Investigación Hidrogeológica Para Determinar El Origen Del Arsénico
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Mollinedo García Nancy Johana Investigación hidrogeológica para determinar el origen del arsénico en aguas para consumo humano en la Región Noroeste de Aguas Zarcas, San Carlos, Alajuela, Costa Rica. ( Tesis ) RESUMEN Los resultados de esta investigación muestran las condiciones hidrogeológicas e hidrogeoquímicas en que se desarrolla el transporte del agua subterránea y que origina la presencia de arsénico en agua para consumo humano en la zona de Aguas Zarcas y La Palmera, San Carlos. Por medio del muestreo y análisis de tres matrices ambientales: aguas, suelos y rocas, se estudió la relación que existe entre las especies disueltas en el agua y el medio geológico natural. Se identificaron tres unidades hidrogeológicas, dos de ellas someras (con una profundidad máxima de 27 metros), compuestas por depósitos aluviales y lahares; otra más profunda desarrollada en lavas de profundidad variable (entre 20 m y 80 m). El flujo subterráneo tiene una dirección general de sur a norte con ligeras desviaciones hacia el este y oeste, provocadas por la presencia de estructuras geológicas (Falla Volcán Viejo-Aguas Zarcas y Falla Florencia-Palmira). Un total de 70 muestras de agua proveniente de nacientes, pozos, ríos y manantiales termales, fueron recolectadas y analizadas, además de 12 muestras de suelo y 20 muestras de roca, en busca de indicadores geoquímicos o procesos relacionados que aportaran información acerca del origen, natural o antropogénico, de las aguas con alto contenido de arsénico. Se identificaron tres grupos hidrogeoquímicos, cada uno de los cuales se asocia con un origen distinto: el Grupo I corresponde con aguas bicarbonatadas cálcicas y magnésicas, proveniente de pozos y manantiales de los acuíferos de la zona; el Grupo II son aguas sulfatadas del río Aguas Zarcas; el Grupo III, son aguas termales principalmente, son cloruradas y presentan los mayores contenidos de arsénico en aguas. Además, se determinó que los valores de temperatura, salinidad y la concentración de los iones sodio y cloruro, aumentan proporcionalmente a medida que el agua se mezcla con otras fuentes cercanas a diferentes estructuras geológicas y a manifestaciones geotermales en el sitio de investigación. Se concluye que la presencia de arsénico está relacionada con una anomalía geotérmica asociada al vulcanismo activo en la zona, debido al ascenso de fluidos termales hacia la superficie a través de las estructuras existentes que favorecen la mezcla de aguas termales con aguas meteóricas antes de ser descargadas en algunos sitios como manantiales. Las evidencias de la mezcla de fluidos profundos ricos en As con aguas de reciente infiltración son: la presencia documentada de una anomalía geotérmica con capacidad de generación de electricidad; la permeabilidad inducida estructuralmente a través de una falla inversa, con varias fuentes alineadas, tanto termales como no termales; la existencia de productos de actividad hidrotermal (travertino enriquecido con As dentro de su estructura sólida) que afloran en la zona central de la falla Florencia-Palmira; las aguas termales del tipo Cl-Na enriquecidas con As disuelto; la zona de enriquecimiento de As, en donde es posible encontrar nacientes no termales (frías) cuya composición se asemeja a la de las aguas termales conforme se acercan a la zona de falla y cuyo enriquecimiento de As muestra una correlación positiva con la temperatura, con la conductividad eléctrica y con el contenido de cloruro y sodio. Este estudio sienta un precedente sobre la distribución del arsénico en Aguas Zarcas y su influencia en la calidad de vida de los habitantes y el desarrollo de esta región, a pesar de que a nivel mundial el problema de la contaminación con arsénico del agua para consumo humano es ampliamente conocido, la concentración de este elemento no está incluida como un parámetro de control para el análisis estándar de la calidad del agua de bebida en muchos países. En Costa Rica, según el Reglamento para la Calidad de Agua Potable, la determinación de arsénico está en el tercer nivel de control (N3); es decir, solamente se determina de forma obligatoria este contaminante en los acueductos con una población abastecida superior a los cincuenta mil habitantes. Mollinedo García Nancy Johana Investigación hidrogeológica para determinar el origen del arsénico en aguas para consumo humano en la Región Noroeste de Aguas Zarcas, San Carlos, Alajuela, Costa Rica. ( Tesis ) ABSTRACT The results of this research show the hydrogeological and hydrochemical conditions in which groundwater transport develops and the conditions that cause the presence of arsenic in drinking water supply in Aguas Zarcas and La Palmera, San Carlos. Three environmental matrices were sampled and analyzed –water, soil and rocks– in order to establish the relationship between dissolved species in water and the natural geological setting. Three hydrogeological units were identified, two of which consist of shallow alluvial deposits and lahars, with a maximum depth of 27 meters; the deepest unit is composed by lava of variable depth (20 m - 80 m). Groundwater flows from south to north with slight deviations to the east and west, caused by the presence of geological structures (Volcán Viejo-Aguas Zarcas Fault and Florencia-Palmira Fault). A total of 70 samples of water from springs, wells, rivers and hot springs, were sampled and analyzed, likewise 12 soil samples and 20 rock samples, in order to establish the geochemical indicators that provide information about the origin, natural or anthropogenic, of waters with high arsenic content. Three hydrogeochemical groups were identified, each of which is associated with a different origin: Group I corresponds to calcium and magnesium bicarbonate waters, these results are associated to wells and springs from aquifers in the area, the Group II are sulfated waters of the Aguas Zarcas river and Group III correspond to thermal waters mainly, these waters are chlorine and present the highest arsenic water content. In addition it was determined that the values of temperature, salinity, and content of sodium and chloride ions, increase proportionally as water mixes with other sources located close to different geological structures and geothermal manifestations in the research site. It is concluded that the occurrence of arsenic is associated with a geothermal anomaly related to active volcanism in the area, due to the rising of hot fluids rich in arsenic through existing structures that favors the mixing of hot waters with meteoric waters before been discharged in some places as springs. Evidences of mixing are: the documented presence of a geothermal anomaly with electricity generation capacity; the structurally induced permeability through a reverse fault, with several aligned thermal and non-thermal springs; the occurrence of products of hydrothermal activity (travertine enriched with As in its solid structure) that is located in the central area of the Florence- Palmira fault; hot springs Na-Cl type enriched with dissolved As; An arsenic enrichment zone, where it is possible to find non-thermal springs which composition is similar to the hot springs composition as they approach to the fault zone and in which the enrichment of As shows a positive correlation with temperature, electrical conductivity, sodium and chloride content. This study establish a precedent about arsenic distribution in Aguas Zarcas and its influence on the quality of life of the citizens and the development of this region, in spite of the global pollution problem of arsenic in drinking water is well known, this contaminant is not yet included as a quality parameter in a standard analysis for many countries. In Costa Rica the Regulations for Drinking Water Quality ranks the arsenic in the third control level (N3), consequently it is only mandatory where the water supply systems serve a population greater than fifty thousand inhabitants. .