Hydrogeochemical and isotopic indicators of vulnerability and sustainability in the GAS aquifer, São Paulo State, Brazil

Study region: The Guarani Aquifer System (GAS), São Paulo State, Brazil, an important freshwater resource regionally and part of a giant, transboundary system. Study focus: Groundwaters have been sampled along a transect. Based on environmental tracers (REEs, Br, B, δ11B, Sr, 87Sr/86Sr) aquifer vulnerability and sustainability issues are identified. New hydrological insights for the region: For sites near to aquifer outcrop, REE and Sr signatures (and relatively light δ13C) trace possible vertical recharge from flood basalts directly overlying the GAS. This highlights aquifer vulnerability where confined by fewer basalts and/or having cross-cutting fractures. 14C activities for these waters, however, suggest the impact of this recharge is significantly delayed in reaching the GAS. Anthropogenic sources for boron are not currently encountered; δ11B highlights feldspar dissolution, isotopically lighter signatures in the deepest sampled GAS waters resulting from pH/hydrochemical speciation changes downgradient. Br/Cl signatures (and heavier δ18O, δ2H) in these latter samples appear to reflect a past climatic signature emplaced under more arid conditions; carbon isotope systematics (δ13C, 14C) support that these represent fossil waters, and care must be taken in their water resources management in regard to sustainability of abstraction. δ18O, δ34S (sulfate) signatures confirm hydrological arguments that waters leak out of the base of the GAS aquifer in this locality rather than underlying formations with poorer water quality potentially mixing in, although other deep GAS waters in the region do show this inter-aquifer mixing. Keywords: Environmental Tracers (REEs, Br/Cl, B, δ11B, Sr, 87Sr/86Sr), Groundwater, Guarani Aquifer System (GAS), São Paulo State, Aquifer vulnerability, Aquifer sustainabilit

TÉCNICA AUTORRADIOGRÁFICA PARA INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICA – ESTUDO DE CASO NA ÁREA DO PROJETO RIO PRETO

The auto-radiography is a photographic method to registrate in sensitive emulsion the spatial distribution α rays emitted by radioisotopes of a sample or an object. The auto-radiography was applied to detect the presence of radioactive minerals in some samples of schists and gneisses from the Ticunzal Formation, Northeast Goiás State, aiming to implement the use of this technique in LABIDRO – Hydrochemistry and Isotopes Laboratory of the Department of Petrology and Metallogenesis, State University of São Paulo/Campus of Rio Claro.A autorradiografia é um método fotográfico de registro da distribuição espacial de radioisótopos numa amostra ou objeto que se baseia no registro dos traços de partículas α liberadas por desintegração de elementos radioativos em emulsão sensível a estas partículas. A autorradiografia foi empregada na identificação da presença de minerais radioativos em algumas amostras de xistos e gnaisses da Formação Ticunzal, aflorantes no nordeste do Estado de Goiás, com o intuito de implementar a utilização desta técnica junto ao LABIDRO – Laboratório de Hidroquímica e Isótopos do Departamento de Petrologia e Metalogenia do Instituto de Geociências e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulist

O Silício em Águas Subterrâneas do Brasil

http://dx.doi.org/10.5902/2179460X13135Element present in processes since the Earth formation, silicon is the most abundant and dispersed solid in the crustal environment. Its occurrence in geosphere, even in low concentrations, is fundamental in geological, hydrological and biological processes. The mineral waters often contain silicon in its bioavailable form of proven benefits for human health. The Brazilian legislation does not classify siliceous waters and little hydrochemical studies focus their potential application to human health, thus, this paper aims to increase this knowledge. For this purpose, it was performed a large bibliographic review of international examples about their use in medicine, hydrotherapy and nutrition, as well on the appropriate silicon contents in waters. The hydrochemical and geographical inventory allowed evaluate and compare 322 occurrences of silicon in groundwater in the country, with each other and with examples from other countries. The intersection between the two sets of information permitted to infer that the siliceous waters are benefit to tissues and osseous structures of living beings, as well as in Al toxicity prevention. The anomalously high Si levels reported in the database and the hydrochemical and hydrogeological correlations equivalent to the bibliography consulted have indicated great potential of utilization of these hydric resources in Brazil.http://dx.doi.org/10.5902/2179460X13135Elemento presente em processos ocorrendo desdea formação da Terra, o silício é o sólido mais abundante e disperso no ambientecrustal. Sua ocorrência na geosfera, mesmo em baixas concentrações, éfundamental nos processos geológicos, hidrológicos e biológicos. As águasminerais costumam conter o silício em sua forma biodisponível, de comprovadosbenefícios para a saúde humana. Não estando prevista a classificação de águassilicatadas na legislação brasileira e sendo poucos os estudos hidroquímicos enfocandosuas potenciais aplicações à saúde humana, espera-se com este trabalho contribuircom este conhecimento. Para tanto, foi realizada uma extensa revisãobibliográfica de exemplos internacionais sobre sua utilização medicinal,hidroterapêutica e nutricional, bem como dos teores adequados para silício naságuas. O inventário hidroquímico e geográfico elaborado permitiu avaliar ecomparar 322 ocorrências do silício em águas subterrâneas do país, entre si ecom exemplos de outros países. A intersecção entre osdois conjuntos de informações permitiu inferir que águas silicatadas sãobenéficas aos tecidos e estruturas ósseas dos seres vivos, bem como no combateda toxicidade devido ao Al. Os teores encontrados são anormalmente elevados ecorrelações hidroquímicas e hidrogeológicas equivalentes à bibliografiaconsultada indicam grande potencial de aproveitamento destes recursos hídricosno Brasil

Fontes de Águas “Milagrosas” no Brasil

http://dx.doi.org/10.5902/2179460X13707The water sources related to beliefs, rituals, mythical powers or dressings can induce the sustainable development and its protection recommended through increased knowledge to support this action. Beyond the fundamental importance to the environment, the holy waters, miracle or healing springs have close correlation with the human origin, history, tradition, health, religion, science and economy. In Brazil, comparatively to its great water potential, there are little recognized locations of sacredness and pilgrimage, where occurs the waters influence on the formation and ritualization of indigenous beliefs, traditional societies, African and Catholics religions and their mixtures. This paper prospected and evaluated social, physical-chemical and salutogenic aspects of springs or fountains called “divine” in 102 Brazilian cities. In several occurrences, some biologically active components of therapeutic potential have been identified, in addition to legal requirements for obtaining the classification of mineral waters. The communities identified possess tradition with thermalism in spas or with attractive health and religious tourism. The healing miracle has not been explained, but the fact has been considered as sacred and belonging to our natural and cultural patrimony.As fontes de águas relacionadas a crenças, rituais, poderes míticos ou curativos podem ser indutoras do desenvolvimento sustentável e sua proteção recomendada através do aumento de conhecimentos como fundamento desta ação. Além da importância fundamental ao meio ambiente, as águas de fontes santas, milagrosas ou curativas possuem estreita correlação com a origem, história, tradição, saúde, religião, ciência e economia humana. Relativamente ao enorme potencial hídrico do Brasil, são poucas as reconhecidas localidades de sacralidade e peregrinação, onde ocorre influência das águas na formação e ritualização de crenças indígenas, das sociedades tradicionais, religiões africanas, católicas e suas misturas. Este trabalho contemplou a prospecção e avaliação de aspectos sociais, físico-químicos e salutogênicos das fontes ou olhos d’água relacionados com o “divino” em 102 cidades brasileiras.

RADIOMETRIC CHARACTERIZATION OF PHOSPHORIC ACIDS AND THEIR INDUSTRIAL PRODUCTS

F.T. da Conceição & D.M. Bonotto - Caracterização radiométrica de ácidos fosfóricos e seus produtos industriais. A adição de ácidos fosfóricos e seus produtos derivados tornou-se uma prática comum em várias áreas como tratamento de metais, produção de detergentes, tratamento de águas e efluentes, bem como em indústrias alimentícias, de bebidas e farmacêuticas. Os radionuclídeos nos ácidos fosfóricos estão presentes em diferentes concentrações atividade, de maneira que é importante avaliar as implicações para a saúde humana e animal. A atividade de 238U no ácido fosfórico bruto praticamente está inserida no intervalo de variação global e a taxa de exposição média associada ao material filtrado corresponde a 10 nGy/h, a qual é atribuída principalmente ao 40K. Os resultados obtidospara a concentração total e biodisponível de urânio no material filtrado indicam que apenas 40% encontra-se disponível para as plantas. Os radionuclídeos presentes no ácido fosfórico de grau alimentar e material filtrado não contribuem para a elevação da radioatividade na cadeia alimentar humana ou solos até níveis perigosos, portanto, não oferecem riscos ao ecossistema e saúde humana e animal. Palavras-chave: Radionuclídeos, ácidos fosfóricos e produtos derivados, danos ambientais

TRANSFERÊNCIA DE METAIS PESADOS, FLÚOR E RADIONUCLÍDEOS PARA SOLOS AGRÍCOLAS NA BACIA DO RIO CORUMBATAÍ (SP)

The use of phosphate fertilizers and amendments in sugar cane crops may increase the concentration of some elements in soils, from where they would become available for plants (principally in acid soils) and transferred to the human food chain. This paper reports the transference of heavy metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn), fluorine and radionuclides (238U, 234U, 226Ra, 232Th and 40K) from phosphate fertilizers and amendments to agricultural soils at Corumbataí River basin (SP). The products utilized and colleted in sugar cane crops at Corumbataí River basin are: phosphate fertilizers NPK 5:25:25 (two samples), limestones (three samples), phosphogypsum (two samples) and KCl (two samples). The heavy metals were determined by atomic absorption spectrometry (AAS), fluorine by potentiometry and radionuclides by alpha and gamma spectrometry. Heavy metals (17.8, 31.2, 75.2, 69.5, 138.8, 114.9 and 342.9 g/ha of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn and F, respectively) and radionuclides (0.47, 0.16, 0.17 and 6.33 Bq/kg of soil to 238U, 226Ra, 232Th and 40K, respectively) incorporated in phosphate fertilizers and amendments are annually added in the sugar cane crops, but if utilized in accordance with the recommended rates, they do not raise the concentration levels in soils up to hazards values. Keywords: Radionuclides and heavy metals, agricultural soils, phosphate fertilizers and amendments, sugar cane crops.O uso de fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas nas plantações de cana-de-açúcar pode levar a um aumento na concentração de alguns elementos no solo, de onde passariam às plantas (principalmente em solos ácidos) e destas, como forragem ou alimento, ao animal e homem. Este trabalho visou estudar a transferência de metais pesados (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn), flúor e radionuclídeos (238U, 234U, 226Ra, 232Th e 40K) de fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas para solos agrícolas na bacia do Rio Corumbataí (SP). Os produtos utilizados e coletados nas plantações de cana-de-açúcar na bacia do Rio Corumbataí são: fertilizantes fosfatados NPK 5:25:25 (duas amostras), calcários dolomíticos (uma amostra) e calcíticos (duas amostras), gesso (duas amostras) e KCl (duas amostras). Os metais pesados foram determinados por espectrometria de absorção atômica (AAS), o flúor por potenciometria, e os radionuclídeos por espectrometria alfa e gama. Metais pesados (17,8; 31,2; 75,2; 69,5; 138,8; 114,9 e 342,9 g/ha de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn e F, respectivamente) e radionuclídeos (0,47; 0,16; 0,17 e 6,33 Bq/kg de solo para 238U, 226Ra, 232Th e 40K, respectivamente) existentes nos fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas são adicionados anualmente nas plantações de cana-de-açúcar, mas, se usados de acordo com as taxas recomendadas, não aumentam suas concentrações em solos para níveis perigosos. Palavras-chave: Radionuclídeos e metais pesados, solos agrícolas, fertilizantes fosfatados e corretivos agrícolas, plantações de cana-de-açúcar

BATIMETRIA E ESTUDO DE PARÂMETROS MORFOMÉTRICOS DO RESERVATÓRIO DA FLORESTA ESTADUAL “EDMUNDO NAVARRO DE ANDRADE” (FEENA) RIO CLARO/SP

Este trabalho descreve o levantamento batimétrico e caracterização dos principais parâmetros morfométricos do reservatório da Floresta Estadual “Edmundo Navarro de Andrade”. Foram medidos 271 valores de profundidade do reservatório ao longo de 10 transectos. Estes dados foram utilizados na estimativa, por meio da krigagem ordinária, dos mapas batimétricos que serviram como base para o cálculo dos principais parâmetros morfométricos do reservatório. Os resultados apresentam o quadro de assoreamento em que o reservatório se encontra, além da possível influência da morfometria em seu atual elevado grau de trofia. O conhecimento e a adequada interpretação do conjunto de dados apresentados são de grande valia para o planejamento de ações que busquem a recuperação da qualidade ecológica do reservatório. Neste contexto, a Geoestatística foi a principal ferramenta utilizada para um ajuste de superfícies segundo técnicas de estimativas robustas

ANÁLISE MORFOESTRUTURAL DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO ITANHAÉM/SP: Morphostructural analysis of the Itanhaém River Watershed, São Paulo State, Brazil

This research comprises the use of remote sensing products in the characterization of the natural susceptibility to erosion of the Itanhaém river watershed and its major tributaries, through morphostructural analysis. The method proved to be effective in mapping areas that are naturally sensitive to erosion, even when applied to different work scales. The most susceptible sectors are found upstream of the basin and mainly cover drainage areas of the rivers Mambú and Branco, where regions with the greatest vulnerability stand out. Another relevant aspect is that river follows its course embedded in an important shear zone, the Cubatão Fault. The discussion about the relationships between morphostructures and their altimetry is of great relevance for the analysis of the physical environment and to understanding the physiology of the landscape, as well for a more adequate indication of land use and occupation, as well the study of natural vulnerability.Esta pesquisa apresenta o uso de produtos de sensoriamento remoto na caracterização da suscetibilidade natural à erosão da bacia do Rio Itanhaém e seus principais tributários por meio da sistemática da análise morfoestrutural. O método mostrou-se eficaz no mapeamento de áreas naturalmente sensíveis à erosão, mesmo quando aplicado em diferentes escalas de trabalho. Os setores de maior suscetibilidade encontram-se a montante da bacia e abrangem, principalmente, áreas de drenagem do Rio Mambú e Rio Branco, sendo que ao longo do curso deste último, destacam-se as regiões com maior vulnerabilidade. Outro aspecto relevante, é que este rio segue o seu curso encaixado numa importante zona de cisalhamento, a Falha de Cubatão. A discussão sobre as relações entre morfoestruturas e suas altimetrias é de grande relevância para a análise do meio físico e compreensão da fisiologia da paisagem, bem como para indicação mais adequada quanto ao uso e ocupação do solo e estudo da vulnerabilidade natural

CARACTERIZAÇÃO PETROGRÁFICA, DE ÍNDICES FÍSICOS E DA EXALAÇÃO DE RADÔNIO EM ROCHAS ORNAMENTAIS DO ESTADO DO CEARÁ, BRASIL

O presente trabalho descreve a quantificação da exalação do gás radônio em rochas ornamentais e para revestimento exploradas no Estado do Ceará, Brasil. Foram realizados ensaios de índices físicos, espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS), análises petrográficas e monitoramento da exalação do gás radônio em 15 tipos distintos de rochas. Em sua composição mineralógica, as rochas apresentam concentrações de radionuclídeos como 232Th , 235U e 238U, os quais, por decaimento radioativo, geram os isótopos 220Rn, 219Rn e 222Rn, respectivamente, sendo o 222Rn o de maior importância para a pesquisa por apresentar a maior meia-vida (3,85 dias) em relação aos outros isótopos de radônio. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA) recomenda o limite de 4 pCi/L para a exalação de radônio pelos materiais rochosos utilizados como revestimentos em ambientes de interiores de residências e de edificações comerciais e públicas com baixa circulação de ar. As rochas estudadas apresentaram valores de exalação entre 0,04 pCi/L e 2,59 pCi/L num ambiente fechado, os quais estão abaixo do máximo recomendado pela USEPA. Portanto, elas são indicadas como materiais de revestimento em interiores de ambientes com baixa circulação de ar