Caracterización hidrogeoquímica del sistema acuífero del Valle de Tehuacán

Abstract

"El presente trabajo se desarrolla en su mayor parte en el sureste del Estado de Puebla, México en la zona denominada sistema acuífero del Valle de Tehuacán. Resalta la importante heterogeneidad litológica en el área, representada por la presencia de los tres tipos de rocas principales: ígneas, sedimentarias y metamórficas. Como factores antropogénicos destacan la presencia de zonas urbanas y un distrito de riego; así como, las actividades agrícolas y ganaderas ampliamente extendidas. Se realizó una caracterización hidrogeoquímica basada en la integración de información de 45 muestras obtenidas de pozos y manantiales de las cuales se analizaron los iones mayoritarios: 〖Na〗^+,〖Ca〗^(2+),〖Mg〗^(2+),K^+,〖HCO〗_3^-,〖CO〗_3^(2-),〖Cl〗^-,〖SO〗_4^(2-) y 〖 NO〗_3^- y los parámetros fisicoquímicos: pH, Conductividad Eléctrica (CE), Sólidos Totales Disueltos (STD), Alcalinidad y Temperatura. Los resultados obtenidos indican que la familia de agua predominante es la Na-Ca-HCO3-Cl seguida de las familias Na-Ca-Mg-Cl, Ca-Na-Mg-HCO3, y la Na-Mg-Ca-Cl, todas estas representativas de procesos de mezclas. Los principales procesos hidrogeoquímicos encontrados fueron la interacción agua-roca, mezclas, intercambio iónico, intercambio iónico inverso y en algunas muestras, destaca el proceso de evaporación. La mezcla principal queda representada hacia la zona centro del área de estudio en donde convergen flujos provenientes del noroeste asociados al sistema acuífero del Valle de Tecamachalco y del noreste que se relacionan con el deshielo del Pico de Orizaba y con las sierras altas impermeables. Se encontraron flujos locales, intermedios y regionales, también destaca el predominio de este último tipo de flujo hacia el sureste de la zona de estudio, lo que permitió asociar la evolución natural hacia esta dirección. Se encontró que el 87% de las muestras rebasan la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-2021 en al menos algún ion mayoritario o parámetro fisicoquímico. Además, se obtuvieron los índices de calidad de agua para consumo humano ICA e ICON encontrando que la mayor extensión del área de estudio está clasificada como contaminada de acuerdo con el ICA y presenta baja contaminación según el ICON. Estos índices también permitieron determinar que el agua de peor calidad se concentra hacia el sureste de la zona de estudio, coincidiendo con la dirección de evolución natural del agua subterránea determinada con la caracterización hidrogeoquímica."

"The present study is mostly developed in the southeast of the State of Puebla, México in the area known as the aquifer system of the Tehuacán Valley. The significant lithological heterogeneity in the area is highlighted, represented by the presence of the three main types of rocks: igneous, sedimentary, and metamorphic. Among the anthropogenic factors, the presence of urban areas and an irrigation district, as well as widely extended agricultural and livestock activities, stand out. A hydrogeochemical characterization was carried out based on the integration of information from 45 samples obtained from wells and springs, of which the major ions were analyzed: 〖Na〗^+,〖Ca〗^(2+),〖Mg〗^(2+),K^+,〖HCO〗_3^-,〖CO〗_3^(2-),〖Cl〗^-,〖SO〗_4^(2-) and 〖 NO〗_3^- as well as the physicochemical parameters: pH, Electrical Conductivity (CE), Total Dissolved Solids (TDS), Alkalinity, and Temperature. The results obtained indicate that the dominant water type in the study area is Na-Ca-HCO3-Cl, followed by Na-Ca-Mg-Cl, Ca-Na-Mg-HCO3, and Na-Mg-Ca-Cl, all of which are representative of mixing processes. The main hydrogeochemical processes found were water-rock interaction, mixing, ion exchange, reverse ion exchange, and in some samples, the evaporation process was notable. The principal mixing is found in the central zone of the study area, where flows from the northwest associated with the Tecamachalco Valley aquifer system and flows from the northeast related to the melting of the Pico de Orizaba and the impermeable highlands converge. Local, intermediate, and regional flows were found, with the predominance of the latter type of flow towards the southeast of the study area, which allowed associating the natural evolution in this direction. It was found that 87% of the samples exceed the Mexican Official Standard NOM-127-SSA1-2021 in at least one major ion or physicochemical parameter. Additionally, the water quality indices for human consumption, ICA, and ICON, were obtained, finding that the largest extent of the study area is classified as contaminated according to ICA and is of low contamination according to ICON. These indices also determined that the worst quality water is concentrated towards the southeast of the study area, coinciding with the direction of evolution of the groundwater determined by the hydrogeochemical characterization."