Arsénico en aguas subterráneas e interacción agua-roca: un ejemplo en la cuenca terciaria del Duero (Castilla y León, España)

Abstract

La presencia de arsénico en las aguas subterráneas en cantidades nocivas para la salud constituye un problema de primordial importancia a escala internacional. En la parte suroriental de la Cuenca del Duero, los análisis multielemento realizados en aguas subterráneas han detectado contenidos de arsénico superiores al límite de potabilidad en los abastecimientos de varios municipios. Para estudiar la distribución y origen de este elemento se realizó un estudio hidroquímico sobre 514 muestras, un estudio sedimentológico en campo en 69 secciones estratigráficas y 7 sondeos, un estudio geoquímico de 553 muestras, y el estudio mineralógico de las muestras con mayores contenidos en arsénico. Se ha reconocido su origen natural y su correlación con la anomalía litogeoquímica de arsénico de la Facies Zaratán (facies palustres del Mioceno Medio). Se considera que la mayor parte del arsénico de las aguas subterráneas proviene de los materiales de esta unidad. También hay correlación con las anomalías registradas en otros intervalos sedimentarios. Además, las rocas de la sucesión Cretácico Superior-Mioceno Medio constituyen un “almacén” de arsénico potencialmente movilizable a las aguas subterráneas de la zona noroeste y a los acuíferos profundos del sector central. Se ha identificado arsénico en forma de: óxidos e hidróxidos de hierro, pirita autigénica, óxidos de manganeso, óxidos de titanio-hierro heredados, filosilicatos y coloides organominerales. La movilización de arsénico al agua subterránea corresponde a desorción de arsénico en óxidos e hidróxidos de hierro y manganeso, y desorción por transformación de la materia orgánica.

The presence of arsenic in groundwaters in noxious amounts for health constitutes a problem of primary importance at an international scale. Multi-element analysis carried out in the southeastern portion of the Duero Basin have detected arsenic contents above potability limits in the supplies of several towns. To study the distribution and origin of this element was carried out an hydrochemical study on 514 samples, a field sedimentological study on 69 stratigraphic sections and 7 diamond drill holes, a lithogeochemical study of 553 samples, and a mineralogical study of the samples with the highest arsenic contents. The natural origin of arsenic and its correlation with the lithogeochemical anomaly recorded in the Zaratan Facies (Middle Miocene, palustrine facies) have been recognized. It is assumed that most of the arsenic present in the groundwaters is derived from this unit. There is also a correlation with the anomalies recorded in other stratigraphic intervals. In addition, the rocks of the Upper Cretaceous-Middle Miocene succession constitute an arsenic “storage” potentially removable to the groundwaters of the northwestern zone and to the deep aquifers of the central sector. Arsenic has been identified in iron oxides, authigenic pyrite, manganese oxides, inherited titanium-iron oxides, phyllosilicates and organomineral colloids. Arsenic mobilization to groundwater corresponds to arsenic desorption from iron and manganese oxides and arsenic desorption by organic matter transformation.