Un punto de inflexión: información importante sobre la posible contaminación del agua potable

Un punto de inflexión: información importante sobre la posible contaminación del agua potable


Las actividades humanas en cuencas remotas afectan el potencial de contaminación de los suministros de agua potable urbanos

Todos los días, las personas en los Estados Unidos abren sus grifos para obtener un vaso de agua potable, pero pocos piensan de dónde proviene el agua. Para los millones que viven en áreas urbanas, esa agua a menudo proviene de cuencas hidrográficas remotas, áreas de tierra que canalizan la lluvia y el deshielo hacia arroyos, arroyos y ríos. Sin embargo, la forma en que las personas usan la tierra en estas cuencas hidrográficas puede afectar la calidad del agua que ingresa al sistema de suministro.

Investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL, por sus siglas en inglés) han encontrado una amplia gama de posibles contaminantes en fuentes de agua potable superficiales en ciudades de los Estados Unidos.

Sus resultados, publicados en comunicación de la naturaleza, enfatizan que la naturaleza y el alcance de las actividades humanas en las cuencas hidrográficas tienen un impacto importante en el alcance de la posible contaminación del agua potable. Los contaminantes pueden provenir de la agricultura, la minería, las áreas urbanas, la infraestructura de transporte, el tratamiento de aguas residuales y otras industrias. Los datos también muestran una amplia variedad de actividades humanas en las cuencas hidrográficas de los manantiales en los Estados Unidos. Esto resultó en niveles igualmente diferentes de contaminación potencial.

«La mayoría de las grandes ciudades dependen del agua superficial para su suministro de agua potable», dijo Sean Turner, científico de la tierra del PNNL y autor principal del estudio. “Es por eso que es increíblemente importante comprender lo que sucede en las cuencas hidrográficas. Sin embargo, obtener todos estos datos puede ser complicado ya que las ciudades a menudo obtienen agua de múltiples fuentes”.

Tomar datos a nivel nacional

Al examinar las actividades humanas en todas las cuencas hidrográficas que sirven como fuentes de agua potable, el equipo pudo comparar la contaminación potencial general en diferentes ciudades. Reunieron diferentes datos disponibles públicamente para poder comparar diferentes ciudades.

«Observamos sitios web de servicios públicos y documentos de planificación de 116 ciudades para complementar un conjunto de datos ya existente, llamado Urban Water Blueprint, que define las ubicaciones de las cuencas hidrográficas de todas las ciudades», dijo Turner.

Luego, el equipo utilizó una herramienta que desarrollaron para respaldar esta investigación, llamada Gamut, para vincular datos sobre actividades humanas en la superficie terrestre con simulaciones de escorrentía de cuencas hidrográficas y flujo de ríos. Esto permitió al equipo estudiar la contaminación potencial de las plantas de tratamiento de aguas residuales o fuentes puntuales y la escorrentía de terrenos edificados o fuentes no puntuales. El análisis se centró en el agua superficial en lugar de las fuentes de agua subterránea para el agua potable.

Comparación de diferentes ciudades.

Los investigadores encontraron que las ciudades más afectadas están principalmente expuestas a solo uno de los dos posibles tipos de contaminación. Muy pocas ciudades tuvieron una exposición significativa tanto a fuentes puntuales como difusas. Por ejemplo, la mayoría de las ciudades del medio oeste obtienen el agua de áreas dominadas por tierras de cultivo. Esto los clasifica en un lugar alto por la posible contaminación no puntual de la escorrentía agrícola. Las ciudades con un alto potencial de contaminación de fuentes puntuales tienden a extraer agua aguas abajo de terrenos urbanos densamente utilizados.

Foto de una planta de tratamiento de aguas residuales rural en Nuevo México. Foto de Jennifer Sensiba.

De todas las ciudades con alto potencial de contaminación de fuentes puntuales, Houston, Texas, encabeza la lista. Houston obtiene la mayor parte de su agua del lago Livingston, que se encuentra río abajo de Dallas y Fort Worth. Las aguas residuales tratadas de estas grandes áreas urbanas ingresan al lago Livingston y eventualmente al suministro de agua de Houston.

Des Moines, Iowa, se ubica entre las principales ciudades potencialmente expuestas a altos niveles de contaminación de fuentes no puntuales porque casi toda el agua que ingresa a los suministros de agua de Des Moines tiene una contaminación potencial de fuentes no puntuales. Des Moines depende de dos ríos para su agua y tiene fuentes de agua alternativas limitadas. Los dos ríos capturan la escorrentía de las tierras de cultivo que rodean a Des Moines, lo que genera un potencial muy alto de contaminación de fuentes difusas.

¿Qué reduce la exposición de una ciudad a la contaminación potencial?

Tal vez como era de esperar, el equipo descubrió que las ciudades con una exposición relativamente baja a la contaminación potencial tienen cuencas de manantiales con actividades humanas mínimas. Por ejemplo, muchas ciudades en el oeste de los Estados Unidos obtienen su agua de cuencas de montañas remotas. Otras cuencas hidrográficas también pueden protegerse intencionalmente mientras se restringe el uso de la tierra.

Algunas ciudades tienen múltiples cabeceras de captación con diversos grados de contaminación potencial. Por ejemplo, Durham, Carolina del Norte, tiene cuencas hidrográficas primarias y una cuenca hidrográfica secundaria solo para casos de emergencia. Esta cuenca secundaria tiene menos protección y un mayor nivel de contaminación potencial.

«Estos resultados subrayan la importancia de comprender cómo las actividades humanas en las cabeceras de captación pueden provocar una variedad de problemas de calidad del agua en las ciudades de EE. UU.», dijo Jennie Rice, ingeniera de sistemas en PNNL y líder del proyecto.

El artículo era un comunicación de la naturaleza El artículo elegido por el editor y estuvo entre los «25 mejores artículos de ciencias terrestres, ambientales y planetarias de 2021» publicados en la revista. Esta investigación fue apoyada por el Departamento de Energía, Oficina de Ciencias, como parte de la investigación en MultiSector Dynamics a través del programa Earth and Environmental System Modeling. Además de Turner y Rice, Kristian Nelson y Chris Vernon están colaborando en la investigación de PNNL. El equipo de investigación incluyó a colaboradores de la Universidad de Baylor, la Universidad Estatal de Kansas y el Instituto Politécnico y la Universidad Estatal de Virginia.

Por Beth Mundy, PNNL

Artículo cortesía del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía.


 


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