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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA REGIONAL DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
DESENVOLVIMENTO E MEIO AMBIENTE/PRODEMA
ASPECTOS QUÍMICOS DE ÁGUAS E SEDIMENTOS EM
CORPOS HÍDRICOS SUPERFICIAIS NOS RIOS GUAJIRU E
DO MUDO, BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE/RN
A BIOTECNOLOGIA VEGETAL COMO ALTERNATIVA PARA A COTONICULTURA FAMILIAR
SUSTENTÁVEL
A BIOTECNOLOGIA VEGETAL COMO ALTERNATIVA PARA A COTONICULTURA FAMILIAR
SUSTENTÁVEL A BIOTECNOLOGIA VEGETAL COMO ALTER PARA A COTONICULTURA
FAMILIAR SUSTENTÁVELAAA
MICAEL BATISTA DAMASCENO
2018
Natal – RN
Brasil
Micael Batista Damasceno
ASPECTOS QUÍMICOS DE ÁGUAS E SEDIMENTOS EM
CORPOS HÍDRICOS SUPERFICIAIS NOS RIOS GUAJIRU E DO
MUDO, BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE/RN
BIOTECNOLOGIA VEGETAL COMO ALTERNATIVA PARA A COTONICULTURA FAMILIAR
SUSTENTÁVEL
A BIOTECNOLOGIA VEGETAL COMO ALTERNATIVA PARA A COTONICULTURA FAMILIAR
SUSTENTÁVEL A BIOTECNOLOGIA VEGETAL COMO ALTER PARA A COTONICULTURA F
Dissertação apresentada ao Programa Regional de
Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio
Ambiente, da Universidade Federal do Rio Grande do
Norte (PRODEMA/UFRN), como parte dos
requisitos necessários à obtenção do título de Mestre.
Orientador: Profa. Dra. Raquel Franco de Souza
2018
Natal – RN
Brasil
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Setorial Prof. Leopoldo Nelson - Centro de Biociências - CB
Damasceno, Micael Batista.
Aspectos químicos de águas e sedimentos em corpos hídricos
superficiais nos rios Guajiru e do Mudo, Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN / Micael Batista Damasceno. - 2018.
132 f.: il.
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de
Biociências, Programa Regional de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente. Natal, RN, 2018.
Orientador: Profa. Dra. Raquel Franco de Souza.
1. Água - Potabilidade. 2. Água - Qualidade. 3. Água -
Contaminação. 4. Diagramas Hidroquímicos. I. Souza, Raquel Franco
de. II. Título.
RN/UF/BCZM CDU 628.16
Elaborado por MARJORIE ROSIELLE SILVA DO AMARAL - CRB-15/352
MICAEL BATISTA DAMASCENO
Dissertação submetida ao Programa Regional de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio
Ambiente, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (PRODEMA/UFRN), como
requisito para obtenção do título de Mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente.
As minhas queridas esposa e filha,
por toda força e amor que me dão.
Aos meus pais, pelos esforços desde
minha infância.
AGRADECIMENTOS
A Deus, por sua bondade em nos dar vida e por ter criado tão magnífico campo de
estudo, como é a Terra. Pela saúde, força e inteligência que me capacitou chegar até aqui.
Agradeço aos meus pais, Manoel Damasceno e Genésia Damasceno, e meus irmãos,
pelo incentivo, orientação, e esforços em me fazer a pessoa que sou hoje.
A minha esposa Micaela por ser simplesmente a maior incentivadora na minha vida
acadêmica, profissional e pessoal. Você é minha maior parceira diante da vida. Também a
minha filhinha Pietra, que me mostra a cada dia o que é um amor puro e sincero, me dando
incentivo a vencer cada dia. Mesmo escrevendo essas palavras em uma sala fria, o amor de
vocês me aquece. O maior título que posso obter na minha vida é o de pai e esposo.
A minha orientadora, Profa. Dr. Raquel Franco de Souza, pelo companheirismo,
amizade e discussões que muito contribuíram para meu trabalho e vida. Dentro dos meus
poucos anos na academia posso dizer que realmente conheci uma orientadora stricto sensu. Aos
professores do PRODEMA, sintam-se representados e homenageados na pessoa da professora
acima citada.
Aos professores Dra. Vera Lúcia Lopes de Castro e Dr. José Braz Diniz Filho, pelas
revisões, orientações e apoio técnico na geração do trabalho.
Aos amigos do Laboratório de Geoquímica da UFRN, representados pelo
técnico/geólogo Robson Rafael, amigo de longa data, que muito ajuda nas horas necessárias,
seja tecnicamente ou com palavras de incentivo.
Ao doutorando/PRODEMA Thiago Nóbrega, companheiro de laboratório e de coletas,
pelas contribuições e discussões ao longo do trabalho.
A Coordenação e Secretaria do PRODEMA, pelos serviços prestados e imensa
paciência em nos ajudar a trilhar mais esse caminho na vida.
Como é feliz o homem que acha a
sabedoria, o homem que obtém
entendimento.
(Pv. 3, 13)
Provérbios 3:13
RESUMO
ASPECTOS QUÍMICOS DE ÁGUAS E SEDIMENTOS EM CORPOS HÍDRICOS SUPERFICIAIS NOS
RIOS GUAJIRU E DO MUDO, BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE/RN
A Bacia Hidrográfica do Rio Doce contém os tributários Rio do Mudo e Rio Guajiru, que formam o Rio Doce. É
uma das principais bacias do Litoral Oriental do Estado do Rio Grande do Norte, tendo em vista ser responsável
pela implantação da lagoa de Extremoz, a qual abastece parte da região metropolitana de Natal/RN. A bacia vem
sofrendo ao longo dos anos intensa pressão por parte da ocupação humana e industrialização na região. Rochas do
embasamento Pré-cambriano (e.g. granitos e gnaisses graníticos) compõe parte da região das nascentes,
predominando no restante da bacia rochas sedimentares da Formação Barreiras e materiais Quaternários. Foram
estabelecidos oito pontos de amostragem no alto e médio curso das sub-bacias do Rio do Mudo e Rio Guajiru,
onde coletou-se água e sedimentos de corpos de água superficiais entre julho e agosto de 2016, com o objetivo de
classificar hidroquimicamente as águas, correlacionar suas características com os aspectos litológicos, bem como
avaliar a qualidade das águas e sedimentos. Para tanto observou-se o que é preconizado na legislação brasileira
pelos Ministérios do Meio Ambiente e da Saúde. As amostras do Rio do Mudo se mostraram com qualidade
inadequada para abastecimento humano de acordo com as normativas citadas, sendo indicado seu uso para
dessedentação animal. As amostras do Rio Guajiru apresentam qualidade melhor, algumas sendo indicadas para o
consumo humano, desde que submetidas a tratamento. Para a classificação hidroquímica se utilizou o software
Qualigraf. O diagrama de Piper classificou as amostras predominantemente como cloretadas sódicas. Os diagramas
de Stiff e Radiais mostram agrupamentos das amostras, tendo relacionamento genético com as regiões de nascente.
A partir dos STDs as amostras foram classificadas predominantemente como salgadas e salobras. As razões iônicas
caracterizaram águas associadas a rochas cristalinas gnáissicas e graníticas. Para os sedimentos foram analisados
granulometria, elementos maiores, menores, enxofre, carbonato, matéria orgânica e perda ao fogo. Os sedimentos
são predominantemente arenosos. Os metais pesados adsorvidos nos sedimentos aquáticos possuem uma boa
correlação com a sua fração mais fina. O carbonato, matéria orgânica e perda ao fogo apresentaram boa correlação.
A alta salinidade e contaminação natural por metais das águas superficiais e sedimentos alertam para a necessidade
de precauções quanto ao consumo destas águas superficiais pelas populações que residem na área de estudo.
PALAVRAS-CHAVE: Potabilidade, Qualidade de Água, Contaminação Antropogênica e Diagramas
Hidroquímicos.
ABSTRACT
CHEMICAL ASPECTS OF WATERS AND SEDIMENTS IN SURFACE WATER BODIES IN GUAJIRU
AND MUDO RIVERS, DOCE RIVER WATERSHED
The Doce River watershed contains the tributaries of the Mudo River and Guajiru River, which form the Doce
river. It is one of the main basins of the Eastern Coast of the State of Rio Grande do Norte, to be responsible for
the implementation of the lagoon of Extremoz, which supplies part of the metropolitan region of Natal / RN. The
basin has suffered over the years intense pressure from the human occupation and industrialization in the region.
Part of the spring’s region consists of rocks of the Precambrian basement (eg granites and granitic gneisses),
predominating in the remaining area the sedimentary rocks of the Barreiras Formation and Quaternary materials.
Eight sampling points were established in the upper and middle courses of the Mudo and Guajiru river sub-basins,
where water and sediments were collected between July and August 2016, aiming to hydrochemically classify the
waters, correlating their characteristics with the lithological aspects, as well as to assess the quality of water and
sediment. The water quality was evaluated according to the Brazilian legislation by the Ministries of the
Environment and Health. The samples of the Mudo river were shown to be inadequate for human supply in
accordance with the regulations, being indicated its use for animal watering. Samples of the Guajiru River present
better quality, some being indicated for human consumption, since they are submitted to a previous treatment.
Qualigraf software was used for the hydrochemical classification. The Piper diagram classified the samples
predominantly as sodium chloride type. The Stiff and Radial diagrams show groupings of the samples, having
genetic relationship with the nascent regions. From the TDS values the samples were classified predominantly as
salty and brackish. Ionic ratios characterized waters associated with crystalline gneissic and granitic rocks. The
sediments were analyzed for grain sizes, major, minor, and trace elements, including sulfur, carbonate, organic
matter and loss on ignition. The sediments are predominantly sandy. The heavy metals adsorbed in the aquatic
sediments have a good correlation with the finer fraction. Carbonate, organic matter and loss on ignition showed
a good correlation. The high salinity and natural contamination by metals of the surface waters and sediments warn
of the need for precautions regarding the consumption of these surface waters by populations residing in the study
area.
KEYWORDS: Potability, Water Quality, Anthropogenic Contamination and Hydrochemical Diagrams.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – VARIAÇÃO DAS PRECIPITAÇÕES NOS MUNICÍPIOS ABRANGIDOS PELA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE NO
PERÍODO DE 2010 A 2016. A MÉDIA PARA A CHUVAS NORMAIS NAS MICRORREGIÕES QUE ABRANGEM A BACIA É
SEGUNDO NEVES ET AL. 2010. MÉDIA NO PERÍODO FOI FEITA A PARTIR DAS MÉDIAS DE PRECIPITAÇÃO. ............ 19 FIGURA 2 – MAPA GEOLÓGICO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE, FORMADA PELOS TRIBUTÁRIOS RIO
GUAJIRU, RIO DO MUDO E RIO DOCE, MOSTRANDO OS COMPARTIMENTOS GEOLÓGICOS AFLORANTES. ....... 21 FIGURA 3 - MAPA DE LOCALIZAÇÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE, COMPOSTA PELOS TRIBUTÁRIOS RIO
GUAJIRU, RIO DO MUDO E RIO DOCE. ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE, NORDESTE DO BRASIL. ............... 23 FIGURA 4 - ÁREA DE COLETA DA AMOSTRA M32. TRATA-SE DE UMA ACUMULAÇÃO SUPERFICIAL DE PEQUENO PORTE,
GERADA POR BARRAMENTO DE UM CÓRREGO E UTILIZADA PARA DESSEDENTAÇÃO ANIMAL (A-C). O ACESSO PODE
SER FEITO POR MEIO DE ESTRADA CARROÇÁVEL QUE PASSA SOBRE A PAREDE DO BARRAMENTO. O ASPECTO DO SOLO
É QUARTZOSO (B). .......................................................................................................................................... 24 FIGURA 5 - ÁREA DE COLETA DA AMOSTRA M18. TRATA-SE DE UMA ACUMULAÇÃO DE ÁGUA SUPERFICIAL DE MÉDIO
PORTE, GERADA POR BARRAMENTO DE UM CÓRREGO E UTILIZADA PARA DESSEDENTAÇÃO ANIMAL (A-B). VÁRIOS
AFLORAMENTOS DE GRANITOS DA SUÍTE DONA INÊS SÃO ENCONTRADOS NA ÁREA (C E D), MOSTRANDO ASPECTO
PORFIRÍTICO, COM FENOCRISTAIS DE K-FELDSPATO (D). HAVIA ÁGUA NO PERÍODO DE AMOSTRAGEM, PORÉM
QUANDO DO REGISTRO DAS IMAGENS, SE ENCONTRAVA SEM ACUMULAÇÃO DE ÁGUA SUPERFICIAL. .................... 25 FIGURA 6 - ÁREA DE COLETA DA AMOSTRA M17. TRATA-SE DE UMA ACUMULAÇÃO SUPERFICIAL DE PEQUENO PORTE
UTILIZADA PARA DESSEDENTAÇÃO ANIMAL (A). VÁRIOS AFLORAMENTOS DE GRANITOS DA SUÍTE DONA INÊS SÃO
ENCONTRADOS NA ÁREA (B E D), MOSTRANDO SEU ASPECTO EQUIGRANULAR, COM K-FELDSPATO (C). .............. 26 FIGURA 7 - ÁREA DE COLETA DA AMOSTRA M49. AFLORAMENTO NATURAL DO LENÇOL FREÁTICO (A). REGIÃO
MOSTRANDO VEGETAÇÃO ESCASSA, SENDO UTILIZADO COMO PASTO; O SOLO É ARENOSO COMPOSTO
ESSENCIALMENTE POR QUARTZO (B). NO CANTO ESQUERDO DA FIGURA (B) SE VEEM ÁRVORES ONDE ENCONTRA-SE
UM OLHEIRO DE ÁGUA (VER SETA). .................................................................................................................. 27 FIGURA 8 - ÁREA DE COLETA DA AMOSTRA M36. TRATA-SE DE UMA LAGOA PERENE DE MÉDIO PORTE, GERADA POR
AFLORAMENTO DO LENÇOL FREÁTICO (A-B). NA PORÇÃO SE DA LAGOA É POSSÍVEL OBSERVAR A EXISTÊNCIA DE
ATIVIDADE DE MINERAÇÃO NA FORMA DE PEDREIRAS DE BRITA (B). HÁ OCUPAÇÃO HUMANA NO ENTORNO DA
LAGOA, COMO BARES E CASAS (C), SENDO A MESMA USADA TAMBÉM PARA FINS RECREATIVOS (D). .................... 28 FIGURA 9 - ÁREA DE COLETA DA AMOSTRA M42. TRATA-SE DE UM BARRAMENTO DE MÉDIO PORTE, GERADO POR
REPRESAMENTO (A-B). É POSSÍVEL OBSERVAR O ASPECTO DA VEGETAÇÃO ARBUSTIVA E ARBÓREA PRESENTE NO
ENTORNO DO CORPO D’ÁGUA AMOSTRADO. ..................................................................................................... 29 FIGURA 10 – PROCEDIMENTO DE COLETA DAS AMOSTRAS DE ÁGUA E SEDIMENTO. EM A IMERSÃO DAS GARRAFAS PET
PARA COLETA DE ÁGUA APÓS AMBIENTAÇÃO. EM B COLETA DE SEDIMENTOS DE FUNDO EM POTES PLÁSTICOS DE
CERCA DE UM QUILOGRAMA DE CAPACIDADE. .................................................................................................. 31
QUADRO 1 – IMAGENS DAS DIVERSAS ETAPAS DA METODOLOGIA PARA PREPARAÇÃO E ANÁLISE DOS SEDIMENTOS.
(A) ESQUERDA - SEDIMENTO SOBRE A BANCADA NO LABORATÓRIO, ACONDICIONADO EM POTES PLÁSTICOS.
(A) DIREITA - SEDIMENTO EM TRAVESSA DE VIDRO PARA SEREM LEVADO À ESTUFA (B) PARA REMOÇÃO DA
UMIDADE. (C) FASE DE QUARTEAMENTO DAS AMOSTRAS PARA SEPARAÇÃO EM ALÍQUOTAS DE CERCA DE 30 G
(D) PARA AS POSTERIORES ANÁLISES. (E) BÉQUERES COM SEDIMENTOS E ÁCIDO ACÉTICO PARA ANÁLISE DE
TEOR DE CARBONATO. (F) PROCEDIMENTO DE FILTRAGEM. (G) ESQUERDA - CONJUNTO DE PENEIRAS E
AGITADOR UTILIZADOS PARA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA. (G) DIREITA - MUFLA COM OS CADINHOS PARA
ANÁLISE DOS TEORES DE MATÉRIA ORGÂNICA. (H) DETALHE DO ASPECTO DOS CADINHOS DENTRO DA MUFLA.
...................................................................................................................................................................... 33
CAPÍTULO 1
FIGURA 1 – LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE JUNTAMENTE COM
PONTOS AMOSTRADOS NESSE TRABALHO E O RESPECTIVO CONTEXTO GEOLÓGICO DA
BACIA.............................................................................................................................. ...............................................44
FIGURA 2 – DIAGRAMA DE PIPER COM AMOSTRAS PLOTADAS. NO TRIÂNGULO CORRESPONDENTE AOS
CÁTIONS VER-SE AGRUPAMENTO DA MAIORIA DAS AMOSTRAS NO CAMPO DE ÁGUAS SÓDICAS. NO
TRIÂNGULO CORRESPONDENTE AOS ÂNIONS VER-SE AS AMOSTRAS NO CAMPO DAS ÁGUAS
CLORETADAS. A PROJEÇÃO DESSES RESULTADOS NO DIAGRAMA SUPERIOR CLASSIFICA AS ÁGUAS
COMO CLORETADAS
SÓDICAS............................................................................................................................... .........................................53
FIGURA 3 – DIAGRAMAS DE STIFF GERADOS PARA AS AMOSTRAS E CONTEXTO GEOLÓGICO DAS MESMAS. SÃO
OBSERVADAS SEMELHANÇAS NAS GEOMETRIAS DOS DIAGRAMAS DE ALGUMAS DAS AMOSTRAS. É
POSSÍVEL DEPREENDER A EXISTÊNCIA DE DOIS GRUPOS REPRESENTATIVOS DOS ALTOS CURSOS DE
CADA BACIA, QUE ESTÃO DELIMITADOS NA FIGURA...........................................................................................54
FIGURA 4 – DIAGRAMAS RADIAIS GERADOS PARA AS AMOSTRAS E CONTEXTO GEOLÓGICO DAS MESMAS. PELOS
DIAGRAMAS É POSSÍVEL NOTAR UMA TENDÊNCIA A AGRUPAMENTO SIMILAR AOS OBSERVADOS NOS
DIAGRAMAS DE STIFF, OU SEJA, A EXISTÊNCIA DE DOIS GRUPOS REPRESENTATIVOS DO ALTO CURSO
DE CADA BACIA, OS QUAIS ENCONTRAM-SE DELIMITADOS NA FIGURA..........................................................55
FIGURA 5 – DIAGRAMA DE GIBBS PARA AS AMOSTRAS ESTUDADAS E OUTROS ESTUDOS EM ÁGUAS
SUPERFICIAIS NO NORDESTE E NO MUNDO.......................................................................................... .................59
CAPÍTULO 2
FIGURA 1 - LOCALIZAÇÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE JUNTAMENTE COM PONTOS AMOSTRADOS NESSE
TRABALHO E O RESPECTIVO CONTEXTO GEOLÓGICO DA BACIA. FONTE: ADAPTADO DAS CARTAS GEOLÓGICAS DE
NATAL E JOÃO CÂMARA (CPRM, 2012 E 2013). .............................................................................................. 74
FIGURA 2 – ZONEAMENTO ESQUEMÁTICO ESTABELECIDO PARA A ÁREA DE ESTUDO A PARTIR DAS CONCENTRAÇÕES
OBSERVADAS PARA OS ELEMENTOS ANALISADOS. .............................................................................................. 77
FIGURA 3 – VARIAÇÃO DAS PRECIPITAÇÕES NOS MUNICÍPIOS ABRANGIDOS PELA BACIA
HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE NO PERÍODO DE 2010 A 2016. A MÉDIA PARA A CHUVAS NORMAIS NAS
MICRORREGIÕES QUE ABRANGEM A BACIA É SEGUNDO NEVES ET AL. 2010. MÉDIA NO PERÍODO FOI
FEITA A PARTIR DAS MÉDIAS DE PRECIPITAÇÃO...........................................................................................78
CAPÍTULO 3
FIGURA 1 – LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE
JUNTAMENTE COM PONTOS AMOSTRADOS NESSE TRABALHO E O RESPECTIVO CONTEXTO
GEOLÓGICO DA BACIA..........................................................................................................................100
FIGURA 2 – VARIAÇÃO DAS PRECIPITAÇÕES NOS MUNICÍPIOS ABRANGIDOS PELA BACIA
HIDROGRÁFICA DO RIO DOCE NO PERÍODO DE 2010 A 2016. A MÉDIA PARA A CHUVAS
NORMAIS NAS MICRORREGIÕES QUE ABRANGEM A BACIA É SEGUNDO NEVES ET AL. 2010.
MÉDIA NO PERÍODO FOI FEITA A PARTIR DAS MÉDIAS DE
PRECIPITAÇÃO........................................................................................................................................101
FIGURA 3 – ASPECTOS DOS SEDIMENTOS AMOSTRADOS NAS SUB-BACIAS DOS RIOS DO MUDO (A) E
GUAJIRU (B). AS AMOSTRAS ESTÃO DISPOSTAS DE MONTANTE PARA JUSANTE, NO SENTIDO DE
CIMA PARA BAIXO. É POSSÍVEL OBSERVAR QUE OS SEDIMENTOS SÃO PREDOMINANTEMENTE
ARENOSOS. A COLORAÇÃO MAIS ESCURA PODE INDICAR PRESENÇA DE MATÉRIA ORGÂNICA.
AS CORES CLARAS ESTÃO ASSOCIADAS A QUARTZO E ARGILAS PRODUTOS DO INTEMPERISMO
DE FELDSPATOS.............................................................................................................................. .......105
FIGURA 4 – DENDROGRAMA ELABORADO PARA AS AMOSTRAS DE SEDIMENTO DE FUNDO DA ÁREA
DE ESTUDO, CONSIDERANDO OS PARÂMETROS GRANULOMETRIA E CARACTERÍSRICAS
QUÍMICAS DAS AMOSTRAS (ANÁLISE DA AMOSTRA TOTAL E DO ADSORVIDO NAS PARTÍCULAS
SEDIMENTARES)......................................................................................................................................116
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - COORDENADAS DOS PONTOS ESCOLHIDOS PARA COLETA DE AMOSTRAS DESSE TRABALHO. ....................... 22 TABELA 2 - INTERVALOS PROPOSTOS PELO SOFTWARE QUALIGRAF PARA ANÁLISE DO ERRO PRÁTICO BASEADO NO
SOMATÓRIO DE CÁTIONS OU ÂNIONS. EP FAZ REFERÊNCIA AO ERRO PRÁTICO PERMITIDO, EM PERCENTAGEM. ... 35 TABELA 3 - INTERVALOS PROPOSTOS PELO SOFTWARE QUALIGRAF PARA ANÁLISE DO ERRO PRÁTICO BASEADO NA
CONDUTIVIDADE ELÉTRICA. EP FAZ REFERÊNCIA AO ERRO PRÁTICO PERMITIDO, EM PERCENTAGEM, E CE FAZ
REFERÊNCIA A CONDUTIVIDADE ELÉTRICA. ...................................................................................................... 35 TABELA 4 – INTERVALOS PROPOSTOS PELO QUALIGRAF PARA CLASSIFICAÇÃO DE ÁGUAS QUANTO SALINIDADE
UTILIZANDO O CONTEÚDO DE SÓLIDOS TOTAIS DISSOLVIDOS E A RESOLUÇÃO CONAMA 357/2005. ................. 36 TABELA 5 - PRINCIPAIS RAZÕES IÔNICAS E SEUS RESPECTIVOS SIGNIFICADOS. ........................................................... 36
CAPÍTULO 1
TABELA 1 – LIMITES PARA AVALIAÇÃO DO BALANÇO IÔNICO PELAS METODOLOGIAS DE CUSTÓDIO
E LLAMAS (1983) E LOGAN (1965). TAMBÉM, CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS COM BASE NO
CONTEÚDO DE SÓLIDOS TOTAIS DISSOLVIDOS PELA RESOLUÇÃO CONAMA
357/2005..................................................................................................................... .................................46
TABELA 2 – RAZÕES IÔNICAS E SEUS VALORES TEÓRICOS E RESPECTIVOS SIGNIFICADOS COM
RELAÇÃO
GENÉTICA..................................................................................................................... .............................47
TABELA 3 – RESULTADOS PARA OS ERROS PRÁTICOS BASEADOS NO SOMATÓRIO DOS CÁTIONS OU
ÂNIONS E NA CONDUTIVIDADE ELÉTRICA (CE) OBTIDOS ATRAVÉS DO SOFTWARE QUALIGRAF.
A AMOSTRA M32 APRESENTOU INFRAÇÃO AOS CRITÉRIOS ESTABELECIDOS PARA O BALANÇO
IÔNICO........................................................................................................................................................48
TABELA 4 – RESULTADOS DE CONDUTIVIDADE ELÉTRICA (CE) E SÓLIDOS TOTAIS DISSOLVIDOS
(STD). NA PENÚLTIMA COLUNA: CLASSIFICAÇÃO EM RELAÇÃO A SALINIDADE USANDO STD
MEDIDOS. ÚLTIMA COLUNA: RAZÕES PARA STD MEDIDO/STD ESTIMADO. OS VALORES EM
NEGRITO EVIDENCIAM AS AMOSTRAS QUE NÃO ATENDEM AO INTERVALO
PROPOSTO............................................................................................................. ....................................49
TABELA 5 – RESULTADOS PARA AS RAZÕES IÔNICAS CALCULADAS PARA CADA AMOSTRA
COLETADA....................................................................................................................................... ..........51
CAPÍTULO 2
TABELA 1 – RESULTADOS DAS ANÁLISES DAS AMOSTRAS CONSIDERANDO ALGUNS CONSTITUINTES QUÍMICOS PRINCIPAIS
VERSUS OS PADRÕES PARA QUALIDADE. AS AMOSTRAS ESTÃO DISPOSTAS DE MONTANTE PARA JUSANTE DAS SUB-
BACIAS. AS AMOSTRAS FORAM COLETADAS ENTRE JUL-AGO DE 2016. ................................................................ 79 TABELA 2 - RESULTADOS PARA QUALIDADE DAS AMOSTRAS LEVANDO EM CONSIDERAÇÃO OS ÍONS MAIORES E A PORTARIA
DE CONSOLIDAÇÃO 05/2017 ANEXO XX DO MINISTÉRIO DA SAÚDE. AS AMOSTRAS ESTÃO DISPOSTAS DE
MONTANTE PARA JUSANTE DE CADA SUB-BACIA. AS AMOSTRAS FORAM REALIZADAS ENTRE JUL-AGO DE 2016. .... 81 TABELA 3 - POTABILIDADE E POSSÍVEIS USOS PARA AS ÁGUAS A PARTIR DAS ANÁLISES DAS AMOSTRAS. AS AMOSTRAS ESTÃO
DISPOSTAS DE MONTANTE PARA JUSANTE DE CADA SUB-BACIA. ......................................................................... 83 TABELA 4 - CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO USO DAS ÁGUAS AMOSTRADAS BASEADO NA METODOLOGIA DA USSL. OS PONTOS
ESTÃO DISPOSTOS DE MONTANTE PARA JUSANTE DE CADA SUB-BACIA. .............................................................. 87 TABELA 5 – SUMÁRIO DAS CONCLUSÕES ENCONTRADAS NO TRABALHO À LUZ DAS RESOLUÇÕES, PORTARIA E DEMAIS
CLASSIFICAÇÕES UTILIZADAS COMO BASE. OS PONTOS ESTÃO DISPOSTOS DE MONTANTE PARA JUSANTE DE CADA
SUB-BACIA. ..................................................................................................................................................... 88 TABELA 6 – RESULTADOS OBTIDOS PARA METAIS TRAÇO A PARTIR DAS AMOSTRAS COLETADAS. OS PONTOS ESTÃO
DISPOSTOS DE MONTANTE PARA JUSANTE DE CADA SUB-BACIA. ......................................................................... 88
CAPÍTULO 3
TABELA 1 – ELEMENTOS MAIORES, MENORES (INCLUI ENXOFRE), CARBONATO (CARB), MATÉRIA ORGÂNICA
(M.O.), PERDA AO FOGO (P.F.) E CONCENTRAÇÃO DE METAIS EM SEDIMENTOS DE CORPOS DE ÁGUA
SUPERFICIAL E SUBTERRÂNEA NAS SUB-BACIAS DOS RIOS GUAJIRU E DO MUDO, BACIA HIDROGRÁFICA
DO RIO DOCE/RN............................................................................................................................................ ...........103
TABELA 2 – RESULTADOS DA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DOS SEDIMENTOS AMOSTRADOS. OS RESULTADOS
SÃO DADOS EM PORCENTAGEM DA FRAÇÃO ENCONTRADA NA ALÍQUOTA. OS PONTOS ESTÃO
ORGANIZADOS DE MONTANTE PARA JUSANTE DE CADA SUB-
BACIA...........................................................................................................................................................................105
TABELA 3 – ELEMENTOS SELECIONADOS ENCONTRADOS EM PEQUENAS QUANTIDADES EM MINERAIS COMUNS
FORMADORES DE ROCHAS ÍGNEAS, E RELATIVA ESTABILIDADE DOS MINERAIS. OS MINERAIS
APRESENTADOS SÃO OS PRESENTES NA SUÍTE INTRUSIVA EQUIGRANULAR CALCIO-ALCALINA DE ALTO-
K....................................................................................................................................................................... .............108
TABELA 4 – MÉDIAS DE ELEMENTOS MAIORES PARA GRUPO DE AMOSTRAS DA SUB-BACIA DO MUDO E SUB-
BACIA DO RIO GUAJIRU EM COMPARAÇÃO COM A QUÍMICA DOS GRANITOS DA REGIÃO. VARIAÇÃO DADA
PARA O GRUPO DE AMOSTRAS DO DO MUDO EM RELAÇÃO AOS DADOS DE NASCIMENTOS ET AL.
(2015).............................................................................................................. ..............................................................109
TABELA 5 – ABUNDÂNCIA DE ALGUNS ELEMENTOS MENORES E TRAÇOS DISTRIBUÍDOS EM ALGUNS
COMPARTIMENTOS DA CROSTA, E MÉDIAS DESSES ELEMENTOS NOS SEDIMENTOS AMOSTRADOS NO RIO
DO MUDO E RIO GUAJIRU. AS CONCENTRAÇÕES SÃO DADAS EM
PPM............................................................................................................ ..................................................................114
SUMÁRIO
1. NTRODUÇÃO GERAL E REVISÃO DA LITERATURA FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
............................................................................................................................................................... 15
2. CARACTERIZAÇÃO GERAL DA ÁREA DE ESTUDO ...................................................... 18
2.3 CARACTERIZAÇÃO DOS PONTOS ................................................................................. 22
2.3.1 Ponto M32 ..................................................................................................................... 24
2.3.2 Ponto M18 ..................................................................................................................... 25
2.3.3 Ponto M17 ..................................................................................................................... 25
2.3.4 Ponto M22 ..................................................................................................................... 26
2.3.5 Ponto M49 ..................................................................................................................... 27
2.3.6 Ponto M36 ..................................................................................................................... 27
2.3.7 Ponto M42 ..................................................................................................................... 28
2.3.8 Ponto M35 ..................................................................................................................... 29
3. METODOLOGIA GERAL ........................................................................................................ 29
3.1. LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO ................................................................................... 29
3.2. AMOSTRAGEM E PROCEDIMENTOS LABORATORIAIS ................................................ 30
3.3. AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DOS RESULTADOS ......................................................... 34
3.3.1 Balanço iônico ............................................................................................................... 34
3.3.2 Razão STD medido/STD calculado .............................................................................. 35
3.4 SÓLIDOS TOTAIS DISSOLVIDOS (STD) ........................................................................ 36
3.5 RAZÃO IÔNICA .................................................................................................................. 36
3.6 DIAGRAMAS HIDROQUÍMICOS ..................................................................................... 37
3.6.1 Diagramas de Piper ....................................................................................................... 38
3.6.2 Diagrama de Stiff .......................................................................................................... 38
3.6.3 Diagramas Radiais ......................................................................................................... 38
CAPÍTULO 1 – Caracterização hidroquímica de águas superficiais em pontos do alto e médio
cursos dos rios Guajiru e do Mudo, Bacia Hidrográfica do rio Doce/RN. ..................................... 40
CAPÍTULO 2 – Qualidade e usos de águas superficiais nos alto e médio cursos dos Rios Guajiru
e Do Mudo, Bacia do Rio Doce/RN. ................................................................................................... 70
CAPÍTULO 3 – Avaliação dos sedimentos de fundo em pontos dos Rios Guajiru e Do Mudo,
Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN. ................................................................................................. 97
4. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ............................................................................... 122
5. REFERÊNCIAS GERAIS ........................................................................................................ 125
APÊNDICES ...................................................................................................................................... 128
15
1. INTRODUÇÃO GERAL E REVISÃO DA LITERATURA FUNDAMENTAÇÃO
TEÓRICA
As Bacias hidrográficas integram o conjunto de superfícies delimitadas pelos divisores
topográficos e são constituídas por canais e tributários, que drenam a pluviosidade, os
sedimentos e as substâncias dissolvidas para um canal principal, cuja vazão converge numa
saída única (LIMA, 1976). Elas compõem um sistema natural aberto, sujeito às ações das
condições naturais e antrópicas (CUNHA E GUERRA, 2012).
Por outro lado, a atividade humana nas proximidades de lagos e rios têm influência
direta nas características físico-químicas das águas. A poluição dos rios, o lançamento de
efluentes gerados pelas diversas atividades humanas, bem como interferências no fluxo de água
nas bacias hidrográficas podem alterar drasticamente a composição química e o ecossistema de
um meio natural.
Os solos também são importantes. O fato de se comportarem como um filtro e/ou fonte
de contaminantes para corpos d’água e poder se constituir em via de dispersão desses para a
cadeia alimentar, fez com que aumentasse a necessidade de se conhecer a dinâmica destes
elementos no sistema (BIONDI, 2010).
Metais pesados nos solos são derivados de fontes naturais, mas podem ter sua
concentração alterada por atividades antrópicas. A concentração de metais nos solos varia
regionalmente com a litologia subjacente e localmente com a pedogênese e o regolito
intemperizado (BURAK et al., 2010).
A contaminação do meio por metais traços está intrinsicamente relacionada com a
condição de vida das populações. Como a maior parte das emissões é liberada para a atmosfera,
onde os diversos animais vivem e respiram, é relatado um grande aumento na ocorrência de
problemas de saúde ligados a exposição excessiva de metais pesados, tais como o
envenenamento por chumbo, a doença denominada itai-itai ligada ao cádmio, assim como o
aumento da carcinogênese relacionada ao cromo e ao níquel (CALLENDER, 2003).
Hem (1986) observou, em estudo das águas naturais correntes em sedimentos, que uma
grande fonte de minerais dissolvidos na água é a assembleia mineral das rochas próximas a
superfície. A composição das rochas, a pureza e tamanho dos cristais minerais, a textura e
porosidade da rocha, a estrutura regional, o grau de fissuramento, o tempo de exposição e outros
fatores devem influenciar a composição da água que passa sobre e através da rocha.
16
A Bacia Hidrográfica do Rio Doce é uma das 14 principais bacias1 do Estado do Rio
Grande do Norte, ocupando uma área de aproximadamente 387 Km2. Os afluentes que lhe dão
origem são o Rio Guajiru, Rio do Mudo, Rio Doce e a Lagoa de Extremoz (SERHID, 2006).
Sendo um manancial de água doce, sua conservação é estratégica para o abastecimento da
região metropolitana de Natal.
Faustino et al. (2014) relatam que a Bacia Hidrográfica do Rio Doce vem enfrentando,
nos últimos 40 anos, modificações ambientais significativas, resultantes do desmatamento e da
rápida ocupação humana. Há demanda hídrica para abastecimento doméstico e industrial,
problemas de erosão dos solos, e de poluição da água por rejeitos industriais.
Em busca da preservação, melhoria e recuperação da qualidade ambiental foram criadas
em Natal-RN dez Zonas de Proteção Ambiental (ZPA-1 à ZPA-10), sendo essas definidas como
áreas nas quais as características do meio físico restringem o uso e ocupação do solo urbano,
visando a proteção, manutenção e recuperação dos aspectos paisagísticos, históricos,
arqueológicos e científicos (SEMURB, 2008).
A ZPA-9, que está localizada em Natal na região norte, está totalmente inserida dentro
da Bacia Hidrográfica do Rio Doce. Apesar das ZPAs terem sido instituídas desde 1992,
algumas ainda não foram regulamentadas, como é o caso da ZPA-9, dificultando a proteção
dessas zonas de proteção (PLANO DIRETOR, 2007).
Em vista do exposto, a questão que se levanta é se os parâmetros físico-químicos e os
metais traços dosados em água e sedimentos da bacia hidrográfica do Rio Doce estão
relacionados às rochas e solos que compõe o substrato rochoso da área ou a outro fator.
Oliveira (2006), estudando a lagoa de Extremoz, utilizando parâmetros químicos, físicos
e biológicos, mostrou que a qualidade da água se mostra boa; entretanto alguns pontos apontam
elevação em metais traços. Soares (2006) em diagnóstico ambiental da ZPA-9, utilizou
indicadores de qualidade da água e de poluição; os resultados mostraram qualidade para
potabilidade ruim a boa, enquanto para metais em sedimentos, os resultados evidenciaram
IGEO (Índice de Geoacumulação) de Não a Muito Poluído. Paiva (2012) estudando sedimentos
do baixo curso do Rio Doce, utilizou indicadores de poluição; seus resultados mostram aporte
e enriquecimento antropogênico para certos elementos. Azevedo Filho (2012), em estudos
quimiométricos e índices químicos em toda a bacia, separou metais traço por origem geogênica
e antropogênica, e mostrou os sedimentos de fundo como não poluídos a moderadamente
poluídos.
1 Segundo o IGARN as principais bacias hidrográficas do RN são a Apodi-Mossoró, Piranhas-Açu, Boqueirão,
Punaú, Maxaranguape, Ceará-Mirim, Rio Doce, Potengi, Pirangi, Trairi, Jacú, Catu, Curimataú e Guajú.
17
Este trabalho teve objetivo avaliar a relação da litologia e dos sedimentos aquáticos com
os parâmetros físicos e químicos da água, incluindo a presença dos elementos traços; isto foi
avaliado em alguns pontos dos rios Guajiru e do Mudo. Esses pontos foram escolhidos em
função dos poucos estudos encontrados na bibliografia sobre o alto e médio cursos das sub-
bacias; também, os locais visitados são utilizados como fonte de abastecimento das populações
locais para algumas atividades.
Como objetivos específicos têm-se:
• Classificar hidroquimicamente os corpos d’água, com base em diagramas de
Piper, Stiff e Radiais;
• Avaliar as condições de potabilidade dos mesmos com base nas Resoluções
CONAMA 357/2005 e 396/2008, e Portaria de Consolidação 05/2017 Anexo
XX do Ministério da Saúde;
• Definir possíveis usos dessas águas superficiais, com base na Resolução
CONAMA 396/2008;
• Relacionar a presença de elementos traços nas águas com o substrato geológico
da área e/ou com atividades antrópicas;
• Caracterizar os sedimentos dos reservatórios hídricos visitados.
Em atendimento aos objetivos e conforme padronização estabelecida pelo Programa,
esta Dissertação se encontra composta por esta Introdução geral, uma Caracterização geral da
Área de estudo, Metodologia Geral empregada para a dissertação e por três capítulos que
correspondem a artigos científicos. O Cap. 1, intitulado “Caracterização hidroquímica de águas
superficiais em pontos do alto e médio cursos dos rios Guajiru e do Mudo, Bacia Hidrográfica
do Rio Doce/RN”, está submetido ao periódico Pesquisas em Geociências (ISSN 1518-2398)
e, portanto, está formatado conforme este periódico (Normas no site:
http://www.ufrgs.br/igeo/pesquisas/i.html). O Cap. 2, intitulado “Qualidade e usos de águas
superficiais nos alto e médio cursos dos Rios Guajiru e Do Mudo, Bacia do Rio Doce/RN”, está
submetido ao periódico Gaia Scientia (ISSN 0940-5550) e, portanto, está formatado conforme
este periódico (Normas no site:
http://www.periodicos.ufpb.br/index.php/gaia/about/submissions#onlineSubmissions). O
capítulo 3 apresenta o trabalho “Avaliação dos sedimentos de fundo em pontos dos Rios Guajiru
e Do Mudo, Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN”, ainda não submetido. Nos Apêndices são
encontrados diagramas de Stiff e radiais, além dos resultados completos para as análises de
água.
18
2. CARACTERIZAÇÃO GERAL DA ÁREA DE ESTUDO
A Bacia Hidrográfica do Rio Doce localiza-se no Rio Grande do Norte, entre as
coordenadas UTM Zona 25M 207330.15m e 255853.39m Leste, e UTM Zona 25M
9375404.03m 9375606.27m Norte, com área de 387 km2, abrangendo os municípios de Taipu,
Ielmo Marinho, Ceará-Mirim, São Gonçalo do Amarante, Extremoz e Natal (SERHID, 1998).
O Rio Doce tem origem na Lagoa de Extremoz, e esta, por sua vez, é abastecida no braço norte
pelo Rio do Mudo e no braço sul pelo Rio Guajiru. Estes rios contribuem com um volume de
água médio de 0,28 m3/s e 0,26 m3/s, respectivamente. A jusante a lagoa desemboca no
mencionado Rio Doce. Além da drenagem de água superficial, toda a bacia recebe uma
contribuição significativa das águas subterrâneas do Aquífero Barreiras (SERHID, 2014).
A bacia se limita a Norte e Noroeste com a bacia hidrográfica do rio Ceará Mirim, a Sul
e Sudoeste com a bacia hidrográfica do rio Potengi, e a Leste o limite é o Oceano Atlântico.
Inclui em seu domínio o Distrito Industrial de Extremoz, e um dos principais mananciais de
água doce do superficial do estado, a Lagoa de Extremoz, sendo utilizada para abastecimento
público da Zona Norte de Natal, nos projetos de irrigação e atende a função de harmonia
paisagística e de atividades recreativas da região.
Dentro dessa bacia foi delimitada a área desse estudo, ocupando porções do médio e
alto curso das sub-bacias do Rio Guajiru e Rio do Mudo. A área localiza-se entre as coordenadas
UTM Zona 25M 212528m e 239734m Leste; 9360645m e 9376500m Norte (Figura 3).
Visando a preservação, melhoria e recuperação da qualidade ambiental foram criadas
em Natal dez Zonas de Proteção Ambiental (ZPA), definidas como áreas nas quais as
características do meio físico restringem o uso e ocupação do solo urbano, visando a proteção,
manutenção e recuperação dos aspectos paisagísticos, históricos, arqueológicos e científicos
(SEMURB, 2008).
A ZPA-9, a norte de Natal, está totalmente inserida dentro da bacia hidrográfica do Rio
Doce. Apesar das ZPAs terem sido instituídas desde 1992, algumas não foram regulamentadas,
caso da ZPA-9, dificultando a sua proteção (PLANO DIRETOR, 2007). Segundo Azevedo
(2010) as vulnerabilidades ambientais têm origem na construção de residências próximo aos
cursos d’água, aproveitamento de rios e lagoas em algumas atividades, destinação inadequada
dos resíduos sólidos e líquidos, e em práticas culturais dos moradores.
2.1 CLIMA
Castro (2000) coloca o clima da região, de acordo com a classificação de Köppen, como
sendo do tipo As’, tropical chuvoso com verão seco.
19
Soares (2006), com dados da estação climatológica da UFRN (1984 a 2002), além de
dados de estação pluviométrica da Empresa de Pesquisa Agropecuária do RN (EMPARN) em
Jacumã, município de Ceará-Mirim, usando a classificação de Köppen, especificou o clima da
região também como do tipo “As”, sendo clima tropical chuvoso quente com verão seco. O
regime climático caracteriza-se por duas estações bem definidas: uma seca (meses com menos
de 60 mm), de setembro a fevereiro ou março, e uma chuvosa, meses de março a julho ou
agosto.
De um modo geral, as chuvas anuais médias de longo período decrescem do litoral para
o interior, passando de cerca de 1.400 mm na foz para 700 mm nas cabeceiras (IGARN, 2009)
Na região da Lagoa de Extremoz o clima varia de subsumido nos cursos médio e baixo
das bacias dos rios a úmido-seco, no alto curso dessas bacias (SERHID, 2004).
Segundo dados climatológicos da EMPARN, as chuvas nos últimos anos vêm ocorrendo
de forma bastante irregular. O gráfico visto na Figura 1 mostra que, no período de 2010 a 2017,
somente no ano de 2011 teve-se chuvas normais ou acima da média para alguns dos municípios
abrangidos pela bacia. A partir desse ano as chuvas foram escassas e irregulares (abaixo da
média) na maioria dos municípios da bacia (e por todo o estado do RN), até o momento da
amostragem em 2016. A região costeira leste, onde fica inserida a área de estudo, também sofre
condições similares às observadas para todo o estado.
Essas condições interferem nos cursos e reservatórios de águas superficiais e
subterrâneas, podendo alterar a disponibilidade de oferta e a qualidade dos recursos hídricos ao
longo do tempo; podem elevar a salinidade de reservatórios devido à menor quantidade de água
nestes.
Figura 1 – Variação das precipitações nos municípios abrangidos pela bacia hidrográfica
do Rio Doce no período de 2010 a 2016. A média para a chuvas normais nas microrregiões
que abrangem a bacia é segundo Neves et al. 2010. Média no período foi feita a partir das
médias de precipitação.
20
2.2 GEOLOGIA E HIDROGEOLOGIA
A geologia da bacia do Rio Doce (Figura 2) é constituída por depósitos colúvio-eluviais,
formados por materiais arenosos e areno-argilosos esbranquiçados e avermelhados, que se
estendem desde o baixo até o médio curso. Há ocorrência do Grupo Barreiras, constituído por
rochas sedimentares, representadas por arenitos finos a grossos, com grãos angulosos, e por
argilitos cinza-avermelhados e amarelados. Essas rochas estendem-se do baixo até o médio
curso da bacia. No extremo oeste da área, no alto curso da bacia, ocorrem rochas graníticas
pertencentes à suíte intrusiva Dona Inês (Angelim et al., 2006).
A área de estudo é abrangida pelas folhas Natal e João Câmara na escala de 1:100.000
(CPRM, 2012 e 2013). Nelas é possível observar a Suíte Intrusiva Dona Inês, formada por
granitos alcalinos, e a Formação Seridó, constituída essencialmente por micaxistos, no alto
curso da bacia. Acompanhando essas unidades existe uma faixa dos arenitos da Formação Açu,
além de porções do Grupo Barreiras e depósitos aluvionares. O médio e baixo curso da bacia
são dominados essencialmente por sedimentos recentes aluvionares e coluviais (Figura 2).
Hidrogeologicamente a área está inserido no contexto do Domínio Hidrogeológico
Fissural, mais a oeste e sul, que é composto de rochas do embasamento cristalino, expresso nas
rochas do Complexo João Câmara, da Formação Seridó e na Suíte Intrusiva Dona Inês. Também
no contexto dos domínios Cárstico-fissural e Intersticial, mais a leste e a norte, que são
compostos, respectivamente, por rochas calcárias da Formação Jandaíra; e por rochas
sedimentares da Formação Barreiras, Formação Açu, Depósitos Aluvionares, Depósitos
Colúvio-eluviais, Depósitos Litorâneos e das Dunas Inativas, por exemplo (CPRM, 2005).
21
Figura 2 – Mapa geológico da bacia hidrográfica do Rio Doce, formada pelos tributários Rio Guajiru, Rio Do Mudo e Rio Doce, mostrando os
compartimentos geológicos aflorantes.
Lagoa de Extremoz
22
2.3 CARACTERIZAÇÃO DOS PONTOS
Dentro da área de abrangência da bacia foi definida uma área para pesquisa, delimitada
englobando o médio e alto curso das sub-bacias do Rio do Mudo e Rio Guajiru. Como
mencionado anteriormente na bacia do Rio Doce está presente um dos importantes mananciais
de águas doces do RN, a Lagoa de Extremoz.
Foram selecionados oito (8) pontos para amostragem de água e sedimentos ao longo
das duas sub-bacias que compõem a bacia hidrográfica do Rio Doce. Quatro desses pontos estão
no Rio do Mudo, os pontos M17, M18, M22 e M32, e quatro no Rio Guajiru, os pontos M35,
M36, M42 e M49 (Figura 3). As coordenadas de cada ponto foram adquiridas com GPS do
modelo eTrex® 10, marca Garmin, utilizando o Datum SIRGAS 2000, UTM zona 25M. As
coordenadas podem ser vistas na Tabela 1.
Desses pontos escolhidos alguns representam essencialmente acumulações superficiais
(M17, M18 e M32). Entretanto, alguns são emanações naturais (M35) ou artificiais (M22) dos
aquíferos que compõe o substrato da bacia, ou ainda sofrem influência desses aquíferos com
recargas provenientes dos mesmos (M36, M42 e M49).
A seguir serão apresentados esses pontos com algumas de suas características na ordem
do fluxo de cada rio, ou seja, de montante para jusante das sub-bacias.
Tabela 1 - Coordenadas dos pontos escolhidos para coleta de amostras desse trabalho.
Amostras UTM_E UTM_N Característica Município
Do
Mu
do
M17 219602.07 9372029.68 Barreiro pequeno Taipú
M18 219600.00 9370305.00 Barramento Ceará Mirim
M22 229198.00 9373299.00 Piscina artificial Ceará Mirim
M32 214201.00 9368153.00 Barramento Taipú
Gu
aji
ru M35 237434.00 9366301.00 Olheiro Ceará Mirim
M36 229153.00 9365119.00 Lagoa perene São G. do Amarante
M42 233094.00 9365004.00 Barramento São G. do Amarante
M49 224737.25 9367046.60 Barramento Ielmo Marinho
23
Figura 3 - Mapa de localização da bacia hidrográfica do rio Doce, composta pelos tributários Rio Guajiru, Rio Do Mudo e Rio Doce. Estado do
Rio Grande do Norte, Nordeste do Brasil.
Mapa de Localização da Bacia Hidrográfica do rio Doce/RN
Rio Guajiru
Lagoa de Extremoz
24
2.3.1 Ponto M32
O acesso se dá pela BR-406, sentido Taipu, em estrada carroçável relativamente
próxima a essa cidade, seguindo sentido sul. Trata-se de um barramento a beira de estrada
no alto curso do Rio do Mudo, sendo um represamento de córregos que provém das
nascentes. Esse ponto, nas primeiras visitas a área, apresentava águas de coloração
avermelhada. Quando visitado em abril de 2017 apresentava quantidade menor de água,
com turbidez elevada. Durante as visitas à área foi observada sua utilização para
dessedentação animal. Geologicamente, é um ponto em área de exposição da Suíte
Intrusiva Dona Inês, com afloramentos de rochas graníticas onde a água está acumulada
e no entorno; os granitos são semelhantes aos que afloram em M17 e M18. A vegetação
no entorno se mostrou escassa e com espécies típicas da caatinga. O solo tem
características quartzosas, de coloração bege, aparentando ser um solo jovem sem muita
matéria orgânica. As residências mais próximas se encontram a cerca de 160m de
distância (Figura 4 A).
(A) (B)
(C) Figura 4 - Área de coleta da amostra M32. Trata-se de uma acumulação superficial de pequeno porte, gerada por
barramento de um córrego e utilizada para dessedentação animal (A-C). O acesso pode ser feito por meio de estrada
carroçável que passa sobre a parede do barramento. O aspecto do solo é quartzoso (B).
25
2.3.2 Ponto M18
Este ponto se encontra inserido dentro de comunidade de Primeira Lagoa, a cerca
de 1,5 km do ponto M17, seguindo pela mesma estrada (carroçável a partir da BR-406),
no sentido sul. Ocorrem habitações a cerca de 160m de distância do ponto de amostragem.
À semelhança do ponto anterior o contexto geológico está relacionado aos granitos Dona
Inês (Figura 5 C e D). Não há vegetação expressiva no entorno do ponto de amostragem,
sendo a encontrada típica do ambiente da caatinga. Trata-se de um local de pastagem de
animais de pequeno porte (Figura 5 B). O solo se mostra predominantemente quartzoso
nas partes superficiais, jovem, de coloração bege e sem horizonte de matéria orgânica
expressivo (Figura 5 A).
(A) (B)
(C) (D) Figura 5 - Área de coleta da amostra M18. Trata-se de uma acumulação de água superficial de médio porte, gerada por
barramento de um córrego e utilizada para dessedentação animal (A-B). Vários afloramentos de granitos da Suíte Dona
Inês são encontrados na área (C e D), mostrando aspecto porfirítico, com fenocristais de K-feldspato (D). Havia água no
período de amostragem, porém quando do registro das imagens, se encontrava sem acumulação de água superficial.
2.3.3 Ponto M17
Esse ponto se localiza às margens de uma estrada carroçável que se encontra com
a BR-406 e prossegue sentido sul, sendo um barreiro pequeno (Figura 6 A). O mesmo se
localiza próximo a assentamentos rurais, com habitações a cerca de 150m de distância.
26
Geologicamente está inserido dentro do contexto do contexto da Suíte Intrusiva Dona
Inês, composta por granitos (Figura 6 C e D). Também, está próximo a transição entre
os arenitos da Formação Açu e os granitos Dona Inês (Figura 1). É possível observar
vários afloramentos de granito nas proximidades do ponto de coleta. A vegetação
encontrada é típica de caatinga, no entanto se mostrando escassa. O solo é arenoso nas
partes superficiais, e com características de um solo ainda jovem, composto em sua
maioria por grãos de quartzo (Figura 6 A e B).
(A) (B)
(C) (D) Figura 6 - Área de coleta da amostra M17. Trata-se de uma acumulação superficial de pequeno porte utilizada para
dessedentação animal (A). Vários afloramentos de granitos da Suíte Dona Inês são encontrados na área (B e D),
mostrando seu aspecto equigranular, com K-feldspato (C).
2.3.4 Ponto M22
Partindo de Ceará Mirim o acesso ao ponto pode ser feito pela RN-064, sentido
sul. Sua localização está próxima ao leito do Rio do Mudo. Ponto de afloramento artificial
do aquífero aluvionar, gerado pela abertura de uma piscina construída em um declive no
sentido do leito do Rio do Mudo; as paredes são feitas de alvenaria, deixando o piso em
areia para a água aflorar. A área de amostragem se encontra sobre influência humana por
27
ser utilizada para recreação. Além disso, a cerca de 50m a 100m, em nível
topograficamente superior, há habitações e criações de animais. Apesar de o solo no fundo
dessa piscina se mostrar arenoso, nas proximidades se mostra areno-argiloso, mais
característico de áreas alagadiças. Quanto à vegetação, se mostra rasteira gramínea, de
áreas alagadas, com algumas árvores frutíferas.
2.3.5 Ponto M49
O local de amostragem pode ser acessado pela RN-064 sentido Sudoeste, partindo
da cidade de Ceará Mirim. É um local no alto curso do Rio Guajiru, próximo a região de
nascente. Devido a estar em uma depressão topográfica provavelmente se trata de
afloramento do aquífero aluvionar. A cerca de 150m de distância da lagoa existem
habitações de um assentamento rural, e plantação de hortaliças, com prática de agricultura
familiar por parte da comunidade. A vegetação é relativamente escassa predominando
gramíneas, sendo a área utilizada como pasto. Geologicamente, a área está inserida dentro
do contexto de coberturas aluvionares. O solo é arenoso de coloração esbranquiçada, com
pouca matéria orgânica. Próximo a lagoa principal existe um “olheiro”, a cerca de 200
metros. O local do olheiro foi escavado, com o objetivo de atingir o nível freático (Figura
7).
(A)
(B) Figura 7 - Área de coleta da amostra M49. Afloramento natural do lençol freático (A). Região mostrando vegetação
escassa, sendo utilizado como pasto; o solo é arenoso composto essencialmente por quartzo (B). No canto esquerdo da
figura (B) se veem árvores onde encontra-se um olheiro de água (ver seta).
2.3.6 Ponto M36
O acesso a este ponto é feito a partir de Natal, pela BR-406, tomando em seguida
a estrada da comunidade de Maçaranduba no sentido Serrinha, pela RN-311. Trata-se de
uma lagoa perene no centro da comunidade de Serrinha, com ocupação humana em seu
entorno. À cerca de 400m a sudeste, encontra-se área de lavra para produção de brita e
28
pedras de cantaria (pedreiras). Pontos mais próximos de habitação não passam de 30m de
distância das margens da lagoa. A lagoa é um afloramento natural do aquífero, que nessa
porção da bacia, deve ser um misto de aquífero Intersticial e aquífero Cristalino (fissural).
É bastante utilizada pela população para fins recreativos. Geologicamente, o ponto está
inserido dentro do contexto da Suíte Intrusiva Dona Inês, composta por granitos alcalinos
equigranulares. O solo se mostra arenoso com predominância de grãos de quartzo. A
vegetação é escassa no entorno, sendo de gramíneas e árvores frutíferas (Figura 8).
(A) (B)
(C) (D) Figura 8 - Área de coleta da amostra M36. Trata-se de uma lagoa perene de médio porte, gerada por afloramento do
lençol freático (A-B). Na porção SE da lagoa é possível observar a existência de atividade de mineração na forma de
pedreiras de brita (B). Há ocupação humana no entorno da lagoa, como bares e casas (C), sendo a mesma usada também
para fins recreativos (D).
2.3.7 Ponto M42
O ponto pode ser acessado pela RN-311, seguindo pela mesma estrada que dá
acesso a Serrinha. O acúmulo de água se dá por um barramento próximo ao curso do Rio
Guajiru. Deve haver influência do aquífero intersticial no acúmulo de água, como é
comum nessa bacia. O solo é predominantemente arenoso de coloração bege. Ocorre
29
vegetação arbustiva e arbórea expressiva no entorno desse ponto. Em um dos dias de
campo se observou um grupo de pessoas coletando água em recipientes plásticos. A 150m
de distância há residências, além de um assentamento do Movimento dos Trabalhadores
Rurais Sem Terra (MST) nas proximidades (Figura 9).
(A) (B) Figura 9 - Área de coleta da amostra M42. Trata-se de um barramento de médio porte, gerado por represamento (A-B). É possível
observar o aspecto da vegetação arbustiva e arbórea presente no entorno do corpo d’água amostrado.
2.3.8 Ponto M35
O Ponto se encontra dentro de propriedade privada às margens do Rio Guajiru, na
comunidade de Maçaranduba; o acesso pode ser feito pela BR-406 sentido Noroeste,
entrando pela RN-311 sentido Oeste, seguindo em direção a comunidade Serrinha. Trata-
se de um afloramento natural do aquífero Barreiras em encosta de elevação composta por
material coluvial. Geologicamente, está inserido dentro do contexto do Grupo Barreiras.
A vegetação, é arbórea e de gramíneas. A área é utilizada como pasto para animais de
pequeno porte. O solo se mostra areno-argiloso com alguma matéria orgânica presente.
A cerca de 200m do ponto de coleta se encontram habitações, em nível topograficamente
mais elevado. O local é utilizado para fins recreativos; a nascente foi aprofundada com
máquina escavadeira, com o objetivo de aumentar a vazão no local; o efeito observado
foi o comprometimento da nascente.
3. METODOLOGIA GERAL
3.1. LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO
Na parte inicial da pesquisa foi feita uma compilação dos trabalhos escritos e os
relatos cartográficos produzidos para área em tela, visando obter informações da geologia
30
da bacia hidrográfica, bem como das características físico-químicas de águas superficiais
e subterrâneas.
Para tanto, se recorreu a imagens de satélite, fotografias aéreas ou imagens de
radar para melhor reconhecimento do substrato.
3.2. AMOSTRAGEM E PROCEDIMENTOS LABORATORIAIS
Atividades de reconhecimento em campo foram desenvolvidas pela equipe no ano
de 2016 com o objetivo de localizar os limites da Bacia Hidrográfica do Rio Doce, bem
como pontos de acúmulo de água superficial, ou nascentes dos rios que compõe a bacia.
Essa atividade permitiu a aquisição de 67 pontos em GPS.
Após as atividades de reconhecimento em campo, foi definido escolher na bacia
oito pontos de coleta de amostras de água e sedimentos, dentro dos 67 disponíveis; quatro
no Rio do Mudo e quatro no Rio Guajiru, no médio a alto curso da bacia. Esses pontos
foram escolhidos em função dos poucos estudos encontrados na bibliografia sobre o alto e
médio das sub-bacias, sendo que essa região também contribui com o abastecimento das
populações locais para algumas atividades. Outro motivo é a facilidade de locomoção
dentro da área da pesquisa, pela proximidade dos pontos com vias de acesso, facilitando o
retorno ao laboratório destino das amostras e encurtando o tempo de campo e retorno, para
evitar a deterioração das amostras.
Em julho e agosto de 2016 (final do período chuvoso) foram coletados de
reservatórios naturais ao longo da bacia hidrográfica do Rio Doce, água e sedimentos para
ensaios físico-químicos, análises químicas e granulométricas.
As oito amostras de água coletadas no Rio Guajiru e no Rio do Mudo foram
encaminhadas para análises físico-químicas. Foi utilizada metodologia da Companhia
Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) e da Agência Nacional de Águas (ANA,
2011). Não se utilizou a coleta de amostras duplicatas.
As amostras de água foram coletadas em garrafas limpas de dois litros. Elas foram
armazenadas em recipientes plásticos, previamente esterilizados, constituídos de
Politereftalato de etileno (PET) e ou Polipropileno (PP). O transporte das amostras foi feito
em caixas isotérmicas refrigeradas, exceto as alíquotas coletadas para análise de oxigênio
dissolvido. As amostras de água foram imediatamente levadas a Empresa de Pesquisa
Agropecuária do Rio Grande do Norte (EMPARN). As amostras de sedimentos dos
mesmos pontos onde houve amostragem de água foram encaminhadas para o laboratório
de Geoquímica do Departamento de Geologia da UFRN.
31
No procedimento de coleta primeiramente é feita a ambientação do recipiente da
amostra, que consiste em lavá-lo com a água do local, sendo essa descartada fora da área
de coleta. Após a ambientação as garrafas são submersas totalmente até serem preenchidas
por água. As amostragens de água precedem a coleta de sedimentos, para não aumentar os
sedimentos em suspensão (Figura 10). Para análise de Oxigênio Dissolvido (O.D.) foram
coletadas amostras, uma para cada ponto de amostragem, utilizando frascos de vidro de
boca estreita com rolha de vidro esmerilhada. O método utilizado foi o de Winkler. Os
frascos são ambientados semelhantemente as garrafas plásticas, e submersos até serem
totalmente preenchidos, de forma a não formar bolhas dentro da garrafa de coleta. O
procedimento adotado para preservação dessas amostras é o de adicionar cerca de 2 a 3 ml
de sulfato manganoso seguido por 2 a 3 ml de azida sódica sem necessidade de refrigeração
após o procedimento. As amostras devem ser fechadas o mais rápido possível para evitar
aeração.
Para as características físico-químicas as amostras de água foram encaminhadas
ao Laboratório de Análise de Solo, Água e Planta da Empresa de Pesquisa Agropecuária
do Rio Grande do Norte (EMPARN). Foi aplicada a metodologia de análises baseadas na
Standand Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th ed. 1998.
Quanto aos sedimentos, os mesmos foram coletados em potes plásticos de cerca
de um quilograma de capacidade, sendo acondicionados sem necessidade de resfriamento.
Nessa coleta primeiramente se retira a camada superficial dos sedimentos, caso haja
excesso de matéria orgânica. Como as análises podem visar identificar a presença de
elementos metálicos, a coleta é efetuada com ajuda de pás plásticas para não contaminar a
amostra (Figura 10).
(A) (B)
Figura 10 – Procedimento de coleta das amostras de água e sedimento. Em A imersão das garrafas PET para coleta de água
após ambientação. Em B coleta de sedimentos de fundo em potes plásticos de cerca de um quilograma de capacidade.
32
O sedimento encaminhado ao Laboratório de Geoquímica da UFRN foi
distribuído em bandejas de vidro e levado a estufa, onde é aquecido a 100ºC durante 24
horas. Após este processo de secagem, a amostra é destorroada, triada (para remoção de
fragmentos indesejados), quarteada, e separada em oito alíquotas de 30g por amostra para
posteriormente serem feitas análises granulométricas, de teor de carbonato (CaCO3), teor
de matéria orgânica, análises químicas de elementos maiores, menores e traços (Quadro
1 - A a D).
O teor de CaCO3 é obtido a partir de ataque com ácido acético (CH3COOH) a 4%
em 10g de sedimento (Quadro 1 - E e F). No final do procedimento a massa perdida
corresponde ao carbonato digerido pelo ácido (Hermann, 1975).
Para determinação do teor de matéria orgânica (M.O.), 10g de amostras são postos
em cadinhos de cerâmica e levados a mufla por 5 horas a 600ºC. O valor perdido após
este evento é a quantidade de matéria orgânica que foi incinerada, deixando apenas os
minerais presentes no sedimento (Quadro 1 G e H).
A caracterização granulométrica consiste no peneiramento de 30g das amostras
de sedimento, em agitador automático durante 15 minutos. Foram utilizadas peneiras de
aço inoxidável com malhas de >9#, >28#, >48#, >250# e <250# (Escala Tyler), dividindo
o sedimento respectivamente em cascalho e areia grossa, areia média e fina, areia muito
fina e silte e argila. O peso retido em cada peneira é aferido e a fração granulométrica que
tiver a maior massa indica a predominância granulométrica do sedimento (Quadro 1 G).
Os Elementos maiores e menores foram analisados utilizando espectrometria de
fluorescência de raios X em amostra total, em laboratório comercial (Centro de
Caracterização Minerais e Materiais – FRX Service LTDA). O enxofre foi analisado por
infravermelho. Carbonato, matéria orgânica e perda ao fogo foram analisados por
gravimetria. Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Ni, Cr e Cd foram analisados em solução (HCl 0,5N +
H2SO4 0,025N) por espectrofotometria de absorção atômica de chama (EAA) no
Laboratório de Análises de Solo, Água e Planta da Empresa de Pesquisa Agropecuária do
RN (EMPARN).
Para classificação e comparação dos distintos grupos de amostras quanto aos íons
dominantes foram feitos diagramas hidroquímicos de Piper, Stiff e Radiais, com auxílio
do software Qualigraf, (FUNCEME, 2017). O mesmo software foi utilizado para
classificação das águas quanto a salinidade, com base na quantidade de Sólidos Totais
33
Dissolvidos (STD), regida pela Resolução 357/2005 do CONAMA.
Quadro 1 – Imagens das diversas etapas da metodologia para preparação e análise dos sedimentos. (A) esquerda -
sedimento sobre a bancada no laboratório, acondicionado em potes plásticos. (A) direita - sedimento em travessa de
vidro para serem levado à estufa (B) para remoção da umidade. (C) fase de quarteamento das amostras para
separação em alíquotas de cerca de 30 g (D) para as posteriores análises. (E) béqueres com sedimentos e ácido
acético para análise de teor de carbonato. (F) procedimento de filtragem. (G) esquerda - conjunto de peneiras e
agitador utilizados para análise granulométrica. (G) direita - mufla com os cadinhos para análise dos teores de
matéria orgânica. (H) detalhe do aspecto dos cadinhos dentro da mufla.
(A) (B)
(C)
(D)
34
(E) (F)
(G)
(H)
3.3. AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DOS RESULTADOS
3.3.1 Balanço iônico
Segundo Cajazeiras (2007) o primeiro passo para a análise química é a realização
do balanço iônico, onde se verifica o erro analítico admissível para cada amostra. Numa
análise hidroquímica completa e correta, a soma dos cátions deve ser aproximadamente
igual à soma dos ânions para uma mesma amostra. Segundo Fenzl (1986) os valores acima
do erro permitido podem indicar:
• Erro analítico ou de cálculo (erros acumulados em cada uma das determinações
individuais);
• A presença de íons menores (já que só são analisados os íons maiores) ou águas
pouco mineralizadas, tais como águas de chuvas, etc.
35
O balanço iônico realizado pelo software Qualigraf realiza o cálculo do erro
prático (Ep%) por duas técnicas. Uma considerando os valores da Condutividade Elétrica
da água (C.E.), definido por Custódio e Llamas (1983), e outra levando em consideração
os valores dos somatórios dos cátions ou ânions, definido por Logan (1965). A Tabela 2
e a Tabela 3 indicam os intervalos assumidos para os erros práticos baseados no somatório
dos cátions ou ânions e na condutividade elétrica, respectivamente. A última coluna da
tabela de resultados fornecida pelo programa Qualigraf indica se há ou não problemas em
relação a amostra. O atendimento, ou não, dos coeficientes aos limites propostos, não
necessariamente invalida os resultados da análise. Outros elementos (elementos menores)
não computados na estimativa dos coeficientes podem interferir no resultado, assim como
os procedimentos laboratoriais empregados (análise química) podem mascarar esta
relação.
Tabela 2 - Intervalos propostos pelo software Qualigraf para análise do erro prático baseado no somatório
de cátions ou ânions. Ep faz referência ao Erro Prático permitido, em percentagem.
Σ Cátions
ou Ânions Σ < 1 1 ≥ Σ < 2 2 ≥ Σ < 6 6 ≥ Σ < 10 10 ≥ Σ < 30 30 > 30
Ep (%) 15 10 6 4 3 2 1
Tabela 3 - Intervalos propostos pelo software Qualigraf para análise do erro prático baseado na
condutividade elétrica. Ep faz referência ao Erro Prático permitido, em percentagem, e CE faz referência
a condutividade elétrica.
C.E µS/cm 50 ≥ CE < 200 200 ≥ CE < 500 500 ≥ CE < 2000 2.000 > 2.000
Ep (%) 30 10 8 4 < 4
3.3.2 Razão STD medido/STD calculado
Semelhante ao balanço iônico o STD pode ser utilizado para aferir a acuracidade
(exatidão) das análises. Recomendações da APHA et. al. (1998) estabelecem que a
concentração medida dos STD deve ser maior que a calculada porque um parâmetro que
contribua significativamente pode não ter sido incluído no cálculo. Se o valor medido for
menor que o calculado, o somatório dos íons maiores e o valor medido são suspeitos de
erros e a amostra deve ser reanalisada. Se a concentração medida dos sólidos for cerca de
20% maior que a calculada, a soma dos íons menores é suspeita e os constituintes
selecionados devem ser reanalisados. Uma razão aceitável é: 1 < STD medido/STD
calculado < 1,2.
36
3.4 SÓLIDOS TOTAIS DISSOLVIDOS (STD)
Esse parâmetro de análise está ligado ao peso total dos constituintes minerais
presentes na água, por unidade de volume. Sendo assim representa a concentração de todo
material dissolvido na água, seja ou não volátil.
Existem regulamentações nacionais, como por exemplo a Resolução do Conselho
Nacional do Meio Ambiente 357/2005 (CONAMA - Tabela 4), que se utilizam da
quantidade de sólidos totais dissolvidos na água para fazer uma classificação em termos
de serem doces, salobras ou salgadas, auxiliando assim em possíveis usos para as mesmas.
Tabela 4 – Intervalos propostos pelo Qualigraf para classificação de águas
quanto salinidade utilizando o conteúdo de sólidos totais dissolvidos e a
Resolução CONAMA 357/2005.
Tipo de Águas STD (mg/L)
Doce 0 – 500
Salobra 500 – 1500
Salgada > 1500
Na maioria das águas subterrâneas naturais, a C.E. da água, multiplicada por um
fator que varia entre 0.55 e 0.75, gera uma boa estimativa de STD (FEITOSA, 2008). No
software Qualigraf o valor para esse fator é um valor médio (0,65), que é considerado
bom principalmente para a região nordeste, de clima quente.
Entretanto, os valores de STD foram obtidos de forma analítica nos laboratórios
da EMPARN. O programa Qualigraf permite a introdução desses valores nas análises
para uma classificação mais precisa quanto aos STD, o que foi feito no presente estudo.
3.5 RAZÃO IÔNICA
O uso da razão iônica é importante na classificação e interpretação
hidrogeoquímica das águas. Os íons dissolvidos na água podem guardar uma relação
genética com o terreno por onde essa percolou, ou percola. A química da água reflete a
química do meio atravessado pela mesma. Estas relações são frequentemente designadas
como índices, em que todos os valores são expressos em meq/l, sendo indicado por “r”
(Tabela 5) (Adaptado de Hem, 1985).
Tabela 5 - Principais razões iônicas e seus respectivos significados.
Razão Iônica Variações Teóricas Significado
rMg+2/rCa+2
0,25-0,33 - Água de circulação em rocha de
composição granítica
0,33-1,5 - Águas continentais
>0,9 - Contato com água do mar ou fluxo
37
através de rocha básica; possível
influência de terrenos dolomíticos
>1 - Relação com litotipos ricos em
silicatos magnesianos
±5 - Água do mar
rCa+2/rMg+2
Ca/(HCO3 + SO4) >1
- Indicação de intrusão marinha
rK+/rNa+
0,02-0,025
0,09-0,6
- Água do mar
- Água de circulação em rocha
granítica
0,004-0,28 - Água doce
< 0,0876 - Água do mar
- Substituição de Na+ por Ca+ e Mg+2
- Precipitação de sais de Na+
- Fluxo através de rochas cristalinas ou
vulcânicas
rNa+/rCl- <0,7
>0,7
rCl-/rHCO3
0,5
0,1-0,5
20-50
- Fluxo normal para rochas cristalinas
- Águas continentais
- Água do mar
Fonte: Adaptado de Hem, 1985.
3.6 DIAGRAMAS HIDROQUÍMICOS
A análise e avaliação de dados hidroquímicos pode ser realizada por meio de
variadas técnicas existentes, que variam em função dos objetivos do estudo.
Os métodos gráficos escolhidos para verificar a relação, em termos químicos,
entre a química de minerais e rochas, influência humana nos recursos hídricos e as
características químicas das águas amostradas, incluíram diferentes diagramas de
concentrações de íons. Estas análises foram feitas com o auxílio do software grátis
Qualigraf, concebido para dar apoio na parte gráfica das análises mais usuais de qualidade
da água. Desenvolvido em 2001 como ferramenta de uso interno no Departamento de
Recursos Hídricos da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos
(FUNCEME), acabou por receber uma interface mais amigável e foi posto à disposição
do público em 2002, através do site da instituição. Em 2014, o programa foi atualizado,
mantendo a simplicidade do original, mas ampliando o leque de opções das análises
gráficas; hoje pode ser descarregado gratuitamente pelo site da instituição (FUNCEME,
2017).
Os métodos gráficos são ferramentas importantes para o entendimento do padrão
hidroquímico das águas, sua relação com a litologia do aquífero e os processos
hidroquímicos envolvidos na sua formação (GASTMANS, et al. 2005).
38
3.6.1 Diagramas de Piper
O diagrama de Piper é um diagrama hidroquímico utilizado, frequentemente,
quando se trabalha com grande número de análises químicas de água, servindo para
classificar e comparar os distintos grupos de águas quanto aos íons dominantes em
cálcica, cloretada, bicarbonatada, sódica, magnesiana, sulfatada ou mista (Santos, 2000).
Diagramas trilineares, como o diagrama de Piper apresentam graficamente as
concentrações em porcentagem para cada íon analisado, em diagramas triangulares,
constituindo-se numa das mais utilizadas representações gráficas para a classificação de
um conjunto de dados hidroquímicos (Custódio e Llamas, 1983)
No diagrama de Piper cada vértice dos triângulos inferiores representa 100% da
concentração de determinado cátion ou ânion. As percentagens de cada elemento são
plotadas nos triângulos inferiores, gerando um ponto. O prolongamento das retas
paralelas as faces dos triângulos inferiores geram uma intersecção no losango superior,
fornecendo a classificação hidroquímica da amostra em estudo (GASTMANS et. al.,
2005).
3.6.2 Diagrama de Stiff
Esse tipo de diagrama apresenta, de maneira distintiva, as principais
características hidroquímicas de uma amostra. Para a sua elaboração são utilizados quatro
eixos horizontais paralelos, que se estendem nas duas direções a partir de um eixo central
vertical. Esses eixos horizontais representam as concentrações iônicas.
São plotadas a esquerda e a direta do eixo central vertical as concentrações, em
miliequivalentes (meq), de cátions e ânions, respectivamente. Os pontos são unidos
gerando um polígono irregular que vai representar a amostra analisada.
Os resultados nos diagramas de Stiff são evidenciados através da formação de
figuras geométricas, sendo que a similaridade destas aponta para agrupamentos de
amostras segundo suas características químicas.
3.6.3 Diagramas Radiais
Semelhantes aos diagramas de Stiff, os diagramas radiais são figuras geométricas
que relacionam os teores dos principais íons de uma amostra de água. Esses diagramas
podem se apresentar bastante úteis para identificar águas com padrões semelhantes na
distribuição dos seus elementos, mostrando possibilidade de agrupamentos das amostras;
39
exibem tendências de comportamento das águas, por análise gráfica dos resultados. As
concentrações de cátions e ânions para cada amostra são dadas e plotadas em % de meq/L.
São geradas figuras hexagonais representativas de cada amostra.
Diagramas gerados por amostras (como Piper ou Stiff) podem ser inseridos em
mapa, permitindo observar a existência ou não de um “trend” (tendência) na região de
estudo.
A seguir são apresentados os capítulos que foram originados a partir da aplicação
da metodologia supracitada nesse tópico.
40
CAPÍTULO 1 – Caracterização hidroquímica de águas superficiais em
pontos do alto e médio cursos dos rios Guajiru e do Mudo, Bacia
Hidrográfica do rio Doce/RN.
Hydro chemical characterization of surface waters at points of the
upper and middle courses of the Guajiru and Mudo rivers, rio Doce
watershed/RN
Micael Batista Damasceno1, Raquel Franco Souza1,2, José Braz Diniz Filho2 & Vera
Lúcia Lopes de Castro3
ESTE ARTIGO FOI SUBMETIDO AO PERIÓDICO PESQUISAS EM GEOCIÊNCIAS E,
PORTANTO, ESTÁ FORMATADO DE ACORDO COM AS RECOMENDAÇÕES DESTA REVISTA
(VIDE HTTP://WWW.UFRGS.BR/IGEO/PESQUISAS/I.HTML)
(1) Programa de Pós-graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente, Universidade Federal
do Rio Grande do Norte. Campus Universitário Central, Lagoa Nova, CEP 59078-900, Natal,
Brasil. E-mail: [email protected].
(2) Departamento de Geologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Campus
Universitário, rua das Engenharias, s/n, Lagoa Nova, CEP 59078-970, Natal, Brasil. E-mail:
[email protected] e [email protected].
(3) Escola de Ciência e Tecnologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Campus
Universitário, s/n, Lagoa Nova, CEP 59078-970, Natal, Brasil. E-mail: [email protected].
Resumo. A Bacia Hidrográfica do rio Doce contém os tributários rio do Mudo e rio
Guajiru, que formam o rio Doce. É uma das principais bacias do Litoral Oriental do
Estado do Rio Grande do Norte, tendo em vista ser responsável pela implantação da
lagoa de Extremoz, a qual abastece parte da região metropolitana de Natal, RN. A
bacia vem sofrendo ao longo dos anos intensa pressão por parte da ocupação humana
e industrialização na região. Parte da região das nascentes compõe-se por rochas do
embasamento Pré-cambriano (e.g. granitos e gnaisses graníticos), predominando no
restante rochas sedimentares da Formação Barreiras e materiais Quaternários. Foram
estabelecidos oito pontos de amostragens no alto e médio curso das sub-bacias do
rio do Mudo e rio Guajiru, onde coletou-se água entre julho e agosto de 2016, com
o objetivo de classificar hidroquimicamente as mesmas e correlacionar suas
características com os aspectos litológicos. Para tanto se utilizou o software
Qualigraf. O diagrama de Piper classificou as amostras predominantemente como
cloretadas sódicas. Os diagramas de Stiff e Radiais mostram agrupamentos das
amostras, tendo relacionamento genético com as regiões de nascente. A partir dos
STDs as amostras foram classificadas predominantemente como salgadas e salobras.
As razões iônicas caracterizaram águas associadas a rochas cristalinas gnáissicas e
graníticas. Os diagramas de Gibbs mostraram a influência do processo de
evaporação/cristalização na química das águas. Em geral, portanto, as águas
estudadas (salgadas/salobras) nessa porção das nascentes demonstram ser
quimicamente muito distintas das águas superficiais do médio e baixo curso da bacia
hidrográfica, nos quais se tem águas doces/potáveis (usadas inclusive para consumo
humano), em função da perenização dos rios/vales efluentes com águas doces do
aquífero Barreiras.
41
Palavras-chave.: Diagramas Hidroquímicos; Razões Iônicas; Qualidade de Água
Abstract. The Doce river watershed contains the tributaries do Mudo River and
Guajiru River, that form the Doce River. It is one of the major basins of the Eastern
Coast of the Rio Grande do Norte State, as it is responsible for the implementation
of Extremoz Lagoon, which in turn supplies part of the metropolitan region of
Natal/RN. The watershed has suffered over the years intense pressure from the
human occupation and industrialization in the region. Part of the area of the springs
is composed by rocks of the pre-Cambrian basement (e.g. granites and granitic
gneisses), being predominat in the remaining area the sedimentary rocks of the
Barreiras Formation and Quaternary materials. Eight sampling points were set up in
the upper and middle courses of the Mudo and Guajiru river sub-basins, where water
was collected between July and August 2016, in order to classify them
hydrochemically and to correlate their characteristics with the lithological aspects.
Qualigraf software was used for this purpose. The Piper diagram classified the
samples predominantly as sodium chlorine type. The Stiff and Radial diagrams show
groupings of the samples, having genetic relationship with the nascent regions. From
the TDSs the samples were classified predominantly as salted and brackish. Ionic
ratios characterized waters associated with crystalline gneissic and granitic rocks.
The Gibbs diagrams showed the influence of the evaporation / crystallization process
on the water chemistry. In general, therefore, the studied waters (salty / brackish) in
this part of the springs show to be chemically very different from the surface waters
of the middle and lower course of the river basin, where there are fresh / potable
waters (used for human consumption) due to the perpetuation of the effluent rivers /
valleys with fresh waters of the Barreiras aquifer.
Keywords.: Hydro chemical diagrams; Ionic Reasons; Water Quality.
1 Introdução
As Bacias hidrográficas integram o conjunto de superfícies delimitadas por
divisores topográficos e são constituídas por canais e tributários, que drenam a
pluviosidade, os sedimentos e as substâncias dissolvidas para um canal principal, cuja
vazão converge numa saída única, o exutório (Lima, 1976). Elas compõem um sistema
natural aberto, sujeito às ações das condições naturais e antrópicas (Cunha e Guerra,
2012).
A atividade humana nas proximidades de lagos e rios têm influência direta nas
características físico-químicas das águas. A poluição dos rios, o lançamento de efluentes
gerados pelas diversas atividades humanas, bem como interferências no fluxo de água nas
bacias hidrográficas podem alterar drasticamente a composição química e o ecossistema
de um meio natural.
Levando em consideração a origem dos elementos químicos dissolvidos nas águas
naturais, Hem (1986) observou que uma grande fonte de íons dissolvidos na água é a
assembleia mineral das rochas próximas a superfície. A composição das rochas, a pureza
e tamanho dos cristais minerais, a textura e porosidade da rocha, a estrutura regional, o
42
grau de fissuramento, o tempo de exposição e outros fatores devem influenciar a
composição da água que passa sobre e através da rocha.
A Bacia Hidrográfica do rio Doce é uma das principais bacias do Litoral Oriental
do estado do Rio Grande do Norte, ocupando uma área de aproximadamente 387 Km2.
Os afluentes que lhe dão origem são o rio Guajiru, rio do Mudo, Lagoa de Extremoz e o
rio Doce (SERHID, 2006). Sendo a lagoa um manancial de água doce, sua conservação
é estratégica para o abastecimento da região metropolitana de Natal.
Faustino et al. (2014) relatam que a Bacia Hidrográfica do rio Doce vem
enfrentando, nos últimos 40 anos, modificações ambientais significativas, resultantes do
desmatamento e da rápida ocupação humana. Há demanda hídrica para abastecimento
doméstico e industrial, problemas de erosão dos solos, e de poluição da água por rejeitos
industriais.
Diversos autores (e.g. Oliveira, 2006; Soares, 2006; Paiva, 2012; Azevedo Filho,
2012 e Nobrega et al., 2017) apontam em seus estudos para a necessidade de observação
da qualidade da água dessa bacia, que se apresenta precária em algumas porções, tendo
contaminação de metais traço e diminuição na qualidade das águas. A salinidade
encontrada em alguns pontos pode ser alta. Costa et al. (2006) argumentam que a
salinidade no ambiente cristalino granito-gnáissico tende a diminuir do Agreste (área em
estudo) para a região Serrana do estado.
Diversos autores estudando corpos hídricos superficiais e águas subterrâneas do
Nordeste do Brasil (e.g. Leprun, 1983; Silva Júnior et al., 1999; Silva et al., 2003; Lucena
et al., 2004; Medeiros, 2004; Melo et al., 2005; Pereira et al., 2006 e Stein, 2013), e
também autores que estudaram áreas áridas à semiáridas em outros países (e.g.
Shanyengana et al., 2004 e Jiang et al., 2015), relacionam a questão da alta salinidade em
aquíferos e reservatórios hídricos à influência do clima, rochas e processos controladores
da química, como evaporação.
Este trabalho teve por objetivo caracterizar os aspectos hidroquímicos das águas
superficiais do setor ocidental ou nascentes da bacia hidrográfica, e estimar a provável
relação da litologia e/ou dos sedimentos superficiais com os parâmetros físicos e químicos
da água. Os objetivos específicos foram o de classificar hidroquimicamente os corpos
d’água, com base em diagramas de Piper, Stiff e Radiais, além de caracterizar a salinidade
das amostras e suas possíveis origens, com base nos Sólidos Totais Dissolvidos, Razões
Iônicas e Diagrama de Gibbs.
43
2 Área, materiais e métodos
2.1 Localização da área
Atividades prospectivas/reconhecimento em campo foram feitas anteriormente à
fase de coleta de amostras, com o objetivo de delimitar a área de estudo. Nela foram
reconhecidas de forma geral aspectos da geologia, geomorfologia, solos e vegetação.
Dentro dessa bacia foi delimitada uma área ocupando porções do médio e alto
curso das sub-bacias do rio Guajiru e rio do Mudo. Esta área localiza-se entre as
coordenadas UTM Zona 25S 212528m e 239734m Leste; 9360645m e 9376500m Norte
(Fig. 1).
Foram definidos na área de pesquisa oito pontos de coleta de amostras de água,
sendo quatro no rio do Mudo e quatro no rio Guajiru, no médio a alto curso da bacia (Fig.
1). Esses pontos foram escolhidos em função da carência de estudos encontrados na
bibliografia sobre águas superficiais no alto e médio curso das sub-bacias, e pelo fato de
alguns mananciais serem utilizados pelas populações locais para algumas atividades.
Considerou-se também a facilidade de locomoção dentro da área da pesquisa, pela
proximidade dos pontos com vias de acesso.
De fato, no baixo curso a lagoa de Extremoz e o rio Doce são perenizados por
ressurgência de águas subterrâneas do aquífero Barreiras. Neste domínio os registros
hidroquímicos indicam baixa salinidade média, e águas de caráter doce e potável,
conforme estudos da ANA (2012) e CASTRO (2000).
Quatro dos pontos estão na sub-bacia do rio do Mudo, sendo o M17, M18, M22 e
M32; quatro estão na sub-bacia do rio Guajiru, sendo o M35, M36, M42 e M49 (Fig. 1).
As coordenadas de cada ponto foram adquiridas com GPS do modelo eTrex® 10, marca
Garmin, utilizando o Datum SIRGAS 2000, UTM zona 25S.
O mapa de localização (Fig. 1), juntamente com o esboço geológico da área, foi
elaborado a partir da junção das cartas geológicas folhas Natal e João Câmara (CPRM,
2012 e 2013); as legendas de cores e símbolos foram adaptadas para atender a
representação do presente artigo. Para a delimitação da bacia hidrográfica em estudo, bem
como as drenagens nela contidas, foi utilizado o proposto por Costa et al. (2016), que
trata de uma atualização dessas feições.
No sentido de montante para jusante na sub-bacia do Mudo, o ponto M32
encontra-se em um barramento de córregos oriundos das nascentes, geologicamente sobre
a Suíte Dona Inês (rochas graníticas), e com o solo do entorno composto essencialmente
44
de quartzo. Os pontos M17 e M18 estão no mesmo contexto geológico do M32, com solos
jovens, quartzosos, sem vegetação expressiva. O M22 difere dos pontos citados por ser
água do aquífero, aflorante devido à abertura de uma piscina, numa área com influência
antrópica de casas de granjas próximas. Geologicamente está sobre coberturas
sedimentares (rochas da Formação Barreiras).
Na sub-bacia do rio Guajiru o ponto M49 é uma pequena lagoa, com solo arenoso
e pouca matéria orgânica, inserido geologicamente nas coberturas aluvionares. O M36 é
uma lagoa perene no centro da comunidade de Serrinha, São Gonçalo do Amarante,
comunidade essa produtora de brita e pedras de cantaria. Geologicamente está sobre a
Suíte Dona Inês (rochas graníticas), com solo arenoso e quartzoso. O M42 está localizado
a montante de um barramento de um dos córregos da respectiva sub-bacia. Geologicamente
está sobre o contexto de depósitos aluvionares. O M35 está em propriedade privada na
comunidade de Maçaranduba, São Gonçalo do Amarante. Trata-se de um olheiro em
material coluvial do aquífero Barreiras, com solo areno-argiloso e pouca matéria
orgânica.
Alguns representam acumulações superficiais de água (M17, M18 e M32) no
momento no qual foi realizada a coleta; outros são afloramentos naturais (M35) ou
artificiais (M22) dos aquíferos que compõem o substrato da bacia; os pontos, M36, M42
e M49 se apresentam no domínio do aquífero Barreiras, sendo associados à
contribuição/ressurgência subterrânea deste aquífero.
Figura 1 - Localização da área de estudo na bacia hidrográfica do rio Doce juntamente
com pontos amostrados nesse trabalho e o respectivo contexto geológico da bacia.
45
Fonte: Adaptado das Cartas Geológicas de Natal e João Câmara (CPRM, 2012 e 2013).
Figure 1 - Location of the catchment area of the Doce river and sampling points in this
work and the respective geological context of the basin.
Source: Adapted from the Geological Charts of Natal and João Câmara (CPRM, 2012
and 2013).
2.2 Materiais
Entre julho e agosto de 2016, foram coletadas nos pontos descritos, amostras de
água para ensaios físico-químicos e análises químicas, seguindo metodologia da
Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) e da Agência Nacional de
Águas (CETESB, 2011).
As amostras de água foram coletadas em garrafas de Politereftalato de Etileno
(PET) de dois litros, previamente esterilizadas. O transporte das amostras foi feito em
caixas isotérmicas refrigeradas. As amostras de água foram imediatamente levadas ao
Laboratório de Análise de Solo, Água e Planta da Empresa de Pesquisa Agropecuária do
Rio Grande do Norte (EMPARN), sendo aplicada a metodologia de análises baseadas na
Standand Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th ed. 1998 (APHA,
1998).
2.3 Métodos
Para classificação e comparação dos distintos grupos de amostras quanto aos íons
dominantes foram feitos diagramas hidroquímicos de Piper, Stiff e Radiais, com auxílio
do software Qualigraf, (FUNCEME, 2017). O mesmo software foi utilizado para
classificação das águas quanto a salinidade, com base na quantidade de Sólidos Totais
Dissolvidos (STD), regida pela Resolução 357/2005 do CONAMA.
Os diagramas hidroquímicos são ferramentas importantes para o entendimento do
padrão hidroquímico das águas, sua relação com a litologia do aquífero e os processos
hidrogeoquímicos envolvidos no referido padrão (GASTMANS et al., 2005).
Para avaliação de erros analíticos foi utilizado o Balanço Iônico, que segundo
Cajazeiras (2007) é o primeiro passo para avaliar a qualidade da análise química de uma
amostra. Numa análise hidroquímica completa e correta, a soma dos cátions deve ser
aproximadamente igual à soma dos ânions para uma mesma amostra.
46
Segundo Fenzl (1986) os valores acima podem indicar: erro analítico ou de cálculo
(erros acumulados em cada uma das determinações individuais); presença de íons
menores (já que só são analisados os íons maiores) ou águas pouco mineralizadas, tais
como águas de chuvas, etc.
O Qualigraf realiza o cálculo do erro prático (Ep%) baseado no balanço iônico por
duas técnicas. Uma considera os valores da Condutividade Elétrica da água (C.E.)
(Custódio e Llamas, 1983); outra leva em consideração os valores dos somatórios dos
cátions ou ânions (Logan, 1965); os limites estão apresentados na Tabela 1. Abaixo dos
intervalos de somatório dos cátions ou ânions e da condutividade elétrica têm-se o erro
prático permitido.
Semelhante ao balanço iônico, o STD pode ser utilizado para aferir a acuracidade
(exatidão) das análises. Recomendações da APHA et al. (1998) estabelecem que a
concentração medida dos STD deve ser maior que a calculada porque um parâmetro que
contribua significativamente pode não ter sido incluído no cálculo. Se o valor medido for
menor que o calculado, o somatório dos íons maiores e o valor medido são suspeitos de
erros e a amostra deve ser reanalisada. Se a concentração medida dos sólidos for cerca de
20% maior que a calculada, a soma dos íons menores é suspeita e os constituintes
selecionados devem ser reanalisados. Uma razão aceitável é: 1 < STD medido/STD
calculado < 1,2.
Os STD também foram utilizados (com informações do Qualigraf) para avaliar a
salinidade das amostras de água, baseado na Resolução do Conselho Nacional de Meio
Ambiente 357/2005 (Tab. 1); o software utiliza a referida Resolução e as quantidade dos
STD nas amostras para qualificar as mesmas como doces, salobras ou salgadas,
estabelecendo limites próprios ao programa.
Tabela 1 - Limites para avaliação do balanço iônico pelas metodologias de Custódio e
Llamas (1983) e Logan (1965). Também, classificação das águas com base no conteúdo
de sólidos totais dissolvidos pela Resolução CONAMA 357/2005
Table 1 - Limits for evaluation of the ionic balance by the methodologies of Custódio and
Llamas (1983) and Logan (1965). Also, classification of waters based on the content of
total dissolved solids, according to CONAMA Resolution 357/2005
LOGAN, 1965
Σ Cátions ou Ânions Σ < 1 1 ≥ Σ < 2 2 ≥ Σ < 6 6 ≥ Σ < 10 10 ≥ Σ < 30 30 > 30
Ep% 15 10 6 4 3 2 1
47
C.E. – Condutividade elétrica; STD – Sólidos Totais Dissolvidos; Ep% - erro prático permitido
Para sugerir possíveis ambientes de atuação das águas amostradas (interação água-
rocha) foi utilizada a razão iônica (Tab. 2). Os íons dissolvidos na água podem guardar
uma relação genética com o terreno por onde essa percolou, ou percola. A química da
água reflete a química do meio atravessado pela mesma. Estas relações são
frequentemente designadas como índices, em que todos os valores são expressos em
meq/L, sendo indicado por “r” (HEM, 1985).
Tabela 2 – Razões iônicas e seus valores teóricos e respectivos significados com relação
genética.
Table 2 - Ionic ratios and their theoretical values and respective meanings with genetic
relation.
Razão Iônica Variações Teóricas Significado
rMg+2/rCa+2
0,25-0,33 - Água de circulação em rocha de
composição granítica
0,33-1,5 - Águas continentais
>0,9
- Contato com água do mar ou fluxo através
de rocha básica; possível influência de
terrenos dolomíticos
>1 - Relação com litotipos ricos em silicatos
magnesianos
±5 - Água do mar
rCa+2/rMg+2 >1 - Indicação de intrusão marinha
rK+/rNa+
0,02-0,025
0,09-0,6
- Água do mar
- Água de circulação em rocha granítica
0,004-0,28 - Água doce
< 0,0876 - Água do mar
- Substituição de Na+ por Ca+ e Mg+2
- Precipitação de sais de Na+
- Fluxo através de rochas cristalinas ou
vulcânicas
rNa+/rCl- <0,7
>0,7
rCl-/rHCO3
0,5
0,1-0,5
20-50
- Fluxo normal para rochas cristalinas
- Águas continentais
- Água do mar
Fonte: Adaptado de Hem, 1986.
CUSTÓDIO E LLAMAS, 1983
C.E. (µS/cm) 50 ≥ CE < 200 200 ≥ CE < 500 500 ≥ CE < 2000 2.000 > 2.000
Ep% 30 10 8 4 < 4 CONAMA 357/2005
STD (mg/L) Doce Salobra Salgada
0 – 500 500 – 1500 > 1500
48
3 Resultados
3.1 Balanço iônico
A Tabela 3 mostra o resultado do erro prático (%Ep) calculado usando o
Qualigraf, bem como as concentrações dos cátions e ânions em meq/L. A coluna B.I.1
(Balanço Iônico 1) mostra o erro prático para as amostras com base na condutividade
elétrica; B.I.2 (Balanço Iônico 2) mostra o erro prático para cada amostra calculado com
base no somatório dos cátions ou ânions.
A amostra M32 não se encaixou dentro do parâmetro da condutividade elétrica
(ver colunas B.I.1 e Obs.). A C.E. dessa amostra apresenta valor de 22.170 µS/cm, sendo
o erro permitido para C.E. maiores que 2000 µS/cm menor ou igual a 4%. O calculado
para a amostra foi de 4,85%. Isso não significa necessariamente que os resultados dessa
amostra estão invalidados, mas pode indicar outros elementos menores, não incluídos nos
cálculos, ou pode estar relacionado ao modo de análise empregado. Sendo a M32 a única
destoante, assumiu-se que o erro pode estar relacionado a procedimentos de amostragem
e/ou laboratoriais, ou ainda à presença de elementos menores não computados.
Seja baseado no método considerando os valores de C.E., ou os valores dos
somatórios dos cátions ou ânions, a maioria das amostras mostraram seus padrões de erro
analítico normais, atendendo as especificações do Qualigraf.
Tabela 3 – Resultados para os erros práticos baseados no somatório dos cátions ou ânions
e na condutividade elétrica (CE) obtidos através do software Qualigraf. A amostra M32
apresentou infração aos critérios estabelecidos para o balanço iônico.
Table 3 - Results for the practical errors based on the sum of the cations or anions and
the electrical conductivity (CE) obtained through Qualigraf software. Sample M32 was
in violation of the established criteria for the ionic balance.
Amostra Na + K
(meq/L)
Ca
(meq/L)
Mg
(meq/L)
Cl
(meq/L)
CO3 +
HCO3
(meq/L)
SO4
(meq/L)
CE
µS/cm
Σ
Cátions
(meq/L)
Σ
Ânions
(meq/L)
B.I.1
%Ep
B.I.2
%Ep Obs.
M17 239,90 16,14 89,89 320,01 22,07 752,69 27.620,00 345,93 336,04 2,90 1,45 OK
M18 78,51 3,02 27,33 102,73 105,34 46,24 10.673,00 108,86 105,52 3,12 1,56 OK
M22 3,51 2,16 2,58 5,14 166,75 24,20 930,60 8,25 8,37 1,52 0,76 OK
M32 212,37 10,93 77,42 272,74 72,34 603,04 22.170,00 300,72 286,48 4,85 2,43 B.I. 1 e B.I.2
M35 0,47 0,01 0,11 0,36 2,45 5,42 71,67 0,59 0,52 13,37 6,68 OK
M36 4,72 0,57 1,16 4,91 114,03 6,87 826,50 6,45 6,92 6,99 3,49 OK
M42 11,13 1,61 4,31 14,09 136,09 7,29 1.834,40 17,05 16,47 3,47 1,73 OK
M49 4,53 0,11 1,32 4,73 74,79 19,40 789,50 5,96 6,36 6,42 3,21 OK
CE - Condutividade Elétrica; Ep – Erro prático; B.I.1 – Balanço Iônico com base na CE; B.I.2 – Balanço
Iônico com base no somatório de cátions ou ânions.
49
3.2 Razão STD medido/STD calculado
A Tabela 4 mostra os resultados para condutividade elétrica e sólidos totais
dissolvidos, além da classificação em relação à salinidade, usando STD medidos, e as
razões STD Medidos/STD estimadas pelo Qualigraf. Os valores em negrito evidenciam
amostras que não atendem ao intervalo proposto (1,0 < razão < 1,2).
Os valores em negrito na última coluna da Tabela 4 mostram duas violações ao
intervalo recomendado para a razão STD medido/STD calculado, sendo as amostras M32
e M49 as que apresentaram erro. O valor de 1,29 para a amostra M32 pode indicar que a
soma dos íons menores está causando um erro analítico, sendo recomendado reanalisar.
O valor de 0,98 para a amostra M49, indica que pode haver erro na soma dos íons maiores
ou no valor medido para o STD.
Como a razão observada para a maioria das amostras está adequada ao intervalo
proposto, e as razões que não estão adequadas não divergem muito do mesmo intervalo,
aceitou-se os resultados como válidos no âmbito do trabalho.
3.3 Sólidos totais dissolvidos (STD)
Com base nos resultados obtidos no software Qualigraf, que por sua vez se baseia
nos parâmetros da Resolução 357/2005 do CONAMA e em limites estipulados pelo
próprio programa, é possível ver na coluna “Observações” da Tabela 4 que três (3) das
oito amostras apresentaram STD medido maior que 1500mg/L, sendo classificadas como
salgadas. Quatro das oito amostras apresentaram STD entre 500mg/L e 1500mg/L, sendo
definidas como salobras. Uma amostra apresentou STD entre 0mg/L e 500mg/L, sendo
definida como uma água doce.
Tabela 4 – Resultados de condutividade elétrica (CE) e sólidos totais dissolvidos (STD).
Na penúltima coluna: classificação em relação a salinidade usando STD medidos. Última
coluna: razões para STD Medido/STD estimado. Os valores em negrito evidenciam as
amostras que não atendem ao intervalo proposto
Table 4 - Results of electrical conductivity (EC) and total dissolved solids (TDS). In the
penultimate column: classification in relation to salinity using measured TDS. Last
column: Ratio for Measured TDS / Estimated TDS. The values in bold show the samples
that do not meet the proposed range.
Amostra C.E.
STD
estimado
(mg/L)
STD
medido
(mg/L)
Observações Razão STD
Medido/Estimado
50
Continuação
M17 27.620,00 17.953,00 20.721,00 Água Salgada 1,15
M18 10.673,00 6.937,50 7.170,00 Água Salgada 1,03
M22 930,6 604,9 635 Água Salobra 1,04
M32 22.170,00 14.410,50 18.663,00 Água Salgada 1,29
M35 71,67 46,6 48,73 Água Doce 1,04
M36 826,5 537,2 575 Água Salobra 1,07
M42 1.834,40 1.192,40 1.204,00 Água Salobra 1,009
M49 789,5 513,2 504 Água Salobra 0,98
3.4 Razões iônicas
A composição química das águas pode ter alguma relação com a composição dos
ambientes e materiais através dos quais estas percolam. As razões iônicas auxiliam na
caracterização dessa relação de ambiente com a água.
A Tabela 5 apresenta em suas colunas as razões iônicas para cada amostra
coletada. O símbolo “r” indica que as concentrações dos íons estão dadas em meq/L. As
interpretações dos resultados foram feitas com base nos valores para razões iônicas
manifestos na Tabela 2.
As razões para a amostra M17 foram: rMg+2/rCa+2 = 5,64, equivalente a água do
mar; rCa+2/rMg+2 = 0,18, não indicando intrusão marinha; rK+/rNa+ = 0,03,
correspondendo a água aparentemente doce; rNa+/rCl- = 0,73, apontando um fluxo através
de rochas cristalinas ou vulcânicas; e rCl-/rHCO3- = 887,62, muito maior do que o
correspondente a água do mar.
As razões para a amostra M18 foram: rMg+2/rCa+2 = 9,17, indicando relação com
litotipos ricos em silicatos magnesianos; rCa+2/rMg+2 = 0,11, não indicando intrusão
marinha; rK+/rNa+ = 0,03, correspondendo a água doce; rNa+/rCl- = 0,74, apontando um
fluxo através de rochas cristalinas ou vulcânicas; e rCl-/rHCO3- = 69,31, equivalente a
água do mar.
As razões para a amostra M22 foram: rMg+2/rCa+2 = 1,21, equivalente a águas
continentais; rCa+2/rMg+2 = 0,83, não indicando intrusão marinha; rK+/rNa+ = 0,04,
correspondendo a água doce; rNa+/rCl- = 0,66, indica possível precipitação de sais de
Na+; e rCl-/rHCO3- = 1,96, valor aproximado para águas continentais.
As razões para a amostra M32 foram: rMg+2/rCa+2 = 7,17, indicando relação com
litotipos ricos em silicatos magnesianos; rCa+2/rMg+2 = 0,14, não indicando intrusão
marinha; rK+/rNa+ = 0,03, correspondendo a água doce; rNa+/rCl- = 0,76, apontando um
51
fluxo através de rochas cristalinas ou vulcânicas; e rCl-/rHCO3- = 236,82, muito maior do
que o correspondente a água do mar.
As razões para a amostra M35 foram: rMg+2/rCa+2 = 11,60, indicando relação com
litotipos ricos em silicatos magnesianos; rCa+2/rMg+2 = 0,09, não indicando intrusão
marinha; rK+/rNa+ = 0,02, semelhante a água do mar; rNa+/rCl- = 1,26, apontando um
fluxo através de rochas cristalinas ou vulcânicas; e rCl-/rHCO3- = 9,08, próximo a valores
de águas continentais.
As razões para a amostra M36 foram: rMg+2/rCa+2 = 2,06, indicando relação com
litotipos ricos em silicatos magnesianos; rCa+2/rMg+2 = 0,49, não indicando intrusão
marinha; rK+/rNa+ = 0,09, correspondendo a água de circulação em rocha com
composição granítica; rNa+/rCl- = 0,88, apontando um fluxo através de rochas cristalinas
ou vulcânicas; e rCl-/rHCO3- = 2,72, próximo a valores de águas continentais.
As razões para a amostra M42 foram: rMg+2/rCa+2 = 2,71, indicando relação com
litotipos ricos em silicatos magnesianos; rCa+2/rMg+2 = 0,37, não indicando intrusão
marinha; rK+/rNa+ = 0,05, correspondendo a água aparentemente doce; rNa+/rCl- = 0,75,
apontando um fluxo através de rochas cristalinas ou vulcânicas; e rCl-/rHCO3- = 6,61,
próximo a valores de águas continentais.
As razões para a amostra M49 foram: rMg+2/rCa+2 = 11,63, indicando relação com
litotipos ricos em silicatos magnesianos; rCa+2/rMg+2 = 0,09, não indicando intrusão
marinha; rK+/rNa+ = 0,06, correspondendo a água aparentemente doce; rNa+/rCl- = 0,90,
apontando um fluxo através de rochas cristalinas ou vulcânicas; e rCl-/rHCO3- = 4,11,
próximo a valores de águas continentais.
Tabela 5 - Resultados para as razões iônicas calculadas para cada amostra coletada.
Table 5 - Results for the ionic ratios calculated for each sample collected.
Amostras rMg+2/rCa+2 rCa+2/rMg+2 rK+/rNa+ rNa+/rCl- rCl/rHCO3- Significados
M17 5,64 0,18 0,03 0,73 887,62 rMg+2/rCa+2 – M17 águas marinhas;
M22 águas continentais; demais,
relação das águas com litotipos ricos
em silicatos magnesianos.
rCa+2/rMg+2 - valores mostram não
intrusão marinha.
rK+/rNa+ - M35 água do mar; M36
água em rochas graníticas; demais,
águas doces.
rNa+/rCl- - com exceção da M22,
todas apontam para fluxo por rochas
cristalinas ou vulcânicas.
M18 9,17 0,11 0,03 0,74 69,31
M22 1,21 0,83 0,04 0,66 1,96
M32 7,17 0,14 0,03 0,76 236,82
M35 11,60 0,09 0,02 1,26 9,08
M36 2,06 0,49 0,09 0,88 2,72
M42 2,71 0,37 0,05 0,75 6,61
M49 11,63 0,09 0,06 0,90 4,11
r – simbologia indicando que para o cálculo das razões iônicas foram utilizadas as concentrações dos
elementos em miliequivalentes por litro (meq/L).
52
Observa-se que o nível de interação rocha-água é expressivo, visto que boa parte
das razões iônicas mostram que as águas tiveram alguma percolação e contato com rochas
graníticas ou vulcânicas como as que são observadas na região. As razões obtidas que são
equivalentes a águas marinhas ou intrusão salina (para Mg+2/rCa+2: M17; rK+/rNa+: M35;
e para rCl-/rHCO3-: M17, M18 e M32) mostram a elevada salinidade nessas amostras
provavelmente pela falta de renovação sazonal/temporal das águas onde foram feitas as
coletas, em função da concentração progressiva de sais motivada pela evaporação.
3.5 Diagramas hidroquímicos
3.5.1 Diagrama de Piper
Os resultados para as oito amostras foram plotados em um diagrama de Piper. As
concentrações de cátions e ânions são estimadas em percentagem e plotadas nos seus
respectivos diagramas triangulares abaixo do losango de classificação principal. No
diagrama dos cátions sete amostras estão no campo das águas sódicas; a exceção é a M22,
classificada como cloretada mista. No diagrama dos ânions todas as amostras estão no
campo das águas cloretadas (Fig. 2). Com base na projeção do diagrama classificou-se
sete amostras como águas cloretadas sódicas. Dentre as águas cloretadas sódicas, três
amostras (M17, M18 e M32) formam um agrupamento, evidenciado pela proximidade
dos pontos plotados. Os demais pontos apresentam-se mais distribuídos em termos de
composição química. O ponto mais destoante do contexto das amostras é o representativo
da amostra M22 (roxo).
Os agrupamentos ocorrem devido a interação das águas amostradas com os
diferentes tipos de rochas que ocorrem na área de estudo. O grupo formado (M17, M18 e
M32) está relacionado as rochas graníticas que fazem parte do embasamento cristalino.
As demais amostras estão em contextos geológicos mais variados, como sedimentos
aluvionares e na Formação Barreiras.
53
Fig. 2 - Diagrama de Piper com amostras plotadas. No triângulo correspondente aos
cátions ver-se agrupamento da maioria das amostras no campo de águas sódicas. No
triângulo correspondente aos ânions ver-se as amostras no campo das águas cloretadas.
A projeção desses resultados no diagrama superior classifica as águas como cloretadas
sódicas.
Figure 2 - Piper diagram with plotted samples. In the triangle corresponding to the
cations see grouping of most of the samples in the field of sodium waters. In the triangle
corresponding to the anions see the samples in the field of chlorine type water. The
projection of these results in the upper diagram classifies the waters as sodium-chlorine
type.
3.5.2 Diagramas de Stiff
Os resultados nos diagramas de Stiff apontam similaridades entre as figuras
geométricas para as amostras M17, M18 e M32, o que indica um agrupamento que se
encontra delimitado na Figura 3. As concentrações de Na+ e Cl-, no eixo horizontal, se
apresentam bem mais elevadas que os demais íons. Isso gera as representações
geométricas observadas, largas no eixo superior, apertadas no eixo intermediário e
estreitas no eixo inferior (Fig. 3).
Para as amostras M36, M42 e M49 também é observado um padrão de
similaridade entre as figuras geométricas geradas, razão pela qual estão agrupadas na
54
figura 3. Diferentemente das amostras citadas anteriormente, essas mostram um
enriquecimento no eixo horizontal intermediário (Ca+2 e HCO3-), fazendo com que a
figura geométrica apresente uma dimensão maior nesse ponto (Fig. 3).
As figuras geométricas representativas das amostras M22 e M35 se mostraram
relativamente diferentes das demais amostras. O caso mais destoante é do da amostra
M22, em que a representação mostra certo equilíbrio entre os cátions e ânions. A amostra
M35 mostra uma predominância de Na+ em sua composição como pode ser observado no
diagrama de Stiff (Fig. 3).
Figura 3 – Diagramas de Stiff gerados para as amostras e contexto geológico das mesmas.
São observadas semelhanças nas geometrias dos diagramas de algumas das amostras. É
possível depreender a existência de dois grupos representativos dos altos cursos de cada
bacia, que estão delimitados na figura.
Figure 3 - Stiff diagrams generated for the samples and their geological context.
Similarities are observed in the geometries of the diagrams of some of the samples. It is
possible to deduce the existence of two representative groups in the upper courses of each
sub basin, which are delimited in the figure.
3.5.3 Diagramas Radiais
A Figura 4 apresenta as geometrias dos diagramas radiais para todas as amostras;
acerca das amostras M17, M18 e M32 pode-se inferir a formação de um grupo que está
demarcado na figura, devido a semelhanças entre os diagramas. Essas amostras
55
apresentam nos diagramas radiais uma predominância de concentração nos eixos que
correspondem ao Cl-, Na+ e Mg+2, sendo mais cloretadas que magnesianas ou sódicas.
Os diagramas radiais das amostras M36, M42 e M49 indicam um possível outro
grupo formado, que se encontra delimitado na figura 4; as amostras apresentam
concentrações nos eixos CO3-2 + HCO3
-, Cl-, Na+ e Mg+2. É possível observar o
aparecimento ou enriquecimento do carbonato e bicarbonato em relação as amostras
anteriormente mencionadas, causando a diferenciação desse grupo em relação ao
antecedente.
A M22 se mostra atípica no contexto das demais analisadas; apresenta
concentração relativamente homogênea em todos os elementos com exceção do SO4-2,
observado em baixa quantidade. A amostra M35 também não aparenta ter semelhanças
químicas expressivas com as demais amostras. Mostra um enriquecimento de
concentração nos eixos do Cl- e Mg+2, semelhante ao primeiro grupo, mas um
enriquecimento de SO4-2 não observado nem no primeiro e segundo grupos de amostras
diferencia esta das demais.
Figura 4 – Diagramas Radiais gerados para as amostras e contexto geológico das mesmas.
Pelos diagramas é possível notar uma tendência a agrupamento similar aos observados
nos diagramas de Stiff, ou seja, a existência de dois grupos representativos do alto curso
de cada bacia, os quais encontram-se delimitados na figura.
Figure 4 - Radial diagrams generated for the samples and their geological context. By
the diagrams it is possible to notice a tendency to similar groupings to those observed in
56
the Stiff diagrams, that is, the existence of two representative groups of the upper course
of each sub basin, which are delimited in the figure.
O diagrama de Piper classificou as amostras majoritariamente como cloretadas
sódicas. Os diagramas de Stiff e os Radiais permitem ver uma correlação espacial entre
as amostras. As amostras do alto curso do rio do Mudo possuem semelhanças quanto aos
diagramas, bem como as do rio Guajiru. Há uma relação genética entre elas e a região de
nascente das respectivas sub-bacias, bem como com a geologia.
4 Discussão dos resultados
Os métodos gráficos foram utilizados nesse trabalho para se avaliar a existência,
ou não, de correlação entre a composição química das águas e os tipos litológicos pelos
quais essas águas circulam, bem como tentar evidenciar possível influência humana em
alguns parâmetros químicos nos pontos analisados.
Levando em consideração apenas os dados obtidos nas análises, as maiores
concentrações dos elementos e espécies químicas estudados se apresentam na sub-bacia
do rio do Mudo, especificamente nos pontos de amostragem M17, M18 e M32. Esses
pontos guardam relações de características de ocorrência similares entre si. Todos
ocorrem em locais de represamentos de água na forma de barramentos, sendo uma
característica comum para o alto curso da bacia; também não há aparente
recarga/renovação das suas águas ou contribuição para as mesmas por parte do aquífero
Barreiras, pois no setor ocidental e de nascentes da área, o Barreiras é pouco espesso e
insaturado, os aquíferos Açu e Jandaíra têm níveis mais profundos sem conexão com a
drenagem superficial, e os terrenos são predominantemente de rochas cristalinas granito-
gnáissicas que compõem o aquífero Fissural/Cristalino, o qual também não mostra
relação com a drenagem superficial (não há efluência de águas subterrâneas).
Segundo dados climatológicos da EMPARN o Estado do RN vem enfrentando
irregularidade nas chuvas ao longo dos últimos sete anos; águas estagnadas por muito
tempo, sem a contribuição ou renovação das mesmas por chuva ou aquífero, apresentam
tendência em concentrar íons pela evaporação. Com a perda de água por evaporação e
demais usos, a tendência é que as águas mostrem aumento progressivo da concentração
salina.
Stein (2013), estudando a hidrogeoquímica das águas da bacia sedimentar
potiguar, argumenta que no domínio semiárido os sais se acumulam progressivamente no
57
solo pelo efeito da alta evaporação e evapotranspiração, e dos baixos índices de
precipitação pluviométrica. Esses elementos podem ser carreados para reservatórios ou
aquíferos, aumentando a salinidade dos mesmos. Esse fato revela que o aumento da
mineralização das águas não está ligado somente a interação água-rocha, mas a outros
fatores também.
Estudos em áreas semiáridas de outros países (e.g. Shanyengana et al., 2004; Jiang
et al., 2015) também têm mostrado que a alta taxa de evaporação e radiação solar,
associados a baixas taxas de precipitação, levam ao aumento na concentração de certos
íons, elevando a salinidade.
Medeiros (2004), em estudo em microbacia na região Central do RN mostra que
a salinidade não é proveniente tão somente da interação água-rocha, mas atrela a
evaporação como processo significativo de altas taxas de STD, ocorrendo quando as
águas ainda estão na superfície.
Melo et al. (2005), estudando lagoa no litoral Oriental do RN, argumenta que a
alta salinidade encontrada em pontos do aquífero Barreiras pode estar relacionada a
fatores geológicos ou climáticos típicos de semiárido, visto a área do trabalho estar em
região de transição para esse domínio; a área desse trabalho se encaixa nessas
características de transição para o semiárido, apresentando elevada salinidade nos pontos
M17, M18 e M32 que, além da localização sobre rochas cristalinas, encontram-se a oeste
da bacia, onde os índices de precipitação pluviométrica variam de 600 a 900 mm/ano
(EMPARN), com no máximo dez dias de precipitação mensal entre maio e julho.
Essas sazonalidades climáticas, além de ocorrerem em intervalos anuais, também
manifestam alterações nos períodos de chuva ou estiagem. Leprun (1983) observou que,
em relação à época do ano, há variação na composição das águas dos açudes, da estação
chuvosa para a seca, havendo aumento nas concentrações, em valores percentuais de Na+
e Cl-, enquanto o Ca2+, K+, SO42- e, principalmente, o HCO3
-, diminuíram relativamente
na estação seca. O que se observa na área estudada é um comportamento similar; as
amostragens foram feitas em início de período seco, após sete anos de seca; as águas
apresentaram elevadas concentrações de Na+ e Cl -, em detrimento dos outros íons.
O relevo também pode ser fator importante para concentração de elementos na
água. Custódio & Llamas (1983) argumentam que áreas de planícies, regionais ou locais,
pouco profundas, propiciam a pouca mobilidade das águas devido às condições de baixa
energia potencial do terreno, permanecendo por muito tempo no mesmo local e
submetidas à evaporação, favorecendo o aumento da salinidade.
58
Costa et al. (2006) usam esse argumento para atribuir o aumento da salinidade nos
aquíferos sobre influência do cristalino na região Agreste potiguar aos terrenos de relevos
planos e pouco movimentados. As regiões Centro-Norte e Leste do RN são planas, com
pouca variação topográfica; dessa forma apresentam aquíferos de alta salinidade se
comparados as regiões Sul e Oeste do estado (SILVA, 2003a e SILVA, 2003b).
Com pouca renovação das águas acumuladas superficialmente ocorre também o
aumento do tempo de interação entre elas e o substrato rochoso. O que se percebe então,
através dos diagramas hidroquímicos e das análises químicas, é que a assinatura química
dessas águas pode estar relacionada com a composição química e mineralógica das rochas
subjacentes com as quais estão em contato e/ou através das que percolam, bem como com
a questão climática específica da área de estudo.
Como visto acima os sais dissolvidos nas águas amostradas podem ser oriundos
de diferentes fontes, e decorrentes de diversos processos. O diagrama de Gibbs (1970) foi
proposto como ferramenta para estudar a química das águas superficiais que é controlada
por três processos: intemperismo, ou interação rocha/água; precipitação atmosférica; e
evaporação/cristalização.
A parte superior do “bumerangue” do diagrama de Gibbs, representa águas cujo
comportamento químico têm como mecanismo controlador a evaporação/cristalização;
na parte central há o predomínio do mecanismo de interação água/rocha; na parte inferior
o mecanismo ligado a precipitação é o que rege a química da água. Os resultados obtidos
neste estudo foram plotados no diagrama catiônico de Gibbs (1970) juntamente com os
de outros estudos (Fig. 5). De um modo geral as amostras da área exibem comportamento
similar às de outros estudos em áreas semiáridas à áridas do Brasil e do mundo (e.g. Silva
Júnior et al., 1999; Shanyengana et al., 2004 e Pereira et al., 2006).
59
Figura 5 – Diagrama catiônico de Gibbs para as amostras estudadas e outros estudos em
águas superficiais no Nordeste e no mundo.
Figure 5 - Gibbs cation diagram for the samples studied and other studies in surface
waters in the Northeast and the world.
As amostras do alto curso do rio do Mudo (M17, M18 e M32) estão no extremo
do domínio do mecanismo evaporação/cristalização; esse fato reforça a ideia já
argumentada que a alta concentração iônica se deve à influência climática sazonal
(período de estiagem e evaporação desses corpos hídricos), condicionando a um aumento
da concentração salina. Shanyengana et al. (2004) estudando águas superficiais e
subterrâneas na Namíbia mostraram posicionamento parecido para duas águas
amostradas em ambiente desértico (Fig. 5, triângulos cheios), que plotam próximas a
M17, M18 e M32; isso mostra como as condições de salinização das águas nos pontos
supracitados são é extremas, comparável a taxas de evaporação e salinização de ambientes
desérticos, tendo as águas qualidade precária.
As demais amostras (M22, M35, M36, M42 e M49) se apresentam próximo do
limite ou fora do bumerangue, na porção intermediária do mesmo. Pereira et al. (2006),
estudando a salinidade de águas superficiais no estado do Ceará (Fig. 5, barras
horizontais), diz que esse tipo de comportamento pode ser explicado pelo processo de
precipitação/evaporação. Estas águas seriam derivadas das precipitações (campo inferior
60
do bumerangue), pouco mineralizadas, e mostram deslocamento vertical no diagrama
devido à evaporação, sem sofrerem significativa mudança na composição química.
Silva Júnior et al. (1999), estudando a química de águas de poços e açudes no
nordeste brasileiro, obteve resultados que foram plotados no diagrama de Gibbs (Fig. 5,
quadrados cheios). Os mesmos mostram similaridades com as amostras desse trabalho e
o argumentado por Pereira et al (2006), evidenciando uma tendência para as águas
submetidas a condições semiáridas sofrerem essa mudança no mecanismo de controle,
passando de águas influenciadas pela precipitação, para o domínio do mecanismo de
evaporação/cristalização. Duas amostras de água de chuva também foram plotadas no
diagrama de Gibbs; água de chuva de Macaíba, município localizado à cerca de 20 Km
ao sul da área estudada (Guedes, 2003), e da Namíbia (Shanyengana et al., 2004). Ambas
se posicionam no campo inferior do Diagrama, em que o mecanismo de controle é a
precipitação. Reforçam a ideia do comportamento proposto por Gibbs para águas
oriundas de chuva, sendo pouco mineralizadas, mostrando baixos STD. Desta forma, as
águas de baixa salinidade neste trecho ocidental/nascentes da bacia hidrográfica são
indicativas da influência das chuvas (ou são as próprias águas de chuva acumuladas há
pouco tempo), não estando associadas a ressurgência de águas doces subterrâneas do
aquífero Barreiras, pois neste caso ocorre insaturado.
4.1 Diagramas hidroquímicos
4.1.1 Piper
Os locais de coleta das amostras M17, M18 e M32 estão no alto curso do rio do
Mudo, diretamente sobre a rochas graníticas da Suíte Intrusiva Dona Inês, descrita por
Nascimento et al. (2008) como Calcialcalina de Alto K-Equigranular, sendo constituída
por biotita (e/ou anfibólio) granitos a tonalitos, podendo os minerais constituintes
contribuírem com a alcalinidade das águas.
Leprun (1983) destaca que águas oriundas de regiões sedimentares, de baixa
salinidade, são principalmente bicarbonatadas, sulfatadas ou mistas, enquanto nas fissuras
das rochas precambrianas do embasamento cristalino, com tendência a águas mais
salinas, há predominância unicamente de águas cloretadas de sódio ou magnésio.
Comportamento similar a este é observado nas amostras em estudo. Apesar da maioria
das amostras se encaixar dentro da classificação cloretada sódica, o que se observa tanto
no diagrama de Piper como nos demais que se seguem é um enriquecimento para Na+ e
61
Cl- para as amostras relacionadas a rochas cristalinas (M17, M18 e M32); as demais
amostras (M35, M36, M42 e M49), em locais com predominância de coberturas
sedimentares, apresentam enriquecimento para o bicarbonato e Mg2+.
Segundo Feitosa et al. (2008) o Cl- presente na água pode ser oriundo da lixiviação
de camadas mais superficiais bem como também da lixiviação de minerais
ferromagnesianos de rochas ígneas, como a biotita e anfibólios, semelhantes às rochas
encontradas na região. Nas águas subterrâneas o Na+ pode ter como minerais fontes os
plagioclásios, feldspatóides (nefelina e sodalita), anfibólios e piroxênios, minerais
comuns em rochas ígneas.
A área em estudo situa-se numa transição entre as Mesorregiões Agreste e Leste
Potiguar, sofrendo influência do embasamento cristalino e das coberturas sedimentares
mais recentes. Costa et al. (2006), em estudo sobre aspectos da salinização do aquífero
cristalino do RN, mostra o elevado nível de salinização dos aquíferos relacionados ao
ambiente cristalino. Ainda aponta a elevada presença de Cl- em toda a região do cristalino;
contudo, os maiores núcleos de concentração estão relacionados ao Agreste Potiguar. O
comportamento do Na+ é similar ao observado para o Cl-.
As amostras M35, M36, M42 e M49 mostraram uma dispersão maior no diagrama
de Piper. A mesma é causada principalmente pelo aumento da concentração de Ca+2, Mg+2
e CO3-2 + HCO3
-, em relação às amostras de água M17, M18 e M32. As amostras M35 e
M49 se encontram sobre sedimentos aluvionares; esses podem apresentar minerais
carbonatados, dentre outros resultantes ou não do intemperismo, tais como feldspatos e
argilominerais, que podem ter influenciado nos teores dos íons citados nas amostras. As
amostras M36 e M42 se encontram no alto curso do rio Guajiru, sobre influência dos
granitos da Suíte Intrusiva Dona Inês, podendo ter essa condição sódica ligada aos
plagioclásios e feldspatóides, minerais comuns de rochas graníticas, e sendo cloretada
devido aos minerais ferromagnesianos constituintes dessas rochas, tais como biotita e
anfibólios, semelhante ao ocorrido nas amostras do alto curso do rio do Mudo.
Costa et al. (2006) mostra que o Ca+2 e o Mg+2 apresentam um comportamento
similar quanto a distribuição espacial no RN. Ambos os elementos apresentam seus
valores mais elevados no aquífero cristalino na mesorregião do Agreste potiguar.
A amostra M22 foi classificada como cloretada mista, sendo águas que não
apresentam concentração de um ânion ou cátion qualquer sobre os demais. A área de
coleta está inserida em uma área urbana pouco habitada, composta por sedimentos
aluvionares de canal.
62
O aspecto cloretado sódico da maioria das amostras condiz com os dados
apresentados pelo IBGE (2007) para a região, onde a área em pesquisa está inserida em
um contexto regional cujas águas subterrâneas são cloretadas sódicas, em transição para
cloretadas mistas.
As águas amostradas dentro do domínio sedimentar (M22, M35, M36, M42 e
M49) podem sofrer influência do aquífero Barreiras. Segundo Melo et al. (2005), é uma
característica das águas desse aquífero, regionalmente ou na maior parte da faixa costeira
leste do estado, a composição cloretada sódica.
Lucena et al. (2004), estudando o setor oriental da bacia do rio Pirangi/RN,
constaram que a maioria das amostras estudadas no âmbito do aquífero Barreiras se
apresentaram como cloretadas sódicas. Neste mesmo trabalho foram observadas
variações, para mais, nas concentrações de Ca2+, Mg2+ e HCO3-. Apesar da característica
cloretada sódica (Melo et al., 2005) estar relacionada ao aquífero Barreiras, esse fator
também se observa em ambientes do embasamento cristalino do estado. Medeiros (2004)
mostrou, em estudo de uma microbacia na região Centro-Norte do RN, a predominância
da classe cloretada sódica para as análises realizadas em amostras do aquífero cristalino
da área.
Shanyengana et al. (2004) estudando águas superficiais e subterrâneas na
Namíbia, em condições semiáridas à áridas, utilizou o diagrama de Piper para classificar
as amostras. Os autores encontraram águas de alta salinidade, classificadas como
cloretadas sódicas em ambiente desértico nesse país. O estado de mineralização dos
corpos do alto curso do rio do Mudo (M17, M18 e M32) é tal, que se compara sua
salinidade à de ambientes desérticos, como os da Namíbia; isso mostra a relação do
aumento da salinidade com ambientes semiáridos à áridos, e consequente diminuição da
qualidade das águas.
4.1.2 Stiff
É possível definir possíveis agrupamentos para as amostras. As amostras M17,
M18 e M32, com concentrações mais expressivas no eixo representado por Na+ e Cl-, e
também com a presença do íon Mg+2. Esse grupo de amostras está no mesmo contexto
geológico dos granitos Dona Inês, sendo representativas dessa litologia (Fig. 3). As
amostras M36, M42 e M49 formam outro agrupamento pelas similaridades nos
diagramas, apresentando um enriquecimento no eixo horizontal intermediário que
63
representa Ca+2 e HCO3-. As amostras M36 e M42 estão inseridas no contexto dos
granitos Dona Inês, podendo a origem do cálcio ser atribuída aos plagioclásios ou apatitas
presentes nos granitos (Fig. 3). As amostras M22 e M35 são as mais distintas, ambas em
contextos sedimentares. A M22 possui composição mais bicarbonatada, possivelmente
proveniente dos minerais secundários nos sedimentos, e a M35 se apresenta mais sódica,
possivelmente devido a decomposição de plagioclásios nos sedimentos (Fig. 3).
4.1.3 Diagramas radiais
Os diagramas radias mostram o relativo enriquecimento em Cl- e Mg+2 no grupo
formado pelas amostras M17, M18 e M32. O íon magnésio pode ter como origem
minerais ferromagnesianos como a hornblenda. O segundo grupo, formado pelas
amostras M36, M42 e M49, apresenta concentrações mais expressivas nos eixos CO3-2 +
HCO3-, Cl- e Mg+2, apresentando enriquecimento nas espécies carbonatadas em relação
às amostras anteriormente mencionadas. A amostra M35 também não aparenta ter
semelhanças químicas expressivas com as demais; mostra um enriquecimento de
concentração na área do diagrama que correspondente a Cl- e Mg+2, semelhante ao
primeiro grupo, mas um enriquecimento de SO4-2 não observado nem no primeiro e
segundo grupos de amostras, podendo ser oriundo da oxidação do enxofre presente em
algumas rochas e da lixiviação de compostos sulfatados como anidrita e gipsita.
4.2 Sólidos totais dissolvidos
Com o STD medido das amostras foi possível observar que três das oito amostras
(M17, M18 e M32) apresentaram STD medido maior que 1500mg/L, sendo classificadas
como de características salgadas. Quatro das oito amostras (M22, M36, M42 e M49)
apresentaram STD entre 500mg/L e 1500mg/L, sendo definidas como salobras. Uma
amostra (M35) apresentou STD entre 0mg/L e 500mg/L, sendo definida como uma água
doce. Como já argumentado, o período de estagnação dos corpos d’água nos quais foram
coletadas as águas salgadas, bem como a escassez de chuva, podem ter influenciado no
aumento da concentração de sais na água, elevando sua salinidade (M17, M18, M32). As
demais amostras representam águas subterrâneas (M22 e M35) ou corpos d’agua com
dimensões maiores e recebendo recarga a partir de aquíferos locais (M36, M42, M49).
4.3 Razões iônicas
Os resultados para razão iônica podem ser aplicados para se tentar associar
quimicamente o meio geológico percolado pelas águas, com sua assinatura química. Os
64
resultados obtidos em relação a rMg+2/rCa+2 para a amostra M17 mostram, em suma,
equivalência com águas marinhas, o que não condiz com a realidade, visto o local de
amostragem ser no domínio continental fluvial do alto curso da bacia hidrográfica. A alta
concentração dos íons provavelmente está ligada ao represamento da água e escassez de
chuva, resultando no aumento progressivo da concentração salina. A razão rMg+2/rCa+2
para a amostra M22 indica uma equivalência a águas continentais, sendo coerente com o
local da amostragem (médio curso da bacia) e com a presença do aquífero Barreiras, de
onde provém a água. As demais amostras apresentam para a razão rMg+2/rCa+2 valores
indicativos de relação das águas amostradas com litotipos ricos em silicatos magnesianos;
provavelmente os granitos intrusivos na região da bacia contribuem com essa composição
química da água.
Para a razão rCa+2/rMg+2 todas as amostras apresentaram valores que não indicam
intrusão marinha o que corresponde perfeitamente com a região de trabalho, distante da
costa, não ocorrendo o avanço da cunha salina. Para a razão rK+/rNa+ os valores
observados para a maioria das amostras foram valores entre 0,004 e 0,28, indicando águas
doces. Entretanto, outras classificações, como a utilizada pelo software Qualigraf,
apontam para a maioria das águas sendo salobras ou salgadas, não correspondendo ao
resultado da razão exposta. As mesmas apresentam valores de STD de 500-1500 mg/L,
ou superior a 1500 mg/L. A amostra M35 apresentou valor para essa razão da ordem de
0,02, indicando uma água do mar, resultado esse que não representa a amostra, a qual
exibe uma concentração relativamente elevada para esses elementos. O valor para
amostra M36 indicou uma água correspondente a circulação em rocha granítica,
condizente com o ponto amostrado, uma região que está sobre a suíte intrusiva Dona Inês,
que contribui para a química da água nesse ponto.
A razão iônica rNa+/rCl- para todas as amostras, com exceção da M22, aponta para
águas em contato e/ou circulando em domínio de rochas cristalinas ou vulcânicas. O alto
curso da bacia ocorre no domínio de rochas granito-gnáissicas do embasamento cristalino
pré-cambriano, portanto essa indicação da razão iônica mostra a influência dessas rochas
na composição dessas águas.
Silva (2003), estudando a salinização em aquíferos fissurais no semiárido do RN,
mostra na região centro-norte do RN razões para Na/Cl semelhantes às da água do mar.
Esse fato é explicado pela autora como influência dos aerossóis marinhos incorporados
ao vapor d’água da atmosfera durante a evaporação da água do mar. Quando as nuvens
adentram ao continente a precipitação faz com que esses componentes entrem em contato
65
com a superfície, chegando aos reservatórios e aquíferos. A região do presente estudo
está a cerca de 40Km da costa leste do estado. A elevação nos teores de alguns elementos
responsáveis pelo aumento da salinidade e respectiva correlação com águas marinhas,
pode também estar em parte relacionada com a influência dos aerossóis marinhos.
As águas estudadas (salgadas/salobras) na porção das nascentes da bacia, portanto,
demonstram que a sua salinização pode ter sido influenciada pelas condições de clima
semiárido, considerando inclusive o que foi caracterizado por alguns autores como
Leprun (1983), Silva Júnior et al. (1999), Silva et al. (2003), Lucena et al. (2004),
Medeiros (2004), Shanyengana et al. (2004), Melo et al. (2005), Costa et al. (2006),
Pereira et al. (2006), Stein (2013), e Jiang et al. (2015). Neste caso a salinização se dá
pelo aumento da concentração salina decorrente da evaporação. Além disso, há também
a hipótese de salinização das águas pelo contato água-rocha postulada por Hem (1986).
Observa-se que no setor ocidental (nascentes da bacia) existem também
ocorrências de águas superficiais de baixa salinidade. Conforme comparação e análise da
literatura, nestes casos as águas pouco salinas no domínio de rochas cristalinas granito-
gnáissicas ou de coberturas pouco espessas do aquífero Barreiras, são indicativas da
influência das chuvas, ou são as próprias águas de chuva acumuladas há pouco tempo,
não estando associadas a ressurgência de águas doces subterrâneas do aquífero Barreiras,
pois neste caso ocorre insaturado.
Desta forma, as águas salgadas/salobras das nascentes revelaram ser quimicamente
muito distintas das águas superficiais do médio e baixo curso da bacia hidrográfica, nos
quais se tem o efeito da ressurgência das águas subterrâneas doces do aquífero Barreiras,
que perenizam o vale/rios e lagoa de Extremoz no médio/baixo curso, resultando em
águas superficiais também doces/potáveis, usadas inclusive para consumo humano.
Diante desses fatos constatados, as estratégias de planejamento de uso e controle
dos recursos hídricos superficiais da bacia devem levar em conta as diferentes assinaturas
hidroquímicas das águas superficiais nos distintos setores (nascentes/ocidental, ou
médio/baixo curso/oriental) da bacia estudada. Nos setores ocidentais (nascentes) as
águas mostraram-se mais salobras/salgadas por influência climática na concentração
salina de sais por efeito da evaporação, e/ou salinização pelo contato água-rocha. Neste
caso as águas disponíveis devem ser usadas para fins domésticos menos nobres, uso
animal, ou em alguns casos na irrigação de forma controlada. Caso se adotem processos
de dessalinização (exemplo mediante osmose reversa), e dependendo das demandas e
ofertas disponíveis, podem ser usadas para consumo humano. As águas de baixa
66
salinidade neste trecho de nascentes, influenciadas diretamente pelas ocorrências de
chuvas, podem localmente ser usadas para consumo humano ou outros usos mais nobres,
desde que sejam tomadas precauções quanto a processos de contaminação.
Nos setores do médio/baixo curso/oriental, as águas são de caráter doce/potável
(lagoa de Extremoz e rio Doce), por influência do caráter ressurgente das águas
subterrâneas do aquífero Barreiras, que perenizam esses setores com águas de melhor
qualidade físico-química, doces e potáveis, e devem ter uso prioritário para consumo
humano, com os devidos tratamentos e desinfecção, e para outros usos mais nobres.
5 Conclusões
O diagrama de Piper classificou as amostras majoritariamente como cloretadas
sódicas. Os diagramas de Stiff e os Radiais permitem ver uma correlação genética
espacial entre as amostras. As do alto curso do rio do Mudo possuem semelhanças quanto
aos diagramas, bem como as do rio Guajiru. Assim sendo, é possível estabelecer entre
elas e a região de nascente das sub bacias, bem como com a geologia, uma relação quanto
a assinatura geoquímica e origem dessas águas.
As razões iônicas mostraram predominantemente uma relação das amostras com
litotipos ricos em silicatos magnesianos, rochas graníticas ou rochas cristalinas. Os
valores refletem o substrato rochoso da região de alto e médio curso da bacia do rio Doce.
Os STDs apontaram uma predominância de águas salgadas para a bacia, não sendo
atrativas para o consumo humano. A salinidade elevada das águas amostradas é atribuída
a questões climáticas, devido ao período de seca vigente desde o ano de 2010 até o
momento da amostragem (jul./ago. de 2016), fato esse que possibilita um aumento
progressivo da concentração salina nas águas, bem como falta de renovação frequente;
está também relacionada ao longo período de residência e interação das águas com o
substrato rochoso.
Agradecimentos: ao CNPq pela concessão de bolsa de Produtividade em Pesquisa à segunda
autora (Processo 311221/2015-7).
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70
CAPÍTULO 2 – Qualidade e usos de águas superficiais nos alto e médio cursos 1
dos Rios Guajiru e Do Mudo, Bacia do Rio Doce/RN. 2
ESTE ARTIGO FOI SUBMETIDO AO PERIÓDICO GAIA SCIENTIA E, PORTANTO, ESTÁ FORMATADO DE ACORDO 3 COM AS RECOMENDAÇÕES DESTA REVISTA 4
(VIDE HTTP://WWW.PERIODICOS.UFPB.BR/INDEX.PHP/GAIA/ABOUT/SUBMISSIONS#ONLINESUBMISSIONS) 5 6
Resumo: A Bacia Hidrográfica do Rio Doce ocorre no Litoral Oriental do RN. Constitui-se pelos rios 7
tributários Do Mudo e Guajiru, os quais descarregam suas águas na lagoa de Extremoz (seguindo 8
pelo Rio Doce), abastecendo parte da região metropolitana natalense. A bacia sofreu intensa pressão 9
pela ocupação humana e industrialização. O substrato das nascentes é formado por rochas Pré-10
cambrianas predominando no restante rochas sedimentares da Formação Barreiras e materiais 11
Quaternários. Os corpos d’águas desse trecho são pouco efetivos e em geral não perenes. As águas 12
normalmente são usadas pelas comunidades locais para diversos fins, sem conhecimento da qualidade 13
nem dos riscos potenciais. Portanto, procurou-se avaliar a qualidade das águas. Estabeleceu-se oito 14
pontos de amostragem no alto e médio curso das sub-bacias Do Mudo e Guajiru. Coletou-se água 15
entre julho/agosto de 2016, objetivando avaliar a qualidade. Observou-se a legislação brasileira dos 16
Ministérios do Meio Ambiente e da Saúde. O rio Do Mudo mostrou-se com qualidade inadequada 17
para abastecimento humano, sendo indicado uso para dessedentação. As águas do Guajiru 18
apresentaram-se melhores, entretanto não é recomendado o uso. 19
Palavras-chave: Potabilidade; Contaminação antropogênica; consumo humano 20
Quality and uses of surface waters in the upper and middle courses of the Guajiru 21
and Mudo Rivers, Rio Doce/RN Watershed. 22
Abstract: The River Doce Watershed occurs on the Eastern Coast of the Rio Grande do Norte State. 23
The Mudo and Guajiru rivers form the tributaries, which discharge their waters in the lagoon of 24
Extremoz (following the Doce River), supplying part of the Natal metropolitan region. The watershed 25
underwent intense pressure for human occupation and industrialization. The substrate of the springs 26
is formed by Precambrian rocks predominating in the remaining area sedimentary rocks of the 27
Barreiras Formation and Quaternary materials. The water bodies of this section are not very effective 28
and generally not perennial. Waters are normally used by local communities for various purposes, 29
without knowledge of the quality or the potential risks. Therefore, we sought to evaluate the quality 30
of the waters. Eight sampling points were set up in the upper and middle courses of the Do Mudo and 31
Guajiru sub-basins. Water was collected between July / August 2016, aiming to evaluate the quality. 32
The Brazilian legislation of the Ministries of Environment and Health was observed. Rio do Mudo 33
71
was shown to be of inadequate quality for human supply, being indicated the use for animals. The 34
Guajiru samples presented better quality, but its use is not recommended. 35
Keywords: Potability; Anthropogenic contamination; human consumption 36
37
Calidad y usos de aguas superficiales en los altos y medio cursos de los Ríos 38
Guajiru y Mudo, Cuenca del Río Doce/RN 39
Resumen: La Cuenca Hidrográfica del río Doce ocurre en el Litoral Oriental del Rio Grande do 40
Norte. Se constituye por los tributarios ríos del Mudo y Guajiru, los cuales descargan sus aguas en la 41
laguna de Extremoz (siguiendo por el Río Doce), abasteciendo parte de la región metropolitana de 42
Natal. La cuenca sufrió una intensa presión por la ocupación humana e industrialización. El sustrato 43
de las nacientes está formado por rocas pre-cambrianas predominando en el resto rocas sedimentarias 44
de la Formación Barreras y materiales Cuaternarios. Los cuerpos de agua de ese tramo son poco 45
efectivos y en general no perennes. Las aguas normalmente son usadas por las comunidades locales 46
para diversos fines, sin conocimiento de la calidad ni de los riesgos potenciales. Se establecieron ocho 47
puntos de muestreo en el alto y medio curso de las subcuencas del Mudo y Guajiru. Agua fue recogida 48
entre julio/agosto de 2016, con el objetivo de evaluar la calidad. Se observó la legislación brasileña 49
de los ministerios de medio ambiente y salud. El río del Mudo resultó para ser insuficiente para uso 50
humano, está indicado el uso para animales. Las aguas del río Guajiru son mejores, pero se 51
recomienda no utilizar. 52
Palabras clave: Potabilidad; Contaminación antropogénica; consumo humano 53
54
Introdução 55
A Bacia Hidrográfica do Rio Doce, com área de aproximadamente 387 km2, é uma das 56
principais bacias do Litoral Oriental do estado do Rio Grande do Norte, tendo em vista que as águas 57
superficiais são utilizadas para abastecimento humano de parte da zona norte de Natal/RN. Os cursos 58
d´água que lhe dão origem são o Rio Guajiru e Rio do Mudo, que recebem ressurgência e são 59
perenizados pelas águas subterrâneas efluentes do aquífero Barreiras no médio/baixo curso, 60
deságuam e perenizam a lagoa de Extremoz, e esta por sua vez deságua no Rio Doce, que dá nome à 61
bacia (SERHID, 2006). Sendo a Lagoa de Extremoz um manancial de água doce, e devido a sua 62
proximidade com a capital do Estado, a sua conservação é estratégica para o abastecimento da região 63
metropolitana de Natal, o que já vem ocorrendo há décadas. 64
Faustino et al. (2014) relatam que a Bacia Hidrográfica do Rio Doce vem enfrentando, nos 65
últimos 40 anos, modificações ambientais significativas, resultantes do desmatamento e da rápida 66
ocupação humana. Paiva (2012) estudando sedimentos do baixo curso do Rio Doce, utilizou 67
72
indicadores de poluição; seus resultados mostram aporte e enriquecimento antropogênico para 68
elementos metálicos. Azevedo Filho (2012), em estudos quimiométricos e índices químicos em toda 69
a bacia, separou metais traços por origem geogênica e antropogênica, e mostrou os sedimentos de 70
fundo como não poluídos a moderadamente poluídos. Oliveira (2006), estudando a lagoa de 71
Extremoz, utilizando parâmetros químicos, físicos e biológicos, mostrou que a qualidade da água se 72
mostra boa; entretanto alguns pontos apontam elevação em metais traços. Soares (2006) em 73
diagnóstico ambiental da Zona de Proteção Ambiental 9 (ZPA-9), utilizou indicadores de qualidade 74
da água e de poluição; os resultados mostraram qualidade para potabilidade ruim a boa, enquanto que 75
para metais em sedimentos, os resultados evidenciaram IGEO (Índice de Geoacumulação) de não a 76
muito poluído. 77
Entretanto, considerando as condições de ocorrência, localização, usos diversos observados 78
em campo, e poucas informações sobre as águas superficiais nos setores do alto/médio curso da bacia 79
hidrográfica (pequenas lagoas, acumulações em baixios, etc.), nas sub-bacias dos rios Do Mudo e 80
Guajiru, o trabalho se propôs a adotar uma metodologia visando caracterizar as águas superficiais, no 81
trecho em foco, do ponto de vista hidroquímico. 82
Em estudo das águas naturais correntes em sedimentos, Hem (1986) observou que uma grande 83
fonte de íons dissolvidos na água é a assembleia mineral das rochas e sedimentos próximos à 84
superfície. A composição das rochas, a pureza e tamanho dos cristais minerais, a textura e porosidade 85
da rocha, a estrutura regional, o grau de fissuramento, o tempo de exposição e outros fatores devem 86
influenciar a composição da água que é drenada sobre (água superficial) e através da rocha (água 87
subterrânea). 88
Por outro lado, a atividade humana nas proximidades de lagos e rios têm influência direta nas 89
características físico-químicas das águas. A poluição dos rios, o lançamento de efluentes gerados 90
pelas diversas atividades humanas, bem como interferências no fluxo de água nas bacias hidrográficas 91
podem alterar drasticamente a composição química e o ecossistema de um meio natural. 92
O objetivo desse trabalho foi o de avaliar as condições de potabilidade e definir usos possíveis 93
para a água de alguns corpos d’água superficiais no alto e médio curso da Bacia Hidrográfica do Rio 94
Doce/RN. A importância da investigação é ressaltada neste trabalho através de um estudo de fontes 95
hídricas adicionais em setores rurais, não contempladas nem associadas diretamente aos recursos 96
hídricos da lagoa de Extremoz, em função do caráter intermitente dos rios Do Mudo e Guajiru no 97
alto/médio curso, e pelo fato de alguns mananciais superficiais já serem utilizados pelas populações 98
locais, porém sem qualquer informação e/ou controle quanto a adequabilidade dessas águas; cita-se 99
ainda a escassez de trabalhos sobre águas superficiais nessa porção do alto/médio curso da bacia 100
hidrográfica. 101
102
73
Caracterização geral da área de estudo 103
A Bacia Hidrográfica do Rio Doce localiza-se no estado do Rio Grande do Norte, entre as 104
coordenadas UTM Zona 25M 207330.15m e 255853.39m Leste, e UTM Zona 25M 9375404.03m 105
9375606.27m Sul, com área de 387 km2, abrangendo parte dos municípios de Taipu, Ielmo Marinho, 106
Ceará-Mirim, São Gonçalo do Amarante, Extremoz e Natal (SERHID, 1998). O Rio Doce tem origem 107
na Lagoa de Extremoz, e esta, por sua vez, no médio/baixo curso, é alimentada/realimentada, no braço 108
norte pelo rio Do Mudo, e no braço sul pelo Rio Guajiru, por ressurgência de águas subterrâneas do 109
aquífero Barreiras; estas águas definem um fluxo de base que pereniza o sistema no período de 110
estiagem, no baixo/médio curso, e também por águas de escoamento superficial (run off) que drenam 111
nesses rios durante o período chuvoso anual (CASTRO, 2000). À jusante a lagoa desemboca no Rio 112
Doce, que dá nome à bacia em foco. 113
Através de imagens de satélite e mapas é possível observar que a bacia se limita ao Norte e 114
Noroeste com a bacia hidrográfica do rio Ceará Mirim, ao Sul e Sudoeste com a bacia hidrográfica 115
do rio Potengi, e ao Leste o limite é com o Oceano Atlântico. Dentro do domínio da bacia é possível 116
destacar a lagoa de Extremoz, que, conforme citado, vem sendo utilizada para abastecimento público 117
da Zona Norte de Natal, em projetos de irrigação, além de atender à função de harmonia paisagística 118
e de atividades recreativas da região. 119
No âmbito da bacia hidrográfica em apreço, e em função das razões elencadas (caráter 120
intermitente dos rios Do Mudo e Guajiru no alto/médio curso, uso de águas superficiais pelas 121
populações locais, e falta de informação e/ou controle quanto a adequabilidade dessas águas no 122
alto/médio curso), foi delimitada a área desse estudo, ocupando porções do médio e alto curso das 123
sub-bacias do Rio Guajiru e Rio do Mudo. A área localiza-se entre as coordenadas UTM Zona 25M 124
212528m e 239734m Leste; 9360645m e 9376500m Sul (Figura 1). 125
As informações geológicas da bacia do Rio Doce (Figura 1) indicam a presença de depósitos 126
colúvio-eluviais, formados por materiais arenosos e areno-argilosos esbranquiçados e avermelhados, 127
que se estendem desde o baixo até o médio curso. Há ocorrência do Grupo Barreiras, constituído por 128
rochas sedimentares, representadas por arenitos finos a grossos, com grãos angulosos, e por argilitos 129
cinza-avermelhados e amarelados, pouco aflorante e subjacente às unidades Neógenas (N). No setor 130
noroeste afloram rochas sedimentares Cretáceas (siliciclásticas/arenitos da Formação Açu; e 131
carbonáticas/Formação Jandaíra). No extremo oeste da área, no alto curso da bacia, ocorrem rochas 132
plutônicas Pré-Cambrianas pertencentes à suíte intrusiva Dona Inês (rochas graníticas), bem como 133
rochas metamórficas intercaladas – augen-gnaisses, migmatitos e xistos (Angelim et al., 2006). 134
A área de estudo (alto/medio curso da bacia), mais especificamente ilustrada pelo retângulo 135
em vermelho na Figura 1, é abrangida pelas folhas Natal e João Câmara na escala de 1:100.000 136
74
(CPRM, 2012 e 2013). É possível observar no setor centro-oriental, até a confluência dos rios Do 137
Mudo e Guajiru, que ocorre a predominância de materiais sedimentares diversos - depósitos 138
Neógenos (N) arenosos e areno-argilosos/depósitos continentais antigos; depósitos aluvionares de 139
canal; depósitos do Paleógeno/Neógeno (rochas do Grupo Barreiras - Enb); e rochas Cretáceas - uma 140
faixa dos arenitos da Formação Açu, e de calcários da Formação Jandaíra. No setor ocidental da área 141
predominam rochas cristalinas Pré-Cambrianas, incluindo a Suíte Intrusiva Dona Inês, formada por 142
granitos alcalinos, e a Formação Seridó, constituída essencialmente por micaxistos, no alto curso da 143
bacia. 144
Figura 1 - Localização da bacia hidrográfica do Rio Doce juntamente com pontos amostrados nesse trabalho e o 145 respectivo contexto geológico da bacia. 146 Fonte: Adaptado das Cartas Geológicas de Natal e João Câmara (CPRM, 2012 e 2013). 147 148 Material e Métodos 149
Atividades de reconhecimento em campo foram feitas anteriormente à fase de coleta de 150
amostras, com o objetivo de delimitar e contextualizar aspectos gerais da área de estudo. Foram 151
observados de forma geral aspectos da geologia, geomorfologia, solos e vegetação, águas superficiais 152
e águas subterrâneas. 153
Foram definidos na área de pesquisa oito pontos de coleta de amostras de água, sendo quatro 154
no rio Do Mudo e quatro no rio Guajiru, entre o médio e alto curso da bacia (Figura 1). Esses pontos 155
foram escolhidos em função dos estudos encontrados e analisados na bibliografia sobre as referidas 156
sub-bacias. Ressalta-se que essa região (médio e alto curso da bacia) revelou aspectos peculiares de 157
ocorrência de águas superficiais (pequenos corpos d´água, lagoas temporárias, etc.), e águas 158
subterrâneas (predomínio do aquífero Cristalino fraturado, e aquíferos Cretáceos - Açu e Jandaíra), 159
com características hidrogeológicas e hidroquímicas diferentes do trecho do baixo/médio curso (no 160
75
qual predominam águas sob maior influência do aquífero Barreiras), e usos pontuais pelas populações 161
envolvidas, que, mesmo precariamente, ainda se beneficiam dessas águas para realização de suas 162
atividades que contribuem para o desenvolvimento socioeconômico local. Outro motivo é a facilidade 163
de locomoção dentro da área da pesquisa, pela proximidade dos pontos com vias de acesso. 164
Quatro dos pontos estão na sub-bacia do Rio do Mudo, sendo o M17, M18, M22 e M32; quatro 165
estão na sub-bacia do Rio Guajiru, sendo o M35, M36, M42 e M49 (Figura 1). As coordenadas de 166
cada ponto foram adquiridas com GPS do modelo eTrex® 10, marca Garmin, utilizando o Datum 167
SIRGAS 2000, UTM zona 25N; as mesmas podem ser vistas na Figura . 168
No sentido de montante para jusante na sub-bacia do Rio do Mudo está o ponto M32 como 169
barramento de córregos oriundos das nascentes, geologicamente sobre a Suíte Dona Inês (rochas 170
graníticas), e solo quartzoso. O M18 está no mesmo contexto geológico do M32, com solo bem 171
quartzoso sem vegetação expressiva. O M17 é um pequeno barramento com mesmo contexto 172
geológico que os pontos anteriores; solo jovem e essencialmente quartzoso. O M22 difere dos pontos 173
citados por representar um afloramento de água subterrânea (aquífero Barreiras), devido a abertura 174
de uma escavação no terreno para a formação de um balneário, em uma área com influência antrópica; 175
geologicamente encontra-se sobre coberturas sedimentares (rochas da Formação Barreiras). 176
Na sub-bacia do Rio Guajiru o ponto M46 está localizado em uma pequena lagoa, com solo 177
arenoso e pouca matéria orgânica, inserido geologicamente nas coberturas aluvionares. O M36 está 178
uma lagoa perene no centro da comunidade de Serrinha, São Gonçalo do Amarante, cuja comunidade 179
é produtora de brita e pedras de cantaria. Geologicamente está sobre a Suíte Intrusiva Dona Inês 180
(rochas graníticas), com solo arenoso e quartzoso. O M42 está localizado a montante de um dos 181
córregos da respectiva sub-bacia. Geologicamente está sobre o contexto de depósitos aluvionares. O 182
M35 está em propriedade privada na comunidade de Maçaranduba, São Gonçalo do Amarante. Trata-183
se de um afloramento natural, em material coluvial, do aquífero Barreiras, com solo areno-argilo e 184
pouca matéria orgânica. 185
Desta forma, a amostragem de águas no alto/médio curso foi prioritariamente em corpos de 186
águas superficiais que ocorrem no domínio de rochas cristalinas graníticas e metamórficas, e corpos 187
d´água superficiais sob influência de coberturas sedimentares e/ou colúvio-elúvio-aluviais. O estudo, 188
portanto, não levou em consideração amostras de águas subterrâneas de poços. 189
Alguns pontos representaram acumulações superficiais (M17, M18 e M32) naquele momento 190
da coleta; outros são afloramentos naturais (M35) ou artificiais (M22) que ocorrem em trechos mais 191
rasos de coberturas colúvio-eluviais temporariamente saturadas, e/ou escoamento subsuperficial; vale 192
destacar que os pontos M36, M42 e M49 mesmo representando amostras de águas superficiais, 193
também, estão associados as contribuições subterrâneas do aquífero Barreiras. 194
76
Entre julho e agosto de 2016, foram coletadas nestes pontos da área de pesquisa, amostras de 195
água para ensaios físico-químicos e análises químicas, seguindo metodologia da Companhia 196
Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) e da Agência Nacional de Águas (CETESB, 2011). 197
As amostras de água foram coletadas em garrafas de Politereftalato de Etileno (PET) de dois 198
litros, previamente esterilizados. O transporte das amostras foi feito em caixas isotérmicas 199
refrigeradas. As amostras de água foram imediatamente levadas ao Laboratório de Análise de Solo, 200
Água e Planta da Empresa de Pesquisa Agropecuária do Rio Grande do Norte (EMPARN), sendo 201
aplicada a metodologia de análises baseadas na Standard Methods for the Examination of Water and 202
Wastewater, 20th ed. 1998. 203
Com o objetivo de analisar as características das amostras quanto a potabilidade e possíveis 204
usos das águas foram escolhidas as Resoluções 357/2005 e 396/2008 do Conselho Nacional do Meio 205
Ambiente (CONAMA), que versam respectivamente sobre a classificação quanto a salinidade, 206
levando em conta os sólidos totais dissolvidos (STD); e a classificação quanto ao uso, que pode ser o 207
consumo humano, dessedentação animal, irrigação e recreação. Também foi escolhida a Portaria de 208
Consolidação 05/2017 Anexo XX do Ministério da Saúde, que estabelece padrões organolépticos e 209
de potabilidade. 210
Ainda, utilizou-se a classificação para a irrigação, proposta pelo United States Salinity 211
Laboratory, que se baseia na razão de adsorção do sódio e na condutividade elétrica, caracterizando 212
as águas desde próprias a inadequadas para o uso na irrigação. Para o consumo animal se observou o 213
proposto por Logan (1965), que estipulou intervalos de concentração de STD adequados para o 214
consumo animal. 215
Para estas análises também se utilizou como ferramenta o software Qualigraf. O mesmo foi 216
concebido para dar apoio na parte gráfica das análises mais usuais e interpretação de qualidade 217
d’água. Desenvolvido em 2001 como ferramenta de uso interno no Departamento de Recursos 218
Hídricos da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME), foi posto à 219
disposição do público em 2002, através do site da instituição. 220
Resultados e Discussão 221
Os dados obtidos através das análises físico-químicas e químicas das amostras e suas 222
concentrações estão expressas na Erro! Fonte de referência não encontrada. 1. São representadas a223
s concentrações dos íons maiores e os Sólidos Totais Dissolvidos (STD), em mg/L, e o potencial 224
hidrogeniônico (pH). Também foram analisados os metais traço, ou elementos traço, cromo, cádmio, 225
níquel, cobre, chumbo e zinco para as amostras de água dos corpos hídricos. As concentrações dos 226
elementos são dadas em mg/L nas amostras. As concentrações máximas permitidas pelas Resoluções 227
77
357/2005, 396/2008 e da Portaria de Consolidação 05/2017 Anexo XX do Ministério da Saúde 228
também estão dispostas na tabela para comparação direta com os resultados. 229
A partir dos resultados obtidos foi possível estabelecer um zoneamento hidroquímico 230
esquemático para as áreas que apresentam menores e maiores concentrações dos elementos ou 231
espécies químicas estudadas (Figura 2). Constatam-se duas zonas distintas na área de estudo 232
(alto/médio curso). Uma com maiores concentrações, na região oeste/ocidental da área, mais 233
especificamente no alto curso do rio Do Mudo que está coincidentemente sob domínio de rochas 234
cristalinas; outra na porção central da bacia, oriental da área de estudo, especificamente nos médios 235
cursos de ambas sub-bacias, sob maior influência de terrenos sedimentares Paleógenos/Neógenos. 236
237
Segundo dados climatológicos da EMPARN, as chuvas nos últimos anos vêm ocorrendo de 238
forma bastante irregular. A Figura 3 mostra que, no período de 2010 a 2016, somente no ano de 2011 239
ocorreram chuvas normais ou acima da média para todo o estado. A partir desse ano o que se registrou 240
foram cinco anos de chuvas escassas e irregulares no RN. A região costeira leste, onde fica inserida 241
a bacia em estudo, também sofre condições similares às observadas para todo o estado. 242
Essas condições interferem nos cursos e reservatórios de águas superficiais e subterrâneas, 243
podendo alterar a disponibilidade de oferta e a qualidade dos recursos hídricos ao longo do tempo; 244
podem ainda elevar a salinidade de reservatórios devido à menor quantidade de água renováveis 245
Figura 2 - Zoneamento hidroquímico esquemático estabelecido para a área de estudo a partir das concentrações
observadas para os elemntos analisados.
78
disponibilizadas pelas chuvas nestes. 246
Vê-se que a maioria dos acumulados nos municípios abrangidos pela bacia no período de 2010 247
a 2016 está abaixo da média para a região no período. Os municípios de Ceará-Mirim, Ielmo Marinho 248
e Taipú, que são abrangidos pelo alto e médio curso, se mostram predominantemente abaixo ou no 249
limite das médias de precipitação acumulada; essas regiões estão relacionadas às nascentes das sub-250
bacias, o que resulta na baixa renovação dos reservatórios superficiais no período. 251
No ano da coleta das amostras (2016) todos os municípios a oeste da bacia, ou seja, médios e 252
alto cursos, mostram acumulados para as precipitações menores que a média para a região. 253
Baixas precipitações indicam baixa condição de renovação das águas superficiais e pouca 254
recarga dos aquíferos. O alto período de interação das águas com o substrato, bem como as altas taxas 255
de evaporação ligadas a região semiárida fazem crescer a concentração de íons e a salinidade das 256
águas, fazendo com que a qualidade das águas se deteriore e decaia progressivamente. 257
Stein (2013), estudando a hidrogeoquímica das águas de aquíferos rasos no domínio semiárido 258
da bacia sedimentar potiguar (aquífero Barreiras e Jandaíra), argumenta que no domínio semiárido os 259
sais se acumulam progressivamente no solo pelo efeito da alta evaporação e evapotranspiração, e dos 260
baixos índices de precipitação pluviométrica. Esses elementos podem ser carreados para reservatórios 261
ou aquíferos, aumentando a salinidade dos mesmos. Esse fato revela que o aumento da mineralização 262
das águas não está ligado somente a interação água-rocha, mas a outros fatores também. 263
Figura 3 - Variação das precipitações nos municípios abrangidos pela bacia hidrográfica
do Rio Doce no período de 2010 a 2016. A média para a chuvas normais nas microrregiões
que abrangem a bacia é segundo Neves et al. 2010. Média no período foi feita a partir das
médias de precipitação.
79
Tabela 1 – Resultados das análises das amostras considerando alguns constituintes químicos principais versus os padrões para qualidade. As amostras estão dispostas de montante 264 para jusante das sub-bacias. As amostras foram coletadas entre julho e agosto de 2016. 265
Un – Unidade de concentração dos elementos; C – Consumo humano; D – dessedentação animal; I – irrigação; R – recreação; ALD: espécie abaixo do limite de detecção do 266 método utilizado. 267
268
Parâmetro Un
Resolução CONAMA
357/05
Resolução CONAMA
396/2008
Portaria
05 /2017
Anexo
XX
Sub-bacia do Rio do Mudo Sub-bacia do Rio Guajiru
Classe I Classe II Classe III C D I R M32 M18 M17 M22 M49 M36 M42 M35
Sólidos Totais
Dissolvidos mg/L 1000 1000 18.663,00 7.170,00 20.721,00 635 504 575 1.204,00 48,73
pH - 6,5-8,5 6,5 - 8,5 5,0- 9,0 7,5 8,6 6,6 7,8 7,9 8,3 8,2 5,7
Dureza (CaCO3) mg/L 500 4.422,12 1.519,13 5.306,55 236,71 71,79 86,88 296,54 6,24
Cl
mg/L
0,01 0,019 250 100-700 400 250 9.668,03 3.641,63 11.343,82 182,08 167,58 174,02 499,52 12,89
Na 200 300 200 4.761,90 1.750,00 5.333,33 77,77 98,2 99,5 242,85 10,55
SO42- 250 1000 400 250 603,04 46,24 752,69 24,2 19,4 6,87 7,29 5,42
Fe (Total) 0,3 0,3 5 0,3 0,3 1,81 0,61 0,58 0,13 0,11 0,3 0,29 0,16
Cr 0,05 1,1 0,05 1 0,1 0,05 0,05 0,05 ALD ALD ALD ALD ALD 0,02 ALD
Cd 0,005 0,04 0,005 0,05 0,01 0,005 0,005 0,01 0,01 0,04 0,003 ALD ALD 0,003 0,003
Ni 0,025 0,074 0,02 1 0,2 0,1 0,07 0,097 0,04 0,1 0,007 0,007 ALD 0,013 0,007
Cu 0,005 0,0078 2 0,5 0,2 1 2 0,05 0,023 0,053 0,02 0,093 0,097 0,08 0,07
Pb 0,01 0,21 0,01 0,1 5 0,05 0,01 0,333 0,203 0,477 0,06 0,047 0,083 0,06 0,08
Zn 0,09 0,12 5 24 2 5 5 0,087 0,06 0,073 0,04 0,047 0,05 0,06 0,053
NO2-
mg/L 0,07 0,7 1 10 1 1 1 ALD ALD ALD 0,03 ALD ALD ALD ALD
NO3- 0,4 0,2 10 90 10 10 ALD ALD ALD 4,94 0,29 ALD ALD 1,35
80
Padrões de Potabilidade e Usos Prováveis
Para análise quanto a qualidade e usos das águas amostradas foram escolhidas as
regulamentações das Resoluções CONAMA 357/2005 e 396/2008, além da Portaria de
Consolidação 05/2017 Anexo XX do Ministério da Saúde.
A Resolução CONAMA 357/2005 prevê a classificação das águas doces, salgadas
e salinas do Território Nacional segundo a qualidade para os seus usos preponderantes,
levando em consideração a concentração dos STD. O Qualigraf, se baseando nesta
Resolução e nos STD, estabelece valores para a classificação quanto a salinidade; as
águas são classificadas em doce (STD < 500 mg/L), salobra (501 – 1500 mg/L) e salinas
(> 1500 mg/L).
As amostras de água puderam ser classificadas em sua maioria como salobras
(M22, M36, M42 e M49), e salinas (M17, M18 e M32), sendo somente uma doce (M35).
Tendo em vista a predominância da classificação em salobra ou salina, optou-se,
então, classifica-las como pertencentes à Classe 1 das águas salobras, que identifica águas
destinadas à recreação de contato primário, à proteção das comunidades aquáticas, à
aquicultura e à atividade de pesca, ao abastecimento para consumo humano após
tratamento convencional ou avançado, e à irrigação de hortaliças que são consumidas
cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem
remoção de película, e à irrigação de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os
quais o público possa vir a ter contato direto.
De acordo com a classificação em classe 1 das águas salobras, e os padrões
estabelecidos pela Resolução 357/2005, foram analisadas as concentrações dos elementos
em contraste com os padrões da Resolução. Para Cl-, todas as amostras de água do
trabalho apresentam valores maiores que o máximo permitido pela Resolução (0,01
mg/L). Para o Fe, as águas dos pontos M18, M22 e M32 apresentam valores acima do
estabelecido como padrão de qualidade pela Resolução (0,3 mg/L). A amostra M36
apresentou valor limítrofe ao permitido. As demais águas apresentam concentração
satisfatória. A maioria dos pHs das águas analisadas estiveram dentro dos padrões
estabelecidos pela Resolução 357/2005 (6,5 a 8,5), não indicando risco a saúde; a exceção
é a amostra M35 que apresenta valor menor que o recomendado (5,7 mg/L) (Tabela 1).
A Tabela 2 sintetiza a interpretação dos resultados encontrados na Tabela 1, com
base na Portaria de Consolidação 05/2017 Anexo XX (BRASIL, 2017), que estabelece os
padrões organolépticos de potabilidade. Foi observado que para o Na+ quatro amostras
(M17, M18, M32 e M42) apresentaram valores maiores do que o permitido para padrões
81
de potabilidade (200 mg/L de Na+). Para o Cl- as mesmas amostras de água apresentaram
valores acima ou próximo do permitido (250 mg/L de Cl-). As amostras de água restantes,
M22, M35, M36 e M49 apresentam valores satisfatórios para a Portaria (Tabelas 1 e 3).
Para o SO4-2 duas amostras mostraram valores acima do permitido (250 mg/L de SO4
-2),
sendo as amostras M17 e M32. O Fe analisado mostrou valores maiores do que permitido
pela legislação (0,3 mg/L de Fe) em três das oito amostras de água (M22, M18 e M32), e
limítrofe na amostra M36. Com relação aos STD, as amostras M17, M18 M32 e M42
excederam ao recomendado pela Portaria para águas aceitas dentro do padrão de
potabilidade (1.000mg/L).
Tabela 2 - Resultados para qualidade das amostras de água levando em consideração os íons maiores e a Portaria de
Consolidação 05/2017 Anexo XX do Ministério da Saúde. As amostras estão dispostas de montante para jusante de
cada sub-bacia. A amostragem foi realizada entre jul-ago de 2016.
Portaria de Consolidação 05/2017 Anexo XX do Ministério da Saúde - Potabilidade
Amostras STD Na+ Cl- SO4-2 CaCO3 DUREZA
GEOLOGIA CONCLUSÕES
DO
MU
DO
M32 N N N N N Muito dura – N Rochas Cristalinas N
M18 N N N S N Muito dura – N Rochas Cristalinas N
M17 N N N N N Muito dura – N Rochas Cristalinas N
M22 S S S S S Muito dura – S Sedimentos da F. Barreiras S
GU
AJIR
U M49 S S S S S Pouco dura – S Sedimentos aluvionares S
M36 S S S S S Pouco dura – S Sedimentos aluvionares S
M42 N N N S N Muito dura – S Sedimentos aluvionares N
M35 S S S S S Branda – S Sedimentos da F. Barreiras S
S – Aceito dentro dos padrões; N – não indicado.
Quanto a dureza, apresentada em mg/L de CaCO3, as águas dos pontos M17, M18
e M32 apresentaram valores maiores do que os permitidos pela Portaria (500 mg/L), se
mostrando águas muito duras e inadequadas ao consumo.
Assumiu-se que, quaisquer que sejam, as infrações a qualquer parâmetro estudado
restringem totalmente o uso e aceitabilidade das águas amostradas.
O ponto M42 do Rio Guajiru apresentou concentrações de STD, Na+ e Cl- fora
dos limites ou padrões de aceitação, semelhante aos pontos M17, M18 M32. Estes pontos
possuem relação com a Suíte Intrusiva Dona Inês. Mesmo o ponto M42 estando sobre
coberturas de aluviões, também está próximo a referida suíte. Dessa forma, nesse ponto
os aluviões podem ter uma espessura reduzida, o que causa uma maior interação das águas
com as rochas graníticas, aumentado o teor de sais devido a oxidação ou lixiviação
presente nos minerais das rochas.
As divergências entre o ponto M18 e os pontos M17 e M32, que estão sobre o
mesmo contexto, indicam que o ponto M18 devia estar sofrendo uma influência maior
das coberturas sedimentares, ocorrendo renovação ou fluxo maior de suas águas. Já os
outros pontos estavam em local de águas mais estagnadas e em contato direto com rochas
82
graníticas. A evaporação e a oxidação ou lixiviação de elementos presentes nos minerais
das rochas podem aumentar a concentração de elementos.
Em síntese, os pontos M22, M35, M36 e M49, portanto, estão com concentrações
dentro dos padrões da Portaria de Consolidação 05/2017 Anexo XX (indicados pela letra
“S” – Tabela 2). Os pontos M22 e M35 representam afloramentos de água subterrânea. A
renovação dessas fontes leva a diminuição na concentração dos íons, melhorando a
qualidade. Os pontos M36 e M49 estão em áreas de coberturas sedimentares e influência
de aquíferos intergranulares, que contribuem para a renovação das águas,
consequentemente diminuindo a concentração dos íons.
Os pontos M17, M18, M32 e M42, por sua vez, estão com concentrações fora
dos padrões da Portaria (indicados pela letra “N” – Tabela 2), e ocorrem no domínio de
rochas cristalinas graníticas e metamórficas, ou influenciado pela proximidade destas
(M42).
A Tabela 3 indica a potabilidade e possíveis usos para as águas de acordo com a
Resolução 396/2008 a partir das análises das amostras, cujos resultados estão na Tabela
1. A Resolução 396/2008 dispõe sobre a classificação e diretrizes ambientais para o
enquadramento das águas subterrâneas. A mesma apresenta os valores máximos
permitidos para os elementos dependendo do uso preponderante, os quais podem ser o
consumo humano (C), dessedentação animal (D), irrigação (I) e recreação (R). Águas
enquadradas para todos os usos são indicadas na Tabela 3 por (T). Assumiu-se que
qualquer infração aos padrões estabelecidos restringe totalmente o uso dessas águas seja
quaisquer que forem os usos. As consideradas adequadas obedecem a todos os padrões
estabelecidos para os elementos ou espécies químicas citadas.
Tabela 3 - Potabilidade e possíveis usos para as águas a partir das análises das amostras. As amostras
estão dispostas de montante para jusante de cada sub-bacia.
CONAMA 396/2008
AMOSTRAS Fe
(Total) NO3
- Cl- Na+ SO42- STD GEOLOGIA
CONCLUSÕES
DO
MU
DO
M32 D ALD N D.I D.I N Rochas
Cristalinas N
M18 D ALD N D.I T N Rochas Cristalina N
M17 T ALD N D.I D.I N Rochas Cristalina N
M22 N T T T T T Sedimentos da F.
Barreiras N
GU
AJ
IRU
M49 T T T T T T Sedimentos
aluvionares T
M36 T ALD T T T T Sedimentos
aluvionares T
M42 T ALD I D.I. R T N Sedimentos
aluvionares N
M35 T T T T T T Sedimentos da F.
Barreiras T
83
C – Consumo humano; D – dessedentação animal; I – irrigação; R – recreação; N – não indicado; T – todos
os usos; ALD: espécie abaixo do limite de detecção do método utilizado.
Para o Fe a Resolução situa limites para o uso para consumo humano (0,3 mg/L),
irrigação (5 mg/L) e recreação (0,2 mg/L). A amostra M22 foi a que apresentou maior
concentração, não sendo indicada para nenhum uso. As águas dos pontos M18 e M32
também apresentam valores maiores que o permitido, sendo indicado o uso para
dessedentação, por esse não possuir limite dentro da Resolução. As amostras M36 e M42
se apresentam com concentrações limítrofes, sendo indicado precauções quanto ao uso.
As demais não possuem restrições.
Em relação ao Cl- as amostras de água dos pontos M17, M18 e M32 apresentaram
desconformidade com a Resolução CONAMA 396/2008, enquanto que as amostras M22,
M35, M36 e M49 apresentaram valores compatíveis com os usos indicados pela
Resolução. Na amostra M42 a concentração de Cl- está em conformidade com a
Resolução CONAMA 396/2008 utilizada para fins de irrigação.
O Na+ nas amostras de água dos pontos M17, M18, e M32 apresenta valores muito
superiores ao indicado para o consumo humano e recreação. A Resolução CONAMA
396/2008 não estipula limites máximos do Na+ para a dessedentação e irrigação; assim, a
legislação permite que águas com alto teor de sódio sejam utilizadas para dessedentação
animal e irrigação. As amostras M22, M35, M36 e M49 apresentaram valores
compatíveis para uso recreativo ou de consumo humano (200–300 mg/L). A amostra M42
apresentou concentração do elemento um pouco maior do que o indicado para consumo
(200mg/L), sendo mais adequado seu uso para fins recreativos.
Quanto ao SO4-2 com exceção das amostras de água M17 e M32, que são indicadas
para dessedentação animal e irrigação, todas as amostras restantes apresentam
concentrações em conformidade com a resolução para consumo humano, dessedentação,
irrigação e recreação.
Quanto aos STD, a Resolução só apresenta limite máximo de concentração para o
consumo humano (1000 mg/L); as águas dos pontos M17, M18, M32 e M42 não são
indicadas para consumo humano, podendo ser utilizadas para outros fins. As demais
amostras podem ser indicadas para uso com os fins estabelecidos na Resolução 396/2008
do CONAMA.
Levando em consideração os resultados e os padrões da Resolução CONAMA
396/2008, portanto, as amostras M35, M36 e M49 são as que representam águas que
podem ser utilizadas incondicionalmente para todos os fins previstos na Resolução. As
amostras M17, M18, M22, M32 e M42 representam águas para as quais não é indicado o
84
seu uso incondicional, especialmente para consumo humano, devido infringirem algum(s)
limite(s) máximo(s) estabelecido(s) na Resolução para uma ou mais espécies químicas e
íons analisados.
Os problemas encontrados para estas últimas amostras de água estão relacionados
ao ambiente e tipo de corpos hídricos de onde foram coletadas. As M17, M18 e M32 estão
em região de rochas cristalinas Pré-Cambrianas (rochas graníticas da Suíte Intrusiva Dona
Inês), a oeste na bacia, sob influência de clima semiárido, com baixas precipitações e altos
valores de evaporação; também ocorrem em corpos pequenos em que a água se evapora
mais rapidamente, aumentando a concentração de sais. Tendo em vista que estão sob
influência de rochas cristalinas, essas rochas podem sofrer intemperismo químico através
do contato das águas com as mesmas, liberando íons dissolvidos para a água intempérica,
e salinizando-as. Hem (1986) argumenta que grande fonte de minerais dissolvidos na água
é a assembleia mineral das rochas próximas a superfície.
A Tabela 1 apresenta valores para nitrito e nitrato iguais a zero para cinco amostras
de água, expressando concentrações indetectáveis pelas técnicas analíticas utilizadas. A
amostra M22 mostrou valores de 0,03 mg/L para nitrito e 4,94 mg/L para nitrato. Os
dados das análises também mostraram que as águas dos pontos M35 e M49 possuem
valores de 1,35 mg/L e 0,29 mg/L de nitrato, respectivamente.
Para o NO3- (nitrato), mesmo as águas que apresentaram essa espécie química
(M22, M35 e M49) não tiveram valores superiores ao indicado para uso de consumo,
dessedentação e recreativo estabelecido pela Resolução 396/2008. O NO2- (nitrito) só
ocorre na amostra M22, não excedendo os limites de concentração para os usos indicados
na Resolução.
As concentrações das espécies nitrogenadas apresentadas para esses pontos não
indicam uma preocupação, pois os valores apresentados tanto para nitrato quanto para
nitrito não excedem os padrões estabelecidos pelas Resolução CONAMA 396/2008 e
Portaria de Consolidação 05/2017 Anexo XX (1,0 mg/L de nitrito e 10 mg/L de nitrato,
expresso em nitrogênio). Entretanto, levando em consideração a classificação aqui
adotada, que considera as águas amostradas como salobras de Classe 1 na Resolução
357/2005, as amostras de água M22 e M35 apresentam valores maiores do que o
recomendado para o nitrato (0,4 mg/L). Ainda, valores estabelecidos pela Companhia
Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB, 2005) mostram um valor de alerta para o
nitrato da ordem de 5 mg/L, por teores acima destes já indicarem contaminação por
85
atividades antrópicas. A amostra M22 mostrou um valor próximo a essa concentração de
alerta.
O ponto M22 (nitrato = 4,94 mg/L) é próximo à área com ocupação humana.
Trata-se de uma área de lazer com influência direta de contaminantes antropogênicos. Há
residências e atividades de criação animal não mais do que a 100m de distância, sendo
casas simples sem devido saneamento básico. As casas ficam topograficamente mais
elevadas que a piscina que é representada pelo ponto M22; esse local fica no sentido em
que as águas subterrâneas fluem no sentido do Rio do Mudo (ANA, 2012), o que causa o
afloramento do lençol freático, exposto aqui pela escavação da piscina. A contaminação
nesse ponto é reflexo das ocupações humanas.
Similarmente o ponto M35 (nitrato = 1,35 mg/L) está em contexto próximo a
atividades humanas. As ocupações mais próximas estão cerca de 200m de distância, e um
distrito de pequeno porte denominado Maçaranduba se encontra a cerca de 500m a NE.
O distrito se encontra topograficamente mais elevado que o ponto de amostragem, e o
fluxo subterrâneo ocorre no sentido do Rio Guajiru, passando pelo M35 (ANA, 2012).
Essa comunidade também não apresenta o devido esgotamento sanitário, sendo os dejetos
possivelmente lançados diretamente no subsolo.
O ponto M49 (nitrato = 0,29 mg/L) tem residências a cerca de 150m de distância
e um assentamento rural a cerca de 500m, onde os habitantes trabalham
predominantemente com hortas familiares. O ponto se mostra em uma depressão
topográfica para a qual converge o fluxo subterrâneo (ANA, 2012). As residências são
simples, sem o devido escoamento sanitário, o que contribui para um teor de nitrato da
ordem de 0,29 mg/L nesse ponto de amostragem, não sendo anômalo para os padrões
estabelecidos.
Os pontos M22, M35 e M49 encontram-se em um contexto geológico semelhante
e mostraram diferentes níveis de contaminação. Todos têm características do aquífero
aluvionar, que é mais propício a influências externas e a contaminação antrópica, bem
como também do aquífero Barreiras.
Castro & Duarte (2000) em estudo no baixo curso da bacia do Rio Doce, nas
proximidades da Lagoa de Extremoz, destacaram como principais fontes de
contaminação, as consequências da expansão urbana aliada a falta de saneamento básico.
A região não dispõe de rede de esgotos, sendo utilizado o sistema de disposição local de
efluentes, mediante o uso generalizado de fossas sépticas e sumidouros.
86
Os elementos que apresentaram valores acima dos permitidos pela Portaria de
Consolidação 05/2017 Anexo XX (BRASIL, 2017), bem como das Resoluções 357/2005
e 396/2008 do CONAMA, mostram inviabilidade da utilização dessas águas para
abastecimento humano. As elevadas concentrações, principalmente de Cl-, Na+ e Mg+2,
são devidas à condição estagnada das águas amostradas e da pouca chuva que tem
atingido a região durante o período do estudo, principalmente entre os anos de 2010 a
2016 no RN.
A partir do STD medido, e com base na Resolução 357/2005 CONAMA, foi
possível classificar as águas quanto a salinidade. Três apresentaram STD maior que
1500mg/L, sendo classificadas como salgadas (M17, M18 e M32). Quatro amostras, por
apresentarem STD entre 500mg/L e 1500mg/L (M22, M36, M42 e M49), foram
classificadas como salobras. Uma amostra (M35) apresentou STD entre 0mg/L e
500mg/L, sendo definida como uma água doce. Constata-se, de acordo com o mapa
esquemático de zoneamento (Figura ), que as águas com menor salinidade (entre 500 e
1500 mg/l) ocorrem nos setores do médio curso das sub-bacias, sendo abrangida a porção
mais central da área estudada.
As amostras de água do alto curso do rio Mudo (M17, M18, M32) são
provenientes de barreiro e barramentos com água acumulada por um longo período.
Apresentam características semelhantes e são classificadas como salgadas. A escassez de
chuvas por um longo período leva à estagnação dos corpos d’água nos quais foram
coletadas estas águas, e podem ter influenciado no aumento da concentração de sais na
água por efeito da evaporação direta, elevando sua salinidade. As demais amostras
representam águas subterrâneas (M22 e M35) ou corpos d’agua com dimensões maiores
e recebendo recarga a partir de aquíferos locais (M36, M42, M49), aparentemente
diminuindo, mesmo que pouco as concentrações de sais dissolvidos nas águas.
Quanto a classificação pelo United States Salinity Laboratory (USSL) (Tabela 44),
as águas do ponto M22, do Rio do Mudo, e as dos pontos M36, M42 e M49, do Rio
Guajiru, são colocadas como da categoria C3, sendo indicadas para irrigação de solos
bem drenados, e com precauções em relação à salinização; vegetais de alta tolerância
salina devem ser cultivados. A amostra M35 foi classificada como C0, águas que podem
ser utilizadas sem restrição para irrigação. A amostra M18 foi classificada como C5,
sendo recomendado o uso em solos excessivamente permeáveis e muito bem cuidados,
salvo para vegetações específicas como palmeiras. As águas dos pontos M22, M35, M36
e M49 são apresentadas também como S1, sendo águas pouco sódicas, podendo ser
87
utilizadas em quase todos os solos com fraco risco de formação de teores nocivos de
sódio, sendo úteis ao cultivo de quase todos os vegetais. A amostra M42 é classificada
como S2, apresentando perigo de sódio para solos de textura fina e podendo ser utilizada
para solo de textura grosseira ou ricos em matéria orgânica e com boa permeabilidade. A
amostra M18 se classifica como S4, sendo águas extremamente sódicas, geralmente
imprestáveis para a irrigação. As águas do M17 e M32 apresentaram valores tão elevados
para a razão de absorção de sódio (RAS) e a C.E. que não são passíveis de classificação,
sendo águas recomendáveis para se utilizar somente no cultivo de palmeiras e em solos
excelentemente drenados.
Portanto, as amostras que representam as águas que podem ser utilizadas para
irrigação, desde que sejam tomadas medidas prévias quanto a cultura a ser trabalhada ou
mesmo tratamento prévio das águas, são as amostras M22, M36, M42 e M49. Uma única
amostra apresenta qualidade suficiente para ser utilizada sem restrições, sendo esta a M35
(Tabela 4).
Tabela 4 - Classificação quanto ao uso das águas amostradas baseado na metodologia
da USSL. Os pontos estão dispostos de montante para jusante de cada sub-bacia.
Consumo para Agricultura - USSL
Amostras Classes Usos GEOLOGIA
DO
MU
DO
M32 - Inadequada para todos os usos Rochas Cristalinas
M18 C5-S4 Inadequada para todos os usos Rochas Cristalinas
M17 - Inadequada para todos os usos Rochas Cristalinas
M22 C3-S1 Precauções quanto ao uso Sedimentos da F. Barreiras
GU
AJ
IRU
M49 C3-S1 Precauções quanto ao uso Sedimentos aluvionares
M36 C3-S1 Precauções quanto ao uso Sedimentos aluvionares
M42 C3-S2 Precauções quanto ao uso Sedimentos aluvionares
M35 C0-S1 Irrigação Sedimentos da F. Barreiras
USSL - United States Salinity Laboratory
Quanto a qualidade da água para consumo animal, tendo como base a metodologia
de Logan (1965), as águas dos pontos M22, M35, M36, M42 e M49 se mostram na classe
de águas boas para o consumo animal (STD ≤ 2.500 mg/L). As águas do M17, M18 e
M32 apresentam valores de STD maiores ou iguais a 4.500 mg/L, sendo classificadas
como insatisfatórias para o consumo animal.
A Tabela 55 mostra um sumário dos resultados obtidos no que se refere à
comparação com as Resoluções, Portaria e demais classificações utilizadas para analisar
os dados; observa-se que as amostras que são inadequadas para uso diante das normativas
escolhidas são as do alto curso do Rio do Mudo (M17, M18 e M32). Já as que apresentam
melhor qualidade com base nas normativas são as amostras do alto curso do Rio Guajiru
88
(M49 e M36) e as que representam águas subterrâneas (M22 e M35). Ainda assim, são
recomendadas precauções no uso das águas nas amostras M22, M49, M36 e M42, de
acordo com as normativas do USSL.
Tabela 5 – Sumário das conclusões encontradas no trabalho à luz das Resoluções, Portaria e demais
classificações utilizadas como base. Os pontos estão dispostos de montante para jusante de cada sub-bacia.
Amostras
Resolução
CONAMA
357/05
Resolução CONAMA 396/2008 Portaria
05/2017
Anexo
XX
USSL Logan
(1965)
Classe I Consumo Dessedentação Irrigação Recreação
DO
MU
DO
M32 N
N I N
M18 N
N I N
M17 N
N I N
M22 S P S
GU
AJ
IRU
M49 S S P S
M36 S S P S
M42 N P S
M35 S S IR S
S – Aceito dentro dos padrões; N – não indicado; I – Inadequado; P – Precauções; IR – Irrigação.
Potabilidade e Metais Traço
Callender (2003) argumenta que a contaminação do meio por metais pesados está
intrinsecamente relacionada com a condição de vida das populações. Os metais pesados
nos solos são derivados principalmente de fontes naturais, mas podem ter sua
concentração alterada por atividades antrópicas (Burak et al., 2010). A Tabela 66 mostra
os resultados obtidos para os metais traço nas amostras de água, bem como os problemas
encontrados em relação aos limites estabelecido pelas resoluções.
Tabela 6 – Resultados obtidos para metais traço a partir das amostras coletadas. Os pontos estão dispostos
de montante para jusante de cada sub-bacia.
ALD – espécie abaixo do limite de detecção do método utilizado; * Valores excedentes pela Resolução 357/2005; ° Levando em
consideração o consumo humano na Resolução 396/2008; # Valores excedentes pela Portaria de Consolidação 05/2017 Anexo XX.
Levando em consideração a Resolução CONAMA 357/2005 (Tabela 66), os
valores do elemento cromo (Cr) nas águas não excederam ao recomendado. Somente a
Amostras Cr Cd Ni Cu Pb Zn CONAMA
357/2005
CONAMA
396/2008
MS
05/2017
Anexo XX mg/L
DO
MU
DO
M32 0,05* 0,01*#° 0,097*#° 0,05* 0,333*#° 0,087
Problemas
com Cr,
Cd, Ni, Cu
e Pb.
Problemas
com Cd, Pb e
Ni.
Problemas
com Cd, Ni
e Pb.
M18 ALD 0,01*#° 0,04*° 0,023* 0,203*#° 0,06
M17 ALD 0,04*#° 0,1*#° 0,053* 0,477*#° 0,073
M22 ALD 0,003 0,007 0,02* 0,06*#° 0,04
GU
AJIR
U M49 ALD ALD 0,007 0,093* 0,047*#° 0,047
M36 ALD ALD ALD 0,097* 0,083*#° 0,05
M42 0,02 0,003 0,013 0,08* 0,06*#° 0,06
M35 ALD 0,003 0,007 0,07* 0,08*#° 0,053
89
amostra M32 apresentou valores limítrofes (0,05 mg/L). Para o cádmio (Cd) as águas do
M17, M18 e M32 apresentaram valores acima do permitido (0,005 mg/L), mostrando
eventual contaminação para esse elemento. O níquel (Ni) apresentou valores maiores do
que o permitido (0,025 mg/L) em águas de três amostras, M17, M17 e M32. Para o cobre
(Cu) todas as águas excederam ao recomendado pela Resolução 357/2005 (0,005 mg/L).
O elemento chumbo (Pb) esteve presente em todas as águas amostradas em concentração
superior ao permitido pela Resolução (0,01 mg/L). Para o zinco (Zn) nenhuma das
amostras apresenta concentrações maiores do que permitido (0,09 mg/L).
Com relação à Portaria de Consolidação 05/2017 Anexo XX do Ministério da
Saúde (BRASIL, 2017) (Tabela 6), para o elemento cromo (Cr) os valores estabelecidos
por amostra não ultrapassaram os padrões definidos, que é de 0,05mg/L de Cr. Esse valor
limítrofe é atingido pela amostra M32, com valor de 0,05mg/L. A mesma está inserida no
contexto da Suíte Intrusiva Dona Inês. Os granitos intemperizados contidos nessa unidade
podem liberar o Cr. As águas do M17, M18 e M32 apresentam valores mais elevados
para Cd do que o estabelecido pela Portaria de Consolidação 05/2017 Anexo XX (0,005
mg/L). Todas estão inseridas na Suíte Dona Inês. O cádmio é um elemento relativamente
raro, estando geralmente associado a minerais de zinco, e estes a rochas ígneas. Para o
níquel (Ni) a Portaria de Consolidação 05/2017 Anexo XX do Ministério da Saúde
estabelece valor máximo de 0,07mg/L, sendo esse excedido nas amostras M17 e M32.
Essas águas foram coletadas em açudes com água estagnada, o que leva ao aumento da
concentração dos elementos. Estão sobre os granitos da Suíte Intrusiva Dona Inês que
podem ser fontes para esse elemento. Quanto ao cobre (Cu), nenhuma das águas
amostradas mostraram valores excedentes, com relação a Portaria. Para o chumbo (Pb)
todas as águas mostraram valores maiores do que o valor permitido (0,01 mg/L). Segundo
Hem (1985) esse elemento ocorre com abundância de cerca de 16 ppm em rochas ígneas
e 14 ppm em arenitos, rochas como essas são encontradas nas áreas amostradas neste
trabalho.
Em comparativo com a Resolução 396/2008 (Tabela 6), os valores observados
para o cromo (Cr) nas águas que apresentaram esse elemento (M32 e M42) não excedem
o recomendado para nenhum dos usos indicados pela Resolução, entretanto chega no
limite máximo permitido para o consumo (M32 – 0,05 mg/L). Para o cádmio (Cd), as
águas amostradas que apresentaram esse elemento, a M17, M18 e M32, excedem o
recomendado para consumo humano (0,005 mg/L), obedecendo os limites para irrigação
e dessedentação animal (0,01–0,05 mg/L). As amostras M22, M35 e M42 apresentaram
90
valores adequados ao consumo humano e recreação (0,005mg/L). Acerca do elemento
chumbo (Pb), todas as amostras de água mostraram valores acima do recomendado para
consumo humano (0,01 mg/L). A amostra M49 apresenta um valor próximo do máximo
permitido para o uso recreativo. No geral as amostras têm um uso indicado, com base na
concentração desse elemento, para dessedentação animal e irrigação (0,01-5 mg/L). Para
o cobre (Cu), os valores obtidos nas águas não excedem nenhum dos máximos permitidos
pela Resolução 396/2008, obedecendo os limites estipulados para todos os fins citados.
Para o elemento níquel (Ni), as águas M22, M35, M36, M42, M49 apresentaram
concentrações que permitem o uso para consumo humano (0,02 mg/L). As amostras de
água dos pontos M17, M18 e M32 apresentam valores que permitem seu uso para as
demais atividades. Quanto ao zinco (Zn) nenhuma das amostras apresenta restrições,
sendo as concentrações bem abaixo dos valores máximos permitidos para todos os usos
citados.
Os locais onde as amostras apresentaram os valores dos elementos acima do que
é indicado para consumo humano, são representados pelas amostras M17, M18 e M32,
que apresentaram teores elevados para cádmio, níquel e chumbo, além de cromo para
M32; estes locais são de potencial risco a saúde, devido a exposição dos humanos, ou
mesmo animais, a teores de metais pesados que podem causar doenças. O elemento
chumbo mostra valores superiores ao permitido por todas as normativas em todos os
pontos. Esse fato mostra contaminação em todos os pontos, devendo-se ter precauções ou
mesmo abstenção do uso dessas águas devido à presença desse elemento. O cobre se
apresenta maior que o permitido pela resolução 357/2005 em todas as amostras.
Semelhante ao chumbo, não se recomenda o uso dessas águas por esta contaminação
presente.
Devido aos pontos de amostragem em sua maioria se encontrarem em regiões
rurais com poucas moradias, a origem dos metais pesados provavelmente está relacionada
as litologias presentes na região tais como os granitos, conferindo uma origem geogênica
para essa contaminação das águas amostradas.
Entretanto, as águas amostradas que apresentaram maiores problemas quanto ao
teor de metais traço estão localizadas à beira de estradas carroçáveis e próximo a algumas
residências, caso das amostras M17 e M32. Os veículos transeuntes pelas estradas podem
liberar metais que estão relacionados ao desgaste de pneus e/ou de suas peças, ou ainda
aos sistemas de exaustão dos veículos, contaminando o meio. A amostra M18 também
apresenta concentrações elevadas de metais pesados. O local desse reservatório está
91
situado bem próximo a comunidade de Primeira Lagoa, no município de Ceará Mirim.
As atividades humanas que ocorrem nessa comunidade, bem como o trânsito de veículos
podem funcionar como agravantes para o aumento dos teores de metais.
Goyer (1996) argumenta que todos os metais e seus compostos possuem
toxicidade, ou seja, a capacidade de causar alguns efeitos nocivos e adversos sobre os
organismos vivos. O ponto principal está relacionado ao grau de exposição do organismo
a esses elementos. O grau de exposição está relacionado tanto com a quantidade como
com o tempo que o organismo está exposto. Assim, mesmo esses elementos tendo papel
importante para o metabolismo e desenvolvimento de alguns organismos, a alta exposição
acarretará intoxicações ou doenças graves.
Callender (2003) argumenta que os metais pesados são constituintes naturais dos
minerais primários, não sendo potencialmente prejudiciais ao homem ou animais, sendo
liberados desses compartimentos geoquímicos pela ação do intemperismo sobre as rochas
quando essas afloram. A exposição do ser humano a esses elementos após eles serem
liberados dos compartimentos originais é que pode trazer consequências maléficas a
saúde das populações.
Entretanto, Araújo & Souza (2012) argumenta que as fontes antropogênicas
contribuem significativamente para a disseminação de contaminação por metais. Também
cita que diversos metais além das fontes naturais também apresentando contribuições
humanas através de atividades como indústrias, esgotos emissão de veículos, mineração
metalurgia, fertilizantes, pesticidas, resíduos urbanos, entre outros.
Muniz & Oliveira-Filho (2006) trazem conclusões semelhantes ao citarem que os
metais estão naturalmente presentes no ambiente. Todavia a extração e beneficiamento
de metais, rejeitos industriais, efluentes domésticos, insumos agrícolas, descarte de
produtos comerciais, queima de combustíveis fósseis e descarte de esgoto são atividades
antrópicas ligadas a contaminação do meio por metais traços.
Conclusões
Na Resolução CONAMA 396/2008 destacam-se os possíveis usos para consumo
humano, irrigação, dessedentação e recreação, podendo ser indicado tratamento, devido
a contaminações antrópicas, para as águas dos pontos M22, M35, M36 e M49. Em relação
as águas dos pontos M17, M18 e M32, devido à alta concentração de íons e espécies
químicas, o uso não é recomendado para nenhum dos fins estabelecido pela Resolução.
As águas dos pontos M22, M35, M36 e M49, tidas como adequadas para todos os usos
92
dentro dos parâmetros da resolução, apresentaram contaminação para ferro (M22) cobre
e chumbo (todas), sendo recomendada a não utilização de todas as águas.
Com base na Resolução CONAMA 357/2005 as águas foram classificadas
predominantemente como classe 1 das águas salobras; as amostras M17, M18 e M32
foram as mais problemáticas em relação a classe 1 das águas salobras dessa Resolução,
apresentando valores moires que os permitidos para cloreto (todas as amostras) e ferro.
Os pontos M17, M18 e M32 de acordo com Logan (1965) não apresentaram
valores de STD satisfatórios para consumo animal. As águas amostradas dos pontos M22,
M35, M36, M42 e M49 são as que apresentam qualidade satisfatória para os usos de
consumo humano, irrigação e dessedentação com relação as concentrações de STD.
A classificação pelo USSL mostra que as águas dos pontos M22, M36, M42 e
M49, são adequadas para irrigação em solos bem drenados, tomando-se algumas
precauções e tendo seu uso definido para cultivos específicos; não apresentam risco
elevado de concentração de sódio nocivo no solo. As águas dos pontos M17, M18 e M32
se mostraram inadequadas para irrigação.
O nitrato não apresenta valores que excedem as regulamentações. Entretanto,
valores próximos a 5 mg/L, como o da amostra M22, servem de alerta para contaminação
antropogênica do aquífero nesse ponto. O mesmo se trata de um balneário cercado por
ocupações humanas que podem estar lançando esgoto e dejetos direto no solo e
contaminando o aquífero na área. É recomendado o monitoramento tanto das
concentrações de NO3- desse ponto, como do uso dessas águas por parte da população.
Portanto, as águas amostradas nos pontos M17, M18 e M32 são as que apresentam
maiores restrições com relação à sua utilização para irrigação, consumo humano ou
dessedentação. As amostras M22, M35, M36, M42 e M49, mesmo apresentando em
alguns pontos qualidade satisfatória para consumo, recomenda-se a utilização
prioritariamente para irrigação e dessedentação animal, levando em consideração tão
somente as concentrações das espécies e elementos iônicos.
Quanto aos metais traço, as águas mais problemáticas foram as M17, M18 e M32,
apresentando concentrações acima do permitido para todos os metais, com exceção do
cromo e zinco. Essas amostras excederam o proposto pelas Resoluções 357/2005 e
396/2008 e a Portaria de Consolidação 05/2017 Anexo XX para os elementos Cd, Ni, Cu
e Pb; as demais amostras apresentaram contaminação por cobre e chumbo. Isso mostra
que o uso de todas as águas amostradas deve ser evitado, a fim de que os usuários não
desenvolvam doenças ligadas a ingestão ou exposição a esses elementos. Recomenda-se
93
investigar o histórico de ocorrência de doenças de veiculação hídrica na região, em
especial aquelas enfermidades crônicas que vem sendo adquiridas pela população,
desencadeadas pelo consumo ou contato com águas contaminadas por metais, a longo
prazo.
Em síntese, mesmo algumas das regiões observadas apresentando salinidade
satisfatória para irrigação ou outros consumos, quando se considera para os mesmos
pontos (M22, M35, M36, M42 e M49) a presença de metais, além de outros fatores,
verifica-se a total inviabilidade de sua utilização, para quaisquer que sejam os usos; todos
os pontos amostrados se mostram contaminados por cobre e chumbo, podendo esses
elementos contaminarem solos e culturas a serem irrigadas com essas águas; nenhuma
das águas amostradas mostrou-se totalmente adequada para ser consumida.
Com base no zoneamento esquemático proposto (Figura 2), bem como nos
resultados obtidos, pode-se assumir a existência de duas zonas distintas na área de estudo
(alto/médio curso); uma com maiores concentrações, na região oeste/ocidental, Rio Do
Mudo, sobre rochas cristalinas; outra na porção central da bacia, nos médios cursos dos
rios, sobre rochas sedimentares e sedimentos inconsolidados.
A zona de mais altas concentrações de STD, Cl-, Na+, SO4-2 e dureza, que é a
porção oeste da área de estudo, apresenta águas que são inadequadas para consumo
humano e irrigação, diante das concentrações, bem como teores elevados de metais
traços; logo, deve-se evitar o uso dessas águas sejam quais forem.
Em contraste, as águas na porção do médio curso apresentam condições melhores
para os usos. Entretanto, algumas áreas mostram, ainda, carecerem de precauções e
cuidados quanto ao uso pela população, sendo recomendado a total abstenção desses
reservatórios por parte da população.
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97
CAPÍTULO 3 – Avaliação dos sedimentos de fundo em pontos dos Rios Guajiru e
Do Mudo, Bacia Hidrográfica do Rio Doce/RN.
Micael Batista Damasceno; Raquel Franco de Souza
ARTIGO PARA SUBMISSÃO A PUBLICAÇÃO
RESUMO: A Bacia Hidrográfica do Rio Doce localiza-se no Litoral Oriental do RN. É formada pelos rios
tributários Do Mudo e Guajiru, os quais descarregam suas águas na lagoa de Extremoz, que deságua no Rio
Doce. A água da Lagoa de Extremoz é captada para abastecimento de parte da região metropolitana
natalense. O substrato das nascentes é formado por rochas Pré-cambrianas, predominando no restante
rochas sedimentares da Formação Barreiras e materiais Quaternários. Os rios Guajiru e Do Mudo são
intermitentes e os corpos de água superficial são efêmeros. Procurando avaliar as características físicas e
químicas dos sedimentos quanto a origem e composição foram analisados a granulometria e os teores de
matéria orgânica, perda ao fogo e carbonato. Também os elementos maiores e os metais traços adsorvidos
nos sedimentos foram analisados por espectrometria de fluorescência de raios X espectrofotometria de
absorção atômica, respectivamente. Os sedimentos são arenosos, predominando o quartzo. Os teores de
matéria orgânica indicam um sedimento essencialmente mineral. A composição química do rio Do Mudo
aponta para uma relação genética com as rochas aflorantes na região. Para o rio Guajiru o empobrecimento
na concentração de alguns elementos indica maior retrabalhamento das partículas pelo intemperismo. Os
metais não apresentaram concentrações nem maiores nem condizentes com os tipos de rochas da região,
indicando que parte desses elementos podem ter origem em atividades antrópicas.
Palavras-chave: sedimentos de fundo; água superficial; metais traços.
ABSTRACT: Abstract: The Doce river Watershed is located on the Eastern Coast of the Rio Grande do
Norte State. The Mudo and Guajiru rivers form the tributaries, which discharge their waters in the Extremoz
lagoon, which empties in the Doce River. The Extremoz lagoon supplies part of the Natal metropolitan
region. The substrate of the springs is formed by Precambrian rocks, predominating in the remaining area
sedimentary rocks of the Barreiras Formation and Quaternary materials. The Mudo and Guajiru rivers are
intermittent and the surface water bodies are ephemeral. To evaluate the physical and chemical
characteristics of the sediments in terms of origin and composition, particle size, organic matter, loss on
ignition and carbonate were analyzed. Also, the major elements and the metals adsorbed in the sediments
were analyzed by X-ray fluorescence spectrometry and atomic absorption spectrophotometry, respectivelly.
The sediments are sandy, with quartz as predominant mineral. The organic matter content indicates an
essentially mineral sediment. The chemical composition of the Mudo river points to a genetic relation with
the outcrop rocks in the region. For the Guajiru river, the impoverishment in the concentration of some
elements indicates greater reworking of the particles by weathering. The metals did not present
concentrations higher or consistent with the rock types in the region, indicating that some of these elements
may originate from anthropic activities.
Keywords: background sediments; surface water; metal traces.
1 INTRODUÇÃO
A composição química das águas superficiais está associada à alteração do
substrato rochoso e materiais carreados pela erosão, com os quais interagem. Também
sofre influência da deposição de materiais particulados da atmosfera e de componentes
da água da chuva (CONCEIÇÃO & BONOTTO, 2004).
Nas drenagens, as espécies químicas, provenientes da alteração destes materiais
rochosos e solos, bem como de poluentes, ficam estocadas, em sua grande maioria (99%),
98
nos sedimentos (AXTMANN & LUOMA, 1991; PEREIRA et al., 2007), que dessa forma
constituem importante ferramenta para avaliação de contaminação.
Os sedimentos de fundo são importantes fatores nos ambientes aquáticos
continentais, pois integram todos os processos físico-químicos e biológicos que ocorrem
no meio (ESTEVES, 2011). Na maioria dos ecossistemas aquáticos continentais, a
concentração dos compostos químicos no sedimento de fundo é significativamente maior
do que nos demais compartimentos. As espécies químicas provenientes da alteração das
rochas e dos solos, e dos poluentes, ficam estocadas nos sedimentos de fundos (PEREIRA
et al., 2007).
Ainda, os sedimentos têm importante papel no esquema de poluição aquática, pois
servem para detectar a presença de contaminantes que não permanecem solúveis após o
seu lançamento em águas superficiais. Estes atuam como carreadores de possíveis fontes
de poluição, já que os metais não são permanentemente fixados pelos sedimentos e podem
ser transportados nos corpos d’água, em decorrência de mudança nas condições
ambientais (MARTINS et al., 2007).
Os metais e outras espécies químicas encontram-se dissolvidas nas águas
intersticiais (nos poros) dos sedimentos ou adsorvidos às superfícies das partículas
(orgânicas e inorgânicas) do sedimento. As águas intersticiais são consideradas o
compartimento do ambiente aquático em que os elementos dissolvidos são biodisponíveis
e, por este motivo, importantes na avaliação ambiental (EZAKI et al., 2011).
A importância desta investigação está atrelada a um estudo de fontes hídricas
adicionais em setores rurais, não contemplados pelos recursos hídricos da lagoa de
Extremoz, bem como pela escassez de trabalhos sobre águas superficiais nessa porção do
alto/médio curso da bacia hidrográfica, e pelo fato de alguns mananciais superficiais já
serem utilizados pelas populações locais, porém sem qualquer informação e/ou controle
quanto a adequabilidade dessas águas, que podem sofrer alteração em sua qualidade
devido ao substrato.
Este trabalho teve por objetivo avaliar as características químicas, mineralógicas
e granulométricas de sedimentos aquáticos em alguns pontos de acumulação de água
superficial nas sub-bacias dos rios Guajiru e do Mudo. Buscou-se compreender se a
composição das rochas aflorantes na área e dos sedimentos são similares. E ainda,
entender qual a origem dos metais adsorvidos nos sedimentos.
99
1.1 ÁREA DE ESTUDO
Dentro da área de abrangência da Bacia Hidrográfica do Rio Doce foi definida
uma área para pesquisa, englobando o médio e alto curso das sub bacias do Rio do Mudo
e Rio Guajiru. Na bacia do Rio Doce está presente um dos importantes mananciais de
águas do doce do RN, a Lagoa de Extremoz, entre outros pontos de uso dos recursos
hídricos (Figura 1).
Foram selecionados oito (8) pontos para amostragem de sedimentos ao longo das
duas sub-bacias que compõem a bacia hidrográfica do Rio Doce. Quatro desses pontos
estão no Rio do Mudo, os pontos M17, M18, M22 e M32, e quatro no Rio Guajiru, os
pontos M35, M36, M42 e M49. As coordenadas de cada ponto foram adquiridas com
GPS do modelo eTrex® 10, marca Garmin, utilizando o Datum SIRGAS 2000, UTM
zona 25S (Figura 1).
No sentido de montante para jusante na sub-bacia do Rio Do Mudo está o ponto
M32 como barramento de córregos oriundos das nascentes, geologicamente sobre a Suíte
Dona Inês (rochas graníticas), e solo quartzoso. O M18 está no mesmo contexto geológico
do M32, com solo bem quartzoso sem vegetação expressiva. O M17 é um pequeno
barramento com mesmo contexto geológico que os pontos anteriores; solo jovem e
essencialmente quartzoso. O M22 difere dos pontos citados por representar um
afloramento de água subterrânea (aquífero Barreiras), devido a abertura de uma escavação
no terreno para a formação de um balneário, em uma área com influência antrópica;
geologicamente encontra-se sobre coberturas sedimentares (rochas da Formação
Barreiras).
100
Na sub-bacia do Rio Guajiru o ponto M49 está localizado em uma pequena lagoa,
com solo arenoso e pouca matéria orgânica, inserido geologicamente nas coberturas
aluvionares. O M36 está uma lagoa perene no centro da comunidade de Serrinha, São
Gonçalo do Amarante, cuja comunidade é produtora de brita e pedras de cantaria.
Geologicamente está sobre a Suíte Intrusiva Dona Inês (rochas graníticas), com solo
arenoso e quartzoso. O M42 está localizado a montante de um dos córregos da respectiva
sub-bacia. Geologicamente está sobre o contexto de depósitos aluvionares. O M35 está
em propriedade privada na comunidade de Maçaranduba, São Gonçalo do Amarante.
Trata-se de um afloramento natural, em material coluvial, do aquífero Barreiras, com solo
areno-argilo e pouca matéria orgânica.
Segundo dados climatológicos da EMPARN, as chuvas nos últimos anos vêm
ocorrendo de forma irregular. A Figura 2 mostra a pluviosidade nos municípios que
abrangem a bacia em tela; no período de 2010 a 2016 (ano da amostragem), nenhum ano
apresentou precipitações ocorrendo normais ou acima da média para todos os municípios
da bacia. O que se observa são chuvas escassas e irregulares.
Essas condições interferem nos cursos e reservatórios de águas superficiais e
subterrâneos, podendo alterar a disponibilidade de oferta e a qualidade dos recursos
hídricos ao longo do tempo; podem ainda elevar a salinidade e presença de elementos
químicos de reservatórios, devido à menor quantidade de água, que deveria ser renovada
Figura 1– Localização da área de estudo na bacia hidrográfica do rio Doce juntamente com pontos amostrados nesse trabalho e
o respectivo contexto geológico da bacia.
Fonte: Adaptado das Cartas Geológicas de Natal e João Câmara (CPRM, 2012 e 2013).
101
pelas chuvas.
A maioria dos acumulados nos municípios abrangidos pela bacia no período de
2010 a 2016 está abaixo da média para as microrregiões do Agreste Potiguar, Macaíba e
Natal, onde fica a bacia hidrográfica. Os municípios de São Gonçalo do Amarante, Ceará-
Mirim, Ielmo Marinho e Taipú, que são abrangidos pelo alto e médio curso, se mostram
predominantemente abaixo ou no limite das médias de precipitação acumulada; essas
regiões estão relacionadas às nascentes das sub bacias, o que resulta na baixa renovação
dos reservatórios superficiais no período.
No ano da coleta das amostras (2016) todos os municípios abrangidos pela bacia,
nos médio e alto cursos, mostram acumulados para as precipitações menores que a média
para as microrregiões onde a bacia está inserida.
2 METODOLOGIA
2.1 PROCEDIMENTOS DE AMOSTRAGEM E ANALÍTICOS
Os sedimentos foram coletados em potes plásticos de cerca de um quilograma de
capacidade, sendo acondicionados sem necessidade de resfriamento. Nessa coleta
primeiramente se retira a camada superficial dos sedimentos, caso haja excesso de matéria
orgânica. Como as análises visaram identificar a presença de elementos metálicos, a
coleta ocorreu com ajuda de pás plásticas para evitar a contaminação da amostra.
2.2 PROCEDIMENTOS ANALÍTICOS
O sedimento encaminhado ao Laboratório de Geoquímica da UFRN foi
distribuído em bandejas de vidro e levado a estufa, onde é aquecido a 100ºC durante 24
Figura 2 - Variação das precipitações nos municípios abrangidos pela bacia hidrográfica
do Rio Doce no período de 2010 a 2016. A média para a chuvas normais nas microrregiões
que abrangem a bacia é segundo Neves et al. 2010. Média no período foi feita a partir das
médias de precipitação.
102
horas. Após este processo de secagem, a amostra é destorroada, triada (para remoção de
fragmentos indesejados), quarteada, e separada em oito alíquotas de 30g por amostra para
posteriormente serem feitas análises granulométricas, de teor de carbonato (CaCO3), teor
de matéria orgânica, análises químicas de elementos maiores, menores e traços.
Para determinação do teor de matéria orgânica (M.O.) 10g de amostras são postos
em cadinhos de cerâmica e levados a mufla por 5 horas a 600ºC. O valor perdido após
este evento é a quantidade de matéria orgânica que foi incinerada, deixando apenas os
minerais presentes no sedimento.
O teor de CaCO3 é obtido a partir de ataque com ácido acético (CH3COOH) a 4%
em 10g de sedimento. No final deste procedimento a massa perdida corresponde ao
carbonato digerido pelo ácido (Hermann, 1975).
A caracterização granulométrica consistiu no peneiramento de 30g das amostras
de sedimento, em agitador automático durante 15 minutos. Foram utilizadas peneiras de
aço inoxidável com malhas de >9#, >28#, >48#, >250# e <250# (Escala Tyler), dividindo
o sedimento respectivamente em cascalho e areia grossa, areia média e fina, areia muito
fina e silte e argila. O peso retido em cada peneira é aferido e a fração granulométrica que
tiver a maior massa indica a predominância granulométrica do sedimento.
Elementos maiores e menores foram analisados em amostra total por
espectrometria de fluorescência de raios X, e o enxofre foi determinado por
infravermelho, em laboratório comercial (Centro de Caracterização Minerais e Materiais
– FRX Service LTDA). Os metais foram removidos com solução de HCl 0,5N + H2SO4
0,025N e analisados por espectrofotometria de absorção atômica junto ao Laboratório de
Análises de Solo, Água e Planta da Empresa de Pesquisa Agropecuária do RN
(EMPARN).
3 RESULTADOS
3.1 CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA
A Tabela 1 mostra os resultados obtidos nas análises dos sedimentos para
elementos maiores, menores e traços. Os elementos maiores e menores fazem parte da
composição química total dos minerais dos sedimentos; os metais encontram-se
adsorvidos a superfície dos sedimentos. Ainda foram obtidos os teores de matéria
orgânica (M.O.), carbonato (Carb.) e a perda ao fogo (P.F.).
As análises por EFRX (Tabela 1) apresentam as concentrações dos elementos na
forma de seus óxidos maiores, menores e traço. Nos sedimentos amostrados o óxido
103
essencial é o SiO2, com teor variando de 84% a 98,74%, seguido por Al2O3, como segundo
elemento mais abundante, com valores entre 0,48% e 8,73%. O terceiro óxido mais
abundante é o K2O, com valores entre < 0,01% e 2,62% da amostra.
Tabela 1 – Elementos maiores, menores (inclui enxofre), carbonato (Carb), matéria orgânica (M.O.), perda
ao fogo (P.F.) e concentração de metais em sedimentos de corpos de água superficial e subterrânea nas sub-
bacias dos rios Guajiru e do Mudo, bacia hidrográfica do Rio Doce/RN.
Sub-bacia Rio do Mudo Sub-bacia Rio Guajiru
M32 M18 M17 M22 Média Desvio
Padrão M49 M36 M42 M35 Média
Desvio
Padrão
SiO2 90,94 89,07 84,34 96,53 90,22 5,04 98,74 95,15 84,75 94,07 93,18 5,96
Al2O3 3,56 4,76 6,71 1,47 4,13 2,19 0,48 2,14 8,73 3,44 3,70 3,57
K2O 1,23 2,62 2,32 0,35 1,63 1,04 0,00 0,73 1,67 0,03 0,61 0,78
Na2O 0,43 0,71 1,24 0,19 0,64 0,45 0,01 0,49 1,56 0,01 0,52 0,73
Fe2O3 0,60 0,32 0,79 0,34 0,51 0,22 0,08 0,17 0,83 0,19 0,32 0,35
CaO 0,27 0,59 0,48 0,18 0,38 0,19 0,01 0,28 0,33 0,01 0,16 0,17
TiO2 0,18 0,10 0,22 0,17 0,17 0,05 0,05 0,07 0,14 0,18 0,11 0,06
MgO 0,26 0,14 0,21 0,18 0,20 0,05 0,01 0,15 0,14 0,11 0,10 0,06
P2O5 0,03 0,02 0,06 0,02 0,03 0,02 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,00
ZrO2 0,03 0,01 0,03 0,03 0,03 0,01 0,02 0,01 0,03 0,06 0,03 0,02
MnO 0,01 0,01 0,01 0,02 0,01 0,01 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00
Cr2O3 0,00 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 0,01 0,01
S 0,08 0,03 0,25 0,00 0,09 0,11 0,01 0,01 0,01 0,00 0,01 0,01
Fe 2.365,00 1.655,00 5.100,00 44,00 2.291,00 2.109,46 139,00 344,00 587,00 285,00 338,75 186,59
Mn 177,00 83,00 187,00 19,00 116,50 80,12 20,00 125,00 53,00 15,00 53,25 50,72
Zn 40,00 19,00 135,00 12,00 51,50 56,92 15,00 13,00 20,00 9,00 14,25 4,57
Cu 2,00 1,00 4,00 1,00 2,00 1,41 1,00 1,00 2,00 1,00 1,25 0,50
Pb 2,57 0,87 2,20 0,20 1,46 1,11 0,20 0,47 0,90 0,45 0,51 0,29
Ni 0,45 0,15 1,05 0,10 0,44 0,44 0,15 0,10 0,12 0,05 0,11 0,04
Cr 0,20 0,07 0,40 0,05 0,18 0,16 0,00 0,07 0,30 0,17 0,14 0,13
Cd 0,10 0,05 0,25 0,10 0,13 0,09 0,05 0,05 0,05 0,00 0,04 0,03
%Carb 1,00 0,99 2,31 0,27 1,14 0,85 0,15 0,26 0,34 0,30 0,26 0,08
% M.O. 2,42 0,93 3,63 0,30 1,82 1,50 0,51 0,68 1,78 1,71 1,17 0,67
P.F. 2,35 1,39 3,47 0,30 1,88 1,35 0,41 0,69 1,76 1,71 1,14 0,69
Elementos maiores, menores, enxofre, carbonato, matéria orgânica e perda ao fogo em % do sedimento seco sem
peneiramento. Concentração dos metais em mg/kg do sedimento seco sem peneiramento. Elementos maiores e
menores analisados por espectrometria de fluorescência de raios X (EFRX). Enxofre analisado por infravermelho.
Carbonato, matéria orgânica e perda ao fogo por gravimetria. Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Ni, Cr e Cd analisados em solução
(HCl 0,5N + H2SO4 0,025N) por espectrofotometria de absorção atômica de chama (EAA).
A Tabela 1 também apresenta os valores para metais obtidos nas análises dos
sedimentos (Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Ni, Cr e Cd). As análises apresentam os teores de metais
em miligrama por decímetro cúbico (mg/dm3) de sedimento amostrado.
104
O que se observa é que as médias dos metais analisados se apresentam mais
elevadas na sub-bacia do rio do Mudo, sendo o elemento com maiores teores o Fe (média
2.291,00 mg/dm3), e com menores o Cd (média 0,13 mg/dm3). As médias da sub-bacia
do rio Guajiru são mais baixas que as observadas no rio do Mudo. O elemento com maior
teor também é o Fe (média 338,75 mg/dm3), e com menor também é o Cd (média 0,04
mg/dm3).
O teor de carbonato está apresentado na forma de porcentagem do composto
presente nas amostras. O valor máximo observado na sub bacia do Rio do Mudo foi de
2,31% (M17), mínimo de 0,27% (M22). Na sub bacia do Rio Guajiru o valor máximo foi
de 0,34% (M42), mínimo de 0,15% (M49) (Tabela 1).
De igual modo, a matéria orgânica (M.O.) tem os teores são dados em
percentagem presente nas amostras de sedimento. Na sub bacia do rio do Mudo o valor
máximo foi de 3,63% (M17), e mínimo de 0,30% (M22). Para a sub bacia do Rio Guajiru
o valor máximo foi 1,78% (M42), e mínimo de 0,51% (M49) (Tabela 1).
Ordenando os pontos de montante para jusante, os resultados mostram uma
tendência de diminuição no teor de carbonato, P.F. e de M.O. para jusante na sub-bacia
do Rio do Mudo. Para a sub-bacia do Rio Guajiru se observa uma tendência contrária à
do Rio do Mudo, aumento em direção a jusante.
3.2 CARACTERIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA DOS SEDIMENTOS
A Figura 3 apresenta fotos das alíquotas dos sedimentos que foram secas,
destorroadas e quarteadas. O aspecto geral das amostras é de granulometria arenosa, tendo
pouca argila. A coloração mais escura em algumas amostras pode ser um indicativo da
maior presença de matéria orgânica. A coloração mais clara de algumas pode indicar
presença de argila formada a partir da alteração de minerais, como por exemplo
feldspatos.
105
Os resultados para a análise granulométricas são mostrados na Tabela 2 e
corroboram com o aspecto visual dos sedimentos. Observou-se uma predominância da
fração areia fina para as amostras do alto curso do Rio do Mudo (M17, M18 e M32). Para
a sub-bacia do Rio Guajiru observa-se a predominância das frações areia fina à grossa
para os sedimentos amostrados (M36, M42 e M49).
Tabela 2 – Resultados da análise granulométrica dos sedimentos amostrados. Os resultados são dados em
porcentagem da fração encontrada na alíquota. Os pontos estão organizados de montante para jusante de
cada sub-bacia.
Sub-bacia Rio do Mudo Sub-bacia Rio Guajiru
Fração granulométrica M32 M18 M17 M22 Média Desvio
Padrão M49 M36 M42 M35 Média
Desvio
Padrão
> 2mm Seixos 1,58 1,56 2,79 0,86 1,70 0,80 2,30 2,35 4,71 16,22 6,40 6,65
> 0,545 mm Areia
grossa 17,68 16,39 28,75 35,55 24,59 9,17 39,28 49,49 33,03 30,45 38,06 8,47
> 0,297 mm Areia
média 22,43 19,76 15,38 37,47 23,76 9,59 32,67 11,08 20,66 11,99 19,10 10,03
> 0,063 mm Areia
fina 54,30 60,63 47,19 26,08 47,05 15,02 25,31 35,82 36,68 38,09 33,97 5,85
< 0,063 mm Silte e
argila 4,00 1,67 5,89 0,04 2,90 2,58 0,43 1,26 4,93 3,26 2,47 2,02
3.3 MATRIZES DE CORRELAÇÃO
Os Apêndices A e B apresentam as matrizes de correlação elaboradas a partir
dos dados da Tabela 1, respectivamente para o Rio do Mudo e Rio Guajiru; o objetivo foi
(A)
(B)
Figura 3 – Aspectos dos sedimentos amostrados nas sub-bacias dos rios Do Mudo (A) e Guajiru (B).
As amostras estão dispostas de montante para jusante, no sentido de cima para baixo. É possível observar
que os sedimentos são predominantemente arenosos. A coloração mais escura pode indicar presença de
matéria orgânica. As cores claras estão associadas a quartzo e argilas produtos do intemperismo de
feldspatos.
106
avaliar as interações entre as variáveis estudadas neste artigo. São apresentados os
coeficientes de correlação entre os parâmetros estudados. Os pontos M22 e M35 foram
desconsiderados durante a elaboração das matrizes por serem pontos com características
bem distintas dos demais.
Ao determinar a concentração de vários elementos químicos em amostras pode-
se calcular um coeficiente de correlação crítico (rcrit) utilizando este valor para comparar
com os coeficientes obtidos na matriz de correlação. Devido a quantidade de amostras foi
utilizado o nível de significância de 0,10 (confiança de 90%). Assim o valor calculado
para o rcrit foi o de 0,951.
As correlações significativas (positivas ou negativas) também podem contribuir
nas inferências sobre a mineralogia dos sedimentos amostrados.
4. DISCUSSÃO
4.1 CARACTERIZAÇÃO GRANULOMÉTRICA
A partir dos resultados da análise granulométrica (Tabela 2) é possível afirmar
que os sedimentos de fundo são predominantemente arenosos. Essa característica mostra
uma relativa proximidade com a área fonte dos sedimentos, visto que quanto mais longe
das áreas fontes os sedimentos tendem a ser mais finos.
Outro fator a ser considerado quanto a granulometria é a localização da área de
amostragem em relação as margens dos corpos hídricos. Froehner e Martins (2008)
argumentam que o alto teor de areia na composição do sedimento de fundo está
relacionado a proximidade com as margens. A tendência é que os sedimentos de fundo
localizados longe das margens tenham um comportamento diferente, sendo mais finos.
Amaral et al. (2014) dizem que a composição granulométrica do sedimento de
fundo influencia a capacidade de adsorção de poluentes. Sedimentos de fundo com
granulação fina (silte e argila) favorecem a adsorção dos poluentes nos sedimentos de
fundo. Silte e a argila são partículas que apresentam grande área superficial, em relação
ao volume; assim têm maior capacidade de retenção dos poluentes (BURTON Jr., 2002).
Assim, há uma tendência na área estudada que os poluentes que cheguem aos
reservatórios não fiquem associados aos sedimentos, nos quais predominam as frações
arenosas.
Essa falta de retenção dos metais aos sedimentos mais finos também é
confirmada na matriz de correlação da sub-bacia do rio Do Mudo (Apêndice A). Vê-se
107
que alguns metais (S, Fe, Zn, Cu, Ni, Cr e Cd) estão associados às frações arenosas
(>2mm e >0,545mm), estando mais disponíveis à coluna d’água.
Para a sub-bacia do rio Guajiru ocorre o contrário na matriz de correlação para
certos metais (Fe, Cu, Pb e Cr); os sedimentos podem estar atuando como fixadores de
elementos traços nessa sub-bacia, evitando a migração para a coluna d’água.
4.2 COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS ROCHAS E DOS SEDIMENTOS
Para melhor compreensão dos dados as amostras foram divididas por sub-bacia.
As amostras M17, M18 e M32 representam o rio do Mudo, e as amostras M49, M42 e
M36 representam o rio Guajiru. As amostras M22 e M35 apresentam características
distintas das demais amostras, sendo retiradas do agrupamento para análise.
Os resultados da presença de %M.O. permitem caracterizar os sedimentos como
minerais, ou inorgânicos, pois em todas as amostras estudadas a %M.O. se apresenta
abaixo de 10% do total. Esse fato é semelhante ao observado por Campagna et al. (2008),
que em estudo da toxicidade de sedimentos arenosos fluviais encontraram granulometrias
médias à grossas com baixas porcentagens de matéria orgânica associada (< 10%),
indicando um sedimento mais inorgânico. Os autores argumentaram que essas
características podem indicar o favorecimento da solubilização de elementos tóxicos para
a coluna d’água, visto a matéria orgânica e os sedimentos mais finos (silte e argila) terem
maior capacidade de absorção, devido a área superfície das partículas finas ser maior.
O comportamento de %M.O. está diretamente relacionado as variáveis P.F. e
%Carb. Há uma tendência de diminuição da %M.O. em direção jusante da sub-bacia do
rio Do Mudo. O ponto M32 apresentava na época da pesquisa suas águas avermelhadas,
podendo indicar a presença de algas na coluna d’água; ao morrerem, estas algas se
acumulam no sedimento elevando o teor de M.O. nesse ponto. Os pontos M18 e M22
apresentam teores mais baixos devido essencialmente à natureza quartzosa dos
sedimentos e à pouca vegetação no entorno (Figura 2). O M22 em particular apresenta
constante renovação de suas águas, não favorecendo o crescimento de algas. O M17
apresenta um pico nas concentrações de %M.O., sendo o máximo para a sub-bacia. O que
elevou esse teor foi a presença de restos de carapaças de organismos que viviam na coluna
d’água ou no substrato do reservatório, e que são observados macroscopicamente na
amostra de sedimento.
Para a sub-bacia do rio Guajiru há uma tendência de aumento nas concentrações
de %M.O., P.F. e %Carb. Nos pontos M35 e M42 têm-se a presença de restos de mata
108
ciliar, galhos e folhas, bem próximo as margens, o que pode estar aumentando as
concentrações de %M.O.; resultados similares foram observados por Cunha & Calijuri
(2008), que estudando sedimentos de fundo em rios encontraram valores elevados de
matéria orgânica em algumas amostras, atribuindo isso a contribuição de material
alóctone oriundo de folhas e galhos de mata ciliar. Esses pontos se encontram
geologicamente sobre terrenos sedimentares; a solubilização de Ca e Mg, bem como a
posterior precipitação destes com carbonato ou bicarbonato pode levar à presença, nos
sedimentos, de minerais de carbonato cálcio e magnésio, como calcita e dolomita. A P.F.
está diretamente relacionado a volatização de compostos carbonatos e matéria orgânica
durante a queima a 1000°C. Semelhante a sub-bacia do rio do Mudo, na do Guajiru a P.F.
acompanha a tendência da %M.O. e %Carb, mostrando que ambos estão sendo
volatizadas durante a queima.
Nascimento et al. (2015), em revisão da literatura sobre as suítes magmáticas
Ediacaranas a Cambrianas no extremo nordeste da Província Borborema analisaram a
composição dos granitos da Suíte Intrusiva Equigranular Cálcio-alcalina de alto K.
Oliveira (2014), estudando plútons no alto curso da bacia hidrográfica do rio Doce,
também descreveu quimicamente as rochas, mais especificamente as da área de estudo,
que afloram nos pontos M17, M18 e M32 no rio Do Mudo.
Nascimento et al. (2015) descrevem como mineralogia essencial o plagioclásio
(oligoclásio), microclínio e quartzo. Os acessórios podem ser biotita (± anfibólios),
titanita, epidoto, apatita, zircão, alanita, turmalina e opacos, podendo conter granadas.
Oliveira (2014), além da mineralogia apresentada por Nascimento et al. (2015),
acrescenta aos acessórios nos granitos da região do alto curso a calcita, clorita e
moscovita. Estes minerais são elencados na Tabela 3, apresentando suas composições
minerais principais e elementos de menor ocorrência, mas que também podem estar
presentes no quimismo mineral. A última coluna da tabela apresenta ainda a estabilidade
dos minerais no que se refere aos processos intempéricos, de acordo com Levinson
(1980).
Mineral X% 0,X% 0,0X% 0,00X% e
menos
Estabilidade ao
intemperismo
Anfibólio (K2(Mg,Fe,Al)5(OH)2[(Si,Al)4O11]2)
- Ti, F, K, Mn, Cl, Rb
Zn, Cr, V, Sr, Ni
Ba, Cu, P, Co, Ga, Pb, Li, B Facilmente
Intemperizado
Tabela 3 - Elementos selecionados encontrados em pequenas quantidades em minerais comuns
formadores de rochas ígneas, e relativa estabilidade dos minerais. Os minerais apresentados são os
presentes na Suíte Intrusiva Equigranular Calcio-alcalina de alto-K.
109
Adaptado de Levinson, 1980.
As médias das concentrações de alguns elementos maiores do grupo do Mudo e
Guajiru foram postas na Tabela 4 em comparação com as médias para os granitos
estudados por Nascimento et al. (2015) e Oliveira (2014). Os dados de Nascimento et al.
(2015) estão representados na Tabela 4 para comparação direta com a média dos óxidos
no grupo do rio do Mudo (M17, M18, M32), devido a estes sedimentos serem
sobrejacentes às rochas estudadas pelo autor. Os elementos foram dispostos por
abundância nos sedimentos, dos mais enriquecidos, aos mais empobrecidos em relação
às suas abundâncias nas rochas. Esse enriquecimento ou empobrecimento é observado na
última coluna da Tabela 4. Considerou-se para a discussão empobrecimento significativo
sendo maior que 50%. As porcentagens da variação na concentração dos óxidos nos
sedimentos em relação as rochas foram calculadas para o grupo do rio do Mudo.
Tabela 4 – Médias de elementos maiores para grupo de amostras da sub-bacia do rio do Mudo e
sub-bacia do rio Guajiru em comparação com a química dos granitos da região. Variação dada para
o grupo de amostras do rio do Mudo em relação aos dados de Nascimento et al. (2015).
Do Mudo Guajiru Nascimento et al. (2015) Variação na concentração
SiO2 88,12 92,88 72,26 +21,95%
TiO2 0,17 0,09 0,22 -22,73%
MgO 0,20 0,10 0,33 -39,39%
P2O5 0,04 0,02 0,07 -42,86%
MnO 0,01 0,00 0,02 -50%
K2O 2,06 0,80 5,34 -61,42%
Biotita (K2(Mg,Fe)2(OH)2(AlSi3O10)
Ti, F Ca, Na, Ba,
Mn, Rb
Cl, Zn, V, Cr,
Li, Ni
Cu, Sn, Sr,
Co, P, Pb, Ga
Plagioclásio (Na,Ca)Al(Si,Al)Si2O8
K Sr Ba, Rb, Ti,
Mn
P, Ga, V, Zn,
Ni, Pb, Cu, Li
Apatita Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)
- Sr, ETR, Mn U, Pb As, Cr, V
Moderadamente
Estável
Epidoto Ca2(Fe,Al)Al2(SiO4)(Si2O7)O(OH)
ETR Mn, Ti Th, Sn V, Nb, Zn,
Be, U
Granada (Ca,Mg,Fe2+,Mn)3(Al,Fe3+.Mn,Cr,Ti4+)2(SiO4)3
Mn, Cr Ti, ETR Ga -
K-Feldspato KAlSi3O8
Na Ca, Ba, Sr Rb, Ti Pb, Ga, V,
Zn, Ni, Cu, Li
Moscovita KAl2[Si3AlO10](OH,F)2
- Ti, Na, Fe,
Ba, Rb, Li
Cr, Mn, V,
Cs, Ga
Zn, Sn, Cu, B,
Nb
Quartzo
SiO2 - - -
Fe, Mg, Al,
Ti, Na, B, Ga, Ge, Mn, Zn
Estável
Turmalina (Na, Ca)(Li, Mg, Al)3(Al, Fe,
Mn)6(BO3)3(Si6O18)(OH)4
- Ti, Li, Mn Cr, Ga, Sn, Cu, V
Rb
Zircão
ZrSiO4 Hf ETR, Th Ti, Mn, P Be, U, Sn, Nb
110
Al2O3 5,01 3,78 14,10 -64,47%
CaO 0,45 0,21 1,45 -68,97%
Fe2O3 0,57 0,36 2,25 -74,67%
Na2O 0,79 0,69 3,19 -75,24%
As médias das concentrações observadas na tabela apontam que a gênese e a
química dos sedimentos do Mudo possivelmente estão relacionadas com o substrato
rochoso da região.
Todas as concentrações de elementos maiores e menores nas amostras de ambas
as drenagens estão abaixo das concentrações médias das rochas. É de se esperar que o
intemperismo remova os elementos mais móveis geoquimicamente deixando seus teores
mais baixos nos sedimentos. Entretanto, elementos menos móveis, como Al e Ti, podem
se manter residuais nos sedimentos acima do perfil de alteração dos granitos (M17, M18
e M32).
Observa-se que as maiores reduções são nos elementos mais móveis com baixo
potencial iônico (e.g. K2O, Na2O, CaO), ou limítrofes entre os de maior e menor
mobilidade, de acordo com a mobilidade dos elementos químicos apresentada por
Goldschmidt (1937). A exceção no presente trabalho é para Al2O3 e Fe2O3
Como dito, os elementos K, Na e Ca apresentam mobilidade significativa, estando
empobrecidos nos sedimentos do rio do Mudo (M17, M18 e M32) em relação às rochas
da área. Esses três elementos podem ser produtos da alteração dos K-feldspatos,
plagioclásio, biotitas e moscovitas presentes nos granitos da região (Tabela 3); devido à
sua mobilidade ficam facilmente disponíveis como espécies iônicas quando os
sedimentos, ou rochas, entram em contato com a água nos períodos de chuva.
O comportamento móvel do Al2O3 e do Fe2O3 no grupo Do Mudo explica-se pela
tendência do alumínio e do ferro, em se incorporar aos argilominerais nos sedimentos a
partir da alteração de minerais como feldspatos potássico e cálcio-sódico, biotita,
anfibólios e granadas (Tabela 3); estes minerais apresentam baixa estabilidade ao
intemperismo e liberam para o meio Al e Fe ferroso.
O Fe é liberado a partir dos minerais na forma ferroso (2+) ou férrico (3+) (Tabela
3). Goldschmidt (1937) mostra que um processo que precede a precipitação de hidróxido
de ferro férrico (Fe3+) é a oxidação do Fe2+ em águas superficiais rasas, semelhantes a da
área, convertendo os íons Fe2+ em um estado de valência mais elevado, o qual tem um
potencial iônico mais elevado; isto, por sua vez, causa a precipitação de Fe(OH)3. O Al3+
111
não passa por esse processo de oxidação; devido ao seu potencial iônico elevado, forma
hidróxidos ao ser liberado.
Então, o Fe passa para a coluna d’água na forma Fe2+ e Fe3+; após a oxidação do
Fe2+ ocorre a formação de precipitados na forma de hidróxidos; o Fe ainda adsorve às
partículas minerais do sedimento, preferencialmente às mais finas; ou pode ser
incorporado aos argilominerais.
Portanto, parte do Fe ferroso se oxida e, juntamente com o Al, precipitam na forma
de hidróxido ou incorporam-se a argilominerais, o que resulta em sua baixa mobilidade
neste ambiente. Goldschmidt (1937) mostra que substâncias com potencial iônico
intermediário (e.g. Al3+ e Fe3+) são precipitados por hidrólise na forma de argilas (lamas)
finas, contendo hidroxi-silicatos ou hidróxidos de alumínio, micas finamente divididas e
cloritas, e sílica finamente dividida, formando argilas, bauxitas, folhelhos etc. O Fe
ferroso incorpora-se à coluna d’água e, nos períodos chuvosos, é carreado quando os
corpos d’água enchem, passando a integrar os cursos d’água; estes cursos d’água se
mantém em fluxo até o próximo período prolongado de menor precipitação
pluviométrica, o que caracteriza as drenagens intermitentes.
Os locais estudados são pequenos reservatórios onde as partículas que se destacam
das rochas por efeito de intemperismo físico (mecânico) e químico (ocorrência de reações
químicas) se acumulam no fundo dos pequenos corpos hídricos. No período chuvoso,
durante o transbordamento dos reservatórios, as primeiras partículas carreadas são as de
granulometria fina, entre elas os argilominerais, gerando o empobrecimento do sedimento
de M17, M18 e M32 em Fe (-74,67%) e Al (-64,47%), quando comparados com as rochas
circundantes, conforme pode ser visto na Tabela 4.
Goldschmidt (1937) mostra que elementos como Mg2+ e Mn2+ apresentam
comportamento limítrofe entre móveis (cátions solúveis) a imóveis (hidrolisatos). O Mn2+
tem o comportamento similar ao do Fe2+; quando liberado para a água oxida-se, gerando
um aumento em seu potencial iônico, o que ocasiona sua precipitação nos sedimentos de
fundo. Tanto o Mg quanto o Mn podem ser oriundos da alteração de minerais como
anfibólios, biotita e granada (Tabela 3). Então, parte desses elementos está sendo
solubilizada para a coluna d’água; outra parte permanece nos minerais; ainda, parte está
precipitando na forma de hidróxidos e incorporando-se ao sedimento. A parte
remobilizada para a água causa o empobrecimento em MgO (-39,39%) e MnO (-50%)
observado nos sedimentos do rio do Mudo em relação às rochas aflorantes na área.
112
O fósforo presente é provavelmente de fonte geogênica (média de 0,07 nas rochas
da área – Tabela 4). O fósforo apresenta um comportamento de ânion complexo solúvel
(oxiânion) móvel. Esse elemento presente nos sedimentos pode provir da alteração
principalmente da apatita, mas também de anfibólio e biotita e plagioclásio em menores
quantidades (Tabela 3). Parte desse elemento se mantêm estável nos sedimentos de fundo
por fazer parte da estrutura dos minerais (média de 0,04 nos sedimentos da área). Parte
dele incorpora-se ao meio aquoso na forma do oxiânion PO4-3.
O Ti apresenta uma baixa mobilidade, tendendo a permanecer nos sedimentos do
perfil de alteração das rochas. Assim, o TiO2 é o óxido que menos empobreceu nos
sedimentos de fundo, com exceção do SiO2. Ele pode ser produto da alteração de minerais
como biotita, anfibólio, granadas e moscovita (Tabela 3).
O SiO2 está presente em minerais resistatos, principalmente o quartzo. A alta
resistência desse mineral ao intemperismo faz com os sedimentos de fundo fiquem
enriquecidos em SiO2, após alteração dos demais minerais. O Si também é um elemento
de mobilidade intermediária dentro dos compartimentos geoquímicos
(GOLDSCHMIDT, 1937), encontrando-se na região fronteiriça entre os hidrolisatos e os
ânions complexos solúveis (oxiânions).
O grupo de amostras de sedimento do rio Do Mudo (M17, M18 e M32) é
sobrejacente aos granitos da Suíte Intrusiva Equigranular Calcio-alcalina de alto K,
apresentando portanto médias mais próximas aos resultados das análises de rochas
graníticas (OLIVEIRA, 2014; NASCIMENTO et al., 2015) quando em comparação com
o grupo de amostras de sedimento do rio Guajiru (M49, M36 e M42), coletadas em corpos
d’água que se encontram sobre rochas sedimentares fanerozóicas (Figura 1).
Esses valores, apesar da diminuição das médias, indicam que os sedimentos dos
pontos estudados (M17, M18 e M32 – Figura 1) podem ser predominantemente gerados
a partir da alteração dos minerais presentes nas rochas do substrato. Fávaro et al. (2006),
caracterizando os sedimentos do fundo da Lagoa da Viração em Fernando de Noronha,
atestaram comportamento similar no seu estudo. Os autores mostraram que havia grande
aproximação entre o quimismo do material da lagoa e o das rochas frescas aflorantes
próximas. Os mais solúveis diminuíram nos sedimentos da lagoa (e.g. CaO, MgO e NaO),
e os mais imóveis permaneceram (e.g. TiO2).
As médias dos teores dos elementos maiores e menores para o grupo das amostras
de sedimento do rio Guajiru, quando comparadas às do grupo do rio do Mudo, apresentam
significativo empobrecimento, correspondendo a aproximadamente metade destes teores.
113
Os pontos do grupo do Guajiru (M36, M42 e M49) estão em contexto geológico
distinto dos pontos do grupo do rio do Mudo (M17, M18 e M32). A sub-bacia do Guajiru
encontra-se sobre coberturas sedimentares mais recentes do que as rochas do alto curso
(Figura 1).
Assim, os sedimentos de fundo do rio Guajiru podem guardar alguma relação com
as rochas das áreas de alto curso. Entretanto, a composição química diferente aponta para
um retrabalhamento maior dos sedimentos do Guajiru, sendo as rochas que os originam
mais distais das fontes; isso ocasiona a diminuição na concentração dos elementos
estudados nos sedimentos, quando comparados aos sedimentos do rio do Mudo, e
consequentemente das rochas graníticas, pela mobilização dos elementos e criação de
minerais secundários.
Portanto, o grupo do rio do Mudo (M17, M18 e M32) representa sedimentos que
guardam relações genéticas com as rochas sobrejacentes a eles, podendo ser produtos da
alteração delas. O grupo do rio Guajiru (M36, M42 e M49) representa sedimento que,
mesmo podendo ter relação com as rochas graníticas do alto curso, passou por processos
sedimentares mais intensos que os do rio do Mudo, tornando o seu quimismo mais distinto
do das rochas graníticas alcalinas do rio do Mudo.
4.3 PRESENÇA E ORIGEM DOS METAIS
Callender (2003) argumenta que os metais pesados são constituintes naturais dos
minerais primários, não sendo potencialmente prejudiciais ao homem ou animais, sendo
liberados desses compartimentos geoquímicos pela ação do intemperismo sobre as rochas
quando essas afloram. Entretanto, a contaminação do meio por metais pesados está
intrinsecamente relacionada com a condição de vida das populações.
De forma análoga, Burak et al. (2010) argumentam que os metais pesados nos
solos são derivados principalmente de fontes naturais, mas podem ter sua concentração
alterada por atividades antrópicas.
Turekian & Wedepohl (1961), Hawkes & Webb (1961) e Levinson (1980)
propõem a abundância de alguns elementos em tipos de rochas distintas. Aqui se escolheu
discutir a composição dos sedimentos em relação à composição de granitos e arenitos,
por serem representativos da região (Tabela 5).
114
Tabela 5 – Abundância de alguns elementos menores e traços distribuídos em alguns compartimentos
da Crosta, e médias desses elementos nos sedimentos amostrados no rio Do Mudo e rio Guajiru. As
concentrações são dadas em ppm.
Turekian & Wedepohl (1961) Hawkes & Webb (1961) Levinson
(1980)
Rio do
Mudo Rio Guajiru
Granitos
calco-alcalinos Arenitos Rochas Félsicas Arenitos Granitos Granitos Sedimentos
Fe 29.600 9.800 27.000 31.000 - 3.040 356,7
Mn 540 385 600 385 500 149 66
Zn 60 16 60 5-20 40 64,7 16
Cu 30 10 30 10-40 10 3,5 1,3
Pb 15 7 48 10-40 20 1,88 0,52
Ni 15 2,6 8 2-10 0,5 0,55 0,12
Cr 22 35 25 10-100 4 0,22 0,12.
Cd 0,13 0,0X 0,1 - 0.2 0,13 0,05
Cabe recuperar aqui a informação que os teores dos metais encontrados nas duas
últimas colunas da tabela 5 são do presente trabalho e referem-se aos metais adsorvidos
nas partículas sedimentares. Comparando as concentrações observadas na Tabela 1 com
as informações da Tabela 5, observa-se que Fe, Mn, Cu, Pb, Ni, Cr e Cd no sedimento
não possuem concentrações acima, nem condizentes com os dados para granitos e arenitos
apresentado na Tabela. Isso pode indicar que a fonte para a presença dos metais nos
sedimentos não esteja diretamente relacionada às rochas encontradas. Entretanto,
considerando-se as médias para o grupo de amostras do rio do Mudo (M17, M18 e M32)
observa-se que elementos como Zn, Ni e Cd apresentam concentrações condizentes com
as mostradas pelos autores supracitados para os granitos ou rochas félsicas; também as
amostras do rio Guajiru (M36, M42 e M49) apresentam concentrações para Zn e Cd
condizentes com os arenitos, segundo Turekian & Wedepohl (1961) e Hawkes & Webb
(1961).
Pode-se inferir que a baixa concentração desses elementos nos sedimentos seja
produto da desagregação intempérica dos minerais constituintes das rochas. Ainda, as
frações granulométricas mais grossas não têm como característica a retenção desses
elementos em sua superfície, deixando os metais mais disponíveis para a coluna d’água.
Os elementos como Zn, Cd e Ni, que têm concentrações similares as observadas para
granitos e arenitos, reforçam a ideia de que parte desses elementos traços presentes são
oriundos das rochas. Não se descarta a contaminação antropogênicas.
O teor de Fe, Mn, Cu, Pb, Ni, Cr, Cd e Zn também é influenciado pelas condições
climáticas da região. A Figura 2 mostra que o regime de chuvas foi bastante instável nos
últimos anos; no ano da amostragem (2016) todos os registros de pluviosidade se
115
mostraram abaixo da média para as microrregiões da bacia, em um período com
precipitação pluviométrica muito abaixo da média que iniciou em 2012.
Baixas precipitações pluviométricas conduzem à baixa condição de renovação das
águas superficiais e pouca recarga dos aquíferos. O alto período de interação das águas
com o substrato, bem como as altas taxas de evaporação ligadas a região de transição
entre o litoral e o semiárido (área estudada) fazem aumentar a concentração de íons e a
salinidade das águas, e possivelmente nos sedimentos; neste segundo caso, a incorporação
dos metais aos sedimentos se dá por precipitação/formação de novos minerais ou por
adsorção destes metais às partículas sedimentares.
Stein (2013), estudando a hidrogeoquímica das águas de aquíferos rasos no
domínio semiárido da bacia sedimentar potiguar (aquífero Barreiras e Jandaíra),
argumenta que no domínio semiárido os sais e elementos se acumulam progressivamente
no solo pelo efeito da alta evaporação e evapotranspiração, e dos baixos índices de
precipitação pluviométrica. Esses elementos podem ser carreados para reservatórios ou
aquíferos, aumentando a salinidade deles.
Estudos em áreas semiáridas de outros países (e.g. Shanyengana et al., 2004; Jiang
et al., 2015) também têm mostrado que a alta taxa de evaporação e radiação solar,
associados a baixas taxas de precipitação, levam ao aumento na concentração de certos
íons, elevando a concentração de certos elementos em reservatórios e possivelmente nos
sedimentos.
4.4 ANÁLISE DE CLUSTER HIERÁRQUICO
A Figura 5 mostra a análise de Cluster hierárquico, realizada para verificar o
agrupamento das amostras de sedimentos. Os grupos estão relacionados às características
químicas e granulométricas das amostras (Tabelas 1 e 2).
116
Figura 4 – Dendrograma elaborado para as amostras de sedimento de fundo da
área de estudo, considerando os parâmetros granulometria e características
químicas das amostras (análises da amostra total e do adsorvido nas partículas
sedimentares).
O dendrograma geral para a bacia apresenta dois grupos principais, G1 e G2.
Nesse é possível observar o comportamento distinto das sub-bacias quanto a composição
das amostras.
O agrupamento que apresenta maior similaridade é o G1, das amostras M49, M36
e M42 (Guajiru). Em seguida se tem o G2, das amostras M17, M18 e M32 (rio do Mudo).
As amostras do G1 apresentam mesmo contexto geológico da Formação Barreiras,
aluviões e outras coberturas cenozoicas (Figura 1), influenciando na proximidade das
características das amostras e comportamento dos sedimentos. Elas possuem o mesmo
contexto climático devido à proximidade dos pontos de amostragem, o que também vai
controlar ou influenciar na composição e adsorção de elementos às partículas
sedimentares.
As amostras do G2 apresentam contexto relacionado à Suíte Intrusiva
Equigranular Calcio-alcalina de alto-K, sendo represamentos de drenagens e estando em
contexto de ocupação urbana (Figura 1). O ponto M17 distanciou mais do agrupamento
devido a possuir características de uma região de transição entre o contato entre intrusões
ígneas e rochas e coberturas sedimentares mais recentes. Ainda, o clima nos pontos M18
e M32, mais no alto curso, apresenta características de região semiárida, predominando a
evaporação em detrimento da precipitação, enriquecendo os teores de alguns compostos.
G1
G2
117
5 CONCLUSÕES
Os sedimentos amostrados em ambas sub-bacias se mostraram
predominantemente arenosos. No rio do Mudo os sedimentos se mostram com
características mais arenosa, e no rio Guajiru um pouco mais argilosa. Essas
características podem influenciar a mobilização as espécies químicas dissolvidas a partir
das partículas sedimentares para a coluna d’água. A menor retenção dos metais nos
sedimentos, devido à sua granulometria, pode contribuir para a sua disponibilidade para
o meio aquoso.
Os teores de M.O. permitiram caracterizar os sedimentos como minerais (<10%
de M.O.). Acompanharam o comportamento dessa variável o carbonato e a perda ao fogo.
Carbonato pode ocorrer em ambientes sedimentares com altas taxas de evaporação. Nas
amostras estudadas o carbonato é incinerado e volatizado junto com a M.O. e contribui
para os resultados da P.F. Essa M.O. pode ser representativa de restos de vegetações
próximas aos locais ou a presença de biota.
A química dos sedimentos do grupo do rio do Mudo aponta para uma relação
genética destes com as rochas aflorantes na região, sendo as partículas formadas tanto
pela desagregação física como pela dissolução e precipitação química. Os sedimentos do
grupo do rio Guajiru apresentam maior empobrecimento em todos os elementos maiores
e menores dosados, quando comparados com os do rio do Mudo, com exceção do SiO2.
Isso pode estar relacionado ao um maior retrabalhamento dos sedimentos que constituem
as rochas sedimentares aflorantes na área.
Os metais não apresentaram concentrações nem altas nem condizentes com rochas
que abrigam esses elementos. Isso pode indicar que o baixo grau de contaminação dos
sedimentos pode estar atrelado tanto a fontes antrópicas quanto geogênicas associadas.
Ainda a característica mais grosseira dos sedimentos torna os metais mais disponíveis a
coluna d’água, com pouca retenção destes nos sedimentos de fundo.
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120
APÊNDICES
SiO2 Al2O3 K2O Na2O Fe2O3 CaO TiO2 MgO P2O5 ZrO2 MnO Cr2O3 S Fe Mn Zn Cu Pb Ni Cr Cd %Carb. % M.O. P.F. > 2mm > 0,545mm > 0,297mm > 0,063mm < 0,063mm
SiO2 1,000
Al2O3 -0,994 1,000
K2O -0,561 0,647 1,000
Na2O -0,998 0,999 0,617 1,000
Fe2O3 -0,612 0,523 -0,311 0,556 1,000
CaO -0,441 0,536 0,990 0,502 -0,440 1,000
TiO2 -0,547 0,453 -0,386 0,488 0,997 -0,510 1,000
MgO 0,182 -0,287 -0,916 -0,249 0,667 -0,963 0,724 1,000
P2O5 -0,867 0,808 0,074 0,831 0,924 -0,064 0,891 0,332 1,000
ZrO2 -0,243 0,136 -0,667 0,175 0,916 -0,763 0,945 0,910 0,693 1,000
MnO - - - - - - - - - - 1,000
Cr2O3 0,243 -0,136 0,667 -0,175 -0,916 0,763 -0,945 -0,910 -0,693 -1,000 - 1,000
S -0,890 0,835 0,121 0,856 0,906 -0,017 0,869 0,288 0,999 0,659 - -0,659 1,000
Fe -0,889 0,835 0,120 0,856 0,906 -0,018 0,869 0,288 0,999 0,659 - -0,659 1,000 1,000
Mn -0,326 0,222 -0,600 0,261 0,947 -0,704 0,970 0,870 0,754 0,996 - -0,996 0,722 0,722 1,000
Zn -0,901 0,848 0,146 0,869 0,895 0,008 0,856 0,263 0,997 0,640 - -0,640 1,000 1,000 0,704 1,000
Cu -0,819 0,751 -0,016 0,777 0,955 -0,154 0,929 0,416 0,996 0,756 - -0,756 0,991 0,991 0,810 0,987 1,000
Pb -0,037 -0,072 -0,807 -0,032 0,813 -0,881 0,857 0,976 0,529 0,978 - -0,978 0,489 0,490 0,957 0,467 0,604 1,000
Ni -0,819 0,751 -0,016 0,777 0,955 -0,154 0,929 0,416 0,996 0,756 - -0,756 0,991 0,991 0,810 0,987 1,000 0,604 1,000
Cr -0,777 0,705 -0,085 0,732 0,973 -0,221 0,952 0,477 0,987 0,799 - -0,799 0,979 0,979 0,848 0,973 0,998 0,657 0,998 1,000
Cd -0,867 0,808 0,074 0,831 0,924 -0,064 0,891 0,332 1,000 0,693 - -0,693 0,999 0,999 0,754 0,997 0,996 0,529 0,996 0,987 1,000
%Carb, -0,960 0,924 0,306 0,938 0,810 0,171 0,760 0,102 0,972 0,506 - -0,506 0,982 0,982 0,579 0,987 0,947 0,316 0,947 0,923 0,972 1,000
% M.O. -0,651 0,565 -0,263 0,597 0,999 -0,394 0,992 0,628 0,942 0,894 - -0,894 0,926 0,926 0,930 0,916 0,969 0,782 0,969 0,984 0,942 0,838 1,000
P.F. -0,726 0,648 -0,161 0,677 0,988 -0,296 0,973 0,544 0,972 0,843 - -0,843 0,960 0,960 0,887 0,953 0,989 0,713 0,989 0,997 0,972 0,890 0,995 1,000
> 2mm -0,956 0,919 0,294 0,934 0,817 0,159 0,768 0,114 0,975 0,516 - -0,516 0,984 0,984 0,589 0,988 0,951 0,328 0,951 0,927 0,975 1,000 0,845 0,896 1,000
> 0,545mm -0,931 0,886 0,220 0,904 0,859 0,083 0,815 0,190 0,989 0,580 - -0,580 0,995 0,995 0,649 0,997 0,972 0,399 0,972 0,953 0,989 0,996 0,883 0,927 0,997 1,000
> 0,297mm 0,994 -1,000 -0,645 -0,999 -0,525 -0,534 -0,455 0,284 -0,810 -0,139 - 0,139 -0,836 -0,836 -0,225 -0,850 -0,753 0,069 -0,753 -0,707 -0,810 -0,925 -0,567 -0,650 -0,920 -0,887 1,000
> 0,063mm 0,719 -0,640 0,172 -0,670 -0,990 0,306 -0,975 -0,553 -0,970 -0,849 - 0,849 -0,957 -0,957 -0,891 -0,950 -0,988 -0,721 -0,988 -0,996 -0,970 -0,886 -0,996 -1,000 -0,891 -0,923 0,642 1,000
< 0,063mm -0,650 0,564 -0,265 0,596 0,999 -0,395 0,992 0,629 0,942 0,895 - -0,895 0,925 0,925 0,931 0,915 0,969 0,783 0,969 0,983 0,942 0,837 1,000 0,994 0,844 0,882 -0,566 -0,995 1,000
RIO DO MUDO
rcrit = 0,951
Apêndice A - Matriz de correlação entre os óxidos maiores, metais traços, carbonato, matéria orgânica, perda ao fogo e granulometria. Matriz para o rio Do Mudo, desconsiderando o ponto M22 por
ser efluência subterrânea. Em verde estão as correlações positivas (acima de 0,951). Em vermelho estão as correlações negativas (abaixo de -0,951).
121
SiO2 Al2O3 K2O Na2O Fe2O3 CaO TiO2 MgO P2O5 ZrO2 MnO Cr2O3 S Fe Mn Zn Cu Pb Ni Cr Cd %Carb. % M.O. P.F. > 2mm > 0,545 mm > 0,297 mm > 0,063 mm < 0,063 mm
SiO2 1,000
Al2O3 -0,994 1,000
K2O -0,561 0,647 1,000
Na2O -0,998 0,999 0,617 1,000
Fe2O3 -0,612 0,523 -0,311 0,556 1,000
CaO -0,441 0,536 0,990 0,502 -0,440 1,000
TiO2 -0,547 0,453 -0,386 0,488 0,997 -0,510 1,000
MgO 0,182 -0,287 -0,916 -0,249 0,667 -0,963 0,724 1,000
P2O5 -0,867 0,808 0,074 0,831 0,924 -0,064 0,891 0,332 1,000
ZrO2 -0,243 0,136 -0,667 0,175 0,916 -0,763 0,945 0,910 0,693 1,000
MnO - - - - - - - - - - 1,000
Cr2O3 0,243 -0,136 0,667 -0,175 -0,916 0,763 -0,945 -0,910 -0,693 -1,000 - 1,000
S -0,890 0,835 0,121 0,856 0,906 -0,017 0,869 0,288 0,999 0,659 - -0,659 1,000
Fe -0,889 0,835 0,120 0,856 0,906 -0,018 0,869 0,288 0,999 0,659 - -0,659 1,000 1,000
Mn -0,326 0,222 -0,600 0,261 0,947 -0,704 0,970 0,870 0,754 0,996 - -0,996 0,722 0,722 1,000
Zn -0,901 0,848 0,146 0,869 0,895 0,008 0,856 0,263 0,997 0,640 - -0,640 1,000 1,000 0,704 1,000
Cu -0,819 0,751 -0,016 0,777 0,955 -0,154 0,929 0,416 0,996 0,756 - -0,756 0,991 0,991 0,810 0,987 1,000
Pb -0,037 -0,072 -0,807 -0,032 0,813 -0,881 0,857 0,976 0,529 0,978 - -0,978 0,489 0,490 0,957 0,467 0,604 1,000
Ni -0,819 0,751 -0,016 0,777 0,955 -0,154 0,929 0,416 0,996 0,756 - -0,756 0,991 0,991 0,810 0,987 1,000 0,604 1,000
Cr -0,777 0,705 -0,085 0,732 0,973 -0,221 0,952 0,477 0,987 0,799 - -0,799 0,979 0,979 0,848 0,973 0,998 0,657 0,998 1,000
Cd -0,867 0,808 0,074 0,831 0,924 -0,064 0,891 0,332 1,000 0,693 - -0,693 0,999 0,999 0,754 0,997 0,996 0,529 0,996 0,987 1,000
%Carb. -0,960 0,924 0,306 0,938 0,810 0,171 0,760 0,102 0,972 0,506 - -0,506 0,982 0,982 0,579 0,987 0,947 0,316 0,947 0,923 0,972 1,000
% M.O. -0,651 0,565 -0,263 0,597 0,999 -0,394 0,992 0,628 0,942 0,894 - -0,894 0,926 0,926 0,930 0,916 0,969 0,782 0,969 0,984 0,942 0,838 1,000
P.F. -0,726 0,648 -0,161 0,677 0,988 -0,296 0,973 0,544 0,972 0,843 - -0,843 0,960 0,960 0,887 0,953 0,989 0,713 0,989 0,997 0,972 0,890 0,995 1,000
> 2mm -0,956 0,919 0,294 0,934 0,817 0,159 0,768 0,114 0,975 0,516 - -0,516 0,984 0,984 0,589 0,988 0,951 0,328 0,951 0,927 0,975 1,000 0,845 0,896 1,000
> 0,545 mm -0,931 0,886 0,220 0,904 0,859 0,083 0,815 0,190 0,989 0,580 - -0,580 0,995 0,995 0,649 0,997 0,972 0,399 0,972 0,953 0,989 0,996 0,883 0,927 0,997 1,000
> 0,297 mm 0,994 -1,000 -0,645 -0,999 -0,525 -0,534 -0,455 0,284 -0,810 -0,139 - 0,139 -0,836 -0,836 -0,225 -0,850 -0,753 0,069 -0,753 -0,707 -0,810 -0,925 -0,567 -0,650 -0,920 -0,887 1,000
> 0,063 mm 0,719 -0,640 0,172 -0,670 -0,990 0,306 -0,975 -0,553 -0,970 -0,849 - 0,849 -0,957 -0,957 -0,891 -0,950 -0,988 -0,721 -0,988 -0,996 -0,970 -0,886 -0,996 -1,000 -0,891 -0,923 0,642 1,000
< 0,063 mm -0,650 0,564 -0,265 0,596 0,999 -0,395 0,992 0,629 0,942 0,895 - -0,895 0,925 0,925 0,931 0,915 0,969 0,783 0,969 0,983 0,942 0,837 1,000 0,994 0,844 0,882 -0,566 -0,995 1,000
RIO GUAJIRU
rcrit = 0,951
Apêndice B - Matriz de correlação entre os óxidos maiores, metais traços, carbonato, matéria orgânica, perda ao fogo e granulometria. Matriz para o rio Guajiru, desconsiderando o ponto M35 por
ser efluência subterrânea. Em verde estão as correlações positivas (acima de 0,951). Em vermelho estão as correlações negativas (abaixo de -0,951).
122
4. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Esta dissertação teve a seguinte questão norteadora: “Os parâmetros físico-químicos e
os metais traços dosados em água e sedimentos da bacia hidrográfica do Rio Doce estão
relacionados às rochas e solos que compõe o substrato rochoso da área ou a outros fatores?”.
Ela foi respondida, mostrando que a química dos elementos estudados está relacionada ao clima
e substrato geológico da região.
O Capítulo 1 mostrou que as águas são classificadas como cloretadas sódicas,
semelhante as águas do aquífero Barreiras. Os diagramas de Stiff e Radiais mostraram que as
características das águas do alto curso estão relacionadas ao substrato rochoso da área ocupada.
As razões iônicas reforçam isso, pois apontam para uma relação das águas com litotipos ricos
em silicatos magnesianos, rochas graníticas ou cristalinas, como as da Suíte Intrusiva Dona Inês
que cortam a região. Também, o diagrama de Gibbs mostra similaridades entre as águas
amostradas e outras regiões semiáridas e áridas estudadas no Brasil e no Mundo, predominando
o mecanismo da evaporação como controlador da química das águas.
O Capítulo 2 mostrou que, diante das normativas governamentais, as águas amostradas
se mostraram não adequadas para os usos principais das comunidades residentes, que seria o
consumo humano e animal ou a irrigação. As amostras de água de menor qualidade estão no
alto curso do Rio do Mudo (M17, M18 e M32), sendo recomendado o não uso. Quanto a
presença de metais, mesmo as amostras citadas como melhores (M22, M35, M36 e M49)
apresentam contaminação por ferro, cobre e chumbo, inviabilizando o consumo. Além da
contaminação por metal há amostras que também apresentaram contaminação por nitrato (M22,
M35 e M49), assinalando cautela quanto ao seu uso. Considerando o USSL para saber a
viabilidade do uso para irrigação só uma apresenta qualidade boa (M35); algumas amostras
(M22, M36, M42 e M49) apresentaram qualidade satisfatória para serem utilizadas em solos
bem drenados e tomando algumas precauções, o que não é a realidade da região. As amostras
M22, M35, M36, M42 e M49, mesmo apresentando em alguns pontos qualidade satisfatória
para consumo, recomenda-se a utilização prioritariamente para irrigação e dessedentação
animal. Para os metais traço, as amostras mais problemáticas foram as M17, M18 e M32. Essas
e as demais amostras excederam o proposto pelas normativas governamentais para os elementos
Cd, Ni e Pb, mostrando que o uso dessas águas deve ser evitado, a fim de que os usuários não
desenvolvam doenças ligadas a ingestão ou exposição a esses elementos. O zoneamento
esquemático proposto mostrou a existência de duas áreas, uma relacionada ao alto curso e outra
123
ao médio curso da bacia. A zona de águas superficiais de melhor qualidade, está relacionada ao
médio curso da bacia hidrográfica.
O Capítulo 3 mostrou que os sedimentos de fundo dos corpos hídricos amostrados
podem ser classificados predominantemente como arenosos com baixo conteúdo de matéria
orgânica, sendo de caráter mineral. Essas características apontam para uma menor fixação de
elementos contaminantes, como os metais, aos sedimentos, devido a menor área superficial
específica de partículas mais grosseiras. Isso torna os contaminantes mais disponíveis à coluna
d’água. A química dos sedimentos do rio do Mudo aponta para uma relação genética destes
com as rochas aflorantes na região, sendo as partículas formadas tanto pela desagregação física
como pela dissolução e precipitação química. Os sedimentos do rio Guajiru apresentam maior
empobrecimento em seus elementos maiores e menores (exceto para o SiO2) quando
comparados aos do rio do Mudo, o que pode estar relacionado ao fato de se tratar de rochas
sedimentares em comparação com as rochas ígneas da Suíte Intrusiva Dona Inês que ocorrem
no alto curso do rio do Mudo. Os teores dos metais observados nos sedimentos não foram acima
nem condizentes com os observados em rochas similares às da área de estudo. Isso indica que
o baixo grau de contaminação pode estar relacionado a fontes antrópicas e geogênicas. A
característica arenosa dos sedimentos diminui a capacidade de retenção desses elementos nos
sedimentos.
Diante do exposto, em relação aos objetivos específicos da pesquisa, resume-se que: a
classificação hidroquímica das águas foi realizada no Capitulo 1; a avaliação quanto a
potabilidade e definição de possíveis usos, com base em regulamentações, foi obtida no
Capítulo 2; a caracterização dos sedimentos dos reservatórios hídricos foi feita no Capítulo 3;
em todos os artigos procurou-se relacionar a presença dos elementos traços nas águas e
sedimentos com o substrato ou atividades antrópicas.
Então, a pesquisa esclarece que a qualidade das águas represadas por longos períodos
de estiagem se deteriora devido a condições climáticas e de evaporação. Mesmo a composição
química da água estando relacionada em grande parte com o substrato rochoso da região, ou
seja, é de origem geogênica, outra parte é reflexo da pouca renovação e aumento da interação
com o substrato devido a questões climáticas. Mesmo a composição das águas sendo reflexo de
fenômenos naturais, a sua qualidade não é indicada para o uso das populações que residem
próximo aos corpos hídricos. A porção a oeste da bacia hidrográfica, que apresenta
características de semiaridez, apresenta água de menor qualidade.
Para outros estudos relacionados a essa pesquisa, ou para o prosseguimento dela,
recomenda-se amostragens de água e sedimento nos mesmos pontos em período de estiagem e
124
chuvoso, para comparação da influência das chuvas na composição química. A caracterização
mineralógica, química e petrográfica das rochas aflorantes nas áreas de coleta contribuiria para
esclarecer a relação existente entre as águas e sedimentos dos reservatórios e as rochas da
região. Essa caracterização também pode gerar valores de backgrounds geoquímicos para a
região. E, por fim, avaliar a destinação e uso que as comunidades estão dando as águas desses
reservatórios versus possíveis doenças que estão acometendo a população.
125
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126
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128
APÊNDICES
129
APÊNDICE A – DIAGRAMAS RADIAIS – A primeira linha apresenta as geometrias dos gráficos radiais para
amostras M17, M18 e M32, mostrando similaridades. É observada a predominância da concentração dentro do
campo entre Cl- e Mg+2. A segunda linha apresenta as amostras M36, M42 e M49, que mostram enriquecimento
no CO3-2+HCO3
-. A última linha apresenta os gráficos radiais para as amostras M22 e M35, mostrando
diferenciação química dessas. A M22 apresenta homogeneização de seus constituintes. A M35 mostra
similaridade geométrica com o primeiro grupo, diferenciada pelo enriquecimento em SO4-2.
130
APÊNDICE B – DIAGRAMAS DE STIFF – Diagramas de Stiff são compostos por um eixo vertical e três
horizontais. A esquerda do central estão os cátions e a direita os ânions. A primeira linha de diagramas
apresenta as amostras M17, M18 e M32, são observadas semelhanças nas geometrias. A segunda linha de
diagramas apresenta as amostras M36, M42 e M49, também se observam similaridades na geometria, com um
enriquecimento de HCO3- no eixo intermediário. A última linha mostra as amostras que se apresentam mais
diferentes em relação as demais estudadas. M22 com um maior enriquecimento no eixo do Ca2+ e HCO3-, e M35
mais sódica.
131
Parâmetro Unidade
Resolução CONAMA
357/05 Resolução CONAMA 396/2008
Portaria
2914/2011
Pontos de Amostragem Infração
à Classe
I
Classe
II
Classe
III Consumo Dessedentação Irrigação Recreação M17 M18 M22 M32 M35 M36 M42 M49
Condutividade
Elétrica µS/Cm
27.620,00 10.673,00 930,60 22.170,00 71,67 826,50 1.834,40 789,50
Sólidos Totais
Dissolvidos mg/L 1000 1000 20.721,00 7.170,00 635,00 18.663,00 48,73 575,00 1.204,00 504,00
396/2008
2914/2011
pH 6,5-
8,5
6,5 -
8,5
5,0-
9,0 6,6 8,6 7,8 7,5 5,7 8,3 8,2 7,9
Dureza
(CaCO3) mg/L
500 5.306,550 1.519,130 236,710 4.422,120 6,240 86,880 296,540 71,790 2914/2011
Turbidez uT 5 5,000 13,330 0,000 23,330 2,000 13,330 2,000 2,000 2914/2011
Ca2+
mg/L
322,870 60,410 43,120 218,720 0,210 11,460 32,290 2,290
Mg2+ 1.092,970 332,310 31,340 941,340 1,390 14,150 52,440 16,050
Cl- 0,01 0,019 250 100-700 400 250 11.343,820 3.641,630 182,080 9.668,030 12,890 174,020 499,520 167,580 TODAS
Na+ 200 300 200 5.333,330 1.750,000 77,770 4.761,900 10,550 99,500 242,850 98,200 396/2008
2914/2011
K+ 308,800 93,420 5,140 204,350 0,270 15,200 22,050 10,000
Fe (Total) 0,3 0,3 0,3 5 0,3 0,3 0,580 0,610 0,130 1,810 0,160 0,300 0,290 0,110 TODAS
Cr 0,05 1,1 0,05 1 0,1 0,05 0,05 0,000 0,000 0,000 0,050 0,000 0,000 0,020 0,000 TODAS
Cd 0,005 0,04 0,005 0,05 0,01 0,005 0,005 0,040 0,010 0,003 0,010 0,003 0,000 0,003 0,000 TODAS
Ni2+ 0,025 0,074 0,02 1 0,2 0,1 0,07 0,100 0,040 0,007 0,097 0,007 0,000 0,013 0,007 TODAS
Cu2+ 0,005 0,0078 2 0,5 0,2 1 2 0,053 0,023 0,020 0,050 0,070 0,097 0,080 0,093 357/2005
Pb2+ 0,01 0,21 0,01 0,1 5 0,05 0,01 0,477 0,203 0,060 0,333 0,080 0,083 0,060 0,047 TODAS
Zn2+ 0,09 0,12 5 24 2 5 5 0,073 0,060 0,040 0,087 0,053 0,050 0,060 0,047
SO42- 250 1000 400 250 752,690 46,240 24,200 603,040 5,420 6,870 7,290 19,400 396/2008
2914/2011
PO43- 0,124 0,186 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
HCO3- 22,070 99,310 166,750 72,340 2,450 114,030 136,090 74,790
CO32- 0,000 6,030 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
SiO2 6,190 47,710 40,620 44,240 23,020 0,000 10,150 2,710
NO2- mg/L
0,07 0,70 1,00 10,00 1,00 1,00 1,00 0,00 0,00 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0
NO3- 0,40 0,20 10,00 90,00 10,00 10,00 0,00 0,00 4,94 0,00 1,35 0,00 0,00 0,29 357/2005
APÊNDICE C – Resultados dos parâmetros analisados nas amostra versus os Padrões para qualidade, potabilidade e uso das águas. Em vermelho os valores que infringiram
alguma das regulamentações aqui trabalhadas.
132
Sub-bacia do Rio do Mudo Sub-bacia do Rio Guajiru
DETERINAÇÃO M17 M18 M22 M32 Média Desvio Padrão M35 M36 M42 M49 Média Desvio Padrão
Sólidos dissolvidos totais, mg/L 20.721,000 7.170,000 635,000 18.663,000 11.797,25 9.535,53 48,730 575,000 1.204,000 504,000 582,93 475,18
Sólidos totais a 105 °C, mg/L 21.159,000 7.256,000 677,000 18.743,000 11.958,75 9.662,03 48,730 712,000 1.204,000 507,000 617,93 479,10
Oxigênio Dissolvido, mg/L O2 5,120 4,920 1,180 4,920 4,04 1,91 8,170 3,250 6,700 6,000 6,03 2,06
pH 6,6 8,6 7,8 7,5 7,63 0,83 5,7 8,3 8,2 7,9 7,53 1,23
Condutividade elétrica, µS/cm 27.620,000 10.673,000 930,600 22.170,000 15.348,40 11.928,38 71,670 826,500 1.834,400 789,500 880,52 724,64
Turbidez, UT 5,000 13,330 0,000 23,330 10,42 10,22 2,000 13,330 2,000 2,000 4,83 5,67
Nitrogêneo Amoniacal, mg/L NH3 4,020 0,960 0,000 1,790 1,69 1,72 0,060 0,310 0,180 0,200 0,19 0,10
Dureza Total, mg/L CaCO3 5.306,550 1.519,130 236,710 4.422,120 2.871,13 2.387,81 6,240 86,880 296,540 71,790 115,36 125,75
Cloreto, mg/L Cl- 11.343,820 3.641,630 182,080 9.668,030 6.208,89 5.204,05 12,890 174,020 499,520 167,580 213,50 204,71
Sílica, mg/L SiO2 6,190 47,710 40,620 44,240 34,69 19,22 23,020 0,000 10,150 2,710 8,97 10,30
Ferro, mg/L SiO2 0,580 0,610 0,130 1,810 0,78 0,72 0,160 0,300 0,290 0,110 0,22 0,09
Cromo, mg/L Cr 0,000 0,000 0,000 0,050 0,01 0,03 0,000 0,000 0,020 0,000 0,01 0,01
Cádmio, mg/L Cd 0,040 0,010 0,003 0,010 0,02 0,02 0,003 0,000 0,003 0,000 0,00 0,00
Níquel, mg/L Ni 0,100 0,040 0,007 0,097 0,06 0,05 0,007 0,000 0,013 0,007 0,01 0,01
Cobre, mg/L Cu 0,053 0,023 0,020 0,050 0,04 0,02 0,070 0,097 0,080 0,093 0,09 0,01
Chumbo, mg/L Pb 0,477 0,203 0,060 0,333 0,27 0,18 0,080 0,083 0,060 0,047 0,07 0,02
Zinco, mg/L Zn 0,073 0,060 0,040 0,087 0,07 0,02 0,053 0,050 0,060 0,047 0,05 0,01
Nitrito, mg/L N 0,000 0,000 0,030 0,000 0,01 0,02 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00 0,00
Nitrato, mg/L N 0,000 0,000 4,940 0,000 1,24 2,47 1,350 0,000 0,000 0,290 0,41 0,64
Potássio, mg/L K+ 308,800 93,420 5,140 204,350 152,93 132,06 0,270 15,200 22,050 10,000 11,88 9,18
Magnésio, mg/L Mg++ 1.092,970 332,310 31,340 941,340 599,49 501,52 1,390 14,150 52,440 16,050 21,01 21,94
Cálcio, mg/L Ca++ 322,870 60,410 43,120 218,720 161,28 133,60 0,210 11,460 32,290 2,290 11,56 14,66
Carbonato, mg/L CO3-- 0,000 6,030 0,000 0,000 1,51 3,02 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00 0,00
Bicarbonato, mg/L HCO3- 22,070 99,310 166,750 72,340 90,12 60,29 2,450 114,030 136,090 74,790 81,84 58,68
Sulfato, mg/L SO4-- 752,690 46,240 24,200 603,040 356,54 376,14 5,420 6,870 7,290 19,400 9,75 6,49
Fósforo reativo Total, mg/L P 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00 0,00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00 0,00
133
Sódio, mg/L Na+ 5.333,330 1.750,000 77,770 4.761,900 2.980,75 2.493,27 10,550 99,500 242,850 98,200 112,78 96,19
APÊNDICE D – Resultados gerais obtidos para as características físico-químicas de todas as amostras da pesquisa. Os dados estão subdivididos por sub-bacia que constitui a
bacia do Rio Doce/RN.
