Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A widespread attitude exists of underestimating the risks of pollution of the groundwaters that it opposes to the growth of its use; this situation increases its risk of contamination. Like this, the work had as general objective to determine areas susceptible to the contamination of the groundwaters in Santa Maria's Geographical Micro region; and as specific objectives to collect data, to establish the natural vulnerability of the aquifers, to identify the pollutant activities and to represent cartographically the obtained information. A database was elaborated with information of the 345 registered wells (SIAGAS/CPRM) and the method GOD was applied (Foster and Hirata, 1987) considering Groundwater degree of hydraulic confinement, Occurrence of the litology substratum and Depth of the groundwater level. It was verified that the area presents fragile natural structure, prevailing the classes of High and Extreme vulnerability. The identified socioeconomic activities through consultations to the Base of Municipal Information (IBGE, 2002) they refer to the agricultural and cattle production. It was ended that the groundwaters in Santa Maria, Cacequi, São Sepé, Itaara, São Pedro do Sul, Nova Esperança do Sul, São Vicente and Jaguari are more susceptible the contamination for activities of the urban-residential section. While in Dilermando de Aguiar, Mata, São Martinho da Serra, Toropi and Vila Nova do Sul the risk of contamination is linked to the activities of the rural section. Those activities can alter or to induce new recharge mechanisms, the understanding of those mechanisms and the correct evaluation of such modifications is fundamental, because the polluting load can be controlled or modified, not happening the same with the natural vulnerability of the aquifer (Foster and Hirata, 1993). / Existe uma atitude generalizada de subestimar os riscos de poluição das águas subterrâneas que se contrapõe ao crescimento de sua utilização, esta situação aumenta seu risco de contaminação. Assim, o trabalho teve como objetivo geral determinar áreas susceptíveis à contaminação das águas subterrâneas na Microrregião Geográfica de Santa Maria; e como objetivos específicos coletar dados, estabelecer a vulnerabilidade natural dos aqüíferos, identificar as atividades poluentes e representar cartograficamente às informações obtidas. Elaborou-se um banco de dados com informações dos 345 poços cadastrados (SIAGAS/CPRM) e aplicou-se o método GOD (Foster e Hirata, 1987) considerando Grau de confinamento hidráulico, Ocorrência do substrato litológico e Distância do nível da água. Constatou-se que a área apresenta estrutura natural frágil, predominando as classes de vulnerabilidade Alta e Extrema. As atividades sócio-econômicas identificadas através de consultas à Base de Informações Municipais (IBGE, 2002) referem-se à produção agrícola e pecuária. Concluiu-se que as águas subterrâneas em Santa Maria, Cacequi, São Sepé, Itaara, São Pedro do Sul, Nova Esperança do Sul, São Vicente e Jaguari estão mais susceptíveis a contaminação por atividades do setor urbano-residencial. Enquanto em Dilermando de Aguiar, Mata, São Martinho da Serra, Toropi e Vila Nova do Sul o risco de contaminação está vinculado às atividades do setor rural. Essas atividades podem alterar ou induzir novos mecanismos de recarga, o entendimento desses mecanismos e a correta avaliação de tais modificações são fundamentais, pois a carga contaminante pode ser controlada ou modificada, não ocorrendo o mesmo com a vulnerabilidade natural do aqüífero (Foster e Hirata, 1993).

A gestão integrada dos recursos hídricos constitui um dos fundamentos da lei 9.433/97, que considera a unidade do ciclo hidrológico como requisito necessário ao estabelecimento de critérios de outorga de direito de uso dos recursos hídricos. No entanto, na prática do gerenciamento das alocações de água no Brasil, a interdependência entre os recursos hídricos superficiais e subterrâneos não é considerada, devido, principalmente, à falta de informações hidrogeológicas nas bacias e aos aparatos institucionais das autoridades outorgantes terem sempre sido mais voltados à gestão das águas superficiais. Além disso, o conhecimento científico nessa área ainda é escasso, especialmente quanto a estudos que abordem o uso integrado das águas na escala da bacia hidrográfica. Neste trabalho foi realizada uma análise integrada de retiradas de água superficial e subterrânea em uma bacia hidrográfica, utilizando um modelo hidrológico distribuído de simulação de processos de transformação chuva-vazão em grande escala. Diferentes cenários de usos foram simulados e, por meio deles, foram geradas curvas relacionando máximos percentuais de uso de água superficial e subterrânea com seus impactos sobre as vazões mínimas no rio, a partir das quais, se podem definir possíveis limites para outorga integrada de recursos hídricos na escala das bacias hidrográficas. O estudo de caso foi aplicado na bacia do Alto Rio Paranaíba, afluente do Rio Paraná, em Minas Gerais, e os resultados mostraram que a máxima quantidade de água subterrânea que poderia ser retirada na bacia é inferior à recarga estimada do aqüífero, para um nível de impacto sobre a vazão no rio atualmente considerado aceitável de acordo com a legislação. / Integrated water resources management is the basis for law no. 9433/97, which is known as the National Water Policy. According to that law, the whole hydrologic cycle should be taken in consideration when defining water rights. However, in Brazilian water use allocation practice, surface water and groundwater interaction is not considered due to the lack of hydrogeological information on watersheds and to the water agencies focus on surface water management. Furthermore, scientific knowledge on this subject is still scarce especially on water integrated use in the large-scale. This study aims to analyze surface water and groundwater integrated use in a basin through a rainfall-runoff distributed hydrological model. Different withdrawal scenarios were simulated and curves relating surface water and groundwater use and its impacts on river minimum flows were obtained. These curves may support withdrawal threshold definition in the macro-scale. A case study was applied in the Upper Paranaíba river basin, a tributary of Paraná river in the State of Minas Gerais. Results showed that maximum groundwater withdrawal in the basin should be less than estimated aquifer recharge.

[pt] O objetivo deste trabalho é avaliar a contaminação da água subterrânea por metais pesados provenientes da Área de Disposição de Resíduos (ADR) do município de Resende, RJ. O escopo compreende um estudo preliminar com base em levantamento e mapeamento de dados espaciais; investigação in situ e em laboratório, incluindo a instalação de poços de monitoramento, amostragens e caracterização de solos, águas subterrâneas e chorume, ensaios de condutividade hidráulica, K; e modelagem da pluma de contaminação usando o programa MIKE SHE. Em geral, a caracterização apresentou argilas arenosas, siltes arenosos e, areias siltosas, cujos principais minerais foram quartzo, caulinita, e muscovita com presença de biotita e feldspato. Os valores de K variaram de 10(-5) a 10(-6) m/s; o pH entre 4,59 e 6,93 (água subterrânea) e 7,93 e 8,16 (chorume); a condutividade elétrica na água variou de 0,032 a 7,113 mS/cm, coerente com os sólidos totais dissolvidos e com maiores valores no chorume e no poço mais próximo a ADR. Análises detectaram 14 metais dissolvidos (Al, As, B, Ba, Cd, Co, Cr, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Se e Zn) em concentrações acima do permissível por lei. A modelagem mostrou como a distribuição espacial e a anisotropia dos solos influenciam o fluxo e transporte do cloreto (advectivo) e do cromo (sorção). Quando são considerados solos anisotrópicos, a pluma de Cl- atinge o Rio Paraíba do Sul, à 2,5 km de distância, em 43 anos enquanto a pluma do Cr dista apenas 55 m da fonte. Embora os resultados experimentais não tenham sido claros em determinar se todos os metais encontrados são necessariamente da fonte de contaminação da ADR ou de origens naturais, as simulações deste modelo indicaram baixo impacto ambiental dos metais para o rio. / [en] The objective of this work is to evaluate the groundwater contamination due to heavy metals from the Waste Disposal Area (WDA) in the municipality of Resende, RJ. The scope consists of a preliminary assessment based on surveying and mapping spatial data; in situ and laboratory investigation, including the installation of monitoring wells, sampling and characterization of soils, groundwater and waste leachate, hydraulic conductivity tests, K; and contaminant plume modelling using the program MIKE SHE. Overall, the characterization revealed sandy clays, sandy silts and silty sands. The predominant minerals were quartz, kaolinite, and muscovite along with the presence of biotite and feldspar. The values of K varied from 10(-5) to 10(-6) m/s; the pH between 4.59 and 6.93 (groundwater) and 7.93 and 8.16 (leachate); the electrical conductivity in the water varied from 0.032 to 7.113 mS/cm, consistent with the total dissolved solids and with higher values attributed to the leachate and the well closest to the WDA. Analysis detected 14 dissolved metals (Al, As, B, Ba, Cd, Co, Cr, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Se and Zn) with concentrations above the legal limit. The model illustrated how the soils spatial distribution and anisotropy influence the flow and transport of chloride (advective) and chromium (sorption). When considering anisotropic soils, the Clplume reached the Paraíba do Sul River, 2.5 km away, in 43 years while the Cr plume only moved 55 m from the source. Although the experimental results were not clear in determining whether all the metals found necessarily originated from the contaminant source from the WDA or from natural origins, the simulations of this model indicated a low environmental impact to the river.

[pt] Em função do crescente número de área contaminadas, identificadas nos grandes centros urbanos, é de crucial importância a evolução e o desenvolvimento dos processos relacionados ao tratamento destes locais, visando reduzir os riscos à saúde humana e ao meio ambiente, associados à presença dos contaminantes no meio subterrâneo. A presente dissertação tem como objetivo principal avaliar a eficiência de diferentes técnicas processuais, que poderiam ser aplicadas no tratamento de águas subterrâneas contaminadas, incluindo a ozonização e o uso de lodo ativado. Para isso, foram realizados ensaios de tratabilidade no laboratório do Institute of Sanitary and Environmental Engineering, da Universidade Técnica de Braunschweig, na Alemanha, os quais foram divididos em 3 etapas. A primeira etapa consistiu de um tratamento de caráter biológico, utilizando apenas o lodo ativado, coletado em estações de tratamento de efluentes sanitários, para a degradação de compostos orgânicos presentes em efluentes, artificiais e industriais, que simularam um efluente oriundo de um sistema de tratamento de uma área contaminada. A segunda etapa utilizou como técnica de tratamento, para o mesmo efluente, a ozonização, promovendo assim a oxidação química dos contaminantes. Por fim, foi utilizada uma combinação dos dois processos, sendo realizada a ozonização do efluente antes da degradação biológica. O objetivo desta etapa foi avaliar o incremento da biodegradabilidade do efluente por meio da ozonização. Os resultados obtidos indicaram, além da remoção da cor do efluente, uma efetiva redução dos valores de DQO, quando combinadas as duas técnicas de tratamento, sugerindo que a combinação das mesmas pode ser uma boa alternativa para o tratamento de efluentes de alta complexidade. / [en] Given the growing number of contaminated sites identified in large urban areas, it is of crucial importance the evolution and development of treatment processes for these sites, targeting the reduction of environmental and human health risks related to soil and groundwater contamination. The main goal of this dissertation is to evaluate the efficiency of various processing methods that could be applied in the treatment of contaminated groundwater, including the ozonation and activated sludge utilization. For that, jar tests were conducted in the laboratory of Institute of Sanitary and Environmental Engineering, at Braunschweig Technical University, in Germany, in three steps. The first step performed a biological treatment utilizing the activated sludge only which was collected from sewage treatment plants for the biodegradation of organic compounds present in effluents, both artificial and industrial, which simulated the effluent from a contaminated site treatment system. The second step utilized as treatment method, for the same effluent, an ozonation process, promoting the chemical oxidation of the contaminants. At last, a combination of both methods was tested where the ozonation was done prior to the biodegradation. The objective of this step was to evaluate the additional results of the biodegradation of the effluent when an ozonation process is done first. The results showed, in addiction of the color removal from the effluent, a larger reduction of DQO when both techniques are combined, suggesting that the combination can be a good alternative for treatment of high complexity wastewater.