ELEMENTOS TRAÇOS EM ÁGUA DE RIOS, CÓRREGOS, NASCENTES E REPRESA NA
BACIA HIDROGRÁFICA DO RIBEIRÃO AREADO, REGIÃO DO ALTO SÃO FRANCISCO-MG,
BRASIL
Juberto Babilônia de SOUSA1; Flávio Rodrigues do NASCIMENTO2; Célia Alves de SOUZA3
Professor. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Estado de Mato Grosso – Campus
Cáceres/IFMT. [email protected].
2 Professor. Universidade Federal Fluminense - UFF, Instituto de Geociências.
3 Professora. Universidade do Estado de Mato Grosso - UNEMAT, Departamento de Geografia.
1
RESUMO: A composição química da água está diretamente relacionada com o trajeto percorrido
por ela, na superfície e subsuperfície do solo ou nas fraturas das rochas que afloram. Assim, sua
constituição depende da riqueza química dos minerais e rochas e de fatores pedogenéticos.
Nesse sentido, o objetivo do estudo é analisar a composição química em águas de rios,
córregos, nascentes e represa localizados na bacia hidrográfica do Ribeirão Areado, região do
Alto São Francisco, Minas Gerais, Brasil, no tocante à concentração de elementos químicos, que
podem afetar a qualidade da água para consumo humano. Para a caracterização química de
águas foram coletadas amostras em rios, córregos, nascentes e represa na bacia hidrográfica do
Ribeirão Areado. Foram utilizadas quinze amostras de água, coletadas em período de estiagem
(setembro) e chuvoso (janeiro). As amostras de água foram submetidas à digestão nítricoperclórica 1:1 (v/v) sendo os elementos Co, Zn, Pb, B, V, Cu, Ni, Cr, Cd, Fe, Ca, K, P, T, Mg, Mn,
Al e Na analisados em ICP-EOS e fotometria de chama. Os resultados apontaram a influência
dos materiais de origem e dos tipos de solos na composição química das águas, notadamente
para os elementos químicos Mg, Ca, P, Ni e Cr, com maior concentração desses elementos no
período de estiagem. Em relação a legislação, no período seco os elementos químicos Zn, Pb,
Cu, Ni, Cr, Fe, P, Mn e Al, apresentaram concentrações médias acima dos limites para serem
enquadrados como de classe 2, conforme a Resolução CONAMA nº 357 de 17/03/2005. No
período chuvoso os elementos Zn, Pb, Cu, Fe e Al apresentaram com concentração média
acima da referida legislação. Quanto ao padrão de potabilidade observa-se que as águas da
região apresentam-se fora dos padrões estabelecidos pela legislação. No período seco
destacam-se os elementos Cd, Cr, Pb, Fe, Al e Mn e no período chuvoso os elementos Pb, Fe e
Al com concentrações médias acima dos valores permitidos pela portaria nº. 1.469 de
29/12/2000. Os resultados apontam para a necessidade do monitoramento da qualidade da água
quanto ao conteúdo de alguns elementos químicos visando a segurança de seu consumo pela
população ou por ser prejudicial ao ambiente.
Palavras-Chave: Tufito, Água de drenagem, Elementos traços.
1. INTRODUÇÃO
A qualidade da água pode ser definida como a capacidade de suprimento que ela oferece
para diferentes usos, a qual vai depender da sua composição química. Quando apresentar
concentração de determinado elemento químico acima dos padrões estabelecidos em condições
naturais é considerada contaminada (Valente e Castro, 1981). A princípio, para o seu estudo,
envolve todos os recursos da região que venham a alterar as condições de qualidade requerida
para um uso específico.
A composição das águas naturais superficiais é determinada diretamente pela composição
do solo, composição geológica, organismos aquáticos e indiretamente pelo clima e vegetação
(Kabata-Pedias & Pendias, 2001). Azevedo (1995), ao estudar o comportamento de microbacias
florestadas e com pastagens, concluiu que as características químicas do deflúvio parecem estar
mais relacionadas à geologia e aos solos, comparativamente aos outros recursos naturais.
Entretanto, metais pesados podem estar presentes em águas superficiais e subsuperficiais
tanto em razão de processos naturais quanto devido à atividade antropogênica. Os processos
naturais que contribuem para o aparecimento de metais pesados em águas são o intemperismo de
rochas e a lixiviação de elementos no perfil do solo, enquanto que as fontes antropogênicas estão
associadas principalmente com as atividades industriais, mineração e agropecuárias (KabataPedias & Pendias, 2001).
Portanto, a composição química da água está diretamente relacionada com o trajeto
percorrido por ela, na superfície do solo ou nas fraturas das rochas que afloram. Assim, sua
constituição depende da riqueza química dos minerais e rochas e de fatores pedogenéticos.
A área deste estudo é dominantemente de material tufítico e rochas associadas e está
distribuída em uma extensão estimada de 5.000 km2 na região do Alto Paranaíba em Minas
gerais, cuja composição química pode apresentar quantidades consideráveis de P, Ca, Mg e K e
alguns metais pesados, com destaque para o Cr, Ni e Zn. Algumas investigações realizadas na
região revelaram teores elevados de elementos menores e maiores nos solos Coey et al.,
(1991); Fabris et al., (1995); Ker (1995) e Rolim Neto (2002). Nesse sentido, a composição
química de águas de rios, nascentes, represas e córregos em municípios desta região pode
estar sendo afetada e, conseqüentemente, sua qualidade para consumo humano.
Embora tenha realizado alguns estudos na região e, em razão da variação química do
tufito e rochas associadas é uma região que ainda necessita de estudos que busquem encontrar
o efeito da distribuição geológica na composição química das águas. Devem-se incluir trabalhos
mais detalhados sobre a composição em elementos menores e maiores presente no material de
origem, podendo ser um indicativo de possível ocorrência em concentrações elevadas nas fontes
de água da região, contemplando assim um assunto bastante atual que é a qualidade ambiental.
Este trabalho teve como objetivo analisar a composição química em águas de rios,
córregos, nascentes e represa localizados na bacia hidrográfica do Ribeirão Areado, região do
Alto São Francisco, Minas Gerais, Brasil, no tocante à concentração de elementos químicos, que
podem afetar a qualidade da água para consumo humano ou por ser prejudicial ao ambiente. .
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1. Caracterização da área de estudo
A área encontra-se em divisor de águas de duas importantes bacias hidrográficas
brasileira, a do rio Paranaíba a oeste e do rio São Francisco a leste. Há uma malha hidrográfica
bastante expressiva, composta principalmente por córregos e rios de pequeno e médio porte.
Como rios principais destacam-se o São Bento e o Areado, afluentes do rio São Francisco.
Abrange os municípios de Patos de Minas, Carmo Paranaíba e Lagoa Formosa, localizada no
sudoeste do Planalto Central Brasileiro, Estado de Minas Gerais (Figura 1).
A temperatura média anual é de 20,5º C, com precipitação média anual em torno de
1400 mm, ocorrendo em novembro a março os maiores índices de precipitação (Santana, 1984).
O tipo de vegetação predominante e o cerrado com floresta (Ribeiro et al., 1983).
Geologicamente a área tem um embasamento de rochas pelíticas do Pré Cambriano,
cobertas por sedimentos flúvio-lacustres e por material piroclástico conhecidos como tufos da
Formação Mata da Corda, do período Cretáceo (Barbosa et al., 1970; Leinz & Leonardes, 1971;
Minas Gerais, 1976).
O relevo regional abrange chapadões e vales cortando camadas de tufos vulcânicos e
arenitos. Nas áreas aplainadas, caracterizadas como superfície de aplainamentos tabular
(chapadões), apresentam-se com cotas altimétricas oscilando de 1.100 e 1.300 metros (Almeida,
1959) com ocorrência de Latossolo Vermelho-Amarelo ácrico (férrico), em litologia de rochas
pelíticas. Nas formas dissecadas apresenta-se o Latossolo Vermelho Distrófico (mesoférrico) e
Latossolo Vermelho Distrófico (férrico e perférico), desenvolvido de tufito.
Nas áreas baixas ocorre em menor proporção, os Cambissolo Háplico Tb alumínico e
Cambissolo Háplico Tb Distrófico associados ao Latossolo Vermelho-Amarelo, derivados da
decomposição dos saprolitos do Grupo Bambuí (Rolim Neto, 2002).
Nas formas de agradação ou acumulação identificadas como várzeas, veredas e
planícies de inundação (Carmo et al., 1984) são as áreas onde há ocorrência comum de solos
com horizonte A chernozêmico, com destaque as classes dos Cambissolos, dos Chernossolos e
Vertissolos. Nas bordas das chapadas ou em topo de relevo há sempre a ocorrência de material
concrecionário associado a solo Plintosolo Pétrico.
Figura 1: Bacia Hidrográfica do Ribeirão Areado com destaque aos pontos de coleta de
água de drenagem para o estudo.
2.2. Coleta e preparação das amostras de água
As amostras foram coletadas no período de estiagem e no período chuvoso, em 2008,
com coleta de 15 amostras de água em diferentes pontos, sendo quatro em nascentes, seis em
córregos, quatro em rios e uma em represa ao longo da região.
A coleta das amostras foi feita manualmente, utilizando-se frascos de polietileno
(garrafas pet) com capacidade de 500 mL previamente descontaminadas no laboratório
utilizando-se de solução de ácido nítrico comercial ou ácido clorídrico a 10% (v/v) e água
deionizada.
Todos os frascos utilizados na coleta das amostras destinadas às análises de todos os
pontos amostrados foram enxaguados três vezes com água do próprio local de coleta, antes da
amostragem. As amostras foram coletadas a cerca de 10 cm abaixo da superfície da água. Os
frascos foram identificados, especificando o ponto de coleta.
As medidas de pH e condutividade elétrica nas amostras de água foram feitas no próprio
local de amostragem utilizando-se de um medidor portátil de pH e condutividade elétrica, quando
não possível foi feita no menor tempo após a amostragem. As determinações foram realizadas
mediante a introdução dos eletrodos, em copos de polietileno, de pequeno volume de água a ser
analisada (cerca de 50 mL). As determinações foram feitas no mesmo volume de água, com o
mostrador digital indicando o parâmetro a ser medido. Em etapa anterior às determinações, foi
realizada a calibração do aparelho utilizando para as medidas de pH soluções-padrão de pH 4,0
e 7,0 e, para a condutividade elétrica, solução de KCl 0,01 mol L -1 (com condutividade padrão de
1413 mS cm-1).
As amostras foram transportadas até o laboratório em caixas de isopor sem preservação
com agente químico e analisadas em triplicata o mais rápido possível (APHA, 1998). Os
reagentes utilizados nas análises foram de grau analítico, da marca VETEC ou equivalente.
Foram feitos ensaios em branco para verificar qualquer contaminação.
Os resultados foram comparados com as normas de qualidade da água para o consumo
humano, estabelecidas pela portaria nº. 1.469, de 29 de dezembro de 2000 e com os valores
padrões segundo os Critérios Recomendados pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente
(CONAMA), Resolução nº 357, de 17 de março de 2005, Art. 4º, onde se estabelece para as
águas de classe 2 os parâmetros físico-químicos de substâncias potencialmente prejudiciais.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados obtidos neste trabalho refletiram uma situação momentânea da qualidade
das águas dos pontos de coleta na região do Alto Francisco, pois foram relativos a uma
amostragem nos pontos por estação do ano (seco e chuva). Na escolha dos pontos de
amostragem considerou a hidrografia, geologia e solo da região. Dando ênfase a geologia pelo
fato da possibilidade dos elementos analisados serem herdados da rocha ou do solo (Figura 2).
3.1. pH e condutividade elétrica
Em todas as amostras analisadas do período chuvoso apresentaram pH dentro faixa de
5,5 a 8,5 (Figura 3), considerada normal para águas de classe 2 de acordo com a legislação
(BRASIL, 2005). Apenas as amostras dos pontos de coletas 1 e 10 do período seco
apresentaram valores de pH abaixo do estabelecido pela legislação, 5,63 e 5,65,
respectivamente.
Figura 2: Relação dos pontos de coleta de água e material geológico.
Em geral estes valores se assemelham aos encontrados em outros estudos realizados
em áreas que apresentam uso semelhante, com intensa apropriação agropecuário próximo aos
cursos de água (Azevedo, 1995; Fernandes, 1996; Campos, 1999; Ribeiro, 2002) ou uma
indicação do caráter ácido dos solos, considerando que no ponto 1 e 10 há dominância de
Latossolo pouco influenciado pelo tufito.
O pH baixo facilita a liberação dos metais da rocha e solo para a água (Jain, 2004;
Guilherme et al., 2002). Segundo Castro (1980) e Singh et al., (2005), um pH menor que 6,5 ou
maior que 8,5 indica a presença de algum poluente. Valores fora das faixas recomendadas
podem alterar o sabor da água e contribuir para a corrosão do sistema de distribuição de água,
ocorrendo com isso uma possível extração de elementos como ferro, cobre, chumbo e zinco,
dificultando, assim, a descontaminação das águas (CETESB, 2001).
Os valores encontrados para a condutividade elétrica (CE) foram mais elevados no
período seco que em relação ao período chuvoso (Figura 4), refletindo uma maior concentração
de íons dissolvidos na água (APHA, 1998). Os maiores valores encontrados nos pontos de
coletas 2 e 3 do período chuvoso podem estar relacionados a riqueza química do local e pelo
fato de ser um ambiente de baixada caracterizando uma menor perda química.
Figura 3: Valores de pH dos pontos de coleta de água no período seco e chuvoso
Figura 4: Valores de CE dos pontos de coleta de água no período seco e chuvoso
De modo geral, para os dois períodos de coleta os valores encontrados podem indicar
que o nível de entrada de nutrientes na água tem contribuição antrópica, considerando que são
áreas habitadas e que a liberação destes pelos solos ou pelo substrato rochoso parece evidente.
De acordo com Santos (2000), a fonte principal e mais direta de todos os sais encontrados na
água é a intemperização das rochas e a percolação da água no perfil do solo, mas raros são os
exemplos em que a mesma tenha provocado, de forma direta, problemas de salinidade no solo.
Com estes valores de condutividade elétrica, as águas não apresentam restrição para o seu uso
em irrigação. Os valores normais da água utilizada em irrigação deve ser de 0 a 3 dS m -1 (FAO,
1973).
3.2. Elementos químicos na água
Há uma tendência, entre os quinze pontos de amostragem de água do período seco, de
grande uniformidade nas concentrações dos elementos analisados, exceto para os elementos
Ca e Mg, cujo coeficiente de variação (CV) foi muito elevado (Tabela 2).
Tabela 2 - Composição química das águas no período seco, Bacia Hidrografia do Ribeirão
Areado, Alto São Francisco, Minas Gerais, Brasil
Os coeficientes de variações dos pontos amostrados no período chuvoso (Tabela 3)
tendem a ser mais elevados, comparativamente ao período seco. É possível que o aparecimento
de baixas concentrações médias no período chuvoso para a maioria dos elementos analisados,
seja influenciada pela diluição provocada pelo aumento do volume de água dos cursos de água
da região. Facetti et al. (1998) Ali, et al. (1999); Cunha (2003) e Soares (2006) também
encontraram variação sazonal na concentração de elementos químicos em águas superficiais,
evidenciando um maior efeito de diluição dos elementos químicos nas águas em período de
maior índice pluviométrico.
Observa-se o efeito da diluição pelo aumento da percolação, especialmente nos valores
de P que, por sua característica de menor mobilidade no solo, teve sua concentração diminuída
no período chuvoso em relação ao período seco. Por outro lado, os elementos de maior
mobilidade, especialmente Na e Ca apresentaram um aumento de concentração nas águas de
drenagem no período chuvoso, indicando uma elevada lixiviação destes elementos do solo para
as águas de drenagem (Tabelas 2 e 3).
Houve uma diminuição das médias das concentrações de Co, Pb, B, V, Cu, Ni, Cr, Cd,
Ca, P, Ti, Mg e Mn do período seco para o período chuvoso (Tabelas 2 e 3), corroborando com o
efeito de diluição. Para os elementos Zn, Fe, K, Al e Na a maior média é apresentada para o
período chuvoso. As concentrações médias elevadas desses elementos no período chuvoso
podem ser uma contribuição do material de origem tufito (Formação Mata da Corda, Figura 3), já
que em sua composição apresenta esses elementos em altas concentrações.
Tabela 3: Composição química das águas no período chuvoso, Bacia Hidrografia do
Ribeirão Areado, Alto São Francisco, Minas Gerais, Brasil
A influencia da variação litológica se expressa melhor no período seco (Tabela 4)
quando a diluição é pequena, notadamente para os elementos que caracterizam um material de
origem tufítico, ou seja, Mg, P, Ni, Cr, Na, K e Ca. Quase sempre, concentrações maiores estão
associadas ao material de origem tufito (Formação Mata da Corda) e as menores ao arenito
(Formação Areado). Esta influência do material de origem associado à água de percolação é
corroborada pelos teores expressivos desses elementos constantes na Tabela 5. Nesta Tabela,
observam-se concentrações elevadas de Ni, Mg, Ca, P e Na.
Tabela 4 - Composição química média das águas de drenagem em materiais areníticos e
tufíticos no período seco e chuvoso, Alto Paranaíba – MG
As maiores concentrações dos elementos cálcio e magnésio conferiram maior efeito na
dureza das águas no período seco que em relação ao período chuvoso. No período seco a
dureza é classificada como mole (até 50 mg L -1 de CaCO3) a dura (150 a 300 mg L-1 de CaCO3)
e no período chuvoso de mole a moderadamente mole (50 a 150 mg L-1 de CaCO3) (Tabela 2 e
3). Há uma tendência de maiores teores de Ca e Mg no material tufito, corroborando a maior
dureza nas águas que drenam o tufito que em relação as águas que drenam o arenito (Tabela
5).
Tabela 5 - Composição química de rocha tufítica da Formação Mata da Corda e
concreções na Formação Areado, Alto Paranaíba – MG
Segundo Macêdo (1995), quando o pH da água encontra-se entre 4,4 e 8,4 a sua
alcalinidade é determinada apenas por íons bicarbonatos, sendo impossível a coexistência de
bicarbonatos e carbonatos na mesma amostra. Assim, a dureza das amostras de águas de todos
os pontos analisados classifica-se como temporária em função do pH das mesmas (Figura 4),
pois este tipo de dureza ocorre devido à presença de sais de cálcio e magnésio na forma de
bicarbonatos. A dureza da água é indesejável devido ao elevado consumo de sabões e
detergentes, à formação de crostas nos tecidos e a mudanças no pH, o que pode causar
irritações e infecções na pele (Bottecher e Haman, 1986).
Em relação a legislação, no período seco os elementos químicos Zn, Pb, Cu, Ni, Cr, Fe,
P, Mn e Al, apresentaram concentrações médias acima dos limites para serem enquadrados
como de classe 2, conforme a Resolução CONAMA nº 357 de 17/03/2005. Já no período
chuvoso os elementos Zn, Pb, Cu, Fe e Al apresentaram com concentração média acima da
referida legislação (Tabelas 2 e 3).
Quanto ao padrão de potabilidade observa-se que as águas da região apresentam-se
fora dos padrões estabelecidos pela legislação. No período seco destacam-se os elementos Cd,
Cr, Pb, Fe, Al e Mn e no período chuvoso os elementos Pb, Fe e Al com concentrações médias
acima dos valores permitidos pela portaria nº. 1.469 de 29/12/2000.
4. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
- Os materiais de origem dos solos, principalmente o tufito, afetaram a composição química das
águas de drenagem, notadamente para os elementos químicos Mg, Ca, P, Ni e Cr.
- A diluição promovida pelas chuvas reduz sobremaneira os sinais de influência dos materiais
litológicos sobre a composição química das águas de drenagem.
- Os valores encontrados estão acima dos limites estabelecidos pela legislação quanto a
potabilidade (Portaria nº 1.469/MS, 2000).
- Os resultados apontam para a necessidade do monitoramento da qualidade da água quanto ao
conteúdo de alguns elementos químicos, a fim de controlar os valores reais com os valores
estabelecidos pelo CONAMA, visando a segurança de seu consumo pela população.
- Ressalta-se que os resultados obtidos devem ser relativizados, em função de o estudo ter sido
realizado apenas com um evento de amostragem em cada ponto de coleta por período seco e
chuvoso, reconhecidamente, a qualidade da água é um evento dinâmico e fatores como a
quantidade de precipitação, a taxa de infiltração de cada classe de solo e suas características
físico-químicas, uso e cobertura do solo etc., influenciam diretamente a variação da qualidade
das águas.
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