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Title in Portuguese: Análises fisico-químicas e isotópicas para identificar os principais processos de salinização de águas subterrâneas em Dunas e Cristalino (Caucaia-CE)
Author: Mesquita, Bruno Alves de
Advisor(s): Santiago, Maria Marlúcia Freitas
Keywords: Hidrologia isotópica
Águas subterrâneas
Software NETPATH
Clusters
Issue Date: 2017
Citation: MESQUITA, B. A de. Análises fisico-químicas e isotópicas para identificar os principais processos de salinização de águas subterrâneas em Dunas e Cristalino (Caucaia-CE). 2017. 124 f. Tese (Doutorado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Abstract in Portuguese: Este trabalho trata dos processos, mais relevantes, de salinização de águas subterrâneas coletadas em poços localizados em duas áreas hidrogeologicamente distintas no município de Caucaia/CE; uma na costa, onde predomina a Formação Dunas, e outra, 20 km da linha costeira, no interior, uma área de embasamento cristalino. As amostras de 39 poços, 27 da costa e 12 do interior, foram coletadas em Março/14, Fevereiro/15 e Agosto/15 para analisar parâmetros físico-químicos e isotópicos. Usando o valor médio das três campanhas, concluiu-se que diferentes faixas de valores de condutividade elétrica separam a água subterrânea das duas áreas. O diagrama de Piper mostrou os diferentes tipos de água, Na-Cl no interior e Na-Ca-HCO3, na costa. Quanto a qualidade, concentrações de NO-3 acima do VMP identificaram contaminação antrópica em 11 amostras na costa e01 no interior, que tem, na maioria das amostras, águas impróprias para o consumo humano, devido ao alto teor de sal, com concentrações Na+ e Cl- acima do VMP. A análise estatística agrupou os poços de acordo com a salinidade, polarizando as duas áreas. O diagrama de Gibbs mostrou que há intemperismo nas duas áreas e processo de evaporação, no interior. Do diagrama Gaillardet foram identificados intemperismo de silicatos nas duas áreas, mas em diferentes intensidades; além de dissoluções de carbonatos, na costa, e de evaporitos, no interior. As razões irônicas, das amostras da costa, sugeriram alteração de plagioclásio para caolinita e leve dissoluções de calcita e biotita, os valores das transferências molares entre água e rocha foram obtidos pelo software NETPATH; no interior, sugeriram a contribuição dos aerossóis marinhos e intemperismo de minerais ferromagnesianos, produzindo alta salinidade, influenciada também pela orografia local. As relações δ18O - δD evidenciaram processos de evaporação, durante a recarga, nas duas áreas, por águas de chuvas; d-excesso mostrou que as amostras da costa sofrem um maior efeito de evaporação em relação as do interior. Medidas de δ13C mostraram a influência do solo no interior, enquanto na costa, onde a recarga é mais rápida, as águas tem uma menor interação com o solo durante a recarga. No interior, dados de pMC e correções de idades garantiram que as águas são de recargas recentes.
Abstract: The main aim in this work was to find the most important groundwater salinization processes, in two hydrogeologically distinct regions (Caucaia, Ceara´, NE-Brazil); one in the coast, where Dunes and Barreiras Formation predominate, and another 20 km from shoreline (inland), a crystalline basement area. Groundwater samples of 39 wells, 27 from the coast and 12 from the inland, were collected in March/14, February/15 and August/15 to analyze physicochemical and isotopes parameters. Using the average value of the three sampling campaigns, it was concluded that the different ranges of electrical conductivity values separate the groundwater from the two regions. Piper diagram reflected the different types of water, Na-Cl-type for the inland and Na-Ca-HCO3 for the coast. About potable water, 11 coastal samples had the NO− 3 concentration above that allowed for drinking-water quality, indicating anthropogenic effects, and inland, the most samples has high salinity. Statistical analysis clustered the wells according to their salinity. Gibbs diagram showed weathering dominance in both regions, as well as the evaporation process, inland. Gaillardet diagram identified: silicate weathering in both regions, but in different level; slight carbonate weathering, in the coast; and evaporite weathering, inland. Ionic ratios suggested plagioclase alteration and calcite dissolution for the coastal samples, the molar transfer was obtained by NETPATH; marine aerosols contribution and ferromagnesian minerals alteration for the inland samples, which also presented orographic influence. The relationships δ18O - δD evidenced processes of evaporation, during the recharge, in the two areas, by rainwater; d-excess showed that coastal samples suffer a greater evaporation process. Measures of δ13C showed the influence of the soil in inland samples, while in the coast, where the recharge is faster, the waters have a less interaction with the soil during the recharge. Inland, pMC data and age corrections have ensured that the waters are from recent recharges.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/26892
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