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Title: Comportamento hidrogeoquímico da região cárstica do Alto São Francisco (MG) : implicações associadas a sazonalidade e ciclo de contaminantes, áreas de recarga, descarga e comunicações hidráulicas
Authors: Lucon, Thiago Nogueira
metadata.dc.contributor.advisor: Leite, Mariangela Garcia Praça
Costa, Adivane Terezinha
Galvão, Paulo Henrique Ferreira
Keywords: Hidrogeologia
Aquíferos
Carste
Bacias hidrográficas
Issue Date: 2018
metadata.dc.contributor.referee: Leite, Mariangela Garcia Praça
Hoeser, Hubert Matias Peter
Santiago, Aníbal da Fonseca
Auler, Augusto
Karmann, Ivo
Citation: LUCON, Thiago Nogueira. Comportamento hidrogeoquímico da região cárstica do Alto São Francisco (MG): implicações associadas a sazonalidade e ciclo de contaminantes, áreas de recarga, descarga e comunicações hidráulicas. 2018. 165 f. Tese (Doutorado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
Abstract: Este estudo visa compreender o comportamento e a qualidade das águas da bacia hidrográfica do rio São Miguel (≈520 km2), centro-oeste de Minas Gerais, afluente do rio São Francisco e inserida na bacia hidrográfica do Alto São Francisco (235.635 km2). A região abrange em sua maior parte os municípios de Pains e Arcos, seguida por áreas dos municípios de Iguatama, Formiga e Córrego Fundo. Para tanto, foi realizado um monitoramento hidroquímico sazonal das águas (meteóricas, superficiais e subterrâneas) em 89 pontos da bacia, durante dois períodos secos e dois chuvosos. As análises incluíram a determinação dos parâmetros físico-químicos, como temperatura, pH, Eh, condutividade elétrica (CE), sólidos totais dissolvidos (STD), oxigênio dissolvido e turbidez, assim como a concentração dos ânions nitrato (NO3-), fosfato (PO43-), bicarbonato (HCO3), sulfato (SO42-) e cloreto (Cl-), e cátions maiores e elementos menores, traço, terras raras e as assinaturasisotópicas de δ18O e δ2H. Com o auxílio estatístico, foram propostos valores de Natural Background Level - NBL 90% para os principais íons das águas da bacia. As águas analisadas foram classificadas predominantemente como cálcicas bicarbonatadas, apresentando os maiores valores de NBL 90% para o cálcio (Ca2+), potássio (K+), bicarbonato (HCO3), sulfato (SO42-), cloreto (Cl-), nitrato (NO3-) e arsênio (As3+) durante o período chuvoso; diferentemente, os elementos magnésio (Mg2+), sódio (Na+), fosfato (PO43-) e zinco (Zn) apresentaram decréscimo nesta mesma estação. Os valores acima de NBL 90% para NO3-, PO43- e Cl estão diretamente ligados à ação antrópica. Para o elemento cádmio (Cd), verificou-se que as concentrações mais elevadas deste elemento entram na bacia a partir de águas meteóricas, contaminando posteriormente as águas superficiais e subterrâneas. O estudo apresenta de forma inédita todo o funcionamento hidrodinâmico da bacia cárstica em estudo, apontando com apoio das assinaturas isotópicas para o δ18O e δ2H, as áreas de recarga e descarga, além da identificação das redes de fluxo e interconexões hidráulicas subterrâneas. O estudo fez uso de diversas ferramentas que se mostram indispensáveis para subsidiar a gestão dos recursos hídricos em áreas cársticas, podendo os resultados serem utilizados pelo poder público como valores de referência para regiões cársticas semelhantes, além de ajudar a compreender o comportamento hidroquímico, principalmente para os elementos de elevada toxicidade.
metadata.dc.description.abstracten: This study aims to understand the behavior and water quality of the São Miguel watershed (≈520 km2), midwest of Minas Gerais, a tributary of the São Francisco river and located in the São Francisco basin (235,635 km2). The region covers for the most part the municipalities of Pains and Arcos, followed by areas of the municipalities of Iguatama, Formiga, and Córrego Fundo. For this, a seasonal hydrochemical monitoring of the waters (meteoric, surface, and groundwater) was carried out in 89 points of the watershed during two dry seasons and two rainy seasons. The analysis included the determination of physicochemical parameters such as temperature, pH, Eh, eletric conductivity (EC), total dissolved solids (TDS), dissolved oxygen and turbidity, as well as the concentration of anions nitrate (NO3-), phosphate (PO43-), bicarbonate (HCO3), sulfate (SO42-), and chloride (Cl-), and major cations and minor elements, trace, rare-earths, and isotopic signatures for δ18O and δ 2H. With statistical aid, 90% NBL values were proposed for the main ions of the waters of the watershed. As results, water was predominantly classified as bicarbonated calcium, presenting the highest values of 90% NBL for calcium (Ca2+), potassium (K+), bicarbonate (HCO3), sulfate (SO42-), chloride (Cl-), nitrate (NO3-) and arsenic (As3+) during the rainy season, whereas magnesium (Mg2+), sodium (Na+), phosphate (PO43-) and zinc (Zn) showed decrease in this same season. The values above NBL 90% for NO3-, PO43- , and Clare directly linked to the anthropic activities. For the element cadmium (Cd), it was verified that higher concentrations of this element enter the basin from rain waters, and hence contaminating surface water and groundwater. Based on the analyzed data, the study presents in an unprecedented way all the hydrodynamic functioning of the karst basin, pointing with the support of the isotopic signatures for the δ 18O and δ 2H, the areas of recharge and discharge, in addition to the identification of water flownet and groundwater interconnections. The study presents several tools that are indispensable to support the management of the water resources in karst areas, and these values can be used by the public power as reference values for karst regions, besides helping to understand the hydrochemical behavior, especially for the elements of high toxicity.
Description: Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11949
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 05/02/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante.
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