Uciencia / Noticias / Ciencia / Emplean isótopos de nitrógeno y sulfato en aguas subterráneas para detectar sus contaminantes

miércoles, 30 marzo 2016 14:08

El estudio, realizado por investigadores del Grupo de Hidrogeología de la Universidad de Málaga en la cuenca del río Guadalhorce pone de manifiesto la eficacia de esta metodología frente a los análisis hidroquímicos utilizados hasta la fecha. 

Imagen de cultivos cítricos de la zona de Pizarra (Málaga). /CEHIUMA

Imagen de cultivos cítricos de la zona de Pizarra (Málaga). /CEHIUMA

La cuenca del río Guadalhorce, situada en el sector central de la provincia de Málaga, cuenta con una superficie cercana a los 3.200 kilómetros cuadrados, algo más del 40% de la extensión total de la provincia. La idoneidad de su contexto geográfico, geomorfológico, climático y sociocultural, así como su proximidad a grandes centros de población,  ha facilitado el desarrollo de una gran variedad de actividades económicas en esta zona, entre las cuales se encuentran principalmente la agricultura, con más presencia en las planicies de las cuencas alta y baja; la ganadería, concentrada en determinados sectores de la zona noroccidental; el turismo, en la costa; y las áreas relacionadas con la actividad industrial, cerca de los grandes núcleos de población como son Málaga y Antequera.

En la actualidad la doctora Begoña Urresti desarrolla su actividad científica en la Agencia Internacional de Energía Atómica (Viena), puesto en el que lleva desde la finalización de su tesis doctoral “Implementación de la directiva de aguas subterráneas (2006/118/CE) en la cuenca hidrográfica del río Guadalhorce. Aplicación de técnicas estadísticas e isotópicas” dirigida por los profesores Iñaki Vadillo Pérez y Pablo Jiménez Gavilán.

En la actualidad la doctora Begoña Urresti desarrolla su actividad científica en la Agencia Internacional de Energía Atómica (Viena), puesto en el que lleva desde la finalización de su tesis doctoral “Implementación de la directiva de aguas subterráneas (2006/118/CE) en la cuenca hidrográfica del río Guadalhorce. Aplicación de técnicas estadísticas e isotópicas” dirigida por los profesores Iñaki Vadillo Pérez y Pablo Jiménez Gavilán.

Tras la aprobación en el año 2000 de la Directiva Marco del Agua y la posterior Directiva de Aguas Subterráneas de 2006, se impuso la obligación de que todas las masas de agua subterráneas debían alcanzar el buen estado químico para finales de 2015. Una medida que fijó el límite de concentraciones de nitratos en los 50 miligramos por litro (mg/l) para toda masa de agua subterránea, además de apostar por que se garanticen que los restantes contaminantes o indicadores de contaminación no superen los umbrales establecidos.

En este sentido, de entre todas estas actividades, la que ejerce una mayor presión sobre el suelo y subsuelo de la cuenca hidrográfica es la agricultura, practicada tanto en regadío como en secano a lo largo de 190.000 hectáreas, lo que supone más del 65% de la superficie total de esta área. Además de los efectos económicos y sociodemográficos que trae consigo esta intensa actividad agrícola, el impacto que tienen los fertilizantes y abonos en el medio natural, en general, y en los acuíferos, en particular, es tenido también muy en cuenta. Asimismo, los expertos aseguran que no hay que olvidar también que el uso de sustancias de uso diario en entornos urbanos, como fármacos, productos de cuidado e higiene personal, entre otros muchos; los denominados genéricamente “compuestos emergentes”, son una potencial fuente de sustancias contaminantes a las aguas superficiales y subterráneas y cuyo impacto en la población y en el medio ambiente dista mucho de ser entendida. Es por ello por lo que una de las líneas de investigación que se llevan desarrollando desde el año 2009 y encabezada por uno de los investigadores del Grupo de Hidrogeología, el doctor Iñaki Vadillo, es el estudio de los compuestos emergentes en las aguas superficiales y subterráneas de la Cuenca del río Guadalhorce.

En buena medida, gracias a estudios científicos como el presentado por investigadores del Grupo de Hidrogeología de la Universidad de Málaga se ha podido constatar que algunos acuíferos tienen concentraciones realmente altas de nitratos, superando en algunos casos los 250 mg/l, cuando el límite establecido por la normativa se sitúa en 50 mg/l. Un dato crítico que se une a la probada contaminación en la Vega de Antequera y el Valle del Bajo Guadalhorce a causa de fertilizantes compuestos, entre otras sustancias, por sulfato amoniacal y el nitrosulfato amónico. "No obstante, aclara la doctora Urresti, estos valores de contaminación inciden exclusivamente a nivel ambiental y no así en el consumo humano, ya que estas aguas subterráneas se emplean básicamente para regadío".

Frente a esta situación los expertos coinciden en que “el paso previo e indispensable para poder establecer medidas contra la contaminación de las aguas subterráneas es el reconocimiento preciso de las fuente que la causan”, explica la doctora Begoña Urresti. Pero para este cometido los análisis hidroquímicos que se hacían hasta la fecha solo han facilitado indicadores de la concentración final de los compuestos (nitratos, sulfatos disueltos...), sin más información acerca de su fuente. Por ello, este Grupo de Investigación de la Universidad de Málaga ha hecho uso de isótopos estables de la molécula del agua, del nitrato y del sulfato, con lo que han logrado resultados que califican de "muy valiosos de cara a distinguir el origen de las fuentes".  Estos científicos han analizado la señal isotópica de las fuentes de contaminación (fertilizantes, purines, aguas residuales, etc.), que es característica de cada compuesto y se ha podido distinguir por separado e inequívocamente la procedencia y porcentaje de los contaminantes en el agua. Así se describe en el trabajo publicado por este grupo de investigación en la revista Science of the Total Environment, en el que además se ha destacado la doble función de esta metodología, ya que la técnica empleada permite no solo identificar las sustancias contaminantes, sino también cuantificarlas.

Recogida de muestras en más de 30 pozos

Con este doble fin de identificar y cuantificar los principales focos generadores de polución en las aguas subterráneas se inició el proyecto de investigación: “La protección de las aguas subterráneas frente a la contaminación. Contribución al desarrollo de la Directiva 2006/118/CE de la Unión Europea”, dirigido por uno de los investigadores del Grupo de Hidrogeología, el profesor Francisco Carrasco Cantos. En el seno de este proyecto y en los últimos 8 años, se llevaron a cabo varias campañas de recogida de muestras en más de 30 puntos de agua de las principales zonas afectadas de la cuenca del río Guadalhorce.

Pero sin duda lo más relevante desde el punto de vista científico fue el reconocimiento y cuantificación de las fuentes de sulfato, las cuales tienen principalmente dos orígenes: natural y antrópico. El primero de ellos encuentra su causa en la disolución de los materiales evaporíticos del sustrato geológico en la zona de la Vega de Antequera. El segundo, en cambio, es producto de la fertilización con sales sulfatadas, los aportes de estiércol y purines o las aguas residuales. “De esta forma, coinciden los investigadores, la metodología aplicada en el trabajo permite enlazar este tipo de estudios para establecer los niveles de referencia introducidos por la Directiva de Aguas Subterránea (2006/118/CE), ya que pueden ser calculados mediante el estudio de la señal isotópica de manera más rápida y precisa que con  el estudio de las series de datos hídroquimicos”.

Begoña Urresti-Estala, Iñaki Vadillo-Pérez, Pablo Jiménez-Gavilán, Albert Soler, Damián Sánchez-García, Francisco Carrasco-Cantos (2015). “Application of stable isotopes (δ³⁴S-SO₄, δ¹⁸O-SO₄, δ¹⁵N-NO ₃, δ¹⁸O-NO ₃) to determine natural background and contamination sources in the Guadalhorce River Basin (southern Spain).”, Science of the Total Environment, Volume 506-507,p. 46-57. Disponible en línea: http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.10.090