Caracterização hidrogeoquímica e isotópica (87Sr/86Sr) dos sistemas aquíferos Barreiras e Pirabas Superior nos municípios de Castanhal e Santa Maria do Pará, Estado do Pará

A partir da década de 70 estudos geológicos e de sensoriamento remoto realizados no nordeste do Estado do Pará identificaram feições e estruturas tectônicas que caracterizaram o processo neotectônico nesta região. Investigações hidrogeológicas na Região Metropolitana de Belém e suas adjacências também foram realizadas objetivando a caracterização das águas dos sistemas aquíferos Barreiras e Pirabas (Pirabas Superior e Inferior), além de avaliar a possibilidade de mistura entre estes aquíferos por meio de sistemas de falhas e fraturas juntamente com o grau de vulnerabilidade a que estes estão sujeitos em relação à ação antropogênica. Paralelamente às investigações hidrogeoquímicas, estudos utilizando a assinatura isotópica de estrôncio (87Sr/86Sr) em águas subterrâneas têm sido realizados objetivando caracterizar as fontes de Sr para cada sistema aquífero, suas histórias geoquímicas e o potencial de mistura de águas entre eles. Dessa forma, foram realizados estudos da composição isotópica de estrôncio, bem como análises hidrogeoquímicas nas subáreas de Castanhal e Santa Maria do Pará, visando à caracterização desses sistemas aquíferos, além da detecção de eventuais misturas caso nelas ocorram. Os resultados hidrogeoquímicos revelaram características distintas entre os sistemas aquíferos estudados, destacando-se os parâmetros pH (3,52 a 5,97 no Sistema Barreiras; 6,17 a 6,60 no Sistema Pirabas Superior), Condutividade Elétrica (45,50 a 193,90 μS/cm no Barreiras;133,80 a 194,70 μS/cm no Pirabas Superior), HCO3– (até 32,88 mg/L no Sistema Barreiras; 89,10 a 117,15 mg/L no Sistema Pirabas Superior), Cl– (3,87 a 40,50 mg/L no Barreiras; 3,33 a 6,32 mg/L no Pirabas Superior), Na+ (1,00 a 18,55 mg/L no Sistema Barreiras; 1,35 a 2,55 mg/L no Sistema Pirabas Superior), Mg2+ (até 1,26 mg/L no Barreiras; 2,03 a 2,81 mg/L no Pirabas Superior), Ca2+ (até 5,14 mg/L no Barreiras; 21,30 a 27,38 mg/L no Pirabas Superior) e Sr2+ (0,0065 a 0,0874 mg/L no Barreiras; 0,2129 a 0,2679 mg/L no Pirabas Superior). Estudos estatísticos mostraram boas correlações entre os sistemas aquíferos (≥ 0,7), principalmente durante o período chuvoso. A partir da análise dos diagramas de Piper verificou-se que o Aquífero Barreiras possui predominantemente águas Cl–-Na+, sendo estas influenciadas pela contribuição das águas meteóricas e pela ação antropogênica, apresentando valores de pH ácidos, em torno de 4,7 e alta vulnerabilidade. As águas do Sistema Aquífero Pirabas Superior são majoritariamente HCO3–-Ca2+, sendo esta fácies hidroquímica fortemente influenciada pela dissolução do carbonato, tendo um pH com valores acima de 6,0 e com menor vulnerabilidade em relação a ação antrópica. Durante o período seco os resultados isotópicos 87Sr/86Sr mostraram que as amostras do Sistema Aquífero Barreiras são mais radiogênicas (0,712716 a 0,723881) que a amostra do Sistema Aquífero Pirabas Superior (0,706080 a 0,709063). No período chuvoso ocorreu o processo de homogeneização das razões isotópicas dos sistemas aquíferos em estudo. Nas amostras do Sistema Aquífero Barreiras houve uma significativa diminuição das razões isotópicas 87Sr/86Sr de 0,712716 a 0,723881 para uma faixa de 0,704239 a 0,709957, ficando estes valores semelhantes aos encontrados nas águas do Sistema Aquífero Pirabas Superior. Nos diagramas de composição dos principais íons (Na+, K+, Mg2+, HCO3–, NO3–, SO42–) contra o cloreto (Cl–) estes apresentaram grande variação indicando possivelmente a presença de mais de dois membros finais no processo de mistura destas águas. O tratamento estatístico multivariado (PCA), juntamente com o diagrama 87Sr/86Sr vs. 1/Sr mostraram uma tendência de mistura entre estes aquíferos e as águas meteóricas durante o período chuvoso. O modelamento hidrogeoquímico (diagrama de Schoeller) indicou que o grau de mistura das águas do Aquífero Pirabas Superior no Barreiras está em torno de 10% durante o período chuvoso. Em concordância com os estudos isotópicos e hidroquímicos e tomando como base a estruturação neotectônica existente na Região Metropolitana de Belém e suas adjacências, sugerem-se processos de mistura entre os sistemas aquíferos Barreiras e Pirabas Superior principalmente no período chuvoso. A falta de um sistema de planejamento e gerenciamento do uso dos mananciais subterrâneos nos municípios de Castanhal e Santa Maria do Pará, assim como em toda a Região Metropolitana de Belém, alertam para o perigo de contaminação do Sistema Aquífero Pirabas Superior por ação antropogênica, o qual representaria a melhor alternativa para o abastecimento público da população de Belém e suas adjacências com águas de excelente qualidade em relação à potabilidade para o consumo humano.