Ra isotopes and Rn as a tool for the water management resources: the Alberquillas aquifer (Málaga-Granada)

The aim of this project is to evaluate the importance of submarine groundwater discharge sector in order to improve the water balance in Málaga-Granada region. The approach of this study arose from the the geology and the aquifers that indicate that there could be some discharge to the sea between Maro (Málaga) and Almuñécar (Granada) and the Andalusian’s Government and its Water Agence were really interested in evaluating it because there is a lot of population and few water available and the magnitude of groundwater discharge has generated controversy. Is well known that water is a scarce resource in this area and it’s very important for the society and for the environment. The legislation, the water policies, the knowledge of the aquifer and the geology, the water dynamics, the land use and the water perception in the society might help the management of this resource not just in Andalusia but in all the Mediterranean basin. The main objective is to evaluate the submarine groundwater discharge from the Alberquillas Aqufier to the sea by measuring 222Rn and Ra isotopes. Specific objectives have been established to achieve the main objective: A) Reveal the importance of water resources in the Mediterranean basin; B) Learn radiometric techniques for the study of groundwater discharge to the sea; C) Learn of sampling techniques of water samples for the measurement of Ra and Rn; D) Learn the techniques for measuring Ra (RaDeCC) and Rn (RAD7); E) Interpretation and discussion of results. During this semester, and in addition of the present study in Málaga- Granada region, the author has participated in the initial phase (sampling, analysis and interpretation of preliminary results) of other research projects focused on the study of submarine groundwater discharges through the use of Ra isotopes and 222Rn. These studies have been developed in different areas, including Alt Empordà (Roses and Sant Pere Pescador), Maresme with CMIMA’s group (Mediterranean Center for Marine and Environmental Research), Delta de l’Ebre, Peñíscola and Mallorca with the IMEDEA’s group (Mediterranean Institute for Advanced Studies).

Determinación de sistemas de flujo regionales y locales en las depresiones tectónicas del Baix Empordà y La Selva (NE de España) en base a datos hidroquímicos e isotópicos

The Baix Empordà-Selva-Gavarres aquifer system is related to the fault set that created the tectonic basins of Empordà and Selva areas (NE Spain) during the Neogene. In this work, we describe groundwater hydrogeological, hydrochemical and isotopical (3H, δD, δ18O, and the 87Sr/86Sr ratio) characteristics of this system in order to illustrate the relevance of fault zones in groundwater flow-paths and the recharge. In that way, we identify two flow systems, with distinct hydrochemistry and isotopes. A local flow system originates at the Gavarres Range, and it flows towards the basins of the Baix Empordà and Selva, with an approximate residence time of 20 years. Additionally, a regional flow system has only been identified in the Selva basin. This one is related to the main fault zones, as preferential flow paths. Its recharge is located in mountain ranges with higher altitudes, namely the Transversal and Guilleries Ranges, with residence times larger than 50 years. Isotopical data has also shown mixing processes between both flow systems and rainfall recharge while multivariate statistical analysis of principal components has shown the main processes that control hydrochemistry of each flow systems

Environmental management problems, future generations and social decisions

The decisions of many individuals and social groups, taking according to well-defined objectives, are causing serious social and environmental problems, in spite of following the dictates of economic rationality. There are many examples of serious problems for which there are not yet appropriate solutions, such as management of scarce natural resources including aquifer water or the distribution of space among incompatible uses. In order to solve these problems, the paper first characterizes the resources and goods involved from an economic perspective. Then, for each case, the paper notes that there is a serious divergence between individual and collective interests and, where possible, it designs the procedure for solving the conflict of interests. With this procedure, the real opportunities for the application of economic theory are shown, and especially the theory on collective goods and externalities. The limitations of conventional economic analysis are shown and the opportunity to correct the shortfalls is examined. Many environmental problems, such as climate change, have an impact on different generations that do not participate in present decisions. The paper shows that for these cases, the solutions suggested by economic theory are not valid. Furthermore, conventional methods of economic valuation (which usually help decision-makers) are unable to account for the existence of different generations and tend to obviate long-term impacts. The paper analyzes how economic valuation methods could account for the costs and benefits enjoyed by present and future generations. The paper studies an appropriate consideration of preferences for future consumption and the incorporation of sustainability as a requirement in social decisions, which implies not only more efficiency but also a fairer distribution between generations than the one implied by conventional economic analysis.

Influència del context geològic i hidrogeològic en l'eficiència energètica dels sistemes geotèrmics de molt baixa entalpia

L’elevat consum energètic de les societats actuals, així com la impossibilitat de sostenir-lo a llarg termini implica la cerca de noves fonts d’energia. D’aquesta manera, en el camp de la climatització residencial, l’energia geotèrmica de molt baixa entalpia es posiciona com una alternativa als recursos energètics actuals. Així, els primers metres de subsòl presenten una temperatura adequada per al seu aprofitament calorífic, mitjançant els sistemes geotèrmics de bomba de calor. Si bé a nivell energètic, són sistemes, intrínsecament, molt eficients, el seu rendiment pot patir importants variacions davant dels canvis en les condicions del medi geològic i hidrogeològic. Especialment, els col·lectors de calor verticals, treballen, amb freqüència, en el si de les formacions hidrogeològiques. En aquest sentit, els canvis del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua de l’aqüífer es manifesten amb variacions de la conductivitat tèrmica equivalent i del flux subterrani d’aigua, que alhora, aquestes, es tradueixen en alteracions del flux subterrani de calor. Davant d’aquest fet, l’avaluació quantitativa de l’efecte d’aquestes fluctuacions que es presenta en aquest treball mostra petites variacions del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua comporten canvis molt notables en l’eficiència dels sistemes verticals de bomba de calor geotèrmica.

Descripción socioambiental y análisis de las fuentes de agua de la microcuenca La Jabonera (Estelí, Nicaragua)

El objetivo principal de este proyecto es la caracterización de la microcuenca la Jabonera (Estelí, Nicaragua) enfatizando el agua como factor clave que conecta todos los elementos que interaccionan en la microcuenca y que, además delimita el área de estudio. El trabajo de campo ha consistido básicamente en la georeferenciación de los puntos de interés, la realización de encuestas a la población y la evaluación de las fuentes de agua y del agua del río mediante análisis fisicoquímicos. En el procesamiento de la información se ha elaborado cartografía temática mediante la herramienta SIG que ha servido de soporte para la interpretación de los resultados. Las características morfométricas y biofísicas favorecen que el agua precipitada se pierda rápidamente por escorrentía superficial con una tendencia moderada a crecidas e inundaciones. El agua infiltrada circula rápidamente por fracturas del material geológico con tiempos de tránsito cortos, y además, el área de recarga de los nacientes es local por lo que las fuentes son especialmente vulnerables a períodos de sequía y a la contaminación en su entorno cercano. El estudio de usos del suelo junto con la realización de análisis del agua ha permitido determinar que los agroquímicos son la principal fuente potencial de contaminación del agua en la microcuenca. Los resultados obtenidos muestran la necesidad de llevar a cabo una gestión integrada del territorio que garantice un desarrollo socioambiental sostenible.

Participació de les aigües subterrànies en la gènesi d'ambients palustres continentals: el cas dels prats de Sant Sebastià (Caldes de Malavella, Girona)

The area known as 'prats de Sant Sebastià' is in Caldes de Malavella. It is part of the wetlands located in the south-eastern end of the Selva Basin. Several areas with unusually high conductivity (EC up to 24,500 uS/cm) have been identified in this place. This fact allows highly specialised and comparatively rare botanical species to grow in this area. These saline soils follow a north-south line-up. The geophysical data, obtained with a field conductivemeter (EM 31), show that this superficial line-up continues in the subsoil. In addition to this, the conductivity cartography, made for an electromagnetic exploration depth of 6 meters, shows that the width of the region where these salinity anomalies take place increases in depth. When included in the hidrogeological context of this sector of the Selva Basin, these data bring new elements for the study of the genesis and working of these marshy environments.The model that future research will have to confirm, maintains that the groundwater discharges coming from the underlying hydrogeothermal aquifer are a conditioning factor of the aforementioned phenomenon. This ascending flow of highly mineralised waters (TDS of about 3,500 mg/l) can produce and keep stable the soil salinity

Estudi de les aigües salines a la conca del riu Llobregat i Cardener : implicacions ambientals

L’increment de la salinitat a les aigües subterrànies a prop de la zones de les explotacions mineres salines representa un problema ambiental amb moltes implicacions socio-econòmiques. La part mitja de la conca del riu Llobregat i Cardener és un clar exemple d’aquesta problemàtica. En molts casos l’origen de la salinitat és dubtós, ja que pot provenir del contacte de l’aigua de l’aqüífer amb formacions geològiques salines naturals o per l’afectació de les escombreres produïdes per l’explotació minera de potasses que es troba en aquesta regió. L’objectiu d’aquest treball és demostrar que el Ra pot ser un bon traçador per determinar l’origen de la salinitat de les aigües i complementar les analítiques químiques elementals i dels isòtops del sofre i de l’oxigen del sulfat (δ34SSO4 i δ18OSO4). La presència dels diversos isòtops del Ra en les aigües subterrànies dependrà de la geologia i del temps de residència de l’aigua dins l’aqüífer. L’anàlisi de 12 mostres de la comarca indica que el 226Ra és el millor dels isòtops del Ra que permet diferenciar l’origen de les aigües subterrànies.

Estudi de la contaminació per nitrats a les aigües subterrànies de Catalunya: l'Alt Penedès, el Baix Camp, el Baix Empordà, el Baix Penedès, la Garrotxa, el Maresme, Osona, el Pla de l'Estany, la Segarra, el Segrià, el Tarragonès i l'Urgell

La contaminació per nitrats de les aigües subterrànies és un dels problemes mediambientals i de salut pública que més afecten els nostres aqüífers. És per això que un dels eixos del nostre estudi és fer la màxima difusió de l’estat de la qualitat de l’aigua dels aqüífers de diferents àrees de Catalunya. En el present estudi es tracta la contaminació per nitrats a les aigües de 945 punts de mostreig (sobretot d’aigua procedent de pous, d’algunes mines i d’algunes fonts) de Catalunya, situats en 12 comarques diferents, totes elles amb algun o una gran part dels seus municipis englobats en una zona vulnerable. D’aquests punts de mostreig s’ha fet un recull de dades de la concentració de nitrats des de l’any 2003 fins el 2012 per tal d’estudiar-ne l’evolució i la incidència de la pluviometria, així com conèixer en quines comarques les variables externes: superfície agrària útil (SAU), explotacions agràries i cabana porcina i bovina poden haver incidit directament en la contaminació. També s’estudia fins a quin punt, aquest deteriorament, ha afectat la mineralització de l’aigua o afecta a llocs d’aigües més mineralitzades. A partir dels resultats obtinguts s’ha arribat a les conclusions que la concentració mitjana de nitrats a les aigües subterrànies en la majoria de comarques estudiades és elevada, superior als 50 mg/l que estableix la normativa vigent; que ha tendit a l’estabilitat en els últims deu anys; que afecta llocs d’aigües molt mineralitzades i que la pluviometria incideix notablement en la concentració de nitrats. S’ha observat que les variables externes superfície agrària útil (SAU), explotacions agràries i cabana porcina i bovina incideixen directament en la contaminació, excepte al Maresme. Finalment es presenten diferents usos alternatius als de l’aigua de consum per aquestes aigües contaminades amb nitrats i que han posat en pràctica diferents municipis de les comarques estudiades.

Presència i distribució espacial de concentracions anormals d'ió nitrat a les aigües subterrànies dels aqüífers del Baix Fluvià (Alt Empordà)

Presentem una caracterització de la distribució espacial de la contaminació per nitrats en els aqüífers de la plana del baix Fluvià. En concret, els valors de concentració més elevats s’han observat a l’aqüífer superficial, on sobrepassen, amb escreix, els límits de potabilitat aconsellats pel RD 1138/1990. L’àrea més afectada ocupa part dels termes municipals de Vilamacolum i Torroella de Fluvià, en els quals hi predominen concentracions que oscil·len entre 50 i 200 mg × L–1. Els focus de contaminació són de tipus puntual i difús. Documentada la presència anormal de nitrats en aquest aqüífer, es planteja el correcte maneig agrícola, en vistes a una doble finalitat: d’una banda, contribuir a la planificació d’unes bones pràctiques agrícoles tenint en compte la relació entre volums de reg i aportacions de nitrogen; d’altra banda, preveure una progressiva recuperació de la qualitat de l’aqüífer, a partir de l’ús de tecnologies que integrin la ubicació d’unes zones favorables on es pugui maximitzar l’extracció del recurs contaminat, i la ubicació d’uns sòls aptes per a l’aplicació d’aquest recurs, amb uns criteris agronòmics coherents.