Geochemistry of groundwater in the alluvial plain of Tucumán province, Argentina

Abstract.

The Salí River hydrogeological basin is one of the most productive artesian basins in Argentina. It is located in the southeastern part of the province of Tucumán, northwestern Argentina, and its groundwater resources are developed for water supply and irrigation. The chemical composition of the water is strongly influenced by the interaction with the basinal sediments and by hydrologic characteristics such as the flow pattern and time of residence.

Three hydrochemical zones are defined in the study area and the processes that control the chemical composition of the water are manifestly different in each zone. The dissolution of halite, sodium sulphate, and gypsum explains part of the contained Na⁺, K⁺, Cl^–, SO₄ ^2–, and Ca²⁺, but other processes, such as cation exchange, calcite precipitation, weathering of aluminosilicates, and gas exchange with the atmosphere, also contribute to the water composition.

The assessment of contamination indicators, such as pH, dissolved organic matter, dissolved oxygen, phosphate, and nitrate, indicates that the groundwater is suitable for human consumption. However, biological contamination has been detected in samples from some wells, especially those near the Salí River.

Résumé.

Le bassin hydrogéologique de la rivière Salí est l'un des bassins artésiens les plus productifs d'Argentine. Il est situé dans la partie sud-est de la province de Tucumán, dans le nord-ouest de l'Argentine, et ses ressources en eaux souterraines sont exploitées pour l'alimentation en eau potable et pour l'irrigation. La composition chimique des eaux est fortement influencée par les interactions avec les sédiments du bassin et par les caractéristiques hydrologiques telles que les conditions d'écoulement et le temps de séjour.

Trois zones hydrochimiques sont définies dans la région étudiée et les processus qui contrôlent la composition chimique des eaux sont manifestement différents d'une zone à l'autre. La dissolution de la halite, du sulfate de sodium et du gypse explique une partie des concentrations en Na⁺, K⁺, Cl^–, SO₄ ^2– et Ca²⁺, mais d'autres processus tels que l'échange de cations, la précipitation de calcite, l'altération d'aluminosilicates et des échanges gazeux avec l'atmosphère contribuent également à la composition chimique de l'eau.

L'évaluation des indicateurs de contamination tels que le pH, la matière organique dissoute, l'oxygène dissous, les phosphates et les nitrates indique que l'eau souterraine convient bien à la consommation humaine. Toutefois, une contamination biologique a été détectée dans des échantillons provenant de certains puits, en particulier ceux proches de la rivière Salí.

Resumen.

La cuenca hidrogeológica del Río Salí se encuentra ubicada en el extremo SE de la Provincia de Tucumán, Noroeste de Argentina, y constituye una de las cuencas hidrogeológicas más importantes del país. Sus recursos son intensamente explotados para el abastecimiento de agua potable y para riego. La composición química de estas aguas está fuertemente influida por su interacción con los sedimentos y por algunas características hidrogeológicas tales como velocidad de infiltración, patrones de flujo y tiempo de residencia en el acuífero.

En el área de estudio se pudieron distinguir tres zonas hidroquímicas, en cada una de las cuales los procesos que controlan la composición química del agua se manifiestan en forma diferente. Entre los procesos identificados, la disolución de halita, de sulfatos de sodio y de yeso, explica en parte los contenidos observados de Na⁺, K⁺, Cl^–, SO₄ ^2– y Ca²⁺. También participan en la regulación de la composición del agua otros procesos, como el intercambio catiónico, la precipitación de calcita, la meteorización de aluminosilicatos y el intercambio gaseoso con la atmósfera.

De acuerdo con los indicadores de contaminación analizados (pH, materia orgánica disuelta, oxígeno disuelto, fosfato y nitrato), estas aguas son aptas para consumo. Sin embargo, algunos pozos próximos al Río Salí presentan contaminación bacteriológica.