Resumos

Geologia

Características das águas subterrâneas numa faixa norte-sul na cidade de Manaus (AM)

Márcio Luiz da Silva

Doutorando do Centro de Estudos Ambientais - UNESP- Rio Claro (SP)

E-mail: msilva@interlins.com.br

Resumo

A cidade de Manaus está localizada numa região próxima ao centro da bacia Amazônica, cujo abastecimento de água é realizado pelas águas do Amazonas, sendo efetuado por captação da drenagem superficial do rio Negro e por poços tubulares, que exploram aqüíferos constituídos pela Formação Alter do Chão.

Com o objetivo de investigar a hidroquímica das águas subterrâneas de Manaus, para caracterizar e avaliar a qualidade dos recursos hídricos em subsuperfície, aferiram-se os parâmetros físicos, físico-químicos e químicos das amostras de águas de poços tubulares selecionados.

Os resultados obtidos dos parâmetros analisados mostraram que as águas estudadas são excelentes para consumo humano e industrial, por situarem-se dentro dos limites de potabilidade estabelecidos pela legislação vigente.

Palavras-chave: Hidroquímica, contaminação, água subterrânea, Manaus.

Abstract

The city of Manaus is located nearly in the central part of the Amazon basin, whose water supply is accomplished by the Águas do Amazonas, being made by reception of Rio Negro superficial drainage and for tubular wells, that explore aquifers constituted by the Formation Alter Alter do Chão.

With the objective of investigating is to evaluate the hydrochemistry in groundwaters from Manaus, to characterize and to evaluate the quality of the hydrological resources in sub-surface, it was confronted the parameters physical, physical-chemical and chemical of the samples of waters of selected tubular wells.

The obtained results data that the waters are appropriate for drinking and industrial proposes, in accordance with the limits of potability established by the legislation.

Keywords: Hydrochemistry, contamination, groundwater, Manaus.

1. Introdução

Na cidade de Manaus vivem 51% da população do Estado e a cidade encontra-se a 03º 08' 30" S e 60º 00' 00" W, a altitude de 21 m acima do nível do mar e localiza-se à margem esquerda do rio Negro (Figura 1), próximo de sua confluência com o rio Solimões (UOREGON, 1999).

O clima de Manaus é do tipo Ami de monções, segundo a classificação de Köppen. A temperatura média anual é de 25,6ºC, com amplitude térmica de 4ºC. O índice pluviométrico médio anual é de 2.000 a 2.200 mm. A umidade do ar é alta, em torno de 88% no período chuvoso e 77% no seco (Prance & Lovejoy, 1985).

A área de estudo está situada sobre os sedimentos continentais da Formação Alter do Chão, de idade cretácea, e inserida no Planalto Dissecado Rio Trombetas-Negro e definida por Barbosa et al. (1978) como um relevo de interflúvios tabulares e de colinas com topos de extensão entre 250 a 750 m, separados por vales abertos e de fraco grau de aprofundamento.

Os sistemas de aqüíferos Arenito Alter do Chão e Barreiras, na bacia sedimentar do Amazonas, têm um volume de água igual a 32.500 km³ e poços com intervalo de vazão de 10 a 400 m³/h (Rebouças, 1997).

A partir de 1979, a Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM) começou a perfurar poços no município de Manaus, com profundidades máximas em torno de 220 metros, todos explorando aqüíferos constituídos pela Formação Alter do Chão (Daemon, 1975), que, sob Manaus, apresentam-se geralmente como aqüíferos livres a semiconfinados.

Em Manaus, o abastecimento de água é efetuado por poços tubulares e por captação da drenagem superficial do rio Negro.

Assim, esse trabalho tem por objetivo fornecer informações sobre o comportamento hidroquímico das águas subterrâneas de alguns poços da cidade de Manaus e caracterizar agentes poluidores naturais ou antropogênicos que possam estar afetando a área.

2. Material e métodos

As coletas de amostras foram a realizadas no mês de maio (período chuvoso) em sete poços distribuídos pelo perímetro urbano da cidade de Manaus, numa faixa Norte-Sul (Figura 1). A seleção dos poços foi efetuada em função de sua localização, de seu acesso e de sua funcionalidade.

As amostras foram coletadas nos poços, através de seu bombeamento e, para evitar contaminação pela tubulação, o bombeamento foi deixado em funcionamento por 30 minutos antes de ser efetuada a coleta das amostras.

Após determinadas as temperaturas com um termômetro de mercúrio, as amostras foram levadas imediatamente ao Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia - INPA, para serem aferidos o pH, a condutividade elétrica e os parâmetros químicos selecionados (Quadro 1).

3. Resultados e discussão

De acordo com as características hidrogeológicas, todos os poços amostrados extraem água da Formação Alter do Chão. Os perfis litológicos mostram aqüíferos livres e semiconfinados por camadas de argila e pelo Arenito Manaus (Tabela 1).

A altitude da área variou de 35 m a 87. A média para o nível estático é de 44,54 m e para o nível dinâmico é de 69,63 m. A profundidade média dos poços foi de 147 m com cimentação variando de 40 m a 130 m (Tabela 1).

Os valores da temperatura do ar e das águas subterrâneas foram relativamente homogêneos, com médias de 31,7ºC e 28,64ºC, respectivamente (Tabela 2).

Silva (1999) registrou temperatura média das águas subterrâneas em Manaus de 27,8ºC, evidenciando similaridade com a temperatura média das águas subterrâneas em estudo e sendo praticamente igual às temperaturas atmosféricas médias anuais.

Os valores de pH variaram de 4,3 a 5,7 (Tabela 2), indicando que são águas ácidas. Forti e Moreira-Nordemann (1991) determinaram que o pH da água de chuva na região em estudo variou de 4 a 5,3, sendo semelhante aos encontrados por Santos e Ribeiro (1988) em águas de rios de água preta.

Essa característica para as águas estudadas possivelmente pode ser explicada em função da composição mineralógica das rochas do aqüífero, da cobertura vegetal, da recarga rápida e do processo de interação água-rocha/solo.

As condutividades elétricas (Tabela 2) variaram de 11,1 mS/cm a 53,40 mS/cm (média de 34,21 mS/cm), correlacionadas com as temperaturas das águas e com os pH's.

Estudos hidroquímicos realizados por Santos e Ribeiro (1988) e Silva (1999) também mostraram pureza da água de subsuperfície da região estuda, comparável à de água destilada, refletindo a importância do escoamento e infiltração, da alta precipitação pluviométrica, da evapotranspiração e da pobreza química dos materiais percolados.

O cálcio variou de 0,224 a 2,100 mg/L, tendo média de 0,913 mg/L (Tabela 3).

Análises de águas de troncos e do lençol freático conduzidas por Santos et al. (1981) em ecossistemas florestais perto de Manaus sugeriram que o Ca²⁺ circula num sistema fechado, se tornando imobilizado, principalmente, nas folhas velhas das plantas (freqüentemente na forma de oxalato de cálcio, fosfato de cálcio e sais orgânicos).

O magnésio teve valor mínimo de 0,087 e máximo de 2,061 mg/L, com média de 1,087 mg/L, e o sódio de 0,500 a 1,200 mg/L (média de 0,885 mg/L) (Tabela 3).

O argilomineral dominante nos solos da região é a caulinita (Damião et al., 1972), indicando condições da existência de silicatos de alumínio que fixam o magnésio.

Chavel (1982) diz que os cátions trocáveis (Ca, Mg, K e Na) apresentam valores muito fracos nos latossolos estudados em profundidade, apenas superiores nos horizontes superficiais (sendo o magnésio ligeiramente mais abundante).

O potássio é o elemento em maior quantidade, variando de 0,100 a 13,400 mg/L, com média de 8,557 mg/L (Tabela 3).

Em abundância, considerando os valores médios obtidos para os principais cátions, verifica-se a seqüência K⁺>Mg²⁺>Ca²⁺ >Na⁺. Essa situação não é comum para águas subterrâneas, uma vez que o potássio ocorre em rochas, numa forma não facilmente solubilizada, que se torna recombinável com outros produtos de intemperismo, particularmente os minerais argilosos, conforme sugere Sinelli (1970), ao mostrar a tendência do potássio em estar sempre presente nos sedimentos argilosos em proporções maiores do que nas rochas ígneas.

Moraes e Costa (1997) ao estudarem o caulim de Manaus-Itacoatiara verificaram a seguinte seqüência de cátions: Mg²⁺>Ca²⁺>K⁺ >Na⁺, enquanto Silva (1999), estudando águas subterrâneas de Manaus, verificou a seqüência K⁺>Na⁺>Ca²⁺>Mg ²⁺, sendo esta idêntica à encontrada por Hardy (1980) e Santos e Ribeiro (1988) para lagos de "terra firme" da região do rio Negro e rios de água preta, em período de seca, respectivamente, sendo evidente o ganho de potássio e magnésio e a conseqüente perda de sódio em águas subterrâneas no período chuvoso.

A alta concentração de potássio, sódio e magnésio nos rios de água preta, segundo Santos et al. (1981) e Santos e Ribeiro (1988), é devida ao intemperismo do feldspato, lavagem das folhas, caules, troncos e decomposição orgânica.

Franken et al. (1985) verificaram um aumento considerável de alguns cátions e ânions oriundos da água de chuva ao passarem pela cobertura vegetal. O acréscimo foi de 45% de Cl^-, 89% de NH₄⁺, 76% de Na⁺ e 11% de K⁺ e as perdas observadas nas águas drenadas, mostraram-se muito pequenas. Essa característica também foi evidenciada por diversos autores, anteriormente citados.

Os resultados de dureza (Tabela 3) variaram de 2,670 mg/L a 15,263 mg/L, tendo como média 7,908 mg/L. Houve aumento de valor de acordo com o acréscimo da profundidade dos poços (Tabela 1). Segundo a classificação de Sawyer & McCarty (1967), as águas subterrâneas estudadas são do tipo "moles".

Para as amostras analisadas, o teor de Fe³⁺ variou de 0,005 mg/L a 0,441 mg/L e o Ferro total de 0,005 mg/L a 0,959 mg/L e média igual a 0,072 mg/L e 0,167 mg/L, respectivamente (Tabela 3).

Para todas as amostras, o teor de sulfato foi inferior ao limite de detecção, correspondente a 0,1 mg/L, verificando-se, em termos de valores médios, que o cloreto corresponde ao segundo ânion mais abundante (média de 1,095 mg/L) (Tabela 4).

O valor médio do bicarbonato das águas amostradas é igual a 18,73 mg/L (Tabela 4). Para todos os poços, esses valores estão bem abaixo do limite mínimo de potabilidade utilizado no Brasil, que é de 250 mg/L.

Silva (1999) verificou a seguinte seqüência para os ânions: Cl^->HCO^3->SO₄ ^2- em águas subterrâneas de Manaus no período seco, diferentemente (HCO₃^->Cl^-> SO₄^2-) do encontrado por Silva (1996) em águas de igarapés da mesma região, onde se verifica ganho de bicarbonato e a similaridade com a seqüência para os teores deste estudo (HCO₃^->Cl^-> SO₄^2-). O que se explica pelo não confinamento do aqüífero e rápida infiltração das águas superficiais.

Os resultados referentes à amônia apresentaram homogeneidade e, quanto aos teores de nitrato nas amostras estudadas, variaram de 0,010 mg/L a 0,103 mg/L, tendo como média 0,058 mg/L (Tabela 4).

A concentração de sílica variou de 4,681 mg/L a 9,236 e média igual a 7,828 mg/L (Tabela 4), apresentando correlação com a temperatura e pH das águas estudadas.

4. Características predominantes das águas

Nas águas subterrâneas estudadas, as concentrações dos cátions (Ca²⁺+Mg²⁺+Na⁺+K ⁺) e ânions (Cl^-+HCO₃^-+SO ₄^2-) foram baixas. Os poços nº 2, 4 e 6 apresentaram os teores mais elevados e equivalência em proporções (Figura 2). Entre estes, o poço nº 4 foi o que apresentou os maiores valores de Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, HCO₃^-, SO₄^2- (Figura 2) e CE, pH (Tabela 2). Sendo essas características oriundas, provavelmente, da maior profundidade dos mesmos (Tabela 1).

Para o agrupamento das águas com características similares, utilizou-se o diagrama semilogarítmico de Schoeller (1962), onde as concentrações dos principais constituintes estão em unidades de miliequivalente grama por litro (mEq/L).

No diagrama (Figura 3), foi possível verificar a predominância de Na⁺+K⁺ nas águas, as quais diferiram apenas da amostra do poço nº 7 nas proporções relativas de Ca²⁺, Mg²⁺ e Cl^-.

Foram inseridos, no diagrama, os teores médios dos íons equivalentes, determinados por Silva (1999), para as águas subterrâneas de Manaus, no período de seca local. Verificou-se extrema similaridade com as águas subterrâneas estudadas, diferindo apenas num pequeno acréscimo dos teores dos elementos.

Entre os íons, o HCO₃^- foi o que mais aumentou em teor, evidenciando rápida infiltração dessas águas de chuva, nesse período (Figura 3), pois, para todos os poços amostrados, a cimentação teve profundidade considerável (Tabela1).

Quanto à hidroquímica, os valores obtidos foram sempre inferiores aos limites estabelecidos pelos padrões de potabilidade recomendados pela OMS. Portanto as águas estudadas são de excelente qualidade para o consumo humano, quanto aos parâmetros analisados.

5. Conclusão

• Com base nos resultados obtidos, verificou-se pequeno acréscimo nos teores dos elementos dissolvidos, principalmente do bicarbonato, indicando rápida infiltração das águas pluviais.

• Os dados na área de estudo indicaram que a qualidade das águas subterrâneas analisadas é apropriada para o consumo humano e industrial, uma vez que foram determinadas concentrações baixas dos constituintes dissolvidos, inserindo-se todos eles no contexto dos padrões de potabilidade estabelecidos pela legislação vigente.

• Em Manaus, existem milhares de poços tubulares e escavados de baixo rendimento, explorando aqüífero com níveis freáticos muito elevados, oferecendo abastecimento não tratado, sem monitoração, nem proteção sanitária, na maioria dos casos. Esses poços são construídos sem adequação quanto às normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), não havendo, em sua grande maioria, fiscalização na explotação dessa água, expondo o aqüífero e a população à contaminação. Portanto, devido as características ambientais, hidrogeológicas e uso potencial das águas subterrâneas da cidade de Manaus, deve-se exercer proteção geral do aqüífero, com medidas de controle das atividades locais, assim como, de promoção da conscientização ambiental para preservação do meio ambiente como um todo.

Agradecimentos

Ao INPA (Geociências - Recursos Hídricos), pelas análises hidroquímicas; à CPRM - Manaus, pelo acesso aos perfis litológicos dos poços; ao Prof. Dr. José D. Alecrim, pelas sugestões; e ao Geól. Mário E. A. Roda, pelo apoio na coleta de amostras.

Artigo recebido em 28/12/2000.

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