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Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Rev. Int. Contam. Ambie. 27 (2) 103-113, 2011
CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO EN SUELOS AGRÍCOLAS Y CULTIVOS DEL VALLE DE
SAN LUIS POTOSÍ, MÉXICO
Irma Francisca SARABIA MELÉNDEZ, Rodolfo CISNEROS ALMAZÁN, Jorge ACEVES DE ALBA,
Héctor Martín DURÁN GARCÍA y Javier CASTRO LARRAGOITIA
Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Facultad de Ingeniería, Avenida Manuel Nava No. 8, Zona
Universitaria, C.P. 78290. email: hduran@uaslp.mx
(Recibido octubre 2009, aceptado marzo 2011)
Palabras clave: calidad de aguas para riego, diagnóstico de suelos y cultivos
RESUMEN
Debido a la poca disponibilidad de agua subterránea para el uso de riego, algunos
agricultores de los municipios de San Luis Potosí y Soledad de Graciano Sánchez,
S.L.P., México, desde hace tiempo usan para el riego de la zona agrícola periurbana,
con una extensión aproximada de 5000 ha, por una parte pozos emplazados en los
acuíferos profundo y somero del valle, y por la otra, aguas residuales provenientes de
descargas domésticas e industriales. Esto provoca un panorama complejo de producción
de cultivos y pudiera también ocasionar un riesgo de salud pública por la presencia de
coliformes fecales. Mediante un muestreo aleatorio simpli±cado se analizó la calidad
actual del agua de los niveles somero y profundo del acuífero, calidad del suelo agrícola
y cultivos de hortalizas y forrajeros en la zona de estudio. Las muestras de agua, suelo
y cultivos fueron analizadas para evaluar sus características químicas. En el caso del
agua, se analizaron también sus características microbiológicas. Se detectó que algunas
muestras de agua sobrepasaron el límite permisible de las normas o±ciales mexicanas
(DOF 1996) para uso agrícola en la concentración de sulfatos (SO
4
–2
) y la conductividad
eléctrica (CE), lo cual representa un exceso de sales en el agua. También sobrepasan
las normas, en algunos casos, las concentraciones de coliformes fecales (NMP/100
mL) y los sólidos disueltos totales (SDT). Se encontró que los nitratos presentan altas
concentraciones en el agua de riego. En el suelo se encontraron concentraciones de
metales en niveles dentro de la norma. En el caso de los cultivos analizados, el análisis
bromatológico no detectó un exceso de metales, dado que se encuentran en un grado de
su±ciencia. Sin embargo se recomienda realizar un análisis más amplio de elementos
traza, tanto en agua como en suelos y cultivos para observar si existen otros elementos
que pudieran causar un problema de salud pública.
Key words: irrigation water quality, evaluation of soils and crops
ABSTRACT
Due to the little availability of underground water for irrigation use, some farmers
from the metropolitan area
comprised by the municipalities of San Luis Potosí and
Soledad de Graciano Sánchez, S.L.P., México, have opted from some time back to
use on the one hand, wells that are located
in the deep and shallow aquifers of the
valley to irrigate the peri-urban agricultural zone, which has an approximate extension
I.F. Sarabia Meléndez
et al.
104
of 5000 hectares, and on the other hand sewage waters from domestic and industrial
discharging. This brings about a complex crop production panorama that could also
lead to a health hazard due to the presence of fecal coliforms. By means of a random
sampling, the current quality of the shallow and deep level aquifer water was analyzed
as well as the agricultural soil and produces and forage crop quality at the zone under
study. The water, soil and crop samples were analyzed in order to evaluate their chemi-
cal characteristics. In the case of water, its microbiological characteristics were also
analyzed. It was detected that some water samples exceeded the permissible of±cial
mexican standards (DOF 1996) for agricultural use regarding sulfate concentration
(SO
4
–2
) and electric conductivity, which represents an excess of salts in the water.
Also exceeding the of±cial standards, in some cases, are the concentration of fecal
coliforms (MPN/100 mL) and total dissolved solids. It was observed that the nitrates
are present at high concentrations in the water for irrigation. Metal concentrations
in soil were found within the regulation levels. In the case of the crops analyzed, the
bromatological analysis showed no excess of metals, since they are found in a suf-
±cient degree. However it is advisable to carryout a wider analysis regarding tracer
elements, in water as well as in the soil and crops to observe if other elements that
could cause a public health problem exist.
INTRODUCCIÓN
El Valle de San Luis Potosí tiene una extensión
territorial de 1,980 km
2
y está ubicado en la zona
centro del estado de San Luis Potosí, México, con
una población aproximada de 1100 000 habitantes
(prácticamente el 47 % de la población total del es-
tado) y comprende parcialmente varios municipios:
la ciudad de San Luis Potosí y capital del estado,
Soledad de Graciano Sánchez, Mexquitic de Carmo-
na, Cerro de San Pedro y el municipio de Zaragoza.
En el valle se concentran las principales actividades
económicas las cuales generan el 71.5 % del PIB del
estado (COTAS 2005).
Al pertenecer a la región semiárida del país, la
importancia del agua subterránea se hace evidente
debido a que todas las actividades económicas inclu-
yendo la agropecuaria, consumen casi un 95 % del
total requerido de los acuíferos profundo (sistema de
²ujo profundo) y somero (sistema de ²ujo somero) .
Cerca de 20 % del totl de los 125.57 Hm
3
año
–1
extraídps de esos acuíferos, localizados en el valle,
se destinan a actividades agropecuarias. Además, de
acuerdo con diversos estudios de balance geohidro-
lógico, existe una sobreexplotación estimada cercana
a los 40 Hm
3
año
–1
(COTAS 2005). Respecto a la
calidad del agua de los acuíferos, se ha estudiado la
diferencia entre el sistema de ²ujo somero y el pro-
fundo, los cuales varían entre sí considerablemente.
En general, el acuífero somero está contaminado
principalmente porque muchas de las descargas ur-
banas todavía se conducen a través de canales a cielo
abierto, lo que fue con±rmado al realizar las visitas
de campo. En el caso del acuífero profundo, estudios
recientes demuestran que existe una contaminación
por el ion ²uoruro debido a la litología y mineraliza-
ción de la zona (Carrillo-Rivera 2002, COTAS 2005,
Trejo 2001, Hurtado 2005).
Todo ello representa una con±rmación a la pre-
ocupación y al análisis que se plantea en el presente
estudio respecto al impacto que tiene la distribución,
cantidad y calidad del agua, en relación con el suelo
y los cultivos de una porción del área del valle de
San Luis Potosí. Por otra parte, respecto al uso del
agua y del suelo, existe una relación muy importante
y directa con la producción y seguridad de los ali-
mentos que se producen en la zona agrícola del valle,
que ha ido disminuyendo notablemente a causa de
un crecimiento no planeado de las áreas urbanas. Al
incrementarse los volúmenes de agua para uso urba-
no se ha ido incrementando también lo ha hecho el
volumen de agua residual para los cultivos. Debido a
lo anterior las áreas de cultivo funcionen como ±ltros
biológicos de las aguas residuales, sin embargo, no
se ha estudiado a fondo el problema que genera el
uso de este tipo de aguas sobre los suelos, cultivos
ni en la población.
El aprovechamiento de aguas residuales para riego
agrícola podría en principio presuponer una menor
exigencia que el necesario para uso industrial. Sin
embargo, deben considerarse los riesgos asociados
para la salud y el ambiente (Scott 2004) debido a la
presencia de microorganismos patógenos (Baccaro
2006) y otros elementos que pueden ocasionar proble-
mas de contaminación de aguas subterráneas (Morris
et al
. 2003), tales como los nitratos, nutriente que más
CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO EN SUELOS AGRÍCOLAS Y CULTIVOS DEL VALLE DE SAN LUIS POTOSÍ, MÉXICO
105
comúnmente contamina los acuíferos (Muñoz 2004).
Se han realizado múltiples estudios para determinar
la calidad del agua subterránea, sin embargo, no se
ha realizado alguno en la zona agrícola periurbana
del valle de San Luis Potosí, en el que se analicen en
conjunto los factores agua, suelo y cultivo. Así, el prin-
cipal objetivo de este estudio fue analizar la calidad del
agua de riego del Valle de San Luis Potosí, proveniente
del acuífero somero y profundo su impacto de ésta en
suelos agrícolas y en algunos cultivos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Muestreo de agua
Derivado de un censo previo de 346 pozos, en
el que se detectaron 120 pozos para uso agrícola, se
realizó un muestreo aleatorio simpliFcado en el que
se seleccionaron 20 puntos de muestreo de pozos pro-
fundos y someros (
Fig. 1
). Se utilizaron los siguientes
criterios: 1) facilidad para el acceso dada la restricción
para obtener información de los usuarios, 2) bombeo
para extracción del agua y, 3) que el agua extraída se
usara para el riego de cultivos.
Las muestras de agua para el análisis de metales
totales disueltos se colectaron en botellas de HPDE
de 125 mL, para preservar los metales en solución se
agregó HNO
3
concentrado hasta llegar a un pH≤2.
Para el análisis bacteriológico se utilizaron bolsas
estériles de 500 mL. Se analizaron los siguientes
parámetros: conductividad eléctrica (CE), sólidos
disueltos totales (SDT), pH, aniones, cationes y
contenido de boro. El análisis bacteriológico se hizo
a través de coliformes fecales y totales. Respecto
a metales se analizó arsénico, cobre, manganeso,
plomo y hierro.
Muestreo en suelos y cultivos
El muestreo de suelos y sus respectivas veinte
muestras, se realizó en las parcelas que estaban siendo
regadas por el agua de los pozos seleccionados. Con
una pala se obtuvo una muestra representativa de los
primeros 30 cm de profundidad previa inspección de
campo y elegido el sitio que representara caracterís-
ticas homogéneas y que a la vez estuviera cercano
al cultivo que también sería muestreado. Para carac-
terizar cada una de las muestras de suelo se analiza-
ron los siguientes parámetros: textura, pH, materia
orgánica, conductividad eléctrica, nitrógeno total,
fósforo y potasio. Los métodos utilizados para el
análisis del suelo son: para determinar el pH, lectura
de potenciómetro en solución acuosa relación 1:2.5;
para conductividad eléctrica lectura del extracto
saturado en el puente de “Wheatstone”; para textura
se usó el método del hidrómetro de Bouyoucos; para
materia orgánica, método de combustión húmeda
Walkley-Black modiFcado; para el nitrógeno total,
método Kjeldhal; en caso del fósforo se usó el método
de Olsen y para determinar la presencia de potasio
espectro±amometría de emisión. Con respecto al
muestreo de cultivos, se seleccionaron aquellos que
eran regados con el agua de los pozos, diversos y
representativos de lo que siembran los agricultores
del valle: alfalfa, acelga, pepino, nopal, lechuga, ca-
labacita, apio, chile, perejil, cilantro, coli±or e higo.
Método de digestión ácida para determinación de
elementos en suelos y cultivos
Las muestras de suelo fueron pulverizadas y
se tomaron de 0.1 a 0.5 g para la determinación
de elementos totales (Pb, Mn, Cu, ²e y As). Las
muestras se colocaron en recipientes de te±ón de
150 mL previamente lavados con HNO
3
al 10 %
por 24 y enjuagados con agua desionizada. En el
procedimiento de digestión se lleva a cabo a re±ujo.
Se utilizó una placa de calentamiento con control de
temperatura. Se corrió un blanco de método además
de una muestra de estándar certiFcado MESS-2
(NRCC, Nacional Research Council of Canadá)
únicamente como muestra de referencia. Para la
Profundo
Somero
Fig. 1.
Ubicación de los sitios de muestreo de acuerdo al tipo
de acuífero
I.F. Sarabia Meléndez
et al.
106
parte comestible de los cultivos se usó el método
de digestión ácida a temperatura ambiente, que
incluye un sistema cerrado indicado para metales
que se volatilizan a las temperaturas de ebullición
de soluciones ácidas. El cultivo seco fue digerido en
recipientes de te±ón de 150 mL previamente lavados
con ácido (HNO
3
al 10 % por 24 hr) y enjuagados
con agua desionizada. El peso total (0.05 g) del
cultivo lio²lizado se colocó en los recipientes se
añadió 100 μL de HNO
3
concentrado por cada 2 mg
de muestra. Los recipientes se cerraron con su tapa
correspondiente y se dejaron en reposo al abrigo de
la luz y del polvo, durante cinco días a temperatura
ambiente. Se adicionaron 40 µL de peróxido de H
2
O
2
30 % por cada 2 mg de muestra para optimizar la
oxidación de la materia orgánica y se continúo con
la digestión un día más en las mismas condiciones,
hasta que se observó un aspecto traslúcido de la
solución. El volumen de las muestras se ajustó con
agua desionizada para obtener una concentración
²nal de HNO
3
grado ambiental (Anachemia) al 10
% v/v. Las muestras se digirieron por triplicado y
se corrió un blanco de método. La cuanti²cación de
As, Cu, Pb, Mn y Fe en las muestras de agua, suelo
y cultivo, fue determinada por espectrofotometría
de absorción atómica, con horno de gra²to (AAHG;
Perkin Elmer, Modelo 3110 y Varian, Modelo Spectra
220Z con horno GTA 110Z); se utilizaron lámparas
de cátodo hueco multielemento y por ±ama (AAF;
VARIAN Spectr AA 220 FS).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados de los análisis del agua, suelo y
cultivos obtenidos en este trabajo, se discuten según
el uso agrícola. Aunque en algunos casos se observó
en campo que el agua del pozo era también utilizada
para uso doméstico y pecuario sin cumplir con las
normas correspondientes, dicho análisis queda fuera
de la discusión del presente estudio.
Análisis de aguas
Para analizar la información obtenida de los estu-
dios ²sicoquímicos así como de algunos los metales
más importantes en el agua, se compararon los resul-
tados con diversos criterios de calidad del agua para
consumo público urbano (sólo por estar contenidos
en la misma normativa) y para uso agrícola según
los criterios ecológicos (CNA 2009). Se comparó
el contenido máximo, mínimo y promedio de todos
los parámetros (
Cuadro I
) y se determinaron los
valores de aquellos pozos que excedían los límites
permisibles. También se clasi²có el agua con criterios
de riego agrícola de acuerdo con la clasi²cación de
Richards (1982) (
Cuadro II
).
En general, los resultados de los análisis muestran
que los parámetros de coliformes totales, fecales, só-
lidos disueltos totales (SDT), sulfatos, cloruros y con-
ductividad eléctrica (CE) exceden en algunas muestras
(máximo o promedio) el límite para uso agrícola. En el
sitio de estudio sólo se analizaron los metales plomo,
CUADRO I.
CONTRASTE DE LOS CRITERIOS DE CALIDAD DEL AGUA Y LA CONCENTRACIÓN DE ALGUNOS PARÁ-
METROS ANALIZADOS
Parámetro
(mg L
–1
)
Criterios ecológicos
CE-CCA-001/89
Ley Federal de Derechos de
Agua, 2009.
Concentraciones medidas en
este estudio (nivel somero)
Fuente de
abastecimiento para
uso público urbano
Riego
agrícola
Fuente de
abastecimiento para
uso público urbano
Riego
agrícola
Máximo
Promedio Mínimo
Arsénico
0.05
0.10
0.05
0.10
0.01
0.003
0.001
Cobre
1.00
0.20
1.00
0.20
0.05
0.01
0.003
Manganeso
0.10
-
0.05
0.20
0.01
0.01
0.004
Plomo
0.05
5.00
0.05
0.50
0.02
0.01
0.002
Hierro
0.30
5.00
0.30
5.00
0.08
0.02
0.01
Coliformes fecales (NMP/100 mL)
1000.00
1000.00
1000.00
1000.00
2400.00
964.05
3.00
Coliformes totales (NMP/100 mL)
2400.00
1085.70
3.00
Sólidos disueltos totales
500.00
500.00
500.00
500.00
1020.00
588.10
145.00
Sulfatos
500.00
130.00
250.00
250.00
371.28
124.01
10.00
Nitratos (NO
3
como N)
5.00
5.00
-
32.30
14.50
3.00
Nitritos (NO
2
como N)
0.05
0.05
-
0.054
0.009
0.003
Cloruros
250.00
147.50
250.00
150.00
261.32
113.24
9.68
Conductividad eléctrica (dS m
-1
)
1.00
2.02
1.16
0.28
Sobrepasa límite uso público
Sobrepasa límite uso agrícola
CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO EN SUELOS AGRÍCOLAS Y CULTIVOS DEL VALLE DE SAN LUIS POTOSÍ, MÉXICO
107
manganeso, cobre, hierro y arsénico, debido al registro
que tienen otros estudios respecto a la presencia de es-
tos metales en el nivel somero del acuífero. Se observó
en este estudio que existen concentraciones semejantes
a las que se tenían registradas en estudios anteriores
(Cardona y Carrillo 1993), y que ninguno de estos
contenidos de metales excede los límites para el uso
agrícola de acuerdo a las normas referidas. Respecto
a los niveles de nitratos y nitritos encontrados, no se
consideran restrictivos para uso agrícola dado que el
nitrógeno encontrado en cualquiera de sus formas, es
transformado o absorbido directamente por las plantas
para cumplir con sus funciones Fsiológicas. Sin em-
bargo, debe sconsiderarse un riesgo de salud pública
cuando el agua es utilizada para consumo humano
debido a la toxicidad de los nitratos.
En general se encontró que existen algunos
pozos en los cuales las concentraciones máximas
sobrepasan los límites permisibles de algunos
parámetros para consumo humano (
Cuadro II
),
sin embargo, siguen operando para Fnes agrícolas
con el riesgo de salud inminente, principalmente
el relacionado con los coliformes totales. Por otra
parte, en lo que se reFere a la CE que representa la
salinidad del agua, más del 60 % de las muestras
superan los 1000 µmhos cm
–1
, es decir más de un
1 dS m
–1
y con un pH cercano a la neutralidad.
En relación con la dureza y los contenidos de Ca
y Mg (grados hidrotimétricos franceses), al estar
relacionados entre sí, se observa que casi un 70%
de las muestras son clasiFcadas como aguas duras
al exceder de 180 mg L
–1
de CaCO
3
. Con respecto a
los nitratos, prácticamente un 75 % de las muestras
superan el límite establecido para uso urbano, sin
embargo, para uso agrícola no tiene restricción.
En el caso del oxigeno disuelto, este no in±uye
en aspectos agrícolas. En general, se puede inferir
que los datos no pueden ser correlacionados entre
cada uno de los parámetros, dado que pertenecen
a distintas zonas y con distintas in±uencias en sus
aportes hídricos. Incluso, aún cuando las muestras
fueran separadas de acuerdo a su procedencia de
acuíferos, sus características químicas son también
diferentes (
Fig. 2
).
Así mismo, se puede observar mediante un mapa
de ubicación espacial (
Fig. 3
), que para el caso de
los SDT, existen zonas de mayor concentración
en ambos acuíferos en los que se excede el límite
para el uso de riego agrícola. Respecto al valor de
CUADRO II.
MÁXIMOS, PROMEDIOS Y MÍNIMOS DE PARÁMETROS QUÍMICOS
OBTENIDOS EN LAS MUESTRAS DE AGUA
Muestra
pH
CE
(µmhos cm
–1
)
SDT
Na
+
K
+
Ca
2+
Mg
2+
CO
3
2–
mg L
–1
Máximo
7.74
2020.0
1020.0
180.0
54.2
245.0
58.1
0.0
Promedio
7.06
1163.8
588.0
91.5
32.0
114.0
16. 2
0.0
Mínimo
6.54
287.0
145.0
35.0
6.9
26.5
2.7
0.0
Muestra
HCO
3
Cl
SO
4
2–
N-NO
2
3–
N-NO
3
Boro
mg L
–1
Máximo
571.7
261.3
371.3
0.05
32.3
0.45
Promedio
347.8
113.2
124.0
0.01
14.5
0.39
Mínimo
157.7
9.7
10.0
0.003
3.0
0.35
Número de muestra
1
3
0
0
5
10
500
1000
1500
2000
2500
5 7
9
11 13 15 17 19
Número de muestra
Número de muestra
Número de muestra
Número de muestra
Dureza del agua
Número de muestra
CaCO
3
(mg/L)
C.E. (micromhos/cm)
Conductividad eléctrica en agua
Bicarbonatos en agua
Nitratos en agua
Oxígeno disuelto en agua
Bicarbonatos (mg/L)
Nitratos (mg/L)
Oxígeno disuelto (mg/L)
pH en agua
pH
0
20
10
30
40
0
4
2
6
8
10
0
5
10
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
1
3
5 7
9
11 13 15 17 19
1
3
5 7
9
11 13 15 17 19
1
3
5 7
9
11 13 15 17 19
1
3
5 7
9
11 13 15 17 19
1
3
5 7
9
11 13 15 17 19
Fig. 2.
Características hidroquímicas de las diferentes muestras
I.F. Sarabia Meléndez
et al.
108
la CE, los resultados igualmente no pueden ser co-
rrelacionados entre sí, sus características químicas
proceden también de diferentes aportaciones (
Fig.
4
). Sin embargo, se puede observar que existen en
ambos acuíferos, límites que restringen el uso de
riego agrícola. Así mismo, la alta concentración de
SDT puede ser explicada por la alta concentración
de aniones y cationes expresada en términos de CE.
Respecto al contenido de sulfatos, sus características
químicas proceden también de diferentes fuentes y
aportaciones (
Fig. 5
). Se puede observar que existen
zonas de mayor concentración en ambos acuíferos
en los que se excede el límite para el uso de riego
agrícola. En el caso de los coliformes fecales y to-
tales, las muestras que excedieron los parámetros
fueron obtenidas de pozos con agua proveniente del
acuífero somero, lo que fue corroborado en campo.
En este caso, el 60 % de dichas muestras presentan
problemas de coliformes y en todas ellas se excede
el límite (ausencia o no detectables) propuesto por
la NOM
-
127-SSA-1994, lo que representa un pro-
blema potencial de salud.
SDT (profundo)
SDT (somero)
145-165
165-260
260-500
500-639
639-779
779-1010
1010-1020
242-278
278-500
500-629
629-817
817-946
Fig. 3.
Representación espacial de las características químicas del agua de mezcla muestras proveniente de los
acuíferos profundos y someros en conjunto
Conductividad eléctrica (profundo)
Conductividad eléctrica (somero)
267-327
327-522
522-1261
1261-1555
1555-2010
2010-2020
486-553
553-1261
1261-1638
1638-1890
Fig. 4.
CE del agua de mezcla proveniente del acuífero profundo y somero en conjunto
CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO EN SUELOS AGRÍCOLAS Y CULTIVOS DEL VALLE DE SAN LUIS POTOSÍ, MÉXICO
109
Calidad del agua para riego de acuerdo a las pro-
piedades químicas
Con los parámetros obtenidos en los análisis de
aniones y cationes, pH, CE y boro, se clasifcó el
agua de riego para uso agrícola según sus caracte-
rísticas químicas. La máxima, media y mínimo se
presentan en la
cuadro II
. Dos de los parámetros
más importantes para determinar la cantidad del
agua para riego agrícola son los de CE y el Índice
de la Relación de Adsorción de Sodio (RAS), con
los que se establece una clasifcación del agua para
riego según las normas del Personal del Laboratorio
de Salinidad de los Estados Unidos (Richards 1982).
De acuerdo con lo anterior se obtuvieron los índices
más comunes y su clasifcación para su uso agrícola
(
Cuadro III
). Con base en los resultados anteriores,
se consideran en su mayoría aguas altamente salinas
y bajas en sodio, lo que restringirían su uso para
la agricultura, aunque se pueden usar en cultivos
tolerantes a la salinidad y con buenas condiciones
de drenaje, también pueden ser usadas con sistemas
de riego que permitan mantener continuamente un
bulbo de humedad en el sistema de raíces. Es decir,
su uso estaría condicionado al manejo del cultivo
y con utilización de cultivos tolerantes o mediana-
mente tolerantes a las sales. Sin embargo, Ayers y
Westcot (1985), señalan en contraposición, que para
los mismos niveles encontrados en este estudio, sólo
existe un grado de restricción moderado para su uso
en cultivos agrícolas. En general, en este trabajo no
se encontraron restricciones por niveles de boro,
cloruros ni sodio.
Análisis de suelos
Con respecto a los suelos, estos se analizaron de
acuerdo a su uso agrícola, se obtuvieron parámetros
de propiedades Físicas y químicas, que determinan el
grado de Fertilidad (
Fig. 6
). También se analizaron
algunos elementos traza que desde el punto de riesgo
ambiental pueden ser perjudiciales para los cultivos y
para consumo animal, dado que dichos suelos han sido
regados con aguas de muy baja calidad provenientes
del acuíFero somero cuyo origen en algunos casos
son aguas provenientes de descargas industriales. De
acuerdo al pH, se observó que el 95 % de los suelos
tienen un nivel tendiente a la alcalinidad mayor de
8.0. No está claro el origen de la misma, dado que el
pH del agua oscila entre 6.5-7.5, por lo que más bien
puede estar reFerido a la composición mineral prima-
ria del suelo. La importancia de este valor radica en
que por encima del pH 7, la mayoría de los macro y
micronutrientes es menor, lo que representaría una
disminución en el rendimiento de los cultivos. Res-
pecto a la conductividad eléctrica, se muestra que los
suelos son no salinos, aún cuando en el agua de riego
Fue encontrado un alto contenido de sales. Esto puede
deberse a que los suelos son en su mayoría migajón
arenosos con un buen drenaje interno. La concentra-
ción de sales en los suelos analizados no representa
un riesgo para que los cultivos se vean limitados por
exceso de sales. De acuerdo con la materia orgánica
analizada, el 95 % de los suelos están dentro del rango
normal de materia orgánica (MO). Como se sabe la
MO contribuye a que se presenten condiciones Favo-
rables de humifcación en los suelos y que mejore la
SO
4
(profundo)
SO
4
(somero)
10-15
15-46
46-90
90-130
130-179.8
179.8-280
280-371.3
43-68
68-125
125-130
130-150
150-225
Fig. 5.
Concentración de sulFatos del agua de mezcla proveniente del acuíFero proFundo y somero en conjunto
I.F. Sarabia Meléndez
et al.
110
CUADRO III.
RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE LAS MUESTRAS DE AGUA Y SU RELACIÓN
CON LOS PARÁMETROS QUE DETERMINAN CALIDAD DE AGUA PARA
RIEGO AGRÍCOLA
Nº Muestra
Parámetros, índices y calidad
CE
(mmhos cm
–1
)
% HCO
3
CSR
RAS
SE
Clasifcación
1
0.836
39.93
0.00
2.03
5.48
C3-S1
2
0.327
80.83
0.79
1.48
1.79
C2-S1
3
0.287
81.45
1.04
1.83
1.79
C2-S1
4
2.020
42.13
0.00
2.12
9.99
C3-S1
5
1.273
59.94
0.00
1.28
5.23
C3-S1
6
1.261
57.49
0.00
1.25
4.43
C3-S1
7
0.977
47.69
0.00
0.91
4.68
C3-S1
8
1.403
48.31
0.00
2.47
8.04
C3-S1
9
2.010
43.26
0.00
2.64
10.80
C3-S1
10
1.261
60.68
0.00
1.92
5.13
C3-S1
11
1.216
47.27
0.40
3.59
7.15
C3-S1
12
0.522
57.09
0.00
1.59
2.66
C2-S1
13
0.486
73.94
0.94
1.80
2.60
C2-S1
14
0.546
68.68
0.72
1.30
2.74
C2-S1
15
1.638
38.63
0.00
1.36
6.45
C3-S1
16
0.553
60.75
1.38
2.72
4.10
C2-S1
17
1.890
34.54
0.00
2.66
8.96
C3-S1
18
1.555
55.53
2.30
3.74
8.33
C3-S1
19
1.578
50.46
2.01
5.14
8.77
C3-S2
20
1.638
41.56
0.00
2.66
11.11
C3-S1
CE: Conductividad eléctrica; RAS: relación de adsorción de sodio; %HCO
3
: porcentaje de bicarbonatos;
SE: salinidad e±ectiva; CSR: carbonato de sodio residual
condición del medio de crecimiento de los cultivos.
A partir de estos datos se estimó el N total, aunque
este dato no es útil para diagnosticar la disponibilidad
de este nutrimento en el suelo, representa un índice
estimable y comparable. En general, el N ±avorecerá
el desarrollo del cultivo debido a que se utiliza para
la síntesis de clorofla además de ser un componente
de las vitaminas y sistemas de energía al aumentar el
contenido de proteínas de las plantas en ±orma directa
(Reuter
et al
. 1986).
De acuerdo con los datos de Hall (2008) y Cas-
tellanos
et al
. (2000), las concentraciones de ±ós±oro
son ±avorables para el crecimiento de los cultivos en
esta zona. La concentración de P es muy rica en más
del 60 % de las muestras, con un valor mayor a 25 mg
Kg
–1
. En el caso del potasio (K), el rango está entre
500 y 1500 mg kg
–1
. Esto signifca que los resultados
de K encontrados en el presente estudio, en su mayo-
ría se encuentran en niveles sufcientes en el suelo.
Por lo tanto, en términos generales suelospresentan
condiciones de sufciencia de elementos nutritivos
para la práctica de la agricultura.
Fig. 6.
Resultados de CE, pH, MO, N total, P y K del análisis
del suelo
C.E. (dS m
–1
)
Conductividad Eléctrica en suelos
Número de muestra
pH en suelo
pH
Nitrógeno total en suelos
Número de muestra
Nitrógeno (%)
Materia orgánica en suelos
Materia orgánica (%)
Potasio en suelos
k
+
(ppm)
Fosforo en suelos
Fósforo (ppm)
Número de muestra
1
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
3
5 7
9 11 13 15 17 19 21
Número de muestra
1
3
5 7
9 11 13 15 17 19 21
Número de muestra
1
3
5 7
9 11 13 15 17 19 21
1
3
5 7
9 11 13 15 17 19 21
Número de muestra
1
3
5 7
9 11 13 15 17 19 21
1
3
5 7
9 11 13 15 17 19 21
0
2
6
4
8
10
0
2
6
4
8
10
200
400
600
800
1
0
20
60
40
80
120
100
0.00
0.10
0.30
0.20
0.40
0.50
CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO EN SUELOS AGRÍCOLAS Y CULTIVOS DEL VALLE DE SAN LUIS POTOSÍ, MÉXICO
111
CUADRO IV.
CONCENTRACIÓN DE METALES EN EL SUELO (mg/kg)
Muestra
As
Pb
Mn
Cu
Fe
1
0.849
18.01
260.74
88.16
11685.47
2
0.302
16.77
244.14
114.88
39550.51
3
0.541
13.56
265.46
84.27
23848.37
4
1.208
13.18
355.52
119.22
7794.26
5
0.973
13.17
362.25
66.8
8137.87
6
0.785
9.88
348.73
67.88
10111.84
0.856
17.94
343.59
59.84
10530.06
7
1.243
19.06
323.29
103.53
23846.47
8
0.458
10.31
440.39
69.21
15617.38
9
0.493
11.24
187.80
98.81
10086.61
10
0.969
22.09
248.49
66.07
9648.37
11
1.243
13.52
359.18
93.68
7546.39
12
0.771
10.83
223.02
51.75
<0.0064
13
1.174
15.25
393.03
49.66
14577.11
13a
0.946
12.75
280.08
65.36
8084.05
14
0.727
20.72
298.23
73.92
5308.57
15
0.699
11.25
353.20
91.15
15844.44
16
0.772
18.81
319.75
74.47
6961.62
17
1.033
10.72
98.17
70.49
4174.16
18
0.722
22.11
282.51
90.34
14031.86
19
0.505
15.04
324.3
65.8
9955.03
20
1.243
17.73
264.38
59.88
8966.87
Metales en suelos, agua y cultivos
Por otra parte, los metales pesados, están presen-
tes naturalmente en los suelos, pero en los últimos
años actividades industriales y residuos de todo
tipo han contribuido a una acumulación de estos
elementos en este medio (Giuffré 2005). Con base
en la NOM-147-SEMARNAT/SSA1-2004, que es-
tablece criterios para determinar las concentraciones
de remediación de suelos contaminados por arsénico,
bario, berilio, cadmio, cromo hexavalente, mercurio,
níquel, plata, plomo, selenio, talio y vanadio, no se
encontraron en el presente estudio concentraciones
que excedieran la NOM de 22 mg kg
–1
para el caso
del As ni la de 400 mg kg
–1
para el caso del Pb. Las
concentraciones de los metales detectadas en suelos
de los sitios que se muestrearon se presentan en el
cuadro IV
. De acuerdo con estos datos, se puede
observar que para el caso del As, Pb y Cu, los valores
encontrados se encuentran dentro de rangos máximos
aceptables y no se consideran ±totóxicos con base
en Pais y Jones (1997) y Kabata-Pendias (1993),
quienes señalan que las concentraciones máximas
aceptables en el suelo oscilan para el As entre 15
y 50 mg kg
–1
, Pb entre 50 y 100 y para el
Cu entre
50 y 100. Para el Mn, un elemento esencial para las
plantas, se encuentra en el suelo en diversos niveles
que van de 20 hasta 3000 mg kg
–1
y con un promedio
de 600 mg kg
–1
. Su disponibilidad variará según la
forma en la que esté químicamente presente lo que
afectará su disposición y absorción por las plantas.
También el pH afectará su disponibilidad, cuanto
mayor sea éste menos disponible se encuentra. Por
último, el Fe, que representa el cuarto elemento más
abundante en la corteza terrestre, se puede encontrar
como reserva total desde 0.7 %, en promedio de 4
a 7 % (70 000 mg kg
–1
) o incluso mucho más en
función del origen del suelo, lo que signi±ca que
todas las muestras analizadas en el presente estudio
se encuentran dentro de este rango. Finalmente, la
concentración de algunos metales también analizados
en agua y suelo, muestran que la absorción de los
mismos por los cultivos puede ser muy variable en
función de la especie. Cada cultivo tiene requerimien-
tos especí±cos de cada elemento y la forma en la que
se traslocan los elementos y son utilizados para sus
funciones metabólicas también son distintos. En el
cuadro V
, se presenta la concentración encontrada
de As, Pb, Mn, Cu y Fe en cada uno de los cultivos y
puede ser contrastada con valores generales propor-
cionados por Jones (1998), quien señala que para el
I.F. Sarabia Meléndez
et al.
112
As un nivel de sufciente a tóxico será entre 1 y 1.7
mg kg
–1
. En el presente estudio no se encontraron
niveles que excedan este valor; para el Pb los niveles
son de 5 a 10 mg kg
–1
, de igual ±orma no se exceden
dichos límites; en el caso del Mn los niveles son de
20 a 300 mg kg
–1
; para el Cu los niveles son de 5 a
30 mg kg
–1
, en este caso sólo la acelga presenta un
exceso de Cu, sin embargo está considerada como
tolerante a este elemento; fnalmente el rango normal
generalizado para el Fe es de 100 a 500 mg kg
–1
lo
que permite señalar que todos los niveles encontrados
son normales para estos cultivos. Se advierte que
las concentraciones varían de acuerdo a la especie,
calidad de agua y condiciones del suelo, y que las
plantas son receptoras pasivas de oligoelementos
absorbidos por las raíces (Jones 1998), pero que para
este estudio no representan un riesgo.
CONCLUSIONES
Para el caso del agua de uso agrícola, algunas
muestras excedieron los límites de coli±ormes ±ecales,
sul±atos, sólidos totales y salinidad (expresada como
conductividad eléctrica). Exceptuando las aguas con
coli±ormes, estas pueden ser utilizadas en cultivos ±o-
rrajeros u hortícolas bajo condiciones de manejo de rie-
go, suelos y cultivos normales. Esto se verá ±avorecido
por las características del suelo, el cual tiene un buen
drenaje interno. En general, sólo cultivos sensibles
a las sales podrían verse a±ectado en el rendimiento.
También en el caso de las muestras que excedieron
el valor de 3 de la RAS, pueden tener problemas con
el riego por aspersión, no así con el sistema de riego
por goteo o de gravedad. Esto signifca que dependerá
en gran medida del cultivo, del manejo del agua o
del sistema de riego, del suelo y de su manejo para
que pueda ser considerada una restricción el sistema
agrícola actual. En el caso específco de las aguas
encontradas con coli±ormes ±ecales, sólo se deberían
utilizar en cultivos ±orrajeros con las restricciones
sanitarias que marcan las normas. Respecto a las con-
centraciones de nitrógeno (como nitratos) en agua para
usarse en riego agrícola, no existe inconveniente en
que presente concentraciones altas ya que el nitrógeno
es aprovechado por los cultivos en su desarrollo. Sin
embargo, se deben de tener presentes estos valores
cuando se utilicen ±ertilizantes, ya que se considera
que al utilizar 700m
3
ha
–1
de agua de riego, con una
concentración de 25 mg L
–1
de nitratos aportaría 40 kg
de N por ha al suelo, y puede ser ±actible un ahorro en
el ±ertilizante y disminuir el riesgo de contaminación.
Los cultivos del lugar de acuerdo con la in±ormación
de este estudio, no están incorporando a sus tejidos
un exceso de los metales analizados, dado que se
encuentran en grados de sufciencia tanto a nivel
de suelo como de cultivos. Es necesario realizar un
análisis más amplio de elementos traza tanto en agua
como en suelos y cultivos para observar si existen
otros elementos que sí puedan causar un problema de
salud. Esto es esencial para prevenir la acumulación
excesiva de metales en la cadena alimentaria (Ba-
hemuka y Mubo±u, 1999). A partir de este estudio,
puede darse la pauta para analizar todo el sistema
agua suelo planta con mayor detalle en algunos de
los elementos que hasta ahora sólo se han realizado al
agua. Aunque se cuenta con la NOM-147 para suelos
contaminados, es necesario contar con estándares
de calidad así como de normas que dictaminen los
límites permisibles para el uso de suelos agrícolas
y calidad de cultivos para consumo humano, de tal
±orma que no se difculte tomar decisiones.
CUADRO V.
CONCENTRACIÓN DE METALES EN CULTIVOS
Cultivo
mgAs/kg
mgPb/kg
mgMn/kg
mgCu/kg
mgFe/kg
Acelga
0.37
8.23
159.14
63.42
150.76
Higo
1.11
1.93
7.12
9.59
0.006
Nopal
0.14
1.88
309.82
14.89
0.006
Lechuga
0.002
3.34
78.45
22.54
148.11
Calabacita
0.002
2.40
22.53
12.05
0.006
Pepino
0.002
2.56
25.55
12.08
0.006
Apio
0.002
3.15
25.22
8.78
0.006
Chile
0.002
1.22
10.91
0.006
0.006
Perejil
0.002
1.99
59.61
19.78
86.07
Al±al±a
0.08
1.84
46.67
29.83
193.82
Cilantro
0.002
2.80
35.93
17.89
83.91
Coli²or
0.002
1.61
23.53
10.65
35.17
CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO EN SUELOS AGRÍCOLAS Y CULTIVOS DEL VALLE DE SAN LUIS POTOSÍ, MÉXICO
113
REFERENCIAS
Ayers R.S. y Westcot D.W. 1985.
Water quality for agri-
culture
. FAO. Irrigation and Drainage Series. Roma.
Baccaro K., Degorgue M., Lucca M., Picone L. y Zamuner
E. 2006.
Calidad del agua para consumo humano y
riego en muestras del cinturón hortícola del Mar de
la Plata
. INTA, Argentina. RIA, vol. 35(3).
Bahemuka T. E. y Mubofu E.B. 1999.
Heavy metals in
edible green vegetables grown along the sites of the
Sinza and Msimbazi rivers in Dar es Salaam, Tanzania
.
Food Chem. 66, 63-66.
Benton, J.J. Jr. 1998.
Plant Nutrition Manual
. CRC Press.
Castellanos J.Z., Uvalle B.J.X. y Aguilar S.A. 2000.
Manual de interpretación de análisis de suelos y aguas
.
Colección INCAPA. México.
Cardona B. A. y Carrillo J.J. 1993. Elementos traza: con-
taminación y valores de fondo en aguas subterráneas
de San Luis Potosí, México. Geofís. Int. 32, 277-286.
Carrillo-Rivera J.J., Cardona A. y Edmunds W.E. (2002).
Using extraction regime and knowledge of hydrogeo-
logical conditions to control high-±uoride concentra-
tion in obtained groundwater: San Luis Potosí basin,
Mexico. J. Hydrol. 261, 24-47
Comisión Nacional del Agua (CNA). 2009. Ley Federal
de Derechos en Materia de Agua. Diario O²cial de la
Fe deración. 27 de noviembre de 2009. México.
COTAS 2005. Estudio técnico del acuífero 2411, Co-
mité Técnico de Aguas Subterráneas, San Luis Potosí.
pub/downloads/CCA/E_T_SLP.pdf.
Diario O²cial de la Federación. 2006.
NOM-147-SEMAR-
NAT/SSA1-2004,
Que establece criterios para deter-
minar las concentraciones de remediación de suelos
contaminados por arsénico, bario, berilio, cadmio,
cromo hexavalente, mercurio, níquel, plata, plomo,
selenio, talio y/o vanadio
. Secretaría de Salud. México.
México, D.F. 26 de abril de 2006.
Diario O²cial de la Federación. 1996.
ModiFcación de la
Norma OFcial Mexicana NOM-127-SSA-1994, Salud
Ambiental. Agua para uso y consumo humano. Lími-
tes permisibles de calidad y tratamiento a que debe
someterse el agua para su potabilización
. Secretaría
de Salud. México. México, D.F. 18 de enero de 1996.
Giuffré L., Ratto S., Marbán L., Schonwald J. y Romaniuk
R. 2005.
Riesgo por metales pesados en horticultura
urbana.
Cienc. Suelo 23, 101-106.
Hall, R. 2008.
Soil essentials: managing your farm’s pri-
mary asset.
Landlinks Press Series. CSIRO Publishing.
Hurtado J.R. y Gardea T.J. 2005. Estimación de la ex-
posición a ±uoruros en Los Altos de Jalisco, México.
Salud Pública México 47, 58-63.
Jones J.B. Jr. 1998.
Plant nutrition manual
. CRC Press
LLC. Boca Raton, Fl.
Kabata-Pendias A. y Pendias H. 1993.
Biogeochemistry of
trace elements
. Wyd. Nauk. PWN, Varsovia.
Morris B.L., Laurence A.R.L., Chilton P.J.C., Adams B.,
Calow R.C. y Klinck B.A. 2003. Groundwater lands
its susceptibility to degradation: A global assessment
of the problem and options for management. Early
warning and assessment report series, RS 03-3. Unites
Nations Environment Programme. Nairobi, Kenia.
Muñoz H., Armienta A., Vera A. y Ceniceros, N. 2004.
Nitrato en el agua subterránea del valle de Huamantla,
Tlaxcala. Rev. Int. Contam. Ambie. 20, 91-97.
Pais I. y Jones B.J.Jr. 1997. The handbook of trace ele-
ments. CRC Press, Boca Raton, Florida.
Reuter D.J. y Robinson J.B. 1986.
Plant analysis. An
interpretation manual
. Inkata Press, Australia.
Richards I.A. 1982. Diagnostico y rehabilitación de suelos
salinos y sódicos. Manual de agricultura número 60.
USDA. Estados Unidos de America
Scout Ch. y Raschid L. 2004. Wastewater use in irrigated
agriculture. Confronting the livelihood and environ-
mental realities. CAB International.
Trejo V. R. y Bonilla P. A. 2001.
Exposición a ±uoruros del
agua potable en la ciudad de Aguascalientes, México
.
Rev. Panam. Salud 10, 108-113.
logo_pie_uaemex.mx