¿Puede el agua estar demasiado limpia? Si la intención es almacenarla bajo tierra, la respuesta, sorprendentemente, es sí. En un nuevo estudio, los científicos de Stanford han demostrado que el agua reciclada que se filtra en los acuíferos de almacenamiento subterráneo en el sur de California recogió pequeñas cantidadesde arsénico porque el agua era demasiado pura.
La investigación, publicada en línea en la revista Ciencia y tecnología ambiental , arroja luz sobre un aspecto poco conocido de la recarga de agua subterránea con agua reciclada purificada, es decir, la posible movilización de arsénico. El arsénico es un elemento natural que puede causar insuficiencia orgánica y cáncer en humanos con exposición prolongada por encima de los umbrales de salud establecidos.
El hallazgo tiene implicaciones más allá de California, ya que cada vez más comunidades están aprovechando y gestionando activamente sus recursos de agua subterránea para combatir la sequía y la disminución de los suministros de agua ". A nivel mundial, a medida que estamos impulsando nuestros recursos hídricos, el uso del agua subterránea, la reposición deEl almacenamiento de agua subterránea y subterránea está en aumento ", dijo el coautor del estudio Scott Fendorf, el profesor de la familia Huffington en Ciencias de la Tierra y miembro principal por cortesía en el Instituto Stanford Woods para el Medio Ambiente.
El problema salió a la luz por primera vez cuando el Distrito de Agua del Condado de Orange OCWD en Fountain Valley, California, notó que las aguas residuales recicladas que habían sido sometidas a un riguroso proceso de purificación mostraron aumentos temporales de bajo nivel en el arsénico después de que se infiltró en los suelos ysedimentos de las cuencas de recarga esencialmente grandes estanques de superficie creados por el hombre en acuíferos subterráneos de almacenamiento.
purificación avanzada de agua
El Condado de Orange se diferencia de la mayoría de las comunidades en que purifica las aguas residuales tratadas en lugar de descargarlas directamente en ríos y océanos. El proceso de purificación de agua en OCWD, conocido como el Sistema de Reposición de Aguas Subterráneas, es uno de los más avanzados del mundo e involucra trespasos principales: microfiltración, ósmosis inversa y una limpieza final con luz ultravioleta y peróxido de hidrógeno.
"La ósmosis inversa es realmente el corazón de nuestro proceso, e implica forzar el agua a través de una membrana semipermeable que está diseñada esencialmente como un tamiz molecular, permitiendo que las moléculas de agua pasen pero rechazando otras moléculas e iones disueltos", dijo el estudio.autor Jason Dadakis, director de asuntos regulatorios y de salud de OCWD.
El agua purificada se canaliza a 13 millas de la planta de tratamiento a las estaciones de recarga, donde se filtra a los acuíferos subterráneos y se almacena durante al menos seis meses antes de ser liberada para su uso por los 2.4 millones de residentes del condado. La OWCD rastrea cuidadosamente elagua a través de cada paso del proceso de purificación y almacenamiento.
A partir de 2009, los resultados de los pozos de monitoreo de aguas subterráneas cerca de las cuencas de recarga detectaron por primera vez un aumento en los niveles de arsénico, y en algunos casos los niveles estaban por encima del estándar aceptable de 10 microgramos por litro para el agua potable de los EE. UU. Los picos de arsénico fueron transitorios y regresarona niveles de fondo aceptables para el momento en que se extrajo el agua para usarla más lejos.
"En ningún momento el agua subterránea fue entregada para consumo público en el área insegura, pero el OCWD estaba considerando expandir su recarga de agua reciclada purificada, por lo que pensamos que era prudente comprender mejor lo que estaba sucediendo", Dadakisdijo.
Una investigación de OCWD reveló que cuando el agua reciclada llegó por primera vez a las cuencas de recarga, estaba libre de arsénico, por lo que la contaminación debe haber ocurrido cuando el agua se filtró bajo tierra. Sin embargo, ninguno de los mecanismos de activación normales para la contaminación por arsénico parecía aplicarsePor ejemplo, en el sudeste asiático, la contaminación por arsénico se debe en gran medida a las bacterias que eliminan el oxígeno del suelo y crean condiciones anaeróbicas que hacen que los átomos de arsénico migren de los sedimentos al agua. Pero el OCWD aireó su agua, por lo que los niveles bajos de oxígeno no debíanculpa.
Disparo de un pico de arsénico
Los investigadores de OCWD también notaron otra cosa curiosa: solo el agua reciclada purificada desencadenó el pico de arsénico. La escorrentía local y el agua importada del río Colorado no recogieron arsénico mientras se filtraba en las estaciones de recarga. Desconcertado, Dadakis solicitó la ayuda de Fendorf, científico del suelo en la Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford.
El equipo de Fendorf analizó muestras de sedimentos de las estaciones de recarga y descubrió que el arsénico estaba presente en concentraciones muy bajas en una delgada banda de arcilla sobre los acuíferos. Eso explicaba de dónde provenía el arsénico, pero no cómo el arsénico ingresaba al agua.
Otros experimentos finalmente revelaron al culpable: el agua era demasiado pura. En particular, el agua destilada de la planta de tratamiento carecía de calcio y magnesio; esta deficiencia causó que los átomos de calcio y magnesio en los sedimentos migraran al agua y salieran de ella.partículas de arcilla cargadas que albergaban el arsénico. Con los iones de calcio y magnesio saliendo de la superficie de la arcilla, los iones de arsénico fueron repelidos desde la superficie de la arcilla y entraron al agua. Las otras fuentes de agua utilizadas para reponer la cuenca del agua subterránea no extrajeron arsénico porqueya contenían abundantes iones de calcio y magnesio.
"Este es un nuevo desencadenante de la contaminación por arsénico que no se apreciaba antes", dijo Fendorf.
Ahora que se conoce la causa del pico de arsénico, OCWD está experimentando formas de solucionar el problema. Una posible solución es agregar más calcio al agua durante el proceso de tratamiento.
"Hemos alterado algunas de nuestras operaciones de postratamiento aquí", dijo Dadakis. "Observamos más de cerca el nivel de calcio y lo hemos incrementado recientemente, en parte debido a las recomendaciones que surgen del trabajo de Scott".
Fendorf señaló que a medida que más comunidades consideran manipular los recursos de agua subterránea y aumentar el almacenamiento de agua subterránea, aumenta el riesgo de contaminación a gran escala. "Solo se necesita un poco de arsénico u otros elementos para contaminar un gran acuífero", dijo Fendorf ".En el Condado de Orange, el contaminante era arsénico, pero en otras áreas, podría ser uranio, cromo, selenio o boro, como ejemplos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford . Original escrito por Ker Than. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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