Variações hidroquímicas nas águas superficiais de um reservatório no semiárido cearense

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Iniciação Científica

Autores

Alves, A.Y.S. (UECE) ; Batista, A.C.O.N. (UECE) ; Silva, F.G.A. (UFC) ; Neto, I.E.L. (UFC)

Resumo

Esse trabalho teve como objetivo principal avaliar a variabilidade do conteúdo iônico e correlacionar com os processos hidroquímicos do reservatório cearense Pentecoste. Para classificação hidroquímica, foram utilizados os diagramas de Piper e Chadha. O diagrama de Piper confirmou a ocorrência de salinidade excessiva, enquanto que o gráfico de Chadha evidenciou a mobilidade iônica do Na+ e as interações iônicas com bicarbonato. O aprofundamento nesse ramo confere uma tomada de decisão a ser aplicada no controle do perfil hidroquímico de águas superficiais, podendo subsidiar pesquisas futuras no gerenciamento dos sistemas aquosos.

Palavras chaves

Conteúdo iônico; Geoquímica; Gestão das águas

Introdução

O aumento significativo na concentração iônica é resultado, dentre outros fatores, das reações de oxirredução, precipitação, dissolução e decomposição, produção e consumo de gases que ocorrem entre água e sedimentos, concomitantemente com as interações litológicas e hidroclimáticas. Além disso, a elevada incidência de salinidade é definida pela hidrodinâmica nesses reservatórios, determinados pelo baixo volume hídrico, o qual favorece pouca circulação da água e lenta dissolução dos minerais (NASEEM et al., 2010). Assim, ocorre liberação mais acentuada dos íons Na+, Cl-, HCO3-, Ca2+, em detrimento de outros, como K+, NO3-, SO42-. Dessa forma, a composição das águas sofre constantes variações sazonais nos períodos seco e chuvoso. O Na+ predomina sobre Ca2+ e Mg2+ durante o período chuvoso enquanto que as concentrações de HCO3- superam as de Cl- em águas de baixa salinidade (SILVA JÚNIOR et al., 1999). De modo geral, a variância na mobilidade iônica reflete em diferenças representativas nos valores de pH e no equilíbrio químico, alterando a biota, a fauna, a biomassa e todo o ecossistema. Pesquisas geocientíficas reportam o tema enfatizando apenas águas subterrâneas, verificando, especialmente, as interações entre nascentes e rocha. No entanto, solos nordestinos são compostos por material jovem e cristalino, o que necessita de maior enfoque no estudo hidroquímico das águas superficiais. Assim, a proposta desse trabalho é analisar a variabilidade do conteúdo iônico associada aos processos hidroquímicos em um reservatório do estado do Ceará, Nordeste brasileiro.

Material e métodos

ÁREA DE ESTUDO Esse estudo focou no reservatório Pentecoste no estado do Ceará, Nordeste do Brasil, pertencente à bacia do Curu. A barragem Pereira de Miranda, do açude em estudo, está localizada no município de Pentecoste, cerca de 85 km da cidade de Fortaleza, no estado do Ceará. O reservatório faz parte do complexo hidrográfico da bacia do rio Curu, que drena uma área de 8.528 km2 e possui como rio principal o Curu, com 195 km de extensão (SRH/CE, 2019). PARÂMETROS GERAIS Os resultados foram obtidos a partir de um banco de dados. A instituição fornecedora realizou a coleta das amostras entre 2005 a 2017.Os procedimentos analíticos seguiram os métodos descritos em APHA (1998). Certos parâmetros como temperatura da água, pH e condutividade elétrica (CE) eram obtidos em campo. Outros indicadores como sólidos totais dissolvidos (STD), dureza total (DT) e os íons maiores foram analisados em laboratório. PARÂMETROS HIDROQUÍMICOS A classificação geoquímica quanto aos íons dominantes foi realizada pela plotagem do diagrama de Piper, com uso do software Diagramms. Como se trata de um reservatório localizado em uma região de variabilidade pluviométrica, sazonal e qualitativa, amostras semelhantes foram agrupadas no diagrama de Chadha (1999). O gráfico é baseado em distinções entre os eixos X e Y, os quais correspondem à diferença entre os sedimentos alcalinos e metais alcalinos – coordenada X – e à diferença entre ânions de baixa e alta mobilidade – coordenada Y.

Resultado e discussão

A variabilidade iônica indica a dominância dos cátions maiores rNa+> rCa2+> rMg2+>rK+ (42,02; 30,41; 25,12; 3,0%, respectivamente). A prevalência de íons sódio induz à salinização frequente nessas águas. A relação de dominância aniônica foi rCl-> rHCO3-> rSO42-> rCO32-> rNO3- (58,32; 34,01; 7,00; 1,04; 0,02%, respectivamente). A ordem decrescente dos ânions indica que houve intemperismo dos ânions, fortalecendo a relação [Ca2+ + Mg2+]/HCO3- e contribuindo com Cl-. Os dados hidroquímicos foram plotados no diagrama de Piper, o qual permite identificar adequadamente os íons dominantes. A classificação proposta por Piper indica que entre 2005.1 e 2017.1, há hegemonia de águas sódicas cloretadas, classificadas em 81% (Figura 1). O segundo semestre de 2017 foi marcado pela identificação de águas magnesianas cloretadas, seguido de sódicas bicarbonatadas no primeiro semestre de 2018. O diagrama de Chadha (1999) foi construído como outra ferramenta para classificação do tipo das águas superficiais. Nesse gráfico, as amostras semelhantes foram agrupadas por diferença entre as variáveis (% meq/L). Conforme observado na Figura 2, o conteúdo iônico do material analisado permitiu a divisão em um grande grupo (representado pelo subcampo 7 da classificação de Chadha) e apenas uma amostra com a predominância de sedimentos alcalinos. O subcampo 7 remete ao domínio de metais alcalinos e cátions móveis, o que é característico de águas sódicas cloretadas, por conterem em alto percentual o cátion Na+. Há também contribuições carbonáticas, por correlações entre as rochas e o bicarbonato (CAMPOSet al., 2013).

Fonte: elaborado pela autora.


Fonte: elaborado pela autora.

Conclusões

A estatística descritiva dos parâmetros gerais permitiu classificar as águas superficiais do Pentecoste como alcalinas. A abordagem hidroquímica foi imprescindível para classificar as águas do reservatório como sódicas cloretadas. O diagrama de Piper confirmou a ocorrência de salinidade excessiva, devido a longos períodos de estiagem. O diagrama de Chadha evidenciou a mobilidade iônica do Na+ e as interações iônicas com bicarbonato.

Agradecimentos

Os autores agradecem à Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos (COGERH) pela disponibilização do banco de dados.

Referências

APHA.Standard Methods for the examination of water and wasterwater, 20th ed., American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environmental Federation: Washington, 1998.

CAMPOS, J.E.G.; DARDENE, M.A.; FREITAS-SILVA, F.H.; MARTINS-FERREIRA, M.A.C. Geologia do Grupo Paranoá na Porção Externa da Faixa Brasília. Brazilian Journal of Geology, São Paulo, v. 43, n. 3, p. 461-476, 2013.

CHADHA, D. K. A proposed new diagram for geochemical classification of natural waters and interpretation of chemical data, Hidrogeology Journal, Berlim, v. 7, p. 431-439, 1999.

NASEEM, S.; HAMZA, S.; BASHIR, E. Groundwater geochemistry of Winder agricultural farms, Balochistan, Pakistan and assessment for irrigation water quality.Europeanwater, Europa, v. 31, p. 21-32, 2010.

SILVA JUNIOR, L. G. A.; GHEYI, H. R.; MEDEIROS, J. F. Composição química de águas do cristalino do nordeste brasileiro. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande. v. 3, n. 1, p. 11-17, 1999.

SRH/CE – SECRETARIA DOS RECURSOS HÍDRICOS DO ESTADO DO CEARÁ. Histórico da Política das Águas. Disponível em: <https://www.srh.ce.gov.br/institucional/historico-da-politica-das-aguas>. Acessoem 11 julho 2019.