María G. Dalmaso (1) , Daniel E. Martínez (2) y Eduardo E. Mariño (1)

(1) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, UNLPam. Uruguay 151. (6300) Santa Rosa, La Pampa.

(2) Centro de Geología de Costas y Cuaternario, Universidad Nacional de Mar del Plata, C.C. 722 Correo Central, (7600) Mar del Plata.

El presente trabajo aborda la evaluación de la calidad del agua subterránea para consumo humano y el efecto sobre ella, de potenciales fuentes de contaminación. La zona de estudio se ubica en el sector norte de la ciudad de General Pico, tiene una superficie de 2 Km ² y fue seleccionada por conocerse la existencia de una fuente puntual de contaminación constituida por una planta frigorífica.

Se realizaron 4 campañas de recolección de muestras de agua en perforaciones someras (entre 10 y 24 m de profundidad). Se midió "in situ": temperatura, pH, conductividad eléctrica y alcalinidad. En laboratorio se determinaron: componentes químicos mayoritarios, minoritarios y oligoelementos. Se calcularon parámetros estadísticos básicos y se realizó el estudio de las relaciones entre variables fisicoquímicas, basado en una matriz de coeficiente de correlación.

De acuerdo a los resultados obtenidos se observa que once muestras presentan contenidos de nitratos que sobrepasan los límites admisibles de calidad para aguas destinadas a consumo humano. La distribución de indicadores de contaminación tales como compuestos del ciclo del nitrógeno y alta correlación NO3 ^- /Cl ^- , elevadas concentraciones de cloruros, residuo seco y dureza permiten reconocer la existencia de una fuente de contaminación en la planta frigorífica.

This study evaluates groundwater quality for human consumption and impact of potential contamination sources in an area lies in north-side of General Pico city. A potential contamination source exist in this sector, a slaughterhouse.

Groundwater samples were collected from boreholes with deep range 10-24 meters.

Temperature, pH, electrical conductivity and alkalinity were measured "in situ". Analytical determinations for major and minor ions and trace elements were done in laboratory. Basic statistic parameters were calculated and descriptive and multivariate analysis were performed.

Results obtained shows that eleven groundwater samples have nitrate content greater than recommended for human consumption. Spatial distribution for some contamination indicators, as high concentrations of N2 compounds, high relationship NO3/Cl ^- and high values of chlorides, salinity and hardness, allow to indicate that the slaughterhouse should be a contamination source.

El valor de las aguas subterráneas como fuente de suministro de agua potable ha influido en el aumento de interés para la detección y control de su contaminación. La actividad humana produce gran cantidad de desechos de origen urbano, industrial y agrícola que introducen una alteración en el medio natural y crean un grado de deterioro ambiental que abarca desde los aspectos estéticos a los tóxicos, con incidencia en los acuíferos que se encuentran bajo las zonas donde se eliminan. En ese marco adquieren especial relevancia las tareas dedicadas a conocer el impacto de fuentes puntuales potencialmente contaminantes tales como vertederos de basuras, lagunas de líquidos cloacales, cámaras sépticas y pozos negros, aguas residuales industriales entre otras.

Para abordar esta problemática resulta necesario lograr un buen conocimiento de la fuente de contaminación y del comportamiento geoquímico de los contaminantes que produce y además de las características hidrogeológicas del área afectada. Esto permite evaluar los probables impactos y predecir los efectos de diferentes condiciones sobre la movilidad de los contaminantes, constituyéndose en la base de cualquier propuesta de protección y gestión de los recursos.

Los objetivos del presente trabajo son la evaluación de la calidad del agua subterránea para consumo humano y el efecto de probables fuentes de contaminación existentes en un sector de la planta urbana de la ciudad de General Pico.

La zona de estudio (Fig. 1), se sitúa al norte de la ciudad, tiene una superficie de 2 Km ² y está limitada por la avenida de circunvalación y por las vías del Ferrocarril Nacional General Domingo Faustino Sarmiento. Este sector de la ciudad no cuenta con servicio de agua potable ni red de saneamiento cloacal, por lo cual la población se abastece con agua proveniente de perforaciones domiciliarias someras y las aguas residuales son vertidas a fosas sépticas o pozos ciegos.

Dicho sector fue seleccionado por conocerse la existencia de una planta frigorífica que se dedica al procesamiento de liebres, la que constituye un foco potencial de contaminación debido a la "alta vulnerabilidad" que presenta el acuífero libre.

La ciudad de General Pico está comprendida en la denominada "Región Hídrica Subhúmeda Seca" (Cano et al.,1980) con una precipitación media anual para el período (1921-1995) de 758 mm y una temperatura media anual de 16,1ºC (Consorcio EIH y ENE-I, 1987).

Las características geomorfológicas de la zona permiten incluirla en la "Subregión de las Planicies Medanosas" (Cano et al.,1980), o en la "Llanura Pampeana de Modelado Eólico Superimpuesto" (Calmels, 1996), cuyas geoformas responden a la acción de un proceso eólico, de acumulación y deflación, que depositó y modeló una cubierta arenosa de espesor variable que constituye una geoforma elevada y elongada en sentido NNO- SSE (Malán,1983).

En lo que respecta a la geología, de acuerdo a los antecedentes regionales existentes basados en perforaciones efectuadas aproximadamente hasta 265 m de profundidad, en el subsuelo de la zona, entre 235 - 265 metros de profundidad se presentan areniscas cuarzosas, similares a las descriptas para el subsuelo del noroeste de la provincia de Buenos Aires, consideradas triásicas (Giai y Gatto Cáceres, 1996). La secuencia continúa con alrededor de 100 metros de arcillas verdes y castañas, arenas gruesas y medianas con arcillas grises intercaladas, atribuibles al Mioceno a las cuales suprayacen aproximadamente 137 metros de arenas finas a limosas consolidadas por material calcáreo cementante, con presencia de intercalaciones limo-arcillosas y de capas y nódulos de tosca, que se atribuyen a la Formación Cerro Azul (Linares et al.,1980), de edad Mioceno Superior (Goin y Montalvo, 1988). Finalmente en superficie, se encuentra una capa arenosa reciente, de potencia variable, desde unos decímetros en las depresiones, hasta 10 metros en los cordones medanosos, constituida por arenas gruesas a medianas, en parte sabulíticas, en la base y arenas más finas con abundante vidrio volcánico hacia la parte superior de la secuencia (Malán, 1983).

El carácter hidráulico de la secuencia descripta es el siguiente: las areniscas triásicas contienen acuíferos altamente salinos (Giai y Gatto Cáceres, 1996); las arcilitas miocenas son acuicludas a acuitardas en ciertos tramos; las areniscas limosas del "Pampeano" son acuíferas a acuitardas y por último, las arenas eólicas superiores son fuertemente acuíferas y favorecen la recarga local (Malán, 1983).

El área de estudio se ubica en una zona de conducción (Fig.1) con direcciones de flujo predominantes hacia el E-SE. La morfología freática es de tipo radial divergente, con gradientes hidráulicos medios de 1,3 x 10 ^-3 (Malán,1983).

El área de recarga que se advierte en el mapa piezométrico (Fig.1) se corresponde con un ambiente medanoso situado al NO de la ciudad de General Pico.

El acuífero libre puede dividirse en dos secciones coincidentes con las variaciones sedimentológicas: el acuífero alojado en la cubierta arenosa y el acuífero subyacente en el nivel areno-limoso.

Si bien tienen características hidráulicas bien definidas, están íntimamente relacionadas entre sí debido a que en la sección superior se infiltra la lluvia y permite la filtración vertical hacia los niveles inferiores (Consorcio EIH y ENE-I, 1987 y Malán, 1983).

El nivel freático se ubica a escasa profundidad, de acuerdo a datos de los piezómetros instalados en la región, el valor promedio es de 4 metros (Mariño y Bonorino, 1996).

Según los ensayos de bombeo realizados en la zona por Malán (1983), para el acuífero alojado en el nivel arenoso superior la permeabilidad promedio es de 20 m/día, la porosidad efectiva del 11% y el espesor saturado oscila entre los 3 y 6,50 metros. El acuífero desarrollado en el nivel limo-arenoso inferior, posee una permeabilidad promedio de 2 m/día y un coeficiente de almacenamiento de 2 x 10 ^-3 .

El tiempo de tránsito en la zona no saturada calculado por Dalmaso (1998) es de 3,1 años y la tabla 1 muestra los tiempos de tránsito en la zona saturada obtenidos para distintas distancias:

Tabla (1). - Tiempo de tránsito en la zona saturada.

Se realizaron 4 campañas de recolección de muestras. Se colectaron 39 muestras de agua en perforaciones someras (entre 10 y 24 m de profundidad) que aprovechan el nivel acuífero situado inmediatamente por debajo de la cobertura arenosa.

Las muestras fueron recogidas directamente de las perforaciones en funcionamiento. Las variables medidas "in situ" fueron: temperatura, pH, conductividad eléctrica y alcalinidad siguiendo las recomendaciones de Coleto y Maestro (1988). Una vez obtenidas las muestras se almacenaron en botellas de polietileno de 1 litro de capacidad, sin burbuja de aire y resguardadas de la luz hasta su llegada al laboratorio donde se determinó: residuo seco (105ºC) y dureza; componentes químicos mayoritarios: cloruros, sulfatos, carbonatos, bicarbonatos, calcio, potasio, sodio, magnesio y nitratos; componentes químicos minoritarios y oligoelementos: nitritos, amonio, fluoruros y arsénico. Las determinaciones analíticas se efectuaron en el Laboratorio de la Dirección de Aguas de la provincia de La Pampa mediante técnicas convencionales. Con el programa SYSTAT (Wilkinson, 1986) se realizó el estudio de las relaciones entre variables físico-químicas, basado en una Matriz de Coeficiente de Correlación.

La mayor parte de las muestras (56,9 %) corresponden a la facies bicarbonatada cálcica y/o magnésica, le siguen en proporción la del tipo bicarbonatada sódica (37,6%) y en un porcentaje sensiblemente menor (5,5%) la del tipo sulfatada y/o clorurada cálcica y/o magnésica. En relación con los aniones la mayoría de los puntos (94,5%) se encuentran dentro del campo de la facies bicarbonatada y el resto (5,5%) se sitúan en los límites de la facies mixta. Considerando los cationes, se observa un dominio de las facies mixta (48,7%) y sódico-potásica (37,8%). En porcentaje sensiblemente menor (13,5%) le sigue la facies magnésica.

En la tabla 2 se resumen los valores máximos, medios, mínimos y desvío estándar de las muestras de agua analizadas.

Tabla (2).- Parámetros estadísticos de interés de las variables analizadas.

La zona con mayor conductividad eléctrica (Fig.2) está ubicada en el sector Centro-E (> 1300 uS/cm) del área de estudio. Los máximos se localizaron en los puntos nº40 (1834 uS/cm) y nº7 (1685 uS/cm). La zona con menor conductividad está ubicada en el extremo NO (< 400 uS/cm) y el valor más bajo se registró en el punto nº3 (319 uS/cm). Los contenidos máximos de residuo seco (105ºC) se encuentran en los puntos nº40 (1390 mg/l), nº7 (1240 mg/l) y nº23 (1224 mg/l), en el punto nº19 (300 mg/l) se registró el valor mínimo (Fig.3).

Con respecto a los cloruros (Fig.4) los valores máximos se registran en los puntos nº7 y nº40 (304 y 192 mg/l respectivamente) y los mínimos en los puntos nº4, nº15 y nº37 (8 mg/l). Los nitratos (Fig.5) presentan valores entre 3 y 166 mg/l, localizándose el valor máximo en el punto nº33 (166 mg/l) y el mínimo en el punto nº15 (3 mg/l). Los mapas de conductividad (Fig. 2), residuo seco (Fig. 3), cloruros (Fig. 4) y nitratos (Fig. 5), concuerdan en mostrar que los valores más elevados coinciden con la ubicación de la planta frigorífica.

Teniendo como guía los valores de potabilidad para consumo humano según la OMS (Custodio y Llamas,1976), se puede observar con respecto a los puntos muestreados que hay parámetros que sobrepasan los valores de concentración máximos admitidos. Con respecto a la dureza, los puntos nº7 (796 mg/l) y nº23 (692 mg/l) superan la concentración máxima tolerable (500 mg/l). En cuanto a la concentración de nitrato los puntos nº6, nº7, nº21, nº23, nº28, nº29, nº33, nº37, nº38, nº39 y nº40 sobrepasan el valor máximo admitido (45 mg/l). El nitrito supera la concentración máxima aceptada (<0,1 mg/l) en los puntos nº39 (>2 mg/l), nº40 (>1,1 mg/l) y nº33 (>0,33 mg/l); las muestras nº39 y nº40 presentan concentraciones de amonio que es un componente que no debe estar presente en las aguas consideradas potables.

De acuerdo al test de significación de correlaciones (Merodio,1985) se indica para un intervalo de confianza del 99% que correlaciones mayores de 0,526 son significativas. Se exceptúan del análisis las correlaciones de residuo seco y conductividad con los aniones, así como las existentes entre dureza con calcio y magnesio y las de alcalinidad con carbonatos y bicarbonatos dado que se trata de variables inter-relacionadas entre sí, ya sea por su definición conceptual o por el método analítico empleado para su determinación. Se observa entonces que las correlaciones mas altas observadas entre especies iónicas son las de nitrato con calcio (0,78), con magnesio (0,75) y de calcio y magnesio entre sí (0,87). También es significativa la correlación de cloruro con nitrato (0,89), con calcio (0,71) y con magnesio (0,72). Se destaca del mismo modo la correlación de sodio con flúor (0,77) y sulfato con magnesio (0,55). En cuanto a las correlaciones entre las especies iónicas y el pH, éste muestra una correlación significativa con el ion sodio (0,68) y el flúor (0,55).

En la zona analizada se determinó la existencia de indicadores de contaminación: compuestos del ciclo del N, alta correlación NO3 ^- /Cl ^- , elevadas concentraciones de residuo seco y dureza. Se identifican dos potenciales fuentes de contaminación: la planta frigorífica y los pozos negros de las viviendas.

El vertido al acuífero de las aguas residuales de la planta frigorífica y de fosas sépticas o pozos negros de las viviendas del área podrían justificar una contaminación orgánica y biológica dado los altos valores registrados de nitratos, nitritos y amonio.

En la zona de estudio se observan diferentes especies iónicas del nitrógeno bajo la forma de amonio, nitritos y nitratos. Los contenidos determinados de este último compuesto son elevados en 11 muestras, sobrepasando los límites admisibles de calidad para aguas destinadas a consumo humano. Los valores más altos se observan en torno a la planta frigorífica (Fig. 5). La existencia del ion amonio en las muestras analizadas podría relacionarse con la sangre, vísceras, desechos de los animales faenados en la planta y también como producto del vertido de líquidos residuales provenientes de los pozos negros (Fetter, 1980; Kaçaro Glu y Gunay, 1997).

El nitrato en el agua subterránea puede derivar de varias fuentes puntuales y no puntuales, tales como residuos líquidos y sólidos urbanos e industriales, desechos de animales, descargas de líquidos cloacales a través de fosas sépticas y oxidación de materia orgánica en los suelos (Domenico y Schwartz, 1990 y Appelo y Postma, 1993).

Otro grupo de parámetros químicos indicadores de contaminación es el constituido por los cloruros, conductividad, residuo seco y dureza. Los mayores valores se dan en cercanías de la planta frigorífica (Figs. 4, 2 y 3 respectivamente) como en el caso de los elementos considerados en primer lugar. Los contrastes en las concentraciones entre pozos vecinos indicarían que las concentraciones anómalas son debidas a condiciones puntuales mas que regionales (Pacheco y Cabrera, 1997).

Entre las fuentes antropogénicas superficiales que pueden aportar cloruros al agua subterránea se encuentran los efluentes residuales industriales y urbanos entre los que se incluyen productos químicos para actividades de limpieza (Custodio y Llamas, 1976; Martínez Alfaro y Toledo Ubieto, 1981). Es de destacar la significativa correlación de NO3 ^- /Cl ^- (0,89) lo que indica que el agua subterránea seguramente ha sido afectada por líquidos residuales derivados de actividades humanas (Kehew et. al., 1996; Andreasen y Fleck, 1997).

Se observa una anomalía en la distribución natural de la conductividad eléctrica que ocurre en el entorno de la planta frigorífica (Fig. 2). Estos valores seguramente reflejan contaminación del agua subterránea debido a que los mismos coinciden con altas concentraciones de cloruros y nitratos principalmente. La contaminación urbana e industrial se manifiesta por un aumento de la salinidad en el agua, con el consecuente incremento de la conductividad debido a que esta es proporcional a la concentración total de sólidos disueltos (Estudio FAO, 1981).

Por último, otro indicador de contaminación es la dureza cuyos efectos son conocidos en la cocción de las legumbres, incrustaciones en las lavadoras y otros múltiples problemas que causan tanto en el ámbito doméstico como industrial. La degradación del agua subterránea por actividades domésticas e industriales produce un aumento de la dureza (Custodio y Llamas, 1976; Martínez Alfaro y Toledo Ubieto, 1981).

- La presencia de compuestos del ciclo del nitrógeno y alta correlación de NO3 ^- /Cl ^- , así como alta relación de Cl ^- /HCO3 ^- indican la afectación de las aguas subterráneas en el sector NE de la ciudad de General Pico por elementos contaminantes.

- Se han identificado dos potenciales fuentes contaminantes: la planta frigorífica y los pozos negros de las viviendas.

- La distribución de los indicadores de contaminación tales como nitratos, nitritos, amonio, cloruros, conductividad, residuo seco y dureza permite constatar la existencia de una fuente contaminante en la planta frigorífica

- Por todo lo expuesto, cabe resaltar que, sin lugar a dudas, queda planteada la necesidad de encarar estudios más complejos ya que la propia limitación del número de muestras analizadas para el presente trabajo condicionan el que dichos resultados constituyan tan solo una primera aproximación al estado de la contaminación de las aguas subterráneas en la zona. Además, el carácter puntual de estas muestras refleja únicamente la situación en un entorno muy reducido. Por todo ello, el presente trabajo debe ser considerado como un punto de partida para posteriores estudios. De esta manera, ampliando el número de muestras y de parámetros analizados (análisis microbiológicos, DQO y DBO, principalmente en aquellos pozos destinados a consumo humano), podrían resolverse ciertas dudas sobre el origen de los diferentes contaminantes, extender el muestreo a otras zonas y estudiar además la propagación y evolución de las plumas de contaminación. Esto permitiría un mejor conocimiento del estado de la contaminación en el acuífero y un mayor acercamiento a la situación real en términos espaciales y cuantitativos.

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