Assinatura química dos recursos hídricos na Bacia do Córrego Ajuricaba : fontes geológicas e contribuições antrópicas

Abstract

Resumo: A Bacia do Córrego Ajuricaba está localizada no oeste do Estado do Paraná, na Bacia Hidrográfica Paraná 3, e a sudoeste de Marechal Cândido Rondon. Possui 18 km² e o uso do solo é destinado principalmente às atividades agrícolas. A bacia faz parte do Sistema Aquífero Serra Geral (SASG), portanto na área ocorrem rochas vulcânicas básicas do Grupo Serra Geral. O objetivo deste trabalho é caracterizar os diferentes ambientes hidrogeoquímicos e entender as origens naturais ou antrópicas dos elementos dissolvidos a fim de gerar um modelo de circulação das águas na bacia. Para este estudo foram realizadas duas campanhas de coleta de amostras de águas superficiais (SW), aquífero freático (PA) e aquífero fraturado (FA) em agosto e novembro de 2019. Dados hidroquímicos preexistentes na área, de dezembro de 2010, foram utilizados na análise histórica com o objetivo de avaliar mudanças na qualidade da água ao longo do tempo. Em campo foram medidos o pH, temperatura, condutividade elétrica e sólidos totais dissolvidos (STD). Em laboratório foram obtidos os parâmetros SiO2, HCO3-, CO3-2, Cl-, F-, PO4-3, SO4-2, NO3-, NO2-, Ca+2, Mg+2, Na+, K+, Mn+2, Fe, Nb, S, V, Zn, Al, Sr, Ba, P e Ti. A partir destes dados foram realizadas as análises estatísticas (univariada e de correlação) e hidroquímica para identificar os ambientes hidrogeoquímicos e interpretar os diferentes fluxos superficiais e subterrâneos existentes na bacia. A análise histórica revelou que as amostras de águas superficiais e freáticas apresentaram as maiores perdas de qualidade com aumento significativo nas concentrações de cloreto e nitrato de 2010 para 2019. A análise hidroquímico revelou que as SW apresentam maiores concentrações de HCO3- , Cl-, NO3-, Ca+2, Mg+2, Al, Sr, Ba e Fe, alto STD e pH neutro a ácido. O PA possui o menor STD e predominam HCO3-, NO3-, Ca+2 e Mg+2 e pH ácido. Em adição, o FA foi subdivido em: FA raso (Ca+2) com HCO3-, Ca+2 e Mg+2, pH neutro e baixo STD; e FA profundo (Na+) com CO3-2, HCO3-, SO4-2, Na+, V, Nb e P, pH básico e STD alto. SW apresenta padrão hidroquímico semelhante aos de PA e FA (Ca+2) indicando descarga do PA e FA (Ca+2) nas SW. FA (Ca+2) apresenta semelhanças com o padrão hidroquímico do SASG paranaense, o que corrobora o padrão da água armazenada nas rochas vulcânicas básicas. Entretanto, FA (Na+) apresenta padrão hidroquímico sugerindo águas com maior tempo de residência. Em termos de evolução das águas subterrâneas na bacia, PA apresenta as águas menos mineralizadas e, portanto, é considerado o ponto de partida do fluxo subterrâneo. Em seguida, o FA (Ca+2) possui composição similar ao PA, mas com pH e STD mais altos indicando maior tempo de residência e profundidade destas águas. As águas do FA (Na+) possuem o STD mais alto e o pH básico indicando tempo de residência ainda maior e composição semelhante com o SAG de alto grau de confinamento, sugerindo a ascensão de fluxos mais profundos na bacia. Os resultados obtidos nesta pesquisa demonstram a potencialidade do uso da hidroquímica multielementar no entendimento da interação entre os recursos hídricos subterrâneas e superficiais, contribuindo com a gestão dos recursos hídricos em bacias hidrográficas.

Abstract: Ajuricaba Basin Creek is located west of Paraná State, it's part of the Parana 3 Hydrographic Basin and it's located southwest of Marechal Candido Rondon county. It has 18 km² of area and the main use of the land is agricultural. The basin is part of the Serra Geral Aquifer System (SGAS) and thus occur in the are basic volcanic rocks of the Serra Geral Group. Main objectives of this study are to characterize the hydrogeochemical environments and understand both geological and human sources for dissolved elements to generate a water circulation model of the basin. Two field campaigns in August and November 2019, were done to collect water samples from superficial waters (SW), phreatic aquifer (PA) and fractured aquifer (FA). Preexisting data from December 2010 was used to create an historical analysis and to observe changes in water quality through this. During 2019 field campaigns were measured in situ temperature, pH, total dissolved solids (TDS) and electrical conductivity (EC). These samples were analyzed for their physicochemical parameters (SiO2, HCO3-, CO3-2, Cl-, F-, PO4-3, SO4-2, NO3-, NO2-, Ca+2, Mg+2, Na+, K+, Fe total, Mn+2, Nb, S, V, Zn, Al, Sr, Ba, P, Ti). From this data statistical (univariate and correlation) and hydrochemical analysis were made to characterize the hydrogeochemical environments and superficial and groundwater flows in the basin. Historical analysis revealed that SW and PA samples had the most significant impacts on water quality with double the median concentration of nitrate and three to nine times the concentration of chlorine. Hydrochemical analysis showed that SW have higher concentrations of HCO3-, Cl-, NO3-, Ca+2, Mg+2, Al, Sr, Ba and Fe, high TDS and neutral do acid pH. PA has the lowest TDS and main ions are HCO3-, NO3-, Ca+2 and Mg+2 and acid pH. In addition, FA was divided in: FA (Ca+2) with HCO3-, Ca+2 and Mg+2 as main ions, neutral pH and low TDS; FA (Na+) with CO3-2, HCO3-, SO4-2, Na+, V, Nb and P as main ions, basic pH and high TDS. SW has a similar hydrochemical pattern to PA and FA (Ca+2) indicating that rivers are the discharge zone for both aquifers. FA (Ca+2) has a similar hydrochemical signature to SGAS confirming it origins. But, FA (Na+) has a different hydochemical signature that is similar to the confined Guarani Aquifer System (GAS), suggesting waters with higher residence time. Fa (Na+) waters have higher TDS and basic pH indicating even higher residence time and depth and the ascension of deeper flows in the basin from GAS. Results from this research indicate the potential of the multielement-hydrochemistry to understand the relations of superficial and groundwater resources contributing for the management of water resources in watersheds.