Interação entre águas subterrâneas e superficiais considerando o impacto do uso e ocupação do solo na assinatura físico-química, espectroscópica e cromatográfica

Abstract

Resumo: As alterações no uso do solo, como mudanças na cobertura vegetal e práticas de manejo, podem influenciar os processos hidroquímicos e hidrogeoquímicos, aumentando o escoamento superficial e reduzindo a infiltração. Esses fenômenos podem favorecer o transporte de poluentes para os corpos d’água, comprometendo a qualidade e o equilíbrio entre os processos de recarga, escoamento de base e superficial, impactando de forma integrada a qualidade e a disponibilidade dos recursos hídricos. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar a qualidade da água superficial e subterrânea utilizando técnicas físico-químicas para avaliar a qualidade da água e caracterizar a matéria orgânica dissolvida (MOD) nesses ambientes por meio de Espectroscopia de Fluorescência e de Absorbância na faixa do UV-Visível. Além disso, realizou-se a caracterização de cátions e ânions por meio da Cromatografia Iônica. Foram aplicadas técnicas analíticas como pH, temperatura, condutividade elétrica (CE), cor aparente, sólidos totais dissolvidos (STD), nitrato, carbono orgânico dissolvido (COD) e demanda química de oxigênio (DQO). As coletas ocorreram mensalmente para análise iônica e trimestralmente para MOD, em três pontos de monitoramento: nascente (LOP01), exutório (LOP02) e poço cacimba (LOP04), localizados na Bacia do Rio Lopei, em Toledo, Paraná, Brasil, abrangendo uma área de aproximadamente 94 km². Os resultados indicaram que a qualidade da água se manteve dentro dos limites estabelecidos pelas legislações vigentes. Através da caracterização da MOD concluiu-se que a nascente e o poço compartilham características semelhantes, apresentando predominância de fontes autóctones, microbianas e lábeis. Em contraste, o exutório exibiu maior variabilidade, com MOD de origem mista (autóctone e alóctone), incluindo componentes lábeis e refratários. A análise cromatográfica apresentou similaridade nas respostas iônicas, especialmente nitrato (NO3?), entre o poço e o exutório, sugerindo uma possível lixiviação de nutrientes entre os ambientes. Já a nascente não apresentou variações expressivas ao longo do período amostral. O estudo destacou a necessidade de maior refinamento na calibração das técnicas aplicadas, dado que ambientes subterrâneos possuem concentrações mais baixas, especialmente de compostos orgânicos. O trabalho conseguiu integrar diferentes abordagens analíticas para investigar a interação entre águas superficiais e subterrâneas. Conclui-se, portanto, que a análise da MOD pode ser uma ferramenta complementar à cromatografia iônica, capaz de traçar atividades antrópicas e compreender as dinâmicas ambientais desses sistemas hídricos

Abstract: Changes in land use, such as alterations in vegetation cover and management practices, can influence hydrochemical and hydrogeochemical processes by increasing surface runoff and reducing infiltration. These phenomena may facilitate the transport of pollutants to water bodies, compromising water quality and disrupting the balance between recharge, baseflow, and surface runoff processes, thereby integratively affecting both the quality and availability of water resources. In this context, the present study aimed to evaluate the quality of surface and groundwater using physicochemical techniques to assess water quality and to characterize dissolved organic matter (DOM) in these environments through Fluorescence and UV Visible Absorbance Spectroscopy. Additionally, cation and anion characterization was performed using Ion Chromatography. Analytical techniques such as pH, temperature, electrical conductivity (EC), apparent color, total dissolved solids (TDS), nitrate, dissolved organic carbon (DOC), and chemical oxygen demand (COD) were applied. Sampling was conducted monthly for ionic analysis and quarterly for DOM, at three monitoring points: the spring (LOP01), the outlet (LOP02), and a shallow dug well (LOP04), located in the Lopei River Basin, in Toledo, Paraná, Brazil, covering an area of approximately 94 km². The results indicated that water quality remained within the limits established by current legislation. DOM characterization revealed that the spring and the well shared similar characteristics, showing a predominance of autochthonous, microbial, and labile sources. In contrast, the outlet exhibited greater variability, with DOM of mixed origin (autochthonous and allochthonous), including both labile and refractory components. Chromatographic analysis showed similar ionic responses, especially for nitrate (NO3?), between the well and the outlet, suggesting possible nutrient leaching between environments, while the spring showed no significant variations throughout the sampling period. The study highlighted the need for further refinement in the calibration of applied techniques, as subterranean environments typically exhibit lower concentrations, particularly of organic compounds. This research successfully integrated different analytical approaches to investigate the interaction between surface and groundwater, concluding that DOM analysis can serve as a complementary tool to ion chromatography, capable of tracing anthropogenic activities and enhancing the understanding of environmental dynamics in these aquatic systems