Comportamiento fisicoquímico e hidrogeoquímico del agua del acuífero del Valle de Toluca y su impacto en la calidad de agua de consumo

• Autores: Reyna Maria Guadalupe Fonseca Montes de Oca
• Directores de la Tesis: Verónica Martínez Miranda (dir. tes.), José Alfredo Ramos-Leal (dir. tes.), Marcos José Solache Rios (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma del Estado de México ( México ) en 2019
• Idioma: español
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: hdl.handle.net
• Resumen
  • español

    La calidad y disponibilidad del agua influyen de manera importante en el crecimiento económico y, en el desarrollo sostenible de los países. Un tercio de la población mundial emplea el agua subterránea para uso y consumo humano, su abastecimiento se basa en localizar la zona en la cual las condiciones y la calidad del agua permitan la ubicación de pozos profundos. En México, de los 653 acuíferos registrados, 105 localizados en el sector norte y central de la República se encuentran en condición de explotación excesiva. La extracción intensiva en el sector central se debe en parte, a la alta densidad poblacional y a su acelerado crecimiento industrial, tal es el caso del acuífero del valle de Toluca; en el cual, por diversas actividades antropogénicas, se ha observado el deterioro de la calidad y cantidad del agua subterránea destinada al uso y consumo humano. La determinación de cloro residual in situ antes del proceso de cloración, el análisis de nitrógeno amoniacal y el análisis del contenido de iones fosfato en las muestras de agua, permitió identificar una fuente puntual de contaminación antropogénica, en la zona de estudio, con lo cual se observó que la presencia de especies de nitrógeno y fósforo, derivados de la mineralización de la materia orgánica presente en el agua; que además, actúan como agentes desencadenantes que favorecen la incorporación de elementos traza: As (0.014-0.020 mgL-1), Fe (0.020-1.14 mgL-1), Mn (0.007-0.254 mgL-1), Ni (0.002-0.0141 mgL-1), Zn (0.009-0.459 mgL-1), and Pb (0.009-0.0170 mgL-1). Las correlaciones significativas entre el P y los cationes Ca2+ (0.844) > Na+ (0.720) > Mg2+ (0.694) > K+ (0.60) señalan que la materia orgánica antropogénica propicia cambios en la abundancia relativa de los constituyentes primarios, secundarios y traza del agua subterránea. El estudio hidrogeoquímico mostró que el agua de la zona de estudio es del tipo Ca-HCO3, influenciada por un proceso de recarga reciente que da como resultado la disolución de silicatos; así como, y, el intercambio iónico reversible, como los principales procesos hidrogeoquímicos que controlan la calidad del agua. La presencia de materia orgánica nitrogenada y fosfatada en el agua potable, generada por actividades antropogénicas, representa un riesgo a la salud humana; ya que, los nitratos, cloruros, sulfatos y la actividad química del fósforo, favorecen la incorporación de elementos traza (metales pesados y metaloides) considerados cancerígenos y al mismo tiempo, en el caso de los fosfatos y sulfatos, su precipitación junto con los cationes divalentes (Ca2+ y Mg2+); además, propician en el agua subterránea empleada para uso y consumo humano, una deficiencia de minerales esenciales que puede repercutir en la salud de los habitantes de la zona por el desarrollo de enfermedades cardiovasculares.

  • English

    The quality and availability of water have an important influence on economic growth and on the sustainable development of countries. One third of the world's population uses groundwater for human use and consumption, the supply is mainly based on locating the area in which the conditions and the quality of the water allow the location of deep wells. In Mexico, of the 653 aquifers registered, 105 located in the north and Central Sector of the Republic, are in a condition of excessive exploitation. The intensive extraction in the central sector is due in part to the high population density and to its accelerated industrial growth, such is the case of the aquifer of the valley of Toluca which, for various anthropogenic activities, has been observed the deterioration of the quality and quantity of groundwater intended for human use and consumption.

    To include the determination of residual chlorine in situ, before the chlorination process, the analysis of ammoniacal nitrogen and the analysis of the content of phosphate ions in the water samples allowed to identify a source of specific anthropogenic contamination in the area of study, thus it was observed that the presence of nutrients of nitrogen and phosphorus, derived from the mineralization of the organic matter, present in the Water Act as trigger agents that favor the incorporation of trace elements as As (0.014-0.020 mgL-1), Fe (0.020-1.14 mgL1), Mn (0.007-0.254 mgL-1), Ni (0.002-0.0141 mgL-1), Zn (0.009-0.459 mgL-1), and Pb (0.009-0.0170 mgL-1). The significant correlations between the P and the cations Ca2+ (0.844) > Na+ (0.720) > Mg2+ (0.694) > K+ (0.60) indicate that anthropogenic organic matter promotes changes in the relative abundance of primary constituents, secondary and trace groundwater. The Hydrogeochemical study indicated that the water of the zone is of the type Ca-HCO3 influenced by a process of recent recharge and that is the dissolution of silicates and the reversible ionic exchange the main hydrogeochemical processes that control the quality of the water.

    The presence of nitrogenous and phosphated organic matter, generated by anthropogenic activities, in drinking water represents a risk to human health, since nitrates, chlorides, sulphates and the chemical activity of phosphorus favors the incorporation of Trace elements (heavy metals and metalloids) considered carcinogenic and at the same time, in the case of phosphates and sulphates, they may precipitate along with divalent cations (Ca2+ and Mg2+) and propitiate, in the groundwater used for human use and consumption, a deficiency of essential minerals which can affect the health of the inhabitants of the area by the development of cardiovascular diseases.