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U N I V E R S I D AD E D O V AL E D O I T AJ AÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DA TERRA E DO MAR Curso de Engenharia Ambiental
QUALIDADE DE ÁGUA SUBTERRÂNEA EM REGIÃO DE ATIVIDADE
AGRO-PECUÁRIA INTENSIVA: Caso de Chapecó.
Ac: Flávia Badalotti Scaravelli
Orientador: Sérgio Freitas Borges, MSc
Itajaí, dezembro/2012
ii
U N I V E R S I D AD E D O V AL E D O I T AJ AÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
DA TERRA E DO MAR Curso de Engenharia Ambiental
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
QUALIDADE DE ÁGUA SUBTERRÂNEA EM REGIÃO DE ATIVIDADE
AGRO-PECUÁRIA INTENSIVA: Caso de Chapecó.
Flávia Badalotti Scaravelli
Monografia apresentada à banca examinadora do Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Ambiental como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Ambiental.
Itajaí, dezembro/2012
iii
iv
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho a todas as pessoas que
estão comigo todos os dias me apoiando e dando
estrutura para que esse seja um sonho possível.
Minha mãe Amália, Minha irmã Cintia
Meu namorado Guilherme e Meu pai Clóvis.
"Seja a mudança que você deseja ver no mundo."
Mahatma Gandhi
v
AGRADECIMENTOS
Gostaria de demonstrar minha gratidão a todas as pessoas envolvidas direta e
indiretamente no desenvolvimento deste trabalho, em especial:
Primeiramente agradeço a Deus, por me dar a graça da vida com saúde e proteção.
Ao professor Sérgio Freitas Borges que me acompanhou desde a ideia de projeto até sua
concretização, muito obrigada pela paciência, ajuda e incentivo.
A coordenadora Janete Feijó por sempre estar a postos diante de nossas necessidades,
obrigada pelo convívio, apoio, compreensão e amizade.
A coordenadora Kátia Kuroshima, por ceder a oportunidade de utilizar da estrutura do
laboratório de oceanografia química para realizar a analise laboratorial das amostrar e me
acompanhar no desenvolvimento do trabalho com sugestões sempre construtivas.
A prof. Cristina Horita, por estar sempre a postos diante das dúvidas referentes ao trabalho
e demais assuntos pertinentes
Aos demais professores do curso, que me acompanharam durante a graduação e foram tão
importantes na minha formação como um profissional pronto para enfrentar o mercado.
A Karol Fracalossi, monitora do laboratório de oceanografia química, que me auxiliou nos
procedimentos de analise dos parâmetros de forma muito regrada e atenciosa. Karol, sem
você eu não teria conseguido. Obrigada!
O Sr. Mariano Smaniotto, meu tio, que me apoiou desde que demonstrei interesse em
realizar o trabalho nesta area de atuação e ofereceu apoio tecnico-cientifico para a
realização do trabalho, inclusive por disponibilizar a equipe técnica de auxilio durante as
coletas de amostras.
A minha mãe, Amália, que sempre me apoiou e prestou estrutura para que tudo se tornasse
possível.
A minha irmã Cintia, pelo companheirismo e palavras de incentivo.
Aos amigos pela ajuda, força e incentivo no dia a dia.
vi
RESUMO
Analisar e monitorar a qualidade de água subterrânea é essencial, pois o aquífero é um
grande reservatório de água deve ser protegido pois além do impacto direto ao recurso
natural a água subterrânea quando contaminada é muito difícil de ser recuperada, pois os
processos são muito dispendiosos. Em locais onde existem atividades agropecuárias
intensivas a atenção deve ser redobrada, pois o aporte de nutrientes no solo é maior e a
possibilidade de contaminação também aumenta. Chapecó (SC) é uma cidade que se
destaca no cenário agro-econômico por ter a atividade desenvolvida em larga escala na
região rural. Este trabalho tem por objetivo analisar a qualidade da água subterrânea na
zona rural do município, em lugares onde existem atividades agropecuárias como a
suinocultura, avicultura e agricultura. Foram coletadas 20 amostras na zona rural do
município, de forma randômica, desde que se encontrassem próximas a atividades
agropecuárias. Os parâmetros analisados foram o Nitrato, Nitrito, Amônio, Fosfato,
Condutividade e pH. Dentre os resultados, nenhum dos parâmetros esteve em
desconformidade com a legislação, porém a presença constante de nitrato (valor máximo
encontrado, 4,8293 mg /l contra que o máximo permitido por lei é 10mg/l) evidencia que a
água está recebendo um aporte de nutrientes, principalmente os nitrogenados. Esta
situação se confirma quando é realizada a comparação com os resultados obtidos por
Nicolai, 2000 onde 75% das amostras analisadas possuíam concentração abaixo de 1 mg/l
de NO3, contra os valores atuais onde 55% resultaram valores maiores que 3 mg/l de NO3.
Essa situação demonstra que a concentração de nitrato era inferior a dos dias de hoje.
Palavras-chave: poluição manancial subterrâneo, suinocultura, compostos nitrogenados,
contaminação de água subterrânea, diagnóstico ambiental.
vii
ABSTRACT
Analyze and monitor the quality of groundwater is essential because the aquifer is a large
water reservoir must be protected because in addition to the direct impact of natural resource
when contaminated groundwater is very difficult to be recovered, because the processes are
very expensive. In places where agricultural activities are intensive attention must be
redoubled, because the supply of nutrients in the soil is greater and the possibility of
contamination increases. Chapecó (SC) is a city that stands out in the agro-economic activity
by having developed largely in the countryside. This study aims to analyze the quality of
groundwater in the rural area, in places where there are agricultural activities such as swine,
poultry and agriculture. 20 samples were collected in the rural area, randomly, since they met
near agricultural activities. The parameters analyzed were nitrate, nitrite, ammonium,
phosphate, pH and conductivity. Among the results, none of the parameters was in violation
of the law, but the constant presence of nitrate (maximum value found, 4.8293 mg / l against
the legal maximum is 10mg / l) shows that the water is getting a supply of nutrients,
especially nitrogen. This is confirmed when the comparison is performed with the results
obtained by Nicolai, 2000 where 75% of the samples had concentrations below 1 mg / l NO3,
against the current values where 55% resulted in values greater than 3 mg / l NO3. This
demonstrates that the nitrate concentration was lower than today's.
Keywords: source pollution underground, swine, nitrogen compounds, contamination of
underground water, environmental diagnosis.
viii
SUMÁRIO
DEDICATÓRIA ..................................................................................................................... iv
AGRADECIMENTOs ............................................................................................................. v
Resumo ................................................................................................................................ vi
Abstract ................................................................................................................................ vii
Sumário ............................................................................................................................... viii
Lista de Figuras .................................................................................................................... xi
Lista de Tabelas .................................................................................................................. xiii
Lista de Abreviaturas ........................................................................................................... xiv
1 Introdução ....................................................................................................................... 1
2 Objetivos......................................................................................................................... 3
2.1 Geral........................................................................................................................ 3
2.2 Específicos .............................................................................................................. 3
3 Fundamentação Teórica ................................................................................................. 4
3.1 Caracterização da Área de estudo ........................................................................... 4
3.1.1 Localização ...................................................................................................... 4
3.1.2 Climatologia ...................................................................................................... 4
3.1.3 Precipitação ...................................................................................................... 5
3.1.4 Temperatura ..................................................................................................... 5
3.1.5 Evapotranspiração ............................................................................................ 6
3.1.6 Ciclo Hidrológico ............................................................................................... 6
3.1.7 Pedologia ......................................................................................................... 8
3.1.8 Geologia e Geomorfologia .............................................................................. 12
ix
3.1.9 Hidrogeologia ................................................................................................. 14
3.1.10 Hidrografia ...................................................................................................... 15
3.2 Atividades agropecuárias– suinocultura ................................................................. 16
3.2.1 A Agricultura em Chapecó e em Santa Catarina ............................................. 18
3.3 Ciclos Biogeoquímicos – Nitrogênio e Fósforo ....................................................... 19
3.3.1 Nitrogênio ....................................................................................................... 19
3.3.2 Fósforo ........................................................................................................... 20
3.4 Parâmetros químicos analisados e doenças associadas à sua ingestão ............... 21
3.4.1 pH e Condutividade elétrica ............................................................................ 21
3.4.2 Nitrato ............................................................................................................. 22
3.4.3 Nitrito .............................................................................................................. 24
3.4.4 Amônio ........................................................................................................... 24
3.4.5 Fosfato ........................................................................................................... 25
3.5 Legislação ............................................................................................................. 25
4 Metodologia .................................................................................................................. 27
4.1 Metodologia de Campo .......................................................................................... 27
4.2 Análise das possibilidades de contaminação e vulnerabilidade do aquífero........... 31
4.3 Análises Laboratoriais ........................................................................................... 33
4.3.1 Procedimento de Análise ................................................................................ 33
4.3.2 Procedimento de cálculo ................................................................................ 35
5 Resultados e Discussão ............................................................................................... 35
5.1 Vulnerabilidade do aquífero ................................................................................... 35
5.2 Parâmetros Físico-químicos analisados ................................................................ 36
x
5.2.1 Nitrato ............................................................................................................. 40
5.2.2 Nitrito .............................................................................................................. 44
5.2.3 Nitrogênio Amoniacal Total ............................................................................. 47
5.2.4 Fosfato ........................................................................................................... 50
5.3 Comparação com outros autores: .......................................................................... 52
6 Considerações Finais ................................................................................................... 54
7 Referências .................................................................................................................... 1
xi
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 Localização do município de Chapecó a nível estadual e federal. Fonte: Autora. .... 4
Figura 2 Temperaturas observadas durante 25 anos. Fonte: PROESC, 2002. ...................... 5
Figura 3 Evapotranspiração mensal média de Chapecó. Fonte de dados: PROESC, 2002. .. 6
Figura 4. Representação gráfica do balanço hídrico do Município de Chapecó. Fonte:
PROESC (2002). ................................................................................................................... 8
Figura 5 Pedologia do Município de Chapecó. Fonte: EMBRAPA, 1993. ............................. 11
Figura 6 Mapa geológico da área de Estudo. ....................................................................... 13
Figura 7. Mapa de Santa Catarina com vista superior e perfil lateral dos aquíferos. Fonte:
Zanatta & Coitinho, 2002. .................................................................................................... 14
Figura 8 Qualidade das águas superficiais de Santa Catarina. Fonte: PROESC, 2002 apud
SANTA CATARINA. ............................................................................................................. 16
Figura 9. Procedimento de coleta de água e estruturas componentes do poço tubular. Fonte:
Leão Poços .......................................................................................................................... 28
Figura 10 Localização dos pontos na área de coleta e no município. Fonte: Autora. ........... 30
Figura 11. Fluxograma para estudo de vulnerabilidade a partir do método GOD. Fonte:
Foster & Hirata, 1993. .......................................................................................................... 32
Figura 12. Quadro de resultados da aplicação do índice GOD e seus respectivos Graus de
Vulnerabilidade. Fonte: Foster & Hirata, 1993...................................................................... 33
Figura 13 Altitude de cada ponto. Fonte: Autora. ................................................................. 37
Figura 14 Intervalos e porcentagem de ocorrência de condutividade(µS/cm). Fonte: Autora.
............................................................................................................................................ 38
Figura 15 Intervalos e porcentagem de ocorrência do pH. Fonte: Autora. ............................ 39
Figura 16 Intervalos e porcentagem de ocorrência de Nitrato. Fonte: Autora. ...................... 40
Figura 17 Culturas fixadoras de nitrogênio no solo localizadas no ponto 15 (feijão) e 7
(milho). ................................................................................................................................ 42
xii
Figura 18 Isolinhas de contaminação NO3 ........................................................................... 43
Figura 19 Intervalos e porcentagem de ocorrência de Nitrito. Fonte: Autora. ....................... 44
Figura 20 Isolinhas de contaminação de NO2. ..................................................................... 46
Figura 21 Intervalos e porcentagem de ocorrência de N Amoniacal. Fonte: Autora. ............ 47
Figura 22 Isolinhas de contaminação de N amoniacal. ........................................................ 49
Figura 23 Intervalos e porcentagem de ocorrência de Fosfato. Fonte: Autora. .................... 50
Figura 24 Isolinhas de Contaminação de PO4. .................................................................... 51
xiii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Balanço Hídrico de Chapecó. Fonte: PROESC (2002). ........................................... 7
Tabela 2. Principais componentes dos dejetos de suínos, fezes e urina, expresso por 1000
Kg de peso vivo. Fonte: PERDOMO, 2001. ......................................................................... 18
Tabela 3 Limites para Nitrogênio Amoniacal Total – Classe 1. Fonte: Resolução Conama
357. ..................................................................................................................................... 26
Tabela 4. Relação de Pontos ............................................................................................... 29
Tabela 5 Resultados das Análises Laboratoriais. Fonte: Autora. ......................................... 36
Tabela 6 Comparação de Nitrato com Nicolai, 2000 ........................................................... 52
xiv
LISTA DE ABREVIATURAS
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
CASAN - Companhia Catarinense de Águas e Saneamento
CRM - Companhia Riograndense de Mineração
EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
EPA - United States Environmental Protection Agency
pH - Potencial Hidrogeniônico
PROESC - Projeto Oeste de Santa Catarina
USGS – United States Geological Survey (Vistoria Geológica dos Estados Unidos, tradução)
1
1 INTRODUÇÃO
A região oeste do Estado de Santa Catarina desenvolve atividades agro-industriais
desde a década de 40, quando chegaram os primeiros colonizadores imigrantes. Aos
poucos foi ganhando espaço no cenário catarinense, tornando-se a principal atividade
econômica da região e a base da economia da cidade de Chapecó e de outros municípios
da região (CIASC, 2002).
Em toda região oeste de Santa Catarina, a água subterrânea passou a ser uma
alternativa de utilização, assim que começaram a surgir as primeiras evidencias de que os
mananciais superficiais já estavam contaminados, em decorrência do crescimento das
atividades agropecuárias, aumento da população e dos efluentes domésticos que são
produzidos diariamente. Os frigoríficos que consomem grandes quantidades de água, são
abastecidos por águas superficiais e subterrâneas para garantir seu suprimento diário
(PROESC, 2002).
Estima-se que no Brasil 51% da distribuição de água potável para a população seja de
origem subterrânea e existem cerca de 200.000 poços tubulares profundos e milhões de
poços escavados. Este grande consumo ocorre porque se acredita que a água subterrânea
não é diretamente afetada pela poluição como os recursos hídricos superficiais (FOSTER &
HIRATA, 1993).
Em Santa Catarina, na região oeste, a existência de poucos dados sobre o manancial
subterrâneo implica no desconhecimento do poder público e da população sobre a situação
em que se encontra este recurso hídrico. A dificuldade do poder público em fiscalizar as
atividades potencialmente poluidoras acaba expondo o manancial a um risco maior de
contaminação.
Dentre as vantagens do uso das águas subterrâneas comparadas ao uso das águas
superficiais está a sua qualidade, pois a água subterrânea não necessita de processos de
tratamento complexos e a economia oferecida por aderir a esse tipo de abastecimento, pois
evita a construção de grandes obras como barragens para captação, adutoras ou estação
de tratamento. Ainda destaca-se que o tempo de construção do sistema superficial que
chega a durar anos, dependendo de sua dimensão, é bem superior a da perfuração e
instalação de um poço tubular profundo que dura em média 3 meses para a finalização do
sistema e início de abastecimento. (ZANATTA & COITINHO, 2002).
O conhecimento da vazão de abastecimento e uso das águas subterrâneas na cidade,
também é muito importante para o dimensionamento da rede de esgotos, pois o uso
2
clandestino de água subterrânea, sobrecarrega o sistema podendo causar inúmeros
problemas antes mesmo que o efluente domiciliar chegue a Estação de Tratamento.
Outro ponto importante do uso do manancial subterrâneo é o suprimento de áreas
distantes dos centros urbanos, pois uma extração pontual é uma boa solução para a
economia na distribuição de água a longas distâncias.
Em Santa Catarina, os usos predominantes da água subterrânea são principalmente
para o abastecimento urbano, a fim de evitar o uso de águas superficiais que por estarem
mais vulneráveis, possuem maior risco de estar comprometidas pela poluição. Também é
utilizada para abastecimento rural, industrial e turismo e lazer com as águas termais que
emergem com temperatura maior que 30ºC e são utilizadas para fins terapêuticos
(ZANATTA & COITINHO, 2002).
A poluição do manancial subterrâneo pode acontecer de diversas formas, tais como
vazamentos de açudes de armazenamento de produtos químicos, tanques de
armazenamento subterrâneo, infiltração de fertilizantes agrícolas, produtos químicos de
combate a pragas, encanamentos utilizados para injetar resíduos tóxicos no subsolo,
derramamento de petróleo, aterros sanitários, poços construídos inadequadamente, fossas
sépticas, cemitérios, saneamento “in situ” (MILLER, 2007).
Existem poucos estudos sobre o comportamento do transporte dos contaminantes nos
aquíferos e assim torna-se difícil predizer quais serão os efeitos, porém sabe-se que os
fluxos são lentos, e assim a contaminação também se torna lenta. Por este motivo as
autoridades administradoras dos recursos hídricos despreocupam-se sobre a contaminação
dos recursos hídricos subterrâneos (FOSTER & HIRATA, 1993).
A contaminação das águas subterrâneas deve ser evitada não só pelo impacto direto ao
recurso, mas também pelos custos excessivos e pela dificuldade da recuperação e
tratamento da qualidade destas águas. Segundo Rebouças et Al (1999) quando uma obra
de captação de água subterrânea é construída sem atender aos requisitos técnicos e
cuidados mínimos para a proteção do recurso hídrico, este local poderá se transformar em
um foco de contaminação.
No município de Chapecó e região, estão instalados aproximadamente 2726 poços
tubulares. A cidade sofre grandes períodos de estiagem anualmente, reduzindo
drasticamente a vazão dos rios e afetando a qualidade e a quantidade de água distribuída
pelo órgão responsável (CASAN), assim o racionamento é inevitável durante estes períodos,
3
por isso é que alguns usuários optam por perfurar um poço em seus domicílios para que o
suprimento de água seja contínuo (PROESC, 2002).
2 OBJETIVOS
2.1 GERAL
Caracterizar a qualidade atual das águas subterrâneas na zona rural do município de
Chapecó.
2.2 ESPECÍFICOS
a) Analisar parâmetros químicos e ver a conformidade com a legislação vigente;
b) Comparar os resultados obtidos;
c) Encontrar a vulnerabilidade do aquífero e do solo da área de estudo e comparar com
os resultados;
d) Diagnosticar as possíveis fontes de contaminação caso for constatada;
e) Analisar distribuição espacial dos teores de cada parâmetro analisado.
4
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
3.1.1 Localização
O município de Chapecó está localizado na região sul do Brasil, na micro região Oeste
do estado de Santa Catarina entre as coordenadas 27°05’47” de latitude sul e 52° 37’ 06” de
longitude oeste. A Figura 1 representa a localização do município a nível estadual e federal. A
altitude média do município é de 674 metros acima do nível médio do mar, e possui área de
624,3 km² sendo que 81,9% do total são áreas rurais (Prefeitura Municipal, 2012).
Figura 1 Localização do município de Chapecó a nível estadual e federal. Fonte: Autora.
3.1.2 Climatologia
O clima predominante na região a qual o município pertence, segundo a classificação
de Wladimir Köppen, é o Cfa que é denominado Clima Subtropical, mesotérmico úmido com
verões quentes (PEEL; FINLAYSON; FINLAYSON, 2007).
5
3.1.3 Precipitação
A precipitação média anual é de 2.610,8 mm e média mensal de 217,5 mm. A região
oeste de Santa Catarina possui grande variação de altitude, podendo ocorrer elevações que
variam entre 200 e 1400 metros, esse relevo cria condições para ocorrerem chuvas
orográficas e convectivas regionais influenciando na distribuição local das chuvas
(PROESC, 2012).
3.1.4 Temperatura
Durante 25 anos de observação na estação meteorológica do município de Chapecó, a
maior média de temperaturas máximas foi de 28,9 °C e ocorreu no mês de janeiro, a menor
média de temperaturas mínimas foi de 10,4 °C. A amplitude da temperatura média mensal
está entre 14°C e 23,2° C, comparado a outros locais, trata-se de uma grande variação de
temperatura mensal e isso está relacionado a questões de hipsometria (altitude) e
continentalidade que varia com a latitude e longitude. A Erro! Fonte de referência não
encontrada. apresenta as médias de temperatura mensal, máxima e mínima (PROESC,
2002).
Figura 2 Temperaturas observadas durante 25 anos. Fonte: PROESC, 2002.
6
3.1.5 Evapotranspiração
A evapotranspiração é o processo em que a água que está na terra aquece com o calor
do sol e entra no estado de vapor direcionando-se à atmosfera. Ocorre evaporação nas
águas dos rios, lagos, oceano e umidade do solo, transpiração das plantas e animais e da
sublimação das geleiras.
Segundo o estudo elaborado pelo PROESC (2002) a média anual de Evapotranspiração
da estação climatológica de Chapecó é 871 milímetros. A média máxima ocorreu no mês de
janeiro com o valor de 121 milímetros e a mínima em Junho com o valor de 33 milímetros de
evapotranspiração. A Erro! Fonte de referência não encontrada. representa o gráfico das
evapotranspirações médias mensais no município de Chapecó.
Figura 3 Evapotranspiração mensal média de Chapecó. Fonte de dados: PROESC, 2002.
3.1.6 Ciclo Hidrológico
Trata-se do conjunto de processos os quais a água passa entre a atmosfera e a
superfície terrestre, formando um ciclo fechado, ocorrendo a variação de estados físicos
da água onde a principal energia responsável pelos processos é a solar.
7
É pelo ciclo hidrológico que são explicados fenômenos de evaporação (E),
precipitação (P), escoamento superficial (R), escoamento subterrâneo,
evapotranspiração (ETo) e a infiltração (i). A infiltração é a parte do ciclo hidrológico
responsável pelo abastecimento de água dos mananciais subterrâneos. Nesta fase as
águas subterrâneas estão sujeitas a serem contaminadas, pois caso ocorra a disposição
de algum produto poluente, ou contaminante no solo, que seja solúvel, este poderá ser
carreado junto com a água que se infiltra em direção aos mananciais subterrâneos ou
em direção aos corpos hídricos superficiais, expondo-as a probabilidade de serem
poluídos e nos dois casos, expondo as águas subterrâneas ao risco de contaminação.
(USGS, 2012).
3.1.6.1 Balanço Hidrológico de Chapecó
O Balanço hidrológico ilustrado a seguir (
Tabela 1) foi feito utilizando-se as médias mensais de cada evento climático, expressa,
portanto, a variação sazonal das condições do ciclo hidrológico ao longo de um ano
podendo indicar as deficiências ou excedentes hídricos. Estes valores são de cunho
climático e auxiliam no planejamento das atividades agrícolas, no que se refere às
quantidades médias de água disponível em cada fase do ciclo.
Tabela 1 Balanço Hídrico de Chapecó. Fonte: PROESC (2002).
Mês T i Corr E ETO P ARM ALT ER EXC DEF
°C mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm
Jan 23,2 10,2 35,05 3,45 121 194 100 0 121 73 0
Fev 22,7 9,9 30,43 3,3 100 199 100 0 100 99 0
Mar 21,6 9,2 31,68 2,99 95 132 100 0 95 37 0
Abr 18,7 7,4 28,55 2,25 64 156 100 0 64 92 0
Mai 15,9 5,8 27,97 1,63 46 181 100 0 46 135 0
Jun 14,0 4,8 26,17 1,27 33 173 100 0 33 140 0
Jul 14,4 5 27,42 1,34 37 155 100 0 37 118 0
Ago 15,9 5,8 28,77 1,63 47 155 100 0 47 108 0
Set 16,8 6,3 28,72 1,82 54 168 100 0 54 114 0
Out 19,3 7,7 32,71 2,39 78 210 100 0 78 132 0
Nov 22,6 8,8 33,43 2,39 80 171 100 0 80 91 0
Dez 22,6 9,8 35,5 3,27 116 168 100 0 116 52 0
Ano 19,0 90,7 871 2062 1200 0 871 1191 0
Nota: t= temperatura; i=infiltração; E= evapotranspiração; E= Evaporação; ETo= evapotranspiração ;P= precipitação; ARM= capacidade de armazenamento; ER= evaporação real; Exc= excedente hidráulico; Def = Déficit hidráulico
`
8
O Balanço Hídrico acima (
Tabela 1) demonstra que no local não ocorre déficit hídrico (maior quantidade de
evaporação do que precipitação), e que a média de excedente hídrico anual é de 1191
milímetros. O estudo de balanço hidrológico nos permite também determinar qual a
quantidade de água que é infiltrada no solo e alimenta o aquífero, e de acordo com a
Tabela 1, a média da infiltração é de 90,7 milímetros/ano.
Figura 4. Representação gráfica do balanço hídrico do Município de Chapecó. Fonte: PROESC (2002).
A Figura 4 acima permite observar melhor o equilíbrio entre a precipitação e a
evapotranspiração que ocorre no município de Chapecó. O excedente hídrico ocorre entre
os meses de abril e novembro causado pelas baixas temperaturas que dificultam a
evaporação das águas superficiais, do solo e dos seres vivos.
3.1.7 Pedologia
A classificação dos solos de Chapecó é baseada no estudo realizado pela Embrapa
(1993), onde os solos presentes no município são:
3.1.7.1 Latossolo Roxo Álico - LRa1
Tratam-se de solos profundos, com boa drenagem e com excelentes condições de
aeração, permeabilidade e retenção de água em estado natural. Como ocorrem em relevo
suave ondulado, são totalmente mecanizáveis e necessitam apenas de práticas para o
controle da erosão. Seus principais problemas estão relacionados com o aspecto da
9
fertilidade, sendo aconselhável o emprego de calagens visando à neutralização dos altos
teores de alumínio trocável, além de adubações de correção e manutenção, principalmente
à base de fósforo. Estão sendo intensamente cultivados, especialmente com soja, trigo,
milho, feijão e mandioca (EMBRAPA, 1993).
Um solo que apresenta como característica a boa drenagem significa que a água
passa por ele com facilidade, assim, este solo pode ser uma porta de entrada aos aquíferos
para a carga de contaminantes que são dispostos no solo. De acordo com o mapa
apresentado a seguir (Figura 5) nota-se que área de estudo é contemplada quase em sua
totalidade por esse tipo de solo.
3.1.7.2 Latossolo Bruno/Vermelho-Escuro Álico - LBEa1
Trata-se do solo que cobre maior parte do município de Chapecó, é um solo rico em
Alumínio e possui textura muito argilosa. Ocorrendo naturalmente em locais com floresta
subtropical perenifólia e em relevo suave ondulado. São solos que têm boas condições
físicas e um relevo favorável à mecanização. Possuem elevada capacidade de retenção de
água e boa permeabilidade, apresentando baixa fertilidade natural em decorrência dos
teores de alumínio que não se torna prejudicial para a agricultura pois podem ser corrigidos.
Dispõe de grande potencial produtivo, pois costumam ser ricos em matéria orgânica
(EMBRAPA, 1993).
3.1.7.3 Associação Terra Roxa Estruturada - TRe1, TRe2 e TRe3
Este tipo de solo possui textura argilosa ou muito argilosa, ocorre em locais com
relevo suavemente ondulado ou ondulado. Os locais que possuem esse solo tem a
característica de estar localizados em florestas tropicais ou subtropicais perenifólias (estágio
intermitente). Ainda, destaca-se a característica de apresentar alta fertilidade natural e
susceptibilidade média a erosão. Deve-se tomar cuidados quanto a sua compactação pois
possui características argilosas e também tomar medidas de controle da erosão.
(EMBRAPA, 1993)
3.1.7.4 Associação Cambissolo Eutrófico - Ce6
Possui textura argilosa e ocorre em locais com relevo fortemente ondulado ou
montanhoso, decorrente do substrato efusivas da Formação Serra Geral. Apresenta fase
pedregosa e está presente em florestas tropical/subtropical perenifólia Possui todos os seus
componentes com alta fertilidade natural, porém apresenta alta susceptibilidade a erosão e
a presença de fragmentos de rocha. Apresenta-se impróprio para se desenvolver atividades
10
de agricultura tecnificada e muito utilizado num sistema de manejo primitivo com
pequenas lavouras de milho, feijão, batata e mandioca (EMBRAPA, 1993).
11
Figura 5 Pedologia do Município de Chapecó. Fonte: EMBRAPA, 1993.
12
3.1.8 Geologia e Geomorfologia
De acordo com o estudo realizado pela Embrapa (1993), a Formação Serra Geral ocupa
pouco mais de 50% da área do território do estado de Santa Catarina (19.496 Km²) e
encontra-se recoberta por rochas desta unidade, constituída por uma seqüência vulcânica,
compreendendo desde rochas de composição básica até rochas com elevado teor de sílica
e baixos teores de ferro e magnésio. A seqüência básica ocupa a maior parte do planalto
catarinense, sendo constituída predominantemente por basaltos e andesitos. Rochas
vulcânicas intermediárias e de caráter ácido são de ocorrência secundária.
A Formação Serra Geral está numa zona intermediária (entre as sequências de
derramamentos vulcânicos ácidos e básicos), na qual o município de Chapecó está inserido,
a coloração das rochas está entre os tons cinza-castanhos, textura porfirítica, com a
presença de fenocristais de plagioclásio e piroxênio. São classificados como traquiandesitos
porfiríticos. (CRM, 1987).
A região de estudo está localizada na Bacia Sedimentar do Paraná que possui rochas
vulcânicas constituídas dominantemente por derrames basálticos, intercalando na porção
médio superior da coluna manifestações ácidas subordinadas (riolitos e riodacitos), em pelo
menos dois níveis distintos. São encontrados ainda manifestações hipabissais na forma de
diques e soleiras intrudidas nas rochas do embasamento cristalino e nos sedimentos
gonduânicos subjacentes. Denominada como unidade ácida porfirítica tipo Chapecó, registra
espessura média da ordem de 50 metros, possui rochas de composição riodacítica que
aparecem nos locais de maior elevação topográfica, exibem regularidade geométrica ao
longo de grande extensão areal. A área assenta-se sobre um nível de erosão bem
caracterizado que, com frequência, está associado a sedimentos arenosos (PROESC,
2002).
Conforme Figura 6 observa-se as convenções geológicas que ocorrem no local de estudo:
Basalto Campos Novos, Dacito Machadinho e Basalto Alto Uruguai.
13
Figura 6 Mapa geológico da área de Estudo.
14
3.1.9 Hidrogeologia
A caracterização do perfil do solo é de grande importância, pois o solo atenua grande
parte dos contaminantes antes que eles atinjam os aqüíferos. Porém, deve-se considerar
ainda que, mesmo com o processo de filtração do solo, alguns contaminantes conseguem
atingir as águas subterrâneas, e isto depende muito das características hidrogeológicas do
local (FOSTER & HIRATA, 1993).
O Aquífero Serra Geral utilizado para abastecimento das mais diversas atividades na
região de estudo, está inserido na formação homônima, é do tipo fraturado e, são nestas
estruturas geológicas que ocorre a circulação da água subterrânea, inclusive os possíveis
poluentes que possam existir. A formação Serra Geral está posicionada sobre o aquífero
Guarani como mostra a Figura 7, abaixo.
Figura 7. Mapa de Santa Catarina com vista superior e perfil lateral dos aquíferos. Fonte: Zanatta & Coitinho, 2002.
Como apresenta Zanatta & Coitinho (2002), a Formação Serra Geral é representada
por basaltos e andesitos de formação vulcânica seqüencial. Está dividido em zonas por
causa de seus derrames sucessivos. Vale ressalvar que as rochas presentes na região não
possuem caráter liberador de nitrogênio, pois sua composição química não possui as
características geológicas necessárias para que ocorra esse processo.
15
A região de Chapecó se encontra numa zona de rochas vulcânicas de composição
intermediárias. O aquífero é constituído por camadas de rochas vulcânicas fraturadas, por
onde ocorre a circulação da água subterrânea. Os poços perfurados nesta região podem ter
vazões de até 100m³/h e normalmente são perfurados com, no máximo, 200 metros de
profundidade (ZANATTA & COITINHO, 2002). Ainda pode-se destacar que a densidade de
fraturas no município de Chapecó é intermediária, variando entre 0,6 e 1 km fraturado por
km² de área estudada, este parâmetro varia entre 0 e 1,8 km/km² (PROESC, 2002).
3.1.10 Hidrografia
A rede hidrográfica de Santa Catarina possui dois sistemas de drenagens independentes
cujo divisor de águas encontra-se próximo ao limite leste da Serra Geral. A vertente interior
faz parte da Bacia Hidrográfica Paraná-Uruguai com escoamento para oeste e a vertente
atlântica com escoamento para diversas bacias hidrográficas em direção ao leste.
O município de Chapecó, segundo a classificação realizada pela Secretaria de
Desenvolvimento Sustentável de Santa Catarina, está inserido na região hidrográfica 2
(RH2) que cobre o meio oeste do estado, integra a bacia do Uruguai, possui área de 49.573
km² e tem como principais cursos d’água os Rios Chapecó e Irani (XAVIER JUNIOR et al,
2006).
Ainda de acordo com o autor acima, as demandas de água da RH2 são 25.117.061m³
anuais destinados ao abastecimento urbano e rural, 1.239.198 m³ anuais destinados a
irrigação (1,5% da demanda estadual para essa atividade econômica), 31.766.402 m³
anuais destinados a indústria (38,36% da demanda estadual para esse setor) e 24.685.056
m³ anuais destinados a dessedentação de animais (29,81% da demanda estadual para essa
finalidade).
Conforme a Figura 8, a seguir, pode-se perceber que as águas das regiões Extremo
Oeste e Meio Oeste de Santa Catarina estão em estágio avançado de poluição proveniente
das atividades realizadas pelas agroindústrias. Vale lembrar que o município em estudo está
localizado nesta região tornando a situação mais preocupante no que se refere a qualidade
do manancial subterrâneo local.
16
Figura 8 Qualidade das águas superficiais de Santa Catarina. Fonte: PROESC, 2002 apud SANTA CATARINA.
3.2 ATIVIDADES AGROPECUÁRIAS– SUINOCULTURA
A suinocultura, tanto intensiva quanto extensiva, é uma atividade com grande potencial
poluidor, podendo comprometer a qualidade do solo, ar e água devido a alta concentração
de nutrientes presentes em seus efluentes (PERDOMO; LIMA; NONES, 2001).
Na suinocultura, os dejetos (englobam a água desperdiçada em bebedouros e a água de
lavagem das instalações) geram grandes volumes de águas residuárias, as quais são
fontes potenciais de poluição ambiental. A forma mais antiga de disposição e depuração de
esgotos e de dejetos de animais é a disposição no solo. Esta forma de disposição tem por
objetivo a redução dos custos de tratamento, o reaproveitamento dos nutrientes e o
melhoramento das condições físicas e químicas do solo. O nitrogênio é um dos principais
nutrientes presentes nos dejetos de suínos, sendo facilmente perdido por volatilização,
lixiviação ou por desnitrificação (BARROS, 2011).
A autora acima, ainda destaca que embora sejam constatadas vantagens do uso de
dejetos de suínos como fertilizante do solo, pouco se sabe sobre a mineralização do
nitrogênio orgânico presente nestes dejetos, ou seja, sobre o processo de transformação do
nitrogênio orgânico, não assimilável pelas plantas, para a forma mineral, assimilável, não
estando ainda disponíveis trabalhos que apresentem modelos visando quantificar a taxa de
mineralização de nitrogênio orgânico em solos tratados com água residuária da suinocultura.
17
Portanto, não sabe-se qual a porcentagem exata de Nitrogenio que é aproveitada pelas
plantas e qual a quantidade que é desperdiçada, tornando-se um contaminante livre no meio
ambiente.
O material produzido por sistemas de criação de suínos é rico em nitrogênio, fósforo e
potássio. Porém só o nitrogênio oferece maior risco de contaminação da água subterrânea
quando lixiviado, pois o restante impacta de forma grave as águas superficiais com o risco
de ocasionar a eutrofização dos corpos d'água superficiais. A utilização do dejeto de suínos
como fertilizante orgânico pode ocasionar a contaminação das águas subterrâneas quando
disposto em quantidades maiores do que a capacidade de absorção destes nutrientes pelo
solo e plantas. Quando dissolvidos na água do deflúvio, estes nutrientes em excesso no solo
podem se infiltrar até atingirem as águas subterrâneas (MERTEN; MINELLA, 2002).
Áreas que possuem essa atividade agropecuária concentrada devem tomar cuidado com
a saturação do meio ambiente decorrente do excesso de disposição de dejetos tornando
inviável economicamente o tratamento dos recursos naturais, a exemplo da Europa que já
sofre para manter seus rebanhos. O ideal para a suinocultura é adequar as propriedades
dos efluentes e dejetos com as estabelecidas na legislação ambiental, porém as ações
necessárias para reduzir seu poder poluente requerem grandes investimentos, tornando
inviável economicamente para o produtor, e sem garantias de que chegará às
concentrações limite exigidas na legislação (PERDOMO; LIMA; NONES, 2001).
Ainda segundo os autores acima, o volume de fezes e urina produzidos diariamente por
um suíno varia de 4,5% a 8,5% de seu peso corporal, ou seja, em média são produzidos 8,6
litros de dejetos líquidos (considerando juntamente com os dejetos, o manejo, tipo de
bebedouro, sistema de higienização do chiqueiro) e 5,8 kg de esterco e urina. Para controlar
a poluição decorrente da atividade, devem-se reduzir os desperdícios de água na criação,
formular a dieta dos animais para adequar suas emissões, construir sistemas de tratamento
para os dejetos e efluentes ou utilizá-los como fertilizantes provendo de um plano de manejo
para controle da adubação
A Tabela 2 a seguir, demonstra os principais componentes presentes nos dejetos da
suinocultura e estão expressos em Kg por tonelada de peso vivo.
18
Tabela 2. Principais componentes dos dejetos de suínos, fezes e urina, expresso por
1000 Kg de peso vivo. Fonte: PERDOMO, 2001.
Parâmetro Unidade Valor
Volume Urina Kg 39
Volume Fezes Kg 45
DBO5 Kg 3,1
Ph - 7,5
Nitrogênio Total Kg 0,52
Nitrogênio
Amoniacal
Kg 0,29
Fósforo Total Kg 0,18
Potássio Total Kg 0,29
3.2.1 A Agricultura em Chapecó e em Santa Catarina
Santa Catarina é responsável pela maior porcentagem de produção suína do país,
25,7%, representando ¼ de toda a produção nacional. No ano de 2007 foram produzidas
8,67 milhões de cabeças no estado. Já na produção de aves, fica em segundo lugar no
patamar nacional com 26,76% da produção, e no ano de 2007 produziu 42,5 milhões de
cabeças de frango (SANTA CATARINA, 2003).
No ano de 2007 em Chapecó, o efetivo em rebanho foi de 51.560 bovinos, 250.000
galinhas, 4415550 galos, frangos e pintos, e 115100 suínos. Destaca-se em primeiro lugar,
como setor de atividade econômica tradicional da cidade, o abate e fabricação de produtos a
base de carne, com um valor fiscal de R$ 415.167.976,00 entre 32 empresas, gerando
19
12.968 empregos diretos na cidade. Dentre os produtos exportados pelo estado 26,1%
são carnes de aves e suínos, com um valor de grande relevância para a economia
catarinense (SEBRAE, 2007).
A suinocultura do estado de Santa Catarina concentra-se na região oeste nas
cidades de Concórdia, Joaçaba, Chapecó e São Miguel do Oeste. Juntas produzem em
torno de 83% dos suínos abatidos no estado. Vale destacar ainda as regiões Sul, com
aproximadamente 10% dos abates, e Vale do Itajaí, com 4%. Para a agricultura, a maior
produção de feijão do estado está em Chapecó, que representa 23,6% do total produzido
(BORCHARDT, 2004).
3.3 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS – NITROGÊNIO E FÓSFORO
3.3.1 Nitrogênio
Segundo Pinto-Coelho (2000) a atmosfera é o principal reservatório de nitrogênio
que é denominado abiótico e por sua vez não pode ser absorvido diretamente pelas plantas.
Para ser assimilado como nutriente do ciclo trófico das plantas deve estar na forma de íons
nitrato ou de íons amônio, representando o reservatório biótico de Nitrogênio. Então o
elemento retorna ao ambiente via excreção de ureia, amônia ou ácido úrico ou via
decomposição bacteriana e fúngica. O nitrogênio gasoso pode ser fixado por bactérias,
cianobactérias ou fungos que podem viver livremente ou estar associados a raízes de
plantas, geralmente as leguminosas. Assim, o Nitrogênio presente no ar torna-se disponível
para consumo das plantas. Segundo Gonçalves & Barbosa (1988) as espécies que se
associam com bactérias fixadoras de nitrogênio são a soja, feijão, alfafa, araucária, algumas
gramíneas e milho onde são encontradas no córtex (caule).
Martins (2003) define os processos que ocorrem no ciclo do Nitrogênio estão
descritos a seguir:
a) O processo que retira nitrogênio da atmosfera e transforma em outros
compostos nitrogenados é denominado fixação de nitrogênio. As bactérias
são responsáveis por transformar o nitrogênio gasoso (N2) em amônia ou
íons amônio são fixadoras biológicas de nitrogênio por meio da redução
catalisada enzimática.
b) A fixação atmosférica de nitrogênio é decorrente dos processos
desencadeados pela presença de descargas elétricas de relâmpagos e
20
também existe a fixação industrial de nitrogênio decorrente das
atividades antrópicas.
c) O processo de nitrificação é a oxidação do amônio para nitritos e do nitrito
para nitratos que é feita pelas bactérias e representada nas reações
químicas a seguir:
2 NH4+ +3O2 ->2 NO2 - +2 H2O + 4 H+
2 NO2- + O2 -> 2 NO3-
d) Já o processo de desnitrificação feito também por bactérias específicas é
o que devolve à atmosfera o nitrogênio orgânico que antes estava
presente como nitrato, nitrito e amônia, sob forma de nitrogênio inorgânico
(N2), fechando então, o ciclo do nitrogênio.
As bactérias envolvidas no processo de nitrificação podem ser divididas de acordo
com sua função: de oxidar o amônio para nitrito (Nitrosomonas, Nitrosospira,
Nitrosococcus, Nitrosvibrio, Nitrosolobus) ou nitrito para nitrato (Nitrobacter, Nitrococcus,
Nitrospina, Nitrospira). Os processos necessitam de oxigênio (aeração) e alcalinidade
suficiente para neutralizar os íons de hidrogênio produzidos na oxidação o pH ideal deve
estar entre 7,5 e 8,5 e ao atingir 6, torna-se um ambiente ácido e cessa o processo das
bactérias (PAUL e CLARK, 1996 apud NICOLAI, 2000).
3.3.2 Fósforo
O fósforo está disponível em abundância em todo o planeta e está contido nas
rochas de origens ígneas, sedimentares ou biogenéticas. Trata-se de um mineral não
metálico e desempenha grandes funções vitais na fauna e flora e é reativo com diversos
compostos importantes. Está presente na terra de uma forma limitada, e portanto, não
possui reposição (SOUZA, 2001).
Os depósitos de fósforo podem ser rochosos, cinzas vulcânicas, depósitos de guano
e de animais fossilizados. Estes sofrem os processos de erosão, meteorização e filtração
liberando fosfatos para o ecossistema. Grande parte dos fosfatos liberados é perdida
quando são carreados e chegam às profundezas do mar. Parte da devolução de fósforo do
mar para o continente é feita pelos depósitos de Guano, que ao se alimentar dos peixes que
21
vivem no mar absorvem o fósforo e o excreta nestes depósitos, porém não ocorre na
mesma velocidade como antigamente (ODUM, 1988).
O autor acima ainda destaca que, o fósforo presente nas rochas é degradado e
liberado em forma de fosfato (apenas nas rochas que o possuem em sua composição),
tornando o nutriente disponível para absorção das plantas e repassando-o para os demais
níveis do ciclo trófico. O fósforo retorna ao solo quando a matéria morta de animais e
vegetais é decomposta por microorganismos.
Os processos antrópicos podem desregular a distribuição normal de fósforo presente
nos depósitos já mencionados, pois ao retirá-lo da natureza (rochas) com fins industriais,
podem ser liberados para locais cuja sua presença é prejudicial para o ecossistema, como
por exemplo, a água da chuva carreá-lo até as águas superficiais (processo de lixiviação),
onde a alta concentração de fósforo aumenta a atividade primária, reduzindo o oxigênio,
causando eutrofização daquele corpo hídrico. Ou ainda podem infiltrar no solo poluindo as
águas subterrâneas colocando em risco a saúde coletiva.
3.4 PARÂMETROS QUÍMICOS ANALISADOS E DOENÇAS ASSOCIADAS À SUA
INGESTÃO
3.4.1 pH e Condutividade elétrica
O pH trata-se do logaritmo negativo da atividade do íon Hidrogênio, varia com a
natureza e quantidade dos gases e sais dissolvidos na água, a geologia do solo pelo qual
essa água passa e o tipo de poluição que está sujeito. O pH das águas naturais à 25ºC varia
de 4 a 9 (CELLIGOI, 1999).
A APHA (2005) define a condutividade elétrica como a expressão numérica da
habilidade de uma solução aquosa de transportar corrente elétrica. Esse fenômeno depende
dos fatores: presença de íons e suas concentrações, mobilidade, valência, temperatura.
Soluções que possuem componentes inorgânicos geralmente possuem boa condutividade.
22
Segundo Celligoi (1999) a condutividade elétrica da água potável está presente entre 50 a
1.500 mmhos/cm (mS/cm), já na água poluída é > 10.000 mmhos/cm (mS/cm).
3.4.2 Nitrato
O íon Nitrato é uma molécula que possui um nitrogênio e 3 oxigênios representada
pela sigla NO3-, trata-se do último estágio de oxidação do nitrogênio e por este motivo
torna-se um composto estável e persistente no ambiente. Quando formado no solo pelas
bactérias nitrificantes, pode ser desnitrificado ou absorvido por micro organismos, sofrer
químio desnitrificação, lixiviado até as águas subterrâneas, transportado por escoamento
superficial ou acumular-se no próprio local. (PAUL e CLARK, 1996 apud NICOLAI, 2000).
Nas áreas rurais ocorrem dois inconvenientes preocupantes, a adição de dejetos em
excesso no solo e a aplicação em épocas que os cultivos não estão em desenvolvimento,
ocorrendo nas duas situações um excedente de carga de nitrato no solo, e esta porção é
que oferece os riscos de contaminação dos recursos hídricos com a lixiviação destes
contaminantes em excesso no solo.
Foster & Hirata (1993) enfatiza que dentre os contaminantes inorgânicos no solo o
nitrato é o mais preocupante quanto à poluição da água subterrânea, pois possui grande
mobilidade no solo, é estável em sistemas aeróbicos e oferece riscos a saúde humana.
A concentração natural de Nitrato em águas subterrâneas é no máximo 3mg/l,
quando o valor excede este limite indica que as águas estão sendo contaminadas por fontes
de nitrato. As fontes potenciais deste nitrato são esgotos domésticos, indústrias e
agropecuária. (BOUCHARD, 1992).
Perdomo (2001) menciona que os teores de Nitrato detectados nas águas subterrâneas
que estão sob disposição constante de dejetos de suínos são em média 10 vezes maiores
que os locais onde não há essa atividade. As formas de contaminação da água subterrânea
são: por percolação dos nutrientes através do solo ou em locais onde há a existência de
poços mal construídos, que permitem a passagem dos nutrientes em suas paredes.
Bitton (1984) aponta que uma das doenças causadas pela ingestão de água com
concentrações de nitrato é a metahemoglobinemia infantil, esta que, depende da conversão
bacteriana de nitrato para nitrito antes ou depois da ingestão e ocorre quase exclusivamente
em crianças com menos de 3 meses. Nos Estados Unidos, a maioria dos casos ocorreu na
23
situação em que a água continha mais de 22 miligramas de nitrato por litro de água,
porém já ocorreram casos com concentração abaixo de 10 miligramas de nitrato por litro,
que é o limite estabelecido pela EPA1.
Muitas variáveis estão envolvidas na doença da metahemoglobinemia, como a que nem
todas as crianças que ingerem altas concentrações de nitrato desenvolvem a doença. A
fonte de ingestão de nitrato não é só a água, pois se o adubo orgânico for disposto em
locais de cultivo de vegetais, estes podem apresentar concentrações de nitrato expondo a
pessoa que consumi-los ao risco de desenvolver a doença. A doença pode ocorrer em
crianças ou adultos quando uma quantidade suficiente de nitrato for ingerida. Na maioria dos
casos, o nitrato quando durante digestão não é transformado em nitrito acaba sendo
excretado sem muitos efeitos adversos (BITTON, 1984).
A taxa de conversão de nitrato para nitrito durante a digestão depende de fatores como o
pH do estomago e a comunidade bacteriana que lá habita. Portanto, na presença de alto pH
as bactérias sobrevivem e é por isso que os bebes tendem a ter maior incidência de
metahemoglobinemia, eles possuem o pH do estomago mais alto, também deve-se alertar
as pessoas que possuem gastrointerite ou outras infecções desenvolvem condições para
sobrevivência dessas bactérias (BOUCHARD, 1992).
Ainda o autor acima comenta que os níveis normais de metahemoglobina no sangue são
1% para adultos, 2% para crianças. Quando chegar a 10% ocorre a cianose, quando em
20% inicia uma desoxigenação cerebral, e quando atingir a 50% pode ocorrer coma ou
morte.
Alguns estudos desenvolvidos com crianças russas comprovaram que o nitrato influencia
diretamente no sistema nervoso central, comparando seus comportamentos após ingerir
água com nitrato e concluindo que seus reflexos motores foram atrasados em relação ao
das crianças que não ingeriram a água (FRASER, 1981).
O nitrato e nitrito não estão classificados como substancias carcinogênicas, porém
existem suspeitas sobre os produtos que são formados quando eles reagem dentro do
organismo com aminas secundarias amidas e carbonatos, produzindo substâncias
potencialmente carcinogênicas. Estudos em laboratório indicam a presença de tumores em
diversos órgãos de animais provindos deste processo (BOUCHARD, 1992).
1 EPA: Environmental Protection Agency (Agência de Proteção Ambiental, trad.) dos Estados
Unidos, desenvolve pesquisas, estudos, monitoramentos e estabelece padrões de qualidade e potabilidade das águas superficiais e subterrâneas.
24
3.4.3 Nitrito
O Nitrito é um íon composto por um nitrogênio e dois oxigênios, representado pela
sigla NO2 e representa o estágio de nitrificação que antecede a formação do nitrato, assim
sendo instável por possuir uma nuvem de elétrons desemparelhados. Sendo instável possui
capacidade de reagir com mais facilidade com outros componentes.
O nitrito, quando ingerido ou produzido na digestão está propício a oxidar o ferro
da hemoglobina para ferro metal e converter a hemoglobina (o pigmento do sangue que
carrega o oxigênio) em metahemoglobina sendo incapaz de carregar o oxigênio no sangue
tendo como efeito fisiológico a sufocação (BITTON, 1984).
3.4.4 Amônio
O amônio é o estágio primário de oxidação do nitrogênio no processo de nitrificação
(é a forma que o nitrogênio se encontra logo após a excreção dos animais), que então é
transformado pelas bactérias e microorganismos presentes no solo para nitrito e do nitrito
para nitrato. Assim, caso seja encontrado em alguma amostra, pode ser indicio de poluição
recente no local ou até infiltração pelas paredes do poço. Indicando que não teve o tempo
de contenção no solo necessário para que sofresse o processo de nitrificação.
A amônia é o terceiro composto nitrogenado mais abundante na atmosfera, trata-se
de um gás proveniente da decomposição da ureia que está presente no excremento dos
animais ou emitida pelo solo, na queima de matéria orgânica e aplicação de fertilizantes.
Sua presença é mais preocupante em locais onde há grande criação de animais,
principalmente em confinamento, pois ali há maior concentração de excremento e, portanto,
aumentam as concentrações de NH3 (amônia) e NH4+ (amônio) (MARTINS, 2003).
Diversas são as estruturas responsáveis pela produção de amônio no organismo
humano, como o sistema nervoso central, intestino, fígado, rim e músculos. Porém sob
condições normais são mantidos sob equilíbrio sendo liberados como uréia ou sob outras
formas de composição. O aumento das concentrações de amônio no organismo prejudica o
Sistema Nervoso Central e influencia na encefalopatia hepática e consequentemente a
amônia pode levar o paciente, a desenvolver um edema cerebral, convulsões ou coma
(PRADO, 2010).
25
3.4.5 Fosfato
A principal fonte de fosfato para as águas de áreas rurais (tanto subterrânea quanto
superficial) é certamente proveniente da agricultura, onde são utilizados fertilizantes para o
desenvolvimento das plantas que contém, entre outros nutrientes químicos para as plantas,
o fosfato. A água da chuva então carreia os resíduos de fosfato para as águas superficiais
junto com o escoamento, ou para os mananciais subterrâneos junto com a infiltração.
A Hiperfosfatemia ocasionada pela alta concentração de fósforo no organismo devido
à ingestão em excesso do componente pode causar doenças renais crônicas, raquitismo
entre outras doenças ósseas devido a hipocalcemia que ocorre quando o fósforo se liga ao
cálcio presente no organismo e precipita, causando uma deficiência de cálcio que é
imprescindível para desenvolvimento e manutenção dos ossos (BASTOS et al. , 2004).
3.5 LEGISLAÇÃO
A resolução do CONAMA nº 396 “dispõe sobre a classificação e diretrizes ambientais
para o enquadramento das águas subterrâneas e dá outras providências” destaca que para
as águas subterrâneas pertencentes a classe I ou II que são destinadas ao consumo
humano sem tratamentos complexos, o limite de concentração de nitrato em águas
subterrâneas é ou 10mg/L e de nitrito o limite é 1mg/L.
Assim como o EPA (United States Environmental Protection Agency) também define os
limites de nitratos de 10mg/L e nitrito 1mg/L e ressalva que o nitrato nas águas é
proveniente dos escoamentos de fertilizantes, vazamentos em fossas sépticas e efluentes.
A Portaria do Ministério da Saúde N.º 518 de 25 de março de 2004 “estabelece os
procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água
para consumo humano e seu padrão de potabilidade, e dá outras providências”, possui os
mesmos padrões para nitrato e nitrito, e ainda acrescenta que o parâmetro pH da água
potável esteja entre 6 e 9,5.
A mesma portaria ainda recomenda que as metodologias analíticas para determinação
dos parâmetros devem atender às especificações das normas nacionais que disciplinem a
matéria, da edição mais recente da publicação Standard Methods for the Examination of
Water and Wastewater, de autoria das instituições American Public Health Association
26
(APHA), American Water Works Association (AWWA) e Water Environment Federation
(WEF), ou das normas publicadas pela ISO (International Standardization Organization).
Os componentes de fósforo apenas são mencionados e limitados pela resolução do
CONAMA nº 357, que ”Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e dá diretrizes
ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de
lançamento de efluentes, e dá outras providências” ainda aborda o parâmetro como
Fósforos totais com limite de 0,020 mg/L em ambientes lênticos, ou seja, com baixa
velocidade de vazão de escoamento.
A resolução do CONAMA 357 também é a única que limita os compostos amoniacais.
Em águas pertencentes à classe I, esta que pode ser utilizada para o abastecimento urbano
sem tratamentos complexos. O limite para o parâmetro varia com o pH da solução como
demonstra a Tabela 3Erro! Fonte de referência não encontrada., à seguir.
Tabela 3 Limites para Nitrogênio Amoniacal Total – Classe 1. Fonte: Resolução Conama 357.
Nitrogênio Amoniacal Total pH
3,7 mg/L N ≤ 7,5
2,0 mg/L N 7,5 < pH ≤ 8,0
1,0 mg/L N 8,0 < pH ≤ 8,5
0,5 mg/L N pH > 8,5
27
4 METODOLOGIA
Dentre as atividades realizadas neste estudo a metodologia foi dividida em duas partes,
metodologia de campo e análises laboratoriais.
4.1 METODOLOGIA DE CAMPO
As coletas foram feitas em uma única campanha, no dia 21/03/2012 no município de
Chapecó, priorizando as áreas rurais onde ocorrem as atividades agropecuárias, em
destaque a suinocultura.
O procedimento foi acompanhado pela equipe técnica da Empresa Leão Poços
Artesianos, que coletou amostras apenas nos poços que estão sob seu domínio. Para a
retirada da amostra de água foi feita a abertura do cavalete do poço junto à união
galvanizada (demonstrada na Figura 9) em seguida foi ligada a bomba do poço no sistema
manual e deixado bombear a água por 3 minutos, em seguida foi feito a coleta com frasco
esterilizado em polietileno com volume de 1 litro. Todas as amostras foram conservadas em
caixa de isopor com gelo picado para manter as propriedades da água e não ocorrer
alterações nas suas propriedades químicas e consequentemente nos resultados da análise
laboratorial.
Em cada coleta, realizou-se o registro da localização do ponto com auxilio de um
G.P.S Garmin, fornecido pela empresa que auxiliou na coleta, para que posteriormente os
locais fossem inseridos no mapa do município.
Em campo, foram extraídas alíquotas para análise do pH e da condutividade com os
equipamentos de campo, cada análise feita em um recipiente diferente e entre as análises
foi feita a lavagem do equipamento com água destilada. Os equipamentos foram
previamente calibrados no laboratório de Oceanografia Química da Univali.
Para a determinação do pH, foi utilizado o pHmetro digital CORNING OS-15. O
procedimento de calibração de pHmetro e de medição segue a Norma da ABNT NBR
9251:1986 (Água - Determinação do pH - Método eletrométrico). Para a análise da
condutividade foi empregado o condutivímetro digital de bolso QuikcheK modelo 116.
Após este conjunto de processos, as amostras foram congeladas para serem
transportadas até Itajaí, onde foram analisados os outros parâmetros no laboratório de
Oceanografia Química da Univali.
28
Figura 9. Procedimento de coleta de água e estruturas componentes do poço tubular. Fonte: Leão Poços
Após as coletas, foi confeccionada uma tabela (Tabela 4) com indicação do ponto
onde foi coletada a amostra, sua latitude e longitude e o nome da localidade da zona rural a
qual o ponto pertence.
29
Tabela 4. Relação de Pontos
Ponto Latitude Longitude Local
1 27° 0' 8,54" 52° 38' 49,25" Mercado
2 27° 0' 41,84" 52° 41' 24,64" Condomínio
3 27° 0' 1,78" 52° 38' 34,33" Bairro Trevo
4 26° 59' 55,96" 52° 39' 35,27" Colônia Cella 1
5 26° 59' 53,98" 52° 39' 23,36" Colônia Cella 2
6 26° 59' 50,76" 52° 39' 25,41" Colônia Cella 3
7 26° 59' 36,35" 52° 39' 16,70" Colônia Cella 4
8 26° 59' 50,28" 52° 39' 39,74" Colônia Cella 5
9 27° 1' 8,09" 52° 40' 29,20" Colônia Bacia 1
10 27° 0' 27,49" 52° 40' 4,13" Colônia Bacia 2
11 27° 0' 36,81" 52° 41' 1,42" Colônia Bacia 3
12 27° 0' 40,37" 52° 39' 46,77" Colônia Bacia 4
13 27° 0' 5,11" 52° 39' 53,80" Colônia Bacia 5
14 27° 0' 13,30" 52° 39' 25,59" Colônia Cella 6
15 27° 2' 1,28" 52° 40' 45,53" Linha Sarapião 1
16 27° 2' 4,50" 52° 41' 12,00" Linha Sarapião 2
17 27° 2' 37,99" 52° 41' 33,07" Linha Sarapião 3
18 27° 2' 7,63" 52° 39' 44,27" Linha Tormen 1
19 27° 2' 28,95" 52° 39' 39,30" Linha Tormen 2
20 27° 0' 0,59" 52° 38' 47,2" Posto
Dispondo das coordenadas dos locais de coleta (Tabela 4), foi confeccionado um
mapa (Figura 10) utilizando o software Arcgis com adaptação de imagem retirada do Google
Earth, demonstrando a localização dos pontos utilizados na amostragem e também a
localização da área total de coleta (aproximada) no município de Chapecó, SC.
A partir das concentrações obtidas em laboratório, foi utilizado o software arcgis com
a ferramenta Spline e foram confeccionados os mapas de isolinhas de contaminação para
facilitar a visualização da distribuição espacial dos contaminantes.
30
Figura 10 Localização dos pontos na área de coleta e no município. Fonte: Autora.
31
4.2 ANÁLISE DAS POSSIBILIDADES DE CONTAMINAÇÃO E VULNERABILIDADE
DO AQUÍFERO
Foster & Hirata (1993) descrevem a vulnerabilidade de um aquífero sendo representada
por um conjunto de características que determinam sua susceptibilidade de ser afetado por
uma carga de poluente. Ela depende de dois fatores: a inacessibilidade hidráulica na
penetração das substâncias e a capacidade de atenuação que é representada pela retenção
física e química das substâncias nas camadas que ficam no solo. Porém deve-se observar
que o aqüífero que não for vulnerável a contaminação, uma vez contaminado será mais
difícil de ser tratado, o que torna a situação de vulnerabilidade subjetiva.
O método GOD proposto por Foster & Hirata (1993), utilizado para se analisar as
possibilidades de contaminação do aquífero fraturado e do solo sobreposto a ele, consiste
em analisar os seguintes parâmetros:
I. G (Groundwater occurence) que se refere a ocorrência da água Subterrânea (tipo de
aquífero: livre, semi-confinado, confinado ou sem aquífero). Este índice varia de 0 a
1,0.
II. O (Lithology of the Overlying layers) que é a característica global do aquífero quanto
ao grau de consolidação e natureza litológica das camadas superiores (zona não
saturada). Este índice varia de 0,3 a 1,0.
III. D (Depth of Grounwater) que se refere a profundidade da água subterrânea até o
nível freático ou topo do aquífero confinado.
32
Figura 11. Fluxograma para estudo de vulnerabilidade a partir do método GOD. Fonte: Foster & Hirata,
1993.
De acordo com o fluxograma apresentado na Figura 11, a vulnerabilidade do aquífero de
Chapecó segue os valores: G = 0,6 (Não confinado); O= 0,6 (Formação magmática,
metamórficas e vulcânicas mais antigas); e D = 0,4 (a profundidade do aquífero é maior que
50 metros).
A vulnerabilidade é definida pelo produto de três índices que se referem quanto ao modo
de ocorrência da água subterrânea; quanto à litologia do aquífero e quanto à profundidade
da água subterrânea. Todos estes índices variam de 0 a 1 e o produto deles indica um
ambiente cuja vulnerabilidade varia desde negligível ou nenhuma até extremamente
vulnerável (Figura 12).
Portanto, G x O x D = Índice de Vulnerabilidade
33
Índice GOD Grau de Vulnerabilidade
0,7 – 1,0 Extrema
0,5 – 0,7 Alta
0,3 – 0,5 Moderada
0,1 – 0,3 Baixa
0,0 – 1,0 Desprezível
Figura 12. Quadro de resultados da aplicação do índice GOD e seus respectivos Graus de Vulnerabilidade. Fonte:
Foster & Hirata, 1993.
4.3 ANÁLISES LABORATORIAIS
As análises em laboratório iniciaram no dia 11/05/2012, com o processo de
descongelamento das amostras, filtração e separação das alíquotas necessárias para o
procedimentos de análise identificando nos recipientes cada parâmetro e local.
Foram separados 15 ml para análise de Nitrito, Amônio e Fosfato, e 30 ml para
análise de Nitratos, conforme requisitados nas respectivas metodologias. Ainda nos
frascos separados para análise da amônio, foi adicionado fenol para fixar o componente,
lembrando que na situação ideal do procedimento este deveria ter sido adicionado em
campo. Esse procedimento foi adiado, pois requer a filtração prévia da amostra, que não
foi possível realizar em campo e então, foi adiado também o procedimento de fixação do
amônio com fenol nas amostras.
4.3.1 Procedimento de Análise
Todos os parâmetros foram analisados seguindo a metodologia proposta pelo
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (2005) e a metodologia de
cada parâmetro está resumidamente descrita a seguir:
34
4.3.1.1 Nitrato
O nitrato será reduzido a Nitrito passando por uma coluna de cádmio granulado e sulfato
de cobre, em seguida será utilizado o mesmo método de determinação de Nitrito (que está
descrito a seguir). Assim, dispondo da diferença das concentrações de Nitrito total (incluindo
o Nitrato que foi transformado em Nitrito) e do Nitrito que já estava presente na amostra será
encontrado o valor da concentração de Nitrato.
4.3.1.2 Nitrito
O nitrito é determinado por um método colorimétrico, com a formação de uma coloração
roxa avermelhada quando adicionado à amostra sulfanilamida diazonizada com N-(1-naftil)-
etilenodiamina dihidroclorídrico. Utilizando os reagentes propostos pelo método, pode-se
extrair uma curva de reta de calibração com diferentes concentrações conhecidas do
componente preparadas no laboratório. Assim, adicionando os reagentes as amostras, faz-
se a leitura da absorbância no espectrofotômetro e encontra-se as concentrações reais ao
adicioná-las a curva de reta feita anteriormente.
4.3.1.3 Amônio
O Amônio é determinado a partir de uma técnica colorimétrica onde são preparadas
soluções com concentrações conhecidas e assim adicionados os reagentes (fenol, solução
de nitroprussiato de sódio e solução oxidante). Depois de passar em média 4 horas, até
atingir a colocação violeta faz se a leitura da absorbância das amostras no
espectrofotômetro e extrair a curva da reta de calibração. Assim, fazer o mesmo
procedimento com as amostras e substituir na equação da curva de reta para encontrar as
concentrações.
4.3.1.4 Fosfato
Na determinação do fosfato utiliza-se o método colorimétrico, onde se extrai a curva da
reta de calibração com as absorbâncias resultantes de concentrações conhecidas. Os
reagentes adicionados (molibdato de amônio, ácido sulfúrico e ascórbico, e antimônio de
35
tartarato de potássio) tornam a amostra azul marinho e em seguida realiza-se a leitura da
absorbância no espectrofotômetro.
4.3.2 Procedimento de cálculo
Os cálculos da concentração de cada parâmetro seguiram a metodologia proposta pelo
Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (2005), com o software
Microsoft Excel.
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 VULNERABILIDADE DO AQUÍFERO
A vulnerabilidade para o aquífero tem-se: 0,6 x 0,6 x 0,4 = 0,144 Já a análise de
possibilidades de contaminação do aquífero pelas características do solo em questão,
seguindo a metodologia de GOD tem-se G = 1,0 (Desta vez não confinado e não coberto por
se tratar somente do solo); O= 0,4 ( por estar sendo avaliado o solo do local); e D = 0,4 (a
profundidade do aquífero é maior que 50 metros). Resulta no índice 0,1 x 0,1 x 0,4 = 0,16.
A análise da vulnerabilidade do aquífero pelo método GOD resultou como baixa (0,144),
e do solo presente no local também (0,16), isso indica que frente a algum aporte de
contaminante no solo, este dificilmente consegue chegar até as águas subterrâneas, pois o
solo predominante no local é argiloso apresentando a característica de baixa
permeabilidade, na ordem de 10-4m/s que resulta num tempo muito elevado que o líquido
leva para chegar até a rocha e também porque a água está localizada a uma profundidade
alta, além disto, as características geológicas não permitem a transmissividade adequada da
água através das fraturas nas rochas.
Este comportamento já era esperado, pois a Formação Serra Geral forma um aquífero
do tipo fraturado, onde a circulação de água acompanhada de contaminantes pode ocorrer
somente através das fraturas, ou fissuras que estão presentes na rocha.
36
5.2 PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS ANALISADOS
De acordo com a metodologia apresentada para análise dos parâmetros foram obtidos
os seguintes resultados, que estão expressos na Erro! Fonte de referência não
encontrada.:
Tabela 5 Resultados das Análises Laboratoriais. Fonte: Autora.
Ponto Local Altitude Ph C Nitrito N Amoniacal
Fosfato Nitrato
#
m -- µS mg/l mg/l mg/l mg/l
1 Mercado – B. Trevo 700 6,9 190 0,2987 0,002 0,0074 3,4855
2 Cond. Colônia Bacia 664 6,2 140 0,001 0,0006 0,0074 3,7585
3 Bairro Trevo
724 7,5 190 0,0266 0,0009 0,1274 4,1618
4 Colônia Cella1
690 8,8 240 0,0012 0,0004 0,1996 0,7416
5 Colônia Cella2 673 8,9 250 0,0012 0,0215 1,9835 0,0325
6 Colônia Cella3 676 7,6 240 0,0015 0,0005 0,2999 4,3255
7 Colônia Cella4 680 8,7 190 0,0012 0,0035 0,2193 0,0601
8 Colônia Cella5
698 8,5 220 0,0029 0,0004 0,2596 3,9871
9 Colônia Bacia 1 661 8,2 220 0,0017 0,0049 0,0092 0,103
10 Colônia Bacia 2
701 8,7 80 0,0019 0,0006 0,3552 4,8034
11 Colônia Bacia 3 665 8,3 170 0,0015 0,0004 0,0693 1,5179
12 Colônia Bacia 4 665 8 220 0,0023 0,0006 0,0308 0,9954
13 Colônia Bacia 5 674 7,6 190 0,0023 0,0005 0,1236 4,0339
14 Colônia Cella6
677 7,7 150 0,0019 0,0006 0,5174 4,4462
15 Linha Sarapião1
646 6,9 230 0,0036 0,0005 0,2268 2,8399
16 Linha Sarapião2
635 5,8 110 0,0008 0,0006 0,0421 4,8293
17 Linha Sarapião3
627 8,9 190 0,0015 0,0006 0,0421 0,4071
18 Linha Tormen1 713 7,2 220 0,0017 0,0005 0,2015 3,5774
19 Linha Tormen2 710 9,6 110 0,001 0,0004 0,0768 3,9625
20 Posto B. Trevo 709 7,6 350 0,0014 0,0004 0,0683 2,3502
Média 679,4 7,880 195,0 0,018 0,002 0,243 2,721
Desvio Padrão 26,349 0,969 59,956 0,066 0,005 0,431 1,757
Analisando as características climáticas do local de estudo, o mês em que foram
realizadas as coletas é o que possui menor média de precipitação como pode-se perceber
37
no balanço hidrológico apresentado anteriormente. Frente a esta situação os valores de
todas as análises podem ter sido influenciados por esses fatores. Diante da falta de chuva
perde-se o meio de diluir o contaminante para que assim seja levado ao solo e talvez
chegue até o aquífero. Por outro lado, a grande infiltração pode diluir mais os contaminantes
reduzindo as concentrações para um dado volume de amostra.
Frente à baixa incidência de chuva durante a época de amostragem, o consumo de água
dos poços tubulares aumenta e então a quantidade de água retirada do aquífero junto o
contaminante. Com o rebaixamento do nível dinâmico de água no poço, aumenta-se a área
de influencia do poço, reduzindo as chances da água ser contaminada. Assim pode-se
explicar uma leve redução na concentração de contaminantes nesta época.
Figura 13 Altitude de cada ponto. Fonte: Autora.
De acordo com a Figura 13, pode-se perceber que pontos mais altos do estudo
foram o 3, 18, 19, 20 com altitudes acima de 700m. Em contrapartida os mais baixos foram
15, 16 e 17 que pela sua condição de altitude possuem maior probabilidade de serem
contaminados por lixiviação carreada pelo escoamento superficial.
A altitude média dentre os pontos analisados foi de 679,4 m acima do nível do mar e
o desvio padrão resultou em 26,4m, revelando uma variação alta de ponto para ponto e
facilitando o processo de escoamento superficial que carreia os contaminantes dispostos no
solo para as regiões mais baixas. Esse desvio padrão é explicado pelo relevo predominante
no local que é ondulado.
560
580
600
620
640
660
680
700
720
740
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Altitude
38
Dentre os pontos mais altos do trabalho, todos apresentaram concentrações
consideráveis de nitrato (2,35 mg/L a 4,17 mg/L) indo contra a ideia de que existe maior
propensão a contaminação apenas dos mais baixos. Os fatores que podem intervir nessa
situação são a idade do poço e os materiais utilizados na sua construção inclusive no seu
vedamento sanitário, que após um tempo tende a criar rachaduras que podem se tornar foco
de contaminação. Também podem estar localizados em regiões fraturadas e/ou locais com
alta deposição de dejetos.
Os locais mais baixos do estudo, apresentaram valores de nitrato entre 0,4071 mg/L
a 4,8293 mg/L demonstrando que independe da altitude para ser um fator de influência na
contaminação e que existem outros fatores envolvidos nesse processo de contaminação.
Como por exemplo, o ponto 17 que é o que possui menor altitude e também possui
concentração de nitrato baixa.
Figura 14 Intervalos e porcentagem de ocorrência de condutividade(µS/cm). Fonte: Autora.
A condutividade elétrica máxima encontrada foi de 350 µS/cm mínima foi de 80
µS/cm, este comportamento é esperado pois em águas doces a condutividade tende a ser
menor pois ela possui baixo teor de sais dissolvidos. Como pode-se visualizar na Figura 14,
50% dos valores encontrados estavam com condutividade entre 100 µS/cm e 200 µS/cm e
45% com valores maiores que 200 µS/cm. A condutividade média das 20 amostras resultou
em 195 µS/cm e o desvio padrão foi de 59,9 µS/cm.
Como menciona Celligoi (1999) a condutividade da água potável está presente entre
50 a 1.500 mmhos/cm ou Siemens, já na água poluída é maior 10.000 mmhos/cm ou
Condutividade 0%
Até 100 5%
Entre 100 e 200 50%
Maior que 200 45%
Condutividade
39
Siemens. Portanto convém enfatizar que todas as amostras se enquadram nestes limites
de potabilidade para águas não poluídas.
Figura 15 Intervalos e porcentagem de ocorrência do pH. Fonte: Autora.
Conforme a Figura 15, a água coletada na zona rural do município demonstrou leve
alcalinidade onde 80% das amostras resultaram com pH acima de 7 e o máximo encontrado
foi de 9,6 no ponto 19. Os locais que apontaram menor pH foram os pontos 16 e 2 com os
valores de 5,8 e 6,2, respectivamente.
O pH varia com o tipo de rocha que ocorre no local, e como na região ocorrem
carbonatos o pH tende a ser alto. Se a água estiver com caráter ácido indica que algum fator
externo está influenciando no seu pH. Conclui-se, a partir daí, que as amostras que
possuem o pH abaixo de 7 (20 % do total) podem estar sofrendo influencias externas
provenientes de infiltrações de substâncias.
Este parâmetro influencia diretamente nos processos de nitrificação pois as bactérias
responsáveis pelo processo necessitam de alcalinidade suficiente para neutralizar os íons
de hidrogênio produzidos na reação de oxidação. O intervalo de pH sendo ideal para o
processo está entre 7,5 e 8,5 e dentro destas condições estão os pontos 3, 6 , 13,14, 18. Os
demais em sua maioria possuem caráter básico, facilitando então o processo de nitrificação
das bactérias para obter maior produção de Nitrito e Nitrato, e menor concentração de
Amônio.
Até 5,99 5%
Entre 6 e 7 15%
Entre 7 e 8 30%
Maior que 8 50%
pH
40
Pode-se observar que os valores de concentração encontrados para nitrato nos
pontos (3,6,13,14,18) que possuem o pH ideal para o processo de nitrificação são 4,1618,
4,3255, 4,0339, 4,4462, 3,5774, que representam os alguns dos valores mais altos de
concentração de nitrato encontrados neste estudo, reafirmando assim a ligação entre o pH
do local com o processo de nitrificação.
5.2.1 Nitrato
Analisando a presença do íon Nitrato (NO3), todas as amostras se enquadram nos
limites estabelecidos pela legislação cujo o máximo permitido é de 10 mg/l , e nas amostras
analisadas a maior concentração encontrada para o parâmetro investigado foi de 4,8293
mg/l no ponto 16. Nos pontos 3, 6, 10, 13 e 14 também foi encontrado valores altos (acima
de 4 mg/l) de Nitrato.
Figura 16 Intervalos e porcentagem de ocorrência de Nitrato. Fonte: Autora.
A concentração média de Nitrato encontrada foi de 2,71 mg/l com desvio padrão de 1,75
mg/l. A média de concentração de nitrato revela indícios de contaminação por compostos
nitrogenados, porém o alto desvio padrão indica que os valores encontrados não possuem
similaridade e que os valores altos ocorrem apenas em locais singulares, estes que devem
ser monitorados pois podem tornar-se foco de contaminação.
O ponto 16 apresentou um comportamento singular por possuir alta concentração de
Nitrato e baixo pH. Nota-se na equação de nitrificação apresentada anteriormente, que o
processo libera íons H+, este que determina o baixo pH do local. Portanto, o baixo pH indica
41
que no local pode ter ocorrido o processo de nitrificação provindo dos adubos orgânicos,
que por fim, transformaram-se em Nitrato.
Como mencionado por Bouchard (1992) a concentração natural de Nitrato em águas
subterrâneas é no máximo 3mg/l, quando o valor excede este limite indica que as águas
estão sendo contaminadas por fontes de nitrato. Neste caso conforme a Figura 16, 11
amostras, ou 55% do total apresentaram valores maiores que 3 mg/L, indicando a presença
da intervenção antrópica com o aporte de compostos nitrogenados.
Partindo da publicação da CETESB (2012) que indica que concentrações de Nitrato
acima de 5.0 mg/L indicam uma alteração do equilíbrio natural e influência antrópica sobre
a qualidade das águas subterrâneas. Verifica-se que todos os pontos do estudo estão
abaixo de 5mg/L, porém alguns estão muito próximos de atingi-lo, exigindo então um
monitoramento desses para investigar as causas e mitigar os impactos antes que tornem-se
um foco de contaminação para o aquífero.
O município é o maior produtor de feijão do estado, representando 23,6% da
produção total, e esta é uma espécie leguminosa que possui associação com bactéria
fixadora de nitrogênio juntamente com a soja, alfafa, araucária e o milho. Talvez esteja aí
uma das causas para o aumento de nitrato nas águas subterrâneas. Como pode-se
observar na Figura 17 a seguir, o ponto 15 e 7 apresentando as plantações de feijão e milho
respectivamente, na propriedade onde os poços de coleta estavam localizados.
42
Figura 17 Culturas fixadoras de nitrogênio no solo localizadas no ponto 15 (feijão) e 7 (milho).
43
5.2.1.1 Isolinhas de Contaminação de Nitrato
Figura 18 Isolinhas de contaminação NO3
44
Como pode-se observar na Figura 18 existe uma região com maior concentração
de pontos que revelaram altos teores de Nitrato (acima de 3,76 mg/l). Esta região trata-se
Colônia Cella, que foi a que demonstrou os maiores valores encontrados neste estudo. Esta
região merece atenção e monitoramento, pois ali pode haver um foco de contaminação para
as águas subterrâneas. Pode-se investigar se trata-se de uma área com maior densidade de
fraturas que facilitam a entrada dos contaminantes, de grande concentração de atividades
agropecuárias, ou ainda investigar a situação dos poços tubulares lá presentes.
Ainda destacam-se outros pontos na Figura 18, onde foram encontradas
concentrações altas, estes que distam entre si, também podem ser um foco de
contaminação provavelmente em decorrência da situação do poço tubular que pode ser
antigo e estar com fissuras nas paredes, ou por ser um local de grande deposição de
dejetos e fertilizantes.
5.2.2 Nitrito
Figura 19 Intervalos e porcentagem de ocorrência de Nitrito. Fonte: Autora.
De acordo com a Figura 19, grande parte das amostras analisadas, 90% possuem baixa
concentração de Nitrito, até 0,01 mg/l. Apesar de apresentar baixos teores de nitrito sua
presença já demonstra indícios de contaminação. A média de concentração de Nitrito
encontrada foi de 0,018 mg/l e o desvio padrão foi de 0,066 mg/l, o alto desvio padrão
(maior que a própria média) indica que as concentrações encontradas não foram constantes
e que houveram locais em singular que apresentaram concentrações bem elevadas em
comparação com os demais (Max. 0,298 mg/l no ponto 1).
Até 0,010 mg/L 90%
Entre 0,011 e 0,100 mg/L
5%
Maior que 0,100 mg/L
5% Nitrito - NO2
45
O nitrito é um íon instável e assim possui capacidade de reagir com mais facilidade
com outros componentes e por ser o estagio intermediário de complexidade e formação
como composto nitrogenado, representa poluição recente e então sua presença indica
infiltração ou fonte poluidora muito próxima ao poço.
Os valores encontrados de nitrito (NO2) encontrados se enquadram nos padrões
exigidos pela legislação onde o limite máximo permitido na água para consumo humano é
de 1 mg/L. O valor máximo encontrado de concentração de nitrito na água subterrânea rural
do município foi de 0,298 mg/L no ponto 1 que é o poço localizado nas proximidades do
mercado. O segundo maior valor foi encontrado no ponto 3 (0,0266 mg/L) que se localiza
próximo ao ponto 1. Os pontos 1 e 3 possuem a característica de estarem numa região com
maior altitude, localizados a 700 e 724 metros acima do nível do mar. As demais
concentrações encontradas foram da ordem de µg/L indicando baixo teor de nitrito nas
águas subterrâneas da região rural do município.
Essa situação pode se explicada devido à possibilidade das condições do ambiente
serem ideais para o desenvolvimento e atividade das bactérias responsáveis pelo processo
de nitrificação no estágio que transforma o nitrito para nitrato, assim explicando o baixo teor
de nitrito e a presença significativa do nitrato.
De acordo com a Figura 20, as isolinhas que representam as maiores concentrações
ficaram apenas em torno de um ponto, que apresentou o maior teor de Nitrito do estudo.
Pode-se investigar o motivo desta grande dissiparidade examinando as condições do
vedamento sanitário do poço do local e das condições do entorno do local que podem afetar
na infiltração de Nitrito.
46
5.2.2.1 Isolinhas de Contaminação de Nitrito
Figura 20 Isolinhas de contaminação de NO2.
47
5.2.3 Nitrogênio Amoniacal Total
De acordo com a Figura 21,Figura 21 abaixo, a maioria das amostras (75%) possui
concentração de Nitrogênio Amoniacal abaixo de 0,001 mg/L, indicando a baixa ocorrência
do parâmetro nas amostras de água subterrânea coletada na região rural do município de
Chapecó. A média de concentração de Nitrogênio Amoniacal encontrada foi de 0,002 mg/l
com desvio padrão de 0,005 mg/l, indicando que houveram locais com picos de
concentração.
Figura 21 Intervalos e porcentagem de ocorrência de N Amoniacal. Fonte: Autora.
Mesmo dependendo do pH o menor limite estabelecido pela legislação ambiental para
os compostos amoniacais é de 0,5 mg/l e o valor máximo encontrado nas amostras
analisadas foi de 0,0215 mg/l, encontrando-se abaixo do limite. Esta concentração foi
encontrada no ponto 5 localizado na Colônia Cella que possui diversos chiqueiros
desativados localizados a aproximadamente 100 metros de distância do poço tubular onde
foi realizada a coleta. Nota-se que o pH deste local é de 8,6 e o limite para este valor de pH
é de 0,5mg/l de Nitrogênio amoniacal. Portanto, nem o valor máximo encontrado de N
amoniacal atingiu o mínimo exigido por lei para águas pertencentes à classe I.
Os compostos amoniacais, amônio e amônia, são componentes instáveis por serem o
estágio primário de complexidade e formação como compostos nitrogenados. Representam
poluição recente e sua presença indica a probabilidade de ocorrência de infiltração ou
contaminação pelo próprio poço mostrando que o contaminante não teve tempo necessário
de contenção no solo para que fosse nitrificado. Como todas as amostras revelaram baixos
Até 0,0010 mg/L 75%
Entre 0,0010 e 0,0100 mg/L
20%
Entre 0,0100 e 0,1 mg/L
5%
Nitrogênio Amoniacal
48
teores de Nitrogênio Amoniacal pode-se dizer que existem indícios de infiltração próxima
ao poço.
Os valores de concentração de amônio podem variar em função da metodologia de
coleta em campo por falta de uso de fixador do N ( fenol) que necessita ser adicionado in
loco.
De acordo com a Figura 22 percebe-se que as maiores concentrações de Nitrogênio
Amoniacal Total encontradas ocorreram em apenas 3 pontos localizados próximos um do
outro. Deve-se estudar a viabilidade de realizar um monitoramento adequado do local para
que ele não se torne um foco de contaminação. Também investigar a causa desta
contaminação localizada que pode ser ocasionada pela grande deposição de dejetos e
fertilizantes no solo da área abrangida pelos pontos, a densidade de fraturas ou a situação
dos poços.
49
5.2.3.1 Isolinhas de contaminação de Nitrogênio Amoniacal Total
Figura 22 Isolinhas de contaminação de N amoniacal.
50
5.2.4 Fosfato
Como pode-se observar a partir da Figura 23, 55% das amostras analisadas
apresentaram valores de fosfato maiores que 0,1 mg/l demonstrando que o fósforo
proveniente das práticas agropecuárias pode estar atingindo as águas subterrâneas.
Figura 23 Intervalos e porcentagem de ocorrência de Fosfato. Fonte: Autora.
Os teores de fosfato (PO4) resultantes das análises são na maioria da ordem de
0,200 mg/L, com valor máximo de 1,983 no ponto 5 que possui a descrição de estar próximo
a chiqueiros desativados (100m) e lagos. Este ponto também tinha a característica de estar
localizado num nível mais baixo que os terrenos adjacentes. Então pode se explicar os
maiores níveis de fosfato e amônio por estar sendo influenciado diretamente pelo acúmulo
de água nos açudes, próximos, existentes na área. A média de concentração de fosfato
encontrada foi de 0,243 mg/l, apresentando um desvio padrão de 0,431, superior a média, o
que indica que houveram locais com altos índices de concentração.
Quando não é constituinte das rochas do local, a principal fonte de fosfato para as
águas de áreas rurais (tanto subterrânea quanto superficial) é certamente proveniente da
agricultura, onde são utilizados fertilizantes para o desenvolvimento das plantas que contém
entre outros nutrientes químicos para as plantas, o fosfato. A água da chuva então carreia
os resíduos de fosfato para as águas superficiais junto com o escoamento, ou para os
mananciais subterrâneos através da infiltração no solo.
Observando a Figura 24 percebe-se que a contaminação por fosfato também
apresentou-se de forma local (em torno dos pontos 5,6,14) e que a maior parte da área total
do estudo apresentou concentrações baixas (área verde escuro).
Até 0,01 mg/L 15%
Entre 0,01 e 0,1 mg/L 30%
Maior que 0,1 mg/L 55%
Fosfato - PO4
51
5.2.4.1 Isolinhas de contaminação de Fosfato
Figura 24 Isolinhas de Contaminação de PO4.
52
5.3 COMPARAÇÃO COM OUTROS AUTORES:
No ano 2000, Gilberto Nicolai desenvolveu um trabalho de análise de presença de
nitrato na água subterrânea no município de Chapecó. Neste estudo foi feita uma
amostragem de 100 poços no período de 15/02/2000 a 05/03/2000 e destes 44 estavam
localizados na zona rural. Como suas coletas foram realizadas na mesma época que as
deste estudo, pode-se comparar os resultados e desconsiderar fenômenos climáticos como
a precipitação que varia sazonalmente e, caso contrário, poderia influenciar nos resultados
das concentrações. Por estarem localizados próximos a pontos comerciais conhecidos, foi
possível realizar a comparação dos pontos 1 e 20, detalhada a seguir, na Tabela 6:
Tabela 6 Comparação de Nitrato com Nicolai, 2000
Ponto/Autor Autora, 2012 Nicolai, 2001
1 3,4855 5,458
20 2,3502 4,137
mg/L NO3 mg/L NO3
Os pontos em comum com o trabalho realizado por Nicolai em 2000 foram o 1 e o 20,
localizados próximos ao mercado e ao posto de gasolina, respectivamente . Os valores de
nitrato encontrados pelo autor anteriormente citado foram de 5,458 e 4,137 mg/L, já os
encontrados pela autora deste estudo foram de 3,053 e 2,348 mg/L. Um dos motivos desta
redução pode ser que no decorrer destes 12 anos foi implantado no município a rede de
coleta e o sistema de tratamento de esgoto sanitários. Antes disso o tratamento era
realizado nas unidades domiciliares por fossas sépticas e o esgoto era infiltrado no solo. Os
dois pontos localizam-se em uma região de transição entre a zona rural e urbana, e por isso
pode ter sido influenciados por estas novas estruturas do município.
Sob uma perspectiva geral do autor acima, para a área rural percebe-se que apesar de
ter certos pontos com altas concentrações de nitrato, naquela época existiam muitos pontos
com concentrações abaixo de 1mg/L (75%). Na situação atual pode-se perceber o contrário,
apesar de não ter encontrado nesse estudo algum local com valor acima dos padrões
exigidos pela legislação, a maioria dos pontos (55%) apresenta algum teor de nitrato
considerável, acima de 3 mg/L, comprovando o aumento da contaminação das águas
53
subterrâneas na zona rural do município de Chapecó. A região mais crítica encontrada
pelo autor também foi a Colônia Cella, onde foram amostrados 6 pontos que apresentaram
os maiores valores de concentração de Nitrato.
Fabio Carasek em 2011 realizou em Chapecó sua monografia, onde foram coletadas
100 amostras de água subterrânea no período de dezembro de 2010 a junho de 2011 em
poços tubulares, destes, 50 estavam localizados na zona rural. Dentre as localidades em
comum com este trabalho foram a Linha Tormen, Sarapião, Colônia Cella e Colônia Bacia.
Dentre os resultados a Colônia Cella apresentou os maiores teores de nitrato. Numa análise
geral para a Zona Rural do município, foram encontrados 3 locais com teor de amônio acima
do permitido pela legislação, 5 locais com concentração de nitrato acima de 5 mg/L (abaixo
do limite que é 10 mg/L porém já apresenta forte intervenção antrópica) e nenhuma amostra
apresentou concentração de nitrito com representatibilidade próxima ao estabelecido por
legislação.
54
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a qualidade da água subterrânea na
zona rural do município de Chapecó realizando a coleta de 20 amostras em locais que
sofrem forte influência agropecuária, diagnosticar as possíveis fontes de contaminação e
comparar os resultados com outros autores.
O aquífero do local de estudo apresenta baixa vulnerabilidade de contaminação como
demonstrado no resultado da aplicação do método GOD, que envolve as variáveis:
profundidade, formação litológica e tipo de aquífero. Outra característica do local é que o
município possui uma densidade média de concentração de fraturas, auxiliando a infiltração
de contaminantes para o interior do aquífero.
A partir dos resultados do Nitrato foi possível concluir que o manancial subterrâneo está
recebendo continuamente o aporte de compostos nitrogenados provenientes de dejetos de
suínos, aves e bovinos, esgoto humano e fertilizantes agrícolas. Percebe-se que 70% das
amostras apresentaram teores de Nitrato acima de 1 mg/L. Porém, nenhum dos valores de
concentração encontrados passaram dos limites exigidos por lei. O que pode ser uma
situação favorável, caso essas fontes poluidoras sejam controladas, as condições das águas
subterrâneas permanecerão dentro dos limites da legislação ambiental.
Foi encontrada uma comprovação da afirmação realizada por Nicolai (2001) apud
Paul e Clark (1996) que afirmou que o pH ideal para oxidação do Nitrato (processo de
nitrificação) é entre 7,5 e 8,5, pois as amostras que possuíam seu valor de pH enquadrado
nestes limites (3,6,13,14,18) são as que representam a maioria dos valores mais altos de
concentração de nitrato.
Em comparação com os autores Nicolai, 2000 e Carasek, 2011, conclui-se que a
localidade em comum aos três estudos que está em pior estado, de acordo com os
resultados encontrados para o Nitrato, é a Colônia Cella onde existem diversas atividades
agropecuárias como agricultura, suinocultura, pecuária e avicultura. Pode-se sugerir um
monitoramento no local, para diagnosticar as fontes de poluição e assim ser possível
promover uma ação de prevenção ou remediação que possibilite reduzir a poluição por
nitrato nas águas subterrâneas.
Os valores encontrados para Nitrito também não ultrapassaram os limites estabelecidos
pela legislação ambiental e pela portaria do Ministério da Saúde. O valor de concentração
mais alto encontrado foi de 0,2987mg/l sendo que o máximo permitido em águas para
consumo humano é de 1mg/l. Sua presença na água subterrânea indica que existe alguma
55
fonte de poluição recente e próxima ao poço, mostrando que o local está recebendo
contaminantes e deve ser investigada a sua origem. O nitrito merece grande atenção quanto
ao seu monitoramento, pois quando ingerido em concentração acima do permitido por lei é
tóxico e pode causar sufocação até a morte.
O amônio que foi abordado como Nitrogênio Amoniacal Total, também não ultrapassou
os limites da legislação ambiental, mesmo que enquadrado na Classe 1 das águas que é a
que possui maiores restrições quanto a qualidade e possui fins de abastecimento publico
sem precisar de tratamentos complexos. A presença de baixos teores indicam a presença
de indícios de contaminação por infiltração próxima ao poço e que as condições físicas,
químicas e biológicas do solo do local contribuem para o processo de nitrificação.
Observando a distribuição espacial dos contaminantes encontrados, apenas o Nitrato
apresentou-se bem distribuído na área de estudo, com diversos pontos apresentando
concentrações acima de 3 mg/L. Este comportamento já era esperado, pois o nitrato é um
contaminante persistente no meio ambiente e, portanto, quando disposto é difícil de ser
retirado tanto pelos processos naturais quanto pelos processos de tratamento. Também
porque o nitrato é o produto final dos compostos amoniacais e nitrito. Os demais parâmetros
apresentaram contaminação pontual apontando a necessidade de investigação das causas
para evitar que se tornem um foco de contaminação.
Pode-se concluir que todos os compostos nitrogenados encontrados na água
subterrânea da região rural do município de Chapecó são provenientes das práticas
agropecuárias e saneamento rural, já que as rochas não possuem compostos minerais de
produtor de nitrogênio.
O fosfato encontrado nas águas subterrâneas da região de estudo também mostrou-se
presente, com concentrações mais evidentes que a dos compostos nitrogenados, chegando
até 1,983 mg/l no ponto de coleta 5, este ponto que possui também o maior valor de
compostos amoniacais. Esse composto é provavelmente proveniente das práticas
agropecuárias e dos fertilizantes utilizados na agricultura, visto que as rochas presentes no
local não possuem compostos de fósforo em sua composição. De acordo com suas
características, esse ponto possui proximidade com chiqueiros desativados e lagos, e pode
estar sofrendo influencia dos mesmos.
Por fim, frente ao alto aporte de contaminantes no solo, proveniente do uso de dejetos
animais como adubo orgânico na agricultura e a precário saneamento rural, a água
subterrânea do local de estudo não apresenta um estado crítico de poluição, apenas
indícios. Os fatores que influenciam no baixo grau de contaminação das águas subterrâneas
56
são: a baixa vulnerabilidade do aquífero e do solo demonstradas neste estudo. Também
ocorrem a lixiviação superficial dos contaminantes para os recursos hídricos e, o
aproveitamento deles pelas plantas como nutrientes.
Após os resultados encontrados no trabalho pode-se sugerir algumas alternativas para
mitigar os impactos das atividades agropecuárias:
Primeiramente, é muito pertinente a elaboração de um estudo mais amplo da água
subterrânea em todo o município, para verificar com exatidão a presença de
componentes prejudiciais à saúde coletiva ou ao meio ambiente e realizar um
monitoramento constante para acompanhar a evolução do grau de poluição dos
pontos críticos para efetuar um trabalho de prevenção e/ou remediação.
Propor tratamento para os dejetos de suínos com tanques de fermentação para
evitar lixiviação para os recursos hídricos subterrâneos e superficiais, e assim utilizá-
los só quando e quanto necessário na agricultura.
Por meio de projetos de aumento de rendimento, propor redução de desperdícios de
água usada para limpeza e nos bebedouros, dos chiqueiros e aviários.
Para os novos chiqueiros e aviários realizar estudos de impacto e viabilidade de
construção, utilizando todas as estruturas e tecnologias necessárias para mitigar os
danos ao meio ambiente tanto em sua fase de construção quando em operação
Incentivar o Poder Público a orientar os agricultores no plantio de leguminosas entre
outras espécies, da não necessidade de aporte tão alto de compostos nitrogenados
orgânicos, pois estas fixam o nitrogênio do ar no solo suprindo sua necessidade do
componente. Também informar a quantidade necessária de cada fertilizante e
nutriente para o desenvolvimento adequado das plantas e evitar o excesso de
adubação orgânica, pois essa atitude não contribuirá na melhoria da produção
agrícola.
Para as pessoas que se abastecem com água subterrânea recomenda-se utilizar
filtro com carvão ativado pois este absorve compostos nitrogenados e metais
pesados assegurando a qualidade da água para consumo.
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