Caracterização e modelagem hidrogeoquímica das águas superficiais da bacia hidrográfica do Rio Doce, SE - Brasil

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mello, Isadora
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
Texto Completo: http://app.uff.br/riuff/handle/1/29000
Resumo: A Bacia Hidrográfica do Rio Doce (BHRD) abastece mais de 3,5 milhões de habitantes em 228 municípios nos estados de Minas Gerais e Espírito Santo. Os recursos hídricos da bacia desempenham um papel fundamental em sua economia, uma vez que fornecem a água necessária aos usos doméstico, agropecuário, industrial e geração de energia elétrica. No entanto, apesar da grande importância da água na região, os estudos acerca dos processos geoquímicos que regem seu comportamento químico ainda são escassos. Dessa forma, esse trabalho teve como objetivo principal contribuir para um melhor entendimento dos aspectos hidrogeoquímicos da BHRD com base em um estudo e modelagem idrogeoquímica. Para isso, foi utilizado dados do SGB/CPRM de 520 amostras de águas superficiais coletadas em toda a extensão da bacia, com exceção do canal principal, durante o período seco dos anos de 2009 e 2010. Esses dados, previamente analisados quimicamente em laboratório em relação aos conteúdos de íons principais, metais e parâmetros físico-químicos, foram tratados através da construção de mapas, diagramas hidroquímicos, análise estatística bi e multivariada (análise fatorial), e modelagem hidrogeoquímica através do software PhreeqC. Os principais resultados mostraram que as águas da BHRD são caracterizadas principalmente pelos íons HCO3 - , Ca2+ e Na+ , e que o conteúdo dos íons dissolvidos está diretamente relacionado à variabilidade espacial das rochas, ao escoamento superficial e ao regime pluviométrico na região. A análise fatorial identificou 3 fatores dominantes na química das águas da BHRD. O fator 1 explicou 48,6% da variância total do conjunto de dados com uma forte tendência ao processo de intemperismo dos silicatos, o fator 2 explicou 16,6% da variância total e foi associado a fontes antropogênicas, sobretudo urbanas e industriais e o fator 3 explicou 9,5% da variância total do conjunto de dados e sugeriu a influência de esgoto doméstico e atividades agrícolas na química das águas estudadas, concentrando principalmente nas áreas de maior densidade demográfica. Por fim, a modelagem do índice de saturação, mostrou que os minerais carbonáticos, como calcita e dolomita, e silicáticos, como a calcedônia, tendem a ficar dissolvidos na água, enquanto outros minerais, como a gibbsita, tendem à precipitação.
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Dessa forma, esse trabalho teve como objetivo principal contribuir para um melhor entendimento dos aspectos hidrogeoquímicos da BHRD com base em um estudo e modelagem idrogeoquímica. Para isso, foi utilizado dados do SGB/CPRM de 520 amostras de águas superficiais coletadas em toda a extensão da bacia, com exceção do canal principal, durante o período seco dos anos de 2009 e 2010. Esses dados, previamente analisados quimicamente em laboratório em relação aos conteúdos de íons principais, metais e parâmetros físico-químicos, foram tratados através da construção de mapas, diagramas hidroquímicos, análise estatística bi e multivariada (análise fatorial), e modelagem hidrogeoquímica através do software PhreeqC. Os principais resultados mostraram que as águas da BHRD são caracterizadas principalmente pelos íons HCO3 - , Ca2+ e Na+ , e que o conteúdo dos íons dissolvidos está diretamente relacionado à variabilidade espacial das rochas, ao escoamento superficial e ao regime pluviométrico na região. A análise fatorial identificou 3 fatores dominantes na química das águas da BHRD. O fator 1 explicou 48,6% da variância total do conjunto de dados com uma forte tendência ao processo de intemperismo dos silicatos, o fator 2 explicou 16,6% da variância total e foi associado a fontes antropogênicas, sobretudo urbanas e industriais e o fator 3 explicou 9,5% da variância total do conjunto de dados e sugeriu a influência de esgoto doméstico e atividades agrícolas na química das águas estudadas, concentrando principalmente nas áreas de maior densidade demográfica. Por fim, a modelagem do índice de saturação, mostrou que os minerais carbonáticos, como calcita e dolomita, e silicáticos, como a calcedônia, tendem a ficar dissolvidos na água, enquanto outros minerais, como a gibbsita, tendem à precipitação.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorFundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de JaneiroThe Rio Doce Basin (BHRD) supplies more than 3.5 million inhabitants in 228 municipalities in the states of Minas Gerais and Espírito Santo. The basin's water resources are important to the basin's economy, as they provide the water needed for domestic, agricultural, industrial and electricity generation uses. However, despite the great importance of the basin's water resources, studies on the geochemical processes that govern the chemical behavior of its waters are still scarce. Thus, this work had as main objective to contribute to a better understanding of the hydrogeochemical aspects of the BHRD based on a study and hydrogeochemical modeling. For this, SGB/CPRM data from 520 samples of surface water collected throughout the entire basin, with the exception of the main channel, during the dry period of 2009 and 2010 were used. These data, previously chemically analyzed in the laboratory regarding the content of main cations and anions, metals and physical-chemical parameters were treated through the construction of maps, hydrochemical diagrams, bi and multivariate statistical analysis (factor analysis), and hydrogeochemical modeling through the PhreeqC software. The main results showed that the BHRD waters are mainly characterized by HCO3 - , Ca2+ and Na+ ions, and that the content of dissolved ions is directly related to the spatial variability of the rocks and surface runoff, since the concentrations of the main ions were higher in regions of lower relief (lower rio doce). The factor analysis identified 3 dominant factors of BHRD water chemistry. Factor 1 explained 48.6% of the total variance of the dataset with a strong tendency to the silicate weathering process, factor 2 explained 16.6% of the total variance and was associated with anthropogenic sources, ainly urban and industrial, and factor factor 3 explained 9.5% of the total variance of the data set and suggested the influence of domestic sewage and agricultural activities on the chemistry of the studied waters, concentrating mainly in the areas of higher population density. Finally, the modeling of the mineral saturation index showed that carbonate and silicate minerals, such as calcite and dolomite and chalcedony, tend to be dissolved in water, while minerals, such as gibbsite, tend to precipitate.144 f.Silva Filho, Emmanoel Vieira dahttp://lattes.cnpq.br/5366157471959981Marques, Eduardo Duartehttp://lattes.cnpq.br/8256609331887637Oliveira, Igor Martins Venancio Padilha dehttp://lattes.cnpq.br/8375137961138590Mourão, Maria Antonieta Alcântarahttp://lattes.cnpq.br/6460351314019241http://lattes.cnpq.br/7481553864405653Mello, Isadora2023-05-26T20:47:31Z2023-05-26T20:47:31Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMELLO, Isadora. Niterói, 2023, 144 f. Caracterização e modelagem hidrogeoquímica das águas superficiais da bacia hidrográfica do rio doce, SE – Brasil. Dissertação (Mestrado em Geoquímica - Geoquímica Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Geociências (Geoquímica) - Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2022.http://app.uff.br/riuff/handle/1/29000CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2023-05-26T20:47:34Zoai:app.uff.br:1/29000Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202024-08-19T10:58:24.461288Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false
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