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Title: Hidrogeoquímica dos aquíferos da bacia sedimentar do Macacu – Itaboraí, RJ
Authors: Gomes, Olga Venimar de Oliveira
metadata.dc.contributor.advisor: Silva Filho, Emmanoel Vieira da
metadata.dc.contributor.advisorco: Aires, José Ribeiro
metadata.dc.contributor.members: Simões Filho, Francisco Fernando Lamego
Bidone, Edison Dausacker
Patchineelam, Sambasiva Rao
Issue Date: 2012
Abstract: A Bacia Sedimentar do Macacu, localizada a nordeste da Baía da Guanabara, compreende uma das 3 bacias emersas alongadas de reduzida espessura sedimentar existentes no estado do Rio de Janeiro e a única inserida na Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ). A bacia é formada por sedimentos de origens aluvionares, lacustrinas e marinhas de idades terciárias e quaternárias que podem ultrapassar 200 metros de espessura. Os principais argilominerais verificados nos sedimentos dessa região foram a caulinita, ilita e ilita-esmectita formados a partir do intemperismo e erosão das rochas do embasamento constituído por gnaisses-biotíticos e rochas alcalinas do Complexo Alcalino do Tanguá. Os argilominerais, micas e feldspatos depositados na Bacia do Macacu têm papel fundamental para a composição físico-química das águas subterrâneas que percolam por 3 unidades hidroestratigráficas sedimentares; Sistema Aquífero Macacu, Sistema Aquífero Aluvial-lacustrino e Sistema Fluvial-marinho. Com intuito de realizar caracterização hidrogeoquímica dessas unidades aquíferas, entre agosto/2009 e agosto/2010 foram realizadas campanhas de amostragens, medidas físico-químicas e análises químicas da água subterrânea, a partir de cinco poços de monitoramento multiníveis instalados ao longo da Bacia do Macacu. Foram determinadas as concentrações dissolvidas dos íons maiores Na+, K+, Mg+2, Ca+2, Cl-, SO4 -2, HCO3 - e dos constituintes secundários Al, Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Zn, Fe, Mn, Ba, As, B, F, Sulfetos, SiO2, N-NH4, N-NO2, N-NO3 e P-PO4.Os tipos hidroquímicos identificados nas águas subterrâneas foram: água bicarbonatada-cálcica e sódica integrantes do sistema aquífero Macacu, para o aquífero Aluvial-lacustrino foram caracterizados os tipos bicarbonatadasódica, cloretada-cálcica e cloretada-sódica e, para o sistema Fluvial-marinho a água caracterizada foi do tipo cloretada-sódica. Apesar das conexões hidráulicas entre esses sistemas aquíferos e da distribuição dos sedimentos numa área restrita, já que a Bacia Sedimentar do Macacu possui uma área de 375 km2, suas águas possuem salinidades distintas que refletem comportamentos geoquímicos diversificados discutidos ao logo deste estudo. As origens das salinidades das águas foram analisadas a partir de dados hidrodinâmicos, razão rCl/Br associadas as concentrações de cloreto e razões isotópicas (18O e 2H). A maior salinidade foi encontrada no sistema aquífero Fluvial-marinho e reflete a influência de cunha salina, já a salinidade do aquífero Aluvial-lacustrino estaria associada à lixiviação de sais de sedimentos terciários de origem lacustre e a baixa salinidade do sistema aquífero Macacu estaria relacionada diretamente à lixiviação dos íons das rochas do embasamento e de sedimentos sobrejacentes. Quanto à contaminação, foram encontradas concentrações acima dos padrões de referência para ao menos uma amostra de água subterrânea em relação aos seguintes constituintes secundários: Cd, Mo, As, B, Fe, Mn, N-NO2, Pb, F, Ba e Sulfetos. Dois desses constituintes foram intensamente analisados em função de suas reconhecidas ocorrências no material geológico da região, sendo eles o bário e o fluoreto. Constatou-se que as concentrações dissolvidas de bário foram maiores em aquíferos mais rasos e para o fluoreto, suas maiores concentrações foram encontradas nos aquíferos mais profundos. Observou-se inclusive que as maiores concentrações de bário estão subordinadas diretamente a ambientes mais reduzidos. O sulfeto verificado em altas concentrações nas águas subterrâneas se oxida para sulfato e se liga com o bário liberado das argilas formando a barita presente nas águas subterrâneas. Este estudo aponta fontes naturais e antropogênicas para os contaminantes dissolvidos identificados na Bacia do Macacu e, apesar de não ter sido realizado nenhum estudo de análise de risco, estima-se que o consumo dessas águas sem o devido tratamento possa acarretar danos à saúde humana.
metadata.dc.description.abstractother: The Macacu sedimentary basin, located at the northeast of Guanabara Bay, embodies one of the three extended continental basins with sediments thickness reduced in Rio de Janeiro state. The basin is formed by aluvionary deposits, lacustrine and marine tertiaryquaternary sediments which can exceed 200 meters depth. The main clay minerals verified in these sediments consist in caulinita, illite and illite-smectite formed by weathering and erosion of the rocks in the basement composed by gnaiss and alkaline rocks of the Tanguá Alkaline Complex. The clay minerals, as well as the micas and feldspars weathered and deposited in these sediments, have a fundamental role in the physical-chemical composition of the groundwaters in this region, in which three sedimentary units hydrostratigraphic were studied: Aquifer System of Macacu, Aquifer System Alluvial-lacustrine and Fluvial-marine System. The hydrogeochemistry characterization of aquifers was based in five wells of multi-level monitoring. Between August/2009 and August/2010, it was determined the concentration of the dissolved ions Na+, K+, Mg+2, Ca+2, Cl-, SO4 -2, HCO3. Moreover, it was also determined the concentration of the metals Al, Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Sb, Zn, Fe, Mn and Ba, and of other elements such as As, B and F, H2S, SiO2 in addition to nutrients as N-NH4, NNO2, N-NO3 and P-PO4. The hydrochemical types for groundwaters were verified as calcium – sodium bicarbonate faces integrating the Aquifer System of Macacu. For the alluviallacustrine, they belong to sodium-bicarbonate, calcium-chloride and sodium-chloride faces and for Fluvial-marine system they belongs to sodium-chloride faces. Besides hydraulic connections among these aquifer systems and the distribution of sediments in a restrict area, since Macacu sedimentary basin covers an area of 375 m2, its groundwater present distinct salinity, which reflect a diverse geochemical behavior. The source of waters salinity was analyzed through hydrodynamic data, rC1/Br ratio associated to chloride concentrations and isotopic ratios (18O e 2H). Based in the results, the highest salinity level was found in the Fluvial-marine system and reflects the influence of saltwater intrusion. On the other hand, the salinity of the Alluvial-lacustrine aquifer would be originated by salt leaching of paludial tertiary sediments, whereas the low levels of salinity in Macacu aquifer system would be directly associated to leaching of the ions from foundation rocks and overlying sediments. The results showed concentrations above the reference standard (CONAMA 420/2009) for at least one groundwater sample regarding to one of the following elements or substances: Cd, Mo, Sb, As, B, Fe, Mn, N-NO2, Pb, F, Ba and H2S. Two of these dissolved ions (Ba and F) were analyzed due to their occurrence in the geological material of the region. It was verified that Ba concentrations are higher in shallow aquifers and are subordinated to reduced environments. The variations in the watershed are responsible for sulfide oxidation in aquifer systems leading to sulphate availability in groundwater, which may associates to the absorbed barium from feldspars forming barite. This sulphate can be reduced again and precipitate as mackinawita, releasing the ion Ba2+ to groundwater. The highest fluoride concentrations were found in deeper aquifers close to Caceribu River, having weathering of clay minerals and micas deposited in the basin as its main source. The use of groundwater by the rural population of Itaboraí without the environmental diagnosis of the collected waters may be harmful to people’s health, especially due to natural incidents and the availability of hydrochemical elements such as Ba, F-.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/6889
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