HIDROQUÍMICA Y CONTAMINACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
PROGRAMA DE TEORÍA PROGRAMA DE PRÁCTICAS BIBLIOGRAFÍA
I. INTRODUCCIÓN
Lección 1.- La molécula del agua: estructura y propiedades; el agua como disolvente; fórmulas isotópicas de la molécula del agua.- Modos de expresar las concentraciones de sustancias disueltas en el agua: expresiones ponderales; TSD y Residuo Seco: concepto y determinación; expresiones químicas; la conductividad eléctrica como expresión de la salinidad total del agua. (P. 1)
Lección 2.- Composición de las aguas subterráneas: tipos de constituyentes e importancia relativa de los mismos.- El análisis químico de las aguas subterráneas: Tipos y características.- El error de balance: concepto y utilidad. (P. 1)
Lección 3.- Equilibrios químicos: La Ley de Acción de Masas; actividades.- Disociación del agua: concepto de pH.- Gases disueltos: el caso del CO2.- Formación de complejos.- Acidos fuertes y débiles.- Equilibrios en el sistema CO2-H2O; Alcalinidad. (P. 1)
Lección 4.- Disolución de minerales: solubilidades; efectos de la fuerza iónica y del ión común.-Desviaciones del equilibrio: estados de saturación.- Disolución de las rocas carbonatadas: agresividad e incrustabilidad.- Durezas. (P. 2)
Lección 5.- Procesos de Oxidación-Reducción: conceptos de pe y Eh.- Consumo de oxígeno: conceptos de DBO y DQO.- Procesos superficiales: adsorción y cambio catiónico.- Procesos osmóticos.
Lección 6.- Medidas "in situ" de variables físico-químicas de las aguas subterráneas y conservación de las muestras.- Procedimientos de muestreo.- Interpretación preliminar de datos hidroquímicos: métodos gráficos (diagramas); Concepto de facies hidroquímica. (P. 3)
II. HIDROGEOQUÍMICA
Lección 7.- El agua de precipitación.- El agua en el suelo.- El flujo subterráneo: evolución regional; procesos modificadores.- El agua de infiltración en zonas de regadío.- Estimación de variables hidrológicas a partir de datos hidrogeoquímicos: mezclas de aguas; balance de cloruros. (P. 4 a 6)
Lección 8.- Origen y características hidrogeoquímicas de los principales constituyentes disueltos de las aguas subterráneas
Lección 9.- Contenido isotópico de las aguas subterráneas.- Isótopos estables (Deuterio y oxígeno-18): Expresión de las concentraciones; fraccionamiento; composición isotópica de las aguas meteóricas; aplicaciones.- Isótopos radiactivos (tritio y carbono-14): origen; concentraciones; aplicaciones.
III. CALIDAD DEL AGUA Y CONTAMINACIÓN
Lección 10.- Concepto de calidad del agua.- Calidad para abastecimiento: comentario de la normativa española.- Calidad para usos agrícolas.- Calidad para usos industriales.
Lección 11.- Contaminación de aguas subterráneas (I).- Concepto de contaminación del agua .- Procesos de transporte (difusión, advección y dispersión): conceptos y expresiones numéricas.- Experimentos en columnas.- Aspectos macroscópicos de la dispersión.- Retardo de especies.- Modelos de transporte. (P. 7)
Lección 12.- Contaminación de aguas subterráneas (II).- Modos de contaminación de las aguas subterráneas.- Principales agentes contaminantes.- Principales fuentes potenciales de contaminación de las aguas subterráneas.- Algunos ejemplos: Residuos (líquidos y sólidos) urbanos; Contaminación agrícola; Contaminación por actividades industriales.
Lección 13.- Contaminación de aguas subterráneas (III).- Reacción de los acuíferos frente a la contaminación.- Comportamiento en el terreno de los principales agentes contaminantes.- Procedimientos de descontaminación de acuíferos.- Protección de las aguas subterráneas frente a la contaminación.
1.- Expresión de las concentraciones iónicas de aguas. Conversiones de unidades. Cálculo de errores de balance en análisis químicos. (L. 1 a 3)
2.- Establecimiento de estados de saturación de muestras de agua respecto a ciertas fases minerales. (L. 4)
3.- Representación de análisis químicos de aguas en distintos tipos de gráficos (logarítmicos verticales, poligonales, triangulares, de calidad para consumo y riego, etc). (L. 6)
4.- Estudio de efectos de mezclas de aguas, disoluciones y precipitaciones de sales y otros procesos mediante la utilización de diagramas hidroquímicos. (L. 7)
5.- Evaluación de parámetros hidrológicos a partir de datos químicos: balance de cloruros; mezclas de aguas. (L. 7)
6.- Análisis de evolución hidrogeoquímica (aguas superficiales y aguas subterráneas) a partir de mapas hidrogeológicos y de diagramas hidroquímicos. (L. 7)
7.- Cálculos relativos al transporte de solutos en diferentes circunstancias: flujo difusivo; advección-dispersión: experiencias en columnas y migración de "plumas" de solutos, con o sin procesos de retardo. (L. 11)
Prácticas de campo
A.- Utilización de equipamiento analítico de campo: toma-muestras, medidores de conductividad, oxígeno disuelto y pH, et.
B.- Visita a un laboratorio analítico.
C.- Establecimiento de perfiles hidroquímicos.
D.- Visitas a ETAP y EDAR.
E.- Visitas a acuíferos y sectores de interés entre los que se incluirán: acuíferos costeros, aguas minerales y termales, áreas de interés ecológico y medio-ambiental, etc.
1.- APPELO, C.A.J. Y POSTMA, D. (1993).- "Geochemistry, Groundwater and Pollution". Ed. A.A. Balkema. Rotterdam/Brookfield.
2.- BRASSINGTON, R. (1988).- "Field Hydrogeology". Open University Press, John Wiley & Sons.
3.- CATALAN, J. (1969).- "Química del agua". Ed. Blume, Madrid.
4.- CUSTODIO, E. y LLAMAS, M.R. (1976).- "Hidrología subterránea". Ed. Omega, 2 vol.
5.- DAVIS, S.N. y DE WIEST, R.J.M. (1966).- "Hydrogeology".Ed. John Wiley and Sons, (trad. castellana: Ed. Ariel).
6.- DOMENICO, P.A. y SCHWARTZ, F.W. (1990).- "Physical and Chemical Hydrogeology". Ed. Wiley.
7.- FETTER, C.W.J.R. (1980).- "Applied Hydrogeology".Charles E. Merrill. Pub. Co. (3ª ed., Prentice-Hall, 1994, 691 pg.)
8.- FREEZE, R.A. y CHERRY, J.A. (1979).- "Groundwater".Prentice-Hall Inc., New Yersey.
9.- HEM, J.D. (1959).- "Study and interpretation of chemical characteristics of natural water". U.S. Geol. Survey Water Supply paper.
10.- SCHOELLER, H. (1962).- "Les Eaux souterraines". Ed. Masson.
Se realiza una prueba que consta de cuestiones teóricas y prácticas. Por otra parte, los alumnos pueden también realizar a lo largo del curso, con carácter voluntario, un trabajo práctico designado por los Profesores (eventualmente a petición del propio alumno), cuya elaboración puede contribuir a mejorar la calificación.