Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2012. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2012-06-15T20:54:14Z No. of bitstreams: 1 2012_JulioHenrichsDeAzevedo.pdf: 5653402 bytes, checksum: ea0a8e976cf64d93d420323717b9ca24 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-06-19T13:18:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_JulioHenrichsDeAzevedo.pdf: 5653402 bytes, checksum: ea0a8e976cf64d93d420323717b9ca24 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-06-19T13:18:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_JulioHenrichsDeAzevedo.pdf: 5653402 bytes, checksum: ea0a8e976cf64d93d420323717b9ca24 (MD5) / Quatro áreas dos municípios de São Salvador do Tocantins e Paranã, Sul do estado do Tocantins, foram investigadas objetivando avaliar as formas de recarga natural e o comportamento da estabilidade química das águas dos aquíferos freáticos. Os sítios amostrais compreenderam 30 poços rasos (tipo cisternas), integrantes do sistema de abastecimento de alguns dos lotes rurais, cujas águas apresentaram concentrações iônicas elevadas. A aquisição de dados envolveu a realização de 2 campanhas de amostragem das águas para fins de análises físico-químicas em laboratório, 11 campanhas de monitoramento de parâmetros hidroquímicos in situ, e desenvolvimento de ensaios e testes voltados à avaliação das propriedades físicas das zonas vadosa e saturada. Com a conclusão dos estudos foi possível alcançar os seguintes resultados: classificação das águas em bicarbonatadas cálcicas ou magnesianas; identificação dos equilíbrios químicos predominantes no sistema aquífero, particularmente no que se refere aos processos de solubilização e precipitação do carbonato de cálcio; compreensão dos modelos de fluxo subterrâneo; identificação do comportamento da recarga natural, diretamente dependente dos condicionantes pedológicos; e avaliação da eficiência de sistemas pilotos de recarga artificial anteriormente instalados, os quais apresentam tendência de funcionalidade potenciométrica, porém, sem alteração das concentrações iônicas, em razão da condição de tamponamento químico naturalmente existente nos sistemas aquíferos. Por meio do processamento dos dados hidroquímicos foi identificado que o pH de equilíbrio das águas é 6.7, de forma que, com a entrada de águas levemente ácidas provenientes das chuvas ocorre solubilização do carbonato de cálcio e consequente elevação dos teores de sais nas águas subterrâneas. Cessado o aporte de água durante o período de estiagem, o pH do sistema se eleva e, como consequência, inicia-se a precipitação do carbonato de cálcio, de forma a se estabelecer o equilíbrio iônico do sistema, independentemente do volume de água armazenado nos aquíferos. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Four areas of the São Salvador do Tocantins and Paranã counties, south of Tocantins state, Brazil, were investigated objectifying to evaluate the natural recharge and the behavior of the chemical stability of groundwater of shallow aquifers. The sample sites include 30 shallow wells of the local water supplying system, whose waters had presented certain chemical hardness. The acquisition of data involved the accomplishment of 2 campaigns of water sampling for complete chemical analyses in laboratory, 11 campaigns of monitoring of hidrochemical in situ parameters, and development of some field-tests to evaluation the physical properties of the vadose and saturated zones. By the conclusion of the study, it was possible to reach the follow results: classification of the groundwater in bicarbonate calcium or magnesium waters; identification of predominant chemical equilibrium in the aquifer system, particularly for the solubilization and precipitation processes of calcium carbonate; understanding of the groundwater flow models; identification of the behavior of the natural recharge, which is directly dependent of the soils conditionings; and evaluation of the efficiency of pilots plants of artificial recharge, which had presented trend of quantitative functionality, however, without alteration of the totals dissolved solid (TDS), due to the natural condition of existing chemical stability in the groundwater systems. By the processing of the hidrochemical data it was identified that the pH of equilibrium is 6.7, which cause the solubilization of calcium carbonate by the entrance of acid water from rains and consequently rises the ion water content of the groundwater. Ceased the water entrance in the dry season the pH of the system raises, and cause the precipitation of calcium carbonate, to establish the ionic equilibrium of the system, independently of the water volume stored in the aquifers.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-07-17T14:39:01Z No. of bitstreams: 1 2013_RicardoMendoncaMoraes.pdf: 9505133 bytes, checksum: 066a8c141a6a81a9917e49233030c34f (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-19T18:43:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_RicardoMendoncaMoraes.pdf: 9505133 bytes, checksum: 066a8c141a6a81a9917e49233030c34f (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-19T18:43:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_RicardoMendoncaMoraes.pdf: 9505133 bytes, checksum: 066a8c141a6a81a9917e49233030c34f (MD5) / O modelo matemático de transporte de contaminantes em meio poroso trata da simulação do processo de contaminação das águas subterrâneas. O modelo simula a movimentação de uma pluma de partículas de contaminantes, chamada de soluto, que se encontra dissolvida em solução aquosa, chamada de solvente, e calcula a concentração e localização da pluma de contaminação após certo tempo. A movimentação das partículas dissolvidas no meio poroso se dá por três fenômenos que ocorrem de forma simultânea, a advecção, que trata da movimentação das partículas pelo próprio fluxo do liquido solvente, a dispersão hidrodinâmica, que causa o espalhamento das partículas e finalmente os fenômenos de interação entre o contaminante e o meio poroso. O modelo comumente usado para simular o transporte de contaminantes é o modelo clássico fundamentado na ADE (advection-dispersion equation), a qual adota em seu calculo uma homogeneidade local, que cria dependência do coeficiente de dispersão com a escala. É sabido que ADE não é capaz de simular de forma satisfatória curvas de chegada mais complexas observadas em ensaios laboratoriais e, adicionalmente, a dispersão que ADE simula é fundamentada na movimentação aleatória descrita pelo movimento Browniano. Neste trabalho é analisada a derivação e aplicação de um modelo de transporte de contaminantes mais completo fundamentado na FADE (fractional advection-dispersion equation), onde a ADE é um caso especifico. A FADE é fundamentada no calculo fracionário, e adota no termo da dispersão, ao invés de uma derivada de segunda ordem, uma derivada de ordem fracionária α, com valor racional entre o intervalo de um a dois. A adição do calculo fracionário no modelo, inclui no índice de derivação uma representação de quão complexo ou heterogêneo é o meio em questão, criando um modelo que simula curvas de chegada com inclinação de cauda maior, e que prediz com maior precisão o transporte em escalas maiores, com um coeficiente de dispersão único. Nesta dissertação, o uso de um modelo fundamentado na FADE é comparado com o modelo clássico fundamentado na ADE, e analisado através de quatro etapas, a calibração ou ajuste dos modelos a casos reais de ensaios laboratoriais feitos com argilas lateríticas brasileiras, o estudo do efeito do aumento da escala de estudo nos modelos, a capacidade do modelo clássico em reproduzir os resultados encontrados com a FADE, e finalmente uma análise probabilística de sensibilidade do modelo fracionário. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Mathematical model of contaminant transport in porous media is used to simulate groundwater contamination. The model simulates the movement of a plume of contaminant particles, called solute, which is dissolved in aqueous solution, called the solvent, and calculates the concentration and location of the plume of contamination after a certain time. The movement of dissolved particles in porous medium takes place in the form of three simultaneously occurring phenomena, advection, which deals with the movement of the particles by the flow of the liquid solvent, the hydrodynamic dispersion, which causes the scattering of particles and finally the interaction phenomena between the contaminant and the porous medium. The model commonly used to simulate the contaminant transport is based on the classical ADE (advection-dispersion equation), which adopts in its calculus a local homogeneity, creating a dependence of the dispersion coefficient with scale. It is known that the ADE is not able to satisfactorily simulate more complex breakthrough curves observed in laboratory tests, and additionally, the ADE simulates a dispersion that is described by the random process of Brownian motion. This dissertation analyzes the derivation and application of a model of contaminant transport based on a more complete FADE (fractional advection-dispersion equation), in which the ADE is a specific case. The FADE is based on the fractional calculus, and uses on the dispersion term, instead of a second-order derivative, a derivative of fractional order α, with rational value between the range of one to two. The addition of fractional calculus in the contaminant model includes in the index derivation, a representation of how complex or heterogeneous the medium in question is, creating a model that simulates breakthrough curves that are heavy-tailed, and more accurately predicts the transport at larger scales, with a constant dispersion coefficient. In this dissertation, the use of a model based on the FADE is compared with the classical model based on the ADE, and analyzed in four steps, the calibration or adjustment of the models to real cases of laboratory tests made with Brazilian lateritic clays, the study of the effect of increasing the scale of study in both models, the ability of the classical model to reproduce the results with the FADE, and finally a probabilistic sensibility analysis of the fractional model.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2008. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-10-13T16:35:48Z No. of bitstreams: 1 2008_RoselidosSantosSouza.pdf: 3752117 bytes, checksum: 83c7e8b4058075c0d6305b19609900d5 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-03-02T12:09:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_RoselidosSantosSouza.pdf: 3752117 bytes, checksum: 83c7e8b4058075c0d6305b19609900d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-02T12:09:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_RoselidosSantosSouza.pdf: 3752117 bytes, checksum: 83c7e8b4058075c0d6305b19609900d5 (MD5) Previous issue date: 2008 / O estudo objetivou avaliar a composição química das águas subterrâneas freáticas nas áreas de remanso do lago artificial da Usina Hidrelétrica de Peixe Angical, situado no sul do Estado do Tocantins. As análises buscaram avaliar eventuais modificações da composição das águas em função da elevação dos níveis freáticos e eventuais mudanças sazonais das características fisico-químicas das águas subterrâneas rasas, além de possíveis desvios de padrões de potabilidade. Para alcançar as metas foram selecionados 32 poços de monitoramento distribuídos nas áreas urbanas das cidades de São Salvador do Tocantins e Paranã e na Vila do Retiro. A amostragem foi realizada em quatro campanhas, distribuídas no período seco e chuvoso, antes e depois da formação do lago. Os resultados obtidos das análises físico-químicas permitiram classificar as águas como bicarbonatadas cálcicas para maioria das amostras. Valores anômalos de nitrato e amônio, bem como cloreto e sódio em alguns pontos alertam para interferências antrópicas responsáveis pela modificação da composição química natural das águas, independentemente da implantação do reservatório. As variações composicionais em virtude da sazonalidade não são persistentes para todos os elementos e substâncias estudadas, mas são particularmente evidentes na análise de sódio, potássio e cálcio. O reservatório não provocou impactos significativos na qualidade de água como um todo. Porém, para se avaliar alterações específicas em cada parâmetro, é necessária a continuidade das investigações e do monitoramento, bem como o redirecionamento das pesquisas levando em consideração as características hidrogeológicas que cada sítio amostral (poço) representa. É importante salientar que a precariedade dos sistemas de abastecimento e de tratamento de efluentes na região representa os principais agentes contaminantes. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of the present study was the evaluation of chemical composition of shallow groundwater in the vicinity of the artificial lake of the Peixe Angical Hydroelectric Plant, situated in the south region of the Tocantins State, Brazil. The analysis focused on possible modification of water composition due to the elevation of the water table; possible modification on the physical-chemical characteristics due to climatic seasonality, and the groundwater quality as potable source for public supply. 32 monitoring wells were selected in the urban areas of Paranã, São Salvador do Tocantins and Vila do Retiro towns. Four sampling campaigns were carried on in different periods on wet and dry seasons, before and after the lake formation. The results of the chemical analyses show that the majority of the waters are classified as calcic bicarbonated in all sampling. High anomalous concentration of nitrate and ammonium, as well as chloride and sodium in many points indicate human interferences responsible for the modification of the natural water composition, despite of the artificial lake development. Compositional modifications due to the climatic seasonality are not persistent to all elements and substances analyzed, but are particularly evident to the sodium, potassium and calcium. The rising of the water table did result in important water composition modification. However, to evaluate specific modification patterns in each parameter, it is necessary the continuity of the investigations and monitoring, as well as the redirection of the research, considering the hydrogeologic characteristics of each monitoring well. It is important to remark that the low level of sanitation and deficiencies of water supply systems in the region represent the main polluting agents.

Ferro-bactérias são microorganismos aeróbicos encontrados comumente na água subterrânea. A água contendo ferro-bactéria não é aceitável para consumo, apesar de as ferro-bactérias não serem consideradas organismos patogênicos de veiculação hídrica. Entretanto, provocam um desagradável sabor e odor, alteram a coloração e modificam sensivelmente as características naturais da água. A presença de ferro-bactérias em poços causa sérios problemas para os serviços de abastecimento de água, com redução de sua capacidade específica e vida útil, além de deteriorar a qualidade da água do ponto de vista da potabilidade, e de afetar as redes de distribuição, adutoras e revestimentos metálicos dos poços, devido a ação dos processos de corrosão e incrustação. O comportamento químico do ferro e a sua solubilidade dependem da intensidade da oxidação ou redução que ocorre no sistema, nfluenciados por fatores físico-químicos, tais como, pH, Eh, oxigênio dissolvido e microorganismos. Os processos biogeoquímicos influenciam o comportamento do ferro na água e exercem um importante papel nas suas transformações. / Iron bacteria are aerobic micro organisms easily found in groundwater. Groundwater containing iron bacteria is not acceptable for human consumption, even though iron bacteria are not considered as pathogenic organisms. However these bacteria may cause unpleasant taste, odour, turbidity and colour of the water, and also change its natural concentration. The presence of iron bacteria in wells can cause serious problems for water supply services. They induce the reduction of hydraulic efficiency like the specific capacity and the useful life of wells. It can also damage the quality of water concerning potability. In addition, it may affect the distribution net-work and the metallic lining of wells because of corrosion and incrustation. The chemical behaviours and solubility of iron depends on the intensity of oxidation or reduction, influenced by physical and chemical factors, such as pH, Eh, dissolved oxygen and microorganisms. The biogeochemical processes influence the behaviours of iron water. They also play an important role in the changes of iron.

O presente estudo teve com objetivo avaliar os impactos causados na zona não saturada e água subterrânea freática pela infiltração de 3.212 L de efluentes industriais. Estes efluentes eram compostos por ácidos crômico e sulfúrico e foram infiltrados ao longo de 15 anos através de um sistema de fossas. Geologicamente a área é formada por sedimentos argilo-arenosos da Formação Caçapava de idade Terciária pertencentes a Bacia Sedimentar de Taubaté. Estes sedimentos formam um sistema aquífero heterogêneo o qual na área de estudo é do tipi livre, com a profundidade do nível de água variando entre 6,5m e 10,0m. Para caracterizar as contaminações da zona não saturada foram realizadas análises granulométricas, químicas e por difração de raio X de amostras de sedimento. Para identificar e delimitar a contaminação da água subterrânea freática foi implantada uma rede de 6 poços de monitoramento e realizadas 8campanhas de coleta e analise química para Cr total e Cr VI. Nas amostras de sedimento do PM-01, construído junto as fossas de infiltração de efluentes, as mais altas concentrações de Cu, Cr e Zn: 169mg/L de Cu, 489mg/L de Cr e 75mg/L de Zn, foram dezenas de vezes superiores àquelas das amostras coletadas nos PM-02, PM-03 e PM-04. A remediação da zona não saturada no setor das antigas fossas de infiltração envolveu a retirada de todo o sedimento contaminado o qual foi encaminhado a um aterro de resíduos industriais. As cavas foram preenchidas com solo de origem controlada e a superfície foi recomposta. As águas subterrâneas foram monitoradas durante 31 meses. Neste período apresentaram direção de fluxo de SE para NW e somente as amostras de água subterrânea do PM-01 e do PM-03 tiveram concentrações de Cr total e Cr Vl acima dos limites de detecção, 0,005 mg/L para Cr VI e 0,05mg/L para Cr total. No PM-01, construído junto as fossas de infiltração, as concentrações de Cr total e Cr VI tiveram dois períodos marcantes de queda, a primeira ocorrendo logo após o fim do uso das fossas de infiltração quando as concentrações de Cr total passaram de 93,00 mg/L para 6,85 mg/L, e o segundo ocorrendo após a remediação da zona não saturada, quando as concentrações de Cr total na água coletada neste poço passaram a ser inferiores a 6,0mg/L. No PM-03, situado a cerca de 40m a jusante das fossas, as concentrações de Cr total aumentaram gradativamente ao longo de todo o período de monitoramento, passando de 0,17 mg/L para 6,30mg/L. Este comportamento evidência o deslocamento de uma \"pluma\" de contaminação de Cr nas águas subterrâneas, originada nas fossas de infiltração e movimentando-se para NW com velocidade aparente de 4,84 cm/dia. Para remediar o aquífero freático foi projetado um sistema de \"pump and treat\", constituído por um poço de bombeamento próximo ao PM-03.A água bombeada deverá ser tratada na estação de tratamento de efluentes da indústria. / The aim of the present study was to evaluate the impact caused on the unsaturated zone and in the phreatic aquifer by the infiltration of 3,212L of industrial wastewater. The wastewater was composed by chromic and sulphuric acids and was infiltrated during 15 years to a cesspit system. The area of study is constituted by clayey and sandy sediments of the Taubate Sedimentary Basin of Tertiary age. The water table of the heterogeneous free aquifer, formed by these sediment, is between 6.5 to 10.0 depth. The contamination of the unsaturated zone was characterized by grain size determinations, chemicals and X Ray analyses of the sediment samples. The groundwater contamination was identified and monitored by 8 campaigns for the realization of Cr Total and Cr VI analyses in waters of the 6 monitoring wells installed in the study area. The highest Cu, Cr and Zn concentrations: 169mg/L of Cu, 489mg/L of Cr and 75mg/L of ZN, from the PM-01 sediment samples, installed close to the infiltration points, were ten times higher than the ones from others monitoring wells. In order to remedy of unsaturated zone infiltration area, the contaminated sediments were removed and sent to an industrial landfill. The holes were refilled with clean soil and the surface was recomposed. The groundwater was monitored during 31 months . During this period the groundwater flow kept the SE to NW direction and only the analysed water samples from PM- 01 and PM-03 had the concentration over to the detection limits:0,005 mg/L to VI and 0,05 mg/L to Cr Total. The concentration of Cr Total and Cr VI in the groundwater had two abrupt decreases: the first one the infiltration points stopped and when the concentration of Cr total passed from 93.00 mg/L to 6.85 mg/L; and the second one when the unsaturated zone of the infiltration area was remedied thus decreasing the Cr total concentration to 6.00 mg/L. In the PM-03, installed 40m downstream from the infiltration points, the Cr total concentration increased from 0,17 mg/L to up of 6.30 mg/L, during all the monitoring period. This behaviour evidenced the presence of a Cr groundwater contamination derived from the infiltration points. This contamination plume moves with apparent velocity in the direction of NW with 4.84 cm/day. A pump and treat system was projected to enhance the aquifer remediation. This system includes a pumping well designed close to PM-03, and the contaminated groundwater treated at the wastewater treatment plant of the industrial site.

A área de estudo localiza-se na região de Itaquera, zona leste do Município de São Paulo e inclui a área denominada Fazenda do Carmo, na qual estão sendo implantados conjuntos habitacionais da Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano do Estado de São Paulo (CDHU), destinados a atender a população de baixa renda. Visto que a população da área é servida apenas parcialmente pela rede pública de abastecimento de água, uma alternativa seria a utilização de água subterrânea, assim, se propôs neste trabalho, fornecer informações acerca das condições hidrogeológicas, principalmente em termos qualitativos, do aqüífero cristalino, no qual está inserida a área, com o objetivo de se conhecer a viabilidade ou não de utilização da água subterrânea pela população que irá ocupar os conjuntos habitacionais da área Fazenda do Carmo. A metodologia empregada neste estudo envolveu três tipos de levantamento na escala 1:10.000: o levantamento geológico, o levantamento de uso e ocupação da área e o levantamento hidrogeológico. O levantamento geológico incluiu o uso de fotografias aéreas e trabalhos de campo voltados principalmente à caracterização estrutural da área, aplicando-se o método de Angelier para a determinação da direção do esforço máximo principal (\'sigma IND. 1\') atuante na região, através do qual se pôde determinar as estruturas mais favoráveis à prospecção de água subterrânea na área de estudo. O levantamento de uso e ocupação da área abrangeu o cadastramento de empresas e estabelecimentos existentes e o cadastramento de fontes potenciais de contaminação da água subterrânea, através da interpretação de fotografias aéreas e trabalhos de campo. O levantamento hidrogeológico envolveu o cadastramento de poços e pontos d\'água e o levantamento simultâneo de dados relacionados principalmente ao uso da água, à produção dos poços e aos aspectos construtivos e de conservação dos poços, além da análise de parâmetros físico-químicos das águas. A área de estudo é formada basicamente por rochas cristalinas de idade proterozóica do Grupo Açungui (filitos e xistos) e granitóide intrusivo (granito-gnaisse). A ocorrência da água subterrânea se dá através de dois aqüíferos distintos: o aqüífero poroso (manto de intemperismo e coberturas alóctones) e o aqüífero fraturado (rocha sã fraturada). As águas do aqüífero poroso são explotadas quase exclusivamente por poços cacimbas e o aqüífero fraturado exclusivamente por poços tubulares, sendo usadas predominantemente para atividades industriais, consumo doméstico (incluindo consumo humano) e irrigação. Os filitos e xistos constituem as rochas mais favoráveis ao armazenamento de água na área de estudo, as quais desenvolvem um relativamente espesso manto de intemperismo (cerca de 54 metros), que deve estar funcionando como reservatório de água interligado ao aqüífero fraturado. Os poços tubulares perfurados nestas rochas apresentam vazões médias de 4,65 m³/h. O uso e ocupação da área é de caráter diversificado, porém com predominância dos setores residenciais, comerciais e industriais, aos quais se relacionam diversas atividades potencialmente contaminadoras das águas subterrâneas. O maior problema de contaminação foi evidenciado pelas altas concentrações de nitrato que devem ser provenientes tanto de fossas como dos próprios rios (nos quais os esgotos são lançados diretamente). Esta situação poderá ser controlada com a implantação de rede de saneamento básico, existente, hoje, em apenas alguns locais. Quanto à utilização da água subterrânea pela população da área Fazenda do Carmo, conclui-se que é viável apenas como fonte complementar de abastecimento. / The studied area is located in the eastern region of São Paulo city, in the Itaquera neighborhood. In this region the Companhia de Desenvolvimento Habitacional e Urbano do Estado de São Paulo - CDHU (one of the agencies which is in charge of supplying housing for the low income population) has been developing a project to settle more than 3.000 families. The present thesis is intended to improve the knowledge about the fractured aquifer in the region, to know groundwater feasibility use to supply the new population. The study, in the 1:10.000 scale included a geological, landuse and qualitative hydrogeological surveys. The geological survey was focused, mainly, on structural characterization in order to determine the most suitable fracture families for groundwater exploration. The landuse survey covered industries, commerce and other activities present in the area, as well as the cataloguing of potential contamination sources. The hydrogeological survey consisted in the cataloguing of the wells and theirs production, constructive and conservation aspects and physical-chemical characteristics of the water. The area is formed basically by proterozoic rocks of the Açungui Group (schists and granite-gneiss). It was found that the groundwater occurs either in the porous aquifer (weathering soil and quaternary sediments) or in the fractured aquifer. The groundwater of porous aquifer is exploited almost only by escavated wells. Otherwise, the groundwater of the fractured aquifer is exploited by deep wells and is destinated to industrial supply, irrigation and human consumption. The schists are the most productive rock, due to the relatively thick weathering soil covering (about 54 meters) that should work as a reservoir connected to the fractured aquifer. The deep wells in these rocks presented flows of about 4,65 m³/h. The landuse of the area is diversified but predominates residential, commercial and industrial sectors. These occupations present several potential contaminant activities which might compromise the groundwater quality. However, the major contaminant problem (high nitrate concentration) was found to be related to the lack of basic sanitary conditions practly in the whole area. It is suggested that the groundwater might be used as complementary source to attend the population that will be settled in the area.

Orientador: Sueli Yoshinaga Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:18:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_DiogoMacedode_M.pdf: 8322758 bytes, checksum: 3f8e8209b00c79b98f5d67eb1ab56087 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Situada no Município de Campos dos Goytacazes, região norte-fluminense, ocupando cerca de 440km2 da planície costeira (parte continental da Bacia Sedimentar de Campos), a área em estudo abrange os bairros de maior importância do município - Goytacazes, Tocos, Donana e Ururaí - assim como sua sede. A baixada campista possui inúmeros córregos e canais artificiais, além de corpos de maior vulto como o rio Paraíba do Sul, a norte, e a lagoa Feia, a sul da área. Porém, as condições climáticas engendram um déficit hídrico regional. A região é tradicionalmente voltada à agricultura, tendo praticamente como mono cultura o plantio da cana-de-açúcar, e sua economia baseou-se também, mais recentemente, nos royalties oriundos da produção de gás e óleo. O objeto de estudo é o aqüífero denominado como Quatemário Deltaico, constituído por solos residuais, areias, cascalhos, argilas e siltes, originados pela integração de ambientes marinhos, de acumulação fluviomarinha, fluviolacustres e acumulação fluvial, típicos de sedimentação deltaica, numa região sujeita a movimentos tectônicos, transgressões e regressões marinhas. Atualmente, o pacote sedimentar que aumenta de NW para SE, pode atingir até 120 metros de espessura. Hidrogeologicamente, caracteriza-se como um aqüífero livre, alimentado pelo rio Paraíba do Sul, com área de descarga na lagoa Feia, e um comportamento geral homogêneo, excetuando-se a faixa anômala do paleoleito do rio Paraíba do Sul. Todos os poços ferfurados sobre esta faixa preferencial obtiveram excelentes vazões de explotação, chegando a alcançar 300m /h (vazão muito acima das encontradas no restante da área). As vazões específicas variam de 0,01 a 139,24m3/h/m, os valores de transmissividade estão entre 0,678 e 9023,00m2/dia, e condutividades hidráulicas desde 0,012cm/s a valores que podem ultrapassar O, 16cm/s. Como grande produtora de álcool, suspeita-se que a prática da fertirrigação engendre ou aumente alguns problemas qualitativos encontrados na região. Índices de íons como potássio, ferro e sódio apresentam-se acima dos limites preconizados pela Portaria 1469/2000 do Ministério da Saúde, em toda a área de estudo. Valores de nitrogênio total encontram-se fora dos limites apenas sob as áreas de concentração urbana. Análises de amostras coletadas a pouca profundidade (aproximadamente 3m) classificaram-nas, com vistas ao aproveitamento na agricultura, como águas de salinidade média a alta e fracamente sódicas. O clima tropical (quente e seco na maior parte do ano), juntamente com processos agrícolas praticados na área e a influência marinha, incrementama salinização do solo e da água subterrânea sendo, de maneira geral, a região sul/sudeste da área em questão, a mais problemática do ponto de vista qualitativo. Acompanhando a tendência de variação do nível de água na região de descarga, os índices pesquisados estão sujeitos a mudanças de concentrações no decorrer do ciclo hidrológico / Abstract: Located in Campos dos Goytacazes municipality, northern region of Rio de Janeiro State, comprising approximately 440km2 of the coastal plain (continental portion of Campos Sedimentary Basin), the area under study comprises the most important districts of the municipality - Goytacazes, Tocos, Donana e Ururaí - such as its headquarters. The Campos's slope has plenty ofbrooks and artificial channels, in addition to greater bodies such as Paraíba do Sul river to the north and Feia lagoon to the south. However, the climatic conditions engenders a regional hydric deficit. That is an agricultura I land traditionally based on the sugar cane monoculture and more recently its economy has depended on gas and oil production royalties. The object of study is the Deltaic Quaternary Aquifer, which was formed by residual soils, sands, gravels, clays and silts arising from integration of sea, river-sea, river and river-Iake accumulation environrnents; a typical deltaic sedimentation on an area subject to tectonic movement and sea leveI transgressions and regressions. Nowadays, the sedimentary package which spreads from NW to SE can reach until120 meters in thickness. That is an unconfmed aquifer fed by Paraíba do Sul ri ver, with discharge are a on Feia lagoon, and in an almost homogeneous behaviour, excepting from the anomalous strip of the Paraíba do Sul paleochannel. All the wells drilled on this preferential strip gained excellent discharge output, which reached until 300m3fh (discharge output very much above the ones found on the remaining area). The specific capacity varies from 0,01 to 139,24m3/h/m, the transmissivity values vary from 0,678 to 9023,00m2/dia, and the hydraulic conductivity values vary from 0,0 1 2crn/s to which can exceed 0,16crn/s. As it is a big alcohol producer, there is a suspicion that bad agricultural practices engender or increase quality problems on that area. Indexes of ions such as potassium, iron and sodium are above the lirnits by the brazilian health ministry, in all over the area of study. The total nitrogen values are above the limits just under urban concentration areas. Analyses of little deep sample collections (approximately 3 meters) were classified with regards to agriculture use and medium to high salinity and powerless sodium waters. The tropical clirnate (hot and dry throughout the year), together with agricultural processes and marine influence, increased groundwater and soil saltiness, in general, the southern / south-eastern region of the area of study, which presents the worst saltiness situation from the qualitative point of view. Following the groundwater variation tendency on the discharge area, the studied indexes are subjected to changes of con~entrations in the course of the water cycle / Mestrado / Administração e Politica de Recursos Minerais / Mestre em Geociências

Submitted by Israel Vieira Neto (israel.vieiraneto@ufpe.br) on 2015-03-04T18:38:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Ediu Carlos Lopes Lemos.pdf: 16592945 bytes, checksum: aa983075ba11551047c3c5bd54858e61 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T18:38:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Ediu Carlos Lopes Lemos.pdf: 16592945 bytes, checksum: aa983075ba11551047c3c5bd54858e61 (MD5) Previous issue date: 2013-10-29 / CNPq / Esta Tese foi desenvolvida em Fortaleza(313,8km2), Ceará. A metodologia constou da revisão bibliográfica, arquivo de 7.573 poços, análise dos aspectos hidrogeológicos e de 199 análises qualitativas, integração e interpretação estatística e hidroquímica associadas ao processo de expansão da cidade. Os aquíferos são livres a semi-confinados, representados pelos Sistemas Sedimentar (Dunas, Barreiras e Aluviões) e o Fraturado (rochas ígneas e metamórficas). O Dunas possui espessura saturada de 3 a 10 m, nível estático de 6 m, vazão de 6 m3/h, permeabilidade de 2,88.10-4 m/s e transmissividade de 1,79.10-2 m2/s. O Barreiras possui espessuras de 20 a 60 m, permeabilidade de 4,65.10-4 m/s e transmissividade de 4,78.10-3 m²/s. As aluviões são livres, nível estático de 2 m, espessura média de 5 m, transmissividade de 3.10-2 m2/s, permeabilidade de 6.10-4 m/s e porosidade efetiva de 5.10-2. Dos 7.573 poços, 6.858 são particulares e 714 públicos. Ressalta-se a produção anual de 25.225.827 L de necro-chorume, 884.348 m3/hab de urina e 10.022.228 kg de nitrato. As reservas reguladoras para o Sistema Sedimentar são de 5.689.292 m3/ano e as permanentes de 138.582.500 m3. As águas subterrâneas são Cloretadas-Sódicas a Mistas e as superficiais são Mistas a Bicarbonatadas-Mistas. O N-NO3 nas águas subterrâneas variou de 0 a 47 mg/L, média de 11,5 mg/L. O ambiente é redutor e ácido/básico com pH de 4 a 9; Na área de estudo 41% das águas dos aquíferos livres apresentam concentrações acima de 10mg/L de nitrato. Além dos fatores naturais, a área reflete o impacto das atividades antrópicas na qualidade das águas subterrâneas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:51:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 323938.pdf: 5073808 bytes, checksum: 5035a366fcc4cd611d112052c5e0b4ac (MD5) / Investigações ambientais forenses são comumente realizadas para determinar as responsabilidades penais e civis associadas ao impacto da contaminação antrópica sobre a saúde humana ou sobre o meio ambiente. A crescente utilização global de biocombustíveis pode aumentar significativamente o risco de acidentes ambientais com estes compostos, como por exemplo, a gasolina com etanol. As aplicações forenses para o caso de misturas contendo gasolina e etanol ainda não estão bem estabelecidas e a não inclusão do etanol na modelagem dos BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos) pode acarretar em estimativa equivocada de idade da fonte de contaminação. Neste trabalho dois métodos foram utilizados para estimar a idade da fonte de um derramamento controlado de gasolina comercial brasileira (que contém etanol): o método das razões de BTEX e a modelagem de contaminantes na subsuperfície. Para a aplicação do método das razões de BTEX foram utilizados dados de campo das concentrações de BTEX medidas em água. Na modelagem foi utilizado o modelo matemático SCBR (Solução Corretiva Baseada no Risco), que considera a interferência do etanol sobre o transporte e transformação dos hidrocarbonetos de petróleo para os casos de contaminação por combustíveis onde há adição de etanol, calibrado com as concentrações de etanol e benzeno de um poço perto da fonte do experimento. O método das razões de BTEX não foi adequado para determinar a idade do derramamento e apresentou erro de 53% a 1740% com relação ao tempo real do experimento. A calibração do modelo matemático SCBR com dados de campo mostrou que a concentração aquosa do benzeno ao longo do tempo é distinta em função da consideração dos efeitos do etanol no processo de biodegradação do composto aromático. Estes efeitos, dependentes principalmente do volume de combustível derramado e da velocidade da água subterrânea, impactam de maneira distinta cada área contaminada e influenciam diretamente a estimativa da idade da fonte. Por considerar os efeitos do etanol no transporte e transformação dos BTEX, bem como as características específicas do local impactado, do combustível e do volume derramado, o modelo SCBR pode ser utilizado em abordagens litigiosas como uma ferramenta para estimar a idade da fonte em questões forenses.<br> / Abstract : Environmental forensic investigations are commonly performed to determine the criminal and civil activities associated with the impact of anthropogenic pollution on human health or on the environment. The increasing use of biofuels causes an overall increase on serious accidents risk with these compounds, for example, gasoline with ethanol. The forensic applications of mixtures containing gasoline and ethanol are not well established and the non-inclusion of the ethanol effects on the BTEX modeling (benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes) can lead to erroneous estimates of the contamination source age. Two methods were used to estimate the source age of a controlled release of Brazilian commercial gasoline (containing ethanol): the BTEX ratios method and the modeling of contaminants in the subsurface. For the application of the BTEX ratios method, BTEX field data concentrations measured in water were used. To simulate the spill the mathematical model SCBR (Risk Based Corrective Solution) was used. This model considers the interference of ethanol on the transport and fate of petroleum hydrocarbons for fuel and ethanol blends contamination. The BTEX ratios method was not adequate to determine the source age and presented an error of 53 % to 1740 % compared to the real experiment time. The calibration of the mathematical model SCBR with field data from the controlled gasoline release shows that the aqueous concentration of benzene over time is different whether the ethanol effects are considered or not on the biodegradation process of the aromatic compound. These effects, which depend mainly on the volume of gasoline spilled and groundwater velocity, impact differently each contaminated area and influence directly the source age estimation. By considering the effects of ethanol on transport and fate of BTEX as well as the specific characteristics of the contaminated site, and the amount of fuel spilled, the SCBR model can be used in litigious disputes as a tool to estimate the source age in forensic evidence.

A contaminação da água subterrânea por nitrato em áreas urbanas é um problema muito comum no Brasil. Geralmente muito dos estudos restringem-se em descrever somente os problemas associados às porções mais superficiais dos aquíferos. Mais recentemente, alguns trabalhos têm detectado a presença de nitrato nas partes mais profundas de aquíferos livres no Estado de São Paulo. Então, o principal objetivo desse trabalho foi o de avaliar os impactos potenciais do saneamento urbano no Aquífero Adamantina (livre, de porosidade primária, com 120 m de espessura saturada) na cidade de Urânia, simulando diferentes cenários de usos da terra, usando modelos numéricos de fluxo e transporte, com os softwares MODFLOW e MT3DMS. A cidade de Urania é abastecida por água subterrânea e a rede de esgoto cobre quase a totalidade da área urbana, em um sistema operado pela SABESP (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo). Poços privados e sistemas de saneamento in situ são práticas bastante comuns na cidade. Os resultados da modelagem de fluxo permitiram identificar que o tempo de trânsito das águas subterrâneas entre sua área de recarga e a porção inferior do Aquífero Adamantina (120 m da superfície), sem a operação de poços de produção, é de aproximadamente 60 anos. Este tempo diminui para menos de 40 anos quando estes poços estão bombeando. Caso a contaminação por nitrato seja de uma fonte constante em toda a área urbana, os resultados da modelação mostram que o aquífero tem capacidade de diluir apenas 30% da contaminação inicial. Considerando a construção de uma rede de esgoto totalmente eficiente, o modelo indicou que o tempo de recuperação das porções rasa e intermediária do aquífero é de 10 anos. Já na porção mais profunda, a contaminação perduraria por um período de 90 anos após o encerramento da fonte, com uma fração de 11% de sua concentração inicial, após 10 anos. Assim, conclui-se que a efetividade de estender a rede de esgoto no município em um período de 10 anos é uma medida interessante para mitigação do aquífero frente à contaminação por nitrato. A capacidade máxima de diluição do contaminante pelo aquífero na área urbana de Urânia corresponde a fontes de contaminação de até 100 mg/L de nitrato oriundas de áreas de 65 m x 65 m na zona urbana do município, com um espaçamento de 130 m x 130 m entre elas. A alternativa de contenção da contaminação para porções inferiores do aquífero por meio da existência de poços de produção com seção filtrante inserida na porção rasa do aquífero, visando à utilização desta água bombeada para usos menos nobres, enquanto os poços de produção destinados ao consumo humano, cujos filtros estariam posicionados na porção profunda, permaneceriam protegidos, somente se mostrou interessante quando as concentrações originais de nitrato forem inferior a 56 mg/L, pois, desse modo, a capacidade de diluição do aquífero faria com que a concentração em água da porção profunda fosse inferior ao limite de potabilidade. / Groundwater contamination by nitrate in urban areas is a very common problem in Brazil. Until now, many studies just describe the problem associated to shallowest part of aquifers. More recently, some works have detected the presence of nitrate in the deeper portion of some important unconfined aquifers in Sao Paulo state. Considering this potential problem, the main objective of this work was to evaluate the potential impacts of urban sanitation into the Adamantina Aquifer (primary porosity, unconfined aquifer with 120 m of saturated zone thickness) in the city of Urânia, simulating different land occupation scenarios using flow and transport mathematical models, respectively MODFLOW and MT3DMS codes. The city of Urânia is totally supplied by groundwater and the sewage mains cover almost all the urban area. Both water and sewage mains are operated by the SABESP (State of Sao Paulo water company), but it is necessary to recognize an important number of private wells and also septic tanks and pit latrines operating in the city. The numerical model results could estimate the groundwater transit time from the recharge to the Adamantina Aquifer bottom (120 mbs) in 60 years. When the water wells are pumping, this time is reduced to 40 years. A big impact is expected when the city is not served by any sewage mains and all effluent is infiltrated direct into the soil. In this case, considering a concentration of 100 mg/L, the nitrate will reach the whole aquifer (including its bottom part) with 70% of the original concentration, in 60 years. Taking into the consideration that all domestic effluent is drained by the public sewage mains, the time for recovery is about 10 years for the shallower and intermediate parts of the aquifer. For the deeper part, it takes more than 90 years, but the expected concentration is < 11% of the original one, after 10 years. This permits to conclude that the construction of an efficient public sewage mains network could be a good solution in a time frame of 10 years. It is also possible to define that to dilute a constant load of nitrate of 100 mg/L in an area of 65x65 m, it is necessary to have an area of 130 m x 130 m to keep the water below the Brazilian potable standards.