Hard water causes many problems in domestic and industrial usage, which has to be removed using costeffective technologies. To achieve this, the main goal of this study is to assess and optimize the factors controlling water softening applications. The research approach included a combined use of batch and column experiments performed in laboratory conditions through the ion exchange process, evaluating the effectiveness of natural and homoionic clinoptilolite on the removal characteristics of divalent cations. The equilibrium data could be fitted by both the Langmuir and the Freundlich models, even though it was fitted better by the Langmuir model with a maximum adsorption capacity of 10.5 mg g -1 for homoionic clinoptilolite (HC) and 9.68 mg g -1 for the natural clinoptilolite (NC). The adsorption kinetics can be successfully fitted to pseudo-second order kinetic model and the results of the intraparticle diffusion model suggest intraparticle diffusion was not the only rate-controlling step. It was also observed that the statistics indices of agreements from non-linear Thomas model were higher than that linear Thomas model. Nevertheless, the slope of the breakthrough curve for the linearized method decreased with increasing time as compared to non-linear method, thereby resulting in a slightly steeper slope for the nonlinear method and reducing the adsorption capacity. The study also concludes that the non-linear method is slightly more effective in predicting the performance of the selective removal efficiency of hardness ions. Results illustrate that clinoptilolite may be used as an alternative to more costly materials, due to its low cost and high abundance.

Population pressure, urbanization, and industrial developments, among other factors, have resulted in severe degradation of environmental resources such as wetlands. Thus, a groundwater model (MODFLOW) was integrated with a particle tracking MODPATH model to simulate the hydrodynamic flow head field and to analyze the vulnerability of the Salburua ecosystem and propose control measures to protect the riparian area. The simulations show that pathways of particle tracking originating at potential contaminant sources will tend to migrate downwards towards the sensitive ecosystem, which suggests that the quality of the hydrological ecosystem is likely to deteriorate in the future. Variation in exit points of particles indicates that the time-related capture areas are affected by changes of the hydraulic gradients. Two control measures of potential sources of pollutants in the vicinity of the Salbarua ecosystem were analyzed. The study results suggest that the travel time-related capture zone with a funnel-and-gate system is much smaller than without the control alternative, which indicates that the gate configuration has an effect on capture zone size and shape and on the residence time with a better attenuation performance. It is also shown that a leakage-proof barrier is less effective for point-source containment, assuming that hydraulic control performance and cost-efficiency are the criteria for pollution control effectiveness. Instead, a program of monitoring wells would effectively characterize water quality in the aquifer and provide a decision support system. This approach may be used in helping water managers to develop more physically based and quantitative protection strategies.

RESUMENLa estimación de la vulnerabilidad del agua subterránea es una tarea importante en la administración de los recursos hídricos, que depende de la disponibilidad de datos y complejidad de las condiciones hidrogeoló-gicas. Este estudio, que integra el uso de un enfoque combinado basado en un método de vulnerabilidad (DRASTIC) y el transporte advectivo, permite comprender mejor la susceptibilidad a la contaminación en el acuífero de Toluca. Para estimar el transporte advectivo y el flujo regional del agua subterránea se ha desarrollado un modelo en 3D usando VisualModflow y MODPATH. El mapa de vulnerabilidad demuestra que la aplicación e interpretación del método paramétrico es problemática, presentando una diferencia aproximada del 23% si éste es comparado con el mapa modificado de vulnerabilidad. La vulnerabilidad a la contaminación de los vertederos de residuos sólidos es relativamente alta; aproximadamente el 76% están localizados en áreas que pueden ser susceptibles a la contaminación a través de la infiltración vertical, especialmente aquellos que están ubicados a lo largo del sistema Lerma. Los parques industriales, donde ocurre una extracción continua de agua subterránea y subsidencia del terreno, han sido clasificados como zonas de vulnerabilidad alta, incrementando el riesgo de contaminación de fuentes superficiales que podrían alcanzar el agua subterránea. Con el objeto de entender la susceptibilidad a la contaminación en el acuífero, varios enfoques de vulnerabilidad deben ser adoptados y todos los resultados que permitan una validación entre ellos deben ser considerados, constituyendo una buena estrategia en la definición de diferentes niveles y medidas de protección.

Diseño y aplicación de instrumentación para la caracterización hidrometeorológica e hidrogeológica 233 ResumenEl conocimiento del ciclo hidrológico es un requisito indispensable para la evaluación, la planificación y el desarrollo de los recursos hídricos. En este sentido, el presente artículo describe el principio de funcionamiento, el diseño, los resultados de las pruebas de laboratorio y la instalación en el campo de cinco dispositivos: un pluviómetro, un evaporímetro, un limnígrafo, un freatímetro y un higrómetro. Puesto que los parámetros que miden varían en función del tiempo, todos los equipos descritos cuentan con la capacidad de almacenamiento y transmisión de datos a una computadora personal a intervalos programables. Además, su diseño permite soportar las condiciones del trabajo de campo. Como resultado de las pruebas de laboratorio en el pluviómetro, su error relativo máximo es del 4% para un rango de precipitación diaria menor a 500 mm/d. Por otra parte, el método de medición del evaporímetro redujo un factor de 5 el error relativo del sensor de presión empleado para medir el nivel del agua en un tanque de evaporación, resultando en una precisión del 98.5%. Una característica singular de los dos dispositivos mencionados es que tienen la capacidad de auto calibrarse después de cada ciclo de trabajo. A su vez, el limnígrafo es capaz de medir el nivel de una corriente superficial con una precisión de hasta 58 µm, debido su sistema de posicionamiento electromecánico. En lo que respecta al freatímetro, éste mostró un error de medición respecto a su escala completa del 1.5%. Como una ventaja adicional, este dispositivo mide el nivel freático a través de la determinación de la presión diferencial en lugar de la absoluta, eliminando con ello la necesitad de un equipo adicional para compensar el efecto de la presión atmosférica. Una vez calibrados los bloques de yeso empleados en el higrómetro, fue posible la determinación de la humedad relativa con una variación del 2.8% en el valor de resistencia eléctrica para un rango de temperatura entre 8°C y 17°C. Para determinar los posibles efectos de desgaste en los componentes, las pruebas de campo tuvieron una duración de seis meses. Tras una serie de modificaciones en los diseños, fue posible construir los equipos de tal modo que no requirieron ningún mantenimiento una vez instalados. De los cinco dispositivos, el que exhibe una mayor exactitud es el limnígrafo, con resultados prácticamente iguales en el campo respecto de los obtenidos en el laboratorio. Como resultado de la optimización de los diseños, el costo de la fabricación de los cinco dispositivos fue de 1250 dólares, alrededor del 12% del costo de equipos similares.Palabras clave: instrumentación, pluviómetro, evaporímetro, limnígrafo, freatímetro, higrómetro. Abstract

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