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Hernández García, M. E. y Fernández Ruiz, L. 2002. Presencia de arsénico de origen natural en las aguas subterráneas del acuífero detrítico del Terciario deMadrid.ISSN: 0366-0176Boletín Geológico y Minero, 113 (2): 119-
Introducción El acuífero detrítico del Terciario de Madrid, declara-do como recurso de vital importancia para el abaste-cimiento de agua de la Comunidad de Madrid segúnel Plan Hidrológico de la cuenca del Tajo (BOE de30/8/1999), se ha visto amenazado por la presencia dearsénico en algunas captaciones en cantidades supe-rioresTécnico-Sanitaria para el abastecimiento y control de a las permitidas por la Reglamentación 119 la calidad de las aguas potables de consumo público(RTS, BOE de 20/9/1990).de este elemento no deseable procede fundamental-mente de los datos suministrados por: las redes decontrol de aguas subterráneas del Canal de Isabel II,del Instituto Geológico y Minero de España (IGME),de las Consejerías de Sanidad y Medio Ambiente dela Comunidad de Madrid, y de la Tesis Doctoral de laprimera autora (ver Hernández García, 1999) en la queLa información que ha alertado sobre la aparición
Se han detectado contenidos elevados de arsénico en las aguas subterráneas del acuífero detrítico del Terciario de Madrid que parecenresponder a causas naturales. Estas concentraciones anómalas son frecuentes en las aguas subterráneas de elevado tiempo de tránsitopor el acuífero, caracterizadas por a) pH con tendencia a la alcalinidad (valores entre 8,3 y 9) y, por tanto, presencia del anión COcontenidos en el catión sodio, y c) concentraciones poco significativas de los cationes calcio y magnesio. Los contenidos elevados de arsé-nico se asocian con concentraciones importantes en las aguas subterráneas de vanadio, flúor y boro. Dado que las formas más establesen sistemas acuosos de estos cuatro constituyentes son los complejos aniónicos, parece muy probable que la concentración y la movili-dad del arsénico pudiera estar controlada por fenómenos de intercambio aniónico. Estos procesos son frecuentes en las aguas subterrá-neas con un alto grado de evolución caracterizadas por valores elevados de pH y una fuerte tendencia al ablandamiento. Aunque estahipótesis es la que más parece ajustarse a los datos observados, no se descarta la posible existencia de otros factores adicionales capa-ces de controlar la movilidad del arsénico y que serán objeto de futuras investigaciones.Palabras clave: acuífero, aguas subterráneas, arsénico, calidad de aguas, hidrogeoquímica(1) Departamento de Geodinámica. Facultad de Ciencias Geológicas. Universidad Complutense de Madrid. 28040 Madrid.las aguas subterráneas del acuífero detríticoPresencia de arsénico de origen natural en(2) Instituto Geológico y Minero de España. C/ Ríos Rosas 23. 28003 Madrid.del Terciario de Madrid.M. E. Hernández GarcíaE-mail: ml.fernandez@igme.esE-mail: melvirah@geo.ucm.esRESUMEN(1)^ y L. Fernández Ruiz(2) 3 =, b) altos
High arsenic concentrations have been measured in groundwaters from the Madrid Tertiary detrital aquifer. These arsenic contaminationphenomena in groundwaters of the research area respond to natural causes. High arsenic levels appear in groundwaters with high resi-dence time, that is, they occur in groundwaters characterized by a) high pH values (values between 8,3 and 9) and the resulting occurrenceof COdisplay high concentrations of As show high levels of V, F and B. It´s very interesting to note that the stable forms of these four consti-tuents in aqueous systems are anionic complexes. Consequently, it´s really possible that the concentration and mobility of As could becontrolled by anion exchange processes frequently related to evolved groundwaters characterized by high pH values and tendency to sof-tening. Although this hypothesis seems to be the best one according the observed data, the ocurring of other additional mechanisms tocontrol the incorporation of arsenic into the groundwaters are not rejectedKey words: aquifer, arsenic, groundwater, hydrogeochemistry, water quality 3 =^ Naturally ocurring arsenic in groundwater of the Madrid Tertiary detrital aquifer. anion, b) high sodium concentrations, and c) low calcium and magnesium concentrations. Furthermore, the groundwaters which^ ABSTRACT
se detectó la presencia de arsénico en cantidadessuperiores a lo establecido en la RTS en varias capta-ciones localizadas en el término municipal de Madrid.detectado contenidos de arsénico superiores a loslímites permitidos por la legislación vigente se utili-zan para abastecimiento urbano. La aparición de esteelemento no deseable ha inutilizado el recurso para eluso al que se destinaba, con el consiguiente perjuiciopara la población abastecida. El problema se puedeextender a otras zonas del territorio en las que, en laactualidad, las aguas subterráneas presentan valoresde As por debajo del valor máximo admisible de 50 μ (^10) concentración admisible cuando se incorpore al orde-namiento jurídico nacional la Directiva del Consejo98/93/CE de 3 de noviembre de 1998.observado concentraciones de arsénico superiores allímite establecido por la legislación vigente (50y que se incrementarán considerablemente con lapróxima reducción del valor máximo permitido, dadala toxicidad de este elemento y la utilización paraabastecimiento a la población de las aguas subterrá-neas, pareció del máximo interés la realización de ung/L según la legislación vigente, pero superiores a Algunas de las captaciones en las que se hanA la vista de todos los casos en los que se hanμg/L, que en diciembre de 2003 será la máxima μg/L) estudio específico que permitiera sentar las basessobre el alcance de esta contaminación y el origen delarsénico detectado. Objetivos Eldetrítico del Terciario que se incluye en el ámbito dela Comunidad de Madrid. Se distinguen los siguien-tes objetivos prioritarios: 1) Conocer la distribuciónespacial del arsénico en las aguas subterráneas den-tro del área de estudio; 2) Evaluar la posible correla-ción entre la aparición de arsénico en las aguas sub-terráneas y la presencia de litofacies específicas deprocedencia ígnea; 3) Investigar acerca de los facto-res que condicionan la movilidad del arsénico y corre-lacionar su presencia con el funcionamiento hidro-geológico. Metodología En cuanto a la metodología de trabajo desarrolladapara la consecución de los objetivos planteados, enprimer lugar se llevó a cabo una recopilación detalla- estudio se centra en la porción del acuífero da de la información disponible. Se revisaron nume-
rosos estudios geológicos, hidrogeológicos e hidro-geoquímicosTerciario de Madrid con objeto de disponer de lainformaciónmedio. Se efectuó una recopilación de artículos publi-cados en revistas científicas acerca de la problemáti-caotros países del mundo. De acuerdo con las referen-cias consultadas, la presencia del arsénico en lasaguas subterráneas responde a muy diversos oríge-nes. Entre las causas antrópicas se incluyen las acti-vidades mineras, industriales, agrícolas (aplicaciónde pesticidas y plaguicidas) y ganaderas (ver, porejemplo, Smedleydescensos del nivel freático asociados a una explota-ción intensa de las aguas subterráneas que provocanla aireación del entorno de las rejillas superiores delas captaciones oxidando los sulfoarseniuros existen-tes en el terreno (Schreiber2000). Las causas naturales más comunes de la apari-ción de este contaminante en las aguas subterráneasson la desorción de As de oxihidróxidos de hierrobajo condiciones reductoras (es el caso del recienteenvenenamiento masivo en Bangladesh, (ver Nicksonet al., 1998, McArthurminerales de la arcilla y/o de oxihidróxidos de hierro de la contaminación necesariareferenteset al., 1996), así como los grandeset al., 2001), desorción de As de para arsenicalal (^) et al., 2000; Paul y De,acuíferola caracterización en detríticoacuíferos deldelde bajocasos,Schlottmann y Breit, 1992, y muy posiblemente elacuífero detrítico del Terciario de Madrid) y origenmagmáticoaguasNordstromse llevó a cabo la realización de un inventario de pun-tos de agua con el fin de disponer de informaciónhomogénea en la zona de estudio.de trabajos de campo que consistieron en la descrip-ción “in situ” de columnas litológicas de sondeos quese estaban ejecutando en la zona y recogida de mues-tras de los ripios procedentes de dichos sondeos. Entotal se tomaron 166 muestras sólidas de litologíavariada (arenas, limos, arcillas, calcretas) correspon-dientes a 7 sondeos. Posteriormente se efectuaronlos análisis geoquímicos de las muestras en el labo-ratorio del Instituto Geológico y Minero de España(IGME)Inductivo). En cada una de ellas se determinaron Ag,As, Sb, Ba, Be, Cd, Ce, Co, Cr, Cu, La, Mn, Mo, Nb, Ni,P, Pb, Se, V, Y, W, Zn, Fe y Al. Los resultados de losanálisis geoquímicos llevados a cabo no evidencianAdemás de las tareas de recopilación bibliográficaDurante el verano de 2000 se efectuaron una serie condiciones termaleselmediante (^) et al. 2001).acuíferoy/o lixiviado oxidantes(StaufferICP de (Plasma (^) deOklahoma (sóloyrocas Thompson,de se asociado (^) AcoplamientoconocenCentral, 1984; (^) a dosverlas contenidos de arsénico lo suficientemente elevados
Mn
MUNICIPAL^ POZO (m)^ (ºC)^ ”in situ”^ Laboratorio^ (μS/cm)^ (mg/L)^ (mg/L)^ (mg/L)^ (mg/L)^
- = TÉRMINO PROFUND. TEMP. pH pH COND. ELÉC. OClSO 2
- = - + 2+ 2+ + HCOCONONaMgCaK As V F B Fe
- Humanes^119 19,2 7,61 7,4^825 7 93 88 (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)
- 0 88 144 15 33 5 <0,010 0,00142 <0,5 0,01 <0,1 <0,
- Humanes^200 19,6 8,14 7,7^759 8 76 106
- 0 24 134 6 31 4 0,011 0,00204 0,9 0,04 <0,1 <0,
- Cubas^100 16,9 7,37 7,2^1293 7 97 330
- 0 120 85 58 164 8 <0,010 0,01361 <0,5 0,03 <0,1 <0,
- Brunete^50 17,4 7,44 7,4^383 8 53 6
- 0 32 19 8 56 1 <0,010 0,00262 <0,5 0,01 <0,1 <0,
- Villamanta^112 17,7 7,23 7,3^313 4 26 4
- 0 8 39 8 27 2 <0,010 0,00182 <0,5 0,01 <0,1 <0,
- Sevilla la Nueva^160 19,9 6,96 7,2^412 7 51 5
- 0 11 22 7 72 1 <0,010 0,00255 <0,5 0,01 <0,1 <0,
- Villaviciosa de Odón^50 14,7 6,87^7 487 4 74 33
- 0 1 44 8 65 2 <0,010 <0,001 <0,5 0,21 1,24 1,
- Villa del Prado^115 17,7 6,85 6,5^587 7 87 19
- 0 132 49 14 67 1 <0,010 <0,001 <0,5 0,01 <0,1 <0,
- Torrejón de la Calzada^60 16,9 7,23 7,4^936 6 123 124 - 0 96 82 52 113 4 0,015 0,01317 <0,5 0,09 <0,1 <0, - Torrejón de Velasco^16 19,0 7,82 7,9^1192 7 50 252 - 0 180 18 112 137 10 0,038 0,06528 0,87 0,03 <0,1 <0, - Villanueva del Pardillo^180 19,0 8,34 8,4^307 7 24 8 - 3 5 56 5 13 0 0,013 0,00913 0,58 0,01 0,11 <0, - Pozuelo de Alarcón^497 19,9 7,8 7,9^258 6 15 3 - 0 6 41 8 15 1 <0,010 0,00528 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Paracuellos de Jarama^115 17,2 8,4^8 343 7 15 5 - 0 12 92 2 5 1 <0,010 0,00635 <0,5 0,02 <0,1 <0, - Daganzo^126 16,8 7,48 7,3^743 7 65 13 - 0 24 46 28 86 1 0,014 0,00945 0,71 0,01 <0,1 <0, - Alcobendas^200 19,9 7,63 7,7^431 9 17 27 - 0 22 47 8 48 2 0,039 0,0156 <0,5 0,02 <0,1 <0, - Arroyomolinos^265 23,5 9,05^9 424 4 17 58 - 9 5 102 1 6 1 0,036 0,07833 0,73 0,04 <0,1 <0, - Arroyomolinos^190 18,7 8,57 8,4^355 11 22 37 - 2 9 77 2 11 1 0,016 0,0335 0,55 0,02 <0,1 <0, - Villaviciosa de Odón^140 16,7 7,19 7,3^258 9 50 138 - 0 54 42 10 116 1 <0,010 0,00409 0,52 0,01 <0,1 <0, - Villaviciosa de Odón^300 20,6 7,12 7,2^447 6 44 4 - 0 6 54 4 45 2 <0,010 0,00193 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Villaviciosa de Odón^300 17,1 6,86 6,9^549 4 66 44 - 0 8 33 7 92 1 <0,010 0,00439 <0,5 <0,005 <0,1 <0, - Villa del Prado^120 20,4 8,94 8,9^411 5 37 52 - 7 5 108 1 2 0 0,091 0,07497 <0,5 0,03 0,14 <0, - San Sebastián de los Reyes^300 18,2 7,87 7,8^291 7 14 3 - 0 7 37 4 35 1 0,037 0,00738 <0,5 0,01 <0,1 <0, - San Sebastián de los Reyes^500 17,3 7,66 7,7^307 6 18 10 - 0 7 47 4 26 1 0,027 0,00749 <0,5 0,01 <0,1 <0, - San Agustín de Guadalix^250 25,3 7,9 7,9^442 6 28 27 - 0 5 89 4 23 2 0,03 0,00546 <0,5 0,02 <0,1 <0, - Madrid^360 20,5 7,63 7,6^324 7 16 6 - 0 11 52 5 21 1 0,033 0,01021 <0,5 0,01 <0,1 <0, - San Sebastián de los Reyes^70 17,9 7,77 7,5^293 9 10 3 - 0 8 21 5 42 1 0,026 0,00717 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Colmenar Viejo^160 16,4 7,9 7,8^257 8 14 5 - 0 4 34 3 30 1 0,079 0,01224 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Colmenar Viejo^90 16,2 7,96 7,8^249 9 12 3 - 0 3 31 3 30 1 0,084 0,01193 <0,5 0,01 <0,1 <0, - San Agustín de Guadalix^280 16,9 7,91 7,9^273 8 16 3 - 0 6 21 3 40 1 0,063 0,00618 <0,5 0,01 <0,1 <0, - San Agustín de Guadalix^350 23,3 8,12 8,1^312 8 16 10 - 0 4 55 3 16 1 0,045 0,00604 0,53 0,02 <0,1 <0, - Paracuellos de Jarama^165 16,2 8,03 7,8^808 9 58 176 - 0 20 141 16 60 6 0,037 0,01695 1,45 0,09 <0,1 <0, - Alcobendas^160 19,3 7,85 7,9^322 7 15 5 - 0 6 33 4 44 1 0,015 0,00745 <0,5 0,01 <0,1 <0, - San Sebastián de los Reyes^250 19,3 8,05 7,9^276 5 8 5 - 0 3 44 4 22 1 0,045 0,00904 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Villanueva de la Cañada^450 22,2 8,95^9 348 8 30 47 - 12 4 94 1 2 0 0,027 0,01721 <0,5 0,02 <0,1 <0, - Pozuelo de Alarcón^428 19,6 7,64 7,6^225 7 11 8 - 0 11 29 4 21 1 <0,010 0,00356 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Pozuelo de Alarcón^171 23,1 8,06^8 239 8 13 5 - 0 6 45 2 10 1 0,013 0,01468 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Camarma de Esteruelas^196 19,9 8,32 8,4^402 6 15 73 - 4 3 99 3 10 1 0,034 0,03767 0,92 0,03 <0,1 <0, - Camarma de Esteruelas^250 18,6 8,53 8,7^332 5 16 28 - 7 2 91 1 6 1 0,065 0,03162 1,05 0,03 <0,1 <0, - Camarma de Esteruelas^175 18,5 8,3 8,5^306 7 17 13 - 6 8 80 3 14 1 0,04 0,02433 0,81 0,02 <0,1 <0, - Batres^170 18,8 8,7 8,7^318 7 26 13 - 7 2 86 2 8 1 0,031 0,03504 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Batres^220 20,5 8,43 8,5^414 6 24 76 - 3 7 102 3 13 1 0,027 0,04699 <0,5 0,03 <0,1 <0, - San Sebastián de los Reyes^190 19,3 7,8 7,9^299 5 15 16 - 0 10 34 5 38 1 0,025 0,00703 <0,5 0,01 <0,1 <0, - San Sebastián de los Reyes^337 21,6 8,36 8,4^264 6 10 10 - 3 3 54 2 14 1 0,053 0,01648 <0,5 0,01 <0,1 <0, - San Sebastián de los Reyes^330 21,0 7,89 7,9^268 7 11 5 - 0 5 38 3 30 1 0,02 0,00712 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Paracuellos de Jarama^95 18,5 8,52 8,6^367 7 22 18 - 6 8 108 0 3 1 0,051 0,0282 <0,5 0,05 <0,1 <0, - Madrid^83 17,2 8,46 8,5^346 7 27 5 - 3 7 102 1 1 1 0,042 0,01741 0,5 0,04 <0,1 <0, - Madrid^255 17,0 7,51 7,3^498 6 40 87 - 0 37 38 18 69 1 0,016 0,00379 <0,5 0,02 <0,1 <0, - Madrid^197 17,3 8,55 8,3^1016 7 135 260 - 2 3 280 6 10 2 <0,010 0,03912 1,66 0,11 <0,1 <0, - El Casar de Talamanca^476 21,5 7,54 7,6^345 7 22 20 - 0 8 36 8 42 2 <0,010 0,00354 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Valdeolmos^448 22,2 7,92 7,8^434 7 31 34 - 0 9 92 3 25 1 0,03 0,01138 0,68 0,03 <0,1 <0, - Alcalá de Henares^100 17,4 7,76 7,7^823 6 55 208 - 0 48 141 42 43 3 <0,010 0,02148 1,37 0,08 <0,1 <0, - Madrid^200 17,0 7,01 7,3^322 7 15 47 - 0 39 19 8 48 1 <0,010 0,00184 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Madrid^252 17,8 7,3 7,4^447 7 40 85 - 0 35 40 16 71 1 <0,010 0,00278 0,57 0,03 <0,1 <0, - Madrid^241 17,5 7,36 7,4^479 7 33 101 - 0 50 34 15 74 2 <0,010 0,00267 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Madrid^230 17,4 7,93 7,8^412 6 26 81 - 0 15 106 2 14 1 0,045 0,03124^2 0,11 0,12 <0, - Madrid^230 17,2^8 7,7^743 4 56 209 - 0 18 149 11 38 2 <0,010 0,0055 1,72 0,16 <0,1 <0, - Madrid^220 17,7 7,25 7,3^377 7 30 47 - 0 32 24 11 54 1 <0,010 0,00182 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Madrid^300 17,8 7,55^7 337 6 23 35 - 0 16 15 10 56 1 <0,010 0,00106 <0,5 0,01 <0,1 <0, - Madrid^161 15,6 8,7 8,7^332 8 20 60 - 8 2 105 1 3 1 0,089 0,02609 0,5 0,04 <0,1 <0, - Madrid^80 18,0 8,91 8,9^493 6 28 104 - 11 2 127 1 5 1 0,077 0,03645 1,17 0,09 <0,1 <0, - Madrid^248 17,5 8,56 8,5^443 7 27 85 - 4 3 114 1 8 1 0,071 0,03454 1,5 0,13 <0,1 <0,
No se han incluido los datos de los constituyentescuyas concentraciones son poco significativas o quese encuentran por debajo del límite de detección.pañas de campo se trataron y depuraron por ordena-dor mediante hoja de cálculo. Durante esta fase finalse llevó a cabo la interpretación de los datos y, portanto, la consecución de los objetivos fijados. El acuífero de Madrid En la Comunidad de Madrid pueden distinguirse lossiguientesSistemaesquistos y rocas graníticas, principalmente y su per-meabilidad es baja. 2)forman acuíferos aislados. El más importante consti-tuyeTorrelaguna.Madrid: está compuesto por sedimentos detríticos.Su extensión de afloramiento es de 2.500 kmde la Comunidad de Madrid, aunque su extensióntotal de afloramiento teniendo en cuenta las provin-cias limítrofes es de unos 6.000 kmacuíferoFinalmente, los datos obtenidos durante las cam- una Central (^) supera (^) fajadominios 3) localizada Acuífero(2.500en algunoshidrogeológicosCalizas del Cretácico (200 km km detríticoen (^2) ): laspuntosestá proximidades (^) del (^2). El espesor delcompuesto (figuralosTerciario 3.000 (^2) dentro1): por dede1) (^2) m): (Cadavid, 1977). La permeabilidad es media-baja. EselComunidad de Madrid, no sólo por su extensión ypotencia, sino por la cuantía de los caudales obteni-dos y por la buena calidad de sus aguas. Sin duda,puede constituir la clave para el suministro de aguapotable a Madrid durante las sequías. 4)del Terciario (2.300 kmbaja y el grado de salinidad de las aguas es alto.detrítico del Terciario de Madrid se enmarca en laCuenca del Tajo (también denominada Cuenca deMadrid) que corresponde a una de las depresionestectónicasPenínsula Ibérica. El mecanismo de sedimentación delos materiales de la Cuenca de Madrid durante elTerciario, en un ambiente continental y bajo un climasemiárido, parece adaptarse al modelo conceptual deabanicosesquema clásico de distribución horizontal de facies“de borde”, “intermedias” y “centrales” en una cuen-caesquema de sedimentación ha conferido al acuíferounas características litológicas peculiares. De acuer-do con Martínez Alfaro (1977) e IGME (1982) se pue-den distinguir a grandes rasgos tres tipos de facies: 1) (^) Desdeacuíferoendorreica aluviales,el intracontinentalesmáspunto árida. importante decorrespondiendo, 2 (cf.). Su permeabilidad media esvista López geológico, con existentesVera, que por 1977).elEvaporitascuenta tanto,acuíferoen Este lalaal Facies detríticas, de borde de cuenca, de naturalezaarcósica (arenas arcósicas, gravas, limos y arcillas). 2)
Facies evaporíticas, de centro de cuenca, de naturale-za química (fundamentalmente yesíferas). 3) Faciesde transición, que ocupan una posición intermedia ypresentan una naturaleza mixta entre las dos anterio-res (arcillas, arenas micáceas, sílex, sepiolita, nivelesde carbonatos y yesos).Cuenca de Madrid constituyen un único sistema acuí-fero, libre, de gran espesor, heterogéneo y anisótro-po. Según Martínez Alfaro (1980), la permeabilidadmedia horizontal del acuífero detrítico Terciario es delorden de 0,1 a 0,25 m/día y la permeabilidad mediavertical equivalente para el conjunto alternante decapas arenosas y arcillosas es unas 50 a 200 vecesinferior que la horizontal. Su baja permeabilidad ver-tical le confiere un comportamiento hidráulico másparecido a un acuitardo que a un acuífero en sentidoestricto (cf. Llamas, 1986). Suele admitirse que larecarga de las aguas subterráneas del Terciario pro-ceden de la infiltración sobre el propio Terciario osobre el Cuaternario que lo recubre. Ésta recarga seefectúa mediante la infiltración eficaz de la precipita-ción sobre toda la superficie del acuífero, aunque éstase centra principalmente en las zonas de interfluvio.La descarga se produce en los puntos topográfica-mente más bajos. Se centra principalmente en elLos materiales detríticos terciarios que rellenan la fondo de los valles, por drenaje directo o a través delCuaternario, siendo de menor importancia las descar-gas por evapotranspiración, los arroyos efímeros ylos manantiales de pequeño caudal. La descarga tam-bién se produce por la extracción de agua de lospozos situados en el Terciario. Los modelos concep-tualesTerciario detrítico de Madrid, son los propuestos porHubbertHubbert (1940) para acuíferos libres, homogéneos eisótropos, el potencial hidráulico disminuye con laprofundidad en las zonas de interfluvio, que actúancomo zonas de recarga, aumentando el potencial conla profundidad en el fondo de los valles principal-mente,esquema de Tóth (1963) muestra la existencia de flu-jos locales, intermedios y regionales; por lo tanto, enlas zonas de descarga, pueden confluir aguas conmuy distintos recorridos y por tanto de muy distintostiempos de residencia en el acuífero. Hidrogeoquímica Se ha llevado a cabo un estudio hidrogeoquímico conobjeto de tratar de conocer los mecanismos de con- de (^) que(1940) flujo actúan quey Tóth mejorcomo (1963). sezonas adaptan En de el descarga. (^) modeloal acuífero deEl taminación arsenical del acuífero. Para ello se ha par-tido de la información hidroquímica obtenida durante
tiempo de tránsito por el acuífero (flujos intermediosy regionales) son las que presentan mayores conteni-dos en arsénico.muestran una correlación positiva entre las variablesAs y pH, con un coeficiente de correlación de +0,5 (verfigura 4) y entre las variables As e índice de desequi-libriodenominado índice de cambio catiónico), con un coe-ficiente de correlación de +0,4 (ver figura 5). Por lotanto, es muy probable que la movilidad del arsénicoesté controlada por los procesos evolutivos de ablan-damiento o sodificación del agua en su circulacióndesde zonas de recarga a zonas de descarga, asícomo por las condiciones alcalinas que caracterizanlas aguas subterráneas con un largo tiempo de resi-dencia en el acuífero.entre el contenido en arsénico y la profundidad de lospozos (figura 6) se ha obtenido una correlación nula.Este hecho quizá se deba a que todos los pozos obje-to de estudio son multirranurados y, por tanto, lamuestra de agua tomada en cada pozo viene a repre-sentar una mezcla del agua que aporta cada rejilla.LosPor otro lado, al analizar el grado de asociación entrediagramas alcalinos bidimensionales y alcalino-térreos de dispersión (también para analizar el grado de asociación existente entre elarsénico y el resto de metales menores y elementostraza,positivas con el vanadio, flúor y boro. Cabe destacarla correlación del arsénico con el vanadio, con uncoeficiente de correlación de +0,6 (ver figura 7). Estosresultados son de gran interés, ya que, en sistemasacuosos, las formas dominantes del arsénico, vana-dio, flúor y boro son los complejos aniónicos (cf.Hem, 1989). Además, estos elementos son fácilmenteintercambiables por los grupos OH1998). Por tanto, es muy probable que los procesosde intercambio aniónico pudieran ejercer un controlsignificativo sobre la movilidad del arsénico en lasaguas subterráneas. Origen del arsénico. Factores condicionantes de sumovilidad Después de todo lo expuesto anteriormente, podríadecirse que la presencia de arsénico en las aguassubterráneas del acuífero detrítico del Terciario deDe todos los diagramas de dispersión realizados únicamente se han obtenido- (^) (cf. Boyle correlacioneset al.
Fig. 3. Mapa de isocontenidos de As (Fig. 3. Map of equal contents in As (μg/L), contours of As; black dots: waters wells; grey areas: urban areasμg/L), isolíneas de As; puntos negros: pozos; áreas grises: poblaciones
Madrid responde a causas naturales. Esta evidenciaresultamapa) del arsénico en las aguas subterráneas (apare-ce fundamentalmente en zonas de descarga del acuí-fero), así como su correlación positiva con el pH y conotros metales de igual tendencia a formar complejosaniónicos. Puesto que a partir de los datos obtenidosparece deducirse que la aparición del arsénico en elacuífero está relacionada con el flujo de las aguassubterráneas,entre 1) el origen probable del arsénico y 2) los facto-res que podrían controlar la movilidad y la concentra-ción del arsénico. de verificar puede laresultar distribución interesante espacial distinguir (sobre asociado a las mineralizaciones de sulfoarseniuros(arsenopiritas) del Sistema Central, es decir del áreamadre de los depósitos que rellenan la Cuenca deMadrid. Como consecuencia de la meteorización desulfuros minerales, muchos elementos como As, S, V,Se y Mo (entre otros) pueden ser oxidados a comple-jos aniónicos fácilmente solubles y por tanto espe-cialmente móviles (Matthess, 1982, p. 108). En el casodel arsénico, las formas más estables disueltas enagua son: arsenito (Hnato (HEl arsénico en las áreas fuente podría haber sido oxi-El origen primero del arsénico probablemente esténAsO 4 3-n), con valencia +5 (Fetter, 1993, p. 274).nAsO 3 2-n), con valencia +3 y arse- Fig. 4. Diagrama de dispersión As versus pH (coef. de correlación:+0,5). Acuífero Terciario detrítico de MadridFig. 4. Scatter plot of total arsenic versus pH (correlation coeffi-cient: +0.5). Madrid Tertiary detritic aquifer Fig. 6. Diagrama de dispersión As versus profundidad de los pozos(coef. de correlación: -0,1). Acuífero Terciario detrítico de MadridFig. 6. Scatter plot of total arsenic versus depth of the well (corre-lation coefficient: -0.1). Madrid Tertiary detritic aquifer Fig. 7. Diagrama de dispersión As versus V (coef. de correlación:+0,6). Acuífero Terciario detrítico de MadridFig. 7. Scatter plot of total arsenic versus vanadium (correlationcoefficient: +0.6 ). Madrid Tertiary detritic aquifer Fig. 5. Diagrama de dispersión As versus índice de cambio catióni-coMadridFig. 5. Scatter plot of total arsenic versus cation exchange ratio(correlation coefficient: +0.4). Madrid Tertiary detritic aquifer (coef. de correlación: +0,4). Acuífero Terciario detrítico de
Conclusiones El fenómeno de contaminación arsenical del acuíferodetrítico del Terciario de Madrid parece responder acausas naturales. Se pone de manifiesto que la apari-ción del arsénico en el acuífero posiblemente estérelacionada con el flujo de las aguas subterráneas. Seobserva un aumento progresivo del contenido enarsénico desde zonas de recarga (valores inferiores a (^10) Algunas muestras de agua tomadas en pozos profun-dos situados en zonas de recarga también presentanarsénico en concentraciones elevadas. Podría decirseque, en general, la contaminación por arsénico afectade forma más significativa a los pozos que captanaguas de elevado tiempo de tránsito por el acuífero(flujos intermedios o regionales de incluso algunoscientos de miles de años). Los análisis geoquímicosde las muestras sólidas tomadas durante la campañade campo no presentan contenidos de arsénico losuficientemente importantes como para pensar queéste pudiera aparecer en el terreno como una faseindependiente de mineral de arsenopirita. Posible-mente exista un fondo regional natural de arsénico enfase sólida en el Acuífero de Madrid. En condiciones μg/L) a zonas de descarga (valores de 91 μg/L). de pH ligeramente ácidas o próximas a la neutralidad,el arsénico se encontraría adsorbido en fases sólidas(minerales de la arcilla y/o oxihidróxidos de hierro yaluminio, sin descartar otras), por lo que su apariciónen las aguas subterráneas resulta poco frecuente. Enel Acuífero de Madrid las aguas caracterizadas por unlargoalcalinos o con tendencia a la alcalinidad. De acuerdocon el estudio realizado, estas condiciones físico-quí-micas parecen ejercer un importante control en laliberación del arsénico por parte de las fases sólidasa las que se encontraría adsorbido, ya que estasaguasmentemedio muy efectivo para los procesos de intercambioaniónico. Bajo estas condiciones el arsénico puedeser fácilmente desorbido, entrando a formar parte dela fase acuosa. El anión desplazante podría ser elgrupo OHcon el vanadio, el flúor y el boro, elementos que tam-bién muestran una gran tendencia a formar aniones.Finalmente cabe resaltar que, aunque la hipótesis queaquí se plantea es la que más parece ajustarse a losdatos observados, no se descarta la posible existen-cia de otros factores adicionales capaces de controlar tiempo evolucionadassódicas) -. Además, el arsénico se correlaciona bien de suelenpermanencia (que caracterizarse además constituyen son por eminente- mediosser un la movilidad del arsénico y que serán objeto de futu-ras investigaciones.
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