3 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS

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1 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS 3 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS As propriedades químicas e físico-químicas estudadas neste trabalho foram: Resíduo Total Turbidez Condutividade Elétrica Dureza Total Radioatividade ph Alcalinidade Bicarbonato (HCO - 3 ) e Carbonato (CO = 3 ) Cloreto (Cl - ) Sulfato (SO = 4 ) Sódio (Na) Potássio (K) Cálcio (Ca) Magnésio (Mg) Fluoreto (F - ) Nitrato (NO - 3 ) Lítio (Li) Ferro (Fe) Sílica (SiO 2 ) Bromo (Br) A radioatividade não foi relacionada para a análise estatística por não ter sido feita a sua determinação em todas as amostras, porém foi utilizada para a caracterização das águas subterrâneas.

2 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS Resíduo Total Os sólidos nas águas correspondem a toda matéria que permanece como resíduo, após evaporação da amostra a uma temperatura pré-estabelecida durante um tempo fixado. As operações de secagem são as que definem os diversos sólidos presentes na água. Os métodos empregados para a determinação de sólidos são gravimétricos, utilizando-se uma balança analítica ou de precisão. Porém, neste trabalho, foi utilizada a Norma da ABNT 10214:1988 (Águas minerais e de mesa - Determinação do resíduo de evaporação, seco a 180º C) para o cálculo do resíduo total. 3.2 Turbidez Turbidez é a medida da dificuldade de um feixe de luz atravessar certa quantidade de água. É causada por matérias sólidas em suspensão (silte, argila, colóides, matéria orgânica, etc). Em alguns casos, águas ricas em íons Fe podem apresentar uma elevação de sua turbidez quando entram em contato com o oxigênio do ar (Pedrosa e Caetano, 2002). A cor da água também interfere negativamente na medida de turbidez devido à sua propriedade de absorver luz. Os valores são expressos em Unidade de Turbidez (UT). A turbidez não foi relacionada para a análise estatística, pois a maioria dos resultados se apresentou abaixo do valor estabelecido (5 UT) para potabilidade. 3.3 Condutividade Elétrica (CE) Os sais dissolvidos e ionizados presentes na água transformam-na num eletrólito capaz de conduzir corrente elétrica. Depende das concentrações iônicas e da temperatura e indica a quantidade de sais existentes (CETESB, 2005). A condutividade aumenta em relação à temperatura e da concentração que compõe a amostra, porém basicamente pode-se dizer que para cada aumento de 1º C na temperatura da solução, corresponde a um acréscimo de 2% na condutividade. Como há uma relação de proporcionalidade entre o teor de sais dissolvidos e a condutividade elétrica, pode-se estimar o teor de sais pela medida de

3 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS 47 condutividade de uma água em uma dada temperatura, ou seja, o seu teor salino é aproximadamente dois terços do valor obtido para a condutividade (Pedrosa e Caetano, 2002; Pádua, 2005). Uma relação aproximada entre a condutividade e o teor de sólidos dissolvidos na água é mostrada na tabela 2 ( Tabela 2: Relação entre condutividade elétrica e sólidos dissolvidos. De acordo com a quantidade dos sólidos dissolvidos, a água pode ser classificada em (Mcneelly et al., 1979): doces (STD < 1000 ppm); ligeiramente salobras (1000 < STD < 3000 ppm); moderadamente salobras (3000 < STD < ppm); salgadas (10000 < STD < ppm) e salmouras (STD > ppm). Condutividade (µs cm -1 ) Sólids dissolvidos (ppm) < ,68 x condutividade ,75 x condutividade ,82 x condutividade * Essa relação somente é verdadeira caso o ph da água esteja entre 6,5 e 8,5 A condutividade também fornece uma boa indicação das modificações na composição de uma água, especialmente na sua concentração mineral, mas não fornece indicação das quantidades relativas dos vários componentes. À medida que mais sólidos dissolvidos são adicionados, a condutividade aumenta. Segundo Mestrinho (2006), uma maior condutividade nas águas está associada aos calcários e basaltos do que naquelas mais resistentes como granitos e quartzitos. Em geral, valores acima de 100 µs cm -1 podem indicar ambientes impactados (CETESB, 2005). As unidades usadas nas medidas de condutividade são o micromho (µmho cm -1 ) e microsiemens por centímetro (µs cm -1 ), este último do Sistema Internacional de Unidades. 3.4 Dureza total A dureza é definida como a dificuldade de uma água em dissolver sabão pelo efeito do cálcio, magnésio e outros elementos como ferro, manganês, cobre, bário, etc. Isto ocorre, pois os sais formam precipitados com os ânions da solução de sabão. A dureza pode se expressa como dureza temporária, permanente e total.

4 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS 48 A dureza temporária é ocasionada pela combinação dos íons cálcio e magnésio com os íons bicarbonato e carbonato na presença de aquecimento; os compostos formados podem ser eliminados através de fervura. A dureza permanente é ocasionada pela combinação dos íons cálcio e magnésio com os íons sulfato, cloreto, nitrato e outros, dando origem a compostos solúveis que não podem ser retirados pelo aquecimento. A dureza total é a soma da dureza temporária com a permanente. A dureza é expressa em miligramas por litro (mg L -1 ), mas também em mili-equivalente por litro (meq L -1 ) de CaCO 3, independentemente dos íons que a estejam causando (Nollet, 2000; Pedrosa e Caetano, 2002). Na literatura, podemos encontrar várias classificações relacionadas à dureza total das águas, porém uma classificação genérica, que pode ser tomada como base para água, está relacionada na tabela 3: Tabela 3: Classificação da dureza total ( Dureza Total (mg/l CaCO 3 ) Classificação < 50 água mole água moderadamente dura água dura > 300 água muito dura 3.5 Radioatividade Segundo o Código de Águas Minerais, as águas radioativas são aquelas que contêm radônio em dissolução. A radioatividade é fator adicionado às águas pela sua passagem em terrenos radíferos, independente do resto da mineralização. Nestas condições, podem figurar em águas bicarbonatadas, cloretadas, sulfurosas ou em águas que apresentem outros ânions principais. A dosagem e o reconhecimento das substâncias radioativas existentes nas águas baseiam-se na propriedade de ionização do ar pelas radiações. A radioatividade em águas minerais é resultante dos elementos mais facilmente arrastados, tais como; radônio ( 222 Rn), torônio ( 220 Rn) e actinônio ( 219 Rn), sendo estes genericamente chamados de emanações, e que por difusão incorporam-se aos gases e água que transitam pelas fraturas das rochas. Tanto o rádio como o urânio, encontram-se concentrados em rochas graníticas, e as águas ao entrarem

5 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS 49 em contato com essas rochas dissolvem o radônio proveniente da desintegração do urânio (Falcão, 1978). De caráter temporário, isto é, não se acumula no organismo humano, a radioatividade tem ação terapêutica eficaz apenas quando tomada diretamente da fonte, por via oral ou através de banhos. Por tanto, após a coleta ou engarrafamento de uma água mineral radioativa, a ação medicinal e, por conseguinte, o teor de gás radioativo irá decair, chegando a desaparecer após poucos dias. 3.6 ph É a medida da concentração de íons H + na água. O balanço dos íons hidrogênio (H + ) e hidróxido (OH - ) determinam quão ácida ou básica a água é. Os phs ácidos também podem ser decorrentes da decomposição da matéria orgânica vegetal presente nos sedimentos aluvionares, que gera ácidos húmicos e fúlvicos, os quais, por sua vez, em solução, abaixam o ph (Beato et al., 1999). Na água quimicamente pura, os íons H + estão em equilíbrio com os íons OH - e seu ph é neutro, ou seja, igual a 7. O ph das águas subterrâneas varia geralmente entre 5,5 e 8,5 (Pedrosa e Caetano, 2002), muitas são levemente básicas devido à presença de bicarbonatos e carbonatos alcalinos ou alcalinos terrosos (Nollet, 2000), obtidos a partir do gás carbônico dissolvido. O ph influencia o equilíbrio geoquímico e a solubilidade de muitas espécies incluindo metais na água subterrânea (Wilson, 1995). Em ph < 5, os metais são mais facilmente solubilizados e tornam as águas mais tóxicas. Em valores mais elevados, os metais tendem a precipitar (Mestrinho, 2006). 3.7 Alcalinidade É a medida total das substâncias presentes numa água capazes de neutralizarem ácidos, ou seja, é a quantidade de substâncias presentes numa água e que atuam como tampão. Se uma água quimicamente neutra (ph = 7) a 25º C for adicionada pequena quantidade de um ácido fraco, seu ph mudará instantaneamente. Numa água com certa alcalinidade, a adição de uma pequena

6 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS 50 quantidade de ácido fraco não provocará a elevação de seu ph, pois os íons presentes neutralizarão o ácido. Segundo Deutsch (1997), o ph medido em um sistema não fornece nenhuma informação sobre a capacidade do sistema em manter (tamponar) esse ph quando um ácido ou uma base é adicionado ao sistema. A capacidade de tamponamento do sistema é importante por causa dessa habilidade de manter o ph. As espécies inorgânicas do carbono são freqüentemente o ânion dominante nos sistemas de águas subterrâneas e podem captar ou liberar íons hidrogênio como parte de suas reações de especiação. As espécies inorgânicas do carbono protegem o ph pelas seguintes reações: H 2 CO 3 (aq) HCO - 3 (aq) + H + (aq) HCO - 3 (aq) CO = 3 (aq) + H + (aq) De acordo com Deutsch (1997), o ph, a acidez e a alcalinidade de um corpo d água são três conceitos intimamente ligados entre si e relacionados com o equilíbrio múltiplo do sistema carbonato: CO 2 (g) + H 2 O (l) CO 2 (aq) H 2 CO 3 (aq), K CO2 = 3,39x10-2 (a) H 2 CO 3 (aq) HCO - 3 (aq) + H + (aq), K 1 = 10-6,4 (b) HCO - 3 (aq) CO -2 3 (aq) + H + (aq), K 2 = 10-10,3 (c) CO -2 3 (aq) + Ca +2 (aq) CaCO 3 (s), K ps = 3,31x10-9 (d) Embora a maior parte do CO 2, dissolvido na água, esteja mais na forma solvatada do que como ácido carbônico, o CO 2 em solução é representado como ácido carbônico. Evidentemente, o ph resultante irá depender da pressão parcial de CO 2 existente. Em sistemas abertos, em equilíbrio com a atmosfera, p CO2 = 10-3,5 (3,16x10-4 ) atm. Em sistemas fechados, como o existente em aqüíferos confinados ou corpos d água estratificados, a pressão parcial do CO 2 pode ser bem superior à atmosférica influenciando a formação de bicarbonato dissolvido, o ph e a solubilidade de carbonatos. Para p CO2 = 10-3,5 (3,16x10-4 ) atm e considerando uma temperatura de 25 o C, o ph esperado para a água é de 5,66. Evidentemente, a presença de outras espécies em solução pode alterar o ph observado (Drever, 1997). Embora o conceito de acidez da água esteja, intuitivamente, ligado a um ph inferior a 7,0, do ponto de vista operacional, dividi-se a acidez em:

7 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS 51 acidez devido ao ácido carbônico: existente quando a água apresenta um ph entre 3,7 (virada do alaranjado de metila) e 8,3 (virada da fenolftaleína), faixa esta que compreende o início da dissociação do ácido carbônico em bicarbonato e o início da transformação deste em carbonato. Desta forma, a acidez devido ao ácido carbônico é determinada através de uma titulação com NaOH até ph 8,3 (virada da fenolftaleína). acidez devido à presença de ácidos fortes: quando a água apresenta um ph inferior a 3,7. Neste caso, utiliza-se como indicador o alaranjado de metila na titulação com NaOH. Em águas naturais, esta capacidade de neutralização é, geralmente, função do sistema carbonato descrito pelas reações (a) a (d) acima. No entanto, como outras espécies podem, eventualmente, estar presentes, tais como ácidos orgânicos dissociados, amônia, silicatos, fosfatos, a alcalinidade possui uma definição mais ampla (Pedrosa e Caetano, 2002). Alcalinidade = HCO CO OH - + silicatos + boratos + fosfatos +... De modo análogo à acidez, a alcalinidade é determinada através de uma titulação com ácido forte (H 2 SO 4 ). Neste caso, também, são utilizados como indicadores o alaranjado de metila e a fenolftaleína. Via de regra, utiliza-se a alcalinidade como sendo devido apenas à presença de bicarbonato, carbonato e hidróxidos: Alcalinidade = HCO CO OH - A alcalinidade total é a soma da alcalinidade produzida por todos estes íons presentes numa água. Águas que percolam rochas calcárias (calcita) geralmente possuem alcalinidade elevada. Granitos e gnaisse possuem poucos minerais que contribuem para a alcalinidade das águas subterrâneas. A alcalinidade total de uma água é expressa em mg L -1 de CaCO 3 (Pedrosa e Caetano, 2002). Esgotos e efluentes usualmente têm alcalinidades altas devido à presença de silicatos e fosfatos. A alcalinidade alta em águas naturais pode impossibilitar seu uso para irrigação e pode ser indicação de contaminação por efluentes industrias (

8 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS Bicarbonato (HCO 3 - ) e Carbonato (CO 3 = ) Os íons bicarbonato e carbonato são comuns nas águas meteóricas devido ao contato com o CO 2 da atmosfera, originando as águas carbonatadas e/ou bicarbonatas. O H 2 CO 3 produzido devido à dissolução do CO 2 é dissociado conforme a reação reversível. H 2 CO 3 HCO H + K = 10-6,4 O bicarbonato por sua fez se dissocia em: HCO 3 - CO 3 = + H + K = 10-10,3 O somatório das espécies ácido carbônico, bicarbonato e carbonato é chamado de carbono inorgânico total. E, se a alcalinidade total é fruto apenas do carbono inorgânico total, então, baseado na medida de ph e da alcalinidade é possível calcular o teor de bicarbonato e de carbonato presentes (Deutsch, 1997): HCO 3 - (mg/l) = Alcalinidade(mg CaCO3 /L)x61/[1+(2x10-10,3 /10 -ph )x50] CO 3 = (mg/l) = Alcalinidade(mg CaCO3 /L)x60/[2+(10 -ph /10-10,3 )x50] As águas ácidas devido ao CO 2 dissolvido, em contato com rochas carbonatadas, principalmente calcário, dissolvem o carbonato formando bicarbonato. CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 As águas altamente mineralizadas quando emergem para condições de menores pressões, ocorre a decomposição do Ca(HCO 3 ) 2 com deposição do CaCO 3 (Falcão, 1978). Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Segundo Scopel et al. (2005), as concentrações de HCO - 3 podem resultar da dissolução dos feldspatos sódico e calcário. Celligoi e Duarte (2002) explicam o caráter bicarbonatado das águas pela presença de regiões com relativa densidade de vegetação nas áreas de recarga, por meio da dissociação iônica do ácido carbônico formado com a produção de CO 2 atmosférico e do solo, bem pela hidrólise dos minerais cálcio-silicáticos. O bicarbonato, quando predominante sobre os outros ânions (sulfato e cloreto), indica que a água não é de circulação regional com longos tempos de

9 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS 53 residência, pois a evolução normal de uma água de circulação regional é que sucessivamente os seguintes íons dominem: HCO - 3, SO = 4 e Cl - (Beato et al., 1999). Segundo Mestrinho (2006), as águas bicarbonatadas mais superficiais transformam-se em cloretadas com a profundidade através da adição de cloreto por difusão iônica ou devido à dissolução de halita. 3.9 Cloretos (Cl - ) O cloro se encontra em concentrações menores que 100 mg/l. Forma compostos muito estáveis e possui uma tendência de se enriquecer, junto com o sódio, a partir das zonas de recarga das águas subterrâneas. As concentrações elevadas podem ser indicadores de contaminação por água do mar e por aterros sanitários (Pedrosa e Caetano, 2002; Zimbres, 2005). Segundo Masterton et al. (1990), os metais alcalinos são extraídos de cloretos minerais (NaCl, KCl). Estes minerais são encontrados em leitos de lagos secos em regiões áridas, ou em depósitos subterrâneos formados pela evaporação de mares antigos. As águas drenando folhelhos freqüentemente apresentam Cl - e Na + que podem ser originados do aprisionamento da água do mar durante a deposição da rocha (Mestrinho, 2006). Uma possível procedência do cloreto, junto ao sulfato, poderia estar relacionada com a água da chuva, pois é uma das espécies abundantes na precipitação atmosférica. (Menegasse, 2003) ou pode ser proveniente da sodalita (Na 4 (AlSiO 4 ) 3 Cl) (Peroni, 2003) e da apatita (Ca 5 (PO 4 ) 3 (F,OH,Cl) (Pádua, 2005) Sulfatos (SO 4 = ) O sulfato na água subterrânea pode ter origem da oxidação das piritas, conforme a reação: férrico: 2 FeS O H 2 O 2 FeSO H 2 SO 4 O sulfato ferroso em presença de excesso de oxigênio passa a sulfato 4 FeSO H 2 SO 4 + O 2 2 Fe 2 (SO 4 ) H 2 O

10 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS 54 O ciclo pode continuar e o sulfato pode ser reduzido a sulfeto devido à ação orgânica. O sulfato férrico hidroliza-se dando o respectivo óxido hidratado, permanecendo somente em solução em águas com ph menores que 4. O óxido hidratado formado precipitará assim que as águas emergirem. (Falcão, 1978). O sulfato também pode resultar da dissolução de gipso (Peroni, 2003; Scopel et al., 2005), sendo sulfato de cálcio hidratado (CaSO 4.2H 2 O) distribuído nas rochas sedimentares, podendo ser favorecido pela presença de cloreto de sódio, e das precipitações atmosféricas, podendo conter sulfatos em torno de 2 ppm sendo proveniente das poeiras e da decomposição das matérias orgânicas pelas bactérias (Pádua, 2005; Menegasse, 2003). Muitos dos processos físico-químicos que ocorrem no sistema águas-rochaatmosfera têm características óxido-redutoras. Sulfetos insolúveis são oxidados na presença de oxigênio a sulfatos. A velocidade de oxidação depende do tamanho dos grãos dos sulfetos, fluxo de oxigênio, etc. Este processo de erosão de rochas eruptivas dá origem ao enriquecimento das águas subterrâneas com o ânion sulfato Sódio (Na) O sódio é o elemento químico mais encontrado nas águas subterrâneas. Suas principais fontes são o mineral feldspato plagioclástico (sódico), sendo pouco resistente aos processos do intemperismo químico (Pedrosa e Caetano, 2002), e os minerais de argila (Pádua, 2005), logo é um mineral dissolvido facilmente com redução do gás carbônico (CO 2 ) na água subterrânea (Scopel et al, 2005). 2 NaAlSi 3 O CO H 2 O 2 Na HCO Al 2 Si 2 O 6 (OH) 4 albita coalinita A presença do sódio na água subterrânea também pode estar relacionada à intrusão salina, ocorrendo nas regiões costeiras onde os aqüíferos estão em contato com a água do mar. No resíduo, o sódio pode estar na forma de sulfato, carbonato, bicarbonato, nitrato e principalmente cloreto (Falcão, 1978). Nas águas subterrâneas, o teor se sódio varia entre 0,1 e 100 mg/l, sendo que há um enriquecimento gradativo a partir das zonas de recarga (Pedrosa e Caetano, 2002).

11 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS Potássio (K) Está geralmente associado ao sódio, mas em concentrações mais baixas nas águas naturais já que as rochas que contem potássio são relativamente resistentes à ação do tempo (CETESB, 2005). Segundo Falcão (1978), o potássio se apresenta em menos quantidade porque, na erosão dos silicatos alcalinos, uma parte está retida na solução iônica e a outra pode ser absorvida pelas argilas ou formar micas juntamente com o alumínio, e também a vegetação é responsável pela absorção de grande quantidade de potássio no solo (Pádua, 2005). Suas principais fontes são os fertilizantes usados na agricultura e os minerais feldspato potássico, mica muscovita e biotita. Nas águas subterrâneas, seu teor médio é inferior a 10 mg/l, sendo mais freqüentes valores entre 1 e 5 mg/l (Pedrosa e Caetano, 2002). As equações seguintes mostram as dissoluções do feldspato potássico e mica muscovita (Drever, 1997). 2 KAlSi 3 O H H 2 O Al 2 Si 2 O 5 (OH) K H 4 SiO 4 feldspato K caulinita 3 KAlSi 3 O H H 2 O KAl 3 Si 3 O 10 (OH) K H 4 SiO 4 muscovita KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 + H H 2 O 3 Al(OH) 3 + K H 4 SiO 4 muscovita Para a biotita, a equação de dissolução é (Deutsch, 1997): K 2 [Si 6 Al 2 ]Mg 4 Fe 2 O 20 (OH) H H 2 O + ½ O 2 Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + Fe(OH) H 4 SiO K Cálcio (Ca) O cálcio é, freqüentemente, encontrado em águas devido à riqueza do elemento em rochas silicatadas e carbonatadas na litosfera (Falcão, 1978) e está geralmente sob a forma de carbonato e bicarbonato. As principais fontes de cálcio são calcita, aragonita, dolomita, anidrita e gesso. Nas rochas ígneas e metamórficas, as fontes de cálcio são os seguintes minerais: apatita, volastonita,

12 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS 56 fluorita, os feldspatos cálcicos, os anfibólios e os piroxênios. O carbonato de cálcio é muito pouco solúvel em água pura. Devido ao intemperismo, o cálcio é solubilizado sob a forma de bicarbonato e sua solubilidade está em função da quantidade de gás carbônico dissolvido, que por sua vez, dependerá da temperatura e da pressão (Pedrosa e Caetano, 2002) Magnésio (Mg) O elemento magnésio possui um comportamento geoquímico semelhante ao cálcio e, geralmente, estão sempre acompanhados. Diferente do cálcio, forma sais mais solúveis. O magnésio pode ser oriundo da dissolução de minerais como biotita, anfibólicos (Zimbres, 2005) e ferromagneisanos (piroxênios e olivinas) (Scopel et al., 2005). Esses minerais são mais estáveis diante do intemperismo químico do que os minerais fornecedores de cálcio, por isso sua concentração nas águas subterrâneas é menor do que a concentração do cálcio. Em regiões onde ocorre a presença de rochas carbonáticas, o mineral dolomita é grande fornecedor de magnésio. O magnésio também pode ter origem a partir do mineral epsomita, associado aos minerais sulfatados, o qual está depositado como eflorescência sobre as rochas, nas galerias das minas e sobre as paredes das rochas (Peroni, 2003; Machado et al., 2005). Sua presença nas águas subterrâneas ocorre com teores entre 1 e 40 mg/l e nas regiões próximas ao litoral (Pedrosa e Caetano, 2002). Algumas relações iônicas são usadas para indicar a origem dos constituintes presentes na água, como por exemplo, Mg/Ca (Custódio e Llhamas, 1976, retirado de Mestrinho, 2006): Mg/Ca 5 para águas oceânicas; entre 0,3 1,5 em águas continentais; 1 para águas percolando em terrenos calcários ou dolomíticos; > 1 em terrenos basálticos, ricos em silicatos magnesianos. Deve-se levar em conta que processos de precipitação da calcita, troca iônica, mistura com água do mar e outros, podem alterar essa relação e, portanto, pode não refletir a natureza do terreno por onde a água percola.

13 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS Fluoreto (F - ) O flúor é um elemento encontrado em pequenas quantidades nas águas subterrâneas. Segundo Martins et al. (2002), a mineralização com flúor deve estar associada à percolação das águas por veios hidrotermais e, também, pela dissolução de minerais como apatita, fluorita, biotita e anfibólios, passando para as soluções aquosas na forma de íons fluoreto, de alta mobilidade. Pode formar complexos estáveis com elementos como Al, Fe, B e Ca. Deste modo, no ciclo geoquímico, o flúor pode ser removido das águas pela coprecipitação com óxidos secundários de Fe como com o Al na forma de fosfatos. O flúor é originado de atividades industriais como siderurgia, fundições, fabricação do alumínio, de louças e esmaltados, vidros, teflon, entre outros (Zimbres, 2005). Segundo Scopel et al. (2005), devido à falta de uma fonte de cloreto no basalto, este íon não é comum em concentrações elevadas na água Nitrato (NO 3 - ) O nitrato ocorre nas águas por dissolução de rochas evaporitos (CETESB, 2004) ou por oxidação bacteriana de matéria orgânica de origem animal. O nitrato é um contaminante que tem vindo a aumentar nas águas subterrâneas devido ao crescimento das atividades agrícolas através do uso de fertilizantes, das lixeiras e dos esgotos não controlados na superfície dos solos (Duque, 1997). Segundo Hindi (2001), a presença de nitrato, cloreto e sódio pode ser indicativo de contaminação por efluentes domésticos. O nitrato é facilmente dissolvido nas águas subterrâneas e é muito móvel em fluxos subsuperficiais, difundindo-se muito rápido através do meio fraturado em subsuperficie (Scopel et al., 2005) Lítio (Li) O lítio é um elemento encontrado em quantidades muito pequenas na água. Segundo Falcão (1978), sua origem não é bem definida podendo ser de origem juvenil ou à erosão, resultando da solubilização de minerais litíferos de rochas,

14 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS 58 como as micas (ambligonita). Pode ter também origem proveniente de evaporitos onde substitui o sódio em pequenas quantidades. No resíduo está sob a forma de cloreto. Segundo Beato et al. (1999), o lítio se encontra associado aos feldspatos, onde substitui o potássio na estrutura mineral. Peroni (2003) relaciona a sua presença aos pegmatitos, nos quais está associado ao quartzo e aos minerais portadores de lítio. O lítio tem uma relação diagonal com o magnésio e é encontrado em minerais de magnésio, nos quais substitui o íon magnésio (Atkins e Jones, 2001), podendo estar presente em rochas carbonáticas Ferro (Fe) O ferro é um elemento presente em pequenas concentrações na maioria das águas subterrâneas e sua origem está relacionada à presença de sedimentos argilosiltosos ricos em matéria orgânica (Beato et al., 1999). Suas fontes são os efluentes industrias e os minerais portadores de Fe: magnetita, biotita, pirita, micas, piroxênio e anfibólicos. Está sempre acompanhado pelo manganês. O ferro aparece principalmente devido à dissolução do minério pelo gás carbônico da água, conforme a reação (CETESB, 2005): Fe + CO 2 + ½ O 2 FeCO 3 A forma mais comum que o ferro solúvel é encontrado em águas é como bicarbonato ferroso Fe(HCO 3 ) 2. Está presente, nesta forma, em águas subterrâneas profundas que, ao saírem do poço, são incolores e limpas, mas ao entrarem em contato com o oxigênio do ar sofrem oxidação, originando o hidróxido férrico, que é insolúvel e se precipita, fornecendo uma cor amarelada nada agradável à água (Morgado, 1999). A reação envolvida é a seguinte: 4 Fe(HCO 3 ) 2 + O 2 + 2H 2 O 4 Fe(OH) 3 + 8CO 2 4 Fe(OH) 3 2Fe 2 O 3 + 6H 2 O A perda da capacidade específica de poços profundos ocorre devido à precipitação do ferro presentes nas águas. Estas incrustações são resultantes da atividade das ferro-bactérias, provenientes do uso de substâncias orgânicas

15 PROPRIEDADES QUÍMICAS E FÍSICO-QUÍMICAS ESTUDADAS 59 emulsificantes e polifosfatos nos processos de perfuração e desenvolvimento dos poços, criando condições favoráveis a sua proliferação (Zimbres, 2005) Sílica (SiO 2 ) A maior parte da sílica (SiO 2 ) presente nas águas é resultante do ataque das águas aos silicatos. As experiências de Krauskopf provaram que a sílica em solução está na maior parte das vezes sob a forma de ácido silícico (H 4 SiO 4 ) não ionizado (Falcão, 1978). A sílica, quando apresenta moderadas correlações com o ferro e o níquel, pode ter sua origem na dissolução dos minerais ferromagnesianos dos anfibolitos e também proveniente dos feldspatos (Beato et al., 1999). Segundo Brown (1967), a baixa quantidade de sílica encontrada nas águas se atribui à lenta dissolução dos silicatos e a atividade dos organismos que a usam. Celligoi e Duarte (2002) consideram que um teor relativamente reduzido de sílica nas águas é proveniente de águas de arenitos, com baixo tempo de residência, uma vez que neste tipo de rocha a sílica praticamente se encontra de forma livre nos minerais essenciais silicáticos como o quartzo, sendo muito menos solúvel do que na forma de sílica combinada. Logo, uma grande concentração de sílica pode indicar água proveniente de terrenos vulcânicos ou bacias sedimentares formadas a partir da erosão das rochas vulcânicas (Pádua, 2005) devido à ação do ácido carbônico presentes nas águas. (Peroni, 2003) Bromo (Br) Segundo Falcão (1978), quando presentes nas águas, geralmente está acompanhado do cloro e tem como este origem marinha. As salgemas possuem quantidades de bromo consideráveis. No resíduo, encontra-se sob a forma de brometo de sódio ou de magnésio.