Hydrogeochemical baseline in a human altered landscape of the Central Pacific coast of Costa Rica

Abstract

Abstract Groundwater pollution in tropical and human-altered coastal landscapes is receiving novel attention due to decreasing in annual recharge as a consequence of recurrent droughts and overexploitation, whereby saline intrusion, point and diffuse source contamination, and water conflicts are common denominators. This study presents a detailed groundwater evaluation in a coastal aquifer within the central Pacific coast of Costa Rica. Three sampling campaigns including major ions, heavy metals, and fecal coliform analyses were conducted between July 2013 and March 2014 across 17 wells within the alluvial and fissured units of the Jaco´ aquifer. The groundwater system is classified as mixed HCO3 -–Ca2?–Mg2? type. Coliforms presence was found in two wells,nearby Mona Creek headwaters and near the coastal line. Heavy metal concentrations were below quantification limits in most of the wells; however, chromium concentrations up to 6.56 lg/L were quantified within the coastal line and central portion of the alluvial aquifer in 20 out of the 48 samples. The spatial distribution of major ions (K?, Na?, Ca2?, Mg2?, Cl-,SO42-, and HCO3 -) exhibited an increasing trend towards the central portion of the alluvial aquifer, which may be potentially associated with the large unregulated urban expansion, invoking a need of a continuous water quality monitoring program in this touristic hot spot. This study provides useful information for other similar coastal aquifers in Central America, whereby increasing population growth and unregulated touristic, industrial, and agricultural activities are posing a truly challenge to ensure water security and sustainability parallel to the economic development in a changing climate.

Resumen. La contaminación de las aguas subterráneas en paisajes costeros tropicales y alterados por el hombre está recibiendo una atención novedosa debido a la disminución de la recarga anual como consecuencia de las sequías recurrentes y la sobreexplotación, en las que la intrusión salina, la contaminación de fuentes puntuales y difusas y los conflictos por el agua son denominadores comunes. Este estudio presenta una evaluación detallada del agua subterránea en un acuífero costero dentro de la costa del Pacífico central de Costa Rica. Se llevaron a cabo tres campañas de muestreo que incluyeron análisis de iones principales, metales pesados ​​y coliformes fecales entre julio de 2013 y marzo de 2014 en 17 pozos dentro de las unidades aluviales y fisuradas del acuífero de Jaco. El sistema de aguas subterráneas se clasifica como una mezcla de HCO3 -–Ca2? –Mg2? tipo. La presencia de coliformes se encontró en dos pozos, cerca de las cabeceras de Mona Creek y cerca de la línea costera. Las concentraciones de metales pesados ​​estuvieron por debajo de los límites de cuantificación en la mayoría de los pozos; sin embargo, se cuantificaron concentraciones de cromo de hasta 6.56 lg / L dentro de la línea costera y la porción central del acuífero aluvial en 20 de las 48 muestras. La distribución espacial de los iones principales (K ?, Na ?, Ca2 ?, Mg2 ?, Cl-, SO42- y HCO3 -) exhibió una tendencia creciente hacia la porción central del acuífero aluvial, que puede estar potencialmente asociado con el gran expansión urbana no regulada, invocando la necesidad de un programa de monitoreo continuo de la calidad del agua en este punto turístico. Este estudio proporciona información útil para otros acuíferos costeros similares en Centroamérica, por lo que el crecimiento de la población y las actividades turísticas, industriales y agrícolas no reguladas plantean un verdadero desafío para garantizar la seguridad y la sostenibilidad del agua en paralelo al desarrollo económico en un clima cambiante.