Abstract. Agriculture has had direct and indirect effects on the rates and compositions of groundwater recharge and aquifer biogeochemistry. Direct effects include dissolution and transport of excess quantities of fertilizers and associated materials and hydrologic alterations related to irrigation and drainage. Some indirect effects include changes in waterrock reactions in soils and aquifers caused by increased concentrations of dissolved oxidants, protons, and major ions. Agricultural activities have directly or indirectly affected the concentrations of a large number of inorganic chemicals in groundwater, for example NO3, N2, Cl, SO42, H+, P, C, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, and As, as well as a wide variety of pesticides and other organic compounds. For reactive contaminants like NO3, a combination of chemical, isotopic, and environmental-tracer analytical approaches might be required to resolve changing inputs from subsequent alterations as causes of concentration gradients in groundwater. Groundwater records derived from multi-component hydrostratigraphic data can be used to quantify recharge rates and residence times of water and dissolved contaminants, document past variations in recharging contaminant loads, and identify natural contaminant-remediation processes. These data indicate that many of the world's surficial aquifers contain transient records of changing agricultural contamination from the last half of the 20th century. The transient agricultural groundwater signal has important implications for long-term trends and spatial heterogeneity in discharge.
Rsum. L'agriculture a eu des effets directs et indirects sur la recharge et la composition des nappes et sur la biogochimie des aquifres. Les effets directs sont la dissolution et le transport de quantits excessives d'engrais et des produits associs et des modifications hydrologiques lies l'irrigation et au drainage. Certains des effets indirects sont des modifications des ractions eau-roche dans les sols et dans les aquifres, causes par des concentrations croissantes d'oxydants, de protons et d'ions majeurs dissous. Les activits agricoles ont affect directement ou indirectement les concentrations d'un grand nombre de composs minraux dans les eaux souterraines, comme par exemple NO3, N2, Cl, SO42, H+, P, C, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, As, de mme qu'une grande varit de pesticides, de produits de dgradation et d'autres composs organiques. Pour les contaminants ractifs comme NO3, une combinaison d'approches analytiques de traceurs chimiques, isotopiques et environnementaux peut tre ncessaire pour analyser les changements des entres dues des modifications causant des gradients de concentration dans les eaux souterraines. Les chroniques de nappes fournies par des donnes hydrostratigraphiques composantes multiples peuvent tre utilises pour quantifier les valeurs de recharge et les temps de sjour de l'eau et des contaminants dissous, pour tablir les variations passes d'apports de charges contaminantes et pour identifier les processus naturels de remdiation des contaminations. Ces donnes indiquent que de nombreux aquifres la surface du globe contiennent et sont en train de transporter des tmoignages transitoires provenant des variations de la contamination agricole au cours de la dernire moiti du 20me sicle. Le signal transitoire d'origine agricole dans les nappes prsente des implications importantes en ce qui concerne les tendances long terme et l'htrognit spatiale de l'coulement.
Resumen. La agricultura tiene efectos directos e indirectos en las tasas y composiciones de la recarga y de la biogeoqumica de las aguas subterrneas. Entre los primeros, cabe citar la disolucin y transporte de fertilizantes y materiales asociados que han sido aplicados en exceso, as como las alteraciones hidrolgicas relacionadas con el riego y drenaje. Entre los segundos, se incluye los cambios en la interaccin entre aguas y roca, tanto en suelos como en acuferos, como resultado del aumento de la concentracin de oxidantes disueltos, protones e iones mayoritarios. Las actividades agrcolas han afectado directa o indirectamente a las concentraciones de un gran nmero de compuestos qumicos inorgnicos en las aguas subterrneas; entre stos, destacan el nitrato, nitrgeno, cloruro, sulfato, hidrogeniones, fsforo, carbono, potasio, magnesio, calcio, estroncio, bario, radio, arsnico, y una enorme variedad de pesticidas, productos de degradacin y otros compuestos orgnicos. Para los compuestos reactivos, como el nitrato, puede ser necesaria una combinacin de mtodos analticos qumicos, isotpicos y de trazadores naturales de cara a resolver las modificaciones en la entrada a partir de alteraciones posteriores como causas de los gradientes de concentracin en el acufero. Los registros de aguas subterrneas basados en datos hidro-estratigrficos multicomponente pueden ser utilizados para cuantificar la recarga y los tiempos de residencia del agua y de contaminantes disueltos, para documentar variaciones pasadas en las cargas de contaminantes de la recarga, y para identificar los procesos naturales de contaminacin y remediacin. Estos datos indican que muchos acuferos someros del mundo contienen y proporcionan registros transitorios de contaminacin agrcola variable desde la segunda mitad del siglo XX. Las marcas transitorias de contaminacin agrcola en las aguas subterrneas son importantes en relacin con las tendencias a largo plazo y con la heterogeneidad espacial de la descarga.