Diagnostico Para El Acuifero De San Jose Chiapa, Puebla
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DIAGNOSTICO PARA EL ACUIFERO DE SAN JOSE CHIAPA, PUEBLA Reyes Palacios Adrián1, Teutli León Margarita2*, Vidal García Gabriela2, Sánchez Hernández Andrés3, González Araoz Martha Patricia2 1Facultad de Ingeniería Química, 2Facultad de Ingeniería, 3Facultad de Arquitectura Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Edificio ING2, Ciudad Universitaria, Puebla, Pue, C. P. 72570 *[email protected] RESUMEN Considerando que el asentamiento de AUDI ejercerá una presión adicional sobre los recursos hídricos en la zona de San José Chiapa, se realizó una valoración de la calidad actual del acuífero en la zona de asentamiento de la compañía automotriz y siete comunidades de su entorno. El muestreo comprendió un total de 38 muestras de agua. La caracterización fisicoquímica comprendió 18 parámetros: pH, conductividad eléctrica, cloruros, alcalinidad, dureza, sulfatos, nitratos, fosfatos, fluoruros, sodio, calcio, potasio, fierro, manganeso, plomo, cadmio y magnesio. Los resultados fueron analizados contra los estándares para agua potable y agua de riego. En los estándares requeridos para agua potable ocurre que 50% de las muestras exceden el límite superior de pH (8.5); asimismo, se sobrepasan los valores máximos permisibles en: nitritos 100%, y los metales pesados cadmio 92% y plomo 79%. Por el contrario, utilizando la referencia de agua de riego se tiene que el sodio por sí mismo (RAS) representa un riesgo bajo; pero en presencia de carbonatos y bicarbonatos (RAS adj) los valores son suficientemente altos para representar una amenaza para la estructura y permeabilidad de los suelos. Asimismo, considerando el riesgo de sodicidad (RAS+conductividad eléctrica) se tiene que 44% de las muestras caen en restricción alta, mientras que 32% enfrentan una restricción de baja a moderada, por lo que se puede concluir que la zona exhibe un riesgo ambiental alto. Palabras clave: acuífero, calidad, metales pesados, sodicidad Introducción San José Chiapa es un municipio en el Estado de Puebla con de residencia [2, 3, 4]. En este trabajo se presenta una una densidad de población aproximada de 46 habitantes en aproximación para evaluar la calidad del agua en la región cada kilómetro cuadrado [1], usualmente era un pueblo de para lo cual se considera muestreo en 23 puntos sobre San agricultores pero toda su actividad se ha transformado a José Chiapa y 15 puntos en las comunidades próximas de partir del establecimiento de la fábrica de automóviles Nopalucan, Rafael Lara Grajales, Oriental, San Nicolás AUDI, el proceso de industrialización ha sido muy rápido. El Buenos Aires, San Salvador el Seco. En la Figura 1 se indica terreno presenta características calcáreas, corrientes la zona muestreada. perennes y un acuífero superficial con tiempos muy largos 12 Villa de el Carmen Tequexquitla 11 Grajales 13 14 San Jose Chiapa La Malinche Nopalucan de la Granja 15 02 03 10 San Nicolas 01 Buenos Aires Mazapiltepec 04 09 06 05 San Salvador Soltepec el Seco 07 08 Figura 1. Zona Muestreada en los alrededores de San José Chiapa Metodología Las muestras colectadas fueron transportadas en hielo al alcalinidad) y en este caso se obtiene un RAS ajustado que laboratorio donde se determinaron los siguientes parámetros: se determina como sigue: pH, conductividad eléctrica (CE), cloruros (Cl), alcalinidad a la fenolftaleína (Alkf), Alcalinidad al anaranjado de metilo 푅퐴푆푎푑푗 = 푅퐴푆(1 + 8.4푝퐻푐) (2) (AlkM), dureza cálcica (DCa), dureza total (DT), sulfatos 푝퐻푐 = (푝퐾2 + 푝퐾1) + 푝(퐶푎 + 푀푔) + 푝퐴푙푘 (3) (SO4), nitritos (NO2), nitratos (NO3), fosfatos (PO4), fluoruros (F), y metales como Na, Ca, K, Fe, Mg, Mn, Pb, Donde pHc es el valor teórico del pH para agua de irrigación Cd. cuando hay presencia de calcita en equilibrio con el bióxido de carbono atmosférico, mientras que pK2, pK1 son el Los resultados analíticos se presentan bajo 2 criterios de logaritmo de las constantes de equilibrio para el equilibrio de calidad: agua de riego [5,6] y agua para consumo humano o carbonatos y bicarbonatos; los valores p(Ca+Mg) así como agua potable, NOM 127 SSA1 [7]). Con los resultados pAlk son la presentación logarítmica de las concentraciones analíticos se estimaron los índices siguientes: de Ca, Mg, dureza y alcalinidad. Razón de Acumulación de Sodio (RAS).- Este índice Porcentaje de Sodio Intercambiable (PSI).- Este índice contempla la interrelación de Na-Ca-Mg, donde el Na ejerce considera la abundancia de Na respecto a la suma de influencia sobre la permeabilidad del suelo, su presencia Na+Ca+Mg+K se calcula de acuerdo a: favorece la degradación del suelo. Se calcula de acuerdo a la fórmula 푁푎 푁푎 푃푆퐼 = 100 (4) 푆퐴푅 = (1) 푁푎 + 퐶푎 ∗ 푀푔 + 퐾 √퐶푎 + 푀푔 2 Un valor alto de Na afecta la saturación del suelo, y por lo Donde la concentración de metal se expresa en meq l-1. El tanto hay fenómenos asociados a su presencia, valores de PSI riesgo de salinidad (RAS) está definido de acuerdo a los entre 10-20% provocan dispersión del suelo por movimiento siguientes intervalos 0-10 riesgo bajo, 10-18 riesgo medio, de partículas y a la vez una reducción en la conductividad 18-26 riesgo alto, >26 riesgo muy alto. El valor de RAS debe hidráulica, si el PSI se halla entre 15-20% favorece la ajustarse si el agua presenta concentraciones importantes de formación de tactoides con modificación de la doble capa carbonatos y bicarbonatos (representados por dureza y eléctrica lo que favorece la repulsión de partículas; asimismo, valores de PSI>25% provocan ruptura de Los valores analíticos fueron procesados con el software tactoides y tiene lugar un proceso expansivo, finalmente MiniTab para obtener el valor mínimo, máximo, promedio valores mayores a 50% provocan la ruptura total de la matriz para comparar con la referencia de la NOM127-SSA1, y los del suelo. criterios para agua de riego. En la tabla 1 se muestra un resumen estadístico de los parámetros determinados Resultados Tabla 1. Resumen fisicoquímico de muestras de agua Parámetro Minimo Maximo Promedio St-Dev NOM 127 Irrigation SSA1 Water pH 6.2 10 8 0.9 6.5-8.5 7-8 CE, uS/cm 33.4 6670 916 1051 Cl, ppm 0 2093 101 329 250.00 150 Alkf, ppm 0.00 485 64 91.7 AlkAM, ppm 29.7 1071 377 326 400.00 DCa, ppm 2. 90 18 19.6 DT, ppm 5.00 60 21 17.3 500.00 SO4, ppm 0 460 50 42.52 400.00 250 NO2, ppm 0 23 2.6 3.6 0.05 NO3, ppm 0.40 7.8 2.3 3.6 10.00 PO4, ppm 0 36 1.8 5.7 F, ppm 0 0.98 0.5 0.3 1.50 Na, ppm 3.70 14462 634 2294 200.00 Ca, ppm 6.60 608 69 98 K, ppm 2.9 300 42 66.4 Fe, ppm 0.00 2.15 0.6 0.75 0.30 Mn, ppm 0.00 6.04 0.8 0.15 0.15 0.2 Pb, ppm 0.00 0.19 0.089 0.06 0.01 0.5 Cd, ppm 0.01 1.05 0.3 0.363 0.005 0.1 Mg, ppm 1.32 2942 284 534.6 En la Figura 2 se muestran los resultados de pH ya acotados de riesgo de acuerdo a lo expuesto en la metodología. con los valores permisibles para agua de riego. Mientras que Asimismo en la figura 4 se muestran los resultados para el en la Figura 3 se muestran los resultados de valores calculado porcentaje de Sodio Intercambiable (PSI). para la razón de adsorción de sodio (RAS) con los intervalos Figura 2. Valores de pH Figura 3. Razón de acumulación de sodio (RAS) Discusión De acuerdo a lo expuesto en la tabla 1 se puede observar superior, lo que significa que sólo 57% de los sitios pueden que los parámetros que se hallan fuera de rango se tiene el ser usados para consumo humano. pH, los cloruros, la alcalinidad al anaranjado de metilo, el sodio, el plomo y el cadmio, siendo que el valor promedio Los valores de RAS calculados muestran que sólo 3 sitios rebasa el valor permitido en el estándar de agua potable. tienen valores que representan medio y bajo riesgo de salinidad, sin embargo cuando se toma en cuenta la dureza y De acuerdo a los gráficos se puede observar que de acuerdo alcalinidad (RASadj) resulta que 95% de las muestras a los valores de riego se tiene 10% de los valores abajo del representarían un riesgo alto de salinidad, mientras que 5% límite inferior y 50% arriba del valor máximo permisible; si estarían bordeando el valor límite máximo. se consideran los estándares de agua potable se tiene que sólo 3% estarían abajo del límite inferior y 40 % arriba del límite En el caso del PSI se observa que 26 % de las muestras se hallan debajo de la condición de dispersión, 29% exhibe una condición dispersa, 32% cae en la condición de riesgo de expansión, mientras que un 13% tiene capacidad de propiciar una ruptura de la matriz del suelo. Figura 4. Porcentaje de Sodio Intercambiable (PSI) Conclusiones De acuerdo a los resultados presentados y el análisis considerando los estándares de agua de riego los recursos hídricos de San José Chiapa y sus alrededores se pueden considerar en una situación crítica ya que bajo la referencia de SARadj el 95% de los sitios ya exhibe un riesgo alto de salinidad, mientras que bajo el PSI 45% de las muestras representa una amenaza para la matriz del suelo, y 13% representan un riesgo de ruptura de la matriz del suelo. Por lo que se debe valorar exhaustivamente la extracción permitida para garantizar la operatividad de la planta AUDI sin provocar daños al entorno. Referencias 1. http://www.inafed.gob.mx/work/enciclopedia/EMM21puebla/municipios/21128a.html consulted january 30th 2015.