Para reponer el agua subterránea, muchos municipios inyectan agua recuperada en acuíferos agotados. El agua inyectada se ha purificado mediante un tratamiento secundario de aguas residuales y, en algunos casos, el agua se ha tratado mediante procesos terciarios y puede estar lo suficientemente limpia como para beberla directamente.
El agua original en el acuífero era químicamente estable, en equilibrio con las rocas circundantes, y se recargaba lentamente mediante procesos naturales infiltración de agua. Sin embargo, cuando se consume más agua subterránea de la que los procesos naturales pueden restaurar, la recarga diseñada con purificado,se necesita agua recuperada. Desafortunadamente, con el tiempo, el agua recuperada a veces se contamina.
Un equipo de investigación de la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis, dirigido por Young-Shin Jun, profesor de ingeniería energética, ambiental y química; y Xuanhao Wu, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Jun, ha determinado cómoel agua potable que se usa para recargar un acuífero puede contaminarse con niveles peligrosos de arsénico.
La investigación fue publicada en Ciencia y Tecnología Ambiental .
En una recarga gestionada de un acuífero, "extraemos continuamente el acuífero, pero nunca lo rellenamos lo suficiente", dijo Jun.
"Nuestra población puede crecer rápidamente y nuestro estilo de vida se vuelve más dependiente del agua, pero el proceso de recarga natural es lento", dijo. "Así que la práctica de la gestión del agua ha diseñado una forma de inyectar agua para compensar nuestro consumo y lograr la sostenibilidad ambiental".
Mantener los acuíferos llenos es importante por varias razones. En las costas, el agua de mar salada puede llenar un acuífero agotado, creando una situación desastrosa para el ecosistema y los cultivos que alimenta el acuífero. Y, si la zona agotada permanece vacía, pueden ocurrir sumiderosy la tierra puede hundirse. Por lo tanto, rellenar los acuíferos para proporcionar agua potable es una práctica estándar en lugares desde California hasta Florida.
Pero hace unos 10 años, cuando trabajaba en la recarga gestionada de acuíferos con la Agencia de Protección Ambiental EPA, Jun se encontró con una situación desconcertante.
"Cuando inyectamos el agua, estaba buena", dijo, "pero cuando la retiramos, estaba mal, contaminada con arsénico. ¿Qué estaba mal?"
Resultó que, aunque el agua que se inyectaba en el acuífero generalmente estaba lo suficientemente limpia para beber, traía algo nuevo al acuífero: oxígeno.
"Al inyectar agua recuperada, estamos provocando la disolución oxidativa de minerales de sulfuro en el acuífero, que eran estables a niveles bajos de oxígeno", dijo. En particular, analizó la arsenopirita FeAsS, un mineral que se disuelve en hierro,azufre y, fundamentalmente, arsénico. Sin embargo, antes de que el arsénico pueda alcanzar niveles problemáticos, se produce otra reacción.
"El hierro se precipita en óxidos o hidróxidos de hierro", dijo Jun. El arsénico se adsorbe o se adhiere a los óxidos o hidróxidos de hierro, que son insolubles, lo que mantiene el arsénico fuera del agua.
Sin embargo, hay otro factor importante.
La materia orgánica disuelta DOM, compuestos que contienen carbono, cambia la situación drásticamente. "Con altos niveles de compuestos orgánicos, encontramos que la reacción de precipitación se suprime", dijo Jun. Cuando se suprime la precipitación de óxidos o hidróxidos de hierro, el arsénico no se adsorbe lo suficiente, sino que permanece disponible en el agua.
Jun se apresura a enfatizar que esto es más que un ejercicio experimental en el laboratorio. "Este no es un problema futuro potencial", dijo, y señaló que el uso de agua recuperada es una práctica real en este momento. "Cuando se piensa en la recuperación de agua deacuíferos, debemos considerar los roles de la materia orgánica ", dijo Jun.
"Tenemos que tener en cuenta los DOM en el agua inyectada para asegurarnos de que no desencadenan una mayor movilización de toxinas", dijo Jun. "Las funciones de los DOM en la recarga de acuíferos administrada deben incluirse en los modelos predictivos. Saber cómo el aguaLa química altera las reacciones químicas en un acuífero nos permitirá utilizar completamente el agua, en lugar de desecharla como desperdicio.
"Tenga en cuenta que solo hay un tipo de agua en el mundo", dijo.
"Toda el agua - agua potable, agua de mar, agua subterránea, aguas residuales, aguas pluviales, aguas grises y más - es simplemente 'agua'. Mantenerla segura y sostenible es nuestra tarea continua".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Original escrito por Brandie Jefferson. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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