor presentan una variación horizontal debida, según esta investigación, a los sistemas de fallas con presencia de arcillas. En general, el agua, parece estar solamente afectada por procesos naturales y no por actividad humana. BIBLIOGRAFIA Aguillón-Robles, Alfredo, 1994, Geología y Tectónica de un conjunto de domos riolíticos del Oligoceno medio, en el sur del Estado de San Luis Potosí, UNAM, Instituto de Geología, Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, Vol. 11, No. 1. Bartram, J and R. Balance, 1996, Water Quality Monitoring, A Practical Guide to the Design and Implementation of Freshwater Quality Studies and Monitoring Programmes, UNEP and WHO, London, U.K. C.F.E., 1987, Estado Actual de la Exploración y Evaluación geohidrológica en el área de. San Luis Potosí. Departamento de geohidrología, Pacifico Norte. Campos Aranda, J. F., 1992, Procesos del Ciclo Hidrológico, San Luis Potosí, México, UASLP. Chapman Deborah, Water quality assessment, Great Britain, Cambridge University, 1992. CNA, Estudio Geohidrológico del valle de San Luis Potosí y Villa de Reyes, 1987. Delgado Navarro, J.L., 1997, Impacto ambiental en acuíferos de la zona conurbada de San Luis Potosí, y Soledad de G. S. por disposición inadecuada de aguas residuales. UASLP, INTERAPAS, 1998, Registros Internos de sistemas de abastecimiento. San Luis Potosí, S.L.P. Labarthe G. Tristán M, 1978, Cartografía geológica hoja “San Luis Potosí”, Instituto de Geología y Metalurgia, UASLP, Folleto Técnico No. 59 Savenko, A.V. Interaction between clay minerals and fluorine-containing solutions, MAIK Nauta Interperiodica, 1997. Vázquez-Contreras, Adolfo, 1990, Estudio gravimétrico en la parte suroeste de San Luis Potosí, CFE, Departamento de Geofísica, Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, Tomo L, No.1 WHO, 2003, Guidelines for drinking water quality, 3er edition. World Health Organization, Génova.