Avaliação da contaminação de uma fossa negra desativada na zona não-saturada do aqüífero Adamantina em Urânia (SP)

Autor(es)

Claudia Luciana Varnier

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Geociências (IG/BT)
• Data de defesa: 2007-04-24

Membros da banca

Ricardo Cesar Aoki Hirata; Reginaldo Antonio Bertolo; Rodrigo Cesar de Araujo Cunha; Chang Hung Kiang; Jefferson Mortatti

• Orientador: Ricardo Cesar Aoki Hirata

Resumo

Este trabalho estudou o impacto do nitrato, proveniente de uma fossa negra desativada nas zonas não-saturada e saturada no Aqüífero Adamantina (Urânia, SP), através do acompanhamento hidrogeoquímico dos íons maiores (incluindo a série nitrogenada), menores, isótopos estáveis (15NNO3, 15NN2O, 18ON2O, 18ONO3, 18OO2, 13CCO2) e gases (O2, CO2, N2O e CH4). Os três anos de monitoramento da fossa negra, desativada desde 2002, se deu pela construção de uma estação experimental, constituída de um poço cacimba com 11,20 m de profundidade. Foram instalados, ao longo de sua parede até a zona saturada, 12 tensiômetros e 12 lisímetros de sucção (0,5 a 9,0 m), bem como um poço de monitoramento instalado no fundo da estação, para o monitoramento dos processos hidráulicos e da qualidade da água infiltrada. Os resultados obtidos sobre a hidráulica de infiltração mostraram que a zona nãosaturada apresenta condutividade hidráulica média vertical entre 3,1x10-6 a 1,4x10-5 m/s. As tensões capilares medidas indicaram a ocorrência de variações laterais e em profundidade, cuja origem está relacionada às heterogeneidades do material geológico. Tais constatações possibilitaram a identificação de três diferentes zonas hidráulicas: a primeira, entre 0,5 e 2,0 m; a segunda, de 2,0 a 7,0 m e a terceira, a partir de 7,0 m até o nível d´água. A taxa de recarga na área é de 171 mm, o que corresponde a 13% da precipitação anual. As velocidades das frentes de molhamento indicaram um tempo de trânsito de 90 dias para a água se deslocar de 0,5 até 9,0 m de profundidade. As análises químicas da água ao longo do perfil da zona não-saturada e do poço de monitoramento, apontaram concentrações altas de nitrato ao longo de todo o perfil (até 2028,94 mg/L). Os parâmetros físico-químicos, isotópicos e de gases analisados apresentaram variações, sazonais e em profundidade, de suas concentrações. Os perfis de concentração de gases, isótopos e série nitrogenada indicam que estes parâmetros apresentam um comportamento ?zigue-zague? sendo os maiores valores a 2,0; 4,0 e 6,0 m de profundidade. Este comportamento seria condicionado pelas características texturais do material geológico, o que leva a considerar a existência de áreas de menor permeabilidade nestes pontos, restringindo o acesso de águas ricas em oxigênio e de gases ao longo da zona não-saturada e co-existência de zonas redutoras em meio a zonas oxidantes (microcosmos). Este monitoramento detalhado possibilitou o estabelecimento dos principais processos hidrogeoquímicos atuantes na zona não-saturada: i) oxidação da matéria orgânica, ii) amonificação, iii) nitrificação, iv) metanogênese e v) desnitrificação. Um fator muito importante a ser levantado é a simultaneidade entre os mecanismos de nitrificação e desnitrificação na zona não-saturada. Várias foram as constatações que reforçam esta hipótese, exemplificadas pelas seguintes relações: i) 15NN2O e 18ON2O; ii) 15NN2O e 15NNO3 e iii) 18ONO3 e15NNO3. Os valores de ?15NNO3 obtidos foram de +6,80 a +30,09? (estação úmida) e +9,54 a +23,25? (estação seca). Valores mais enriquecidos de ?15NNO3, comparados à assinatura isotópica reportada para dejetos humanos (+8,1? a +13,1?), em conjunto com os resultados de ?18ONO3 (-3,60 a 4,50 ?), razão de fracionamento destes isótopos e os coeficientes de regressão, obtidos em outros trabalhos, reforçaram a coexistência de desnitrificação e nitrificação na área estudada. Os resultados de ?15NN2O e ?18OO2 também são indicativos de desnitrificação. As assinaturas destes dois isótopos (-16,16 a -11,94? e 28,05 a 30,69?, respectivamente), confrontados aos valores reportados em outros trabalhos (-37 a -11? e -21 a +57?), indicam que o N2O, detectado na área, seria produzido por esse processo. Contudo, cabe salientar que o uso de isótopos de 18OO2 e 15NN2O constitui-se ainda em técnica muito recente em estudos hidrogeológicos, carecendo de trabalhos que stabeleçam as assinaturas isotópicas para os processos de nitrificação e desnitrificação considerando as diferentes fontes de contaminação de nitrato. (AU)

• Processo FAPESP: 01/13931-5 - Isótopos estáveis na identificação de fontes e comportamento do nitrato no Aquífero Adamantina em Urânia (SP)
• Beneficiário: Claudia Luciana Varnier
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado