La contaminación por arsénico de las aguas subterráneas que se produce de forma natural (geogénica) es un problema de importancia mundial, con ocurrencias notables en gran parte de los acuíferos aluviales y deltaicos en el sur y sureste de Asia. Para abordar este problema se han dedicado enormes esfuerzos de investigación durante las últimas dos décadas para comprender mejor las fuentes y la distribución de las aguas subterráneas contaminadas con arsénico. Ahora, un equipo australiano de científicos de la Universidad de Flinders, CSIRO y la Universidad de Australia Occidental, junto con sus colegas del Instituto Federal Suizo de Ciencia y Tecnología Acuáticas (Eawag), han utilizado modelos informáticos para integrar gran parte de lo que se ha aprendido a lo largo de los años en simulaciones informáticas que imitan las complejas interacciones entre el flujo de agua subterránea, transporte de solutos y mecanismos de reacción geoquímica. Estos modelos son importantes para analizar observaciones de campo, para desentrañar qué procesos químicos y físicos juegan un papel, y predecir el comportamiento del arsénico dentro de los acuíferos, dónde y cuándo puede ocurrir la contaminación en el futuro. Los resultados de su estudio se han publicado ahora en el último número de Naturaleza Geociencia .

Reconstruir el pasado para predecir el comportamiento futuro del arsénico

El equipo de investigación seleccionó un sitio muy contaminado con arsénico cerca de Hanoi (Vietnam) para desarrollar y probar su modelo informático. En un primer paso, utilizaron las pequeñas concentraciones de tritio que habían entrado en el sistema de aguas subterráneas desde la atmósfera durante los tiempos de las pruebas de bombas nucleares. y su producto de descomposición, helio, un gas noble, para reconstruir qué tan rápido y dónde se movió el agua subterránea durante las últimas cinco décadas. Una vez que las simulaciones del modelo pudieron igualar las concentraciones que se midieron, Se agregó complejidad adicional al modelo para simular cómo se movilizaba y transportaba el arsénico en el acuífero del Holoceno.

La interfaz río-agua subterránea actúa como punto de reacción

En el sitio del estudio, los cambios en el flujo de agua subterránea ocurrieron durante los últimos 50 años desde que la ciudad de Hanoi aumentó notablemente la extracción de agua subterránea para satisfacer su creciente demanda de agua; esto demostró ser el principal desencadenante de la contaminación por arsénico en el acuífero. El modelado por computadora permitió a los investigadores identificar la fuente de arsénico hasta los lodos del río que se depositan regularmente en las zonas de flujo más lento del Río Rojo. La materia orgánica contenida en esos lodos alimentó una reacción biogeoquímica que condujo a la liberación de arsénico y su transporte de kilómetros de largo al acuífero subyacente a la aldea de Van Phuc. un proceso que continúa hasta el día de hoy. Empleando su modelo informático desarrollado en modo predictivo, los investigadores pudieron ilustrar la interacción de cuatro factores clave en la evolución y longevidad de la liberación de arsénico en las interfaces de agua superficial / agua subterránea. (i) la abundancia de materia orgánica reactiva; (ii) la abundancia de óxidos de hierro; (iii) la magnitud del flujo de agua subterránea; y (iv) tasa de deposición de lodo fluvial.