| Abstract |
Widespread agricultural activity may threaten water quality in fractured bedrock aquifers having little overburden protection. A study in Canada improves the understanding of the potential impact of agriculture on water quality in bedrock aquifers, focusing on spatial and temporal variability of nitrate and bacteria. A research site was developed in and adjacent to a hay field where a gneissic aquifer is overlain by a thin veneer of unconsolidated glacial material. Ten wells were installed, hydraulically tested and completed as multilevel piezometers. Results of monthly sampling for nitrate, dissolved organic carbon, and E. coli show significant temporal and spatial variation in concentrations. Intensive 5-day sampling rounds conducted during baseflow and recharge conditions indicate that bacterial concentrations vary daily, with higher concentrations during recharge periods. The location of the impacted monitoring wells is correlated to an upgradient cattle pasture that is used periodically each summer. It is evident that periodic upgradient sources, dilution from recharge, and heterogeneous flow systems lead to varied and unpredictable contaminant concentrations. The temporal and spatial variability of contaminants in bedrock aquifers with minimal overburden must be considered for the protection of human health, as annual or even monthly groundwater monitoring may not capture unsafe concentrations.L’activité agricole extensive peut menacer la qualité de l’eau dans les aquifères de socle fracturé avec un faible recouvrement protecteur. Une étude au Canada améliore la compréhension de l’impact potentiel de l’agriculture sur la qualité de l’eau dans les aquifères de socle, mettant l’accent sur la variabilité spatiale et temporelle des nitrates et des bactéries. Un site expérimental a été aménagé adjacent à une prairie où un aquifère gneissique est recouvert d’un mince placage de matériel glacière non consolidé. Dix puits ont été réalisés, testés hydrauliquement et aménagés en piézomètres à niveaux multiples. Les résultats d’un étalonnage mensuel pour les nitrates, le carbone organique dissout, et E. coli montrent une variation temporelle et spatiale significative des concentrations. Des tournées d’échantillonnage concentrées sur 5 jours menées durant des conditions d’écoulement de base et de recharge montrent que les concentrations bactériennes varient journellement, avec des concentrations plus élevées durant les périodes de recharge. La localisation des puits d’observations influencés montre une corrélation avec un pâturage en amont qui est utilisé périodiquement chaque été. Il est évident que les apports périodiques en amont, la dilution par la recharge, et les systèmes d’écoulement hétérogènes se traduisent par des concentrations en polluant variées et imprévisibles. La variabilité temporelle et spatiale des polluants dans les aquifères de socle avec un minimum de recouvrement doit être prise en compte pour la protection de la santé humaine, puisque la surveillance annuelle ou même mensuelle de l’eau souterraine peut ne pas détecter de concentrations dangereuses.Los acuíferos fracturados de basamento que tienen escasa protección de una cubierta, pueden ver amenazada la calidad de las aguas debido a una generalizada actividad agrícola. Un estudio en Canadá centrado en la variabilidad espacial y temporal de nitratos y bacterias mejora la comprensión de los posibles efectos de la agricultura sobre calidad del agua en estos acuíferos de basamento. Un campo de heno y sus adyacencias, donde un acuífero gnéisico está cubierto por una delgada capa de material glacial no consolidado fue el sitio en el cual se desarrolló la investigación. Fueron instalados y probados hidráulicamente diez pozos y fueron completados como piezómetros multiniveles. Los resultados del muestreo mensual de nitrato, carbono orgánico disuelto, y E. coli muestran importantes variaciones temporales y espaciales en las concentraciones. Un muestreo intensivo de 5 días durante el flujo de base y condiciones de recarga indican que las concentraciones de bacterias varían diariamente, presentando las mayores concentraciones durante los períodos de recarga. La ubicación de los pozos de monitoreo afectados está asociada con una pastura que se encuentra gradiente arriba, la cual es usada periódicamente en cada verano. Es evidente que las concentraciones de contaminantes son variadas e imprevisibles debido a las fuentes periódicas gradiente arriba, a la dilución de la recarga, y a un sistemas de flujo heterogéneo. Para la protección de la salud humana debe ser considerada la variabilidad temporal y espacial de los contaminantes en los acuíferos de basamento con una mínima cubierta. El monitoreo anual o incluso mensual de las aguas subterráneas puede no identificar concentraciones peligrosas de los contaminantes.广泛的农业活动可能会对缺乏覆盖层保护的基岩裂隙含水层的水质产生威胁。一项在 加拿大开展的针对硝酸盐和细菌时空变异性的研究, 增进了关于农业对基岩含水层水质潜在 影响的理解。研究地点选在一个干草地及其周边。该地区发育着上覆薄层未固结冰川物质的 片麻岩含水层。研究中打了十口井, 并进行了水力学试验, 将其作为多层水头观测井。对硝 酸盐、溶解有机碳和大肠杆菌的按月采样分析结果表明, 其浓度具有显著的时空变化。在基 流时期和发生补给的时期分别进行的周期为5天的密集采样结果表明, 地下水细菌浓度存在 日变化, 且在接受补给期间浓度较高。受影响的监测井的位置与上游某每年夏天使用的牧场 相关。很明显, 来自上游的周期性源、补给的稀释作用和含水层非均质流动系统导致污染物 浓度发生变化且无法预测。为了保护人类的健康, 必须考虑覆盖层很薄的基岩含水层中污染 物的时空变异性, 因为地下水的年监测甚或月监测也许不能捕获到不安全的浓度。A actividade agrícola extensiva pode ameaçar a qualidade da água em aquíferos fracturados suportados por rochas cristalinas com cobertura reduzida. Um estudo realizado no Canadá permitiu o aumento da compreensão do potencial impacte da agricultura na qualidade da água de aquíferos em rochas cristalinas, tendo em conta a variabilidade espacial e temporal do teor em nitratos e a qualidade bacteriológica da água. Um caso de estudo experimental foi instalado num aquífero suportado por um gneisse com uma cobertura de depósitos glaciares não consolidados pouco espessos numa área adjacente a culturas herbáceas. Foram instalados dez piezómetros multinível nos quais foram feitos ensaios hidráulicos. Estes piezómetros foram utilizados como pontos de amostragem para a monitorização mensal de nitratos, carbono orgânico dissolvido e E. coli, tendo estes parâmetros apresentado variações temporais e espaciais significativas. Colheitas intensivas com um intervalo de 5 dias efectuadas em períodos de águas baixas e durante a recarga mostraram que os parâmetros bacteriológicos variam diariamente, com maiores concentrações nos períodos de recarga. A localização dos pontos de monitorização em que foram registados impactes mais significativos está correlacionada com áreas onde se verifica o pastoreio sazonal de gado a montante durante o Verão. Verificou-se que a presença de fontes periódicas de contaminação a montante, a diluição da recarga e a heterogeneidade dos sistemas de fluxo levam ao surgimento de concentrações de contaminação muito variáveis e difíceis de prever. A variação temporal e espacial de contaminantes em aquíferos de rochas cristalinas com coberturas pouco espessas deve ser tida em conta para a protecção da saúde pública, uma vez que a monitorização anual ou mesmo mensal de águas subterrâneas nestas condições pode não revelar concentrações perigosas de contaminantes. |
