UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE … · mundo e dar toda uma...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

ISAIAS SILVA DA COSTA

A QUALIDADE DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS NO CAMPUS DO PICI –

FORTALEZA/CE

FORTALEZA

2010



FORTALEZA/CE

Trabalho de final de curso submetida à

Coordenação do Curso de Graduação em

Física da Universidade Federal do Ceará,

como requisito para obtenção do grau de

Bacharel em Física.

Orientadora: Prof. Dra. Maria Marlúcia

Freitas Santiago

FORTALEZA

DEZEMBRO, 2010

mailto:[email protected]



FORTALEZA/CE

Esta monografia foi julgada para a obtenção do grau de Bacharel em Física, e aprovada

em sua forma final pela Coordenação do Curso de Graduação em Física da

Universidade Federal do Ceará.

Aprovada em ____/____/2010

BANCA EXAMINADORA

________________________________________________________

Profa. Dra. Maria Marlúcia Freitas Santiago (Orientador)

Universidade Federal do Ceará - UFC

________________________________________________________

Profa. Dra. Carla Maria Salgado Vidal Silva


________________________________________________________

Prof. Dr. José Ramos Gonçalves


mailto:[email protected]

A Deus, pelo dom da vida, e a minha família,

por ser a minha fortaleza em todos os

momentos da vida.

AGRADECIMENTOS

À Deus, pois ele é a minha razão de viver. Ele me dá a vida e a saúde, sem as quais eu

não poderia fazer nada.

À minha orientadora, Profa. Dra. Maria Marlúcia Freitas Santiago, por todo o tempo em

que me orientou. À sua dedicação, paciência, organização, disponibilidade,

responsabilidade e imenso desejo de servir, sou imensamente grato a tudo o que ela

representou pra mim durante esse tempo em que fui seu orientando.

À minha co-orientadora, Profa. Dra. Carla Maria Salgado Vidal Silva, por todo o apoio

nas análises físico-químicas, sua companhia, sempre muito agradável, tudo o que ela me

ensinou no laboratório e também a sua grande dedicação e liderança, o que contribuiu

muito para a minha formação, não só como profissional, mas como pessoa.

Ao chefe do Departamento de Física, Prof. Dr. Josué Mendes Filho, pela sua completa

dedicação à Universidade, seu desejo de fazer o Departamento de Física ser de primeiro

mundo e dar toda uma estrutura de qualidade para o desenvolvimento dos projetos de

pesquisa.

À mestra em Geologia Maria da Conceição Rabelo Gomes, pela sua contribuição com o

mapa das localizações dos poços, e sua grande disponibilidade para ajudar.

À assistente do laboratório de Carbono 14 Maria do Carmo Germano de Souza, pela sua

companhia durante todo o tempo em que freqüentei o laboratório.

Aos meus colegas do laboratório Michel Lopes Granjeiro e Bruno Alves de Mesquita,

pela companhia e pelo muito que me ajudaram quando tive dificuldade a respeito da

escrita do meu trabalho.

À minha família, por todo o apoio, em especial, aos meus pais, que tão bem souberam

me educar e ensinar os verdadeiros valores da vida.

“Onde houver ódio, que eu leve o

amor, onde houver trevas, que eu

leve a luz.”

(São Francisco de Assis)

RESUMO

O Campus Universitário da Universidade Federal do Ceará localizado no Pici

dispõe de 46 poços tubulares, dos quais 18 estão em operação, como abastecimentos

complementares ao realizado pela CAGECE; estes poços retiram água subterrânea

armazenada na Formação Barreiras e no cristalino. Neste trabalho, amostras foram

coletadas mensalmente, de julho a outubro de 2010, para análise de parâmetros físico-

químicos e concentrações de cátions e ânions. Os resultados mostram que: (a) há grande

variação espacial da qualidade das águas, com a condutividade elétrica variando de 117

a 1370 µS/cm; (b) as águas são predominantemente cloretadas sódicas; (c) durante o

período de coleta as concentrações de cátions e de ânions mudaram aumentando

predominantemente as concentrações de cloretos e de sódio; (d) as águas subterrâneas,

na maioria, são apropriadas para o consumo humano, sob o aspecto da hidroquímica,

com exceção de 13 amostras com pH< 6,0 e 02 com turbidez > 5,0 uT e a água do açude

apresentou elevada concentração de nitrato. As águas mais salinas são as de poços no

cristalino e as águas menos salinas são as de poços na Formação Barreiras; os sais

dissolvidos nas águas são provenientes de aerossóis marinhos e de dissolução dentro do

aqüífero. Águas de chuvas foram encontradas no poço localizado na COELCE.

ABSTRACT

O manto da invisibilidade tem atraído a atenção tanto de cientistas como

leigos, isso devido à frequência com que este tema aparece nos contos e filmes de ficção

científica. Neste trabalho, mostramos que é possivel a existência de uma capa que possa

tornar pequenos objetos invisíveis. Antes de analisar fisicamente as propriedades deste

manto, nós fazemos um breve passagem sobre o eletromagnetismo clássico, verificando

as interações da matéria com ondas eletromagnéticas. Como proposto pelo físico

Veselago em 1968, nós inserimos os valores negativos da permissividade elétrica e

permeabilidade magnética nas equações de Maxwell, quando fazemos isso temos os

metamateriais. Analisamos as transformações ópticas com a intensão de manipular as

ondas eletromagnéticas, possibilitando assim, a existência do manto da invisibilidade.

PALAVRAS-CHAVES: Metamateriais; Eletromagnetismo; Transformações Ópticas.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1.1 – Mapa de localização do Campus do Pici.....................................................15

Figura 2.1 – Localização dos poços amostrados no Campus do Pici..............................21

Figura 5.1– Diagrama de Piper das amostras de julho....................................................50

Figura 5.2 – Diagrama de Piper das amostras de agosto.. .........................................51

Figura 5.3 – Diagrama de Piper das amostras de setembro.............................................51

Figura 5.4 – Diagrama de Piper das amostras de outubro...............................................52

Figura 5.5 – Condutividade elétrica das amostras coletadas em outubro de 2010..........53

Figura 5.6 – Concentração dos cátions Ca2+, Mg2+, Na+ e K+ em amostras dos

poços P2, P3 e P4 nas coletas de julho, agosto, setembro e outubro

de 2010 .....................................................................................................54

Figura 5.7 – Concentração dos cátions Ca2+, Mg2+, Na+ e K+ em amostras dos

poços P1 e P8 nas coletas de julho, agosto, setembro e outubro de

2010 ............................................................................................................55

Figura 5.8 – Concentração dos anions Cl- e HCO3- em amostras dos poços

P2, P3 e P4 nas coletas de julho, agosto, setembro e outubro de

2010............................................................................................................56

Figura 5.9 - Concentração dos anions Cl- e HCO3- em amostras dos poços P1

e P8 nas coletas de julho, agosto, setembro e outubro de 2010 ...................57

Figura 5.10 - Concentração de cloretos versus sódio......................................................58

Figura 5.11 - Concentração de cálcio versus magnésio...................................................59

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1– Poços em atividade do Campus do Pici.......................................................20

Tabela 4.1– Composição de rochas ígneas e de alguns tipos de rochas sedimentares ...35

Tabela 4.2– Constituintes mais abundantes na água do mar...........................................36

Tabela 4.3– Qualidade da água de acordo com o SAR...................................................37

Tabela 5.1– Parâmetros físico-químicos das águas subterrâneas e do açude

Santo Anastácio no Campus do Pici..........................................................44

Tabela 5.2- Análises físico-químicas das águas coletadas em julho...............................46

Tabela 5.3- Análises físico-químicas das águas coletadas em agosto.............................46

Tabela 5.4- Análises físico-químicas das águas coletadas em setembro.........................47

Tabela 5.5- Análises físico-químicas das águas coletadas em outubro...........................48

LISTA DE QUADROS

Quadro 3.1 – Coluna Lito-Estratigráfica da RMF ........................................................26

Quadro 4.1- Solubilidade de sais dissolvidos na água ....................................................33

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

CAGECE- Companhia de Água e Esgoto do Ceará

CE- Condutividade Elétrica

CPRM- Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais

EMBRAPA- Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

FUNCEME- Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos

GPS- Global Positioning System

IBGE- Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

NPD- Núcleo de Processamento de Dados

NUTEC- Fundação Núcleo de Tecnologia Industrial

PADETEC- Parque de Desenvolvimento Tecnológico

RG- Registro Geral

RU- Restaurante Universitário

SAR- Razão de Adsorção de Sódio

UFC- Universidade Federal do Ceará

STD- Sólidos Totais Dissolvidos

UTM- Universal Transversal de Mercator

VMP- Valores Máximos Permitidos

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO........................................................................................................14

1.1. Localização e vias de acesso...................................................................................14

2. METODOLOGIA....................................................................................................16

2.1. Pesquisa Bibliográfica............................................................................................16

2.2. Levantamento dos poços........................................................................................19

2.3. Coleta de amostras..................................................................................................22

2.4. Análise das amostras..............................................................................................22

3. ÁREA.......................................................................................................................24

3.1. Aspectos Hidrogeológicos......................................................................................24

3.2. Litoestratigrafia.....................................................................................................25

3.2.2. Formação Barreiras............................................................................................25

3.2.3. Complexo Gnáissico-Migmatítico.....................................................................27

3.3. Hidrogeologia.........................................................................................................27

3.4. Sistemas Hidrogeológicos......................................................................................27

3.4.1. Sistema Hidrogeológico Barreiras.....................................................................28

3.4.2. Sistema Hidrogeológico Cristalino....................................................................29

4. GEOQUÍMICA.......................................................................................................31

4.1. Potencial hidrogeniônico (pH)..............................................................................31

4.2. Condutividade elétrica..........................................................................................32

4.3. Sólidos Totais Dissolvidos......................................................................................32

4.4. Turbidez..................................................................................................................32

4.5. Dureza.....................................................................................................................33

4.6. Cálcio.......................................................................................................................33

4.7. Magnésio..................................................................................................................34

4.8. Sódio.........................................................................................................................34

4.9. Potássio....................................................................................................................37

4.10. Cloreto..................................................................................................................38

4.11. Sulfato...................................................................................................................39

4.12. Carbonatos e Bicarbonatos.................................................................................40

4.13. Ferro......................................................................................................................41

4.14. Nitrato, Nitrito e Amônia....................................................................................41

5. RESULTADOS........................................................................................................43

5.1. Análises físico-químicas.........................................................................................43

5.2. Diagramas de Piper...............................................................................................50

5.3. – Variação espacial e temporal das concentrações de cátions e de ânions........54

5.4. – Origem dos sais....................................................................................................58

6. CONCLUSÕES........................................................................................................61

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................62

1. INTRODUÇÃO

As águas subterrâneas vêm sendo muito estudadas na atualidade, pois elas

naturalmente têm, se comparadas com as águas superficiais, vantagens como serem

filtradas e purificadas naturalmente por percolação, que é uma espécie de “filtração”

feita através dos poros do solo, que retêm grande parte dos sólidos presentes na água,

consequentemente dispensando-se tratamento prévio; são protegidas contra agentes

poluidores, pois eles atacam preferencialmente águas superficiais; quando acontece de

águas subterrâneas estarem poluídas é porque está ocorrendo algum problema na sua

captação. As águas subterrâneas também sofrem menor influência de variações

climáticas, têm temperatura constante, estão mais próximas em relação à demanda e

necessitam de menores custos com tratamento e adução.

O Campus do Pici, onde estão instalados os Centros de Ciência, Tecnologia,

Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará, o NUTEC, a

EMBRAPA e o PADETEC, dispõe atualmente de 46 poços tubulares para captação de

águas subterrânea. Na área do Campus do Pici encontra-se o Açude Santo Anastácio,

atualmente poluído pelo lançamento de dejetos industriais e domiciliares das regiões

próximas as suas margens, que comprometem a qualidade da água e também

prejudicam a fauna e flora locais.

Este trabalho teve como objetivo, através de análises físico-químicas e

hidroquímicas em amostras de água subterrânea coletadas de 18 poços tubulares em

quatro etapas de campo, identificar as condições de potabilidade das águas, a variação

espacial e temporal da qualidade e a origem dos sais dissolvidos nas águas.

1.1 Localização e Vias de Acesso

A área de estudo está localizada no Campus Universitário do Pici, no terreno da

antiga escola de Agronomia; ela compreende uma área de aproximadamente 2,13 km2,

posicionada no setor noroeste da cidade de Fortaleza (Figura 1.1).

Figura 1.1- Mapa de localização do Campus do Pici. Fonte: Gomes, 2006.

O acesso ao Campus do Pici é feito pelas vias principais, como: Av. Bezerra de

Menezes, Jovita Feitosa, Carneiro de Mendonça, Lineu Machado, Perimetral, BR-222, Av.

José Bastos, Professor Costa Mendes, Delmiro Farias, Humberto Monte, Avenida da

Universidade, 13 de Maio, Carapinima e João Pessoa.

2. METODOLOGIA

Este trabalho foi desenvolvido com pesquisa bibliográfica, levantamento

dos poços existentes no Campus do Pici, coleta de amostras de água subterrânea,

análises das amostras e tratamento dos resultados.

2.1. Pesquisa Bibliográfica

O levantamento bibliográfico sobre a área de estudo constou da obtenção de

dados referentes à Geologia e Hidrogeologia.

O trabalho de Marinho et al. (1986) constitui-se num dos trabalhos pioneiros

sobre águas subterrâneas no Campus do Pici e os objetivos principais dessa pesquisa

foram caracterização geoelétrica da área e a indicação de locais favoráveis a captação de

água subterrânea. No total, foram executadas trinta e nove sondagens elétricas verticais,

800 de caminhamento elétrico e 120m de perfil elétrico com AB fixo. Na época, havia

26 poços tubulares cadastrados, com vazões que predominavam acima de 3m3/h

(amplitude: 0,8 a 22 m3/h). Foram elaborados mapas qualitativos (resistividade aparente

mínima de AB/2 correspondente), mapa qualitativo (espessura da cobertura sedimentar,

Grupo Barreiras) e dois cortes geoelétricos ilustrativos.

Deste trabalho foi concluído que a cobertura sedimentar tem uma espessura

média de 50m, com destaque a base do Grupo Barreiras, com espessura média de 34m e

resistividade elétrica de 27 ohm.m, formada por sedimentos areno-argilosos e o

embasamento cristalino alterado com espessura variável e resistividade elétrica média

de 114 ohm.m.

Segundo estes autores, o Campus do Pici encontra-se numa posição privilegiada

quanto a recursos hídricos subterrâneos em relação às áreas vizinhas, cujas vazões

variam de 0 a 6 m3/h, com predominância de vazões abaixo de 1,6 m3/h; além dos

flancos do açude Santo Anastácio, ocorre no Campus uma área mais promissora para

captação de água subterrânea delimitada por parâmetros geoelétricos.

Souza (1997) teve como objetivos em seu trabalho de graduação: (i) elaborar o

diagnóstico do contexto geoambiental da área do Campus do Pici, através da

consideração separativa e integrativa dos componentes do potencial ecológico

(condições geológicas, geomorfológicas e hidroclimáticas) e da exploração biológica

(solos e cobertura vegetal). (ii) Apresentar uma sub-compartimentação do espaço local

com base em critérios geoambientais, indicando para cada ambiente, o seu estado de

conservação e condições ecodinâmicas. (iii) Elaborar um esboço cartográfico com as

condições atuais de uso e ocupação do solo através das técnicas de sensoriamento

remoto e da aplicação das técnicas de geoprocessamento.

Gurgel (1993) estudou a mortandade maciça de peixes no açude Santo Anastácio

(Campus do Pici), ocorrida no dia 6 de março de 1991. A mortandade teve início ao

amanhecer do dia, com o aparecimento dos primeiros peixes mortos, acumulados

próximos à barragem e arrastados pela corrente em direção ao sangradouro. Nas horas

seguintes, já era verificado um aumento significativo de peixes no sangradouro, com

diminuição dos efeitos até desaparecimento total no período de dois dias. Cerca de 80%

das populações ictíicas foram atingidas. Estimou-se que o número de peixes mortos

ultrapassou 10.000 e que, de todas as espécies existentes no açude, a mais afetada foi a

tilápia do Nilo, com mais de 90% do total.

A principal causa, segundo o autor, foram às perturbações atmosféricas, como

chuvas repentinas e queda da pressão barométrica. Este fenômeno fez revolver a

camada do fundo de uma área do açude, no sentido transversal, no que foi auxiliado

pelos fortes ventos da madrugada, de até 3,8 m/s. Esse sedimento liberou gases que

estavam armazenados, resultantes da decomposição da matéria orgânica, como o H2S,

CH4, NH3 e outros. Esses gases são tóxicos, o que levou a um envenenamento agudo e

repentino dos peixes do açude.

Klein (1986) apresentou um trabalho sobre a comunidade planctônica do açude

Santo Anastácio (Fortaleza, Ceará), no período de agosto de 1984 a julho de 1985, em

duas estações de coleta, uma próxima ao sangradouro do açude e outra perto da área de

descargas dos esgotos do Restaurante Universitário. Depois das coletas realizadas,

algumas características físico-químicas da água foram estudadas, como temperatura, pH

e turbidez. Durante o período de coletas, observou-se a presença de gêneros indicativos

de águas poluídas, além de outros modificadores de odor e sabor da água, sem,

entretanto, comprometer o seu uso na piscicultura.

Na primeira estação, a temperatura variou de 25 a 30ºC, com valor médio de 27

ºC, o pH permaneceu praticamente estável, variando de 7 a 8,2 com valor médio de 7,9

indicando ser uma água com concentrações de oxigênio dissolvido apropriada para

piscicultura; a visibilidade do disco de Secchi variou de 36 – 68 cm com valor médio de

49 cm, o que indica partículas sestônicas presentes, ou seja, organismos fitoplanctónicos

e outras partículas semelhantes. Ao fim da pesquisa o autor conclui que a água do açude

Santo Anastácio, durante o período de coleta, era apropriada para piscicultura, mesmo

que algumas amostras tivessem gêneros que indicavam águas poluídas e/ou que

modificavam odor e sabor, elas ocorreram em pequenas concentrações, não chegando a

modificar as características da água. As espécies mais freqüentes do fitoplâncton foram

Pediastrum duplex, Pediastrum simplex e outros presentes nas duas estações de coleta,

durante todo o período de análises.

Os processos responsáveis pela variação na concentração dos íons carbonatados

em reservatórios de águas superficiais foram estudados por Lima et al. (2004)

analisando as concentrações dos íons HCO3

e CO

3

2- das águas do Açude Santo

Anastácio. Os resultados deste estudo mostraram que elas sofrem influência direta das

chuvas. Suas concentrações relativas estão intimamente relacionadas à intensidade das

precipitações. As concentrações de íons carbonato e bicarbonato, dissolvidos nessas

águas são resultados diretos da ação antrópica, graças aos sais de carbonatos presentes

em materiais usados na construção das residências da população que habita as

redondezas do açude, o que é muito mais acentuado nas adjacências à desembocadura

do açude.

Lima et al. (2005) estudando a variação sazonal das concentrações dos íons

Ca2+, Mg2+ e SO42+ nas águas do açude Santo Anastácio, no campus do Pici, observaram

que sofrem influência das chuvas e da evaporação. Somam-se a estas, a ação dos ventos

e sofrem o efeito de atividade dos microrganismos presentes nessas águas

(principalmente aqueles que consomem SO42- produzindo S2

2-). Portanto, estes fatores

foram identificados como responsáveis pela quantidade e qualidade das espécies

químicas presentes nas águas do açude Santo Anastácio: as chuvas, o processo de

evaporação, os ventos, e a presença de microrganismos. No entanto, as quantidades de

sais dissolvidos nessas águas sofrem influência direta da ação antrópica, graças aos

sulfatos e carbonatos de cálcio e magnésio presentes em materiais usados na construção

das residências da população que habita as redondezas do açude, o que é muito mais

acentuado nas adjacências à desembocadura do açude.

A evolução temporal das concentrações de espécies químicas presentes nas

águas armazenadas no açude Santo Anastácio no Campus do Pici/Fortaleza/Ceará foi

estudada por Lima et al. (2004). Os resultados deste estudo mostraram que as

concentrações dos íons Na+, K+ e Cl- nas águas do Açude Santo Anastácio, parecem

sofrer influência apenas da intensidade das chuvas e da evaporação. Enquanto as

concentrações dos íons HCO3 e CO3, além das chuvas e da evaporação, estão também

diretamente relacionadas ao pH. Já as concentrações dos íons Ca2+, Mg2+ e SO4

2- sofrem

influência das chuvas, da evaporação e do tempo de retenção dessas águas. Somando-se

a estes estão a ação dos ventos e a atividade dos microrganismos presentes nessas águas

(principalmente aqueles que consomem SO42- produzindo S2

2-). Portanto, vários fatores

foram identificados como responsáveis pela quantidade e qualidade das espécies

químicas presentes nas águas do Açude Santo Anastácio: as chuvas, o processo de

evaporação, os ventos, o tempo de retenção e a presença de microrganismos. No

entanto, as quantidades de sais dissolvidos nessas águas sofrem influência direta da ação

antrópica, graças aos sulfatos e carbonatos de cálcio e magnésio presentes em materiais

usados na construção das residências da população que habita as redondezas do açude, o

que é muito mais acentuado nas adjacências à desembocadura do açude.

2.2. Levantamento dos poços

O levantamento dos poços no Campus do Pici (Tabela 2.1) foi a primeira parte

da etapa de campo, que foi menos laboriosa porque foi utilizado o cadastro dos poços

feito por Araújo (2009) identificando os poços ativados, desativados e abandonados. Na

Tabela 2.1 estão as localizações dos poços (Figura 2.1), os aqüíferos explotados e os

seus responsáveis ou operadores.

Tabela 2.1- Poços em atividade do Campus do Pici

No Localização Coordenadas (E/N)

UTM

Aqüífero Responsável ou

Operador

1 PADETEC 547472/9585838 Barreiras Jardineiro

2 RU 547460/9586140 Barreiras Zé Pereira

3 NPD 547155/9585996 Barreiras Jardineiro

4 Centro de Tecnologia 547142/9586110 Barreiras Chiquinho

5 Horticultura 547025/9586498 Cristalino Narciso

6 Forragicultura Novo 546922/9586325 Barreiras Prof. Magno

7 Forragicultura Velho 546927/9586344 ------------- Prof. Magno

8 Estação Meteorológica 546361/9585986 Barreiras Luiz

9 Hidráulica e Irrigação 546510/9586048 Barreiras Firmino

10 NUTEC 546945/9585658 Cristalino Edson Gledson

11 EMBRAPA 1 547060/9585182 Cristalino Wilmar






17 COELCE 546750/9585532 Cristalino Guarda

18 Centro Esportivo 547510/9585180 Barreiras Gilmar

Figura 2.1- Localização dos poços amostrados no Campus do Pici

2.3.Coleta de amostras

As coletas de amostras foram realizadas durante um período de quatro meses: de

julho de 2010 a outubro de 2010, com intervalos de aproximadamente um mês entre as

coletas.

Foram levadas aos pontos de coleta garrafas de plástico com capacidade de 2L,

devidamente limpas. Após as coletas elas foram etiquetadas com a localização do poço

e data da coleta. A maioria dos poços tinha torneira ligada à bomba de sucção,

facilitando o processo de coleta da água, mas, em alguns casos, não tinha torneira, como

na Hidráulica e Irrigação, onde a água foi retirada diretamente da tubulação do poço, e

na Horticultura onde a água é retirada através de um “cata-vento”; este poço não tem

bomba.

2.4. Análise das amostras

As análises físico-químicas das águas foram realizadas no Laboratório de

Hidroquímica do Departamento de Física da UFC. Os procedimentos dos métodos de

análises estão descritos no Standard Methods for the examination of Water and

Wastewater (APHA, 1998).

Os parâmetros físico-químicos analisados foram o pH, a condutividade elétrica

(CE), a dureza total e a turbidez, as concentrações dos cátions cálcio (Ca2+), magnésio

(Mg2+), sódio (Na+), potássio (K+), as concentrações dos ânions sulfato (SO42-), cloreto

(Cl-) e bicarbonato (HCO3-), dos elementos nitrogenados nitrato (NO3

-), nitrito ( NO2-) e

amônio (NH4+) e ferro total.

O pH foi medido com um pHmetro, instrumento que lê o pH diretamente. A

condutividade elétrica foi medida com um condutivímetro, que mede a condutividade

em µS/cm ou em mS/cm e a turbidez foi medida com um turbidímetro, que é um

instrumento capaz de medir o grau de turvação dos líquidos, ou seja, a concentração de

partículas sólidas nos líquidos.

O método utilizado para a determinação da dureza foi o titulométrico e a

concentração do magnésio foi determinada de modo indireto através da medida da

dureza.

O cálcio foi medido por determinação complexiométrica em presença do

indicador muxerida com a titulação feita com EDTA 0,01 mol/L. A compleximetria é

uma técnica de análise volumétrica na qual a formação de um complexo colorido entre o

analito (a parte da amostra que é o foco da análise química) e o titulante é usada para

indicar o ponto final da titulação. O indicador muxerida é um corante orgânico que,

adicionado a solução de analito, é consumido mudando a cor da amostra, quando isso

acontece é porque ele foi substituído pelos cátions metálicos na solução (Ohlweler,

1981).

Os íons sódio e potássio foram determinados pelo método da fotometria de

chama, na qual os átomos são excitados por meio de uma chama, medindo-se a energia

emitida; é um instrumento de grande sensibilidade para detecção desses metais, além de

ser rápido na leitura e praticamente não sofrer interferências.

O cloreto foi determinado pelo método titulométrico com nitrato de prata.

O método utilizado na determinação dos íons sulfato, nitrato, nitrito, amônio e

do ferro foi o espectrofotométrico, lidos nos comprimentos de onda respectivamente:

420nm, 500nm, 520nm, 415nm e 510nm. O espectrofotômetro é um instrumento de

análise óptico dos mais usados nas pesquisas físico-químicas, ele permite comparar a

radiação absorvida ou transmitida por uma solução que contém uma quantidade

desconhecida de soluto e uma quantidade conhecida da mesma substância. Existem

vários tipos de espectrofotômetro; o utilizado no laboratório foi o UV/visível, ou seja,

ele lê nesse intervalo de comprimentos de onda; a leitura é feita pelo grau de

absorbância da amostra, que é a energia absorvida por ela.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Complexo_%28qu%C3%ADmica%29

http://pt.wikipedia.org/wiki/Titulante

http://pt.wikipedia.org/wiki/Titula%C3%A7%C3%A3o

3. ÁREA

3.1. Aspectos Hidrogeológicos

A caracterização geológica regional do município de Fortaleza é dada

principalmente por expressões de sedimentos Cenozóicos, Terciário, Tércio-Quaternário

e Quaternário e rochas magmáticas Pré-Cambrianas (Quadro 3.1). A distribuição

espacial das unidades geológicas na área pode ser considerada 80% para as unidades

sedimentares e o restante para as unidades cristalinas (Tajra, 2001).

A Província Borborema (PB) engloba todo o Nordeste Brasileiro e compreende

uma extensa região com rochas de idade Pré-Cambriana. Nesta Província é significativa

a atuação do Ciclo Brasileiro/ Pan-Africano (Neoproterozóico) caracterizado pelo

intenso magmatismo granítico e desenvolvimento de grandes zonas de cisalhamento

permanente. Esta Província tem sido recentemente dividida em dois domínios

geotectônicos: os Terrenos Gnáissico-Migmatíticos Graníticos ou os Maciços e os

sistemas de Dobramento ou Cinturões Metamórficos, formando blocos crustais que

foram amalgamados durante a orogênese brasileira (Santos, 2003).

Na Província Borborema, Brito Neves (1975) apud Almeida et al. (1989),

considerou as massas granitóides migmatíticas existentes como sendo representadas

pelo Maciço Santa Quitéria e posicionadas no Arqueano, enquanto Braga et al. (1989),

individualizaram duas grandes unidades: Complexo Tamboril- Santa Quitéria,

constituído por migmatitos variados e granitóides e o Complexo Caicó, constituído por

migmatitos e gnaisses migmatizados. Nascimento et al. (1981) discordam de Braga et al

(1981) apud Almeida et al (1989.), e unificam as duas unidades, denominando-as de

Complexo Nordestino.

Brandão (1995), definiu os complexos individualizados por Braga et al (1981)

apud Almeida et al(1989), de Complexo Granitóide-Migmatítico e Complexo

Gnáissico-Migmatítico, correspondendo, respectivamente aos Complexos Tamboril-

Santa Quitéria e Caicó.

O arcabouço estrutural da Região Metropolitana de Fortaleza é caracterizado

principalmente por um desenvolvimento tectônico polifásico, em que descontinuidades

representadas por zonas de fraturas e falhas sucederam-se à estruturas resultantes de

uma tectônica dúctil, ou seja, resultantes de um comportamento composto por

estiramento e deformações plásticas muitas vezes tendendo a se posicionar segundo as

orientações das anisotropias antigas. Este comportamento dúctil está representado com

mais evidência nos litocomponentes do Complexo Gnáissico-Migmatítico, que têm

expressões aflorantes ao sul de Fortaleza (Tajra, 2001).

3.2. Litoestratigrafia

A área do Campus do Pici está inserida na Formação Barreiras (Tercio-

Quaternário), constituída por níveis areno-argilosos e pelo embasamento cristalino

representado pelas rochas gnáissicas do Complexo Caicó (Proterozóico Inferior). Assim

sendo, são descritas as duas unidades litoestratigráficas predominantes na área (Gomes,

2006).

3.2.2. Formação Barreiras

Morais (1985 apud Tajra, 2001) utilizou, no seu trabalho em Fortaleza, a

denominação de Grupo Barreiras Indiviso para uma seqüência de leitos e lentes de

sedimentos clásticos pouco consolidados, abrangendo conglomerados e arenitos de

todas as granulometrias, sobrepondo à superfície de erosão das rochas Pré-Cambrianas

de maneira discordante e sotopondo-se, também discordantemente, as coberturas

formadas por dunas e sedimentos aluvionares (Gomes, 2006).

Na notação dada por Brandão (1995), emprega-se o termo Formação Barreiras

para seqüências de segmentos cenozóicos que ocorrem numa grande faixa de largura

variável acompanhando a linha de costa, atrás dos sedimentos eólicos antigos e recentes,

e que penetra em direção ao interior da área estudada.

Essa seqüência, de espessura variável entre 20 e 50 metros, é constituída

litologicamente por sedimentos areno-argilosos, pouco ou não-litificados, de coloração

avermelhada, muitas vezes com aspecto mosqueado, horizontes conglomeráticos e

níveis lateríticos. Esses níveis não apresentam cota definida e podem estar associados à

percolação da água subterrânea que lixívia o elemento ferro, concentrando-o em

determinados níveis (Cavalcante, 1998).

Quadro 3.1- Coluna Lito-Estratigráfica da RMF. (Brandão, 1995).

Era

Período Unidade

Lito- estratigráfica

Sim-

bolo

Litologia

Cen

ozó

ica

Qu

ater

nár

io

Depósitos Flúvio

Aluvionares e de

Mangue

Qa Areias, cascalhos, siltes e argilas, com ou sem matéria

orgânica compreendendo os sedimentos fluviais,

lacustres e estuarinos recentes.

Areia de praia e Dunas

Recentes ou Móveis

Qd Areias esbranquiçadas, de granulação fina a média, bem

selecionadas, quartzosas com grãos de quartzo fosco e

arredondados.

Paleodunas Qpd Areias de coloração amarelada e acinzentada, de

granulação fina a média, bem selecionadas, de

composição quartzosa e/ou feldspática.

Ter

ciár

io q

uat

ernár

io Coberturas

Colúvio-Eluviais

Tqc Sedimentos areno-silto-argilosos, alaranjados e/ou

avermelhados, de granulação fina a média, mais

grosseira, com horizontes lateritizados na base.

Formação Barreiras Tb Sedimentos areno-argilosos, de coloração avermelhada,

de aspecto mosqueado, mal selecionados, com níveis

comglomeráticos e matriz argilosa caulinítica com

cimento argilo-ferruginoso e às vezes silicoso.

Ter

ciá

rio Vulcânicas Alcalinas T Fonólitos, traquitos e tufos.

Pré

-Cam

bri

ana

Pro

tero

zóic

o

Super

ior

Granito

P yє2

P єyl

Leucogranito rosado, isotrópicos, ricos em muscovita, de

granulação grossa e pegmatóide, constituindo um corpo

circular de posicionamento pós-tectônico.

Granitóides mesocráticos, exibindo foliação mais ou

menos nítida e geralmente encerrando enclaves

gnaissificados de composições variadas, constituindo

corpos de posicionamento tardi a pós-tectônico.

Pro

tero

zóic

o I

nfe

rior

Ultrabásitos P єub Piroxenitos de coloração preto- esverdeada, maciço e

granulação média.

Complexo Gnáissico-

Migmatítico

P єgn-

gm

Domínio de biotita-gnaisses para ortoderivados, com ou

sem muscovita, anfibólito, granada silimanita, parcial ou

totalmente migmatizados. Área com predominância de

migmatitos. Incluindo também lentes de calcário

cristalino e de muscovita-quartizitos.

Complexo Granitóide-

Migmatítico

P єgr-

gm

Domínio de ortognaisses graníticos e migmatitíticos

diversos, encerrando com freqüência lentes anfibólíticas.

Fonte: Elaborada com base em Brandão (1995).

3.2.3. Complexo Gnáissico-Migmatítico

Segundo Brandão (1995), o Complexo Gnáissico-Migmatítico, de

posicionamento estratigráfico no Proterozóico Inferior é a unidade que ocupa maior área

de distribuição no âmbito da Região Metropolitana de Fortaleza. Suas melhores

exposições são verificadas na parte ocidental, onde se verifica uma seqüência

predominantemente paraderivada, constituída de gnaisses aluminosos, em parte

migmatizados e freqüentemente intercalados por níveis quartízicos e carbonáticos

(Gomes, 2006).

Os litotipos são biotitas-gnaisses com ocorrência ou não de muscovita, anfibólio,

granada e silimanita. De uma forma geral, os gnaisses apresentam cor cinza clara,

granulação fina e grossa com padrão retilíneo da foliação e os migmatíticos mostram

diferentes feições deformacionais com contatos transicionais em relação às unidades

sobrejacentes (Gomes, 2006).

3.3. Hidrogeologia

Segundo Gomes (2006), a área de estudo está inserida estratigraficamente na

Formação Barreiras (Tércio-Quaternário), constituída por níveis areno-argilosos,

sobreposta ao embasamento cristalino representado pelas rochas gnáissicas do

Complexo Caicó.

A Formação Barreiras constitui o aqüífero principal tanto em termos de área

aflorante, como de potencialidade e de aproveitamento; também o embasamento

cristalino não aflorante contribui de modo significativo no armazenamento das águas

subterrâneas no Campus do Pici, constituindo, às vezes, um aqüífero principal.

3.4. Sistemas Hidrogeológicos

No Campus do Pici, ocorrem dois domínios hidrogeológicos que são

diferenciados na vocação das unidades geológicas para o armazenamento e para a

produção de água subterrânea. O primeiro corresponde ao sistema hidrogeológico

Barreiras, onde se tem, em geral, melhores perspectivas de explotação de água

subterrânea e o segundo, corresponde ao sistema hidrogeológico Cristalino,

compreendido pelo embasamento cristalino alterado não aflorante, que apresenta uma

baixa vocação hidrogeológica, restrito apenas às zonas fraturadas das rochas gnáissicas

do Complexo Caicó, capazes de armazenar e ceder água (Gomes, 2006).

Dos 46 poços cadastrados no Campus do Pici a grande maioria deles está

captando água da Formação Barreiras.

3.4.1. Sistema Hidrogeológico Barreiras

Está representado pelos sedimentos Tércio-Quaternário da Formação Barreiras,

que é um sistema de aqüífero livre, composto por níveis areno-argilosos e/ou areno-

arenosos, com grande variação faciológica, de cores diversas, predominando a

coloração avermelhada, de granulação variando desde argila até areia média, com níveis

conglomeráticos intercalados ocasionalmente. A Formação Barreiras no contexto

regional não é considerada, por muitos autores, como um aqüífero e sim um aquitarde,

que é uma formação geológica que transmite água a uma taxa muito baixa, o que se

deve a sua baixa porosidade e permeabilidade; sua exploração econômica é inferior a de

um aqüífero e sua condutividade hidráulica é aproximadamente de 1,8 x 10-2 m/s. Na

área deste trabalho, devido a variação faciológica existente no Barreiras, localmente ele

apresenta características semelhantes às de um aqüífero livre, como será referenciado

(Gomes, 2006).

O domínio Barreiras é considerado na literatura como um sistema de alto

potencial hidrogeológico, de natureza porosa, incluindo os sedimentos de porosidade

intergranular e intersticial.

Os sedimentos heterogêneos desse sistema originam diferentes condições de

acumulação de águas subterrâneas, sendo que as possibilidades hidrogeológicas desse

aqüífero estão restritas aos fácies arenosos, geralmente inseridos em seqüências

argilosas (Marinho et al.; 1986).

Segundo Marinho et al. (1986), a cobertura sedimentar dessa área, tem uma

espessura média de 50m, destacando-se a base da Formação Barreiras com espessura

média de 34m e resistividade elétrica média de 27ohm.m e sobreposto a esses

sedimentos, as areias lixiviadas da Formação Barreiras, constituindo um estrato muito

regular, com espessura média de 9m e resistividade média de 295ohm.m.

Quanto ao ambiente de sedimentação, os sedimentos predominantemente

continentais foram depositados sob condições de um clima semi-árido, determinado por

chuvas esporádicas e violentas, formando amplas faixas de leques aluviais justapostos,

quando o nível do mar era mais baixo que o atual e permitia o recobrimento de uma

ampla plataforma (Bigarella, 1975 apud Brandão, 1995).

Este aqüífero recebe recarga direta das águas oriundas das precipitações e dos

riachos situados ao norte da área. Como exutórios, que são os pontos de um curso

d’água onde se dá todo o escoamento superficial, evidencia-se a evapotranspiração, que

é perda de água pelo solo por evaporação junto com a perda de água das plantas por

transpiração. Recebe água do açude Santo Anastácio e da lagoa do Genibaú (GOMES,

2006).

3.4.2. Sistema Hidrogeológico Cristalino

Para este sistema foi considerado o embasamento cristalino alterado não aflorante,

representado litologicamente pelas rochas gnáissicas dos Complexo Caicó de idade Pré-

Cambriana, composta basicamente por gnaisses e migmatitos onde se intercalam corpos

lenticulares de anfibolito, quartzito e calcários cristalinos subordinados (Braga et al,

1981 apud Almeida et al, 1989).

Os poços que atingiram profundidades superiores a 50m de espessura, são

classificados como sistema Cristalino podendo ou não captar água tanto do Barreiras

como do Cristalino, ficando essa classificação, devido a deficiência de informações

hidrogeológicas e conforme citado em Marinho et al (1986); conclui-se que a cobertura

sedimentar do Campus do Pici tem uma espessura média de 50m, profundidades

maiores indicam o embasamento cristalino alterado com espessura variável.

As rochas cristalinas são definidas com sendo aqüicludes, ou seja, são formações

impermeáveis que nem armazenam nem transmitem água; porém, na área deve-se

considerar que num sistema aqüifugo devam ser conjuntamente observadas a Litologia,

o posicionamento estratigráfico e o arcabouço estrutural do contexto rochoso. Dessa

forma, as unidades pré-cambrianas que ocorrem no município de Fortaleza são aqui

consideradas aqüíferos do tipo fissural, termo amplamente utilizado por diversos autores

para designar o meio aqüífero onde a água é armazenada nos espaços representados por

fissuras e/ou fraturas e através dessa circula (Gomes, 2006).

O Cristalino é considerado na literatura como sendo um sistema de baixo

potencial hidrogeológico, devido apresentar porosidade secundária, ou seja, seus

parâmetros hidrodinâmicos dependem da intensidade do faturamento existente na rocha,

assim como da sua abertura e suas interconexões, para ocorrer a percolação da água no

meio, sendo considerada como uma domínio hidrogeológico heterogêneo e

anisotrópico, ou seja, de acordo com a direção pode variar suas propriedades.

Segundo Gomes (2006), os poços do Cristalino podem apresentar resultados

favoráveis em termos de vazões, desde que a obra de captação atinja fraturas abertas

interconectadas que contenham água e sejam boas fornecedoras de águas subterrâneas.

Os poços tubulares na área estudada alcançam profundidades variando de até

150 m e resistividade elétrica média de 114 ohm.m, apresentando fraca vocação

hidrogeológica (Marinho et al., 1986).

4. GEOQUÍMICA

Neste capítulo são discutidos os parâmetros físico-químicos: pH, condutividade

elétrica, STD, turbidez e dureza e a presença dos íons mais abundantes dissolvidos nas

águas naturais, que são: cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+), sódio (Na2+), potássio (K+),

cloreto (Cl-), sulfato (SO42-), carbonato (CO3

2-), bicarbonato (HCO3-) e ferro total, e dos

íons nitrogenados: nitrato (NO3-), nitrito (NO2-) e amônio (NH4

+).

4.1. Potencial hidrogeniônico (pH)

O pH é usado para expressar a intensidade da condição ácida ou alcalina de uma

solução. A sua medida representa a concentração do íon hidrogênio ou sua atividade, e é

definido como o logaritmo negativo da concentração de íons de hidrogênio (Richter &

Netto, 1991).

pH= -log[H+] (4.1)

Baseado na concentração iônica da água, o pH de uma solução se encontra na

faixa de 0 a 14. A classificação da água quanto ao pH é feita utilizando os seguintes

critérios:

pH < 7: água ácida;

pH = 7: água neutra;

pH > 7: água básica.

Portanto, o pH de um meio aquoso é a medida de equilíbrio ácido-base

alcançado por diversos compostos dissolvidos. Em parte das águas naturais, o pH é

controlado pelo sistema de equilíbrio do gás carbônico- bicarbonatos- carbonatos.

Nos sistemas de abastecimento público de água, o pH normalmente está entre

6,5 e 9,5. De um modo geral, águas de pH baixo tendem a ser corrosivas ou agressivas a

certos metais, paredes de concreto e superfícies de cimento-amianto, enquanto que

águas de alto pH tendem a formar incrustações ( Richter & Netto, 1991).

4.2. Condutividade Elétrica

A condutividade elétrica expressa quantitativamente a capacidade da água

conduzir corrente elétrica; depende da concentração total das substâncias dissolvidas

ionizadas e de sua mobilidade que, por sua vez, depende da temperatura na qual a

medida é realizada. Para o consumo humano, é importante que a água possua uma

condutividade entre 50 e 1500µS/cm (Santiago & Silva, 2007).

Ela é considerada como um bom critério na avaliação do grau de mineralização

da água, contribuindo para o estudo do efeito de diversos íons sobre o equilíbrio

químico, sobre o sistema fisiológico das plantas e animais sobre a taxa de corrosão;

além disso, serve para verificar o grau e pureza das águas destiladas e deionizadas.

4.3. Sólidos Totais Dissolvidos

Os Sólidos Totais Dissolvidos (STD) representam o peso total dos constituintes

minerais (iônicos) presentes na água, por unidade de volume, portanto a concentração

de todo o material dissolvido na água.

Os dados de STD poder ser obtidos a partir dos valores de condutividade elétrica

multiplicando por uma constante (0,65) citada por Santos (2000).

STD = CE (μS/cm a 25ºC) x 0,65 (4.2)

De acordo com os padrões estabelecidos pela Portaria Nº 518 do Ministério da

Saúde de 25/03/2004, o valor máximo tolerável de STD é de 1000 mg/L, da água usada

para consumo e irrigação.

4.4. Turbidez

A turbidez é definida como a dificuldade da água em transmitir a luz e está

associada aos sólidos em suspensão, ou seja, é a presença de partículas de sujeira,

principalmente argila e areia, que retiram o aspecto cristalino da água, deixando-a com

uma aparência túrgida e opaca (Gomes, 2006).

De acordo com os padrões de potabilidade estabelecidos pela Portaria Nº 518 do

Ministério da Saúde de 25/03/2004, o valor máximo permitido de turbidez é de 5 UT.

4.5. Dureza

A dureza é a grandeza que mede a quantidade dos sais alcalino-terrosos e pode

ser expressa com três valores diferentes:

a) Dureza temporária ou de carbonatos e bicarbonatos que pode ser removida por

ebulição;

b) Dureza permanente ou dos não carbonatos;

c) Dureza total obtida através da soma de mg/L de cálcio e mg/L de magnésio,

expressa principalmente em carbonato de cálcio.

4.6. Cálcio

O cálcio é um metal da família dos alcalinos terrosos, sendo muito abundante na

natureza; ele está presente nos minerais mais comuns e nas rochas. É um dos

constituintes de todas as formas de vida animal e vegetal, estando diretamente

relacionado com o processo de sustentação e resistência, como no caso do esqueleto

humano, por exemplo; é muito abundante nas águas naturais das regiões semi- áridas.

Seu estado de oxidação é Ca2+, estado em que o elemento perde elétrons e é um dos íons

que tem maior solubilidade na água (Quadro 4.1).

Quadro 4.1- Solubilidade de sais dissolvidos na água (Fonte: SCHOELLER, 1962)

Composto Solubilidade (g/L) Composto Solubilidade (g/L)

20ºC 30ºC 20ºC 30ºC

NaCl 264,4 265,5 CaSO4 2016 2095

CaCl2 427 501 MgSO4 262 290

MgCl2 351 357 KCl 255 272

Na2SO4 160,2 291 CaCO3 1,53x10-2

O cálcio compõe muitos minerais das rochas ígneas e metamórficas e também

está presente nas águas que circundam esses tipos de rochas. Nas rochas sedimentares, a

forma mais comum de cálcio é o bicarbonato de cálcio, que pode se apresentar de três

formas: calcita, aragonita e dolomita. As duas primeiras têm a forma química CaCO3; a

diferença entre elas está na cristalização, que pode se apresentar de formas variadas. A

dolomita é representada por CaMg(CO3)2.

Na dissolução da calcita há liberação de íons de cálcio de acordo com a seguinte

equação:

CaCO3 + H2O + CO2 → Ca2+ +2 HCO3- (4.3)

formando bicarbonato, outro íon que sempre está presente nas águas naturais.

As rochas calcárias são formadas basicamente de calcita, com carbonato de

magnésio e outras impurezas. Se em uma rocha carbonatada o magnésio e o cálcio estão

presentes na razão, em mol, de 1:1, ela é chamada de dolomita. Outros minerais de

cálcio comuns em sedimentos são a gipsita (CaSO4 . 2H2O) ou sulfato de cálcio

hidratado e a anidrita (CaSO4), que, pelas suas fórmulas, são idênticas; a diferença é que

o primeiro mineral é hidratado. Um mineral mais raro de se encontrar é a fluorita

(CaF2).

Normalmente, o cálcio é o cátion dominante nas águas dos rios. Em regiões

semi-áridas sua concentração é ainda maior, pois se encontra freqüentemente em alguns

tipos de rochas mais solúveis, transferindo à água parte dos sais que as compõem.

4.7. Magnésio

O magnésio também faz parte da família dos metais alcalinos terrosos e, sob

alguns aspetos, é semelhante ao cálcio, como na dureza, que é a característica que

dificulta o aparecimento de espuma na água, quando em contato com sabão. Águas que

possuem altos teores de cálcio e magnésio são consideradas águas duras. Estas águas

nas tubulações formam crostas com o passar do tempo, dificultando o seu transporte. O

magnésio tem grande importância na nutrição de plantas e animais; em altas

concentrações produz efeitos laxativos no ser humano.

Os íons de magnésio são menores que os íons de cálcio e sódio; por isso, eles

acomodam-se no espaço central de seis moléculas de água, coordenadas

octaedricamente e apresentando características geoquímicas substancialmente diferentes

(Hem, 1985).

Nas rochas ígneas, o magnésio é o maior constituinte na parte escura dos

minerais ferro-magnesianos, como a olivina, o piroxênio, anfibólios e as micas escuras.

Em outros tipos de rochas, está presente em minerais como a clorita e serpentinitos.

Também em algumas formas sedimentares de magnésio, como magnesita e

hidromagnesita, hidróxido de brucita ou misturas de magnésio com carbonatos de

cálcio.

4.8. Sódio

O sódio é um metal da família dos alcalinos, sendo o mais abundante dessa

família; seu estado de oxidação é Na+. Nas rochas ígneas é um pouco mais abundante do

que o potássio. Na Tabela 4.1 estão listados os elementos mais abundantes encontrados

na forma iônica nas águas e que fazem parte da composição das rochas ígneas e

sedimentares. O sódio é encontrado no feldspato plagioclásio, que varia de composição

desde albita, NaAlSi3O8, até a anortita, CaAlSi2O8.

Tabela 4.1- Composição de rochas ígneas e de alguns tipos de rochas sedimentares.

(Fonte: HEM, 1985)

Elemento Concentração (PPM)

Rochas

ígneas

Rochas Sedimentares

Arenitos Xistos Carbonatadas

Si

Al

Fe

Ca

Na

K

Mg

S

C

Cl

285.000

79.500

42.200

36.200

28.100

25.700

17.600

410

320

305

359.000

32.100

18.600

22.400

3.870

13.200

8.100

945

13.800

15

260.000

80.100

38.800

22.500

4.850

24.900

16.400

1.850

15.300

170

34

8.970

8.190

272.000

393

2.390

45.300

4.550

113.500

305

O sódio é encontrado em grandes concentrações na água do mar, principalmente

na forma de cloreto de sódio (NaCl), o sal de cozinha, que dá um caráter salgado à água.

A Tabela 4.2 mostra os constituintes mais abundantes na água do mar; o sódio é o

segundo mais abundante.

Nas superfícies dos minerais o sódio é retido por adsorção, principalmente os

que têm elevada capacidade de troca de cátions, como as argilas. É encontrado no solo,

que têm abundância de feldspatos plagioclásios, e nas águas subterrâneas e superficiais

que estão em contato direto com esse tipo de rocha.

Tabelas 4.2- Constituintes mais abundantes na água do mar

(Fonte: Boletim IG-USP, 1993)

Constituintes Concentração (mg/l)

Mason

(1962)

Culkin

(1965)

Cl-

Br-

SO42-

HCO3-

F-

Mg2+

Ca2+

Sr2+

K+

Na+

18.980

65

2.649

140

1

1.272

400

8

380

10.556

19.353

67

2.712

142

1

1.294

413

8

387

10.760

Total 34.477 35.141

Dependendo da concentração, o sódio pode tornar a água inadequada também

para irrigação, pois tem grande facilidade para adsorver no solo, tornando-o duro e

prejudicando o desenvolvimento das plantas. Em 1954 o Laboratório de Salinidade dos

Estados Unidos definiu a Razão de Adsorção do Sódio (SAR), que relaciona a

concentração iônica do sódio com a concentração de íons de cálcio e magnésio, através

da equação:

2

++++

+

+=

rMgrCa

rNaSAR (4.4)

De acordo com o valor do SAR, a água é classificada como mostra a Tabela 4.3,

quanto maior o valor do SAR, pior a qualidade do solo.

Tabela 4.3- Qualidade da água de acordo com o SAR

(Fonte: Logan, 1965)

SAR Qualidade

0 - < 10

10 - < 18

18 - < 26

≥ 26

Excelente

Boa

Regular

Ruim

4.9. Potássio

O potássio também é um elemento da família dos metais alcalinos e é o mais

abundante nas rochas sedimentares; ele possui uma alta solubilidade na água, porém,

dificilmente ocorre em altas concentrações nas águas naturais porque é absorvido pelas

plantas.

Nos sistemas naturais, o sódio tende a permanecer em solução depois de liberado

das estruturas de silicatos minerais. Já o potássio é liberado com maior dificuldade pelos

silicatos minerais e tem uma grande tendência a ser reincorporado ao solo, desgastando

os produtos sólidos, especialmente certas argilas minerais (Hem, 1985).

Em águas salobras que estão ou que passaram por um processo de evaporação,

determinados tipos de rochas constituídas de minerais solúveis podem levar este local a

ter uma alta concentração de potássio.

Em geral, a concentração de potássio é baixa, pois ele é muito estável nos

minerais aluminossilicatos. Como a dimensão do íon de potássio é significativamente

maior do que o íon de sódio, sua adsorção através das trocas iônicas é bem menor.

Dentre os muitos minerais que têm potássio na sua constituição, merecem

destaque os feldspatos potássicos, pois eles têm maior resistência ao ataque pelas águas,

podendo ser alterados para sílica, argilas e íons de potássio, por processos similares a

outros tipos de feldspato, porém mais lentamente.

Íons de potássio assimilados por plantas, tornam-se disponíveis quando as

plantas morrem, perdem suas folhas e outras partes. É o que ocorre na reciclagem

natural nas florestas, sendo este potássio incorporado ao solo pelas chuvas (Hem, 1985).

A média de potássio em plantas vivas, segundo dados de Mason (1952) é

aproximadamente de 0,3%; quando se trata de plantas secas ou cinzas esta concentração

torna-se muito maior; por isso, o homem utiliza cinzas da madeira como fonte natural

de potássio.

4.10. Cloreto

O cloro é um elemento da família dos halogênios, sendo o mais abundante nesta

família. Mais de três quartos da quantidade total presente na crosta terrestre, atmosfera e

hidrosfera estão dissolvidas no oceano. O cloro tem uma característica marcante quanto

aos tipos de elementos que se liga; é muito comum estar presente com elementos

metálicos, metais alcalinos e alcalinos terrosos e pode ocorrer em vários graus de

oxidação, porém o mais significativo é o íon Cl-.

O cloro está na composição de diversos tipos de rochas; no entanto, sua

concentração é sempre menor do que a de qualquer outro constituinte na água natural

(Tabela 4.2). Raramente se vê um mineral que tenha cloro como constituinte principal;

na maioria das vezes ele está presente como impureza. Ele também pode estar presente

em resistates, que são rochas compostas principalmente de minerais residuais não

alterados quimicamente por intemperismo da rocha mãe (Hem, 1985). Em todas as

rochas que têm cloro, ele normalmente é encontrado na forma de cloreto de sódio ou

como uma mistura de íons de cloro e sódio.

Johns e Huang (1967) pesquisaram o cloro contido em rochas de diversos tipos,

e concluíram que minerais contendo cloro são extremamente raros.

Billings e Willian (1967) analisaram rochas que estavam a grandes

profundidades e observaram que o cloro nestas rochas tem, em média, uma

concentração de 1, 466 ppm. Ele também está presente nas chuvas e neves devido a

processos físicos, que o transfere na forma de aerossol da atmosfera para a superfície do

mar.

Devido ao fato do cloro ter uma pequena interação química na água natural,

comparada aos outros íons maiores, ele não forma sais de baixa solubilidade (Tabela

4.1); não é tão absorvido nas superfícies minerais, o que justifica a característica comum

de não haver cloro em rochas.

A concentração de cloro nas águas naturais, na maioria das vezes, é baixa.

Processos que podem elevar esta concentração são os que acontecem nos rios que

recebem influência de rejeitos industriais ou o contato com marés oceânicas.

As águas de chuvas próximas ao oceano contêm uma concentração de cloro

relativamente alta, em torno de algumas dezenas de miligramas por litro; porém, esta

concentração se reduz significativamente à medida que ocorre a interiorização no

continente. Massas de ar que contêm cloreto de sódio podem mover-se em direção ao

interior do continente, eliminando sais por outros mecanismos que diferem dos da

chuva. Ericksson (1960) e outros investigadores estudaram o processo de intercepção

aérea de cloreto com a vegetação. A presença de grandes concentrações de cloro no

interior dos continentes é justificada por Fisher (1968) como tendo certa influência

antrópica.

Santiago (1984), analisando água de chuva de quatro postos meteorológicos em

Fortaleza, na costa, e em outros pontos adentrando o continente até 90 km, encontrou

uma relação entre a concentração de cloretos nas chuvas e a distância (x) à costa:

Cl- (mg/l) = 5,29.exp(-0,019x/km) (4.5)

Um dos mecanismos que explica a origem do cloreto de cálcio em águas salinas

é a retenção do cloro pelas camadas de argila do subsolo, que possuem grande

permeabilidade. Dessa forma, ele vai sendo retido até atingir altas concentrações,

influenciando na concentração de cátions, onde o cálcio é comumente o íon

preferencialmente retido; assim, ocorre a interação entre os íons com a conseqüente

formação de cloreto de cálcio (CaCl2).

4.11. Sulfato

O sulfato tem uma concentração nas chuvas continentais que supera muito a do

cloro, normalmente excede 1 mg/L. Isso se deve a poluição do ar, especialmente através

da queima de combustíveis, que é responsável por 30% do sulfato contido nas chuvas

(Junge, 1960) e às indústrias, que lançam SO2-e SO3

- em grandes quantidades.

O enxofre no ar atmosférico reage com a água formando ácido sulfúrico, através

das seguintes reações:

2 SO2 + O2 → 2 SO3 (4.6)

H2O + SO3 → H2SO4 (4.7)

Este ácido é forte e diminui o pH da água, formando a chamada “chuva ácida”,

que pode ser muito perigosa, dependendo do grau de acidez. Em locais muito

urbanizados ela ocorre frequentemente, provocando diversos malefícios, como:

destruição de árvores, alteração química do solo, deixando-o mais pobre e

consequentemente envenenando as plantações e reduzindo as colheitas, corrosão e

desgaste de prédios e monumentos históricos. Por fim, a saúde do homem e dos animais

fica comprometida, gerando doenças respiratórias e inflamações diversas (FELTRE,

1999).

O sulfato também pode originar-se da oxidação do enxofre nas rochas ígneas,

metamórficas e sedimentares, sendo reduzido pelas bactérias, nos ambientes com grande

presença de matéria orgânica, no qual é precipitado como CaSO4.

4.12. Carbonatos e Bicarbonatos

Os carbonatos e bicarbonatos são encontrados dissolvidos na água pelo processo

de dissolução do CO2 atmosférico e do CO2 presente no solo ou nas zonas não saturadas

entre a superfície da Terra e o aqüífero e que é mantido pela respiração das plantas e

pela oxidação da matéria orgânica. Na água do mar, o íon HCO3- possui uma elevada

concentração, de aproximadamente 100 mg/L. Também se pode encontrar bicarbonato

pelo metamorfismo das rochas carbonatadas.

Nas águas naturais, a alcalinidade se deve, principalmente, às bases HCO3-,

CO32- e OH-, e também à silicatos, boratos, amônia, fosfato e bases orgânicas.

É muito importante avaliar a alcalinidade da água; através dela compreendem-se

as interações água-rocha ou água e materiais orgânicos. Além disso, percebe-se a

alteração do sabor da água, pois, a alcalinidade confere à água um sabor adstringente,

fazendo-a ser recusada, quando se trata de consumo humano.

4.13. Ferro

O ferro é um dos elementos constituintes da composição química dos solos, das

rochas e da matéria orgânica, sendo, portanto, muito abundante; pode tornar a água

tóxica, mas somente se estiver em grandes concentrações, quando não seria apropriada

para ingestão pelo seu sabor desagradável. O limite de 0,3 mg/L decorre exclusivamente

do sabor que este metal confere à água e das manchas que ele pode produzir nas roupas

e louças sanitárias. Nos sistemas de abastecimento, a presença do ferro também é

indesejável porque favorece o desenvolvimento de organismos filamentosos,

denominados impropriamente de bactérias ferruginosas, por exemplo, a crenothrix

(Sales & Gouveia, 1997).

Quando em água, o ferro normalmente está associado ao manganês, e ambos têm

efeitos muito semelhantes. Se eles estão em baixas concentrações não apresentam

inconveniente nenhum. O ferro age como incrustante, de modo semelhante ao cálcio e

ao magnésio, podendo precipitar formando incrustações e obstruindo as tubulações, o

que explica sua restrição em águas industriais.

Em amostras filtradas de águas alcalinas de superfície, a concentração de ferro

dificilmente atinge 1 mg/L, porém, águas profundas ou águas ácidas de superfície,

podem conter altos teores de ferro. Em condições de redução, o Fe2+, nas águas naturais

é relativamente solúvel. Na ausência de íons formadores de complexo, o Fe3+ só é muito

solúvel em pH < 5. Exposto ao ar ou sob a ação de oxidantes, o ferro pode passar ao

estado de Fe3+ ou pode hidrolisar, formando o óxido hidratado, que é insolúvel. (Sales &

Gouveia, 1997).

4.14. Nitrato, Nitrito e Amônia

Os nitratos são sais muito solúveis, e por isso, dificilmente precipitáveis, tendem

a estabilidade em meios redutores, podendo passar a N2 ou NH4+ e excepcionalmente a

nitrito (NO2-). Esta redução é um fenômeno predominantemente biológico produzido

pelas bactérias Nitrossomas. A maioria dos compostos nitrogenados passa a NO3- em

meio oxidante, enquanto o amônio (NH4+) pode perder-se em parte como N2. O solo

pode fixar nitrato (NO3-), em especial através da vegetação.

A quantidade de nitrogênio na água pode indicar poluição recente ou remota,

incluindo o nitrogênio sob as suas diversas formas compostas: orgânica, amoniacal,

nitrito e nitrato. O ciclo do nitrogênio segue desde o organismo vivo até a mineralização

total em que está sob a forma de nitrato. Com base nisso é possível avaliar o grau e a

distância a uma fonte de poluição através da concentração e das formas dos compostos

nitrogenados presentes na água. Águas com abundantes nitrogênio orgânico e

amoniacal são poluídas por descargas de esgotos próximos. Águas com concentrações

de nitrato predominantes sobre nitrito e amônia indicam uma poluição remota porque os

íons nitrato são o produto final de oxidação do nitrogênio (Richter & Netto, 1991).

A nitrificação é um processo de oxidação que ocorre em dois estágios; neste

processo, a amônia é convertida em nitrito e depois em nitrato.

NH3 + 3/2 O2 + bactéria → NO2- + H+ + H2O (4.6)

HNO2 + ½ O2 + nitrobactéria → NO3- + H+ (4.7)

As concentrações de nitrato são encontradas normalmente na fixa de 0,1 e 10

mg/L; porém, em águas muito poluídas podem chegar a 200 mg/L e em alguns casos de

áreas influenciadas por aplicações excessivas de fertilizantes, as concentrações podem

ultrapassar 600 mg/L (Davis & Dewiest, 1996).

Se os nitratos estiverem em concentrações maiores que 45 mg/L, provocam a

metemoglobinemia em crianças, doença que tem por principal sintoma descolorir a pele,

deixando-a num tom azul-arroxeado; isto se deve a alterações no sangue, que ocorre por

aumento da hemoglobina não oxidada ou desoxihemoglobina (Richter & Netto, 1991).

5. RESULTADOS

5.1. Análises físico-químicas

A Tabela 5.1 apresenta os resultados das medidas dos parâmetros físico-

químicos condutividade elétrica, pH, turbidez, cor, dureza e flúor de amostras água

coletadas de 18 poços e do açude Santo Anastácio em julho, agosto, setembro e outubro

de 2010.

A condutividade elétrica variou de 117 µS/cm a 1370 µS/cm. A Portaria n°

518/2004 do Ministério da Saúde não determina um valor máximo nas águas potáveis

para condutividade elétrica; porém, se este valor for muito alto, indica a presença de

grande quantidade de sais, o que compromete a qualidade da água.

O pH teve valores variando de 4,5 a 8,7 indicando predominância de caráter

levemente ácido. Segundo a Portaria n° 518/2004 do Ministério da Saúde, a faixa de

valores toleráveis para consumo humano é de 6,0 a 9,5; portanto, a maioria das amostras

está dentro desse limite.

A turbidez da maioria das amostras está dentro do limite permitido para

consumo humano segundo a Portaria n° 518/2004 do Ministério da Saúde, que é de 5,0

uT. As águas dos poços que ficaram acima deste limite foram coletadas no Centro de

Tecnologia, com 5,70 uT e na Horticultura, com 21,5 uT. Também amostras do açude

Santo Anastácio tiveram valores muito superiores ao limite permitido, sendo 30,30 uT

em julho e 10,20 uT em agosto. Estes valores já eram esperados, pois diariamente é

jogado nele lixo orgânico e industrial.

Tabela 5.1- Parâmetros físico-químicos das águas subterrâneas e do açude Santo

Anastácio no Campus do Pici

N° RG LOCAL Data CE

(µS/cm)

pH Turb

(uT)

Cor

(uH)

Dureza

(mg/L)

F-

(ppm)

1

1664

1678

1696

1710

PADETEC

PADETEC

PADETEC

PADETEC

21.07.10

23.08.10

21.09.10

26.10.10

629

668

637

622

5,9

6,0

6,3

7,6

1,20

1,00

1,60

1,20

5,41

7,21

7,21

7,21

100

106

96

118,0

0,26

0,13

0,27

0,35

2

1665

1679

1697

1711

RU

RU

RU

RU

21.07.10

24.08.10

21.09.10

26.10.10

301

300

303

300

5,1

5,6

5,5

7,3

0,45

0,60

0,60

1,70

3,61

1,80

ND

5,41

30

32

34

36

0,09

0,09

ND

0,10

3

1667

1680

1699

1713

NPD

NPD

NPD

NPD

21.07.10

24.08.10

21.09.10

26.10.10

239

238

238

236

4,5

4,7

4,9

7,1

0,40

0,40

0,30

0,50

5,41

1,80

ND

ND

24

24

24

26

ND

0,05

ND

0,17

4

1666

1681

1700

1712

C.Tecnologia

C.Tecnologia

C.Tecnologia

C.Tecnologia

21.07.10

24.08.10

21.09.10

26.10.10

217

220

238

229

5,0

4,9

5,9

7,3

0,40

0,50

5,70

4,20

3,61

5,41

12,62

26,98

18

16

28

22

ND

0,06

ND

ND

5 1701

1724

Horticultura

Horticultura

23.09.10

27.10.10

481

557

6,6

7,4

21,5

3,70

1,80

28,77

96

120

0,04

0,10

6

1686

1708

1715

Forrag.Novo

Forrag.Novo

Forrag.Novo

25.08.10

29.09.10

26.10.10

1064

1198

1171

6,7

7,0

8,7

0,60

0,40

0,60

7,21

ND

1,80

160

186

192

0,15

0,32

0,55

7 1687 Forrag.Velho 23.08.10 272 5,7 0,40 7,21 34 0,09

8

1670

1684

1709

1722

Meteor.1

Meteor.1

Meteor.1

Meteor.1

21.07.10

24.08.10

29.09.10

27.10.10

945

943

1148

980

6,8

7,3

7,4

8,4

0,60

0,40

0,40

0,40

5,41

7,21

ND

1,80

104

100

132

112

0,34

0,28

0,47

0,39

9

1685

1706

1723

Meteor.2

Meteor.2

Meteor.2

24.08.10

27.09.10

27.10.10

1094

1085

1097

7,3

7,1

8,3

0,40

0,50

0,40

7,21

ND

1,80

136

128

144

0,18

0,35

0,39

10 1677 NUTEC 23.08.10 372 6,8 1,00 7,21 42 0,09

11

1673

1702

1716

EMBRAPA1

EMBRAPA1

EMBRAPA1

23.08.10

24.09.10

27.10.10

768

780

892

6,8

6,8

8,4

3,10

2,80

0,53

50,21

ND

1,80

100

68

80

0,14

0,32

0,24

12 1705

1717

EMBRAPA2

EMBRAPA2

24.09.10

27.10.10

1306

1610

6,8

8,7

0,60

0,70

ND

ND

184

228

0,20

0,18

13 1675 EMBRAPA3 23.08.10 406 5,5 1,30 5,41 52 0,09

14 1703

1718

EMBRAPA4

EMBRAPA4

24.09.10

27.10.10

1052

1370

7,1

8,4

0,60

0,50

ND

ND

96

136

0,46

0,11

15

16

1704

1719

1720

EMBRAPA5

EMBRAPA5

EMBRAPA6

24.09.10

27.10.10

27.10.10

267

391

780

5,6

7,5

7,7

1,50

0,46

060

ND

ND

ND

34

56

76

0,08

0,30

0,11

Continuação da Tabela 5.1

RG LOCAL Data CE

(µS/cm)

pH Turb

(uT)

Cor

(uH)

Dureza

(mg/L)

F-

(ppm)

17 1676 C.Esportivo 23.08.10 216 5,3 1,10 7,21 20 0,07

18

1682

1698

1714

COELCE

COELCE

COELCE

24.08.10

21.09.10

26.10.10

117

122

122

5,3

5,1

6,8

0,60

0,40

0,52

5,41

ND

ND

16

14

14

0,07

0,02

ND

19 1672

1683

Açude

Açude

21.07.10

24.08.10

695

812

7,6

7,4

30,30

10,20

210,52

69,76

156

180

0,31

0,43

A cor não tem limite permitido estabelecido pela Portaria n° 518/2004 do

Ministério da Saúde; porém, aconselha-se que este valor seja o menor possível. Ela não

determina se a água é boa para consumo humano ou não, pois uma água pode ser

límpida, mas ter altos teores de sais e coliformes. Os maiores valores encontrados foram

no açude Santo Anastácio, atingindo 210,52 uH em julho.

A dureza total das águas (expressa em CaCO3) foi relativamente alta; de acordo

com a classificação proposta por Custódio & Llamas (1983), a dureza é branda para

valores <50 mg de CaCO3, pouco dura para o intervalo de 50-100 mg/L de CaCO3 e

dura para valores >100 mg/L de CaCO3.

Através deste critério, as amostras dos poços do PADETEC, Meteorologia 1,

Meteorologia 2, EMBRAPA 2, Forragicultura Novo, Forragicultura Velho e do açude

são consideradas águas duras; amostras da Horticultura, EMBRAPA 1, EMBRAPA 3,

EMBRAPA 4 e NUTEC são consideradas águas pouco duras e as amostras restantes são

águas brandas.

O fluoreto teve valores muito pequenos, em relação ao Valor Máximo Permitido

para águas potáveis, que é de 1,5 mg/L, segundo a Portaria n° 518/2004 do Ministério

da Saúde. Em alguns poços não foi detectada a presença desse íon .

As Tabelas 5.2 a 5.5 apresentam as concentrações de Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-,

SO42-, CO3

-, HCO3-, NH4

+, NO2-, NO3

- e Fe, nas amostras coletas em julho, agosto

setembro e outubro, respectivamente. A Portaria n° 518/2004 do Ministério da Saúde,

indica os Valores Máximos Permitidos (VMP) nas águas potáveis para as concentrações

dos íons Cl- (250 mg/L); Na+ (200 mg/L); SO42- (250 mg/L); Fe (0,3 mg/L), Nitrato (45

mg/L) e Nitrito (3,3 mg/L); os demais íons não têm restrição nesta Portaria.

Tabela 5.2- Análises físico-químicas das águas coletadas em julho

N° LOCAL Concentrações (mg/L)

STD Ca2+ Mg2+ Na+ K+ Cl- SO42- CO3

- HCO3- NH4

+ NO2- NO3

- Fe

1 PADETEC 314 8,8 19,0 64,4 13,2 119,8 2,2 ND 38,1 1,38 1,42 45,9 0,06

2 RU 175 1,6 6,3 36,6 10,1 64,3 23,0 ND 25,4 2,01 0,63 5,1 0,02

3 NPD 120 1,6 4,9 26,0 6,8 55,5 7,5 ND 9,5 1,12 0,71 6,5 ND

4 C.Tecnologia 137 1,6 3,4 31,9 6,8 48,7 0,09 ND 22,2 0,98 9,26 11,6 0,10

5 Meteorologia 1 686 12,8 17,5 148,1 16,3 132,5 41,6 ND 304,4 1,51 0,67 10,7 ND

19 Açude 580 28,8 20,4 76,1 19,2 103,3 34,9 ND 190,3 3,45 51,86 50,0 1,27

Tabela 5.3- Análises físico-químicas das águas coletadas em agosto



- HCO3- NH4

+ NO2- NO3

- Fe

1 PADETEC 326 8,8 20,4 70,1 6,8 133,1 8,5 ND 38,1 2,37 1,01 36,8 ND

2 RU 172 1,6 6,8 36,6 6,8 63,6 23,2 ND 25,4 2,25 1,05 4,1 0,13

3 NPD 121 0,8 5,4 28,9 6,8 57,9 11,9 ND 6,34 2,54 0,83 ND ND

4 C.Tecnologia 131 0,8 3,4 28,9 6,8 51,1 7,1 ND 19,0 2,48 1,29 9,7 0,30

6 Forrag. Novo 767 17,6 28,2 144,2 6,8 171,6 27,7 ND 367,8 1,95 1,15 ND 0,15

7 Forrag. Velho 149 1,6 7,3 31,9 6,8 54,0 16,2 ND 25,4 1,31 1,15 3,22 ND

8 Meteorologia1 678 9,6 18,5 140,2 13,2 135,0 34,5 ND 317,1 2,87 0,83 6,0 ND

9 Meteorologia2 751 16,0 23,3 156,2 6,8 189,0 25,7 ND 329,8 2,25 1,01 0,9 ND

10 NUTEC 239 3,2 8,3 53,4 6,8 69,4 15,5 ND 76,1 2,07 0,60 3,22 0,09

11 EMBRAPA1 517 14,4 15,6 99,3 13,2 115,7 12,6 ND 241,0 1,70 2,25 ND 0,74

11 EMBRAPA1 517 14,4 15,6 99,3 13,2 115,7 12,6 ND 241,0 1,70 2,25 ND 0,74

13 EMBRAPA3 217 3,2 10,7 46,4 6,8 77,1 6,6 ND 23,4 2,19 1,01 34,3 0,08

18 COELCE 80 0,8 3,4 13,8 6,8 21,2 6,8 ND 9,5 2,25 0,75 14,9 ND

19 Açude 653 36,8 21,4 88,5 6,8 131,1 46,6 ND 215,6 4,24 64,1 36,8 0,57

Tabela 5.4- Análises físico-químicas das águas coletadas em setembro



- HCO3- NH4

+ NO2- NO3

- Fe

1 PADETEC 302 8,0 18,5 70,1 6,8 121,1 2,5 ND 38,1 0,85 1,12 34,8 0,12

2 RU 160 ND 8,3 39,8 3,5 61,5 22,5 ND 19,0 1,38 1,29 2,75 0,01

3 NPD 119 ND 5,8 31,9 3,5 51,9 7,3 ND 9,5 2,19 2,16 4,6 0,01

4 C.Tecnologia 133 4,8 3,9 28,9 3,5 46,2 3,8 ND 25,4 1,76 1,19 13,0 0,19

5 Horticultura 273 14,4 14,6 44,7 3,5 84,6 28,4 ND 63,4 0,43 1,15 15,9 1,49

6 Forrag. Novo 884 17,6 34,5 194,2 13,2 185,6 29,0 21,8 386,8 0,22 1,01 ND ND

8 Meteorologia1 823 12,8 24,3 194,2 10,1 157,7 51,1 25,0 336,1 1,38 2,25 4,6 0,09

9 Meteorologia2 719 12,8 23,3 164,3 10,1 179,8 32,3 18,7 275,9 0,50 0,43 0,46 ND

11 EMBRAPA1 445 6,4 12,6 101,6 10,1 132,7 4,3 ND 145,9 2,25 1,63 27,5 0,25

12 EMBRAPA2 893 25,6 29,2 194,2 10,1 188,4 35,9 18,7 386,8 ND 1,22 3,2 0,02

14 EMBRAPA4 810 12,0 16,0 189,9 10,1 128,8 22,2 28,1 299,5 0,78 0,83 1,8 ND

15 EMBRAPA5 138 ND 8,3 28,9 3,5 50,0 11,5 ND 25,4 1,76 1,35 7,4 0,10

18 COELCE 67 ND 3,4 13,8 3,5 16,3 1,8 ND 9,5 1,51 2,73 14,9 ND

Tabela 5.5- Análises físico-químicas das águas coletadas em outubro



- HCO3- NH4

+ NO2- NO3

- Fe

1 PADETEC 301 14,4 19,9 64,0 5,1 122,1 3,1 ND 51,7 0,71 0,63 19,2 0,10

2 RU 171,3 1,6 7,78 47,2 5,1 60,6 22,2 ND 19,4 ND 0,87 6,46 0,16

3 NPD 118,8 ND 6,32 33,1 3,5 52,9 6,5 ND 9,7 1,38 0,83 4,60 0,11

4 C.Tecnologia 127,1 4,0 2,92 34,7 5,1 53,8 3,7 ND 19,4 0,98 1,98 ND 0,38

5 Horticultura 323,2 19,2 17,50 60,2 3,5 98,1 28,4 ND 64,6 0,43 0,87 29,90 0,60

6 Forrag. Novo 873,8 20,8 34,02 151,7 10,1 175,0 27,2 ND 432,9 0,36 0,87 ND 0,01

8 Meteorologia1 692,9 12,8 19,44 137,2 5,1 126,9 42,7 ND 336,0 0,57 0,59 11,61 ND

9 Meteorologia2 753,9 16,0 25,27 159,8 6,8 176,9 34,8 ND 329,5 1,05 0,63 3,22 ND

11 EMBRAPA1 537,8 8,0 14,58 125,5 6,8 142,3 8,1 ND 200,3 1,38 1,35 29,41 ND

12 EMBRAPA2 1057,3 32,0 35,96 203,7 10,1 128,8 50,9 ND 594,4 0,07 0,83 0,46 0,05

14 EMBRAPA4 1158,2 12,8 25,27 239,7 11,6 115,8 35,2 ND 672,0 0,36 0,98 4,60 ND

15 EMBRAPA5 202,3 4,8 10,69 56,4 3,5 73,1 11,4 19,1 12,9 0,29 0,94 9,26 0,03

16 EMBRAPA6 409,0 6,4 14,58 107,5 5,1 169,2 4,2 19,1 71,1 1,38 0,31 10,2 0,01

18 COELCE 79,0 ND 3,40 18,2 3,5 19,2 2,1 ND 12,9 1,82 0,54 17,3 ND

A Tabela 5.2 mostra que as concentrações da maioria dos íons nas amostras

coletadas em julho são pequenas em relação aos VMP. As concentrações mais elevadas

foram das amostras da Meteorologia 1 e Centro de Tecnologia; da Meteorologia 1,

apesar dos valores mais elevados que os dos outros poços, estão abaixo dos VMP, e no

Centro de Tecnologia, apenas a concentração de ferro está acima do limite, que é de 0,3

mg/L.

As concentrações da amostra do açude em julho foram, para nitrato, nitrito e

amônia, respectivamente, 50,00 mg/L, 51,86 mg/L e 3,45 mg/L. Todas acima dos

Valores Máximos Permitidos. Vale ressaltar que o intenso processo de eutrofização que

ocorre em açudes se deve, em parte, às elevadas concentrações dos íons nitrogenados.

Com relação ao açude Santo Anastácio, verifica-se uma alta concentração desses íons, o

que compromete totalmente a qualidade da sua água, pois estes íons são tóxicos,

principalmente a amônia.

A Tabela 5.3 mostra que as concentrações de grande parte dos íons estão dentro

dos VMP; novamente o açude Santo Anastácio apresenta altos índices de íons

nitrogenados e houve um pequeno aumento das concentrações comparado a julho. O

poço da EMBRAPA 1 teve a concentração de ferro acima do VMP; 0,57 mg/L. Alguns

poços também tiveram concentração um pouco elevada de bicarbonato.

A Tabela 5.4 mostra que houve novamente um aumento das concentrações

salinas, o que é facilmente identificado pelos valores de STD; quanto maior esse valor,

maior a quantidade de sais presente na água. Verifica-se maiores concentrações de

cloreto, sódio e potássio, porém estes valores ainda estão dentro dos VMP. A água do

poço da subestação da COELCE teve concentrações bem mais baixas; esta água é

bastante consumida por moradores próximos e algumas pessoas dentro do Campus do

Pici; os resultados mostram ser essa água, quanto aos aspectos físico-químicos,

apropriada para consumo humano, pois tem todos os parâmetros abaixo do limite.

A Tabela 5.5 novamente revela um pequeno aumento nas concentrações salinas,

se comparadas com as concentrações da Tabela 5.4, principalmente nos poços da

EMBRAPA. Verifica-se que estas águas são bicarbonatadas, ou seja, predomina nos

ânions concentração de bicarbonato. Pela primeira vez, foram coletadas águas com

concentrações de sódio acima dos VMP, é o caso dos poços da EMBRAPA 2 e

EMBRAPA 4, com concentrações 203,7 mg/L e 239,7 mg/l, respectivamente. Também

dois poços tiveram concentração de ferro acima do limite, são os poços do Centro de

Tecnologia e da Horticultura, com concentrações 0,38 mg/L e 0,60 mg/L,

respectivamente. Os demais íons têm concentrações abaixo dos VMP, ou não tem um

limite definido para eles.

5.2- Diagramas de Piper

Como se vê nos Diagramas de Piper, as águas dos poços do Campus do Pici são

predominantemente cloretadas sódicas, e quatro amostras da coleta de setembro são

bicarbonatadas.

Figura 5.1- Diagrama de Piper das amostras de julho

Figura 5.2- Diagrama de Piper das amostras de agosto

Figura 5.3- Diagrama de Piper das amostras de setembro

Figura 5.4- Diagrama de Piper das amostras de outubro

A Figura 5.5 mostra a distribuição espacial da condutividade elétrica nas

amostras coletadas em agosto de 2010; os valores mais elevados são de amostras

coletadas de poços que atingem o cristalino, condição que, em geral, produz águas mais

salinizadas. A maioria das águas são retiradas dos poços que explotam o aqüífero

Barreiras e são águas menos salinas.

A presença do açude Santo Anastácio pode justificar os valores mais elevados

nas águas do PADETEC por efeito da interação água superficial, água subterrânea.

A água do poço da COELCE por sua baixa condutividade elétrica, com média de

120 µS/cm é característica de água de chuva; provavelmente armazenada em uma lente

com litologia do tipo duna.

As águas do açude tiveram 695 e 812 µS/cm nas coletas de julho e agosto

provavelmente com interação com as do poço do PADETEC.

Figura 5.5 - Condutividade elétrica das amostras coletadas em agosto de 2010.

546250 546500 546750 547000 547250 547500 547750

9585000

9585300

9585600

9585900

9586200

9586500

8 9

6

7

5

4

3

2

1

17

10

1312

18

1615

1114

668

300

238

220

481

1064

222

1094

1085

372

7681306

4061052

216

117

CE (S/cm) na coleta de agosto de 2010

406

1306267

780

5.3 – Variação espacial e temporal das concentrações de cátions e de ânions

A evolução temporal das concentrações dos cátions Ca2+, Mg2+, Na+ e K+

durante as coletas dos meses de julho, agosto, setembro e outubro mostra as

concentrações de sódio nos poços P2, P3e P4, que são as águas menos salinas,

aumentaram significativamente no período. As concentrações dos outros cátions

apresentam leves variações com as do magnésio aumentando mais do que as dos outros

cátions, como mostra a Figura 5.6.

Figura 5.6 - Concentração dos cátions Ca2+, Mg2+, Na+ e K+ em amostras dos poços P2,

P3 e P4 nas coletas de julho, agosto, setembro e outubro de 2010.

Jul Aug Sep Oct

0

10

20

30

40

50 Ca2

Ca3

Ca4

Mg2

Mg3

Mg4

Na2

Na3

Na4

K2

K3

K4

Co

ncn

etr

açoم

(m

g/L

)

Mês

Poço 2

Poço 3

Poço 4

Na Figura 5.7, a evolução das concentrações de cátions Ca2+, Mg2+, Na+ e K+,

nas amostras dos poços com águas mais salinas, mostra, como acontece com as águas

menos salinas, os valores mais elevados são de concentrações de sódio em P1 e P8.

Figura 5.7 - Concentração dos cátions Ca2+, Mg2+, Na+ e K+ em amostras dos poços P1

e P8 nas coletas de julho, agosto, setembro e outubro de 2010.

Jul Aug Sep Oct

0

50

100

150

200

Ca1

Mg1

Na1

K1

Ca8

Mg8

Na8

K8

Co

ncn

etr

açoم

(m

g/L

)

Mês

Poço 8

Poço 1

A Figura 5.8 mostra a evolução das concentrações de Cl- e de HCO3- nas

amostras dos poços P2, P3 e P4; as concentrações de Cl- são cerca de três vezes as

concentrações de bicarbonatos. No P4, em outubro, a concentração de Cl- aumentou e

de HCO3- diminuiu e nos poços P2 e P3 pouco variaram.

Figura 5.8 - Concentração dos ânions Cl- e HCO3- em amostras dos poços P2, P3 e P4

nas coletas de julho, agosto, setembro e outubro de 2010.

Jul Ago Set Out

0

10

20

30

40

50

60

70

Cl2

Cl3

Cl4

HCO2

HCO3

HCO4

Co

ncn

etr

açoم

(m

g/L

)

Mês

Poço 2

Poço 3

Poço 4

Na Figura 5.9 vê-se a evolução da concentração de cloretos e bicarbonatos nas

águas dos poços P1 e P8, os poços com águas mais salinas, ela mostra um aumento da

concentração de HCO3- e diminuição de Cl- em outubro nos dois poços.

Figura 5.9 - Concentração dos ânions Cl- e HCO3- em amostras dos poços P1 e P8 nas

coletas de julho, agosto, setembro e outubro de 2010.

Jul Ago Set Out

0

100

200

300 Cl1

Cl8

HCO1

HCO8

Co

ncn

etr

açoم

(m

g/L

)

Mês

Poço 8

Poço 1

5.4 – Origem dos sais

O gráfico de concentração cloretos versus concentração sódio expresso em

meq/L (rCl- e rNa+) mostrado na figura 5.10 permite identificar se a origem destes íons é

a dissolução de NaCl, que produz rCl-= rNa+.

Observando o gráfico da figura, verifica-se que rNa+> rCl-; ou seja, parte do

sódio não está associado ao Cl- podendo ser proveniente da dissolução de plagioclásio.

Figura 5.10 - Concentração de cloretos versus sódio

.

0 1 2 3 4 5 6 7

0

1

2

3

4

5

6

julho

agosto

setembro

outubro

rCl-

rNa

rCl- = rNa

+

O gráfico da Figura 5.11 com a concentração de Mg2+ versus concentração de

Ca2+ mostra que rMg2+ ~ 2rCa2+; ou seja, a dissolução da dolomita não é um processo

responsável pela concentração destes íons, pois as concentrações se afastam da reta

rMg2+ = rCa2+. A presença dos íons de magnésio deve ser decorrente de processo de

intemperismo de anfibólios ferro-magnesianos.

Figura 5.11 - Concentração de cálcio versus magnésio.

0,0 0,5 1,0 1,5

0

1

2

3

julho

agosto

setembro

outubro

rMg

2+

rCa2+

rMg2+

= rCa2+

rMg2+

= 2 rCa2+

6 – CONCLUSÕES

Das análises físico-químicas e hidroquímicas de amostras de águas subterrâneas

coletadas 05 em julho, 13 em agosto, 13 em setembro e 14 em outubro e de amostras do

açude Santo Anastácio pode-se concluir que:

- De acordo com a Portaria No 518/2004 do Ministério da Saúde, sob o aspecto

da hidroquímica, a maioria das águas é potável, com exceção de:

(i) águas do Restaurante Universitário, do NPD e do Centro de Tecnologia que

nas três primeiras coletas apresentaram pH < 6,0, como também uma amostra de cada

um dos poços, Embrapa 3, Embrapa 5, Forragicultura Velho e COELCE, em duas

coletas.

(ii) águas do Centro de Tecnologia e da Horticultura com turbidez > 5,0 uT.

(iii) águas dos poços Embrapa 1, Horticultura e Centro de Tecnologia com

concentração de ferro > 0,3 mg/L.

- Dos dezoito poços amostrados nas quatro etapas de campo P2, P3 e P4 são os

com águas menos salinas, com valores médios de condutividade elétrica 301, 238 e 226

µS/cm, respectivamente; os poços P1 e P8 são os com águas mais salinas, com valores

médios de condutividade elétrica 639 e 1004 µS/cm, respectivamente.

- A distribuição espacial da condutividade elétrica mostra que os valores mais

altos são encontrados nos poços que retiram água do cristalino, alguns identificados

pelo perfil do poço.

- A evolução temporal das concentrações de cátions mostra que a concentração

de Na+ foi a que mais aumentou seguida da concentração de Mg2+, Ca2+ e K+; a dos

ânions mostra que a concentração de Cl- é a que mais aumentou.

- Quanto à origem dos sais verifica-se que:

(i) A maioria do sódio está associada ao cloreto, sendo proveniente de aerossóis

marinhos, decorrente principalmente da localização da área próxima à costa.

(ii) Parte do sódio deve ser proveniente de dissolução de plagioclásio.

(iii) Água de chuva foi encontrada no poço da COELCE com condutividade

elétrica média de 120 µS/cm indicando um tipo especial de armazenamento, como o que

acontece nas dunas.

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