DETERMINAÇÃO DE ÁREAS DE RISCO POTENCIAL DE CONTAMINAÇÃO DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS ATRAVÉS DE SIG

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE PESQUISAS HIDRÁULICAS HIP 23 - GEOPROCESSAMENTO EM RECURSOS HÍDRICOS DETERMINAÇÃO DE ÁREAS DE RISCO POTENCIAL DE CONTAMINAÇÃO DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS ATRAVÉS DE SIG TRABALHO FINAL Adilson de Chaves Geógrafo, Mestrando em Eng.Civil UFSM Porto Alegre, RS, janeiro de 2008

2 sumário: - Introdução (problemática, justificativa); - Objetivos; - Área de estudo (localização e caracterização); - Metodologia; - Resultados; - Considerações finais; - Bibliografia.

3 Introdução: - Modificações nas características naturais da ambiência (crescimento das cidades e atividades antrópicas em geral); - Águas subterrâneas (redução da recarga devido à impermeabilização dos solos e contaminação dos aqüíferos por produtos químicos, fossas e dejetos); - Torna-se necessário delimitar e espacializar áreas vulneráveis e de risco de contaminação das águas subterrâneas; - Os SIGs contribuem com ferramentas computacionais de manipulação de mapas, imagens digitais e banco de dados georeferenciados, permitindo a integração e combinação das diversas fontes de dados.

4 Objetivos: - Espacializar áreas vulneráveis a contaminação de aqüíferos (Método GOD); - Espacializar fontes potenciais à contaminação (pontuais e difusas) das águas subterrâneas (postos de combustíveis, cemitérios, lixões, saneamento in situ...); - Realizar o cruzamento de informações estabelecendo-se o grau de risco de contaminação a que o aqüífero esta sujeito;

5 Área de Estudo: Localização da área de estudo

6 Caracterização da área de estudo: O município esta localizado nas coordenadas geográficas 28º de latitude sul e 54º de longitude oeste do meridiano de Greenwich, a uma altitude média de 231 metros. Apresenta uma área territorial de 1.297,9 Km 2, sendo 15 Km 2 de área urbana e 1.282,9 Km 2 de área rural (PMSLG, 2007). De acordo com o projeto RADAMBRASIL (1986), morfologicamente, esta inserida na Região Geomorfológica do Planalto das Missões.

7 Caracterização da área de estudo: - Província Basáltica; - As variações morfológicas, estruturais e a espessura do derrame, permitiram distinguir as Sub-Províncias; - Sub-Província do Planalto. - De uma maneira geral, a captação do Arenito Botucatu não é viável, pois não permite um bombeamento técnico e economicamente viável por estar profundo. Já em SLG o aqüífero Botucatu poderá ser atingido em profundidades inferiores a 200m.

8 São Luiz Gonzaga está em área de abrangência do SAG

9 - Área urbana e parte da área rural do município (aproximadamente 48 Km 2 ).

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11 Vulnerabilidade natural de aqüíferos: -Dados pré-existentes (campo e CPRM); -Índice GOD; -Interpolação de dados interpolar é predizer (ou estimar) o valor da variável em estudo num ponto não amostrado; Metodologia Pontos de amostragem (1 a 7) e de estimativa (X). Metodologia GOD

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13 Interpolação?

14 Interpoladores ponderados pela distância P c np i 1 np i 1 P d i b i d 1 b i?

15 Interpolação no Surfer Surfer é um programa de geração de grid e mapas; Programa de interpolação em 2D; Utiliza dois tipos de arquivos: *.dat e *.grd

16 Interpolação Algoritmo de interpolação atribuindo pesos para as amostras (weighted average interpolation algorithms) Pesos entre 0.0 e 1.0, sendo que o somatório dos pesos deve ser 1.0 Quanto mais perto do nó do grid, maior seu peso N G j w ij Z i i 1

17 Resultados diferentes

18 Simplificação dos índices de vulnerabilidade natural do Método G.O.D: 1. Baixa = 0-0,3 2. Média = 0,3 0,5 3. Alta = 0,5-1

19 Caracterização da carga poluidora no subsolo - Cada carga poluidora conforme sua característica é classificada como Elevada, Moderada e Reduzida; - É fundamental a divisão entre poluição por fontes pontuais (que são mais fáceis de se identificar) e por fontes difusas.

20 Atividades Carga Potencial Poluidora Elevada Moderada Reduzida Atividade industrial - Episódio de contaminação - Resíduos ou produtos perigosos > 1t/d - Infiltração de efluentes industriais em grande quantidade - Produtos perigosos < 1t/d - Infiltração de efluentes em pequenas quantidades - infiltração de efluentes domésticos sanitários com >300 trabalhadores - Efluentes líquidos domésticos lançados na rede de esgoto - infiltração de efluentes domésticos sanitários com <300 trabalhadores Disposição de resíduos sólidos - Episódio de contaminação - Uso de produtos ou matériaprima perigosos > 1t/d - Deposição inadequada de resíduos classe I > 1t/mês Classe II > 100t/mês - Uso de produtos ou matériaprima perigosos < 1t/d - Deposição inadequada de resíduos Classe I < 1t/mês Classe II < 100t/mês - Disposição final apropriada - Resíduos classe III Lagoa de efluente - Efluente contendo substâncias perigosas - Substâncias não perigosas e lagoa > 1ha - Substâncias perigosas ausentes - 1ha > lagoa> o,1ha - Substâncias perigosas ausentes - Lagoa < 0,1ha Cemitério - Episódio de contaminação - Área inadequada de disposição Posto de Abastecimento - Episódio de contaminação - Ausência de caixa coletora - Pratica de lavagem de veículos - Entorno não sensível a poluição - Presença de caixa coletora de óleos e graxas Critérios para classificação das cargas potenciais poluidoras de fontes pontuais (Hirata et al., 1991)

21 Metodologia - A caracterização mais aproximada da idéia de risco de poluição das águas subterrâneas consiste na associação e interação da vulnerabilidade natural do aquífero com a carga poluidora aplicada no solo ou em subsuperfície. - Pode-se configurar uma situação de alta vulnerabilidade, porém, sem risco de contaminação se não existir carga poluidora significativa, ou vice-versa. Esquema conceitual do Risco de Contaminação da Água Subterrânea (Foster & Hirata, 1988)

22 - Em áreas urbanas, a principal preocupação é a carga poluidora em zonas residenciais sem esgotamento sanitário, com tanques sépticos e fossas negras; - Nessas áreas, considera-se a existência de pequenas indústrias ou postos de serviços que potencialmente podem gerar cargas poluentes consideráveis. Áreas urbanas sem rede de coleta de esgoto Elevada Moderada Reduzida Kg N-NO 3- /ano* > < e > < * Quantidade de nitrato gerado pela população por ano. Critérios para classificação das cargas potenciais poluidoras de fontes dispersas esgoto in natura (Hirata et al., 1991)

23 Dados FEE (2006): - População total do município hab. -População Urbana hab. Geração anual de carga de N-NO 3 - pela população urbana, considerando a estimativa de que cada habitante seja responsável pela geração de 4Kg N- NO 3- /ano (Foster & Hirata, 1988). Essa carga de N-NO 3 - foi utilizada para a classificação dos índices de cargas potenciais poluidoras em três níveis: - Reduzido (<20.000Kg N-NO 3- /ano) - Moderado ( a Kg N-NO 3- /ano) - Elevado (>50.000Kg N-NO 3- /ano)

24 Risco de contaminação das águas subterrâneas De posse do mapa de vulnerabilidade natural dos aquíferos e dos dois mapas de carga poluidora (pontual e dispersa), procedeu-se à sobreposição das informações, onde os índices da carga poluidora foram confrontados com os de vulnerabilidade. Carga Potencial Poluidora Reduzida Moderada Elevada Vulnerabilidade Natural Baixa Média Alta Baixo III Baixo III Alto I Baixo III Moderado II Alto I Moderado II Alto I Alto I Os números de I a III representam os grupos de maior para menor risco de poluição Definição qualitativa de risco de contaminação das águas subterrâneas a partir dos índices de vulnerabilidade e carga poluidora potencial,

25 Resultados Código do poço Grau de confinamento Ocorrência litológica Distância do nível Nota GOD GOD simplificado P1 n/conf. (1.0) Arenitos (0.8) 5 (0.9) Extrema (0.72) Alta P2 n/conf. Cob (0.8) Vulc. antigas (0.6) 12 (0.8) Média (0.38) Média P3 Semiconf. (0.5) Consolidado (1.0) 5 (0.9) Média (0.45) Média P4 Semiconf. (0.5) Consolidado (1.0) 8 (0.8) Média (0.40) Média P5 n/conf. Cob (0.8) Vulc. antigas (0.6) 4 (0.9) Média (0.43) Média P6 n/conf. (1.0) Arenitos (0.8) 1 (0.9) Extrema (0.72) Alta P7 Semiconf. (0.5) Consolidado (1.0) 25 (0.7) Média (0.35) Média P8 Semiconf. (0.5) Vulc. antigas (0.6) 36(0.7) Baixa (0.21) Baixa P9 Semiconf. (0.5) Vulc. antigas (0.6) 28 (0.7) Baixa (0.21) Baixa P10 Semiconf. (0.5) Consolidado (1.0) 45 (0.7) Média (0.35) Média P11 Semiconf. (0.5) Consolidado (1.0) 38 (0.7) Média (0.35) Média P12 Semiconf. (0.5) Consolidado (1.0) 42 (0.7) Média (0.35) Média P13 Semiconf. (0.5) Consolidado (1.0) 10 (0.8) Média (0.40) Média P14 Semiconf. (0.5) Consolidado (1.0) 12 (0.8) Média (0.40) Média P15 Semiconf. (0.5) Consolidado (1.0) 14 (0.8) Média (0.40) Média SLU-12 Semiconf. (0.5) Consolidado (1.0) 22 (0.7) Média (0.35) Média PM-2 Semiconf. (0.5) Consolidado (1.0) 38 (0.7) Média (0.35) Média SLU-2 Confinado (0.2) Consolidado (1.0) 78 (0.6) Baixa (0.12) Baixa SLU-3 Confinado (0.2) Vulc. antigas (0.6) 58 (0.6) Desprezível (0.07) Baixa SLU-5 Confinado (0.2) Vulc. antigas (0.6) 82 (0.6) Desprezível (0.07) Baixa SLU-6 Confinado (0.2) Vulc. antigas (0.6) 83 (0.6) Desprezível (0.07) Baixa

26 Interpolação Idrisi Interpol (Interpolação ponderada pela distância)

27 Interpolação Surfer Inverse Distance

28 Interpolação Surfer Krigagem

29 Krigagem Inverse Distance

30 Carga Pot. Poluidora Reduzida P. combustíveis/ Moderada Lagoa, Indúst., cemitério, dep.res.sólidos

31 Carga Potencial Poluidora Alta (Saneamento in situ) hab X 4Kg N-NO 3- /ano = Kg N-NO 3- /ano

32 Cruzamentos: Vulnerabilidade natural do aqüífero Caracterização da carga potencial poluidora Áreas de risco de contaminação

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36 Considerações Finais Idrisi: - Utilização interpolação (ponto negativo); - Cruzamento de informações (ponto positivo); - Geoprocessamento importante ferramenta para a análise hidrogeológica. A existência de uma categoria de perigo potencial elevado ou moderado, em áreas de vulnerabilidade média ou alta, serve para dar indicações preliminares do risco de contaminação das águas subterrâneas. No entanto, é importante notar que este procedimento é um passo inicial para se avaliar o risco de contaminação das águas subterrâneas;

37 Bibliografia - DSG - Diretoria de Serviço Geográfico do Exército. Porto Alegre: São Luiz Gonzaga (MI-2913/3). Porto Alegre, (Carta Topográfica: Escala 1: ). - COMPANHIA DE PESQUISAS E RECURSOS MINERAIS. CPRM Companhia de Pesquisas e Recursos Minerais. Disponível em: < >. Acesso em: 05 nov FOSTER, S. S. D. & HIRATA, R. Contaminación de las águas subterráneas. Organização Mundial de la Salud. Organização Panamericana de la Salud, Centro Panamericano de Ingenieria Sanitária y Ciências Del Ambiente. Lima, Peru, Determinação de Riscos de Contaminação das Águas Subterrâneas: um método baseado em dados existentes. São Paulo: Instituto Geológico, (Boletim n.º 10). - FOSTER, S. S. D. et al. Groundwater impacts and issues in developing cities - an introductory review. I Proceedings of the IHA XXVII Congress Groundwater in the urban environment, 1999, (Vol. 21, pp ). - FOSTER, et al. Protección de la calidad Del Agua Subterránea: guia para empresas de agua, autoridades municipales y agencias ambientales. Madri: Ediciones Mundi - Prensa, PREFEITURA MUNICIPAL DE SÃO LUIZ GONZAGA. PMSLG Prefeitura Municipal de São Luiz Gonzaga. Disponível em: < Acesso em: 09 de nov

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