Evaluation of potential contamination of groundwater and spring protection areas of the Maravilla-Chiz and Quebrada Honda sub-basins, Cartago, Costa Rica

Authors

DOI:

https://doi.org/10.15359/ru.33-2.6

Keywords:

threat, groundwater quality, sources of pollution, land use, agriculture, protected areas, Cartago

Abstract

The sub-basins of the Maravilla-Chiz and Quebrada Honda Rivers have an approximate area of 46.8 km2 and are located in the eastern part of the Costa Rican metropolitan area, where agricultural and livestock productions are the main economic activity. The sub-basins supply the populations nearby with groundwater sources. The objective of the paper was to determine the possible groundwater contamination by assessing the state of the protection areas of springs used for public water supply. For such purposes, potential point, line, and diffuse sources of contamination were considered and classified according to the POSH (Pollutant Origin and its Surcharge Hydraulically) method. The protected area corresponded to a 200 m radius around the headwaters (Costa Rican Law 276). Results identified that 7% of the area showed diffuse sources of high potential generating pollutant load, due to the large quantities of pesticides used in greens and vegetables, while 55% presented a moderate potential in plots of sugarcane, coffee, and urban areas with no sanitary sewer. Half of the point sources found were classified as a high potential and 46% as moderate. Of the 252 line-kilometers corresponding to rivers, road network, and pipeline, 89% was classified as moderate potential, 10% as high, and 1% as reduced. Finally, the invasion of line and diffuse sources in the spring protection areas was confirmed; therefore, the local government is recommended to start a legal procedure to address the problem.

References

Ahmed, M., Rauf. M. y Mukhtar, Z. (2017). Excessive use of nitrogenous fertilizers: an unawareness causing serious threats to environment and human health. Environmental Science and Pollution Research, 24(35), 26983–26987. doi: https://doi.org/s11356-017-0598-7

Alfaro-Arrieta, J., Fonseca-Sánchez, A., Guevara, M., Núñez-Solís, C. y Valiente-Álvarez, C. (2018). Caracterización de la calidad del agua superficial en las subcuencas Quebrada Honda y Chiz-Maravilla, Cartago Costa Rica. Inédito.

Bivolarska A. y Gatseva, P. (2015). Thyroid status in pregnant woman and association with nitrates as an environmental factor stimulating the manifestation of iodine deficiency. Trace Elements and Electrolytes, 32, 60-64. Recuperado de https://www.researchgate.net/publication/281731662_Thyroid_status_in_pregnant_women_and_association_with_nitrates_as_an_environmental_factor_stimulating_the_manifestation_of_iodine_deficiency

Bravo, V., de la Cruz, M., Herrera, G. y Ramírez, F. (2013). Uso de plaguicidas en cultivos agrícolas como herramienta para el monitoreo de peligros en salud. Uniciencia, 27(1). 351-376. Recuperado de: http://www.redalyc.org/pdf/4759/475947762021.pdf

CENIGA. (s.f.). Centro Nacional de Información Geoambiental. Recuperado de http://ceniga.sinac.go.cr/geonetwork/srv/eng/main.home

Denyer, P. y Arias, O. (1991). Estratigrafía de la región central de Costa Rica. Revista Geológica de América Central, 12, 1-59. doi: https://doi.org/10.15517/rgac.v0i12.13039

Fernández, F. (2000). Introducción a la fotointerpretación. Papeles de Geografía, 37, 285-288. Recuperado de: http://www.redalyc.org/pdf/407/40703720.pdf

Fernández, J. (1987). Geología de la Hoja Topográfica Tucurrique 1:50 000 IGNCR, 3445I (Tesis de licenciatura). Universidad de Costa Rica, Costa Rica.

Foster, S., Hirata, R., Gomes, D., D'Elia, M. y Paris, M. (2002). Protección de la calidad del agua subterránea: Guía para empresas de agua, autoridades municipales y agencias ambientales. Banco Mundial. Recuperado de http://documentos.bancomundial.org/curated/es/229001468205159997/pdf/25071PUB01Spanish10BOX0334116B01PUBLIC1.pdf

Fuhrimann, S., Winkler, M., Staudacher, P., Weiss, F. Stamm, C., Eggen, R., Lindh, C., Menezes-Filho, J., Baker, J., Ramírez, F., Gutiérrez, R. y Mora, A. (2018). Exposure to pesticides and health effects in farm owners and workers from conventional and organic agricultural farms in Costa Rica: a study protocol. doi: 10.2196/preprints.10914

IGN-Instituto Geográfico Nacional. (1986). Hojas cartográficas Istarú y Tucurrique. Escala 1:50000. 2da ed. San José, Costa Rica.

IMN-Instituto Meteorológico Nacional. (2005). Atlas Climatológico. Recuperado de https://www.imn.ac.cr/atlas-climatologico

INDER-Instituto de Desarrollo Rural de Costa Rica. (2014). Informe técnico de caracterización integral básica: Territorio Turrialba-Jiménez. Recuperado de https://www.inder.go.cr/territorios_inder/region_central/caracterizaciones/Caracterizacion-Turrialba-Jimenez.pdf

INEC-Instituto Nacional de Estadística y Censos. (2011). Censo Nacional 2011 (base de datos en línea). Recuperado de http://www.inec.go.cr/censos/censos-2011.

INEC-Instituto Nacional de Estadística y Censos. (2012). Censo Nacional de Población y VI de Vivienda 2011: Resultados generales (1era ed.). San José, Costa Rica: Autor. Recuperado de https://www.cipacdh.org/pdf/Resultados_Generales_Censo_2011.pdf

Instituto de Investigaciones en Ingeniería. (2010). Informe final sobre caracterización de la geología superficial y subterránea del área de las estaciones acelerográficas RALT, CSLG, CCDN, CPAR, CCCH, sector central de la provincia de Cartago. N.° 731-A9-123. Recuperado de http://www.lis.ucr.ac.cr/clase_index/tv/finales/pdf/16.pdf

IRET-Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas. (2010a). Informe técnico sobre Diagnóstico sobre contaminación de aguas, suelos y productos hortícolas por el uso de agroquímicos en la microcuenca de las quebradas Plantón y Pacayas en Cartago, Costa Rica. Documento Técnico N.o 16, Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica.

IRET-Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas. (2010b). Reporte técnico de agroquímicos en ecosistemas hortícolas y pecuarios en la microcuenca de las quebradas Plantón y Pacayas en Cartago, Costa Rica. doi: 10.13140/RG.2.2.20045.33766

Jiménez, M. (2010). Intervenciones basadas en la planificación y gestión territorial de los riesgos del agua y del medio ambiente con enfoque de multiculturalidad y género en el cantón de Jiménez, Cartago, Costa Rica (Tesis de licenciatura). Universidad de San Carlos, Guatemala

Krushensky. R. (1972). Geología del cuadrángulo Istarú. Geological Survey Bulletin N.°1358. Washington: United States Government Printing Office.

Ley N.° 276. Diario Oficial La Gaceta República de Costa Rica, San José, Costa Rica, 28 de agosto de 1942.

MAG-Ministerio de Agricultura y Ganadería. (1991). Aspectos técnicos sobre cuarenta y cinco cultivos agrícolas de Costa Rica.Autor.

Mora, H. y Ramírez, P. (2015). Delimitación y caracterización de unidades geológicas a partir del modelado numérico del terreno en el distrito de Juan Viñas, Cartago. Rev. Geográfica América Cent, 54, 89–111. Recuperado de https://doi.org/10.15359/rgac.1-54.4

Obando, L. (1984). Unidad litoestratigráfica Tuis. En P. Sprechmann (Ed.); Manual de Geología de Costa Rica (Vol. 2). San José, Costa Rica: Editorial de la Universidad de Costa Rica.

Poder Ejecutivo de Costa Rica. (2007). Reglamento para la evaluación y clasificación de la calidad de cuerpos de agua superficiales, N.o 33903-MINAE-S. N.º Gaceta 178. Recuperado de http://www.digeca.go.cr/sites/default/files/de-33903reglamento_evaluacion_clasificacion_cuerpos_de_agua_0.pdf

PREVDA- Programa Regional de Reducción de la Vulnerabilidad y Gestión Ambiental. (2010). Caracterización del cantón de Jiménez, Cartago, Costa Rica. Énfasis: Planificación y gestión territorial de los riesgos, del agua y del medio ambiente, con enfoque de multiculturalidad y género. Publicación ME-136. Recuperado de http://bvssan.incap.int/local/M/ME/ME-136.pdf.

Ramírez, F., Fournier, M., Ruepert, C. y Hidalgo, C. (2014). Uso de agroquímicos en el cultivo de papa en Pacayas, Cartago, Costa Rica. Agronomía Mesoamericana, 25(2), 337-345. doi: https://doi.org/10.15517/am.v25i2.15441

Reynolds-Vargas, J., Fraile, J., y Hirata, R. (2006). Trends in Nitrate Concentrations and Determination of Its Origin Using Stable Isotopes (¹⁸O and ¹⁵N) in Groundwater of the Western Central Valley, Costa Rica. Ambio, 35(5), 229-236. Recuperado de http://www.jstor.org.una.idm.oclc.org/stable/4315727

Ward, M.H. (2009). Too much of a good thing? Nitrate from nitrogen fertilizer and cancer. Reviews on Environmental Health, 24(4), 357-363.

Weyer, P., Cerhan, J., Kross, B., Hallberg, G., Kantamneni, J., Breuer, G., Jones, M., Zheng,W., Lync, C. (2001). Municipal Drinking Water Nitrate Level and Cancer Risk in Older Women: The Iowa Women’s Health Study. Epidemiology, 12(3), 327-338. doi: 10.1097/00001648-200105000-00013

WHO- World Health Organization. (2011). Guidelines for drinking-water quality (4th ed.). Recuperado de http://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/44584/9789241548151_eng.pdf;jsessionid=96C733DEF6FD859DEE825BFB34823A5D?sequence=1

Published

2019-07-31

How to Cite

Evaluation of potential contamination of groundwater and spring protection areas of the Maravilla-Chiz and Quebrada Honda sub-basins, Cartago, Costa Rica. (2019). Uniciencia, 33(2), 76-97. https://doi.org/10.15359/ru.33-2.6

Issue

Section

Original scientific papers (evaluated by academic peers)

How to Cite

Evaluation of potential contamination of groundwater and spring protection areas of the Maravilla-Chiz and Quebrada Honda sub-basins, Cartago, Costa Rica. (2019). Uniciencia, 33(2), 76-97. https://doi.org/10.15359/ru.33-2.6

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