MODELAGEM DA VULNERABILIDADE E PERIGO DE CONTAMINAÇÃO
DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS DA SUB-BACIA DOS RIOS DA PRATA E
BURITIS, ESTADO DE GOIÁS
Vulnerability and risk modeling of groundwater contamination from the sub-basin
of the Prata and Buritis rivers, State of Goiás
Sara Alves dos Santos1
Lara Yask Alves Silva2
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Universidade Federal de Goiás. Campus Samambaia, CEP 74001-970 - Caixa Postal
131. Goiânia - Goiás - Brasil.
Instituto de Estudos Socio-Ambientais
E-mail: [email protected]
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Universidade Federal de Goiás. Campus Samambaia, CEP 74001-970 - Caixa Postal
131. Goiânia - Goiás - Brasil.
Instituto de Estudos Socio-Ambientais
E-mail: [email protected]
RESUMO
Um dos grandes problemas atuais referidos á gestão dos recursos hídricos está associado à exploração das águas
subterrâneas, especificamente à contaminação de sua qualidade natural, ocasionada pela ação antrópica, algo cada vez
mais preocupante, visto que estes podem ser tidos como reservatórios estratégicos para a humanidade. A exploração
excessiva, a ocupação irregular do solo e a ausência de mecanismos normativos legais põem em risco a qualidade
natural das águas subterrâneas. O objetivo deste trabalho consistiu na geração de mapas de vulnerabilidade/risco e
perigo de contaminação das águas subterrâneas da sub-bacia dos rios da Prata e Buritis, estado de Goiás. O recorte
escolhido para análise são as bacias do rio Prata (1210,7 km²) e do Rio dos Buritis (1190,2 km²), que são sub-bacias do
Rio Corrente e que juntas totalizam uma área de aproximadamente 2400 km² (Sistema Estadual de Geoinformação). O
Nordeste de Goiás onde estão localizadas as bacias de estudo é uma das regiões mais atrasadas em desenvolvimento
local, e que atualmente vive os reflexos da rápida mudança causada pela fronteira agrícola, conseqüentemente perdendo
seu potencial ecológico, considerando que é a região de Goiás em melhor estado de conservação. Grande parte dos
poços perfurados exploram o sistema aqüífero Bambuí, um subsistema cárstico, fissuro-carstico e fraturado que inclui
partes dos estados de Minas Gerais, Bahia, Tocantins e Goiás. Suas águas têm restrições de uso, associadas à elevada
dureza e aos altos valores de sólidos totais dissolvidos, relacionados á dissolução das rochas calcárias. Para elaboração
dos mapas de vulnerabilidade e perigo de contaminação das águas subterrâneas foram aplicadas as metodologias de
Foster: GOD (Grau de confinamento da água subterrânea; Ocorrência de Estratos Geológicos; Distância do nível da
água subterrânea) de vulnerabilidade, e POSH ( Pollutant Origin, Surcharge Hydraulically) de classificação de
atividades com potencial de gerar contaminação nas águas subterrâneas. As classes de vulnerabilidade são classificadas
em: extrema, alta, moderada, baixa e insignificante. Para atingir o objetivo utilizamos de modelagens em SIG, sendo o
mesmo o software ArcGis 10.1, que geraram produtos cartográficos que demonstram as áreas de vulnerabilidade e risco
de aqüífero da bacia de estudo. Para o desenvolvimento da pesquisa, primeiramente foram levantadas bases
cartográficas para caracterização da área, mapas pedológicos, geológicos, geomorfológicos e hipsométricos.
Posteriormente foram atribuídos pesos a algumas dessas variáveis, sendo estes cruzados, gerando como resultado o
mapa de GOD. Este mapa apresentava as áreas naturalmente suscetíveis a impactos ambientais, levando em
consideração todas as características físicas da área. Em uma segunda etapa, inicia-se o acréscimo de dados do contexto
local (Uso e ocupação do solo) com o uso da metodologia do POSH, possibilitando uma maior representação das áreas
de risco. Foram cruzados o mapa do GOD com o mapa de uso do solo, tendo como resultado final as classes de risco
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ambiental para área. Os resultados obtidos denotam que a área de estudo encontra-se sobre área de baixa a média
vulnerabilidade, sendo que grande parte dos poços em uso estão em área de baixa a media vulnerabilidade. No entanto,
pode se observar que a localização da área de media vulnerabilidade está associada principalmente com o sistema de
aquífero carsticos, e áreas de Neossolo, que possui horizonte orgânico pouco espesso e pode ser encontrado em áreas
sob influência do lençol freático, o que agrava mais ainda os riscos de contaminação. Além desses fatores, a menor
altitude, maior aplainamento e o fato de uma das constituições litológicas ser o cascalho, também influenciaram neste
resultado.
Palavras chaves: Vulnerabilidade, Aqüífero, GOD e POSH.
ABSTRACT
One of the major current problems refered with the management of water resources is associated with groundwater
exploitation, specifically to contamination of their natural quality, caused by anthropogenic action, something
increasingly worrisome, seen that these can be taken as strategic reservoirs for humanity. The excessive exploitation,
the soil irregular occupation and the absence of legal regulatory mechanisms put in danger the natural quality of
groundwater. The objective of this work consisted in the generation of vulnerability/risk and contamination danger
maps of groundwater in the Sub-basin of the rivers Plate and Buritis, state of Goiás. The cut-off chosen for analysis are
the basins of the Prata River (1210.7 km2) and the Buritis River (1190.2 km2), which are the Current River sub-basins,
together totaling an area of approximately 2400 km² (State of Geoinformation System). The Goiás northeast, where are
located the study basins is one of the most backward regions in local development, and currently lives the reflections of
the fast changes caused by the agricultural frontier, losing their ecological potential, considering that is the Goiás
region in better state of conservation. A large portion of the boreholes exploit the Bambuí aquifer system, a subsystem,
karts fissuro-carstico and fractured that includes parts of the Minas Gerais States, Bahia, Tocantins and Goiás. Its waters
have restrictions of use, associated with high hardness and high values of total dissolved solids, related to dissolution of
limestone rocks. For preparation of the vulnerability and risk of groundwater contamination maps were applied the
Foster methodologies: GOD (groundwater containment level; geological strata incident; groundwater level distance) of
vulnerability, and POSH (Pollutant Origin, Hydraulically Surcharge) of potential activities classification to generate
groundwater contamination. The vulnerability classes are classified in: extreme, high, moderate, low and insignificant.
To achieve the objective we used GIS modeling, the software ArcGis 10.1, which generated cartographic products that
demonstrate the vulnerability areas and risk aquifer of the study basin. To development the research, primarily
cartographic bases were raised for characterization of the area, soil, geological, geomorphological and hypsometrical
maps. Subsequently were awarded weights to some of these variables, these were crossed, generating as result the GOD
map. This map represented the naturally susceptible areas to environmental impacts, taking into consideration all the
physical characteristics of the area. In a second stage began the addition of local context data (soil use and occupation)
with the use of the POSH methodology, possibiliting a greater representation of risk areas. Were crossed the GOD map
with the soil use and occupation map, having as final result the environmental risk classes for the area. The results
obtained show that the study area is on average low vulnerability, most of the wells in use are in the media low
vulnerability. However, it may be noted that the location of the media vulnerability area is associated mainly with the
carsticos aquifer system, and Neossolo areas, which have organic horizon little thick and can be found in areas under
the influence of the groundwater, what make the risks of contamination worse. In addition to these factors, the lowest
elevation, biggest planning and the fact of the lithological constitution is the gravel, also influenced this result.
Keywords: Vulnerability, Aquifer, GOD, POSH.
1. INTRODUÇÃO
De acordo com Gerra (1978, p.48) bacia hidrográfica é um conjunto de terras drenadas por um rio principal e
seus afluentes. Nas ultimas décadas, a crescente demanda pelo uso dos recursos naturais foi acompanhada pela
preocupação com a quantidade e qualidade desses recursos, que durante muito tempo foram utilizados sem grande
preocupação com o fato de serem finitos (NASCIMENTO, ET AL. 2008).
Assim, em questões de gestão de recursos hídricos tanto superficiais como subterrâneos, a contaminação de
aqüíferos é algo cada vez mais preocupante, visto que estes podem ser tidos como reservatórios estratégicos para a
humanidade. A exploração excessiva, a ocupação irregular do solo e a ausência de mecanismos normativos legais põem
em risco a qualidade natural das águas subterrâneas.
O trabalho em questão tem como objetivo analisar a vulnerabilidade a contaminação das águas subterrâneas da
sub-bacia dos rios da Prata e Buritis a partir do método GOD, e identificação das fontes potenciais de contaminação
através do método POSH.
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O recorte escolhido para análise são as bacias do rio Prata com 1210,771 km² e do Rio dos Buritis com
1190,246 km², que são sub-bacias do Rio Corrente que Juntas totalizam uma área de aproximadamente 2400 km².
(SIEG)
A bacia do rio das Pratas e buritis é uma sub-bacia do rio corrente, localizada na divisa do estado de Goiás
com o estado da Bahia. Abrange os municípios de Posse, Buritinópolis, Manbaí, Simolândia, e Iaciara. Conforme “Fig.
1”.
Fig. 1 - Mapa de localização da Bacia Hidrográfica dos Rios da Prata e Buritis, e seus municípios de domínio. Fonte:
SIEG (<www.sieg.go.gov.br>). Elaboração: Sara Alves.
2. METODOLOGIA
No presente trabalho foram utilizadas duas metodologias. O método GOD consiste em avaliar a
vulnerabilidade do aqüífero a contaminação, utilizando de três parâmetros (conforme figura 1): G – de grau de
confinamento do aqüífero, O – de ocorrência de tipos litológicos existentes e D – de profundidade do nível da água ou
do aqüífero. Este método aplica constantes entre 0 e 1 para variável, com isso foi possível determinar o índice de
vulnerabilidade.
O método POSH ( Pollutant Origin, Surcharge Hydraulically), consiste numa metodologia de avaliação das
atividades potencialmente contaminantes, pois permite a classificação das fontes potenciais em três níveis qualitativos:
elevado, moderado e reduzido conforme “Fig. 2”.
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Fig. 2 - Parâmetros de Avaliação do método GOD. Fonte: Foster (1993).
Após a pontuação das três etapas acima é feito o produto dos valores obtendo-se a(s) classe(s) de vulnerabilidade
do aqüífero, esses que deverão ser classificados de acordo com os seguintes intervalos de significância representados na
tabela 1:
TABELA 1 - CLASSES DE SIGNIFICÂNCIA DE VULNERABILIDADE.
Fonte: Barbosa ET AL (2007).
3. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
3.1 Solos
Os solos identificados na bacia são: Argissolos, Cambissolos, Gleissolos, Latossolos, Neossolos e Plintossolos
(Conforme figura 3), sendo que os predominantes são Cambissolos, Latossolos e Neossolos.
Os Cambissolos são solos constituídos por material mineral, com horizonte B. São fortemente, até
imperfeitamente, drenados, rasos a profundos e de alta a baixa saturação por bases e atividade química da fração
coloidal(Embrapa, 2006).
Os Neossolos podem apresentar alta (eutróficos) ou baixa (distróficos) saturação por bases, acidez e altos
teores de alumínio e de sódio. Variam de solos rasos até profundos e de baixa a alta permeabilidade.
Os latossolos são solos minerais, não hidromórficos, profundos (normalmente superiores a 2 mm), horizonte B
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muito espesso, com seqüência de horizontes A,B,C muito diferenciados. Apresentam estrutura granular muito pequena,
são maciços quando secos e altamente friáveis quando úmidos.São solos com alta permeabilidade a água,podendo ser
trabalhados em grande amplitude de umidade.
Fig. 3 - Mapa dos solos que abrangem a bacia dos Rios da Prata e Buritis. Fonte: SIEG. Elaboração: Sara Alves.
O uso dos solos na região é caracterizado principalmente por cerrado e pastagem “Fig. 4”, tendo uma pequena
parte destinada a agricultura. No que diz respeito à contaminação, estas não são fontes efetivas.
Fig. 4 - Uso do solo na Região da Bacia dos rios da Prata e Buritis no ano de 2007. Fonte: SIEG. Elaboração: Sara
Alves.
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3.2 Litologia
A litologia do local é caracterizada principalmente por rochas calcárias e rochas carbonatadas ou calcários que
são constituídas por calcita (carbonato de cálcio) e/ou dolomita (carbonato de cálcio e magnésio). Podem ainda conter
impurezas como matéria orgânica, silicatos, fosfatos, sulfetos, sulfatos, óxidos e outros “Fig. 5”.
Os calcários, na maioria das vezes, são formados pelo acúmulo de organismos inferiores (por exemplo,
cianobactérias) ou precipitação de carbonato de cálcio na forma de bicarbonatos.Também podem ser encontrados em
rios, lagos e no subsolo (cavernas).
Fig. 5 - Litologia que constitui a área da bacia hidrográfica dos Rios da Prata e Buritis. Fonte: SIEG. Elaboração: Sara
Alves
3.3 Geomorfologia
Na região de estudo predominam os sistemas denudacionais, de remoção, com apenas um sistema
agradacional, a PFm - Planície Fluvial com Padrão Meandriforme, que ocupa uma pequena área de 12,389 km².
São maioria as: Superfícies Regionais de Aplainamento IVA (SRAIVA-LA (fr)) com área de 6142,415 km² ,
cotas entre 400 e 550 m, dissecação fraca, desenvolvidas principalmente sobre rochas pré-cambrianas com sistemas
lacustres associados; Zonas de Erosão Recuante (ZER-SRAIVA/IIA(mfo)) com dissecação muito forte, relacionadas a
geração da SRAIVA e erosionando dominantemente a SRAIIA, com área de 5023,89 km².
O relevo é em parte acidentado, com presença de chapadas (SRAIIA (fr)) na divisa entre os Estados de GO e
BA e mais a Leste áreas mais planas e de menor altitude (SRAIVA-LA (fr)) “Fig. 6”..
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Fig. 6 - Mapa geomorfológico da Região da Bacia dos rios da Prata e Buritis. Fonte: SIEG. Elaboração:
Sara Alves.
3.4 Altimetria
A área de estudo possui altitude que varia entre 500 e 1000 m (figura 10), sendo que as maiores encontram-se
na divisa entre os estados de Goiás e Bahia, que é caracterizada por extensos Chapadões de latossolo espesso.
Fig. 7 - Mapa de altimetria da Região da Bacia dos rios da Prata e Buritis. Fonte: SIEG e TOPO DATA.
Elaboração: Sara Alves.
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3.5 Geologia
As bacias de estudo fazem parte dos grupos: Bambuí do Neoproterozóico, Urucuia do Neocretáceo e Areado
do Eocretáceo (figura 9). De acordo com o livro “Hidrogeologia do Estado de Goiás” esses grupos são caracterizados
por:
GRUPO BAMBUÍ: apresenta um arranjo estratigráfico que pode ser reconhecido regionalmente ao longo de
toda a borda oeste do Cráton do São Francisco. Sua sucessão sedimentar foi depositada sobre uma plataforma estável
epicontinental, sendo possível estabelecer uma evolução em três grandes megaciclos sedimentares transgressivos
(Dardenne, 1979 e 1981): Megaciclo I: argilo carbonatado (Formação Sete Lagoas); Megaciclo II: argilo carbonatado
(formações Serra de Santa Helena e Lagoa do Jacaré) e Megaciclo III: argilo arenoso (formações Serra da Saudade e
Três Marias).
GRUPO AREADO: constituído pelas formações: Abaeté depositada por sistemas de leques aluviais e sistemas
de rios entrelaçados; Quiricó que registra uma sedimentação lacustre e Três Barras, representante de depósitos de
ambientes fluviais, fluviodeltáicos e eólicos (Barbosa, 1965 e Barbosa et al., 1970).
GRUPO URUCUIA: unidade é amplamente dominada por arenitos de origem eólica, além de arenitos,
conglomerados e pelitos fluviais.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
A profundidade da água no aqüífero corresponde à profundidade que o contaminante terá de percorrer para
alcançar a zona saturada do aqüífero. Na bacia do Rio das Pratas e Buritis foram encontrados, de acordo com dados do
SIEG, um total de 80 poços registrados (42 na Bacia do Rio Prata e 38 na Bacia do Rio dos Buritis) com profundidades
variando entre 60 e 290 m (conforme ilustrado na figura 6).
Fig. 8 - Profundidade dos poços encontrados na Bacia do rio das Pratas e Buritis. Elaboração: Sara Alves.
Grande parte dos poços faz parte do sistema de aqüífero Bambuí, de subsistemas cárstico, fissuro-carstico e
fraturado (Conforme figura 7). O sistema Aqüífero Bambuí tem uma área de recarga de 181.868 km2 e pertence à Bacia
Sedimentar do São Francisco. Inclui partes dos estados de Minas Gerais, Bahia, Tocantins e Goiás. Ele origina
Aqüíferos do tipo cárstico/fraturado, devido à associação de metassedimentos e rochas calcárias. Suas águas tem
restrições de uso, associadas à elevada dureza e aos altos valores de sólidos totais dissolvidos, relacionados á dissolução
das rochas calcárias.
Com a análise do mapa presente na Figura 12, nota-se que na região de estudo predomina o Subsistema
Físsuro-Cárstico, cuja carstificação é reduzida.
Outro sistema presente é o Urucuia (SAU), que representa uma associação de aqüíferos que ocorrem em
arenitos flúvio-eólicos do Grupo Urucuia, Neocretáceo da bacia Sanfranciscana, que compõe a maior parte da cobertura
fanerozóica do Cráton do São Francisco. A área efetiva do SAU estende-se por 76.000 km² desde o sul do Piauí até o
noroeste de Minas Gerais, tendo sua maior expressão em área relacionada ao oeste do estado da Bahia.
De acordo com o livro “Hidrogeologia do Estado de Goiás”:
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“A recarga deste sistema aqüífero ocorre por infiltração da água das chuvas na área do chapadão do oeste
baiano, que corresponde aos relevos mais planos e elevados, associados a espessos latossolos de textura média e
arenosa, de fundamental importância na recarga do aqüífero.
O SAU mostra-se como um manancial subterrâneo poroso e isotrópico.
As profundidades dos níveis d’água ao longo da divisa entre os estados de Goiás e Bahia são maiores que 100
metros podendo alcançar 200 metros. A grande espessura da zona não saturada é o maior limitante para a exploração do
SAU em sua faixa de ocorrência no Estado de Goiás”.
Fig. 9 - Sistema de aqüíferos da bacia dos rios da Prata e Buritis. Fonte: SIEG. Elaboração: Sara Alves.
Ao analisar o mapa de vulnerabilidade em que foi utilizada a metodologia do GOD (Figura 13) notamos que a
bacia escolhida para estudo encontra-se sobre área de baixa a média vulnerabilidade, sendo que grande parte dos poços
estão em área de baixa vulnerabilidade.
Foram encontrados valores de vulnerabilidade variando entre 0,12 e 0,32, classificando assim a áreas como de
vulnerabilidade baixa e media.
Pode se observar que a localização da área de media vulnerabilidade está associada principalmente com o
sistema de aqüífero, carsticos, que é um dos mais suscetíveis a contaminação. Está presente nessa área o Neossolo, que
possui horizonte orgânico pouco espesso e pode ser encontrado em áreas sob influência do lençol freático, o que agrava
mais ainda os riscos de contaminação. Além desses fatores, a menor altitude, maior aplainamento e o fato de uma das
constituições litológicas ser o cascalho, também influenciaram neste resultado.
A região em questão poderia apresentar valores de vulnerabilidade mais altos, porém estes foram influenciados
pela profundidade dos poços, maioria acima de 100m, e pelo relevo do local, acidentado e elevado.
A área de média vulnerabilidade se encontra no município de Iaciara, onde também se localiza as áreas
destinadas a agricultura, que apesar de pequena, aumentou o nível da vulnerabilidade. Mudar titulo
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Fig. 10 - Mapa de riscos de Aqüíferos utilizando o método GOD. Elaboração: Sara Alves
No mapa de riscos de aqüíferos em que foi utilizada a metodologia do POSH (figura 14) as áreas de pastagem
e agricultura foram caracterizadas como de vulnerabilidade alta e media e as de Cerrado baixa.
No mapa em questão a representatividade das áreas urbanas foi quase insignificante, sendo estas classificadas
como estáveis, porém com risco de contaminação por esgoto, lixo, etc.
As áreas de agricultura e pastagem são as mais vulneráveis devido ao perigo de contaminação por inseticidas,
adubos químicos, descobertura do solo, entre outros, o que é agravado ainda mais pelo fato desta ser uma região
calcaria, de fácil infiltração. A maior parte da área de estudo, devido à combinação destes fatores, foi caracterizada
como de alta vulnerabilidade por esta metodologia.
Fig. 11 - Mapa de Vulnerabilidade de Aqüíferos utilizando o método POSH.
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5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Apesar de estar sobre uma litologia relativamente porosa, e fazer parte de aqüíferos fissurados que também é
um tipo de porosidade, e ter tipos de solos suscetíveis a contaminação, como é o caso do neossolo (solo jovem e
consequentemente menos profundo) os níveis de contaminação, embora tendam a ser elevados, são amenizados pelo
relevo, profundidade dos poços e pelo fato de ser uma região ainda em relativa boa situação de conservação no estado
de Goiás, com muitas áreas de cerrado e localizada dentro da APA das Nascentes do rio Vermelho.
Concluímos que os mapas de vulnerabilidade de aqüíferos são um excelente apóio a proteção dos aqüíferos, já
que as águas subterrâneas correspondem a um grande percentual de água doce distribuído no planeta.
A aplicação das metodologias de GOD e POSH é especialmente importante em áreas urbanas, em que grande
parte do abastecimento é feito por água subterrânea com risco efetivo de contaminação, cenários que necessitam do
conhecimento da vulnerabilidade de aquífero para pro-posição de medidas preventivas e corretivas apropriadas.
Porém, a metodologia do GOD, apesar de ser eficiente, possui como fator negativo o fato de levar em
consideração apenas 3 variáveis (tipo de aqüífero, litologia, profundidade), podendo ter resultados contaminados por
uma ou duas delas. Isso foi observado no caso da profundidade dos poços, que acabou influenciando o valor final deste
trabalho. Se usada de forma rigorosa, a influência de uma variável sobre a outra pode acabar mascarando a real
suscetibilidade de uma região.
Quanto ao POSH, mostrou-se satisfatório, apresentando dados que se aproximam um pouco mais da realidade,
porém para que fosse mais preciso, seria necessária uma análise mais detalhada da área de estudo, incluindo trabalhos
de campo no local, busca por poços não catalogados, entrevistas, análise de imagens de satélite, entre outros.
Este trabalho buscou apenas demonstrar a aplicação destas duas metodologias de análise de vulnerabilidade de
aqüíferos (GOD e POSH), sem adrentar em detalhes específicos e mais rigorosos. Podendo este, ser aperfeiçoado e
alcançar um maior grau de confiabilidade com uma pesquisa mais complexa.
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