Característica físico-química y evaluación de la presencia de arsénico y flúor en aguas subterráneas del Distrito de Pomán, Prov. de Catamarca

Revista Ciencia y Técnica
Universidad Nacional de Catamarca
CARACTERÍSTICA FÍSICO-QUÍMICA Y EVALUACIÓN DE LA PRESENCIA
DE ARSÉNICO Y FLÚOR EN AGUAS SUBTERRÁNEAS DEL Dto. POMAN,
Prov. de CATAMARCA
LOBO GÓMEZ, José; ORELLANA, Elsa; MARTÍNEZ, Susana (*); VILCHES, Fátima (**).
* Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. UNCa.
** Facultad de Tecnología y Ciencias Aplicadas. UNCa.
ABSTRACT: The study of the physical-chemical characteristic of the underground and superficial waters
you development in the Department Pomán, located in the area west of the city of Catamarca. For the
evaluation of the hydrochemistry of the underground water have been used the obtained data of the
physical-chemical determinations of laboratory practiced to the samples collected in two samplings. The
concentrations of fluorine and of arsenic determined have been considerable and the correlation with
other chemical physical parameters as the pH and the bicarbonate, being observed a direct relationship
of the arsenic with the pH and with the concentration of bicarbonates. The fluorine presents an inverse
relationship with the calcium.
Starting from the obtained results one can say that the dug well waters are of high salinity and
sodium is the dominant cation and Cl is the dominant anion. As for the high values of ammonium, fluorine
and arsenic leaves to this water outside of the effective norms for drink waters.
The samples corresponding to those of perforations are of moderate salinity and sodium is the
dominant cation, though calcium is also important in some samples. The HCO3 is usually the dominant
anion. The ammonium concentrations are outside of the WHO guideline value (1998) and the CAA for
consumption. The concentrations of fluorine and arsenic are low in comparison to the waters of dug wells.
1-INTRODUCCIÓN
El Departamento Pomán de la de Provincia de Catamarca, cuenta con un
importante recurso hídrico subterráneo y superficial. La población del mismo se
abastece principalmente de subterráneas (de perforaciones y de pozos cavados) para
satisfacer sus diferentes necesidades.
El principal uso del agua subterránea de la región es para riego. Por lo que, las
aguas subterráneas han tenido un papel estratégico en el desarrollo socioeconómico
en esta región, ya que es la actividad principal del Dpto.
La disponibilidad del recurso hídrico subterráneo esta delimitado a la calidad del
mismo, por problemas relacionados con una alta salinidad y dureza del agua, a lo que
se le suma la presencia de ciertos elementos como el arsénico, flúor y otros
oligoelementos provenientes de un fenómeno de contaminación natural (1), lo que
restringe su uso.
El agua subterránea es un recurso de vital importancia y es susceptible de
contaminación y cuando se produce puede tardar mucho tiempo en autodepurarse. Por
ello es importante conocer las características físico-químicas de estas permite
establecer su calidad y su utilidad.
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El objetivo del presente trabajo de investigación es establecer las características
físico-químicas, clasificar el tipo de agua, su calidad para consumo según normas de
potabilidad de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y el Código Alimentario
Argentino (CAA), establecer la presencia y los niveles de concentración de arsénico y
flúor; y su posible correlación con otros componentes (4). El agua subterránea es
susceptible de contaminación.
2-UBICACIÓN GEOGRÁFICA
La región estudiada se encuentra ubicada en la zona oeste de la Provincia de
Catamarca (a una altitud aproximada de 950 m.s.n.m.) y la misma esta comprendida
en casi su totalidad en el Dpto. Pomán.
El área estudiada forma parte de la extensa cuenca hidrogeológica intermontana
del Salar de Pipanaco, integrada por los campos de Belén, Andalgalá, Vinquis, Salar
de Pipanaco y los campos de Arauco (3).
La zona estudiada esta limitada por los meridianos 66° 10’ y 67° 00’ de longitud
oeste de Greenwich y los paralelos 28° 00’ 00´´ y 28° 32’ 22´´ de latitud sur y cubre una
superficie aproximada de 4.000 Km2.
Se localizan en la región terrenos desérticos, accidentados, como también
terrenos fertilizados por las aguas de lluvias, el de los ríos y por agua subterránea
utilizada en numerosos nuevos cultivos, principalmente de olivo, en amparo de la Ley
22.702 (diferimientos agropecuarios).
3- MATERIALES Y MÉTODOS
Con el objeto de caracterizar la hidroquímica del agua de la región de estudio, se
realizaron dos muestreos, uno en la época de mayor recarga freática y otro en menor
recarga. Se recogieron en total 52 muestras, 25 correspondientes a pozos cavados y
27 a perforaciones.
A las muestras se le practicaron las determinaciones en situ de conductividad
eléctrica, pH y temperatura.
Las muestras tomadas en el primer y segundo muestreo, fueron trasladadas y
analizadas en el Laboratorio de Aguas de la Dirección de Obras Hidráulicas y en el
Laboratorio de Aguas y de Efluentes Industriales de la Dirección Provincial de
Saneamiento Ambiental de la Provincia de Catamarca.
En laboratorio se procesaron todas las muestras y se realizaron las siguientes
determinaciones: Color, pH, Conductividad Eléctrica a 25°C, Residuo Seco a 105°C,
Alcalinidad, Dureza Total, Calcio , Sodio, Potasio, Nitrito, Nitrato, Amonio, Sulfato,
Cloruros, Arsénico y Flúor, prestando mayor importancia a estas dos ultimas
determinaciones.
Las determinaciones físico-químicas, se basan en las técnicas de rutina aplicadas
por el Laboratorio de Aguas, las cuales corresponden a técnicas de los Métodos
Normalizados para aguas según el Standard Methods for the Examination of Water and
Wastewater – 1989.
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4- CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS
La clasificación del tipo de agua se realizó con diagramas triangulares de Piper (2).
En la Fig. Nº 1, se representa la composición para las aguas de pozos cavados, se puede
observar que el catión dominante es el sodio seguido por el calcio. En cuanto a los aniones
el cloro predomina sobre el bicarbonato y éste sobre el sulfato. En base a esto se observó
que el 20% de las muestras corresponden a aguas de tipo bicarbonatadas sódicas, el 32
% a cloruradas sódicas, el 12 % a bicarbonatadas-sulfatadas sódicas y el 12% a
cloruradas- sulfatadas sódicas.
En la Fig. Nº 2 se representa la composición para las aguas de perforaciones, en la
cual se observa que el catión dominante es el sodio seguido por el calcio y éste por el
magnesio. En cuanto a los aniones el bicarbonato predomina sobre el sulfato y éste sobre
el cloruro.
En base a esto se encontró que aproximadamente el 44 % de las muestras
corresponden a aguas de tipo bicarbonatadas sódico-cálcicas y aproximadamente el 30 %
a bicarbonatadas sódicas.
Figura N° 1: Diagrama de Piper para aguas de
Figura N° 2: Diagrama de Piper para aguas de
pozos cavados.
perforaciones.
5- DISCUSIÓN DE RESULTADOS
La salinidad de las aguas de pozos cavados es alta, la conductividad varia entre
los valores que van desde 430 hasta los 7408 µS/cm y los valores de residuo seco están
comprendidos entre 271 y 5686 mg/l. Las muestras de aguas de perforaciones son de
menor salinidad, los valores de conductividad van desde 290 hasta 952 µS/cm y los de
residuo seco desde 180 hasta 658 mg/l.
La dureza total en las aguas de pozos cavados varía entre los valores que van de 14
hasta 2129 mg/l, y en las muestras analizadas correspondientes a perforaciones tienen
valores desde 86 hasta 222 mg/l.
De acuerdo a los valores de pH obtenidos, las aguas subterráneas son alcalinas.
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En las aguas de pozo cavados las concentraciones de amonio son elevadas con
valores que van desde 0,79 hasta 12,43 mg/l. De las cuales el 72% poseen valores
superiores a 1 mg/l, todas superan el valor máximo establecido por el CAA de 0,2 mg/l.
Para las muestras de perforaciones también se observa altos contenidos de amonio, con
valores comprendidos entre 0,414 y 2,06 mg/l. De las cuales el 45% tienen valores entre
0,8 y 1 mg/l. Se observa una fluctuación del nivel de arsénico en la época de mayor y
menor recarga.
Los niveles de arsénico y flúor son altos. En las aguas de pozos cavados el contenido
de arsénico es superior al valor guía de 0,01 mg/l según la OMS y está comprendido entre
0,016 y 0,953 mg/l. En cuanto a los contenidos de flúor, son elevados y están
comprendidos entre 1,55 y 4,2 mg/l, también en todas las muestras, el contenido de flúor
es superior al valor guía de la OMS.
En las aguas de perforaciones las concentraciones de flúor y arsénico son bajas en
comparación a las aguas de pozos cavados, las concentraciones de arsénico varían entre
0 y 0,06 mg/l; y las de flúor están entre 0 y 2,9 mg/l. De las cuales el 75% tienen valores
superiores a 0,2 mg/l.
En las aguas subterráneas de pozos cavados se observa, una correlación positiva
de la concentración del arsénico con la del bicarbonato (Fig. 3) y en aguas de perforación
una correlación entre la concentración del arsénico y los valores de pH (Fig. 4).
En cuanto al flúor, se observa una correlación negativa de las concentraciones de
éste con las de calcio, en aguas de pozos cavados (Fig. 5) y en las correspondientes a
perforaciones (Fig. 6).
Figura N° 3: Gráfico de concentraciones de Arsénico en función de concentraciones de Bicarbonato, en
aguas de pozos cavados. Coeficiente de correlación r = 0,4.
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Figura N° 4: Gráfico de concentraciones de Arsénico en función de pH, en aguas de perforación.
Coeficiente de correlación r = 0,49.
As vs pH
0,06
y = 0,0178x - 0,1074
R² = 0,0502
As mg/l
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
0
6,6
6,8
7
7,2
7,4
7,6
7,8
pH
Figura N° 5: Gráfico de concentraciones de Flúor en función de las concentraciones de Calcio, en aguas
de pozos cavados. Coeficiente de correlación r = -0,537.
F vs Ca
5
4,5
F mg/l
4
3,5
y = -0,0029x + 3,301
R² = 0,2888
3
2,5
2
1,5
1
0
200
400
Ca mg/l
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600
800
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Figura N° 6: Gráfico de concentraciones de Flúor en función de concentraciones de Calcio, en aguas de
perforación. Coeficiente de correlación r = -0,375.
F vs Ca
3
F mg/l
2,5
2
y = -0,0206x + 1,3778
R² = 0,1297
1,5
1
0,5
0
0
20
40
60
80
100
Ca mg/l
6-CONCLUSIONES
La salinidad en las aguas subterráneas es alta y son en su mayoría de carácter
alcalinas. Las altas concentraciones de amonio y los valores significativos de flúor y
arsénico coloca a estas aguas fuera de las normas vigentes consideradas para agua de
bebida, por lo que serian no aptas para el consumo humano, ya que pondría en riesgo la
salud de la población que las consume.
La correlación entre el arsénico, bicarbonato y el pH se puede decir que en aguas
alcalinas el arsénico aparece en mayores concentraciones, debido a su probable origen
volcánico, ya que el aumento del pH y los contenidos altos de bicarbonatos facilita la
disolución de los vidrios volcánicos (5), probablemente principal fuente de aporte de
arsénico y posiblemente de flúor.
La correlación negativa del flúor con el calcio indica que en aguas duras la presencia
de flúor es menor.
7- AGRADECIMIENTOS
El presente trabajo de investigación no podría haberse realizado sin la cooperación
del técnico Roberto Sosa, Jefe de laboratorio de hidráulica, de la dirección de obras
hidráulicas, dirección provincial de saneamiento ambiental, dirección de promoción del
desarrollo y municipalidades de la zona de estudio.
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8- BIBLIOGRAFÍA
1- Benítez, M., R. Osicka, M. Jiménez y O. Garro. 2000. Arsénico total en aguas
subterráneas en el centro- oeste de la Provincia del Chaco. Facultad de Agroindustrias.
Universidad Nacional del Noroeste.
2- Custodio, E. & M. R. Llamas. 1983. Hidrología Subterránea. Tomo I y II 2 da Edición.
Editorial Omega.
3- González Bonorino. 1978. Descripción Geológica de la hoja 14 f; Provincia de
Catamarca, Dirección Nacional de Geología y Minería: 79.
4- Herrera H., B. Farias, R. Martín, J. Cortéz. 1998. Origen y dinámica del arsénico del
Dpto. Robles- Provincia de Sgo. Del Estero. Dpto. de Geología y Geotecnia. Universidad
Nacional de Santiago del Estero.
5- Nicolli, H. B., A. Tineo y J. García. 2000. Estudio hidrogeológico y de calidad del agua
en la cuenca del río Salí, provincia de Tucumán. Revista de la Asociación Argentina de
Geología Aplicada a la Ingeniería y al Ambiente, no 15: 82-100.
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