1contaminación del agua subterránea en un acuífero somero...

Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 6(13):133-155 2015

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1Contaminación del agua subterránea en un acuífero somero por nitratos y su

idoneidad para el riego.

Contamination of groundwater in shallow aquifer by nitrates and their suitability for

irrigation.

1Claudia Robles Pinedo, Dagoberto Chávez Carlos, Julián González Trinidad, Carlos

Francisco Bautista Capetillo, Hugo Enrique Júnez Ferreira.

(1)Universidad Autónoma de Zacatecas “Francisco García Salinas”, Maestría en Ingeniería Aplicada

con Orientación en Recursos Hidráulicos, Av. Ramón López Velarde # 801 Col. Centro Zacatecas

Zacatecas. C.P. 98068 Teléfono (492) 9256690 ext. 4254.

RESUMEN. En los últimos años se ha observado una degradación de la calidad de las

aguas subterráneas, está debida a la intensificación de la agricultura, el uso irracional de

fertilizantes químicos y el exceso de extracciones de agua para riego están estrechamente

relacionados a este fenómeno, en el Estado de Zacatecas México en la localidad de Zoquite

perteneciente al municipio de Guadalupe, se llevó a cabo este estudio con el objetivo de

cuantificar la cantidad de iones nitratos (NO3-) y verificar la idoneidad para el riego del

agua sustraída del subsuelo en esa región , esto se realizó mediante la recolección de 58

muestras de agua subterránea poco profunda en los meses de abril a mayo del 2014, el ion

nitrato se analizó a través de un Colorímetro HACH modelo DR/890, los iones sodio

(Na+), calcio (Ca2+), potasio (K+), magnesio (Mg2+), se analizaron por espectrometría de

absorción atómica en un ThermoScientific ICE AA 3300. Los parámetros físico-químicos

medidos fueron el potencial de hidrógeno (pH), conductividad eléctrica (CE) ,temperatura

(T) mediante un potenciómetro portátil Modelo HI 98129 marca HANNA, obteniendo

como resultados que todas las especies químicas antes mencionadas superan los límites

máximos permisibles por la NOM-127-SSA1-1994, haciendo esta agua no apta para su uso

y consumo humano. La mayoría de las muestras de agua se clasifican en general en C3-

S1, lo cual indica que el agua es utilizable para el riego pero con precauciones. Cabe

señalar que las muestras 15, 54 y 56, superan el límite máximo permisible de para el

nitrato con valores de 11.8, 11.3 y 11.4 mgL-1 respectivamente, lo cual representa un

riesgo para la salud.

Recibido: Mayo, 2015.

Aprobado: Julio, 2015


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ABSTRAC. In recent years there has been a degradation of the quality of groundwater is

due to the intensification of agriculture, the irrational use of chemical fertilizers and excess

water withdrawals for irrigation are closely related to this phenomenon, Zacatecas state of

Mexico in the town of Zoquite in the municipality of Guadalupe, was conducted this study

to quantify the amount of nitrate ions (NO-3) and verify suitability for irrigation

groundwater stolen in the region , this was done by collecting 58 samples of shallow

groundwater in the months of April and May 2014, the nitrate ion was analyzed through a

colorimeter HACH model DR / 890, the sodium ions (Na +), calcium (Ca2 +), potassium

(K+), magnesium (Mg2+), were analyzed by atomic absorption spectrometry on a

ThermoScientific ICE AA 3300. The measured physicochemical parameters were the

hydrogen potential (pH), electrical conductivity (EC), temperature (T) using a portable

potentiometer brand Model HI 98129 HANNA, obtaining as results all chemical species

mentioned above exceed the maximum permissible limits for the NOM-127-SSA1-1994,

making this water unfit for human use and consumption. Most water samples generally

classified C3-S1, which indicates that water is usable for irrigation Cautiously. Note that

samples 15, 54 and 56, exceeds the maximum allowable limit for nitrate values of 11.8,

11.3 and 11.4 mgL-1 respectively, which represents a health risk.

Palabras claves: acuífero somero, agua para riego, contaminación, nitratos, sistemas de

información geográfica (SIG).

Key words: shallow aquifer, water for irrigation, pollution, nitrates, geographic

information systems (GIS).

INTRODUCCIÓN

El ion nitrato es la forma termodinámica estable del nitrógeno combinado en los sistemas

acuosos y terrestres oxigenados, de forma que hay una tendencia de todos los materiales

nitrogenados a ser convertidos a nitratos en estos medios. Las pequeñas cantidades de

nitrógeno que contienen las rocas ígneas pueden proporcionar algún nitrato a las aguas

naturales en el proceso de meteorización.

Todos los compuestos del nitrato son altamente solubles en agua y cualquiera de ellos que

se forme en este proceso, se encontrará en solución. Los minerales que contienen nitratos


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son muy raros, solamente los salitres (nitrato de sodio y nitrato de potasio) son los más

difundidos (Pacheco y Cabrera, 2003).

Los nitratos en las aguas superficiales y subterráneas se derivan de la descomposición

natural, por microorganismos, de materiales nitrogenados orgánicos como las proteínas de

las plantas, animales y excretas de animales. El ion amonio formado se oxida a nitritos y

nitratos según un proceso de oxidación biológica (nitrificación) en dos fases:

2NH4+ + 2OH- + 3O2 2NO2

- + 2H+ + 4H2O (1)

2NO2 - + O2 2 NO3

– (2)

Estas dos reacciones son mediadas por distintos microorganismos: la primera reacción por

bacterias Nitrosomonas y la segunda, por bacterias Nitrobacter, las cuales obtienen casi

toda su energía de la oxidación de nitritos. Aunque la presencia natural de nitratos y nitritos

en el medio ambiente es una consecuencia del ciclo del nitrógeno, por lo común los nitritos

se encuentran en muy bajas concentraciones (OPS., OMS., 1980).

La comprensión del nitrato en el agua subterránea es vital para la gestión de los riesgos

asociados a la contaminación por nitratos, y para garantizar el abastecimiento de aguas

subterráneas y aguas superficiales subterráneas-dependientes. La desnitrificación (Figura

1), se centra en el proceso de atenuación dominante del nitrato en el agua subterránea,

respecto al medio ambiente debajo de la superficie e implica la reducción de nitrato a través

de una cadena de reacciones de reducción microbiana de gas nitrógeno. Como las bacterias

desnitrificantes son esencialmente omnipresente en el subsuelo, los factores limitantes

críticos son el oxígeno y la concentración de donador de electrones. La variabilidad en otras

condiciones ambientales tales como la concentración de nitrato, la disponibilidad de

nutrientes, pH, temperatura, presencia de toxinas y aclimatación microbiana parece ser

menos importante, sólo ejerciendo influencias secundarias sobre las tasas de

desnitrificación. El destino del oxígeno rechazado en cada paso del proceso de

desnitrificación depende del donador de electrones presente. Si el carbono orgánico es el

donante de electrones, el oxígeno forma iones de bicarbonato y dióxido de carbono; si un

mineral de sulfuro es el donante de electrones, se forman iones sulfato por lo tanto en el

proceso de desnitrificación la producción de bicarbonato y dióxido de carbono ayuda a

amortiguar el pH de las aguas subterráneas en torno a las condiciones neutras más

favorables para el proceso de desnitrificación, condiciones básicas y neutras favorecen la

liberación de N2 en lugar de N2O (Rivett y col., 2008).


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Figura 1. El ciclo del nitrógeno y su influencia en el medio acuático.

Nitrato resultante de fertilizantes nitrogenados utilizados en la agricultura es un

contaminante generalizado de las aguas subterráneas poco profundas y causa efectos

adversos en la salud humana, animal y la salud del ecosistema (Thayalakumaran y col.,

2008). En muchos países, la preocupación pública por el deterioro de la calidad de las

aguas subterráneas, de la contaminación por nitratos ha crecido significativamente en los

últimos años. Esta preocupación se ha centrado cada vez más en fuentes antropogénicas

como la posible causa del problema, por lo tanto la caracterización de fuentes de nitrógeno

y la identificación de áreas con fuertes cargas de nitrógeno desde fuentes puntuales y no

puntuales es importante para los planificadores del uso del suelo, reguladores ambientales,

y es esencial para el desarrollo de modelos de transporte y destino de este (Almasri y

Kaluarachchi, 2007).

La determinación de las zonas donde el agua subterránea está en riesgo de contaminación

por nitratos y los factores que influyen en la presencia de nitrato en el agua subterránea

representa un paso importante en el manejo y la protección de este recurso y la salud

humana (Masetti y col., 2008).

Algunos autores han sugerido el uso del nitrato como trazador para estimar la recarga

debido a su solubilidad y movilidad (Qiufang y col., 2010). Por otra parte durante su

transporte el nitrato se puede reducir a amoníaco o puede ser absorbido por las plantas

dentro de la zona de raíces y ser removido del sistema del suelo, condiciones que hacen

difícil totalizar la cantidad de trazador (Healy y Cook, 2002).

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135408002984#gr2


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El impacto en la salud más común de consumo de nitratos es un trastorno de la sangre

llamado "metahemoglobinemia", comúnmente conocida como el síndrome del bebé azul ya

que tiene el potencial de cambiarla hemoglobina de las células rojas de la sangre en

metahemoglobina. En consecuencia, el consumo de agua contaminada, comer verduras

estropeadas, jugo o conservas, y la ingesta oral directa de nitrito de sodio puede causar

metahemoglobinemia. Además, los niños tienen una menor actividad de la reductasa B5 en

sus glóbulos rojos que los adultos, por lo tanto, el riesgo que supone para los niños es

mucho mayor. En segundo lugar, el nitrito formado a través de la reducción de nitrato en el

cuerpo humano puede reaccionar con aminas secundarias para formar nitrosaminas, que

pueden ser cancerígenos. Los altos niveles de nitratos también pueden ser la causa del

aumento de riesgo de infecciones de las vías respiratorias y el desarrollo de bocio en los

niños (Doy col., 2013).

Grinsven y col., (2006) de acuerdo a estudios tanto experimentales y epidemiológicos que

indican posibles efectos crónicos de salud asociados con el consumo de elevados niveles

de nitrato de agua potable, aunque no hay una coherencia en todos los estudios.

Los objetivos de esta investigación fueron: evaluar las concentraciones de los iones nitrato

(NO3-), sodio (Na+), calcio (Ca2+), potasio (K+) en la zona de riego de Zóquite, Guadalupe

Zacatecas y determinar la idoneidad del agua subterránea para su uso en riego.

Calidad del agua subterránea para el riego

Las "características" son las que influyen en la idoneidad del agua para un uso

determinado. Para el riego de manera sostenible, es esencial conocer la calidad del agua.

Incluso el agua de una calidad razonable puede afectar negativamente al suelo si los niveles

de salinidad se concentran en el tiempo. Al considerar la posibilidad o no de incorporar el

riego como práctica agrícola, es importante evaluar las características de calidad del agua,

la idoneidad del suelo, y las limitaciones de los cultivos. Directrices para la calidad del

agua de riego ha sido establecido por la Organización Mundial de la Agricultura y la

Alimentación, FAO (FAO Riego y Drenaje No. 29 Rev.1). La guía se basa en la suposición

de que los suelos son franco arenosos a suelos franco arcillosos, tienen un buen drenaje, se

encuentran en climas árido a semi-áridos, el riego es por aspersión o superficial, las

profundidades de las raíces son normales para el suelo, y que las directrices son sólo

aproximadas (CE. TSD, Na, entre otros). Amplias desviaciones de los supuestos de la guía


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en una situación particular puede dar lugar a juicios erróneos sobre la usabilidad de un

suministro de agua en particular (Ali ,2010).

EC (conductividad eléctrica) y Na+ (sodio) juegan un papel vital en la idoneidad del agua

para riego. El alto contenido de sal en el agua de riego provoca un aumento en la presión

osmótica de la solución del suelo. Las sales además de afectar el crecimiento de las plantas

directamente, también afectan a la estructura del suelo, la permeabilidad y la aireación que

afectan indirectamente al crecimiento de las plantas. La idoneidad de agua para el riego se

puede estimar por medio de muchos factores determinantes, sin embargo, relación de

adsorción de sodio (SAR), por ciento de sodio (Na%), índice de permeabilidad (PI) son

algunos de estos (Ketata y col., 2012). Los efectos de largo plazo del agua de riego en las

propiedades físicas del suelo y la productividad de los cultivos depende de concentraciones

totales de sal, sodio, bicarbonato y carbonato de agua de riego, así como las propiedades

físicas iniciales del suelo (Yidana y col., 2007).

La relación de absorción de sodio (SAR) describe la cantidad de exceso de sodio en

relación al calcio y magnesio. Indica el potencial del agua para provocar condiciones

sódicas y la estructura de los suelos pobres.

La RAS se define por la siguiente ecuación:

21

MgCa

NaSAR

(3)

Una alta concentración de carbonato y bicarbonato presente en el agua hará que precipite el

calcio y magnesio aumentando así la concentración relativa de sodio, acrecentando así el

índice de SAR (Ali, 2010).

Las aguas de riego se clasifican utilizando la relación de adsorción de sodio (SAR) con

respecto a la concentración iónica (CE), mediante el diagrama propuesto por Richard en

1954 donde la clasificación se basa principalmente en el efecto del ion sodio adsorbido,

sobre las condiciones físicas del suelo, es decir, se predice el efecto del sodio del agua de

riego que pasará a formar parte del suelo.

El U.S. Salinity Laboratory (Riverside, California) en 1954, estableció la clasificación de

aguas teniendo en cuenta la conductividad eléctrica (figura 2). Posteriormente, dicha

clasificación fue ampliada por Thorne y Peterson (Can, 2011).


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Chenini (2009) concluyó que los informes disponibles de una variedad de regiones

agroclimáticas en el mundo indican que la respuesta de calidad de agua del cultivo está

muy influenciada por los factores locales predominantes, incluidas las prácticas y las

condiciones de campo. Estos factores varían ampliamente entre las regiones agrícolas. Por

lo tanto, es de primordial importancia para establecer criterios específicos a nivel local en la

definición de estrategias adecuadas para la calidad del uso del agua de riego. Estos criterios

deben tener en cuenta el riego local y prácticas agrícolas (incluyendo método de riego y el

momento, prácticos valores de fracción de lixiviación y el uso de fertilizantes).

Figura 2. Diagrama para la clasificación de las aguas para riego agrícola

Cuando la cantidad de sales que entran en la solución del suelo exceden a la cantidad que es

removida por el agua de riego en su movimiento a través del perfil suelo se presentan

problemas los cuales pueden variar en clase y magnitud dependiendo de la concentración y

del tipo de sales disueltas, ya que los suelos y las plantas reaccionan de manera diferente a


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diferentes sales. En la tabla 1, se detallan las determinaciones de laboratorio y los cálculos

necesarios para evaluar la calidad de una agua para riego (García, 2012).

Tabla 1. Determinaciones de laboratorio necesarias para evaluar la calidad del agua de

riego (Adaptado de Ayers y Wescot, 1985)

MATERIALES Y MÉTODOS

Área de estudio

La localidad de Zóquite, cuenta con una población de 3,346 habitantes, se ubica en el

municipio Guadalupe en el estado de Zacatecas en las coordenadas geográficas latitud 22º

48’ 34” y longitud 102º 26’ 57” a una altura de 2150 metros sobre el nivel del mar, (figura

3). (INEGI 2010). El clima es templado, registra una temperatura media de 16.7 º C con

una precipitación mínima de 220 mm y una media anual de 449.9 milímetros. Los vientos


141

dominantes en primavera son al sur, sureste, este noreste y sureste con una velocidad de 8

kmhr-1, del sureste de 14 kmhr-1 y oeste de 3 kmhr-1; en invierno del sur, sureste, este,

noreste y oeste de 8 kmhr-1 por hora y del norte 3 kmhr-1. La principal actividad económica

es la agrícola, actividad que es auxiliada con riegos utilizando agua residual no tratada,

extraída de un canal que pasa por la zona este del área estudiada.

La zona de estudio se localiza dentro del acuífero de Chupaderos, que por su geología

subterránea está constituido de capas de conglomerados pobremente compactados,

formados por gravas en matriz arenosa, con alta permeabilidad, en su superficie capta el

agua de lluvia por infiltración. Funciona como acuífero libre o freático, localizándose los

niveles piezométricos más profundos en la parte norte, y los someros en la porción sur del

área (CONAGUA, 2002).

Figura 3. Localización de la zona de estudio


142

Toma de muestras y métodos de análisis

Se recolectaron muestras de agua subterránea durante el periodo de abril a mayo de 2014 en

norias de uso agrícola, distribuidas como se visualiza en la figura 4., se utilizó el método

estadístico de muestreo simple aleatorio obteniendo un total de 58 muestras. Para evitar una

posible contaminación los contenedores de las muestras fueron remojados previamente en

una solución libre de sulfatos y luego enjuagados con agua desionizada, se realizaron

mediciones de Temperatura (C), potencial de hidrogeno (pH) y conductividad eléctrica

(CE) utilizando un potenciómetro portátil Modelo HI 98129 marca HANNA. Los Nitratos

se analizaron por colorimetría bajo la norma MNX-AA-079-SCFI-2001, utilizando el

equipo HACH modelo DR/890, por el método de sulfato de brucina. La brucina es un

complejo que reacciona con los nitratos bajo condiciones ácidas y temperatura elevada para

producir un complejo de color amarillo. Generalmente las muestras deben ser diluidas para

obtener una concentración de nitrógeno de nitratos en el intervalo de concentraciones de 0.1

mgL-1 a 1.0 mgL-1. La intensidad del color desarrollado es función del tiempo y la

temperatura; ambos factores deben ser cuidadosamente controlados. La determinación de

los cationes Na+, Ca2+, K+ y Mg2+, se realizó por espectrometría de absorción atómica,

determinados en el equipo ThermoScientific ICE AA 330. Bajo la norma NMX-AA-051-

SCFI-2001.). Las mediciones se hicieron con equipo y material del Laboratorio de

Ingeniería Sanitaria y Ambiental del programa Académico de Ingeniería Civil y la Maestría

en Ingeniería Aplicada con Orientación en Recursos Hidráulicos de la Unidad Académica

de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Zacatecas “Francisco García Salinas”.

Un receptor de sistema de posicionamiento global GPS eTrex Vista® HCx fue usado para

georreferenciar la ubicación de cada uno de los aprovechamientos en los que se tomó la

muestra. La distribución espacial de las concentraciones de los nitratos, del agua

subterránea fue realizada mediante el software del sistema de información geográfica

(ArcGis 9.3).


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Figura 4. Distribución de los pozos muestreados en la zona riego

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados obtenidos en esta investigación se presentan a continuación:

En la tabla 2 se presentan los resultados de las mediciones realizadas en campo para cada

uno de los parámetros.

Tabla 2. Valores obtenidos del muestreo en campo

Muestra Designación Coordenadas Geográficas pH CE (μScm-1) T(°C)

Latitud Longitud

1 Riego 22°46'1.01" 102°26'11.30" 7.41 1860 20

2 Riego 22°46'0.03" 102°26'18.08" 7.13 1520 21.2

3 Riego 22°46'00.4" 102°26'00.06" 7.29 1230 21.8

4 Riego 22°45'58.6" 102°25'54.00" 7.37 1260.00 20.10


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Tabla 2. Valores obtenidos del muestreo en campo (continuación)

Muestra Designación Coordenadas Geográficas

pH CE (μS/cm) T(°C) Latitud Longitud

5 Riego 22°46'35.8" 102°25'54.20" 7.38 1950.00 21.70

6 Riego 22°46'39.8" 102°26'03.00" 7.33 1970.00 21.10

7 Riego 22°46'39.9" 102°26'07.70" 7.43 1810.00 20.60

8 Riego 22°46'18.7" 102°25'54.3" 7.29 1890.00 22.20

9 Riego 22°46'22.1" 102°26'22.00" 7.48 1930.00 20.60

10 Riego 22°46'24.0" 102°26'13.90" 7.30 1730.00 20.90

11 Riego 22°47'0.58" 102°25'57.10" 7.48 1700.00 18.00

12 Riego 22°47'11.4" 102°25'54.80" 7.50 1750.00 18.90

13 Riego 22°46'57.3" 102°26'02.80" 7.49 1700.00 19.50

14 Riego 22°47'20.7" 102°25'42.90" 7.50 2000.00 19.60

15 Riego 22°47'47.8" 102°25'43.70" 7.44 1590.00 20.60

16 Riego 22°47'52.0" 102°25'37.40" 7.38 1680.00 19.50

17 Riego 22°47'46.6" 102°25'22.40" 7.40 1720.00 20.10

18 Riego 22°47'24.9" 102°25'29.70" 7.29 1440.00 20.90

19 Riego 22°47'26.2" 102°25'35.10" 7.28 2410.00 20.50

20 Riego 22°47'06.9" 102°25'36.30" 7.26 1740.00 19.80

21 Riego 22°47'06.3" 102°25'31.30" 7.00 2520.00 20.20

22 Riego 22°48'08.0" 102°25'12.60" 7.20 1840.00 22.20

23 Riego 22°48'17.9" 102°25'02.50" 6.80 2320.00 21.30

24 Riego 22°48'19.7" 102°25'09.20" 7.03 1840.00 21.00

25 Riego 22°48'14.8" 102°25'10.10" 7.01 2050.00 20.90

26 Riego 22°48'16.8" 102°25'17.40" 7.00 1180.00 21.60

27 Riego 22°48'28.4" 102°25'20.50" 7.11 2060.00 22.10

28 Riego 22°48'32.4" 102°25'13.50" 7.14 1080.00 21.30

29 Riego 22°48'35.8" 102°25'27.70" 7.33 960.00 22.50

30 Riego 22°48'35.8" 102°25'25.20" 7.27 1230.00 22.60

31 Riego 22°48'35.7" 102°25'25.10" 7.45 960.00 21.50

32 Riego 22°48'50.6" 102°25'18.0" 7.27 1170.00 20.30

33 Riego 22°48'58.0" 102°25'27.90" 7.37 1260.00 19.80

34 Riego 22°48'50.6" 102°25'21.50" 7.27 1180.00 21.90

35 Riego 22°48'52.4" 102°25'13.00" 7.17 1650.00 21.20

36 Riego 22°48'39.8" 102°25'22.90" 7.38 770.00 21.80

37 Riego 22°48'38.9" 102°25'17.70" 7.18 1900.00 20.9

38 Riego 22°48'44.4" 102°25'3.04" 7.00 2800.00 20.3

39 Riego 22°48'35.6" 102°25'00.60" 7.05 2310.00 19.5

40 Riego 22°48'40.7" 102°24'49.10" 6.94 2500.00 20.00

41 Riego 22°48'40.6" 102°24'51.60" 7.55 800.00 21.40


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Tabla 2. Valores obtenidos del muestreo en campo (continuación)

Muestra Designación Coordenadas Geográficas

pH CE (μS/cm) T(°C) Latitud Longitud

42 Riego 22°45'49.2" 102°25'58.20" 7.11 1310.00 19.80

43 Riego 22°46'12.1" 102°25'59.80" 7.26 1610.00 19.30

44 Riego 22°46'02.7" 102°26'24.40" 7.70 1140.00 20.20

45 Riego 22°46'06.3" 102°26'12.40" 7.03 1620.00 19.20

46 Riego 22°46'09.0" 102°26'18.80" 7.05 1790.00 19.70

47 Riego 22°46'09.0" 102°26'06.8" 7.22 1550.00 19.80

48 Riego 22°46'20.8" 102°26'06.00" 7.04 1890.00 19.20

49 Riego 22°46'21.4" 102°26'06.30" 7.11 1940.00 19.80

50 Riego 22°46'18.4" 102°25'54.20" 7.14 760.00 20.00

51 Riego 22°46'12.6" 102°26'25.00" 7.56 1710.00 19.90

52 Riego 22°46'29.6" 102°26'07.8" 7.32 1750.00 21.00

53 Riego 22°46'29.5" 102°26'01.30" 7.16 1800.00 19.80

54 Riego 22°47'09.4" 102°25'43.40" 6.99 1700.00 19.90

55 Riego 22°47'15.6" 102°25'36.40" 6.87 2030.00 19.30

56 Riego 22°47'39.7" 102°25'45.10" 6.95 1670.00 21.20

57 Riego 22°47'45.3" 102°25'44.00" 6.98 1700.00 21.50

58 Riego 22°48'42.9" 102°25'10.60" 7.14 1060.00 19.80

En las tablas anteriores se observa que el pH de las muestras oscilan entre 6.80 a 7.70, con

una media de 7.24, no hay muestras con valores fuera de los límites convenientes. Para la

conductividad eléctrica según determinaciones de laboratorio necesarias para evaluar la

calidad del agua de riego (Adaptado de Ayers y Wescot, 1985), las muestras están dentro

del rango usual, la temperatura se observa poco variable.

La tabla 3 muestra los valores obtenidos en el laboratorio para los nitratos y las demás

especies químicas a estudiar.

Cuadro 3. Valores obtenidos para el nitrato y otros iones mayores

Muestra Designación Nitratos

mgL-1 Ca mgL-1 Na mgL-1 K mgL-1 Mg mgL-1

1 Riego 6.4 203.17 112.00 17.83 56.26

2 Riego 3.9 190.02 105.03 13.06 47.57

3 Riego 3.0 133.68 81.87 12.32 47.48

4 Riego 8.8 126.80 79.80 15.29 69.03

5 Riego 4.6 237.61 155.74 17.18 76.28


146

Cuadro 3. Valores obtenidos para el nitrato y otros iones mayores (continuación)

Muestra Designación Nitratos mgL-1

Ca mgL-1 Na mgL-1 K mgL-1 Mg mgL-1

6 Riego 6.4 209.29 156.49 14.41 83.69

7 Riego 6.1 185.20 165.90 13.36 80.08

8 Riego 5.6 182.83 174.08 10.61 80.14

10 Riego 5.1 176.18 143.69 12.48 67.05

11 Riego 8.1 155.44 144.60 11.74 79.87

12 Riego 2.8 171.05 153.74 13.83 76.65

13 Riego 6.0 154.21 154.76 13.25 77.54

14 Riego 6.1 195.85 159.42 13.24 84.82

15 Riego 11.8 150.41 120.25 10.19 76.37

16 Riego 9.3 40.44 166.14 12.67 75.12

17 Riego 5.3 248.94 126.18 17.91 88.76

18 Riego 6.9 221.34 129.78 18.08 82.75

19 Riego 3.6 301.61 183.26 19.20 106.65

20 Riego 2.9 325.56 214.31 22.77 119.10

21 Riego 6.2 302.39 184.42 18.18 112.54

22 Riego 5.9 220.12 125.07 21.82 91.27

23 Riego 5.8 265.34 134.48 22.11 115.48

24 Riego 2.9 242.90 136.15 19.60 91.99

25 Riego 4.8 220.08 119.84 19.82 90.90

26 Riego 4.0 271.02 159.55 15.25 95.20

27 Riego 5.6 207.00 156.54 13.19 91.60

28 Riego 2.5 224.59 163.16 12.73 90.89

29 Riego 2.7 66.87 56.44 5.80 58.63

30 Riego 6.6 104.48 67.53 7.36 68.27

31 Riego 4.2 71.02 50.74 5.78 62.94

32 Riego 5.1 90.96 57.94 6.18 73.75

33 Riego 4.6 85.54 90.21 5.22 79.49

34 Riego 5.6 91.60 61.92 6.31 79.01

35 Riego 4.7 160.90 108.73 9.87 82.88

36 Riego 5.1 99.09 66.85 8.19 62.93

37 Riego 7.2 183.55 150.73 13.21 89.61

38 Riego 4.5 362.66 178.69 19.73 137.78

39 Riego 9.7 238.21 158.49 18.21 98.59

40 Riego 7.7 297.41 142.93 22.22 126.55

41 Riego 2.2 75.00 39.53 13.15 45.27

42 Riego 4.8 120.72 101.48 18.24 53.83


147

Cuadro 3. Valores obtenidos para el nitrato y otros iones mayores (continuación)

Muestra Designación Nitratos mgL-1

Ca mgL-1 Na mgL-1 K mgL-1 Mg mgL-1

43 Riego 5.3 169.82 138.38 16.76 55.98

44 Riego 4.8 227.36 124.68 13.28 59.78

45 Riego 4.7 188.90 134.07 14.53 56.98

46 Riego 7.4 221.75 122.96 15.02 67.67

49 Riego 7 253.83 146.69 17.35 77.41

50 Riego 4.3 174.30 107.38 16.65 52.17

51 Riego 4.9 167.29 151.37 17.27 76.00

52 Riego 5.9 231.73 189.14 20.18 80.84

53 Riego 6.1 230.50 145.09 20.56 78.47

54 Riego 11.3 252.43 181.22 18.21 91.79

55 Riego 3.5 315.68 186.97 20.10 119.39

56 Riego 11.4 152.71 132.57 11.84 82.43

57 Riego 10.9 152.07 132.75 10.79 81.00

58 Riego 8.4 298.28 176.89 14.36 122.92

Análisis Geoestadístico

En este estudio no se realizó ninguna transformación a los datos, se modelo entonces la

variabilidad espacial del nitrato, con el fin de identificar el método geoestadístico apropiado

de interpolación espacial adecuado eligiendo el Kriging ordinario La distribución espacial

de los parámetros químicos del agua subterránea se analizó mediante el software ArcGis

9.3, obteniendo así los valores presentados en la tabla 4; medidas de tendencia central,

coeficiente de curtosis y oblicuidad, estos valores estadísticos pueden ser utilizados para

verificar de la distribución normal de las variables y su relación espacial, generando y

cotejando visualmente el histograma para cada uno de los parámetros

Tabla 4. Estadísticas de algunos parámetros analizados

Parámetro

mgL-1 Mínimo Máximo Media

Desvi.

Estándar

Coef. de

asimetría Curtosis Mediana

NO-3 2.200 11.800 5.93 2.3170 0.7934 3.2120 5.60

Ca 2+ 40.437 362.660 193.70 0.4414 0.0124 2.6654 189.46

Na+ 39.533 214.310 133.47 39.648 0.5435 2.7435 137.27

K+ 5.2243 22.767 14.77 4.5262 0.3303 2.4432 14.467

Mg 2+ 45.272 137.780 80.74 20.657 0.6347 3.2574 79.251


148

En la figura 5 se presenta el comportamiento de los (N-NO3-), el histograma nos

proporciona una idea de cómo están distribuidos los datos, se observa que los datos no

están dispersos la moda y la mediana no son diferentes por lo cual los datos obedecen a una

distribución normal.

Figura 5. Histograma de nitratos

Los semivariogramas se calcularon después de la normalización de datos, el Kriging

ordinario se aplicó en este cálculo. La figura 6 muestra el semivariograma experimental

(puntos de dispersión) en torno al modelo de semivariograma omnidireccional (línea

morada).

Figura 6. Semivariograma de nitratos

Data 10

Frequency 10

0.22 0.32 0.41 0.51 0.6 0.7 0.8 0.89 0.99 1.08 1.180

0.26

0.52

0.78

1.04

1.3


149

El nitrógeno puede aparecer en forma de NH3. NH4+ y, por oxidación estas formas

reducidas pueden transformarse en N2, (gas) y, finalmente en NO-3 que es la forma más

usual y estable en que el nitrógeno se presenta en las aguas subterráneas. Los procesos de

oxidación-reducción de las especies nitrogenadas en el agua están influenciados por

fenómenos biológicos y, en consecuencia, los productos finales dependerán del número y

tipo de organismos que intervengan en ellos, por otra parte el tipo de contaminación a que

es debida su presencia en el agua subterránea está relacionado con las actividades urbanas,

industriales y ganaderas y muy frecuentemente, con carácter no puntual con las prácticas de

abonados intensivos inadecuados con compuestos nitrogenados (Porras y col., 1985).La

distribución espacial de los nitratos en la zona de estudio se muestra en la figura 7.donde

se puede observar que la diseminación del nitrato comienza con las concentraciones más

elevadas en el lado este, junto a el canal de aguas residuales no tratadas.

Figura 7. Distribución espacial del nitrato (NO-3)


150

Calidad del agua para riego

La calidad del agua para el riego puede variar significativamente según el tipo y cantidad

de sales disueltas; éstas se encuentran en concentraciones relativamente pequeñas, por lo

regular tienen su origen en la disolución e intemperización de las rocas de la corteza

terrestre. La calidad del agua depende de la geología y el ecosistema local, así como el uso

humano.

Las dos medidas más comunes e importantes son el contenido de sales disueltas en el agua

y la cantidad de sodio las cuales se muestran en la tabla 5.

Tabla 5. Clasificación del agua de riego

Muestra Conductividad eléctrica (μ Scm-1) RAS Clasificación

1 1860 1.787 C3-S1

2 1520 1.760 C3-S1

3 1230 1.544 C3-S1

4 1260 1.411 C3-S1

5 1950 2.243 C3-S1

6 1970 2.305 C3-S1

7 1810 2.556 C3-S1

8 1890 2.692 C3-S1

9 1930 2.834 C3-S1

10 1730 2.329 C3-S1

11 1700 2.341 C3-S1

12 1750 2.446 C3-S1

13 1700 2.528 C3-S1

14 2000 2.388 C3-S1

15 1590 1.985 C3-S1

16 1680 3.551 C3-S1

17 1720 1.742 C3-S1

18 1440 1.883 C3-S1

19 2410 2.302 C4-S1

20 1740 2.575 C3-S1

21 2520 2.291 C4-S1

22 1840 1.783 C3-S1

23 2320 1.729 C4-S1


151

Tabla 5. Clasificación del agua de riego (continuación)

Muestra Conductividad eléctrica (mScm-1) RAS Clasificación

24 1840 1.881 C3-S1

25 2050 1.710 C3-S1

26 1180 2.117 C3-S1

27 2060 2.270 C3-S1

28 1080 2.314 C3-S1

29 960 1.210 C3-S1

30 1230 1.257 C3-S1

31 960 1.052 C3-S1

32 1170 1.090 C3-S1

33 1260 1.680 C3-S1

34 1180 1.140 C3-S1

35 1650 1.729 C3-S1

36 760 1.287 C3-S1

37 1900 2.272 C3-S1

38 2800 2.019 C4-S1

39 2310 2.173 C4-S1

40 2500 1.744 C4-S1

41 800 0.886 C3-S1

42 1310 1.924 C3-S1

43 1610 2.346 C3-S1

44 1140 1.896 C3-S1

45 1620 2.188 C3-S1

46 1790 1.849 C3-S1

47 1550 2.069 C3-S1

48 1890 1.870 C3-S1

49 1940 2.062 C3-S1

50 750 1.827 C3-S1

51 1710 2.428 C3-S1

52 1750 2.717 C3-S1

53 1800 2.099 C3-S1

54 1700 2.475 C3-S1

55 2030 2.267 C3-S1

56 1670 2.141 C3-S1

57 1700 2.155 C3-S1

58 1060 2.169 C3-S1


152

En la figura 8, se puede observar que es un agua baja en sodio y que es de una salinidad

alta que puede usarse para riego en suelo de buen drenaje .a continuación se describen las

modalidades de los tipos de agua obtenida, cabe mencionar, que algunos cultivos y tipos de

terreno son más sensibles a ciertas condiciones.

La clase C3: se trata de salinidad alta, debe usarse en suelos de permeabilidad moderada a

buena, y aun así, efectuar riegos de lavado para evitar que se acumulen las sales en

cantidades nocivas para las plantas.

Clase C4: se dice con alto peligro de salinidad.

Clase S1: se dice que es de bajo peligro de sodificación, puede usarse en casi todos suelos

sin riesgo de que el nivel de sodio se eleve demasiado (Pérez 2011).

Figura 8. Diagrama de clasificación de las aguas para riego agrícola

CONCLUSIONES

El contenido de iones en el agua como sodio (Na+), calcio (Ca2+), potasio (K+) y nitrato

(NO3-), superan los límites máximos permisibles por la NOM-127-SSA1-1994, haciendo

esta agua no apta para uso ni consumo humano. Pero de acuerdo con las (Determinaciones


153

de laboratorio necesarias para evaluar la calidad del agua de riego (Adaptado de Ayers y

Wescot, 1985), se concluye que el agua se encuentra dentro de los rangos usuales.

La mayoría de las muestras de agua se clasifican en general en C3-S1, lo cual indica que el

agua es utilizable para el riego pero con precauciones, y solo algunas de las muestras se

colocaron en la clase C4-S1 siendo también aceptable pero de alto peligro de salinidad.

Cabe señalar que las muestras 15, 54 y 56, superan el límite máximo permisible para el

nitrato con valores de 11.8, 11.3 y 11.4 mgL-1 respectivamente, lo cual puede atribuirse a

que dichos pozos se encuentran localizados en las cercanías con el canal de aguas

residuales que colinda con la zona de riego.

En cuanto a las distribuciones de las entidades en la geografía se puede concluir que

(distribución de los nitratos) la mayor concentración está dada en la parte este de la zona

de estudio donde los aprovechamientos están situados muy cerca de las márgenes del canal

de agua residual (Figura 7).

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