Revista Tendencias en Docencia Año 4 e Investigación en Química Número 4 2018 Caracterización hidroquímica de cenotes del Estado de Yucatán, México Cruz Sánchez Misael1*, Mora Mora Jennyfer1, Girón García Patricia2, Salcedo Luna Cecilia3 1Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Área Académica de Ciencias de la Tierra y Materiales, Instituto de Ciencias Básicas e Ingeniería. Ciudad del Conocimiento, Carr. Pachuca-Tulancingo Km 4.5, Col. Carboneras, Mineral de la Reforma, Hidalgo. C.P. 42184. México. 2Universidad Nacional Autónoma de México, Departamento de Geoquímica, Instituto de Geología. Circuito de la Investigación Científica S/N, Delegación Coyoacán, Ciudad de México. C.P. 04510. México. 3 Universidad Nacional Autónoma de México, USAI, Facultad de Química. Circuito de la Investigación Científica S/N, Delegación Coyoacán, Ciudad de México. C.P. 04510. México. * Autor para correspondencia: izaskm@yahoo.es Recibido: RESUMEN 13/mayo/2018 El acuífero del Estado de Yucatán constituye uno de los más vulnerables en el país, debido a diversos factores tanto antropogénicos como Aceptado: naturales que afectan su calidad. En el presente trabajo de investigación, 09/septiembre/2018 se evaluó un grupo de cenotes del Estado de Yucatán, estableciendo sus características mediante una serie de análisis fisicoquímicos realizados a las muestras de agua y la integración de los datos obtenidos en diagramas hidroquímicos. La naturaleza de su composición química Palabras clave: está relacionada a la interacción agua-roca con una facie dominante Cenotes, hidroquímica, de Ca-Mg-HCO3 como resultado de la disolución de minerales como minerales. calcita, aragonita y dolomita. De acuerdo a su calidad para propósitos de irrigación se consideró que es adecuada para emplearse en cultivos salino tolerantes. Desafortunadamente, su calidad como agua de consumo no Keywords: es favorable, al presentar salinidad, sólidos totales disueltos, dureza, Cenotes, hydrochemistry, amonio y arsénico con valores superiores a las normas definidas para minerals. este uso. ABSTRACT The aquifer of the State of Yucatan is one of the most vulnerable in the country, due to various anthropogenic and natural factors that affect its quality. In the present research work, a group of cenotes from the State of Yucatán was evaluated, establishing its characteristics through a series of physicochemical analyzes performed on water samples and the integration of data obtained in hydrochemical diagrams. The nature of its chemical composition is related to water-rock interaction with a dominant Ca-Mg-HCO3 facie as a result of the dissolution of minerals such as calcite, aragonite and dolomite. According to its quality for irrigation purposes, it was considered suitable for use in saline tolerant crops. Unfortunately, its quality as drinking water is unsuitable, since it presents salinity, total dissolved solids, hardness, ammonium, and arsenic values higher than the standards defined for this use. Universidad Autónoma Metropolitana, Ciudad de México 183 Revista Tendencias en Docencia Año 34 e Investigación en Química Número 34 2018 Introducción movimiento de la superficie del agua subterránea origina una zona de mezcla y en consecuencia, transforma el En México existen 653 acuíferos, donde 33 310 hm3 agua dulce en agua salobre, reduciéndose notablemente de su volumen total se encuentra concesionado para el espesor del agua aprovechable, particularmente en la usos consuntivos, distribuidos en los sectores agrícola costa. De esta manera, la salinidad se incrementa a lo (23 470 hm3), de abastecimiento público (7 320 hm3), largo de los patrones de flujo desde tierra adentro hasta en la industria autoabastecida (2 070 hm3) y en la la costa, limitando la extracción de agua dulce bajo el producción de energía eléctrica (450 hm3), excluyendo riesgo de provocar el ascenso de agua salobre contenida la hidroelectricidad (CONAGUA, 2016). De esta manera, en la zona de mezcla, inutilizando temporal o totalmente las aguas subterráneas constituyen un recurso natural de los pozos de extracción, sobre todo si se considera que suma importancia en el desarrollo sostenible del país. el espesor de la zona de agua dulce es bastante reducido (DOF, 2013). Desafortunadamente, las aguas subterráneas enfrentan diversos problemas que afectan su calidad: la Un factor adicional a la salinización por intrusión marina, contaminación, la sobreexplotación y la salinización. La lo constituye la disolución de las rocas de la región, las contaminación se origina a partir de la infiltración de cuales dada su naturaleza, son bastante lábiles frente al aguas residuales domésticas, agrícolas e industriales. agua. Así los minerales evaporíticos se incorporan lenta y Un acuífero se considera sobreexplotado cuando la gradualmente al acuífero, modificando su salinidad. extracción supera la recarga, de esta manera, el número de acuíferos sobreexplotados en el país ha aumentado Debido a lo anterior, el objetivo del presente trabajo de dramáticamente de sólo 32 en el año de 1975 a 105 en investigación fue evaluar las características hidroquímicas el año 2015. La salinización de un acuífero depende de un grupo de cenotes del Estado de Yucatán, para tanto de factores antropogénicos (sobreexplotación) establecer la naturaleza de su composición química, así como naturales (intrusión marina, evaporación de aguas como su calidad para propósitos de irrigación y consumo someras, disolución de minerales evaporíticos y la mezcla humano. Los resultados obtenidos demuestran que la entre aguas antiguas y juveniles), a nivel nacional existen composición química del agua depende sustancialmente 18 acuíferos que presentan intrusión marina y 32 bajo el de la interacción agua-roca, con una calidad favorable fenómeno de salinización de suelos y aguas subterráneas para la irrigación en cultivos salino tolerantes o salino salobres (CONAGUA, 2016). semi tolerantes, pero desfavorable para su consumo. En el Estado de Yucatán no existen corrientes de agua Descripción del área de estudio superficiales debido a la elevada permeabilidad y reducida pendiente topográfica, siendo el agua subterránea Localización la única fuente de abastecimiento de agua dulce. Las características hidrogeológicas del acuífero del Estado El Estado de Yucatán se ubica en el sureste de la República de Yucatán hacen de él uno de los más vulnerables a nivel Mexicana, entre los paralelos 21°36’ y 19°30’ de latitud nacional, no solo por la perturbación antropogénica, sino norte; y entre los meridianos 87°32’ y 90°25’ de longitud por la confluencia de diversos factores naturales que oeste. Limita al suroeste con el Estado de Campeche, al promueven su salinización (DOF, 2013). sureste con el Estado de Quintana Roo y al norte con el Golfo de México, cubriendo un área de 3 934 000 ha Respecto a la contaminación antropogénica, se han (Bautista et al., 2005). identificado numerosas fuentes debido a la ausencia de un sistema integral de drenaje y alcantarillado para el Clima emplazamiento de aguas negras y residuos domésticos, agropecuarios, industriales, hospitalarios, etc., que El Estado de Yucatán presenta un clima caliente son descargados directamente al acuífero mediante la subhúmedo con lluvias en verano (Aw) con una inyección a pozos de poca profundidad, generalmente temperatura media anual de 26 °C. Los meses más a la región de agua salobre subyacente (Graniel et al., calientes van de mayo a agosto con temperaturas medias 1999; Marín et al., 2000; Torres et al., 2014; Gonzalez et de 25 a 28°C y los más fríos de diciembre a febrero con al., 2014). temperaturas medias entre 22 y 24°C. Por otra parte, el acuífero del Estado de Yucatán es afectado La precipitación anual varía entre 444 y 1 227.3 por la presencia de una intrusión marina subyacente mm, siendo mayor de norte a sur y de oeste a este. La al agua dulce, que bajo la influencia de las mareas y el temporada de lluvias inicia a finales del mes de mayo Universidad Autónoma Metropolitana, Ciudad de México 184 Revista Tendencias en Docencia Año 34 e Investigación en Química Número 34 2018 y termina en octubre, siendo septiembre el mes más en los lomeríos. La elevada porosidad y permeabilidad lluvioso (INEGI, 2002). del suelo así como la pendiente topográfica favorecen significativamente este proceso. En contraparte, Geología las principales descargas naturales lo constiyuen la transpiración vegetal, la evaporación del agua freática y La Península de Yucatán es una extensa plataforma la descarga hacia el mar. carbonatada de aproximadamente 165 000 km2 (Bauer et al., 2011), constituida por rocas sedimentarias que De acuerdo a los principales usos del agua subterránea fueron originadas en el Terciario y Cuaternario. Las del Estado de Yucatán, del total de 1 313.3 millones de m3 rocas más antiguas corresponden a calizas cretácicas y extraídos, el 62. 1 % se destinan para uso agrícola, 32.9 % calizas dolomitizadas, silicificadas y recristalizadas del para uso público urbano, 4 % para uso industrial y 1 % para Paleoceno, con delgadas intercalaciones de margas y uso doméstico y de abrevadero (DOF, 2013). yeso que afloran en la porción sur del Estado de Yucatán. Las rocas más jóvenes están representadas por coquinas Metodología y calizas que afloran en áreas dispersas, mientras que en la parte noroeste de la península se observan depósitos Descripción de las muestras de litoral areno-arcilloso, además de material residual arcilloso y calichoso de espesor despreciable que Para el presente trabajo de investigación se colectaron caracterizan a la costa (CONAGUA, 2015). 17 muestras de agua provenientes de diferentes cenotes, distribuidos en 8 municipios del Estado de Yucatán: Hidrología Tekit, Homun, Cuzama, Sanahcat, Abala, Chemax, Yaxcaba y Tizimín (figura 1). La selección de los cenotes se realizó El acuífero del Estado de Yucatán es de tipo libre, costero, considerando su accesibilidad y su proximidad a las kárstico, hidraulicamente heterogéneo y de permeabilidad zonas conurbadas. elevada. Debido a la intrusión de una cuña de agua marina que subyace al acuífero, el espesor saturado de agua dulce Las muestras fueron colectadas en el mes de junio es bastante reducido y varia desde 5 m en la faja costera de 2017, transportadas al laboratorio en botellas de hasta más de 30 m en el área de lomerios. polietileno y conservadas en refrigeración a 4 °C hasta el momento de su análisis, el cual no fue mayor a 72 h. El acuífero presenta dos tipos de porosidad, una primaria Los cenotes a los cuales corresponden las muestras se y otra secundaria. Se distingue una elevada porosidad indican en la tabla 1. primaria derivada de la sedimentacíon y litificación de fragmentos de organismos tales como conchas y Análisis fisicoquímicos esqueletos, sin embargo, se observa una baja porosidad primaria en estratos de caliza masiva. La porosidad Las muestras de agua provenientes de los cenotes fueron secundaria se ha generado a través de largos periodos de filtradas y separadas en tres fracciones: una se aciduló tiempo, donde los procesos de disolución, fragmentación con HNO3 hasta pH 3, otra se aciduló con H2SO4 hasta pH y fracturamiento han permitido el desarrollo de canales, 2 y la tercera fracción se conservó con su pH original. grietas, cuevas, grutas, dolinas y cenotes con una distribución irregular tanto en sentido vertical como La fracción de agua que no se aciduló fue utilizada horizontal (DOF, 2013). para determinar el pH (potenciometría), conductividad eléctrica CE (conductivimetría), sólidos totales disueltos La dirección del flujo está determinada por la compleja STD (evaporación y sequedad a 105 °C), Cl- (titulación), morfología subterránea que presenta grietas, galerías de CO 2-3 y HCO - 3 (titulación), PO 3-4 (espectrofotometría) diferentes formas y diámetros, interespacios y niveles y SO 2-4 (espectrofotometría) de acuerdo a las técnicas de estratificación. Sin embargo, de manera general se descritas por Sadzawka (2006). considera que el flujo de agua es radial, comenzando desde el sur del estado hacia la costa con dirección La fracción de agua acidulada con HNO3 se utilizó para preferencial SE-NW, en un entorno cavernoso muy el análisis elemental por espectrofotometría de emisión complejo (INEGI, 2002). atómica en plasma acoplado inductivamente (AES-ICP) en un equipo Perkin Elmer modelo Óptima 8300, La principal fuente de recarga del acuífero lo constituye la empleando curvas de calibración estándar en el intervalo elevada precipitación pluvial, misma que se infiltra casi de concentración de 0 a 25 mg/L para cada elemento en su totalidad en las llanuras y en menor proporción (Na, K, Mg , Ca, Si, Al y As). Universidad Autónoma Metropolitana, Ciudad de México 185 Revista Tendencias en Docencia Año 43 e Investigación en Química Número 34 2018 La fracción de agua acidulada con H2SO4 fue empleada Tabla 1. Nombre, clave y municipio de los cenotes muestreados. para cuantificar nitrógeno amoniacal (NH +4 ) por (continuación) espectrofotometría de absorción de radiación visible mediante su complejación con reactivo de Nessler y 5 Huolpoch HP Homun análisis a 410 nm empleando curvas de calibración estándar 6 Chulul CL Homun (Welcher, 1995). 7 Hoka HK Abala Cada análisis se realizó por triplicado, evaluando la 8 Aymil AM Abala calidad total de los análisis químicos mediante el error 9 Yoha YH Abala de balance de cargas iónicas % E, el cual fue < ± 5 % en 10 Yaal Utzil YU Abala todos los casos (APHA, 1999). 11 Saac-ha SH Chemax 12 Choj-Ha CJ Chemax 13 Sambula SM Abala 14 Yokdzonot YO Yaxcaba 15 Manuel Carrera MC Tizimín 16 Montecristo 1 M1 Tizimín 17 Montecristo 2 M2 Tizimín Evaluación hidroquímica Las características hidroquímicas de los cenotes fueron definidas a partir de la composición química de las muestras de agua, empleando los diagramas geoquímicos de Chadha (1999), van Wirdum (1980) y Gibbs (1970), además se calculó el índice de saturación (IS) para las principales fases cristalinas presentes en el sistema empleando el programa PHREEQC (Parkhurst y Appelo, 1999). La evaluación de la calidad del agua para propósitos de irrigación se efectuó mediante la clasificación USSL (1954) empleando la conductividad eléctrica y la relación de adsorción de sodio (RAS), además se utilizó el diagrama de Wilcox (1948) que relaciona la conductividad eléctrica con el porcentaje de sodio (PS). Tomando en cuenta la cantidad de carbonato de sodio residual (CSR), las muestras de agua de los cenotes se clasificaron de acuerdo a los criterios de Lloyd y Heatcothe (1985). Para complementar el diagnóstico se utilizó a la clasificación Figura 1. Caracteristicas geológicas del Estado de Yucatán y de Doneen (1962) considerando los valores del índice de ubicación de los cenotes, modificado de Villasuso y Méndez permeabilidad (IP). (2000). La calidad del agua para consumo humano fue evaluada Tabla 1. Nombre, clave y municipio de los cenotes muestreados. mediante la comparación de la composición química con los valores recomendados por la Organización Mundial No. Nombre del cenote Clave Municipio de la Salud (WHO, 2011) y la NOM-1994 modificada 1 Xpakay XK Tekit (DOF, 1996). La clasificación de la dureza se realizó con el 2 Papakal PK Homun diagrama de Li et al. (2014), utilizando los valores de los sólidos totales disueltos (STD) y la dureza total (mg/L) 3 Subinteh ST Cuzama estimada mediante la suma de Ca2+ y Mg2+ (Weiner, 4 Bebelchen BE Sanahcat 2013). Universidad Autónoma Metropolitana, Ciudad de México 186 Revista Tendencias en Docencia Año 34 e Investigación en Química Número 43 2018 Resultados y discusión 3), donde el agua proveniente de la lluvia interactúa con las rocas disolviéndolas e incorporando parte de sus Características químicas del agua iones al acuífero. De acuerdo a los análisis fisicoquímicos realizados a las Tabla 2. Valores mínimos (Mín.), máximos (Máx.), promedio diferentes muestras de agua provenientes de los cenotes (Prom.) y desviación estándar (Desv. Est.) para los análisis del Estado de Yucatán, se observó que el pH varió de fisicoquímicos de muestras de agua de cenotes del Estado de 6.92 a 7.70, predominando una condición ligeramente Yucatán. alcalina. Los valores de la conductividad eléctrica se encontraron en el intervalo de 688 hasta 3 723 μS/cm, PARÁMETROS Mín. Máx. Prom. Desv. mientras que los sólidos totales disueltos estuvieron Est. presentes en concentraciones desde 515.77 hasta 2 381 mg/L, FISICOS estimándose una dureza promedio de 508 mg/L Temp. (°C) 20 28 23.29 2.05 (tabla 2). pH 6.92 7.70 7.39 0.25 La concentración de Na+ presentó un valor mínimo de CE (µS/cm) 688.0 3 723.0 1 607.46 705.15 23.43 mg /L y un máximo de 461.60 mg/L, mientras que STD (mg/L) 515.77 2 381.0 1 175.78 456.69 Ca2+ varió desde 78.81 hasta 201 mg/L, siendo estos dos cationes los más abundantes en las muestras. Respecto Dureza (mg/L) 258.05 693.46 508.00 139.65 de los aniones, el ión HCO - 3 fue el más abundante con una concentración promedio de 679.68 mg/L, seguido de Cl- COMPONENTES con una concentración promedio de 138.74 mg/L. Destaca la presencia de componentes traza como Al3+, As, NH +4 y MAYORES PO 3-4 cuyas concentraciones promedio fueron 0.28 mg/L, (mg/L) 0.04 mg/L, 0.23 mg/L y 1.60 mg/L, respectivamente. Na+ 23.43 461.20 120.84 109.13 Facies hidroquímicas K+ 0.78 30.10 6.38 7.03 Mg2+ 14.87 64.03 40.33 14.82 La clasificación de las facies hidroquímicas mediante el 2+ diagrama de Chadha (1999) permitió establecer que la Ca 78.81 201.00 136.89 32.25 mayoría de las muestras presentan una facie Ca-Mg-HCO , SiO2 0.00 19.19 3.46 5.223 las muestras YU y YH se clasificaron con una facie mixta HCO - 372.78 895.97 679.68 178.72 Ca-Mg-HCO3 –Na-K-HCO3, siendo la facie Na-K-Cl y/o Na- 3 - K-SO4 característica de las muestras HK y SM (figura 2). Cl 29.80 419.61 138.74 99.41 SO 2-4 0.00 338.94 57.56 93.19 Interacción agua-roca Las características químicas del agua subterránea COMPONENTES dependen de diversos procesos fisicoquímicos tales TRAZA (mg/L) como la disolución, precipitación, el intercambio iónico, Al3+ 0.25 0.36 0.28 0.04 la oxidación y la reducción manifestados durante la interacción agua-roca. De esta manera, el empleo de As 0.00 0.17 0.04 0.05 diagramas geoquímicos permite aproximarnos a la NH +4 0.05 0.48 0.23 0.13 naturaleza de su composición química. PO 3-4 0.00 3.55 1.60 1.08 De acuerdo a van Wirdum (1980), el agua se clasifica como atmosférica (At) si procede principalmente de la precipitación pluvial, será litotrófica (Li) si su composición La clasificación de las muestras empleando los diagramas está relacionada con las rocas del acuífero y talasotrófica de Gibbs (1970) indica que uno de los principales factores (Ta) si corresponde a agua de origen marino, existiendo que influyen en la química del agua es la interacción roca- categorías intermedias. Para las muestras analizadas se agua (figura 4), validando las observaciones realizadas considera una clasificación atmosférica-litotrófica (figura mediante la clasificación de van Wirdum. Universidad Autónoma Metropolitana, Ciudad de México 187 Revista Tendencias en Docencia Año 43 e Investigación en Química Número 34 2018 De acuerdo a los valores del IS calculados para las muestras de agua, se observaron valores positivos para calcita, aragonita y dolomita, lo cual indica que se encuentran sobresaturadas con estas fases. Adicionalmente se presentaron pequeños valores positivos del IS para cuarzo en las muestras XK, HK, YH y YU, indicando saturación con esta fase cristalina; para el resto de los minerales propuestos se obtuvieron valores del IS negativos, asumiendo una condición de insaturación (figura 5). Figura 2.Clasificación de las muestras de agua con el diagrama de Chadha (1999). Figura 3. Clasificación de las muestran de agua en el diagrama de Van Wirdum (1980). Índice de saturación Como se ha mencionado anteriormente, la química de las muestras de agua está definida por la interacción agua-roca, por ello se evaluó el índice de saturación para diferentes minerales que podrían participar en el enriquecimiento de ciertos componentes en el agua. Figura 4.Clasificación de las muestras de acuerdo a los El índice de saturación (IS) se calculó a partir de las diagramas de Gibbs (1970). actividades de los iones en solución y las constantes del producto de solubilidad (Kps) para albita (NaAlSi3O8), El mecanismo de incorporación de iones al acuífero anhidrita (CaSO4), aragonita (CaCO3), calcita (CaCO3), se podría explicar mediante la disolución de la roca calcedonia (SiO2), dolomita (CaMg(CO3)2), yeso y particularmente mediante la disolución de calcita, (CaSO4·2H2O), halita (NaCl), cuarzo (SiO2) y talco aragonita, dolomita, halita (la cual presenta una elevada (Mg3Si4O10(OH)2). Un valor del IS negativo indica que el solubilidad y por ello no se encuentra en condiciones sistema no está saturado respecto de una fase propuesta; sobresaturadas) y posiblemente caolinita (como es positivo cuando el sistema esta sobresaturado y precursor de aluminio y silicio en bajas concentraciones) adquiere el valor de cero cuando el acuífero está en presente en algunos estratos de la región (CONAGUA, equilibrio con una fase cristalina en particular (Drever, 2015). 2002). Universidad Autónoma Metropolitana, Ciudad de México 188 Revista Tendencias en Docencia Año 34 e Investigación en Química Número 34 2018 Inicialmente se considera que la reacción entre el CO2 presente en el aire y el agua de lluvia, produce pequeñas cantidades de H2CO3 (debido a que la solubilidad del CO2 es relativamente baja 1x10-5 M en equilibrio con una presión del orden de 1x10-3.5 atm del gas en el aire) de acuerdo a la siguiente reacción: CO2 + H2O → H2CO3 (1) y posteriormente: H2CO +3 → H + HCO -3 (2) HCO - 3 → H+ + CO 2-3 (3) El diagrama de distribución de especies para este caso Figura 5. Índices de saturación calculados para las diferentes indica que por encima de pH 10.3 el ión CO 2-3 es la especie fases minerales. dominante; debajo de pH 6.3 el CO2 disuelto es la especie dominante y para valores de pH comprendidos entre Calidad del agua para irrigación 6.3 y 10.3 la especie dominante es el ion HCO - 3 (Weiner, 2013). Los parámetros de salinidad evaluados considerando el agua del acuífero del Estado de Yucatán para propósitos Ya sea que se considere que la disolución de calcita y/o de irrigación se indican en la tabla 3. El valor promedio aragonita sea promovida por las reacciones (1) o (2), para la relación de adsorción de sodio (RAS) fue de en ambos casos los productos obtenidos son similares, 2.17; para el porcentaje de sodio (PS) 96.30, para el así que la disolución se puede representar mediante la carbonato de sodio residual (CSR) fue 1 y para el índice siguiente reacción: de permeabilidad (IP) 27.93. CaCO + CO + H O → Ca2+3 2 2 + 2 HCO -3 (4) Tabla 3. Valores mínimos (Min.), máximos (Máx.), promedio (Prom.) y desviación estándar (Desv. Est.) de los índices de ocurriendo el mismo evento con dolomita: salinidad de los cenotes del Estado de Yucatán. CaMg(CO ) + 2CO + 2H O → Ca2+ + Mg2++ 4HCO - (5) Índice Mín. Máx. Prom. Desv. Est.3 2 2 2 3 RAS 0.43 7.68 2.17 1.80 Aquí es importante mencionar que la dinámica entre PS 90.08 98.06 96.30 2.17 la disolución y precipitación de calcita, aragonita y dolomita es cíclica, dependiendo de que se alcance la CSR -1.06 3.30 1.00 1.08 sobresaturación del sistema con estas fases (Langmuir, IP 16.95 41.96 27.93 5.78 1997). Para el caso de halita: Relación de adsorción de sodio, RAS NaCl + H O → Na+ 2 + Cl-+ H2O (6) La clasificación de las muestras respecto de la conductividad eléctrica (CE) y la relación de adsorción de y para caolinita: sodio (RAS) se realizó mediante los criterios de Richards (1954) y la gráfica de USSL (1954), identificando tres 1/2 Al2Si2O5(OH)4 + 5/2 H2O → Al(OH)3 +H4SiO4 (7) categorías (figura 6). El 6 % de las muestras se clasificó como C2S1, salinidad media y riesgo de sodicidad bajo; Congruentemente, las reacciones químicas anteriores 6 % como C4S2, salinidad muy alta y riesgo de sodicidad permiten comprender la naturaleza de las muestras medio y el 88 % restante como C3S1, elevada salinidad de agua de los cenotes y del acuífero, no solo respecto y riesgo de sodicidad bajo. Con este diagnóstico las del pH, cationes y aniones dominantes, sino también la muestras con categorías C2S1 y C3S1 pueden ser presencia de Al y Si, bajo la dinámica de la interacción empleadas para riego en cultivos salino tolerantes o agua-roca. salino semi tolerantes bajo condiciones de drenaje Universidad Autónoma Metropolitana, Ciudad de México 189 Revista Tendencias en Docencia Año 34 e Investigación en Química Número 43 2018 suficientemente buenas, para evitar la deposición de sales y la reducción de la permeabilidad de los suelos. Sin embargo, la muestra con categoría C4S2 no es apta para este propósito. Figura 7. Clasificación de las muestras de agua de acuerdo al diagrama de Wilcox (1948). Índice de permeabilidad (IP) Figura 6. Clasificación de las muestras de acuerdo a USSL El índice de permeabilidad (IP), de acuerdo a los criterios (1954). de Doneen (1962), permite clasificar la calidad del agua para irrigación en tres clases: excelente (IP > 75), buena Porcentaje de sodio (PS) (25 < IP < 75) e insatisfactoria (IP< 25). De acuerdo con los valores de IP para las muestras, el 41. 2 % se La representación gráfica del porcentaje de sodio respecto clasificaron con calidad insatisfactoria y el 58.8 % con de la conductividad eléctrica para cada muestra permitió buena calidad. identificar dos categorías de acuerdo a la clasificación de Wilcox (1948). El 23.5 % de las muestras poseen una Calidad del agua para consumo humano calidad para la irrigación que va de dudosa a desfavorable (muestras MC, YO, M1 y M2), mientras que el 76.5 % de La comparación de la composición química de las las muestras se clasifican como desfavorables para esta muestras de agua de los cenotes respecto de las actividad (figura 7). recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (WHO, 2011) y de la Norma Oficial Mexicana (DOF, 1996) Las elevadas concentraciones de sodio en el agua para aguas de consumo, permitieron establecer que el favorecen la defloculación y pérdida de la estructura 47 % de las muestras poseen valores de conductividad del suelo, modificando sensiblemente la porosidad y la eléctrica (salinidad) superiores a los límites máximos permeabilidad del mismo, afectando el desarrollo normal permitidos. Respecto de la cantidad de solidos totales de los cultivos. disueltos (STD) y la dureza, el 58.8 % de las muestras superan los valores máximos recomendados. Carbonato de sodio residual, CSR La representación gráfica de los sólidos totales disueltos Lloyd y Heathcote (1985) clasificaron el contenido contra la dureza de las muestras (figura 8), permitió de carbonato sodio residual en aguas de riego en tres clasificarlas en cuatro categorías (Li et al., 2014): agua categorías: favorables (CSR < 1.25); marginales (1.25 ≤ dulce-moderadamente dura (5.88 % de las muestras), CSR ≤ 2.5) y desfavorables (CSR > 2.5). En esta clasificación agua dulce-dura (35.29 %), agua salobre-dura (23.53 se considera que la elevada concentración de carbonatos %) y agua salobre-muy dura (35.30 %). La Organización y bicarbonatos en el agua promueven la precipitación Mundial de la Salud ha considerado que el incremento de Ca2+ y Mg2+, conservandose en la solución el Na2CO3 en la salinidad, en la concentración de STD y en la dureza o el NaHCO3 cuya solubilidad es mayor. En esta situación de las aguas para consumo, modifican el sabor de las el Na+ puede desplazar al Ca2+ y al Mg2+ del complejo de mismas, sin embargo, no se han observado repercusiones intercambio, produciendo la defloculación del suelo. De importantes en la salud humana (WHO, 2011). acuerdo a esta evaluación el 70. 6 % de las muestras se clasificó como favorable, el 17.6 % como marginales y el 11.8 % como desfavorables para la irrigación. Universidad Autónoma Metropolitana, Ciudad de México 190 Revista Tendencias en Docencia Año 34 e Investigación en Química Número 34 2018 periódicas son necesarias debido a que el proceso de salinización del acuífero podría limitar las actividades agrícolas en el largo plazo. Respecto a la calidad del agua para consumo se considera que los valores de salinidad, dureza y sólidos totales disueltos pueden modificar sus propiedades organolépticas limitando su uso, sin embargo, la presencia de arsénico podría constituir un problema que se debe atender en el mediano plazo. Desde una perspectiva de beneficio social, es importante el desarrollo de planes y estrategias para fomentar el desarrollo de plantas de tratamiento no solo Figura 8. Clasificación de las muestras de agua en función de la para la depuración de aguas residuales, sino para la dureza y los sólidos totales disueltos (Li et al., 2014). desalinización y purificación del acuífero, el cual es amenazado no solo por factores antropogénicos, sino Otros componentes químicos sobrepasan los valores también por procesos naturales tales como la disolución establecidos en las normas, siendo para Na el 17.6 % de de las rocas y la intrusión marina. las muestras, el 70.6 % para HCO -3 y el 11.8 % en el caso de Cl-. Respecto a los componentes traza el 100 % de las Agradecimientos muestras supera los limites máximos permisibles para aluminio, el 70 .6 % respecto de arsénico y el 52.9 % amonio Los autores agradecen al Dpto. de Manejo de sistemas (WHO, 2011), destacando la presencia de fosfatos en el kársticos de la Secretaria de Desarrollo Urbano y Medio 82.35 % de las muestras. El resto de los componentes Ambiente (SEDUMA) por el apoyo brindado en la toma presentan valores permisibles. de muestras, así como a la Q. Verónica García Hernández por su apoyo en la realización de los análisis químicos. Es importante mencionar que la mayoría de los componentes químicos del acuífero pueden tener un Referencias origen natural, sin embargo, la presencia de arsénico (uso de pesticidas), amonio (producto de la descomposición APHA, American Public Health Association. (1999). de materia orgánica) y fosfatos (presentes en fertilizantes Standard methods for the examination of water and y detergentes) sugieren un proceso de perturbación wastewater. 20th Ed. Washington DC: APHA, AWWA, antropogénica, problemática que enfrenta el acuífero WEF, p. 1-45. debido a sus características hidrogeológicas (DOF, 2013). Bauer G. P., Charvet G., Gondwe R. N. B., Marín E. L., Merediz Conclusiones A. G., Rebolledo V. M. (2011). The Yucatán Península karst aquifer, México. Hydrogeol. 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