Distribuição geoquímica de metais pesados e outros elementos químicos em águas subterrâneas da Bacia do Rio dos Sinos, RS

Abstract

A Bacia do Rio dos Sinos tem sido alvo de diversos levantamentos no âmbito de caracterização dos recursos hídricos superficiais e controle de poluentes, com planos de coletas em pontos pré-determinados e qualificação da água. No entanto, quando o assunto remete à água subterrânea, poucas informações atualizadas têm sido publicadas, embora a presença de inúmeros poços de captação comprove a demanda por este recurso. O objetivo desta pesquisa é a caracterização hidroquímica da água subterrânea da região da Bacia do Rio dos Sinos com identificação das principais anomalias composicionais, tendo como ênfase os metais pesados, a partir da análise por ICP-MS de 70 elementos químicos e posterior modelamento estatístico com Análise Fatorial de Elementos Principais. Realizou-se a coleta de água em 39 poços distribuídos desde a nascente do Rio dos Sinos até a porção de jusante, a maior parte destes poços com dados litológicos disponibilizados nos boletins de perfuração. De 70 elementos químicos analisados, 35 situaram-se abaixo do limite de detecção, ressaltando-se entre eles o cádmio, potencial contaminante em áreas industriais, metalúrgicas e curtumes. O mercúrio está acima do limite de detecção em apenas 01 amostra. No Município de São Leopoldo estão as principais anomalias, com concentração máxima de arsênio de 43,8 ppb e de 34,0 ppb, para o chumbo. Vanádio assume concentração de até 328,0 ppb neste município, porém concentrações elevadas também são verificadas em Caraá, município situado em região de nascente sem influência de aglomerados urbanos e industriais. Cromo e níquel mantêm-se em concentrações próximas ao limite de detecção, enquanto que cobre segue o mesmo padrão, exceto na amostra com elevado teor de chumbo, onde a concentração é 365,0 ppb. A geração de clusters a partir da Análise Fatorial de Componentes Principais segmentou a bacia em 06 grupos, evidenciando forte influência dos folhelhos permianos da Bacia do Paraná sobre a composição da água, com predomínio de boro. Para os perfis basálticos e areníticos a segmentação se deu de forma menos eficaz, o que pode ocorrer pela mistura de águas através de sistemas de falhas.

The Rio dos Sinos Basin has been the subject of several surveys within characterization of surface water resources and control of pollutants, with sampling plan at predetermined points and qualification of water. However, when it refers to the groundwater, little information has been published up to date, though the presence of a number of wells proves the demand for this feature. The objective of this research is to characterize the groundwater in the area of the Rio dos Sinos Basin to identify the main compositional anomalies with emphasis on heavy metals, based on analysis by ICP-MS at 70 chemical elements and subsequent statistical modeling with Factor Analysis of Key Elements. Held the collection of water samples in 39 wells distributed from the source of the Rio dos Sinos to the downstream portion, most of these with lithological data available in drilling reports. Among 70 chemical elements analyzed, 35 were below the detection limit, highlighting cadmium, potential contaminant in industrial areas, metallurgical and tanneries. Mercury is above the detection limit of only 01 sample. At the São Leopoldo municipality the main anomalies for mercury are found with a maximum concentration of 43.8 ppb, and 34.0 ppb for lead. Vanadium assumes concentration up to 328.0 ppb in this city, but high concentrations are also checked in Caraá, municipality located in east region and considered as a blank area, without influence of urban and industrial influence. Chromium and nickel remain in concentrations close to the detection limit, while covering follows the same pattern, except in well with high lead content, where concentration is 365.0 ppb. The generation of clusters from the Principal Component Factor Analysis segmented the basin in 06 groups, with strong influence of the Permian shales of the Paraná Basin on the composition of water, with a predominance of boron. For basalt and sandstone profiles segmentation occurred less effectively, which may occur by mixing water by fault systems or similar compositions not identified by the statistical method.