Por décadas, El bombeo intensivo de agua subterránea ha provocado que el suelo debajo del Valle de San Joaquín de California se hunda, Dañando la infraestructura. Ahora investigación publicada en la revista Comunicaciones de la naturaleza sugiere que, dado que el bombeo hace que el suelo se hunda, también desata una amenaza invisible para la salud humana y la producción de alimentos:permite que el arsénico se mueva hacia los acuíferos subterráneos que suministran agua potable a 1 millón de personas e irrigación para cultivos en algunas de las tierras agrícolas más ricas del país.

El grupo descubrió que las mediciones satelitales del hundimiento del suelo podrían predecir las concentraciones de arsénico en el agua subterránea. Esta técnica podría ser un sistema de alerta temprana para prevenir niveles peligrosos de contaminación por arsénico en acuíferos con determinadas características en todo el mundo.

"El arsénico en las aguas subterráneas ha sido un problema durante mucho tiempo, "dijo el autor principal Ryan Smith, un candidato a doctorado en geofísica en la Escuela de la Tierra, Energía y Ciencias Ambientales (Stanford Earth). Está presente de forma natural en la corteza terrestre y es una preocupación frecuente en la gestión de las aguas subterráneas debido a su ubicuidad y sus vínculos con las enfermedades cardíacas. diabetes, cáncer y otras enfermedades. "Pero la idea de que el bombeo excesivo para el riego podría aumentar las concentraciones de arsénico es nueva, "Dijo Smith.

En tono rimbombante, el grupo encontró indicios de que los acuíferos contaminados como resultado del bombeo excesivo pueden recuperarse si se detienen las extracciones. Las áreas que mostraron un hundimiento más lento en comparación con 15 años antes también tenían niveles más bajos de arsénico. "Las aguas subterráneas deben haberse volcado en gran medida, "dijo el coautor del estudio, Scott Fendorf, profesor de ciencia del sistema terrestre y miembro principal del Instituto para el Medio Ambiente de Stanford Woods.

Liberación de arsénico de la arcilla

El equipo de investigación analizó datos de arsénico de cientos de pozos en dos períodos de sequía diferentes junto con estimaciones de hundimiento de la tierra a nivel de centímetros. o hundirse, capturado por satélites. Descubrieron que cuando la tierra en la cuenca Tulare del valle de San Joaquín se hunde más rápido de 3 pulgadas por año, el riesgo de encontrar niveles peligrosos de arsénico en las aguas subterráneas se triplica.

Los acuíferos de la cuenca de Tulare están formados por zonas de arena y grava separadas por finas capas de arcilla. La arcilla actúa como una esponja, aferrándose al agua y al arsénico absorbido por los sedimentos de los ríos antiguos. A diferencia de las capas de arena y grava, estas arcillas contienen relativamente poco oxígeno, que crea las condiciones para que el arsénico esté en una forma que se disuelva fácilmente en agua.

Cuando el bombeo extrae demasiada agua de las áreas de arena y grava, el acuífero se comprime y la tierra se hunde. "Las arenas y las gravas que estaban siendo separadas por la presión del agua ahora están comenzando a apretar esa esponja, "Explicó Fendorf. El agua rica en arsénico luego comienza a filtrarse y mezclarse con el agua en el acuífero principal.

Cuando el bombeo de agua se desacelera lo suficiente como para frenar y aliviar la presión sobre el arsénico atrapado, el agua limpia se empapa de los arroyos, la lluvia y la escorrentía natural en la superficie pueden limpiar gradualmente el sistema.

Sin embargo, coautora del estudio, Rosemary Knight, profesor de geofísica y profesorado afiliado en el Woods Institute, advierte contra el riesgo de apostar demasiado por una recuperación predecible del bombeo excesivo. "El tiempo que se tarda en recuperarse va a ser muy variable y dependerá de muchos factores, " ella dijo.

Los investigadores dijeron que el bombeo excesivo en otros acuíferos podría producir los mismos problemas de contaminación que se ven en el Valle de San Joaquín si tienen tres atributos:capas alternas de arcilla y arena; fuente de arsénico; y contenido de oxígeno relativamente bajo, que es común en los acuíferos ubicados debajo de arcillas espesas.

La amenaza puede estar más extendida de lo que se pensaba. Solo en los últimos años los científicos han descubierto que los acuíferos bien aireados que se consideran en gran parte inmunes a los problemas del arsénico pueden, de hecho, estar mezclados con arcillas que tienen los niveles bajos de oxígeno necesarios para que el arsénico se mueva a la mayoría de las aguas subterráneas. "Estamos empezando a reconocer que esto es un peligro, "dijo Fendorf.

Perspectivas de satélite

La revelación de que la teledetección puede dar la alarma antes de que la contaminación amenace la salud humana ofrece la esperanza de un mejor control del agua. "En lugar de tener que perforar pozos y llevar muestras de agua al laboratorio, tenemos un satélite obteniendo los datos que necesitamos, "dijo Knight.

Si bien los datos de los pozos son importantes para validar y calibrar los datos satelitales, Ella explicó, El monitoreo sobre el terreno nunca puede igualar la amplitud y la velocidad de la detección remota. "Nunca se toman muestras de un pozo con la frecuencia suficiente para atrapar ese arsénico en el momento en que está en el pozo, ", dijo Knight." Entonces, qué fantástico tener este sistema de alerta temprana de detección remota para que la gente se dé cuenta de que se está acercando a un punto crítico en términos de calidad del agua ".

El estudio se basa en la investigación dirigida en 2013 por Laura Erban, luego un estudiante de doctorado que trabaja en el delta del Mekong de Vietnam. "Ahí es donde empezamos a decir, 'Oh no, '", dijo Fendorf, quien fue coautor de ese artículo.

Como en el Valle de San Joaquín, las áreas del delta del Mekong donde la tierra se hundía más mostraron concentraciones más altas de arsénico. "Ahora tenemos dos sitios en regiones geográficas totalmente diferentes donde parecen estar funcionando los mismos mecanismos, ", dijo Fendorf." Eso envía un detonante de que tenemos que pensar en la gestión de las aguas subterráneas y asegurarnos de que no estamos sobreexplotando los acuíferos ".