Evolución de los contenidos en nitrato en el sistema Mancha Oriental (S.E. español) como consecuencia de los cambios en el uso del sueloperiodo 1998-2004

Zusammenfassung

La contaminación de las aguas subterráneas ocurre cuando determinados productos generados por el hombre; sustancias orgánicas sintéticas, hidrocarburos, cationes y aniones inorgánicos, organismos patógenos, radionucleidos y otros productos químicos llegan a las aguas subterráneas, lo que puede causar que estas no sean aptas para el consumo humano. Algunas de las principales fuentes de estos contaminantes son, tanques de almacenamiento de residuos, sistemas sépticos, vertederos de sustancias tóxicas, y el uso generalizado de sales de carretera, fertilizantes, pesticidas y otros productos químicos. Sin embargo, la calidad del agua subterránea también depende de factores naturales relacionados con el tipo de interacción fluido-roca que tiene lugar en un sistema hidrogeológico. Este es el caso de sistemas cuyo flujo subterráneo interacciona con rocas evaporíticas, o materiales ricos en sulfuros. No obstante, las acciones antrópicas sobre el medio suelen amplificar e incluso activar los procesos de liberación de sustancias que alteran el estado químico natural de las aguas subterráneas. En este sentido, el cambio en los usos del suelo es el factor que más influye en la alteración del estado químico natural de las aguas subterráneas. Cuando se trata de la conversión de tierras de cultivo en secano a cultivos de regadío, el contaminante más importante identificado en el agua subterránea es el NO3-. Un contenido alto de este ión puede llegar a degradar la calidad del agua, convirtiendo su uso para el abastecimiento de la población en una amenaza para la salud, debido a que el NO3- puede experimentar una reducción endógena a NO2- y éste reaccionar con compuestos nitrogenados (aminas o amidas), formando compuestos potencialmente cancerígenos, sin olvidar el demostrado impacto negativo sobre ecosistemas terrestres y acuáticos. Actualmente en Europa, uno de los retos medioambientales más importantes es conseguir un buen estado tanto cuantitativo como cualitativo de sus aguas. Para minimizar su deterioro se han establecido diversas directivas dirigidas a la protección de las masas de agua. Informes recientes sobre la implementación de estas directivas en los diversos estados miembros indican una tendencia estable y decreciente en la concentración de NO3- en la mayoría de los países, pero en algunos estados miembros, como es el caso de España, se observan tendencias crecientes en algunas regiones. El estudio de la contaminación por NO3- en el Sistema Mancha Oriental (SMO) y su relación con los cambios en los usos del suelo constituye el núcleo central de esta memoria. Este estudio parte de una detallada caracterización hidroquímica del sistema, que puede servir de base para establecer previsiones de cara a conseguir un modelo de gestión sostenible de los recursos hídricos para la región. El SMO es el acuífero carbonatado de mayor extensión de España con 7.260 Km2. Está constituido por la superposición de tres unidades hidrogeológicas acuíferas que mantienen unos 1.000 Km2 de cultivos de regadío y abastecen a una población de 275.000 habitantes. La transformación socioeconómica de esta región, mediante la puesta en marcha de cultivos de regadío, se ha traducido en un desequilibrio en el balance hídrico del sistema de unos 75 millones de m3 año-1. Este déficit hídrico está acompañado de tendencias negativas en la calidad de los recursos subterráneos disponibles, en la relación entre el río-acuífero, y en los ecosistemas asociados. La composición química de las aguas subterráneas del SMO varía entre MgCaHCO3 y MgCaSO4, y la distribución de hidrofacies confirma en términos generales la subdivisión en seis dominios hidrogeológicos del SMO. El análisis de los datos muestra que la composición química presenta notables cambios espaciales y temporales que reflejan una tendencia creciente en la concentración de iones como el SO42-, Ca2+, Mg2+, Cl-, Na+ y K+, y en la presencia de NO3- en algunos dominios. En general, las aguas subterráneas presentan mayores concentraciones iónicas en la parte central donde se ha concentrado la mayor parte de la actividad económica y social de esta región manchega. La elevada correlación existente entre la conductividad eléctrica, SO42-, Ca2+ y Mg2+ sugiere que los procesos de salinización de las aguas subterráneas pueden constituir una amenaza para la calidad del agua para el riego. El dominio más influenciado por estas presiones es el DC, donde las líneas de flujo subterráneos tienden a converger; el dominio menos afectado es el DS, donde el sistema de flujo subterráneo se ve sometido a menores presiones antrópicas. La contaminación de los pozos de abastecimiento en el SMO es una amenaza real. El agua subterránea del SMO que se extrae para fines urbanos, presenta un elevado contenido en NO3-, que alcanza un valor máximo de 158,8 mg l-1 durante el periodo de estudio. Los máximos valores medios de este ión corresponden con áreas agrícolas de cultivos de regadío como las incluidas en el DC y DSL. La fuente de NO3- en estos dominios puede estar asociada con el uso de fertilizantes aplicados a los cultivos de regadío pero, existen zonas donde su presencia podría estar relacionada con otras aportaciones diferentes a la agrícola (actividades urbanas, ganaderas o industriales) o con el transporte de contaminantes procedentes de otras zonas a través del flujo subterráneo. Los contenidos de NO3-, Cl- y Na+ se pueden mostrar espacialmente relacionados lo que indicaría un origen común de estos iones, asociados a vertidos urbanos. En este sentido, los resultados obtenidos en el balance de N realizado para el SMO, indican que las entradas más importantes corresponden a las derivadas de las actividades agrícolas con 30.135 t de N al año. La carga de N procedente de zonas urbanas es menor. La alteración de los usos del suelo también ha modificado la vulnerabilidad del sistema frente a la contaminación. Los mapas obtenidos para el índice DRASTIC muestran que el valor de éste se incrementa localmente en áreas donde los cultivos de regadío se han desarrollado. En definitiva, los resultados obtenidos en esta Tesis permiten concluir que se ha producido una importante alteración de la calidad del agua subterránea en el SMO como consecuencia de los cambios en el uso del suelo, asociados al aumento de la superficie de regadío y al incremento de la población. La metodología que se ha empleado se basa en la recogida de 1169 muestras de agua de 57 sondeos de abastecimiento repartidos en los seis dominios hidrogeológicos del SMO. Todas las bases de datos consultadas y los datos generados se incorporaron a un Sistema de Información Geográfica, lo que ha permitido almacenar, cruzar y analizar de manera organizada toda la información, así como obtener resultados muy ilustrativos a cerca de la distribución espacial y temporal de la calidad química y su relación con los usos del suelo en el SMO. De entre las herramientas SIG de análisis espacial, destacan los métodos de interpolación. Mediante el uso de técnicas multivariantes se ha determinado como factores clave en la composición hidroquímica del agua subterránea del SMO, por un lado la contaminación agrícola y urbana, y por otro la salinización.