Caracterización hidrogeoquímica del agua subterránea en el municipio de Villagrán, Guanajuato, procesos relacionados con la presencia de arsénico y fluoruro en el acuífero

Abstract

RESUMEN: La caracterización hidrogeoquímica del agua subterránea del municipio de Villagrán, Guanajuato, se llevó a cabo para identificar los tipos de agua, procesos geoquímicos del acuífero y su relación con la presencia de arsénico (As) y fluoruro (F-) en la zona de estudio. Los resultados de la caracterización indican que existen dos tipos de agua, uno tipo bicarbonatado sódico-cálcico (Na-Ca-HCO3) relacionado a aguas de mezcla y otro tipo bicarbonatado sódico (Na-HCO3) relacionado a una evolución química. Ambos tipos de agua están ligados a los procesos hidrogeoquímicos: alteración de silicatos e intercambio iónico. El primer proceso ocurre con mayor intensidad en el sistema superficial y es impulsado tanto por el dióxido de carbono (CO2) atmosférico, como por el que resulta de la descomposición de la materia orgánica. El segundo proceso domina en el sistema profundo, debido al material arcilloso del medio, sin embargo, se sugiere que existe un aporte de CO2 geogénico, el cual promueve la alteración de silicatos. El termalismo del sistema profundo, junto con las condiciones de pH y el tipo de agua Na-HCO3, favorecen a la desvitrificación que afecta a las unidades Tol-rlt y Tom-ig que conforman al sistema profundo, las cuales liberan As y F- en dicho sistema, lo que pone en riesgo a la salud de la población por la mala calidad del agua, ya que en algunos casos se registraron concentraciones elevadas de As y F que rebasan los límites establecidos en la NOM-127-SSA1-1994 (modificada 2000). El análisis de isótopos estables 18O y 2H, revela que el sistema superficial es afectado por procesos de evaporación, los cuales están impulsados tanto por el clima de la región, como por el suelo arcilloso de las capas superficiales del terreno. Por último, los resultados también indican que la agricultura y desarrollo urbano podrían estar afectando la calidad del sistema superficial debido al aumento de las concentraciones de nitrato (NO3-), mismas que están acompañadas con el incremento de iones como sulfato (SO42-) y cloruro (Cl-). ABSTRACT: The hydrogeochemical characterization of the groundwater of the municipality of Villagrán, Guanajuato, was carried out to identify the types of water, geochemical processes of the aquifer and its relationship with the presence of arsenic (As) and fluoride (F-) in the study area. The characterization results indicate that there are two types of water, one type sodium-calcium bicarbonate (Na-Ca-HCO3) related to mixing waters and another type sodium bicarbonate (Na-HCO3) related to a chemical evolution. Both types of water are linked to hydrogeochemical processes: silicate alteration and ion exchange. The first process occurs with greater intensity in the surface system and is driven both by atmospheric carbon dioxide (CO2), and by that resulting from the decomposition of organic matter. The second process dominates the deep system, due to the clay material of the medium, however, it is suggested that there is a contribution of geogenic CO2, which promotes the alteration of silicates. The thermal deep system, together with the pH conditions and the type of water Na-HCO3, favor the devitrification that affects the Tol-rlt and Tom-ig units that make up the deep system, which release As and F- in this system, which puts the population's health at risk due to poor water quality, since in some cases were registered high concentrations of As and F- that exceed the limits established in NOM-127-SSA1- 1994 (modified 2000). The analysis of stable isotopes 18O and 2H, reveals that the surface system is affected by evaporation processes, which are driven both by the climate of the region, and by the clay soil of the surface layers of the soil. Finally, the results also indicate that agriculture and urban development could be affecting the quality of the surface system due to the increase in nitrate concentrations (NO3-), which are accompanied by the increase in ions such as sulfate (SO42-) and chloride (Cl-).