Aula 6

912 visualizações

Publicada em

Aulas de águas subterrâneas, material baseado em vários autores.

Publicada em: Educação
0 comentários
1 gostou
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
912
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
3
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
68
Comentários
0
Gostaram
1
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Aula 6

  1. 1. Aula 6 – Ameaças as Águas Subterrâneas e a Vulnerabilidade de Aqüíferos
  2. 2. Propriedades das Águas Subterrâneas Com a crescente degradação da qualidade das águas superficiais, as águas subterrâneas tendem a assumir uma posição de maior importância. Devido às suas características e propriedades podem exercer diferentes funções
  3. 3. Principais Funções dos Aqüíferos Produção: Fornecem água em quantidade e qualidade adequadas para os usos múltiplos Estocagem e regularização: Armazenam água em períodos de chuva e cedem em épocas de estiagem para rios e lagos Filtragem: Atuam como filtros naturais, minimizando os custos de tratamento para consumo
  4. 4. Principais Funções dos Aqüíferos Transporte: Conduzem água de uma área de recarga (onde a água infiltra) para as áreas de bombeamento, onde estão situados os poços Estratégica: Protegem a água armazenada tanto da evaporação, como das conseqüências das guerras e sabotagens Energética: Permitem a utilização da água subterrânea aquecida pelo gradiente geotermal, como fonte de energia elétrica ou termal Ambiental: Fornecem água para a manutenção dos ecossistemas e da biodiversidade
  5. 5. Principais Funções dos Aqüíferos Além disso, estas características e propriedades conferem às águas subterrâneas diversas vantagens entre elas: • Qualidade – As águas subterrâneas possuem elevado padrão de qualidade físico-química e bacteriológica. Por serem naturalmente protegidas (mas não imunes) dos agentes de poluição e contaminação, essas águas dispensam, na maioria dos casos, tratamento físicoquímico. • Quantidade – Os volumes são superiores aos das águas superficiais. Sua vazão (quantidade de água/tempo) é menos afetada por períodos de estiagem prolongada e não apresenta perdas por evaporação, como nos reservatórios de superfície
  6. 6. Principais Funções dos Aqüíferos • Distribuição – As águas subterrâneas ocupam áreas muito maiores do que a calha de um rio ou lagoa, o que permite a perfuração de poços nos locais onde as demandas ocorrem. Nesse sentido, as águas subterrâneas facilitam a distribuição setorizada, visto que a distância dos poços até o reservatório ou caixa de água é, em geral, de pequena extensão. • Usos – Além dos diversos usos das águas subterrâneas (por exemplo, abastecimento, indústria, agricultura, entre outros), aquelas que apresentam temperaturas elevadas também podem ser exploradas economicamente em atividades relacionadas com o turismo termal (estâncias termais) e na indústria.
  7. 7. Principais Funções dos Aqüíferos • Custos – O valor de perfuração dos poços, assim como os prazos de execução, são geralmente inferiores aos necessários para as obras de captação e transporte de águas de superfície. Outro fator a ser destacado é a facilidade da perfuração de poços que permite planejar a implantação gradual do sistema de abastecimento à medida que cresce a demanda, e os custos de manutenção e operação são mais baixos. Além disso, não há custo de armazenamento primário, como nas barragens e açudes, e não requer a desapropriação de grandes áreas. • Meio ambiente – Os impactos ambientais relacionados com as instalações para o aproveitamento das águas subterrâneas são consideravelmente pequenos, quando instalados e operados adequadamente, ficando restritos a área de captação (poço tubular). Para efeito de comparação citamos os impactos causados pelas barragens, que envolvem grandes áreas e alteram o equilíbrio dos ecossistemas.
  8. 8. Principais Funções dos Aqüíferos Por outro lado, devido as suas peculiaridades as águas subterrâneas exigem certos cuidados: • A renovação (recarga) das águas retiradas dos aqüíferos nem sempre ocorre na mesma velocidade da extração, o que pode provocar a superexplotação ou sua exaustão. Nesse sentido, a exploração das águas subterrâneas exige um monitoramento constante dos volumes extraídos. • Por estarem “escondidas” no subsolo, as águas subterrâneas são mais difíceis de serem avaliadas, exigindo metodologias complexas. • A baixa circulação da água nas fraturas (aqüíferos fissurais), principalmente em áreas com índice elevado de evaporação, pode provocar a salinização (aumento do teor de sal) do aqüífero.
  9. 9. Principais Funções dos Aqüíferos • A exploração dos aqüíferos de forma inadequada, principalmente em áreas carbonáticas, pode causar subsidência (afundamentos) de terrenos como, por exemplo, o que ocorre na região de Sete Lagoas (MG). • No caso de poluição ou contaminação os custos e a complexidade técnica de remediação (processo de despoluição e minimização dos impactos negativos) e recuperação podem ser extremamente elevados, demandado longos períodos. Além disso, a falta de monitoramento, conhecimento e pessoal técnico especializado em águas subterrâneas são desafios a serem superados na gestão integrada e sistêmica de recursos hídricos.
  10. 10. Fundamentos para a Proteção da Água Subterrânea As estratégias de proteção da água subterrânea (bem como a avaliação de perigo que constitui o seu prérequisito) devem ser promovidas pelo órgão de regulamentação ambiental ou de recursos hídricos (ou pela agência, departamento ou secretaria federal, estadual ou municipal encarregada de exercer essa função).
  11. 11. Cabe ao Departamento de Águas e Energia Elétrica - DAEE, a administração das águas subterrâneas do Estado de São Paulo, nos campos de pesquisas, captação, fiscalização, extração e acompanhamento de sua interação com águas superficiais e com o ciclo hidrológico; cabe à Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental – CETESB prevenir e controlar a poluição das águas subterrâneas, para o que manterá os serviços indispensáveis; cabe à Secretaria da Saúde a fiscalização das águas subterrâneas destinadas a consumo humano, quanto ao atendimento aos padrões de potabilidade; e cabe ao Instituto Geológico a execução de pesquisa e estudos geológicos e hidrogeológicos Decreto 32.955 de 07.02.1991
  12. 12. Fundamentos para a Proteção da Água Subterrânea A avaliação dos perigos de contaminação do aqüífero é necessária para definir, de forma mais clara, as ações requeridas para proteger a qualidade da água subterrânea. Espera-se que as autoridades municipais e órgãos de regulamentação tomem ações preventivas, para evitar contaminação futura, e ações corretivas, para controlar a ameaça de contaminação representada por atividades passadas e presentes, estabelecendo prioridades realistas e uma implementação eficiente.
  13. 13. Por que a água subterrânea merece proteção? Quais são as causas mais comuns da deterioração da qualidade da água subterrânea?
  14. 14. Causas mais comuns da deterioração da qualidade da água subterrânea TIPO DE PROBLEMA CAUSA SUBJACENTE CONTAMINANTES PRINCIPAIS CONTAMINAÇÃO DO AQÜÍFERO proteção inadequada de aqüíferos vulneráveis contra emissões e lixiviados provenientes de atividades urbanas/industriais e intensificação do cultivo agrícola microorganismos patógenos, nitrato ou amônio, cloreto, sulfato, boro, arsênico, metais pesados, carbono orgânico dissolvido, hidrocarbonetos aromáticos e halogenados, certos pesticidas CONTAMINAÇÃO NO PRÓPRIO POÇO OU CAPTAÇÃO poço ou captação cuja construção/projeto inadequado permite o ingresso direto de água superficial ou água subterrânea rasa poluída principalmente patógenos INTRUSÃO SALINA água subterrânea salina (e às vezes poluída) que, por excesso de extração, é induzida a fluir para o aqüífero de água doce principalmente cloreto de sódio, mas pode incluir também contaminantes persistentes produzidos antropicamente CONTAMINAÇÃO NATURAL relacionada com a evolução química da água subterrânea e a dissolução de minerais (pode ser agravada pela poluição ocasionada pela atividade humana e/ou extração excessiva) principalmente fluoreto e ferro solúvel, às vezes sulfato de magnésio, arsênico, manganês, selênio, cromo e outras espécies Inorgânicas microorganismos
  15. 15. Exemplos de fontes potencias de poluição
  16. 16. Como os aqüíferos se tornam contaminados? A maior parte da água subterrânea se origina a partir do excesso de chuva que se infiltra (diretamente ou indiretamente) na superfície do solo. Como conseqüência, as atividades que se desenvolvem na superfície podem ameaçar a qualidade da água subterrânea. A poluição dos aqüíferos ocorre nos pontos em que a carga contaminante gerada no subsolo por emissões e lixiviados produzidos pela atividade humana (provenientes de atividades urbanas, industriais, agrícolas e de mineração) é inadequadamente controlada e, em certos componentes, excede a capacidade de atenuação natural dos solos e das camadas de cobertura.
  17. 17. Como os aqüíferos se tornam contaminados? Os perfis naturais de subsolo atenuam ativamente muitos poluentes da água e há muito têm sido considerados potencialmente eficazes para o despejo seguro dos excrementos humanos e das águas residuais domésticas. A auto-eliminação dos contaminantes durante o transporte subsuperficial na zona vadosa (não saturada) é resultado da degradação bioquímica e de reações químicas, mas os processos de retardamento dos contaminantes, são também importantes, visto que aumentam o tempo disponível para que as reações de degradação ocorram, resultando na eliminação dos contaminantes.
  18. 18. Como os aqüíferos se tornam contaminados? Os aqüíferos serão particularmente vulneráveis à poluição nos lugares onde há, por exemplo, rochas consolidadas muito fissuradas. O grau de atenuação varia muito de acordo com os tipos de contaminantes e processos associados a um dado ambiente hidrogeoquímico.
  19. 19. Como os aqüíferos se tornam contaminados? A preocupação com a contaminação da água subterrânea se concentra principalmente nos aqüíferos freáticos ou não confinados, especialmente nas áreas em que a zona vadosa é pouco espessa e o lençol freático é raso. Entretanto, há riscos significativos de poluição em pontos em que o aqüífero é semiconfinado.
  20. 20. Contaminantes comuns da água subterrânea e fontes de poluição ORIGEM DA POLUIÇÃO TIPO DE CONTAMINANTE Atividade agrícola nitrato; amônio; pesticidas; organismos fecais Garagens e postos de serviço hidrocarbonetos aromáticos halogenados; benzeno; fenóis Disposição sólidos de e resíduos amônio; salinidade; hidrocarbonetos halogenados; metais pesados Despejo de lodo do esgoto nitrato amônio; hidrocarbonetos halogenados; chumbo; zinco Curtumes cromo; fenóis hidrocarbonetos halogenados; Extração/exploração de gás e salinidade (cloreto de petróleo hidrocarbonetos aromáticos sódio);
  21. 21. Como os aqüíferos se tornam contaminados? O movimento da água e o transporte de contaminantes da superfície terrestre para os aqüíferos pode, em muitos casos, ser um processo lento. Pode levar anos ou décadas para que o impacto de um episódio de poluição por um contaminante persistente se torne evidente nas captações de água, especialmente naquelas que extraem água de profundidades maiores. Esse fator pode ser um valioso benefício e, ao mesmo tempo, motivo de séria preocupação, pois: •dá tempo para a decomposição dos contaminantes degradáveis •pode levar a uma atitude complacente com respeito à probabilidade de penetração dos contaminantes persistentes.
  22. 22. Como avaliar o perigo de contaminação da água subterrânea? A abordagem mais lógica ao perigo de contaminação da água subterrânea é considerá-lo como a interação entre: • a vulnerabilidade do aqüífero à contaminação, conseqüência das características naturais dos estratos que o separam da superfície da terra • a carga contaminante que é, será ou pode ser aplicada no meio como resultado da atividade humana.
  23. 23. Ao adotar tal esquema, pode-se ter alta vulnerabilidade mas nenhum perigo de poluição, por causa da ausência de carga contaminante significativa, e vice-versa. Na prática, as duas condições são perfeitamente compatíveis. Além disso, a carga contaminante pode ser controlada ou modificada, mas a vulnerabilidade do aqüífero é essencialmente determinada pelo contexto hidrogeológico natural.
  24. 24. Vulnerabilidade A expressão “vulnerabilidade do aqüífero à contaminação” busca representar a sensibilidade de um aqüífero aos efeitos adversos de uma carga contaminante a ele imposta
  25. 25. Importância de comparar a vulnerabilidade dos aqüíferos à contaminação
  26. 26. Vulnerabilidade A vulnerabilidade do aqüífero à contaminação pode ser mapeada. Nos mapas, podem-se sobrepor os resultados dos levantamentos da possível carga contaminante, a fim de facilitar a avaliação dos perigos de contaminação da água subterrânea. A expressão “perigo de contaminação de aqüífero” designa a probabilidade de que a água subterrânea venha a apresentar concentrações de contaminantes superiores ao valor estabelecido pela OMS para a qualidade da água potável.
  27. 27. Mapa de vulnerabilidade de aquíferos Estado de São Paulo (Hirata et al 1997)
  28. 28. O que é necessário para proteger a água subterrânea da contaminação? Para proteger os aqüíferos contra a contaminação é necessário restringir – tanto no presente como no futuro — o uso do solo, a emissão de efluentes e as práticas de despejo de resíduos. É possível manejar o solo visando exclusivamente a proteção da água subterrânea. Há inclusive alguns casos isolados na Europa de companhias de abastecimento de água que adquirem a propriedade de áreas inteiras de recargas com o principal objetivo de prevenir a contaminação patogênica (microbiológica) das águas subterrâneas.
  29. 29. Avaliação do perigo de contaminação da água subterrânea FOCO NA PROTEÇÃO DO AQÜÍFERO Órgãos Nacionais e Regionais de Regulamentação Ambiental e de Recursos Hídricos Estimativa da Importância Socioeconômica do Recurso Hídrico Subterrâneo Mapeamento da Vulnerabilidade do Aqüífero à Contaminação Identificação das Principais Fontes Potenciais de Poluição da Água Subterrânea Avaliação Geral do Perigo de Contaminação do Aqüífero PRINCIPAIS APLICAÇÕES Planejamento Primário/Desenvolvimento de Políticas Públicas e Grupos Interessados/Conscientização da População
  30. 30. Proteção da qualidade dos aqüíferos frente a contaminação FOCO NA PROTEÇÃO DE POÇOS E NASCENTES Órgãos Nacionais e Regionais de Regulamentação Ambiental e de Recursos Hídricos Perímetro de proteção de poços (Integridade sanitária do poço) Avaliação da Vulnerabilidade do Aqüífero à Contaminação Avaliação de Fontes Potenciais de Poluição em detalhe Avaliação do perigo de poluição de poços e mananciais Estratégia de monitoramento e medidas de controle do perigo de contaminação PRINCIPAIS APLICAÇÕES Proteção de fontes de água e planejamento/controle de uso do solo
  31. 31. Zonas É preciso estabelecer zonas simples e robustas (com base na vulnerabilidade do aqüífero à contaminação e nos perímetros de proteção da captação), com matrizes que indiquem quais atividades são possíveis e onde elas representam um perigo aceitável para a água subterrânea.
  32. 32. Conceito de áreas de proteção de captação subterrânea e as restrições ao uso do solo
  33. 33. Art. 20 - Para os fins deste Decreto, as áreas de proteção classificam-se em: I - Área de Proteção Máxima: compreendendo, no todo ou em parte, zonas de recarga de aqüíferos altamente vulneráveis à poluição e que se constituam em depósitos de águas essenciais para abastecimento público; II - Área de Restrição e Controle: caracterizada pela necessidade de disciplina das extrações, controle máximo das fontes poluidoras já implantadas e restrição a novas atividades potencialmente poluidoras; e III - Área de Proteção de Poços e Outras Captações: incluindo a distância mínima entre poços e outras captações e o respectivo perímetro de proteção. Decreto 32.955/91
  34. 34. Quais as ações de prevenção nos empreendimentos com potencial de poluição?
  35. 35. Os impactos causados pela ocupação desordenada do terreno nos recursos hídricos Super-exploração dos recursos, causando um desbalanço entre a disponibilidade e a demanda, gera: i) restrição no desenvolvimento sócio-econômico, pela carência do recurso e pela elevação do custo da água; ii) problemas na qualidade das águas (intrusão salina ou recarga induzida de aqüífero contaminado).
  36. 36. Os impactos causados pela ocupação desordenada do terreno nos recursos hídricos Contaminação dos recursos, limitando a oferta de água e encarecendo a sua utilização (necessidade de melhores e mais caros processos de potabilização das águas), causa problemas de saúde humana e ambiental. A redução da produtividade aquífera, associada à superexploração do recurso hídrico subterrâneo, vai causar o abandono de poços e a não exploração dos aquíferos.
  37. 37. AQUÍFERO contaminação herdada fontes potenciais fontes futuras ? priorização de estudos para remediação priorização para estudos de detalhe compatibilização de novas atividades Ricardo Hirata
  38. 38. Superexplotação Quando a extração de água subterrânea ultrapassa a recarga natural, por longos períodos de tempo, os aqüíferos sofrem depleção e o lençol freático começa a baixar. Nessa situação, os seguintes problemas são ocasionados: • poços rasos, usados para abastecimentos locais e irrigações, secam; • poços de produção têm que ser perfurados a profundidades cada vez maiores, despendendo mais energia para bombeamento; • aqüíferos litorâneos podem sofrer contaminação por intrusão da água do mar; e • compactação gradual do subsolo, provocando subsidência de terrenos.
  39. 39. Interferência dos cones de rebaixamento e evolução da profundidade do nível da água em função do bombeamento contínuo e simultâneo de muitos poços Sem bombeamento Bombeamento intensivo Com bombeamento controlado
  40. 40. Subsidência Na Cidade do México, o bombeamento excessivo causou sérias subsidências de terreno que desceu de 8 a 9 metros, durante o século passado. Hoje, apesar da subsidência ter diminuído devido ao controle da extração, muitos danos foram causados a edifícios, estradas e à rede de abastecimento d’água e esgotamento sanitário da cidade. No Estado de São Paulo é conhecida a subsidência ocorrida na cidade de Cajamar. No Estado do Rio de Janeiro são conhecidos casos em Petrópolis e Cordeiro. Dependendo da gravidade do impacto, o aqüífero poderá até ser abandonado enquanto fonte de abastecimento d’água. A solução mais eficaz e menos onerosa é o estabelecimento de um programa de proteção das águas subterrâneas.
  41. 41. As fotos a seguir ilustram algumas conseqüências econômicas do caso de Cajamar, onde dezenas de casas foram destruídas ou condenadas. (Proin/Capes & Unesp/IGCE, 1999)
  42. 42. Intrusão salina e efeitos do bombeamento de poços em áreas costeiras Em aqüíferos litorâneos, a água subterrânea flui naturalmente no sentido do mar, local de descarga do aqüífero. A água do mar, por ser salina, apresenta maior densidade e tende a ficar abaixo da água subterrânea, formando uma interface em equilíbrio denominada de cunha salina. Quando se explora água subterrânea de forma intensiva, esta condição de equilíbrio é perturbada pelo bombeamento excessivo, provocando a intrusão salina no aqüífero e comprometendo a reserva de água doce subterrânea.
  43. 43. Intrusão Salina geocities.ws
  44. 44. Intrusão Salina A figura abaixo mostra a relação entre água doce e água salgada em um aqüífero costeiro livre onde se encontra representada a posição da cunha salina, o nível freático original e a “zona de mistura” ou transição da região de água doce para água salgada.
  45. 45. Intrusão Salina Se a água salgada abaixo dos poços corresponde a uma cunha salina, o bombeamento pode provocar uma elevação da interface água doce e água salgada de maneira, acarretando um acúmulo de sais nesse ponto, produzindo, com facilidade, a subida de água salgada com a conseqüente contaminação daquele poço.
  46. 46. Bibliografia  Proteção Da Qualidade Da Água Subterrânea: Um Guia Para Empresas De Abastecimento De Água, Órgãos Municipais E Agências Ambientais, 2006. Banco Internacional De Reconstrução E Desenvolvimento/Banco Mundial  Iritani, Mara Akie; Ezaki, Sibele As Águas Subterrâneas Do Estado De São Paulo/Mara Akie Iritani, Sibele Ezaki. – São Paulo : Secretaria De Estado Do Meio Ambiente - Sma, 2008.  Águas Subterrâneas: Um Recurso Que Requer Proteção Dr. Ricardo Hirata Instituto De Geociências. Aula USP  Http://Www.Geocities.Ws/Cesol999/Aquiferocosteiro.Htm

×