GIOVANA VIGNOLI CAMPOS DE SOUZA CARACTERIZAأ‡أƒO ...app.uff.br/riuff/bitstream/1/4790/1/Giovana آ  GIOVANA

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE

    INSTITUTO DE QUÍMICA

    DEPARTAMENTO DE GEOQUÍMICA

    GIOVANA VIGNOLI CAMPOS DE SOUZA

    CARACTERIZAÇÃO HIDROGEOQUÍMICA DA BACIA DO RIO SÃO JOÃO,

    SILVA JARDIM - RIO DE JANEIRO.

    2013

  • GIOVANA VIGNOLI CAMPOS DE SOUZA

    CARACTERIZAÇÃO HIDROGEOQUÍMICA DA BACIA DO RIO SÃO

    JOÃO, SILVA JARDIM - RIO DE JANEIRO.

    Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em

    Geociências da Universidade Federal Fluminense, como

    requisito parcial para a obtenção do Grau de Mestre em

    Geociências, Área de Concentração em Geoquímica

    Ambiental.

    ORIENTADOR

    Prof. Dr. EMMANOEL VIEIRA DA SILVA FILHO

    CO-ORIENTADOR

    Dr. EDUARDO DUARTE MARQUES

    NITERÓI

    2013

  • S 231 Souza, Giovana Vignoli Campos de.

    Caracterização hidrogeoquímica da Bacia do Rio São João, Silva Jardim-

    Rio de Janeiro. /Giovana Vignoli Campos de Souza. – Niterói : UFF.

    Programa de Geoquímica, 2013.

    86 f. : il. ; 30 cm.

    Dissertação (Mestrado em Geociências – Geoquímica Ambiental). Universidade Federal Fluminense, 2013. Orientador: Prof. Dr. Emmanoel

    Vieira da Silva Filho. Co-orientador: Dr. Eduardo Duarte Marques.

    1. Hidrogeoquímica. 2. Análise dos Componentes Principais. 3. Bacia do Rio São João (RJ). 4. Índice de Qualidade da Água. 5. Produção

    intelectual. I. Título.

    CDD 551.48

  • “Espero que o tempo passe,

    Espero que a semana acabe,

    Pra que eu possa te ver de novo.

    Espero que o tempo voe,

    Para que você retorne,

    Pra que eu possa te abraçar,

    E te beijar... de novo.”

    Ao meu avô, Jorge de Souza.

  • AGRADECIMENTOS

    Gostaria de agradecer primeiramente à minha família, minha mãe Marilene, minha irmã Carolina e

    meu pai Jorge Alberto que, com muito carinho e apoio, não mediram esforços para que eu chegasse

    até esta etapa da minha vida.

    Ao meu orientador Dr. Emmanoel Vieira da Silva Filho e ao meu co-orientador Dr. Eduardo Duarte

    Marques pela paciência, orientação e incentivo que tornaram possível a conclusão desta dissertação.

    Ao Departamento de Geoquímica e ao Laboratório de Biogeoquímica da Universidade Federal

    Fluminense pela utilização do espaço físico e utilização dos equipamentos para condução do

    trabalho.

    Aos amigos Marina, Monique, Sarah, Cris, Luana, Cissa, Renatinho, Thiago, Sergipe, Eduardo e

    Ricardo, que foram pessoas extremamente importantes, na crítica e no elogio, tornando ambientes

    tensos e pressionados em ambientes de descontração e carinho. Guardarei sempre no meu coração.

    À Renata pelas horas de incentivo e apoio, até mesmo quando eu não acreditava. Pela valorização

    sempre tão entusiasta do meu trabalho, dando-me coragem para ultrapassar cada difícil etapa da

    minha vida. Agradeço também ao Fred e à Flor pelo carinho excessivo de filhos amorosos.

    À Cissa e ao Ricardo pelo auxílio nas análises e as idas ao campo. Ao barqueiro da represa de

    Juturnaíba que sempre nos levou às estações de amostragem com conhecimento e segurança.

    Ao Laboratório de Microbiologia e Parasitologia do Instituto Biomédico da UFF, pelas análises

    bacteriológicas realizadas com satisfação.

    Ao corpo docente do curso de pós-graduação em Geoquímica da Universidade Federal Fluminense

    pelos conhecimentos transmitidos durante o curso e que foram e, ainda serão, muito importantes na

    minha vida acadêmica.

    E, ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico – CNPq pela concessão de

    bolsa de mestrado.

  • RESUMO

    Estudos hidrogeoquímicos baseado nas variações sazonais da composição química dos rios

    podem investigar a origem e os processos que controlam a química das águas numa bacia de

    drenagem. A bacia hidrográfica do rio São João possui grande importância para a região dos Lagos,

    a mais importante região turística do Rio de Janeiro, abastecendo cerca de 700 mil habitantes. A fim

    de estudar sobre a qualidade da água e o comportamento das espécies dissolvidas nas águas desta

    bacia, foi realizado um estudo ao longo de 14 meses utilizando-se da estatística (descritiva,

    bivariada e multivariada) para discernir mudanças hidrogeoquímicas entre o período de estiagem e

    de chuvas. O índice de qualidade das águas mostrou que a água é boa no geral, porém, coliformes

    fecais e turbidez apresentaram valores de “q” muito abaixo da média, tornando preocupante o

    destino da sua utilização. O pH não mostrou grandes variações, excetuando-se dentro da represa de

    Juturnaíba, que atingiu 8,9 no período de estiagem. Os resultados mostraram que no período de

    estiagem, a concentração média de Al, Fe e Ba foram mais representativos. Já no período chuvoso,

    há uma diluição natural dos íons, enquanto que os alguns traços estão sendo liberados

    mecanicamente na destruição de matrizes geológicas devido e a força das enxurradas, aumentando

    suas concentrações. Os metais traços se mostram ligados à geologia regional, apresentando

    associações geoquímicas calcófilas (In, Tl, Cd e Bi) e associações representativas de rochas máficas

    (Fe, Cr e V).

    Palavras-chave: Hidrogeoquímica. Análise dos Componentes Principais. Bacia do rio São João.

    Índice de Qualidade da Água.

  • ABSTRACT

    Hydrogeochemical studies based on seasonal fluctuations in the chemical composition of rivers can

    investigate the origin and processes that control the chemistry of water in a drainage basin. The

    watershed of the São João river has great importance for the Região dos Lagos, the most important

    tourist region of Rio de Janeiro, supplying about 700 thousand inhabitants. In order to study on the

    water quality and behavior of the dissolved species in the waters of the basin, a study was

    conducted over 14 months using statistics (Descriptive, bivariate and multivariate) to discern

    hydrogeochemical changes between the drought and rainfall. The water quality index showed that

    water is good overall, but showed fecal coliform and turbidity values of "q" well below average,

    making the troubling fate of its use. The pH did not show significant variations, except for within

    the Juturnaíba dam, which reached 8,9 in the dry season. The results showed that in the dry season,

    the average concentration of Al, Fe and Ba were more representative. Already in the rainy season,

    there is a natural dilution of the ions, while some features are being released mechanically in the

    destruction of geological matrices and strength because of runoff, increasing their concentrations.

    The trace metals are shown connected to the regional geology, presenting calcophiles geochemical

    associations (In, Tl, Cd and Bi) and associations representing mafic rocks (Fe, Cr, and V).

    Keywords: Hydrogeochemistry. Principal Component Analysis. São João river basin. Water

    Quality Index.

  • ÍNDICE DE TABELAS

    Tabela 1 - Coordenadas geográficas planas (UTM) das estações de amostragem ............................ 23

    Tabela 2 - Classificação do índice de qualidade das águas................................................................ 36

    Tabela 3 - Valores de média, mínimo e máximo de todos os parâmetros determinados. .................. 39

    Tabela 4 - Médias dos parâmetros utilizados para o IQA nos períodos de estiagem e chuvoso, com

    seu respectivo valor q de qualidade. .................................................................................................. 47

    Tabela 5 - Valores de média, mínimo e máximo dos parâmetros utilizados para a análise dos

    componentes principais. ..................................................................................................................... 64

    Tabela 6 - Matriz de correlação para o período de estiagem. ............................................................ 66

    Tabela 7 - Matriz de correlação para o período chuvoso. .................................................................. 67

  • ÍNDICE DE FIGURAS

    Figura 1 – Mapa da área de estudo. ................................................................................................... 22

    Figura 2 - Área de estudo com as estações de amostragem ............................................................... 23

    Figura 3 - Mapa de uso e ocupação do solo da Região Hidrográfica Lagos São João. (Fonte: CILSJ,

    2012). ................................................................................................................................................. 26

    Figura 4 - Mapa Geológico da bacia do rio São João. ..............................................................