Petroleum-driven groundwater contamination in Azzan city, Yemen: Integrated assessment using hydrochemistry, trace metals, PAHs, and PCBs

En muchas partes del mundo, el suelo bajo nuestros pies actúa como un vasto y oculto reservorio, almacenando agua que se ha filtrado lentamente a través de capas de roca y arena. Esta agua subterránea es, a menudo, la única fuente de agua potable para las comunidades que viven en regiones áridas y secas donde la lluvia es escasa y los ríos se secan. Sin embargo, este recurso subterráneo no es inmune a las actividades de la industria humana. Cuando el petróleo se extrae, transporta o procesa, puede filtrarse en el suelo y filtrarse hacia estos acuíferos, transportando consigo una mezcla compleja de sustancias nocivas. Estos contaminantes incluyen metales pesados, que son elementos tóxicos que no se descomponen, y productos químicos orgánicos que pueden permanecer en el medio ambiente durante décadas. Comprender cómo se mueven estos contaminantes, cómo se mezclan con los minerales naturales ya presentes en el agua y qué significan para la salud humana es una tarea crítica para los científicos que trabajan para proteger la seguridad pública.

En la ciudad de Azzan, ubicada en la gobernación de Shabwah, Yemen, investigadores realizaron recientemente una investigación detallada sobre precisamente tal escenario. Esta zona es árida y se encuentra cerca de un importante corredor de oleoductos de crudo, lo que convierte al agua subterránea local en un objetivo potencial de contaminación por parte de la industria petrolera. Un equipo de científicos de universidades de Yemen y Túnez se propuso mapear la calidad del agua en siete pozos situados a lo largo de esta ruta de tuberías. Su objetivo no era solo medir qué tan salada o sucia estaba el agua, sino realizar un control exhaustivo que combinara el estudio de la química del agua, metales tóxicos y contaminantes orgánicos específicos conocidos como hidrocarburos aromáticos policíclicos y bifenilos policlorados. Al observar todos estos factores en conjunto, pretendían distinguir entre la contaminación causada por procesos geológicos naturales y la contaminación causada por la actividad humana, determinando finalmente el riesgo que esta agua representa para las personas que dependen de ella.

Los investigadores comenzaron recolectando muestras de agua de los siete pozos en diciembre de 2024. Analizaron las propiedades físicas del agua, como su temperatura y su capacidad de conducir electricidad, lo cual sirve como medida de cuántas sales y minerales disueltos hay presentes. Encontraron que el agua variaba significativamente de un pozo a otro. Algunas muestras eran relativamente frescas, mientras que otras estaban altamente mineralizadas, conteniendo sólidos disueltos que oscilaban entre 406 y 3078 miligramos por litro. La composición química del agua estaba dominada por calcio, magnesio y sulfato, un patrón que sugiere que el agua está interactuando naturalmente con las rocas a través de las cuales fluye, disolviendo minerales como el yeso y la caliza. Este proceso natural crea un nivel base de salinidad, pero los investigadores notaron que en ciertos pozos, los niveles de estos minerales eran inusualmente altos, insinuando influencias adicionales.

Más allá de los minerales naturales, el equipo buscó metales traza tóxicos que suelen acompañar a las actividades petroleras. Encontraron que el agua en varios pozos contenía niveles peligrosos de plomo, arsénico y cadmio. En algunas ubicaciones, la concentración de plomo estaba muy por encima de los límites de seguridad establecidos para el agua potable, y los niveles de arsénico fueron igualmente alarmantes. Los pozos denominados Mahdi y Atash resultaron ser los más severamente afectados, mostrando las concentraciones más altas de estos metales tóxicos. Los científicos calcularon varios índices de contaminación para cuantificar la gravedad del problema, y los resultados fueron desoladores: el agua en estas áreas fue considerada no apta para el consumo debido a la carga acumulativa de metales pesados. Esta contaminación no fue uniforme; se concentró en puntos críticos específicos, lo que sugiere que la contaminación no fue solo un resultado de la geología local, sino que fue impulsada por fugas o derrames localizados de la infraestructura petrolera cercana.

La investigación también se centró en contaminantes orgánicos, específicamente hidrocarburos aromáticos policíclicos, o HAPs, y bifenilos policlorados, o PCBs. Estos son compuestos químicos complejos que se encuentran frecuentemente en el petróleo crudo y en desechos industriales. Los investigadores detectaron ambos tipos de sustancias en cada una de las muestras analizadas. Los HAPs encontrados en el agua eran principalmente compuestos de bajo peso molecular, con el naftaleno constituyendo casi el 90 por ciento del total. Esta firma química específica es un indicador sólido de que la fuente de la contaminación es el petróleo mismo, en lugar de algo como la quema de madera o carbón. Del mismo modo, los PCBs detectados estaban dominados por compuestos tetraclorados, los cuales son conocidos por persistir en el medio ambiente durante largos períodos. La presencia de estos químicos en todos los pozos confirmó que el sistema de aguas subterráneas está contaminado con contaminantes orgánicos persistentes que no se degradan fácilmente.

Para comprender cómo se relacionan estos diferentes contaminantes entre sí, los científicos utilizaron herramientas estadísticas para buscar patrones en sus datos. Descubrieron una conexión muy fuerte entre la salinidad del agua y la cantidad de HAPs presentes; a medida que el contenido de sal aumentaba, también lo hacía la concentración de estos contaminantes orgánicos. Esto sugiere que los mismos procesos que mueven las sales a través del acuífero también están transportando los productos químicos relacionados con el petróleo. El análisis también separó los pozos en grupos distintos basados en sus niveles de contaminación. Los pozos de Mahdi y Atash formaron un grupo con la mayor contaminación, mientras que otros como Al-Mashroa mostraron niveles más bajos. Esta agrupación confirmó que la contaminación no es un problema generalizado en toda la región, sino que está concentrada en áreas específicas donde el impacto del corredor de la tubería es más severo.

Quizás la parte más crítica del estudio fue la evaluación de lo que esta contaminación significa para la salud humana. Los investigadores calcularon los riesgos potenciales para las personas que pudieran beber esta agua durante un largo período. Encontraron que el riesgo de problemas de salud no cancerígenos, como el daño a los órganos, era extremadamente alto, con un índice de peligro que era más de dieciséis veces el límite seguro. Este peligro es impulsado principalmente por la exposición al arsénico y al plomo. Además, el riesgo de desarrollar cáncer por beber esta agua también resultó ser significativamente superior a lo que se considera aceptable. La presencia tanto de metales tóxicos como de compuestos orgánicos carcinogénicos crea una doble amenaza, lo que significa que el agua representa un peligro serio y a largo plazo para la salud de la comunidad.

El estudio concluye que las aguas subterráneas en la ciudad de Azzan se encuentran en una situación compleja donde los procesos geológicos naturales han creado un agua rica en minerales, la cual es luego severamente comprometida por la actividad humana. La evidencia apunta claramente a que las actividades relacionadas con el petróleo son el motor de los picos de metales tóxicos y contaminantes orgánicos observados en los pozos más afectados. Los investigadores enfatizan que este no es un problema que pueda ignorarse o resolverse mediante la simple dilución, ya que el clima árido limita la capacidad natural del entorno para lavar estos contaminantes. Exigen un monitoreo continuo del agua, controles más estrictos sobre la infraestructura petrolera y esfuerzos dirigidos para proteger los pozos más vulnerables. Sin una intervención inmediata y sostenida, los recursos hídricos en esta región enfrentan un futuro de degradación progresiva, dejando a la población local con opciones seguras cada vez más escasas para su necesidad más básica.