Estudio de la hidrogeoquímica y calidad del agua subterránea en la cuenca del lago de Cuitzeo

Abstract

In the last decades, contamination in groundwater by trace elements has been recognized more frequently in many parts of the world. In Mexico, in several states including Michoacán, levels of trace elements in groundwater have been found above the prescribed permissible limits for drinking water. In Michoacán, some studies in the Cuitzeo basin (Alfaro, 2002; Páez, 2008; Alfaro, 2010; Arreola, 2014), have pointed the presence of chemical species such as arsenic and other trace elements (Li, B, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Rb, Sr, Mo, Cs, Ba, Pb, U) in groundwater that could affect health of those who consume it. Thus, in this work a hydrogeochemical analysis was performed in groundwater from 14 sites around the Cuitzeo Lake. As part of this study there were performed two sampling campaigns (dry and rainfall seasons). Water samples were taken following the procedures pointed in Mexican NOM-230. The following parameters were analyzed in each sample: temperature, electrical conductivity, pH, redox potential, total dissolved solids, total hardness, total alkalinity, fecal coliforms content, major and minority ions (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, HCO3-, CO32- / F-, PO43- and NT) and trace elements. The analyzes results indicate in some places values higher than the established maximum permissible limits for temperature, electrical conductivity, total dissolved solids, pH, total hardness, Na+, HCO3-, Cl-, F-, and As. Three hydrogeochemical facies were identified as: Na+-HCO3-, Na+-Cl- and Mg2+-HCO3-. Through the hydrogeochemical and saturation indices, it was found that the release of ions and trace elements is given as a response of various processes among them such as the weathering of acid composition regional rocks (rhyolites) and basic (basalts and andesites), the mineral dissolution (from silicates, carbonates, sulfates, halides) as well as direct and reverse ion exchange.

En las últimas décadas la contaminación en aguas subterráneas por elementos traza ha sido reconocida con mayor frecuencia en diversas partes del mundo, en México, en varios estados incluyendo Michoacán se han encontrado niveles de elementos traza en el agua subterránea por encima de los límites permisibles prescritos para el agua potable. En Michoacán, dentro de la cuenca del Lago de Cuitzeo investigaciones previas (Alfaro, 2002; Páez, 2008; Alfaro, 2010; Arreola, 2014), apuntan la presencia de especies químicas como el arsénico y otros elementos traza en el agua subterránea que podrían afectar la salud de quienes la consumen, es por esto que en este trabajo se realizó un análisis hidrogeoquímico en el agua subterránea de 14 sitios entorno al lago de Cuitzeo. El estudio constó de dos campañas de colecta (estiaje y precipitación pluvial), las muestras de agua fueron tomadas siguiendo el procedimiento de la NOM-230; en cada una de las muestras se analizaron los siguientes parámetros: temperatura, conductividad eléctrica, pH, potencial redox, sólidos disueltos totales, dureza total, alcalinidad total, contenido de coliformes fecales, iones mayoritarios y minoritarios (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, CO3H-, CO32- / F-, PO43- y NT) y elementos traza (As, Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn). Los análisis señalaron en algunos sitios valores superiores a los límites máximos permisibles establecidos para la temperatura, conductividad eléctrica, sólidos disueltos totales, pH, dureza total, Na+, HCO3-, Cl-, F- y As. Se presentaron tres facies hidrogeoquímicas: Na+-HCO3-, Na+-Cl- and Mg2+-HCO3-. A través de los índices hidrogeoquímicos e índices de saturación, se encontró que la liberación de iones y elementos traza responde a diversos procesos entre éstos, la meteorización de las rocas regionales de composición ácida (riolitas) y básica (basaltos y andesitas), la disolución mineral (de silicatos, carbonatos, sulfatos, haluros) y el intercambio iónico directo e inverso.