Climate Detectives Projects 2022-2023


Project topic: Agriculture

Project title: Salinisation of aquifers: causes, consequences and possible solutions.

Team: Detectives Antigua

IES Antigua Sexi   Almuñécar   Spain   33 Student’s age: 14-15 years old

Research question

Are the Almuñécar aquifers salinised?
¿Están los acuíferos de Almuñécar salinizados?

Summary of the project
pH and chloride concentration: Experimental procedure for the determination of pH and chloride concentration.

Salinisation of aquifers is caused by saltwater entering coastal aquifers because the rate of abstraction exceeds the rate of aquifer recharge. Salinisation is directly related to the scarcity of rainfall, increased by climate change, and to the overexploitation of aquifers due to subtropical fruit crops and tourism. Salinisation causes serious damage to crops and could even affect drinking water supplies.
Although the origin of chlorides in the water is very diverse: dissolution of rocks, washing of saline soils of marine origin, capillary rise, etc. our hypothesis is that the main cause is the intrusion of seawater due to lack of recharge and overexploitation.
The aim of the experimental work was to determine the chloride concentration of the water from the aquifers of Almuñécar and its area of influence in order to check whether there is a relationship between chloride concentration and distance from the coastline, which would prove our hypothesis.
The students brought water samples from Almuñécar, Jete, Otívar and Lentegí which were analysed for pH and chloride concentration.
1. Determination of pH using indicator paper and universal indicator. The pH values obtained are between 7 and 8, suitable for the determination of chlorides and within the normal range of water for irrigation.
2. Qualitative analysis of the presence of chlorides and carbonates using a solution of AgNO3 : if the water turns a whitish colour when a few drops of AgNO3 are added, this means that chlorides and/or carbonates are present, the carbonates will dissolve if a few drops of HNO3 are added.
Finally, we determine the amount of chlorides by titration with 0.01M silver nitrate.

La salinización de los acuíferos se produce por la entrada de agua salada en los acuíferos costeros, debido a que la tasa de extracción de supera la tasa de recarga de los acuíferos. La salinización está directamente relacionada con la escasez de precipitaciones, incrementada por el cambio climático, y con la sobreexplotación de los acuíferos debido a los cultivos de frutas subtropicales y el turismo. La salinización produce graves daños a los cultivos y podría afectar incluso al abastecimiento de agua potable.
Aunque el origen de los cloruros en el agua es muy diverso: disolución de las rocas, lavado de terrenos salinos de origen marino, ascenso por capilaridad, etc. nuestra hipótesis es que la causa principal es la intrusión de agua del mar por falta de recarga y por sobrexplotación.
El objetivo del trabajo experimental era determinar la concentración de cloruros de las aguas procedentes de los acuíferos de Almuñécar y su zona de influencia para comprobar si existe relación entre la concentración de cloruros y la distancia a la línea de costa, lo que probaría nuestra hipótesis.
El alumnado trajo muestras de agua de Almuñécar, Jete, Otívar y Lentegí que se analizaron para determinar su pH y concentración de cloruros.
1. Determinación del pH utilizando papel indicador e indicador universal. Los valores de pH obtenidos están comprendidos entre 7 y 8, adecuados para la determinación de cloruros y dentro del rango normal de aguas para riego.
2. Análisis cualitativo de la presencia de cloruros y de carbonatos utilizando una disolución de AgNO3 : si el agua se pone de color blanquecino al agregar unas gotas de AgNO3 significa que hay cloruros y/o carbonatos, los carbonatos se disolverán si agregamos unos gotas de HNO3.
3.-Por último determinamos la cantidad de cloruros por valoración con nitrato de plata 0,01M.

Main results and Conclusions
Chloride analysis results in water samples.

The study shows that all the water samples have a pH suitable for irrigation water and that most of the samples have a concentration of chlorides that can be considered of natural origin as they are below 50-60 mg/l. However, two of the samples closest to the sea (7 and 9) have a higher concentration, being especially relevant the sample from the area called La Sandovala with a very high concentration, very close to the concentration of seawater. These facts seem to reflect the fact that the area of the aquifer closest to the sea is already salinised, as denounced on several occasions by the irrigators who use it.
In addition, in the absence of more data, an increase in concentration is observed as we get closer to the coast, with the exception of two samples (2 and 3) very close to each other that have a higher concentration than those located at a shorter distance from the coast. This may be influenced by the depth of the wells from which the students collected the samples, but we do not have this information.
In order to be able to analyse whether the water was suitable for irrigation, we converted the data obtained experimentally in mg/L to meq/L. The standard establishes that water with a concentration of more than 10meq/L cannot be used for irrigation, so we can conclude that the water from the La Sandovala aquifer with a chloride concentration of 74meq/L could not be used. Such high salt concentrations in the irrigation water cause physiological stress due to dehydration of the plant and thus affect its growth and development.
In conclusion: the data corroborate that a process of saline intrusion is taking place in the aquifers due to the scarcity of rainfall and their overexploitation.

El estudio refleja que todas las muestras de agua tienen un pH adecuado para el agua de riego y que la mayoría de las muestras tienen una concentración de cloruros que se puede considerar de origen natural ya que están por debajo de los 50-60 mg/L. Sin embargo, dos de las muestras más cercanas al mar (7 y 9) tienen una concentración superior, siendo especialmente relevante la muestra procedente de la zona denominada La Sandovala con una concentración altísima, muy cercana a la concentración del agua marina. Estos hechos parecen reflejar que la zona del acuífero más cercana al mar ya está salinizada, como denunciaron en varias ocasiones los regantes que la utilizan.
Además, a falta de más datos, se observa un incremento de la concentración a medida que nos acercamos a la costa, con la excepción de dos muestras (2 y 3) muy cercanas entre sí que tienen una concentración más alta que las que se sitúan a menor distancia de la costa. Quizás pueda influir la profundidad de los pozos de los que el alumnado recogió las muestras, pero carecemos de ese dato.
Para poder analizar si las aguas eran aptas para el riego convertimos los datos obtenidos experimentalmente en mg/L a meq/L. La norma establece que las aguas con una concentración superior a 10meq/L no pueden ser usadas para riego, por lo que podemos concluir que el agua del acuífero de La Sandovala con una concentración de cloruros de 74meq/L no podría utilizarse. Concentraciones de sales tan altas en el agua de riego producen un estrés fisiológico por deshidratación a la planta y afectan con ello su crecimiento y desarrollo.
En conclusión: los datos corroboran que se está produciendo un proceso de intrusión salina en los acuíferos debido a la escasez de precipitaciones y a su sobrexplotación.

What’s Next? Actions to make a difference and help lessen the problem
In phosphorescent green for subtropical crops.

The problem of saline intrusion is very serious and difficult to solve in the current drought conditions.
On a personal level and as measures that can help to reduce the problem, we propose all the water saving measures that are recommended and that require the acquisition of habits from childhood. Some of these measures are:
– Showering instead of bathing
– Turn off the tap whenever possible: when brushing teeth, soaping up in the shower, washing dishes, etc.
– Flush toilets only when absolutely necessary.
– Fix water leaks.
– Always use a full washing machine and dishwasher.
– Use flow restrictors or aerators on taps.
– Use climate-adapted plants in gardens.
Moreover, since one of the main causes of the problem is climate change, we must also adopt energy-saving habits and take measures to increase energy efficiency and reduce dependence on fossil fuels.
Public institutions are responsible for tackling the problem.
To prevent saline intrusion from becoming an irreversible problem, it is essential that the aquifers are recharged. Recently, recharge of the Río Verde aquifer has begun with water from the wastewater treatment plant. There are also calls for the necessary pipelines to be built so that water from the Rules reservoir can be used for irrigation and so that groundwater can no longer be used.
However, all these measures can only be effective if we realise that the only solution is to regulate land use in order to curb the uncontrolled expansion of irrigated crops and, of course, that we must act to curb climate change.

El problema de la intrusión salina es muy grave y tiene difícil solución en las circunstancias de sequía en que nos encontramos.
A nivel personal y como medidas que pueden ayudar a disminuir el problema, proponemos todas las medidas de ahorro de agua que se recomiendan y que requieren de la adquisición de hábitos desde la infancia. Algunas de estas medidas son:
• Ducharse en vez de bañarse
• Cerrar el grifo siempre que se pueda: al lavarse los dientes, al enjabonarse en la ducha, al fregar los platos, etc.
• Usar la cisterna del inodoro sólo cuando sea imprescindible.
• Arreglar las fugas de agua.
• Utilizar la lavadora y el lavavajillas siempre llenos.
• Usar reductores de caudal o aireadores en los grifos.
• Utilizar plantas adaptadas al clima en los jardines.
Además, puesto que una de las causas principales del problema es el cambio climático, también debemos adoptar hábitos de ahorro energético y tomar medidas que nos permitan incrementar la eficiencia energética y disminuir la dependencia de los combustibles fósiles.
Las instituciones públicas son las responsables de atajar el problema.
Para evitar que la intrusión salina se convierta en un problema irreversible es imprescindible que se recarguen los acuíferos. Recientemente, se comenzó la recarga del acuífero de Río Verde con aguas procedentes de la estación depuradora. También se está demandando que se construyan las canalizaciones necesarias para que el agua de la presa de Rules pueda utilizarse para regar y poder así dejar de utilizar las aguas subterráneas.
Sin embargo, todas estas medidas sólo podrán ser eficientes si se toma conciencia de que la única solución pasa por una regulación del uso del suelo que frene la expansión sin control de los cultivos de regadío y, por supuesto, de que debemos actuar para frenar el cambio climático.

Project poster:

Download project poster PDF

This project was automatically translated into English.
Projects are created by the teams and they take the full responsibility of the shared data.
← All projects