Para reponer el agua subterránea, muchos municipios inyectan agua regenerada en acuíferos agotados. El agua inyectada ha sido depurada mediante tratamiento secundario de aguas residuales, y, en algunos casos, el agua ha sido tratada mediante procesos terciarios y puede estar lo suficientemente limpia como para beberla directamente.

El agua original del acuífero era químicamente estable, en equilibrio con las rocas circundantes, y fue recargado lentamente por procesos naturales (infiltración de agua). Sin embargo, cuando se consume más agua subterránea de la que los procesos naturales pueden restaurar, recarga de ingeniería con purificado, se necesita agua recuperada. Desafortunadamente, tiempo extraordinario, 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 energía, ingeniería ambiental y química; y Xuanhao Wu, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Jun, ha determinado cómo el agua potable utilizada para recargar un acuífero puede contaminarse con niveles peligrosos de arsénico.

La investigación fue publicada en Ciencia y Tecnología Ambiental .

En una recarga de acuífero gestionada, "continuamente extraemos 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 sumideros y 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 se trabaja en la recarga de acuíferos gestionada con la Agencia de Protección Ambiental (EPA), Jun se encontró con una situación desconcertante.

"Cuando inyectamos el agua, estuvo bien, " ella dijo, "pero cuando lo retiramos, estuvo mal, contaminado con arsénico. ¿Que está mal?"

Resultó que, aunque el agua que se inyectaba en el acuífero solía estar lo suficientemente limpia para beber, estaba aportando algo nuevo al acuífero:oxígeno.

"Al inyectar agua recuperada, estamos provocando la disolución oxidativa de minerales sulfurados en el acuífero, que eran estables a niveles bajos de oxígeno, ", dijo. En particular, ella miró arsenopirita (FeAsS), un mineral que se disuelve en hierro, azufre y, crucialmente, arsénico. Antes de que el arsénico pueda alcanzar niveles problemáticos, sin embargo, tiene lugar 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, mantener el arsénico fuera del agua.

Hay, sin embargo, otro factor importante.

La materia orgánica disuelta (DOM) —compuestos que contienen carbono— cambia drásticamente la situación. "Con altos niveles de compuestos orgánicos, encontramos que la reacción de precipitación está suprimida, ", Dijo Jun. Cuando se suprime la precipitación de óxidos o hidróxidos de hierro, el arsénico no se adsorbe lo suficiente. En lugar de, 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, " ella dijo, teniendo en cuenta que el uso de agua recuperada es una práctica real en este momento. "Al pensar en la recuperación de agua de los acuíferos, 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 provoquen una mayor movilización de toxinas". ", Dijo Jun." Los roles de los DOM en la recarga de acuíferos administrados deben incluirse en los modelos predictivos. Saber cómo la química del agua altera las reacciones químicas en un acuífero nos permitirá utilizar completamente el agua, en lugar de desecharlo como desperdicio.

"Tenga en cuenta que solo hay un tipo de agua en el mundo, " ella dijo.

"Toda agua, agua potable, Agua de mar, agua subterránea, aguas residuales, aguas pluviales, agua gris, y más, es simplemente "agua". Mantenerlo seguro y sostenible es nuestra tarea continua ".