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The continued input of nitrate (NO3) into groundwater is a global problem, mainly associated to excess fertilizer and improper disposal of human and livestock waste. Nitrate accumulation in oxic aquifers of semiarid areas makes these zones especially susceptible to pollution. Nitrate in Meoqui- Delicias aquifer, located in an important irrigation district in Chihuahua, Mexico, was quantified in 2021 in 63 drinking water wells. Samples collected were analyzed in laboratory and results were compared to 2003 and 2006 data available for those wells. Nitrate values varied from 0.7 to 23.2 mg/L and 22 % of the wells contained NO3 above drinking water guidelines (10 mg NO3-N/L). A low to moderate nitrate pollution index (NPI) and a slight NO3-N variation with time was observed for most wells. Values of NO3-N/Cl < 1.0 support an anthropogenic origin of nitrate. No association was found between NO3-N and well depth. The most susceptible areas to nitrate contamination were identified as those areas with high NO3-N and increasing concentration with time. The lack of a pattern of contamination suggested leakage of manure leachate at a few points as the most likely contamination source. The consistently high NO3-N content (>10 mg/L) in three deep wells constitutes a serious concern. DOI: https://doi.org/10.54167/tch.v18i1.1415

The controlling hydrogeochemical processes of an intermontane aquifer in central Mexico were identified through multivariate statistical analysis. Hierarchical cluster (HCA) and k-means clustering analyses were applied to Na+, K+, Ca2+, Mg2+, F−, Cl−, SO42−, NO3−, HCO3−, As, pH and electrical conductivity in 40 groundwater samples collected from shallow and deep wells, where As and F− are contaminants of concern. The effectiveness of each hierarchical and k-means clustering method in explaining solute concentrations within the aquifer and the co-occurrence of arsenic and fluoride was tested by comparing two datasets containing samples from 40 and 36 wells, the former including ionic balance outliers (>10%). When tested without outliers, cluster quality improved by about 5.4% for k-means and 7.3% for HCA, suggesting that HCA is more sensitive to ionic balance outliers. Both algorithms yielded similar clustering solutions in the outlier-free dataset, aligning with the k-means solution for all 40 samples, indicating that k-means was the more robust of the two methods. k-means clustering resolved fluoride and arsenic concentrations into four clusters (K1 to K4) based on variations in Na+, Ca2+, As, and F−. Cluster K2 was a Na-HCO3 water type with high concentrations of As and F. Clusters K1, K3, and K4 exhibited a Ca-HCO3, Na-Ca-HCO3, and Ca-Na-HCO3 water types, respectively, with decreasing As and F concentrations following the order K2 > K3 > K1 > K4. The weathering of evaporites and silicates and Na-Ca ion exchange with clays were the main processes controlling groundwater geochemistry. The dissolution of felsic rocks present in the aquifer fill is a likely source of As and F−, with evaporation acting as an important concentration factor.

Maximizing the ability of forests to capture carbon (C) from the atmosphere is critical to mitigate global warming. This is a daunting task as the warming climate is adversely affecting forests with increasing forest fires, pests, and a shift to tree species that can tolerate the newer climate conditions. A large (about 1 million hectares) mixed pine–oak forest in Chihuahua, Mexico, was characterized via 151 plots to determine its floristic diversity and biomass with respect to species, age (tree diameter), and at four altitudinal gradients equally distributed between 1850 and 2850 masl. Higher richness and diversity were found at the altitudinal gradient of 2101–2350 m with 36 species and a Shannon’s index (H’) of 2.95, and the lowest at 2601–2850 m with 17 species and H’ of 2.37. The Sorensen Index showed a high similarity in species composition, with the highest values (71% to 79%) obtained for the 2351–2600 gradient. C storage of the mixed forest increased with altitude from 7.85 Mg C ha−1 in the 1850–2100 m gradient to 14.82 Mg C ha−1 in the 2601–2850 m gradient. C storage in oak decreased with altitude while C storage of pine increased. Viable strategies to maximize C storage under changing climate conditions are discussed, including social safeguards and sale of carbon credits.

Groundwater salinization is a major threat to the water supply in coastal and arid areas, a threat that is expected to worsen by increased groundwater withdrawals and by global warming. Groundwater quality in Central Mexico may be at risk of salinization due to its arid climate and since groundwater is the primary source for drinking and agriculture water. Only a handful of studies on groundwater salinization have been reported for this region, most constrained to a small area and without trend analyses. To determine the extent of salinization, total dissolved solids (TDS), sodium (Na+), nitrate as nitrogen (NO3-N) and sodium adsorption ratio (SAR) are commonly used. Available water quality data for about 200 wells, sampled annually between 2012 and 2021, were used to map the spatial distribution of NO3-N, TDS, Na+, and SAR. Upward trends and Spearman correlation were also determined. The study area was subdivided into three sections to estimate the impact of climate and lithologies on groundwater salinity. The results showed that human activities (agriculture) and dissolution of carbonate and evaporite rocks were major sources of salinity, and evaporation an enriching factor. Temporal trends occurred in only a few (about 7%) wells, primarily in NO3-N. The water quality for irrigation was generally good, (SAR < 10 in 95% of samples); however, eight wells contained water hazardous to soil (TDS > 1750 mg L−1 and SAR > 9). The results detected one aquifer with consistently high concentrations and upward trends and eight lesser impacted aquifers. Identifying the wells with upward trends is important in narrowing down the possible causes of their concentration increase with time and to develop strategies that will infuse sustainability to groundwater management.

Se analizaron datos de calidad de agua subterránea de los estados de Chihuahua, Coahuila y Durango (N=704) para determinar la distribución de tres contaminantes comúnmente presentes en el área, arsénico (As), fluoruro (F), y nitrato (NO3-N), y determinar el efecto de factores de enriquecimiento. Dichos factores incluyen evaporación, intemperismo de rocas, HCO3, y solidos disueltos totales (SDT). Se construyeron mapas de concentración y se obtuvieron correlaciones para contaminantes entre sí, así como entre los contaminantes y factores de enriquecimiento. Los resultados muestran que los procesos más importantes de enriquecimiento de As y F son el intemperismo de rocas y en segundo lugar la evaporación, y para NO3-N el uso de suelo (agricultura) y la evaporación. La correlación entre As y F fue moderada (ρ= 0.417, p< 0.001) y no se encontró correlación entre As o F con NO3-N, SDT ni HCO3, lo que sugiere que la variación de tanto SDT como HCO3 dentro del área de estudio son insuficientes para afectar en forma significativa el contenido de As ó F. Asimismo, no se encontró una diferencia significativa entre el contenido de As ó F entre cuencas cerradas o cuencas abiertas. En contraste, NO3-N se encontró fuertemente asociado con SDT y ambos SDT y NO3-N concentrados en cuencas cerradas. Consecuencias indirectas de este estudio incluyen la identificación de 23 pozos con concentraciones extremas de As-F y la comparación de coberturas de datos entre los tres estados bajo estudio. DOI: https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v16i2.953

La presencia de arsénico (As) y flúor (F) en agua subterránea es un problema global que afecta a una gran cantidad de personas en cinco continentes. Estudios al respecto reportan el contenido de As y F en agua, rocas y sedimentos, así como los factores que causan su enriquecimiento. Una cantidad de investigaciones, a la par de extensa, reporta las maneras de maximizar la eficiencia de los diversos tratamientos de agua. La ingesta crónica de agua con niveles altos de As y F causa graves trastornos a la salud. Es entonces necesario encontrar tratamientos efectivos que reduzcan el contenido de estos contaminantes dentro de las condiciones y recursos disponibles. En el presente artículo se hace una síntesis de la información reportada sobre el contenido de As y F en agua subterránea y las condiciones que causan su enriquecimiento. Se compara el caso de Chihuahua con otras zonas que cuentan con geología y clima similares. Se puntualizan tratamientos aplicados para su eliminación del agua de consumo y se discuten procesos de remoción no-convencionales y a escalas de laboratorio que podrían utilizarse con éxito. DOI: https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v15i2.828

Los residuos minero-metalúrgicos que se encuentran expuestos a la intemperie son una fuente de contaminación que pueden afectar la salud de la población, deteriorar la calidad del hábitat y reducir la biodiversidad. Las situaciones donde estos residuos constituyen un riesgo potencial y permanente se denominan pasivos ambientales mineros. Las estrategias de remediación son más efectivas entre mejor se conozca la magnitud de la contaminación, su potencial de dispersión y su toxicidad potencial. En este artículo se mencionan las ventajas de usar sedimentos como medio de muestreo y algunas de las metodologías para su análisis que han sido utilizadas con éxito. Se concluye con las recomendaciones de: a) generar mapas donde se puedan visualizar fácilmente las áreas más contaminadas; b) complementar los mapas con información local sobre la movilidad de los elementos potencialmente tóxicos, su asociación con otros metales, así como las características del medio ambiente que podrían afectar su toxicidad, y; c) considerar aspectos políticos y sociales asociados con el pasivo ambiental minero. Abstract The mining-metallurgical wastes that lay exposed to the weather represent a source of contamination that can affect public health, deteriorate the quality of the habitat and reduce biodiversity. Cases where these wastes constitute a permanent and potential risk of contamination are known as mining environmental liability situations. Remediation strategies are more effective the better known the degree of contamination, its potential for dispersion and its potential toxicity. This article lists the advantages of using sediments as sampling medium and some methodologies of analysis that have been reported as successful. The author concludes with these recommendations, to (a) generate concentration maps where areas of highest contamination are visually identifiable, (b) provide complementary local information about mobility of potentially toxic elements, their association with other metals, and environmental characteristics that may influence their toxicity, and (c) consider political and social aspects associated with mining environmental liability . Keywords: contamination, metal, mining environmental liability, sediment, toxicity.

Los humedales en zonas áridas proveen funciones ecosistémicas importantes para el entorno, entre ellas, destaca la depuración de contaminantes y el proporcionar hábitat para flora y fauna silvestre. Este estudio reporta el primer listado florístico del humedal Río San Pedro-Meoqui, incluyendo especies acuáticas, subacuáticas, arbóreas y arbustivas dominantes a lo largo de cinco kilómetros del humedal colindantes con las zonas urbanas de Delicias y Meoqui. Para su identificación se utilizaron varios herbarios y guías reconocidos, mientras que el muestreo siguió el método de línea intercepción. Se reportan un total de veinte especies, de las cuales tres son invasoras. Este listado se podrá usar como punto de comparación en estudios futuros sobre vegetación establecida, así como sobre funciones depuradoras y ecológicas dentro del humedal.

El manejo no sustentable de acuíferos puede manifestarse como un déficit (recarga-extracciones), el cual se refleja en un descenso del nivel potenciométrico con respecto al tiempo, y también en el deterioro en la calidad del agua. Una manera convencional de resolver el problema de sobreexplotación ha sido la de importar agua de otros acuíferos al área de escasez, pero esta es una alternativa no sustentable que acarrea problemas a largo plazo sin solucionar la situación. Para obtener una perspectiva del estado de sustentabilidad de la región, se consultaron estudios realizados en ocho acuíferos que conforman la parte central del estado de Chihuahua. Los resultados se tabularon y analizaron con relación a sus propiedades, uso principal, y déficit con respecto al tiempo. Se concluye que el déficit se ha estado incrementando y se señala la urgencia de acciones que aseguren una futura disponibilidad del agua en toda esta zona, utilizando como estrategias: 1) un aumento de la recarga (por ejemplo inyección directa del exceso de agua pluvial al acuífero), y 2) reducción de extracciones (por ejemplo, por medio de incentivos para ahorrar agua en zonas urbana y agrícola). Abstract Non-sustainable management of aquifers may manifest as a groundwater deficit (recharge minus withdrawals), which becomes apparent as a drop in the water table, and also in the deterioration in water quality. A conventional solution to aquifer overexploitation has been to import water from a nearby region, a non-sustainable option that, on the long run, worsens the problem without solving it. It was collected information on eight aquifers located in the central part of the state of Chihuahua to gain a perception about the groundwater sustainability status of the region. The results were tabulated and analyzed regarding the aquifer’s properties of water, main use and deficits over time. It is concluded that the deficit has a trend to increase in most aquifers, which underlines the urgency to secure the water availability of this region. This can be accomplished by implementing strategies to (1) increase the recharge (e.g., by direct injection of rainwater excess into the aquifer) and (2) reduce the water withdrawals (e.g., through incentives for water saving actions in urban zones as well as in agriculture).

La educación ambiental es imprescindible para lograr un manejo sustentable de los recursos naturales, sobre todo en ecosistemas frágiles como lo es el desierto de Chihuahua. Estrategias para incluir información local ambiental, tanto en el salón de clases como fuera de él son necesarias. Una de estas estrategias, se conoce como “localmente relevante” y está enfocada a la enseñanza de la geografía, flora y fauna locales de manera que el niño se familiarice con los recursos naturales y culturales de su entorno. Un esfuerzo proactivo hacia este fin, es el libro de actividades para niños -Juega y Aprende con Animales del Desierto de Chihuahua- el cual complementa la educación ambiental con información de fauna del desierto por medio de actividades. El libro está disponible en Internet. DOI: https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v2i3.82

La distribución de arsénico (As), bario (Ba), y cobre (Cu) en sedimentos se analizó con el fin de determinar su posible asociación con depósitos minerales en el noreste de Chihuahua. El estudio se basó en 1,016 muestras de sedimento de arroyo y 11 de sedimento de río. Concentraciones enriquecidas y anómalas de cada uno de estos tres elementos se compararon con la ubicación geográfica de depósitos minerales de sulfatos, sulfuros (Pb-Zn-Cu) y óxidos de Cu y Mn utilizando el sistema de información geografica ArcGIS. La concentración natural de fondo para cada elemento correspondió a concentraciones menores al percentil 80 y los valores anómalos a concentraciones mayores que el promedio más dos desviaciones estándar. A las concentraciones intermedias (valores no-anómalos y > percentil 80) se les denominó concentraciones naturales enriquecidas. Las distribuciones de concentraciones naturales, naturales enriquecidas, y anómalas presentaron un patrón de distribución diferente para cada elemento. Un patrón de comportamiento común a los tres elementos fue la relación entre concentraciones anómalas y la presencia de depósitos minerales. Los valores de fondo naturales y enriquecidos se pueden utilizar como base en el monitoreo de cambios en la composición química del área resultantes de actividades mineras y agrícolas, mientras que la identificación de concentraciones anómalas se debe considerar como lugares en donde contaminación está ocurriendo a mayor escala y donde se requiere de algún tratamiento de contención o remediación de contaminantes. DOI: https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v2i2.73

The Tri-State Mining District (TSMD) of Kansas, Missouri, and Oklahoma was a world class zinc (Zn) and lead (Pb) producer. Mining ceased in the 1950s, leaving behind a large amount of mine wastes. Although much of the affected areas have been remediated, stream sediments may still contain toxic levels of these metals. The mobility of the metals was determined for sediment samples from Turkey Creek, Missouri. The median values of the metal content were 2700 mg/kg Zn, 161 mg/kg Pb, and 10.8 mg/kg Cd. These concentrations marginally surpass the sediment quality guidelines that differentiate between toxic and nontoxic conditions. Mobility was determined by sequential extraction of two phases—bioavailable and Fe-oxides. The fraction of the metal available to biota was 7.7% for Zn, 5.0% for Cd, and 0.4% for Pb, whereas the Fe-oxide fraction retained 25% of Zn, 21% of Pb, and 35% Cd. These values roughly agree with the values reported for other areas of the TSMD. Fractionation provides an estimate of the amount of metal available at the present conditions and gives the amount of metal available should the pH and/or Eh vary. The methodology puts an emphasis on ecosystem health and can be applied to other areas where Zn–Pb concentrations in soils and sediments are a concern.