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Tipo: Dissertação
Fecha de publicación : 28-ago-2001
Autor(es): ARAÚJO, Paulo Pontes
Primer Orientador: SOUZA, Eliene Lopes de
Título : Variações sazonais dos componentes nitrogenados, em aquífero livre na zona urbana de Santa Izabel do Pará, nordeste do estado do Pará
Citación : ARAÚJO, Paulo Pontes. Variações sazonais dos componentes nitrogenados, em aquífero livre na zona urbana de Santa Izabel do Pará, nordeste do estado do Pará. Orientadora: Eliene Lopes de Souza. 2001. 113 f. Dissertação (Mestrado em Geologia) - Curso de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica, Centro de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 2001. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/14918. Acesso em:.
Resumen: O trabalho foi desenvolvido na cidade de Santa Izabel do Pará, cuja população é estimada em 45.000 habitantes, abastecidos principalmente por poços tubulares e escavados rasos, com profundidades entre 1,50 e 20 m. Estima-se que cerca de 15% da área urbana total seja coberta por rede de esgoto. Na área ocorrem aqüíferos confinados da Formação Pirabas e, aqüíferos livres do Pós-Barreiras e Sedimentos Recentes. O estudo teve como objetivo principal avaliar as variações dos componentes nitrogenados (NH4+ e NO3-) na água do aqüífero livre do Pós-Barreiras, considerando-se as condições sanitárias da área, assim como os efeitos da sazonalidade e das características hidrogeológicas locais. Avaliou-se ainda a presença de coliformes fecais e totais. Inicialmente, foram utilizados os dados físicos e de análise físico-químicas preexistentes, obtidos pela CPRM em 1994, em 33 poços cadastrados (Projeto PIH). O tratamento destas informações permitiu elaborar mapas: de vulnerabilidade natural dos aqüíferos livres; de isoteores de nitrato e de superfície potenciométrica. Desses 33 poços, foram selecionados dois conjuntos para este estudo: um situado na zona antiga e outro na de expansão da cidade. A água do aqüífero livre foi coletada nos períodos seco (novembro de 1999) e chuvoso (abril de 2000). As análises para amônio e nitrato, bem como bacteriológicas foram realizadas no laboratório do Instituo Evandro Chagas. Os sedimentos da zona não saturada, classificados como areia média e grossa, possuem condutividade hidráulica entre 10-3 a 10-4 cm/s, com a velocidade do fluxo variando entre 0,80 (zona antiga) e 5 m/dia (zona de expansão), indicando uma maior compactação do solo na zona antiga. Com base nessas velocidades e na profundidade do lençol freático próximo aos locais dos ensaios de infiltração, nas zonas antiga 9,02 m e de expansão 3,70 m, tem-se que nesta última contaminantes conservativos (a exemplo do nitrato) oriundos de fossas e/ou da superfície do solo levaria cerca de dezoito horas para atingir o lençol freático. Por outro lado, na zona antiga da cidade, o tempo necessário para esses contaminantes atingirem o aqüífero seria da ordem de onze dias. Os aqüíferos livres do Pós-Barreiras possuem condutividade hidráulica K = 8,30 x 10-4 cm/s, porosidade total entre de 0,18 e 0,21 e velocidade de fluxo de 0,03 m/dia. Considerando-se os tempos de trânsito eficientes na degradação de patogênicos (210 dias), o raio de proteção dos poços que captam o aqüífero livre deve ser no mínimo de 6,30 m. Contudo, tratando-se de contaminantes como nitrato devem ser analisadas a diluição e fatores de desnitrificação, de modo a proteger a saúde pública. A exceção de um poço, observa-se que na zona de expansão, relativamente nova e de menor concentração populacional, os poços apresentam nas duas amostragens (1994 e 1999) valores de nitrato significativamente menores, variando de 4,5 a 13,5 mg/L, registrados no período chuvoso. Por outro lado, na zona antiga, os teores encontram-se entre 12,8 e 29,9 mg/L, referentes ao mesmo período, sugerindo uma tendência de aumento dos teores de nitrato nas águas com o passar do tempo. Os teores de amônio se mostraram maiores no período chuvoso, sendo os teores mais altos chegando a 0,710 e 1,520 mg/L obtidos na zona antiga. Em alguns poços o aumento de nitrato durante o período seco foi acompanhado por uma redução no teor de amônio sugerindo reações de oxidação de NH4+, originando NO3- (nitrificação). Tendo por base o coeficiente de correção entre os parâmetros de condutividade elétrica o teor de nitrato, observa-se um aumento da área contaminada por nitrato entre os anos de 1994 e 2001, principalmente na zona antiga. Grande parte das águas subterrâneas registra a presença de coliformes com valores máximos de coliformes fecais e totais de 1.040 e 22.600 NMP/100 mL, respectivamente. Observa-se que há um aumento do amônio do período seco para o chuvoso, ao mesmo tempo que ocorre o acréscimo de coliformes fecais e totais. Esses dados sugerem que, durante o período chuvoso, o transporte de amônio, coliformes fecais e totais, para a água subterrânea, se processa de uma forma mais eficaz. Os índices de vulnerabilidade do aqüífero livre variam de moderado a extremo. A presença de amônio nas águas em valores acima de 0,06 mg/L mostra um forte indício de contaminação por esgotos, lixo, ou outros dejetos ricos em matéria orgânica. Em alguns poços, as concentrações de nitrato estão próximas ou acima do estabelecido pelos padrões de potabilidade, que é de 45 mg/L. A correlação entre a condutividade elétrica (C.E.) e os teores de nitrato no lençol freático sugere que cerca de 45% da cidade de Santa Izabel do Pará estejam, com águas do aqüífero livre impróprias para o consumo humano. Os aqüífero da Formação Pirabas constituem-se na melhor alternativa de água potável.
Resumen : The work was carried out in the city of Santa Izabel do Pará, whose population is estimated at 45,000 inhabitants, supplied mainly by shallow hollowed and tubular wells, with depths between 1.50 and 20 m. It is estimated that about 15% of the total urban area is covered by sewage system. In the area, there are confined aquifers of the Pirabas Formation and free aquifers of the Post-Barreiras and Recent Sediments. The main objective of the study was to evaluate the variations of nitrogen components (NH4+ and NO3-) in the water of the Post-Barreiras free aquifer, considering the sanitary conditions of the area, as well as the effects of seasonality and local hydrogeological characteristics. The presence of fecal and total coliforms was also evaluated. Initially, pre-existing physical data and physical-chemical analysis, obtained by CPRM in 1994, in 33 registered wells (PIH Project) were used. The treatment of this information allowed the elaboration of maps: of natural vulnerability of free aquifers; of nitrate isotopes and potentiometric surface. Of these 33 wells, two sets were selected for this study: one located in the old area and the other in the expansion area of ​​the city. Free aquifer water was collected in the dry (November 1999) and rainy (April 2000) periods. The analyzes for ammonium and nitrate, as well as bacteriological analyzes were carried out in the laboratory of the Instituto Evandro Chagas. The sediments of the unsaturated zone, classified as medium and coarse sand, have hydraulic conductivity between 10-3 and 10-4 cm/s, with flow velocity varying between 0.80 (old zone) and 5 m/day (old zone) expansion), indicating greater soil compaction in the old zone. Based on these velocities and on the depth of the water table close to the infiltration test sites, in the old 9.02 m and 3.70 m expansion zones, it appears that in the latter, conservative contaminants (such as nitrate) from pits and /or the ground surface would take about eighteen hours to reach the water table. On the other hand, in the old part of the city, the time required for these contaminants to reach the aquifer would be on the order of eleven days. Post-Barreiras free aquifers have hydraulic conductivity K = 8.30 x 10-4 cm/s, total porosity between 0.18 and 0.21 and flow velocity of 0.03 m/day. Considering the efficient transit times in the degradation of pathogens (210 days), the protection radius of the wells that capture the free aquifer must be at least 6.30 m. However, in the case of contaminants such as nitrate, dilution and denitrification factors must be analyzed in order to protect public health. With the exception of one well, it is observed that in the expansion zone, which is relatively new and with a lower population concentration, the wells in both samples (1994 and 1999) show significantly lower nitrate values, ranging from 4.5 to 13.5 mg /L, recorded in the rainy season. On the other hand, in the old zone, the levels are between 12.8 and 29.9 mg/L, referring to the same period, suggesting a tendency to increase the levels of nitrate in the waters over time. Ammonium levels were higher in the rainy season, with the highest levels reaching 0.710 and 1.520 mg/L obtained in the old zone. In some wells, the increase in nitrate during the dry period was accompanied by a reduction in the ammonium content, suggesting oxidation reactions of NH4+, giving rise to NO3- (nitrification). Based on the correction coefficient between the electrical conductivity parameters and the nitrate content, there was an increase in the area contaminated by nitrate between 1994 and 2001, mainly in the old zone. Most groundwater records the presence of coliforms with maximum and total fecal coliform values ​​of 1,040 and 22,600 MPN/100 mL, respectively. It is observed that there is an increase in ammonium from the dry to the rainy season, at the same time that there is an increase in fecal and total coliforms. These data suggest that, during the rainy season, the transport of ammonium, fecal and total coliforms to groundwater is more efficient. Free aquifer vulnerability indices range from moderate to extreme. The presence of ammonium in water at values ​​above 0.06 mg/L shows a strong indication of contamination by sewage, garbage, or other waste rich in organic matter. In some wells, nitrate concentrations are close to or above that established by potability standards, which is 45 mg/L. The correlation between electrical conductivity (E.C.) and nitrate levels in the water table suggests that about 45% of the city of Santa Izabel do Pará has free aquifer water that is unsuitable for human consumption. The Pirabas Formation aquifers are the best alternative for drinking water.
Palabras clave : Hidrogeologia
Contaminação
Aquífero livre
Nitratos
Área urbana
Santa Izabel do Pará
metadata.dc.subject.areadeconcentracao: GEOLOGIA
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA
País: Brasil
Editorial : Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Geociências
Programa: Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.source: 1 CD-ROM
Aparece en las colecciones: Dissertações em Geologia e Geoquímica (Mestrado) - PPGG/IG

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