Contaminación por nitrato en las aguas subterráneas de la Demarcación Hidrológica del Segura (España) y su particular incidencia en el área de captación del Mar Menor
DOI:
https://doi.org/10.3989/egeol.45105.1071Palabras clave:
Contaminación difusa, zonas vulnerables a la contaminación por nitrato, análisis espacial, SIG, Mar MenorResumen
La investigación se centra en analizar el impacto de la contaminación por nitrato en las masas de aguas subterráneas de la Demarcación Hidrológica del Segura bajo un enfoque fuente-vía-receptor y su particular incidencia en el área de captación de la laguna litoral del Mar Menor, con los siguientes objetivos específicos: (1) valorar la eficacia de las zonas vulnerables a la contaminación por nitrato (ZVNs) mediante el análisis estadístico de los niveles de contaminación en sus masas de agua subterránea durante el periodo 2010-2021; (2) analizar la distribución actual del nitrato en las masas de agua subterránea para identificar las zonas contaminadas y en riesgo; (3) delimitar y caracterizar las áreas de captación de las zonas afectadas por la contaminación; y (4) explorar el papel del medio físico y de los usos del suelo en la distribución de las zonas contaminadas por nitrato mediante el análisis de componentes principales (ACP) de sus áreas de captación. Dado el grave estado de degradación ambiental del Mar Menor, se analiza con especial atención la incidencia de la contaminación por nitrato en las aguas subterráneas (receptoras primarias) que drenan a la laguna (receptora secundaria) y se identifican los territorios que conforman su área de captación. No se han observado diferencias interanuales estadísticamente significativas en los niveles de nitrato de las masas de agua subterránea afectadas por contaminación de nitrato durante el periodo 2010-2021, lo que sugiere que las ZVNs designadas en la Demarcación del Segura no parecen estar cumpliendo, por el momento, con las expectativas de reducir la contaminación. Utilizando el área de captación de las zonas contaminadas como unidad de análisis, el ACP evidenció la relación directa entre la extensión de las superficies contaminadas y la agricultura intensiva de cultivos de herbáceos en regadío, cítricos y frutales (grupos de cultivos que presentan los mayores excedentes anuales de N de la Demarcación). En contraposición, las áreas de montaña, con abundancia de bosques y escasa presencia agrícola, constituyen un claro elemento protector para los recursos hídricos frente a los procesos de contaminación por el nitrato procedente de fuentes difusas. La situación de emergencia ecológica del Mar Menor es consecuencia de su grave estado de eutrofización, al que contribuye el sobreexceso de N procedente de descargas subterráneas ricas en nitrato desde el acuífero Cuaternario de la masa de agua Campo de Cartagena. A la vista de los resultados y como paso previo al reforzamiento de los programas de acción de las ZVNs de la Demarcación del Segura, se propone analizar la idoneidad de las 89 ZVNs designadas en la Demarcación mediante validaciones frente a un mapa de vulnerabilidad específica a la contaminación por nitrato y revisarlas si procede.
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Arauzo, M. (2017). Vulnerability of groundwater resources to nitrate pollution: a simple and effective procedure for delimiting Nitrate Vulnerable Zones. Science of the Total Environment, 575, 799-812. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.09.139 PMid:27707576
Arauzo, M. & Martínez-Bastida, J.J. (2015). Environmental factors affecting diffuse nitrate pollution in the major aquifers of central Spain: Groundwater vulnerability vs. groundwater pollution. Environmental Earth Science, 73, 8272-8286. https://doi.org/10.1007/s12665-014-3989-8 https://doi.org/10.1007/s12665-014-3989-8
Arauzo, M., García, G. & Valladolid, M. (2019). Assessment of the risks of N-loss to groundwater from data on N-balance surplus in Spanish crops: An empirical basis to identify Nitrate Vulnerable Zones. Science of the Total Environment, 696, 133713. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.133713 PMid:31461691
Arauzo, M., García, G. & Valladolid, M. (2020). Cartografía de la vulnerabilidad de las aguas subterráneas a la contaminación por nitratos de fuentes difusas en la cuenca del río Ebro (N.E. de España). Estudios Geológicos, 76, e132. https://doi.org/10.3989/egeol.43868.586
Arauzo, M., Valladolid, M., García, G. & Andries, D.M. (2022). N and P behaviour in alluvial aquifers and in the soil solution of their catchment areas: How land use and the physical environment contribute to diffuse pollution. Science of the Total Environment, 804, 150056. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150056 PMid:34798720
Asamblea Regional de Murcia (2019a, October 19). Decreto 259/2019, de 10 de octubre, de declaración de Zonas Especiales de Conservación (ZEC), y de aprobación del Plan de gestión integral de los espacios protegidos del Mar Menor y la franja litoral mediterránea de la Región de Murcia. Suplemento nº 7 del BORM nº 242. https://www.borm.es/#/home/anuncio/19-10-2019/6450
Asamblea Región de Murcia (2019b, December 27). Orden 23 de diciembre de 2019, de la Consejería de Agua, Agricultura, Ganadería, Pesca y Medio Ambiente, por la que se acuerda la designación de nuevas zonas vulnerables a la contaminación por nitratos de origen agrario en la Región de Murcia, ampliación de las existentes y la determinación de la masa de agua costera del Mar Menor como masa de agua afectada, o en riesgo de estarlo, por la contaminación por nitratos de origen agrario. BORM nº 298. https://www.borm.es/services/anuncio/ano/2019/numero/8097/pdf?id=782214
Asamblea Regional de Murcia (2020, August 17). Ley 3/2020, de 27 de julio, de recuperación y protección del Mar Menor. BOE nº 221, de 17 de agosto de 2020, páginas70878 a 70952. https://www.boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-A-2020-9793
Confederación Hidrográfica del Segura (2020, April 9). Descarga de cartografía en formato SHP. Retrieved April 9, 2020, from https://www.chsegura.es/es/cuenca/cartografia/descarga-de-cartografia-en-formato-shp/
Confederación Hidrográfica del Segura (2022a, June 1). Proyecto de Plan Hidrológico de la Demarcación Hidrográfica del Segura (revisión de tercer ciclo: 2022-2027). Memoria. Confederación Hidrográfica del Segura, Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, Gobierno de España. Retrieved June 1, 2022, from https://www.chsegura.es/export/sites/chs/descargas/planificacionydma/planificacion21-27/docsdescarga/docplan2227Consolidado/01_MEMORIA/Memoria_PHDS_2022-27VCAD.pdf
Confederación Hidrográfica del Segura (2022b, June 1). Proyecto de Plan Hidrológico de la Demarcación Hidrográfica del Segura (revisión de tercer ciclo: 2022-2027). Anejo 12. Caracterización de las masas de agua de la Demarcación Hidrográfica del Segura; 44 anejos de caracterización adicional de las masas de agua subterránea en riesgo de no cumplir los objetivos medioambientales en 2027. Confederación Hidrográfica del Segura, Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, Gobierno de España. Retrieved June 1, 2022, from https://www.chsegura.es/export/sites/chs/descargas/planificacionydma/planificacion21-27/docsdescarga/docplan2227Consolidado/A12_caracterizacion_masas_de_agua/Anejo_12_Caracterizacion_masas_agua.pdf
Confederación Hidrográfica del Segura (2022c, June 1). Proyecto de Plan Hidrológico de la Demarcación Hidrográfica del Segura (revisión de tercer ciclo: 2022-2027). Anejo 2. Inventario de recursos hídricos. Confederación Hidrográfica del Segura, Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, Gobierno de España. Retrieved June 1, 2022, from https://www.chsegura.es/export/sites/chs/descargas/planificacionydma/planificacion21-27/docsdescarga/docplan2227BOE/A02_inventario_de_recursos/ANEJO_02_Recursos_hidricos.pdf
Confederación Hidrográfica del Segura (2022d, June 1). Redes de control de las masas de agua subterráneas. Confederación Hidrográfica del Segura, Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, Gobierno de España. Retrieved June 1, 2022, from https://www.chsegura.es/es/cuenca/redes-de-control/calidad-en-aguas-subterraneas/acceso-a-los-datos/
Confederación Hidrográfica del Segura (2022e, June 1). Consulta de series de piezometría.Confederación Hidrográfica del Segura, Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, Gobierno de España. Retrieved June 1, 2022, from https://www.chsegura.es/es/cuenca/redes-de-control/piezometria/series-piezometria/
Council of the European Communities (1991, December 31). Directive 91/676/EEC of 12 December 1991 concerning the protection of waters against pollution caused by nitrates from agricultural sources. Official Journal of the European Communities, L 375, Volume 34, 31 December 1991, Brussels. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=OJ:L:1991:375:TOC
Custodio, E. (2021). Concepts on groundwater resources. Boletín Geológico y Minero, 132, 1-2. https://doi.org/10.21701/bolgeomin.132.1-2.014
Datosclima (2022). Datosclima.es -Base de datos Meteorológica-. Datos AEMET -Open Data -/Precipitación-Sol [Data set]. Retrieved June 1, 2022, from https://datosclima.es/Aemethistorico/Lluviasol.php
ESRI (2015). ArcGIS Desktop: Release10.3. Environmental Systems Research Institute. Redlands, CA, USA. https://desktop.arcgis.com/es/arcmap/10.3/main/get-started/whats-new-in-arcgis.htm
European Commission (2000). Nitrates Directive (91/676/EEC): Status and trends of aquatic environment and agricultural practice. Development guide for Member States' reports. Directorate-General for Environment, Publications Office, Brussels. https://op.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/396b9f67-4615-4b0a-818d-d487fff0f4c8
European Commission (2013)=. Report from the Commission to the Council and the European parliament on implementation of Council Directive 91/676/EEC concerning the protection of waters against pollution caused by nitrates from agricultural sources based on Member State reports for the period 2008-2011. Commission Staff Working Document, Brussels. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52013DC0683&from=FR
García, P.; Ibarra, A.D. & Sánchez, J.M. (2018). La burbuja del regadío: el caso del Mar menor. Evolución de los regadíos en el entorno del Mar Menor. Campo de Cartagena 1977-2017. WWF/Adena y ANSE. https://wwfes.awsassets.panda.org/downloads/informe_final_junio_2018_ed1_final_viernes.pdf
Grupo Tragsa (2020). Modelo de flujo del Acuífero Cuaternario del Campo de Cartagena [Memoria final. Cuantificación, control de la calidad y seguimiento piezométrico de la descarga de agua subterránea del acuífero cuaternario del Campo de Cartagena al Mar Menor (clave: 07.831-0070/0411)]. Grupo Tragsa & Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico. https://www.chsegura.es/es/cuenca/mar-menor/
IBM Corp. (2020). IBM SPSS Statistics for Windows, Version27.0. Armonk, NY: IBM Corp. https://www.ibm.com/spss
IGN (2020, May 13). Modelo Digital del Terreno - MDT25 [Raster map]. Instituto Geográfico Nacional, Madrid. Retrieved May 13, 2020, from http://centrodedescargas.cnig.es/CentroDescargas/index.jsp
INE (2022a, June 8). Censo Agrario 2020. Explotaciones con instalaciones de riego al aire libre (excluido huertos para consumo propio) por tamaño de la explotación según SAU. Retrieved June 8, 2022, from https://www.ine.es/dynt3/inebase/es/index.htm?padre=8585&capsel=8587
INE (2022b, June 8). Censo Agrario 2020. Distribución general de la superficie agrícola utilizada (SAU). Retrieved June 8, 2022, from https://www.ine.es/dynt3/inebase/es/index.htm?padre=8585&capsel=8587
Machiwal, D., Jha, M.K., Singh, V.P. & Mohan, C. (2018). Assessment and mapping of groundwater vulnerability to pollution: Current status and challenges. Earth-Science Reviews, 185, 901-927. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2018.08.009
MAPAMA (2015). Balance del nitrógeno en la agricultura española, año 2013. Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente, Secretaría General Agricultura y Alimentación, Dirección General de Producciones y Mercados Agrarios, Madrid.
MAPAMA (2016). Balance del nitrógeno en la agricultura española, año 2014. Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente, Secretaría General Agricultura y Alimentación, Dirección General de Producciones y Mercados Agrarios, Madrid.
MAPAMA (2017). Balance del nitrógeno en la agricultura española, año 2015. Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente, Secretaría General Agricultura y Alimentación, Dirección General de Producciones y Mercados Agrarios, Madrid.
MAPAMA (2018). Balance del nitrógeno en la agricultura española, año 2016. Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente, Secretaría General Agricultura y Alimentación, Dirección General de Producciones y Mercados Agrarios, Madrid.
MAPAMA (2021). Balance del nitrógeno en la agricultura española, año 2019. Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente, Secretaría General Agricultura y Alimentación, Dirección General de Producciones y Mercados Agrarios, Madrid.
MARM (2009). Mapa de Cultivos y Aprovechamientos de España 2000-10. Escala 1:50.000. [Vectorial map]. Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino de España, Madrid.
Martínez-Bastida, J.J., Arauzo, M. & Valladolid, M. (2010). Intrinsic and specific vulnerability of groundwater in Central Spain: the risk of nitrate pollution. Hydrogeology Journal, 18, 681-698. https://doi.org/10.1007/s10040-009-0549-5
MedECC (2020). Resumen de MedECC 2020 para los responsables de la formulación de políticas. Cambio climático y ambiental en la cuencamediterránea: situación actual y riesgos para el futuro. Primer informe de evaluación del Mediterráneo (CramerW, Marini, K. & Guiot, J., eds.). Unión para el Mediterráneo, Plan Bleu, PNUMA/PAM, Marsella, Francia. https://www.medecc.org/wp-content/uploads/2021/05/MedECC_MAR1_SPM_SPA.pdf
MITECO (2021). Plan para la protección del borde litoral del Mar Menor (Murcia) (E.S.T. 2017-2021/104). Informe técnico para Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico. Centro de Estudios de Puertos y Costas. Clave CEDEX: 22-417-5-001. https://www.miteco.gob.es/es/costas/temas/proteccion-costa/22-417-5-001_plan-borde-litoral-mar-menor_informe_2021final002_tcm30-529506.pdf (acceso el 12 de noviembre de 2021)
MITECO (2022a, April 3). Red de Control de Aguas Afectadas por Nitratos [Vectorial map]. Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, Gobierno de España. Retrieved April 3, 2022, from https://www.miteco.gob.es/es/cartografia-y-sig/ide/descargas/agua/red-control-estado-quimico.aspx
MITECO (2022b, April 3). Zonas vulnerables a contaminación por nitratos (junio 2021). Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico. Retrieved April 3, 2022, from https://www.miteco.gob.es/es/cartografia-y-sig/ide/descargas/agua/zonas-vulnerables.aspx
Orellana-Macías, J.M., MerchánD. & Causapé, J. (2020). Evolution and assessment of a nitrate vulnerable zone over 20 years: Gallocanta groundwater body (Spain). Hydrogeology Journal, 28, 2207-2221. https://doi.org/10.1007/s10040-020-02184-0
Redfield, A.C. (1958). The biological control of chemical factors in the environment. American Scientist, 46, 205-221. https://www.jstor.org/stable/27827150?seq=1#metadata_info_tab_contents
Richard, A., Casagrande, M., Jeuffroy, M.H. & David, C. (2018). An innovative method to assess suitability of nitrate directive measures for farm management. Land Use Policy, 72, 389-401. https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2017.12.059
RiegosIVIA (2022). Datos meteorológicos [Data set]. Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias. Retrieved November 30, 2022,, from http://riegos.ivia.es/datos-meteorologicos
Senent-Aparicio, J., Lopez-Ballesteros, A., Nielsen, A. & Trolle, D. (2021). A holistic approach for determining the hydrology of the Mar Menor coastal lagoon by combining hydrological & hydrodynamic models. Journal of Hydrology, 603, 127150. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.127150
SIAM (2022). Agrometeorología. Informes Agrometeorológicos Informes Regionales Año Hidrológico [Data set]. Sistema de Información Agrario de Murcia. http://siam.imida.es/apex/f?p=101:7:1082078199533179
SIAR (2022a, November 30). Servicio integral de asesoramiento al regante de Castilla-La Mancha. Datos meteorológicos [Data set]. Universidad de Castilla-La Mancha. https://crea.uclm.es/siar/datosMeteorologicos
SIAR (2022b, November 29). Consulta de Datos. Sistema de Información Agroclimática para el Regadío [Data set]. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. https://eportal.mapa.gob.es/websiar/SeleccionParametrosMap.aspx?dst=1
Tragsatec (2019). Análisis de soluciones para el vertido cero al Mar Menor proveniente del Campo de Cartagena (clave: 07.803-0177/0411). Ministerio para la Transición ecológica. https://www.miteco.gob.es/es/agua/temas/concesiones-y-autorizaciones/resumen_ejecutivo_tcm30-489391.pdf
Tudela, S. (2021, December 5). El juez muestra que empresas agrícolas aceleraron los vertidos al Mar Menor a pesar de la 'sopa verde'. Datadista. https://www.datadista.com/mar-menor/el-rastro-del-agua-el-juez-del-mar-menor-prueba-como-se-sustituyo-agua-del-trasvase-por-agua-de-pozo-altamente-contaminada/amp/
Velasco, J., Lloret, J., Millán, A., Marín, A., Barahona, J., Abellán, P. & Sánchez-Fernández, D. (2006). Nutrient and particulate inputs into the Mar Menor lagoon (SE Spain) from an intensive agricultural watershed. Water, Air, and Soil Pollution, 176, 37-56. https://doi.org/10.1007/s11270-006-2859-8
Worrall, F., Spencer, E. & Burt, T.P. (2009). The effectiveness of nitrate vulnerable zones form limiting surface water nitrate concentrations. Journal of Hydrology, 370, 21-28. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2009.02.036
Yaron, B., Calvet, R., Prost, R. & Prost, R. (1996). Soil Pollution: Processes and Dynamics. Springer-Verlag, Berlin. https://doi.org/10.1007/978-3-642-61147-6
Zahid, A., Hassan, M.Q. & Ahmed, K.M.U. (2015). Simulation of flowpaths and travel time of groundwater through arsenic-contaminated zone in the multi-layered aquifer system of Bengal Basin. Environmental Earth Sciences, 73, 919-979. https://doi.org/10.1007/s12665-014-3447-7
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