Contaminación por nitratos en las aguas de las fuentes

artículostécnicos
Contaminación por nitratos en las aguas
de las fuentes naturales de la comarca
de Osona. El régimen pluviométrico
como variable
Fortià Prat licenciado en Farmacia por la Universitat de Barcelona, máster en Ciencia y Tecnología del Agua por la Universitat de Girona,
investigador de la evolución de la contaminación por nitratos de las aguas subterráneas, profesor colaborador UVic-UCC
Julita Oliveras Masramon doctora en Ciencias por la Universitat Politècnica de Catalunya, licenciada en Ciencias Biológicas por la Universitat
Autònoma de Barcelona, profesora titular en la Facultat de Ciències i Tecnologia (UST) de la UVic-UCC
La contaminación por nitratos en las aguas de las fuentes naturales
de la comarca de Osona (Barcelona) tiene su origen en la intensa
actividad agrícola-ganadera, sobre todo de su parte central, la
Plana de Vic, y que tiene como factor coadyuvante el régimen
pluviométrico, que aumenta la lixiviación de nitratos hacia las aguas
subterráneas. El hecho de que parte de la recarga de los acuíferos
esté en zonas libres de nitratos, junto a unas buenas prácticas de
fertilización y optima gestión de los residuos ganaderos, sugiere
que el problema de la contaminación puede tener una rápida
solución para recuperar el agua para el consumo humano.
Palabras clave
Agua subterránea, fuentes naturales, contaminación, nitratos, pluviometría.
2
Nitrate pollution of the waters from the natural
sources of Osona (Barcelona, Spain). The rainfall
pattern as variable
Nitrate pollution in the waters of the natural sources of Osona (Barcelona,
Spain) is caused from the intense agricultural-livestock farming, especially
its central part, the Plain of Vic, and has as contributing factor the rainfall
regime, increased nitrate leaching to groundwater. The fact that part of the
recharge is nitrate-free zones, with good fertilization practices and optimal
management of livestock waste, suggests that the problem of pollution
can have a quick solution to recover water for human consumption.
Keywords
Groundwater, natural sources, pollution, nitrate, rainfall.
nº 15 - Septiembre-Octubre 2015
CONTAMINACIóN POR NITRATOS EN LAS AGUAS DE LAS FUENTES NATURALES DE LA COMARCA DE OSONA.
EL RéGIMEN PLUVIOMéTRICO COMO VARIABLE
1. Introducción: área
de estudio
Figura 1. La comarca de Osona en Cataluña y sus municipios.
La comarca de Osona se encuentra
en el extremo nororiental de la Depresión Central Catalana, entre los
Pirineos y la Sierra Prelitoral. Tiene
una extensión de 1,265 km 2, que
consta de una parte central deprimida y alargada, dirección norte-sur, la
Plana de Vic, consecuencia de la erosión fluvial, rodeada de montañas
y mesetas: por el norte las Sierras
de Bellmunt, Curull y Puigsacalm,
por el este el Collsacabra y les Guilleries, por el sureste el macizo del
Montseny y en el oeste los altiplanos del Moianès y el Lluçanès. Esta
geografía en forma de embudo es lo
que le confiere unas características
especiales que sirven para entender
el proceso de contaminación por nitratos de las aguas subterráneas.
En la comarca de Osona (Figura 1)
hay 51 municipios, tres de ellos pertenecientes a la provincia de Girona
(Espinelves, Vidrà y Viladrau) y el 48
restante en la provincia de Barcelona. Su capital es la ciudad de Vic,
situada en el corazón de la región y
también en el centro de la Plana de
Vic, que ocupa el espacio central de
la región.
2. Antecedentes históricos
En un estudio particular iniciado en
el año 1988 para determinar la composición del agua de los manantiales
de la zona norte de la comarca de
Osona, ya se observó un importante
aumento del contenido de nitratos
en las aguas subterráneas cercanas a las áreas con mayor superficie de cultivos agrícolas. Así, todas
las fuentes del área de Vidranés y
Puigsacalm-Bellmunt, ubicadas en
zona de montaña, bosque y pastizales y altura superior a los 700 m,
tuvieron el valor de nitratos inferior
a 10 mg/L. En cambio, en fuentes
cercanas a los municipios de la Vall
del Ges, concretamente de Sant Pere y Sant Vicenç de Torelló y Torelló,
con más superficie agrícola y menor
altura, la mineralización aumenta y
el valor de nitratos, en muchos casos, ya excedía los 50 mg/L, el límite
máximo permitido por la legislación
vigente (Tabla 1).
Durante los primeros años de la
década de 1990 (1992-1995) se realizaron nuevos análisis en distintas
fuentes de los municipios de la Plana
de Vic y los resultados encontrados
confirmaron que la mayor concentración de nitratos en el agua corres-
pondía a zonas con mayor actividad
agrícola. En la zona este, en la parte
alta del municipio de Santa Maria de
Corcó (670 m), con más hectáreas
de pastos y bosque, el valor de nitratos fue bajo. En el mismo municipio,
pero a menor altura, en Sant Martí
Sescorts (500 m), con más tierras de
cultivo, el valor alcanzado fue de 85
mg/L. Si se baja de altura hacia los
municipios de Manlleu y Masies de
Roda, ya en la Plana de Vic, la concentración de nitratos aumentaba
significativamente con valores superiores a los 200 mg/L, como puede
verse en la Tabla 2.
Al mismo tiempo, se comenzaron a detectar, además, valores de
nitrato superiores a 50 mg/L en los
pozos de abastecimiento de muchos
municipios, como Torelló, Manlleu,
Masies de Roda, Roda de Ter y Sant
Hipòlit de Voltregà, con el peligro
para la salud pública que suponía el
uso de estas aguas, especialmente
Tabla 1. Relación entre el tipo de área, la altura, la conductividad y nitratos (período comprendido entre 1988 y 1992).
Municipio
Tipo
Altura (m)
Conductividad (μS/cm)
Nitratos (mg/L)
Vidrà
Bosque y pastos
980
300 - 400
1-5
Sant Pere de Torelló
Pastos y cultivos
620
500 - 800
2 - 68
Sant Vicenç de Torelló
Cultivos
580
800 - 900
28 - 76
Torelló
Cultivos
550
700 - 1.000
46- 101
www.tecnoaqua.es
3
artículostécnicos
Tabla 2. Relación entre el tipo de área, la altura, la conductividad y nitratos (período de 1992 a 1995).
Municipio
Tipo
Altura (m)
Conductividad (μS/cm)
Nitratos (mg/L)
Pastos y cultivos
690
500 - 1.000
5 - 83
Manlleu
Cultivo
460
1.100 - 1.500
84 - 247
Masies de Roda
Cultivo
460
700 - 1.100
59 - 90 (218/1.997)
Santa Maria de Corcó
en las personas que pueden reducir nitratos a nitritos como los niños
menores de 2 años por el peligro de
metahemoglobinemia o en adultos
con enfermedades gástricas crónicas
por el peligro de la formación de nitrosaminas, potencialmente cancerígenas.
Esto significaba tener que hacer
uso de las aguas superficiales de ríos
y pantanos, con la construcción de
nuevas plantas de tratamiento de
agua potable (ETAP), con el consecuente coste económico que representa para la población y el empeoramiento de la calidad del agua en
origen. Cuando el abastecimiento se
realiza en pozos con agua de buena calidad fisicoquímica, con una
desinfección simple con cloro, se
garantiza agua para el consumo con
un coste reducido. Cuando el abastecimiento del agua es superficial, a
parte del tratamiento requerido para potabilizar, en la mayoría de los
casos el agua es mucho más rica en
materias orgánicas, lo que conlleva
el peligro de la formación de trihalometanos (THM), por la reacción del
cloro usado como desinfectante con
materia orgánica. Estos compuestos
pueden ser perjudiciales para la salud. Por ello, la normativa vigente
para agua potable establece un límite máximo o un valor paramétrico
de THM.
A partir de 1996 y 1997, gracias
a la toma de muestras de los miembros del grupo ecologista Grupo de
Defensa del Ter (GDT) y a trabajos
fin de carrera (TFC) en el campo de
4
la ingeniería agrícola en la Universidad de Vic (UVic), se comenzaron
a hacer análisis de agua de fuentes
más o menos regulares de los municipios de la comarca de Osona y se
trazó un mapa donde se vieron los
municipios más afectados por contaminación por nitratos y correspondían a los del centro de la comarca
o Plana de Vic: Torelló, Manlleu,
La lluvia es un factor
coadyuvante de la
contaminación, que
incide directamente
en la concentración
de nitratos en las aguas
subterráneas
Masies de Roda, Masies de Voltregà,
Gurb, Santa Cecilia de Voltregà, Vic,
Calldetenes y algunos del altiplano
del Lluçanés. En estos municipios la
concentración de nitratos del agua
de las fuentes superaban en muchos
casos los 150 mg/L.
Este hecho comenzó a tener un
serio impacto sanitario, socioeconómico y ambiental, ya que la mala
calidad de las aguas subterráneas
afecta a la vida social de la población
porque se deja de consumir agua de
las fuentes naturales de uso público,
con el consiguiente deterioro, abandono y dejadez, y que constituyen
uno de los elementos de mayor tradición del entorno urbano, con un
incuestionable valor social, histórico
y ambiental. En muchos casos, para asegurar la calidad del agua de
las fuentes, esta ha tenido que ser
sustituida por agua de la red pública
para que cumpla con la normativa
vigente y garantizar la salud de la
población. De esta manera se resolvió el problema de salud pública,
pero se perdió el valor tradicional de
la afición a ir a buscar el agua de los
manantiales, que antes tenían una
composición natural y equilibrada y
suponían un buen recurso.
En 1999, gracias a una beca otorgada por el Colegio de Farmacéuticos de la provincia de Barcelona
(1998/99), se realiza el trabajo 'Calidad del agua subterránea en la comarca de Osona' bajo la orientación
y el asesoramiento de la doctora
Rosa Eritja, miembro de Salud Pública del Colegio de Farmacéuticos de
Barcelona (COFB), y del doctor Miquel Salgot, profesor en la Facultad
de Farmacia y director del grupo de
investigación de Hidrología Sanitaria del Departamento de Edafología
de la Universidad de Barcelona. El
objetivo del estudio fue conocer la
composición y contaminación de
las aguas de las fuentes de los diferentes municipios de la comarca
de Osona, los factores involucrados
y el impacto que podría tener sobre
la salud humana. Se exploró la relación entre la composición del agua
y los diversos factores externos con
probabilidad de contaminar o que
pueden incidir positivamente en la
contaminación.
nº 15 - Septiembre-Octubre 2015
CONTAMINACIóN POR NITRATOS EN LAS AGUAS DE LAS FUENTES NATURALES DE LA COMARCA DE OSONA.
EL RéGIMEN PLUVIOMéTRICO COMO VARIABLE
La agricultura, la ganadería y la
mala gestión de sus aguas residuales son responsables de la contaminación y el régimen pluviomètrico, la
geología y la hidrogeología son factores coadyuvantes. Se concluyó que
las prácticas agrícolas y la excesiva
concentración de las explotaciones
ganaderas aumentan el contenido
de nitratos y la carga microbiológica.
La lluvia causa lixiviación, facilitando
la llegada de contaminantes en las
aguas subterráneas. Por último, la
geología y la hidrogeología demostraron que habían unas áreas específicas y vulnerables en el proceso de
contaminación y que este era más
fácil debido a las particularidades de
la estructura geológica y la circulación del agua.
A partir de entonces y hasta la
actualidad, en colaboración con la
Universitat de Vic (UVic-UCC) y el
GDT, anualmente se recogen muestras de agua de 3 fuentes de cada
uno de los municipios de la comar-
ca de Osona, unas 150 muestras en
total, para determinar la concentración de nitratos y establecer un
seguimiento de la calidad y contaminación de las aguas subterráneas
de la comarca.
Paralelamente a estos hechos, la
legislación, con diferentes directivas
y decretos, ha intentado controlar el
proceso de contaminación por nitratos: directivas y decretos sobre protección de acuíferos contra la contaminación producida por nitratos
utilizados en la agricultura, zonas
vulnerables a esta contaminación,
regulación de explotaciones agropecuarias, gestión de residuos ganaderos, y programas de medidas
agronómicas a cumplir en las zonas
vulnerables.
ya sea por lavados excesivos que aumentan la lixiviación de nutrientes
de las plantas, más allá de la zona de
raíces, o cuando la concentración de
fertilizante en el cultivo es superior al
que la planta necesita y, en sucesivos
episodios pluviométricos,también
lixivian hacia las aguas subterráneas.
Por tanto, una mejor gestión de
los residuos ganaderos y unas buenas prácticas en la fertilización de
cultivos conllevan menos concentración de nitratos en el suelo y, por el
efecto de lavado del agua de lluvia,
una menor entrada de nitratos a los
acuíferos y la disminución de su concentración en el agua de las fuentes,
lo que repercute en beneficio de la
calidad del agua.
3. Hipótesis
La metodología utilizada para determinar los nitratos, después de
tomar la muestra por personal del
laboratorio, particulares y miembros
del Grupo de Defensa del Ter, ha
sido el método oficial de espectrofotometría UV, con patrón control
y autoevaluación externa de resultados en el Programa Inter 2000
del Departamento de Agricultura,
Alimentación y Acción Rural de la
Generalitat de Catalunya. En todos
los ensayos de aptitud participados
se ha obtenido un valor de Z-score
<2, satisfactorio.
De cada municipio se ha obtenido
la mediana anual de los valores de
nitratos del agua de cada fuente natural, determinados el mes de enero
de cada año y desde 2003.
Los datos mensuales de lluvia, por
municipio, en L/m2, se han obtenido
de cada una de las estaciones meteorológicas homologadas por el
Instituto Nacional de Meteorología
(INM) y adheridas a la Xarxa Meteorològica d'Osona, que coordinan los
datos enviados por los responsables
de la estación.
La lluvia es un factor coadyuvante
de la contaminación, que incide directamente en la concentración de
nitratos en las aguas subterráneas,
Tabla 3. Media pluviométrica y media de nitratos en la comarca de Osona
los últimos 12 años.
Año
Pluviometría (L/m2)
Nitratos (mg/L)
2003
879
83,1
2004
781
68,4
2005
664
74,1
2006
601
64,8
2007
513
55,7
2008
927
81,0
2009
762
77,0
2010
901
75,1
2011
952
82,6
2012
558
66,9
2013
811
63,9
2014
934
78,5
www.tecnoaqua.es
4. Material y métodos
5
artículostécnicos
5. Resultados e interpretación
En la Tabla 3 se detalla la mediana
pluviométrica, a partir de 39 municipios de la comarca, y la mediana
anual de la concentración de nitratos
obtenidos de las muestras de agua
de 3 fuentes de cada municipio de
la comarca, entre 140 y 150 muestras anuales totales. Para observar la
coincidencia, se ha unido la media de
nitratos con la pluviometría del año
anterior, para dar cierto tiempo a la
filtración. O sea, para 2003 las precipitaciones son de ese año, pero el
valor de nitratos corresponde a 2004.
En la Figura 2 se observa la correlación entre nitratos y régimen pluviométrico en los últimos 12 años.
Al aumentar las precipitaciones, aumenta el contenido de nitratos en
las aguas, y viceversa. El año 2011
ha sido uno de los de mayor régimen pluviométrico de los últimos 20
años en la comarca de Osona. En
la Tabla 4 se detalla la mediana de
nitratos de cada municipio del año
2012, asociado a su pluviometría de
2011 (faltan algunos municipios por
carecer de datos pluviométricos) y
en la Figura 3, las áreas menos contaminadas en azul y las más contaminadas en rojo.
En la Figura 4 se observa que
los municipios situados en zonas
de montaña (Viladrau, Espinelves y
El Brull en el Montseny, Vidrà en la
zona Bellmunt-Puigsacalm y Rupit
en el Collsacabra) son los que tienen el régimen pluviométrico más
alto y una menor concentración de
nitratos. La lluvia caída en estos municipios, situados en el norte, este y
sureste de la comarca, y en la parte
más alta, es la que recarga los acuíferos del centro de la comarca, junto
con la que cae en la Plana de Vic,
aunque en menor cantidad. Por tanto, el flujo de recarga es hacia el eje
del río Ter y centro de la comarca:
dirección NE-SO, E-O y SE-NO.
6
Figura 2. Relación pluviometría-nitratos en la comarca de Osona.
Figura 3. Mapa de la concentración de nitratos en la comarca de Osona
en el año 2012. Fuente: GDT. Nota: los colores están relacionados
con la Tabla 4.
Figura 4. Pluviometría por municipio y concentración de nitratos.
Tendencias.
nº 15 - Septiembre-Octubre 2015
CONTAMINACIóN POR NITRATOS EN LAS AGUAS DE LAS FUENTES NATURALES DE LA COMARCA DE OSONA.
EL RéGIMEN PLUVIOMéTRICO COMO VARIABLE
Tabla 4. Pluviometría por municipio (2011) y concentración de nitratos (2012).
Promedio nitratos
2012 (mg/l)
Pluviometría
2011 (L/m2)
El Brull
1,2
1.035
Muntanyola
1,2
749
Espinelves
1,9
1.300
Vidrà
4,2
1.273
Viladrau
4,8
1.258
Rupit
6,8
1.324
St. Boi de Lluçanès
12,9
892
Sta. Maria de Corcó
24,0
1.139
Vilanova de Sau
30,5
1.069
Tavèrnoles
34,6
1.059
Sora
37,9
1.020
St. Pere de Torelló
39,0
1.083
St. Hipòlit de Voltregà
49,7
795
St. Julià de Vilatorta
50,7
965
Oristà
61,1
768
St. Bartomeu del Grau
65,4
848
Centelles
70,4
846
Folgueroles
76,1
966
Balenyà
89,5
825
Olost de Lluçanès
89,6
800
Collsuspina
91,9
808
Prats de Lluçanès
100,4
704
Malla
107,8
807
St. Vicenç de Torelló
109,5
923
Sta. Eulàlia de Riuprimer
109,9
796
Masies de Voltregà
137,9
809
Sta. Eugènia de Berga
153,7
853
Torelló
177,5
891
Taradell
199,6
804
Vic
207,5
754
Masies de Roda
223,5
960
Roda de Ter
239,9
960
Calldetenes
242,9
905
Gurb
244,1
835
Manlleu
260,7
905
Municipio
www.tecnoaqua.es
Estos valores indican que las altas
concentraciones de nitrato de las
aguas de las fuentes de la Plana de
Vic no las adquieren en las zonas de
recarga, sino que derivan de la infiltración vertical y con menor carga
de precipitación, lo que sugiere que
el agua procedente de la zona de
recarga podría diluir y disminuir el
contenido en nitratos.
En la Figura 5 se observa la correlación y línea de tendencia entre
la precipitación y los nitratos en el
agua de la Font Salada, situada en el
municipio de Gurb, en el centro de
la Plana de Vic, con valores nitratos
superiores a los 250 mg/L, y que sigue la tónica general de la comarca
y líneas de tendencia paralelas.
En la Figura 6 se observa la correlación y línea de tendencia entre
la precipitación y los nitratos en el
agua de Les 3 Fonts en el municipio de Prats de Lluçanés en la parte
oriental de la comarca, con valores
nitratos superiores a los 100 mg/L,
en claro descenso desde el año 2009
y lineas de tendencia inversas. Sería
el ejemplo a seguir para el conjunto
de las aguas de fuentes naturales de
la comarca si realmente se estuviera en vías de solución de este grave
problema de contaminación por nitratos de las aguas subterráneas.
6. Conclusiones
El régimen pluviométrico incide directamente en la contaminación por
nitratos de las aguas de las fuentes
de la comarca de Osona: cuando
la precipitación caída aumenta, la
concentración de nitratos, medidos
al año siguiente, en el agua de las
fuentes naturales también aumenta;
y al contrario, si la precipitación disminuye, también disminuye el valor
de nitratos.
Si la buena gestión de los residuos
ganaderos fuera eficaz y la fertilización de los cultivos fuera correcta,
7
artículostécnicos
el contenido de nitratos en el suelo
debería disminuir y, por efecto del
lavado de la lluvia, la lixiviación hacia los acuíferos tendría que ser cada
vez menor y poder recuperar nuevamente estas aguas para el consumo
humano.
Dado que se puede considerar
que las fuentes naturales de la comarca forman parte de sistemas hidrogeológicos de respuesta rápida a
la contaminación, el hecho de que
parte de la recarga de estos acuíferos procede de agua sin nitratos,
de zonas con pluviometría anual superior a 1.100 L/m2, sugiere que su
recuperación podría ser fácil.
El hecho de que parte de la recarga de los acuíferos
de la Plana de Vic proceda de agua sin nitratos y
de zonas de elevada pluviometría, sugiere que
su recuperación (o la recuperación del agua
de los manantiales) podría ser fácil si la gestión
de los residuos ganaderos y la fertilización
de los cultivos fuera correcta
Bibliografía
[1] APHA, AWWA, WPCF. Métodos normalizados
para el análisis de aguas potables y residuales.
Díaz de Santos, 17ª edición, Madrid.
[2] Boy, M. (2010). Causes hidrogeològiques
i antròpiques de la concentració de nitrat a
les aigües de les fonts naturals de la comarca
d'Osona. Treball de recerca Màster en Ciència i
Tecnologia de l’Aigua. Universitat de Girona.
Figura 5. Relación pluviometría-nitratos de Font Salada, en Gurb.
[3] GENCAT (2005). Departament de Salut. Els
nitrats a l'aigua de consum [En línia]. Catalunya:
Generalitat de Catalunya, 2005. http://www.
gencat.cat/salut/depsalut/html/ca/dir2118/
doc9150.html#Bloc5.
[4] Gomis, M. (2013). Estudi de la contaminació
per nitrats a les aigües subterrànies de
Catalunya: l'Alt Penedès, el Baix Camp, el
Baix Empordà, el Baix Penedès, la Garrotxa, el
Maresme, Osona, el Pla de l'Estany, la Segarra,
el Segrià, el Tarragonès i l'Urgell. Trabajo de
Final de Carrera (Ingeniería en Organización
Industrial). Director: Fortià Prat; Avaladora:
Julita Oliveras. Universitat de Vic. http://hdl.
handle.net/10854/2306 http://repositori.uvic.
cat/bitstream/handle/10854/2306/trealu_a2013_
gomis_mireia_estudi.pdf?sequence=1.
[5] Grup de Defensa del Ter (2005). Les fonts
que tenim. Osona i el Lluçanès. Vic: GDT/ Eumo
Editorial.
[6] Mas Plà, J.; Menció, A.; Soler, A.; Otero, N.
(2006). Avaluació de la contaminació per nitrat
de les aigües subterrànies a la Plana de Vic.
Estudi de la dinàmica hidrogeològica i anàlisi
multi-isotòpica. Informe final, v 1.0.
[7] Niñerola, J.M.; Iglesias, M.; Fraile J.; Floría,
E.; Garrido, T. Evolució i estat de les aigües
subterrànies de Catalunya a conseqüència de
la contaminació per nitrats. Agència Catalana
de l'Aigua. http://aca-web.gencat.cat/aca/
documents/ca/agenda/nitrats.pdf.
[8] OMS (2003). Nitrate and nitrite in drinkingwater. Guías de calidad del agua potable,
3ª edición, volumen 1. Recomendaciones.
Organización Mundial de la Salud.
Figura 6. Relación pluviometría-nitratos de Les 3 Fonts,
en Prats de Lluçanés.
[9] Oliveras, J.; Prat, F.; Torrescasana, E. (2010).
Evolució dels nitrats analitzats a l'aigua de 30
fonts situades a tres àrees geogràfiques de la
comarca d'Osona. http://www.raco.cat/index.
php/Ausa/article/download/252697/339371.
[10] Prat, F. (1999). Qualitat de les aigües
subterrànies de la comarca d'Osona. Beca
col·legial 98-99. http://mon.uvic.cat/tlc/
files/2012/06/nitrats-osona-beca-1999.pdf.
[11] Prat, F.; Oliveras, J.; Torrescasana, E. (2012).
Evolució dels nitrats analitzats a l'aigua de 87
fonts situades a 28 municipis de la comarca
d'Osona. http://www.raco.cat/index.php/Ausa/
article/view/252697.
[12] Rodier, J. (2009). Análisis del agua. Omega,
Barcelona.
[13] RD 140/2003, de 7 de febrero, por el que
se establecen los criterios sanitarios de la calidad
del agua de consumo humano. http://noticias.
juridicas.com/base_datos/Admin/rd140-2003.
html.
[14] Xarxa Metereològica d'Osona (2014). Datos
anuales de pluviometría por municipio de la
comarca de Osona.
8
nº 15 - Septiembre-Octubre 2015