Integrated Groundwater Quality Assessment using Hydrogeochemical Characterization and Water Quality Index: A Case Study of Osun State University Campus, Southwestern Nigeria

En muchas partes del mundo, especialmente en las regiones tropicales donde los ríos pueden secarse o contaminarse, las personas dependen del agua oculta en las profundidades del subsuelo. Esta agua vive en las grietas y poros de las rocas bajo el suelo. En lugares como el suroeste de Nigeria, el terreno está compuesto por una roca cristalina antigua y dura conocida como complejo de basamento. Debido a que esta roca es sólida y compacta, el agua solo puede existir donde se ha meteorizado en una capa arenosa y suave cerca de la superficie o donde grietas profundas permiten su flujo. Obtener agua de estas fuentes ocultas es vital para la vida diaria, pero la calidad de esa agua depende de una compleja conversación entre la lluvia, el suelo y las rocas por las que pasa. Los científicos estudian esta interacción para comprender qué minerales se disuelven en el agua y si las actividades humanas han añadido algo dañino. El objetivo es simple: determinar si el agua que proviene de un pozo es segura para beber o si necesita tratamiento para proteger a las personas que dependen de ella.

Un equipo de investigadores dirigió recientemente su atención al campus de la Universidad del Estado de Osun en Osogbo, Nigeria, para investigar las aguas subterráneas que abastecen a la institución. Querían saber exactamente qué había en el agua, de dónde venía y si era segura para el uso de estudiantes y personal. Para ello, recolectaron agua de diez diferentes pozos distribuidos por los terrenos de la universidad, que iban desde edificios administrativos hasta laboratorios de investigación. Trataron el agua como un rompecabezas, midiendo todo, desde su acidez y temperatura hasta los minerales específicos y las bacterias que contenía. Al analizar estas muestras, los científicos pudieron rastrear la historia del agua, viendo cómo había interactuado con la roca circundante y si había sido contaminada por la actividad humana.

La investigación reveló una historia clara sobre la química natural del agua. Casi todas las muestras compartían el mismo carácter básico: era ligeramente ácida a neutra y estaba dominada por el calcio, el magnesio y el bicarbonato. Esta mezcla específica le dijo a los investigadores que el viaje principal del agua había sido un proceso de meteorización química lenta. A medida que el agua de lluvia se filtraba a través del suelo, recogía dióxido de carbono y se volvía ligeramente ácida, lo que le permitía disolver suavemente los minerales de silicato en la roca de esquisto de anfibolita subyacente. Este proceso natural liberó calcio y magnesio en el agua, creando una firma química consistente en todo el campus. Los datos mostraron que el agua no estaba siendo fuertemente influenciada por la evaporación o por sales de la atmósfera, sino que estaba moldeada casi por completo por su contacto con el lecho rocoso. Esto confirmó que el agua era fresca y había sido recargada recientemente por la lluvia, en lugar de haber permanecido estancada durante largos períodos.

Sin embargo, aunque la química natural era consistente, la calidad del agua presentaba desafíos significativos para el consumo. El problema más inmediato no eran los minerales, sino la presencia de bacterias. Todas las muestras probaron positivo para bacterias coliformes totales, un grupo de organismos que indica que el agua ha sido contaminada por fuentes superficiales. En algunos casos, los niveles eran extremadamente altos, superando con creces los límites de seguridad. Este hallazgo sugiere que el agua subterránea superficial es vulnerable a la contaminación de la superficie, probablemente debido a fosas sépticas, escorrentía o cabezales de pozos mal sellados. Debido a esta contaminación bacteriana universal, el agua no es segura para beber directamente, independientemente de lo clara que parezca o de lo baja que sea su contaminación química.

Más allá de las bacterias, los investigadores encontraron que el agua era a menudo turbia y rica en hierro. En nueve de las diez muestras, la concentración de hierro era superior al límite recomendado para el agua potable. Este hierro proviene naturalmente de la descomposición de minerales ricos en hierro de la roca, pero cuando el agua es bombeada a la superficie y se expone al aire, el hierro se convierte en un sólido de color marrón rojizo que hace que el agua parezca lodosa y le da un sabor metálico. La turbidez, o falta de claridad, también era demasiado alta en cada muestra, alcanzando algunas niveles cincuenta veces el límite aceptable. Esta turbidez es causada por diminutas partículas de arcilla y hierro que permanecen suspendidas en el agua. Aunque estos problemas son desagradables y pueden manchar la ropa o las instalaciones, son principalmente preocupaciones estéticas y de salud relacionadas con el sabor y la apariencia, más que signos de contaminación industrial tóxica.

El estudio también buscó metales pesados peligrosos como el arsénico, el plomo y el mercurio, que suelen estar asociados con los desechos industriales. Afortunadamente, los investigadores no encontraron ninguna de estas sustancias tóxicas en ninguna de las muestras. Esta es una señal positiva, que indica que las aguas subterráneas de la universidad no se han visto comprometidas por derrames químicos peligrosos o vertidos industriales. La única excepción al patrón general fue un pozo ubicado en el laboratorio de investigación multidisciplinario. Esta muestra específica mostró niveles inusualmente altos de sólidos disueltos y conductividad eléctrica, lo que sugiere que productos químicos de las actividades de laboratorio podrían haberse filtrado hacia ese pozo en particular. Los investigadores señalaron esto como un problema localizado que requiere mayor investigación, pero no representaba la calidad del agua en el resto del campus.

Para dar sentido a todos estos hallazgos, el equipo calculó un Índice de Calidad del Agua, un número único que resume qué tan adecuada es el agua para el consumo. Las puntuaciones variaron a lo través del campus, con algunos lugares calificados como "buenos" y otros como "pobres" o "muy pobres". Las puntuaciones bajas fueron impulsadas principalmente por los altos niveles de bacterias, hierro y turbidez. Incluso las muestras que puntuaron "bien" en la parte química seguían sin ser seguras para beber debido a las bacterias. Los investigadores concluyeron que el agua necesita tratamiento antes de que pueda ser utilizada. Pasos simples como filtrar el hierro y desinfectar el agua para matar las bacterias la harían segura. También recomendaron establecer zonas protegidas alrededor de los pozos para mantener alejada la contaminación superficial y establecer un programa de rutina para probar el agua regularmente.

En última instancia, este estudio proporciona una imagen clara de la situación del agua en la universidad. El agua es naturalmente fresca y está libre de venenos industriales tóxicos, pero es naturalmente alta en hierro y, desafortunadamente, está contaminada por bacterias de la superficie. La solución no es encontrar una nueva fuente, sino tratar el agua existente para eliminar el hierro y matar los gérmenes. Al comprender exactamente qué hay en el agua y de dónde viene, la universidad puede tomar medidas específicas y efectivas para asegurar que el suministro de agua siga siendo un recurso seguro y confiable para su comunidad.