Aquifer vulnerability and contamination risk of groundwater in urban environment

Nas áreas urbanas, a contaminação da água subterrânea está ligada à forte pressão de ocupação e uso do solo. Por isso, é necessária a implantação de medidas restritivas que promovam a conservação da água subterrânea. O presente trabalho desenvolveu um Índice de Risco de Contaminação da Água Subterrânea (IRCAS) aplicado a aquíferos em ambiente urbano no município de Fortaleza, Ceará, Brasil. A construção do IRCAS foi realizada a partir da Metodologia de Vulnerabilidade Aquífera (GOD), anexando a esta o Índice de Saneamento Ambiental (ISA), calculado por setores censitários com dados do Censo 2010, do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Os dados foram gerenciados em Sistema de Informação Geográfica (SIG) e validados com amostras de água subterrânea analisada quanto a concentrações de nitrato (N-NO3 -) em 212 poços. O IRCAS apontou áreas mais próximas à costa como zonas de alto risco, por conta da alta vulnerabilidade aquífera associada ao Sistema Aquífero Dunas (SAD) sob zonas de baixa qualidade sanitária. O principal fator do risco foi o esgotamento sanitário. As maiores concentrações de nitrato (24,4 – 40 mg/L) em 83% dos poços se mostraram associadas às zonas de alto risco.In urban areas, groundwater contamination is linked to high pression of urban use land; for this, applied restrictive politics of use land that promote groundwater conservation are necessary. The present article aims to evaluate the risk of water quality contamination, developing a risk Index to Groundwater Contamination (IRCAS) applied to aquifers in urban environment in the municipality of Fortaleza, Ceará, Brazil. The construction of the IRCAS was carried out from the GOD aquifer vulnerability methodology, adding the Environmental Sanitation Index (ISA), calculated by census sector based on 2010 census data of the Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). The data were managed in the Information System Geographic (GIS), and validated from groundwater samples analyzed for nitrate (N-NO3 -) concentrations. The IRCASshowed that areas near to the coast presented a higher risk due to the high vulnerability of the aquifer represented by the Dunes Aquifer Systems, associated with areas of low sanitary quality. The main risk factor was the sanitary sewage. Highest concentrations of nitrate (24.4 – 40 mg/L) in 83% of these wells are associated to high risk zones

MAPEAMENTO DE VULNERABILIDADE DOS AQUÍFEROS DUNAS, BARREIRAS E FISSURAL NA PORÇÃO NORTE DO COMPLEXO INDUSTRIAL E PORTUÁRIO DO PECÉM, ESTADO DO CEARÁ

O presente trabalho apresenta a avaliação da vulnerabilidade natural dos aquíferos Dunas, Barreiras e Fissural na porção norte do Complexo Industrial e Portuário do Pecém (CIPP), estado do Ceará (Brasil), por meio dos métodos DRASTIC e GOD. Teve por objetivo gerar subsídios para o planejamento ambiental, com vistas à gestão das águas subterrâneas locais. Os referidos métodos trabalham com um número de parâmetros distintos, sendo o DRASTIC mais robusto, restritivo e preciso. O método DRASTIC apresentou cinco classes de vulnerabilidade, caracterizando a maior parte da área como de vulnerabilidade alta (25%) ou muito alta (24,7%). O método GOD apresentou duas classes de vulnerabilidade: vulnerabilidade moderada (59%) e vulnerabilidade alta (41%). Em ambos os métodos o aquífero Dunas representa o meio mais vulnerável, onde justamente estão alocadas uma siderúrgica e áreas de ampliação urbana. Em vista disto, ações para a prevenção de possíveis contaminações devem ser implementadas. O meio fissural e o aquífero Barreiras, apesar de menos vulneráveis, devem igualmente merecer atenção e monitoramento. O trabalho apresenta-se como ferramenta aos setores públicos e privados para a gestão mais eficaz das águas subterrâneas locais

Mapping of Vulnerability and Risk of Groundwater Pollution in the Eastern Portion of the Araripe Sedimentary Basin, Ceará, Brasil

The present work presents the assessment of the vulnerability and risk of groundwater pollution in the eastern portion of the Araripe Sedimentary Basin, Ceará, Brasil, through the GOD and POSH methods. The GOD method presented three classes of vulnerability: low, moderate and high, with a predominance of moderate vulnerability (80%). The POSH method classified the pollutant loads into three indexes: high, moderate and low. The vulnerability map associated with the risks of pollution facilitated the identification of the areas most susceptible to contamination, serving as a subsidy for municipal managers in future plans for use and occupation of urban and rural land

Drought’s Impact in Irrigated Perimeters in the Brazilian Semi-Arid

Setting up irrigated perimeters (IP) in the northeastern semi-arid of Brazil was an necessary attempt on development agricultural activities in a reality where water is the main limiting factor and the most problematic on account of the irregularities of the climate and droughts. This work aimed to measure the impact of the extensive drought of 2010 through 2015 on the production of 13 irrigated perimeters in the State of Ceará, identifying the most impacted crops and perimeters. In this regard, the data of the irrigated perimeters executive synthesis, publicized by DNOCS (Departamento Nacional de Obras Contra as Secas - DNOCS) with numbers of agricultural production of six years assessed, were systematized. In addition, meteorological data of pluviometry, sourced by Funceme (Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos - Funceme) and data of water storage volumes of the main reservoirs of the State, sourced by Cogerh (State Company of Water Resources Management) on the data of the rainfall State Water resources management company. The State’s agricultural productions of the irrigated perimeters raised until 2014, when the water’s collapse resulted in rationing and a whole decline in production. The IP, such as Ema, Forquilha, and Quixabinha suffered a substantial decline in production since the early years of drought, which reached a total collapse in 2014, for in the case of the Ema

O Sistema de Informação Geográfica (SIG) Aplicado ao Abastecimento Hídrico e Esgotamento Sanitário

The objective of this study was to investigate the sanitary situation of an urban sub-basin hydrografic at Fortaleza (CE), in relation to water supply (WS) and sanitary sewage (SS). A geocoded database was developed based on data from the 2010 Census (IBGE). The Geographic Information System (GIS) was used in the integration of discrete data and the census tracts, providing the spatial representations. The water supply was verified in the number of households supplied by the general network or by wells. Likewise, for sanitary sewage, the number of households per type of sewage service was represented, as well as the type of static device (septic tanks or rudimentary tanks). The data points to a decrease in the use of groundwater as urbanization intensifies. Too much occupation has been found that does not have the proper sanitary sewage system.O estudo teve o objetivo de investigar a situação sanitária de uma sub-bacia hidrográfica urbana em Fortaleza-CE, no que diz respeito ao abastecimento hídrico (AH) e esgotamento sanitário (ES). Para isso foi desenvolvido um banco de dados geocodificados a partir de dados do Censo de 2010 (IBGE). Foi utilizado o Sistema de Informação Geográfica (SIG) na integração dos dados de natureza discreta e os setores censitários, proporcionando as representações espaciais. O AH foi constatado no número de domicílios abastecido pela rede geral ou por poços. Do mesmo modo, para o ES foi representado o número de domicílios por tipo de serviço de esgoto, além do tipo de dispositivo estático (fossas sépticas ou fossas rudimentares). Os dados apontam para uma diminuição do uso da água subterrânea conforme a urbanização se intensifica. Foi também constatada uma ocupação demasiada que não possui o devido sistema de esgotamento sanitário

Qualidade da água e aspectos construtivos dos poços do aquífero aluvionar do rio Jaguaribe, município de São João do Jaguaribe, Ceará

Este artigo discute os aspectos construtivos dos poços e a qualidade físico-química das águas subterrâneas no cenário do Domínio Hidrogeológico Sedimentar do aquífero aluvionar do baixo vale do rio Jaguaribe, São João do Jaguaribe, Ceará, e sua interface com o uso e ocupação do solo. Dos poços mapeados, grande parte apresenta alguma deficiência quanto aos aspectos construtivos e de proteção sanitária recomendados pela ABNT. Em relação à qualidade das águas subterrâneas, foram feitas análises físico-químicas de 30 amostras representativas do aquífero aluvionar, com determinações do pH, turbidez, condutividade elétrica, cátions e ânions maiores, sólidos totais dissolvidos, sílica, dureza, alcalinidade, compostos nitrogenados, fluoreto, ferro, turbidez, alumínio e fosfato. As concentrações dos compostos nitrogenados das águas do aquífero aluvial não sugerem importante contaminação antrópica local do aquífero, visto que o nitrito e a amônia raramente foram detectados e o nitrato apresentou concentrações traço. Constatou-se que a qualidade da água é naturalmente prejudicada principalmente pela elevada concentração de ferro, que se reflete na turbidez e cor da água de quase todos os poços. Sódio e cloreto em 37% das amostras estão em concentrações que caracterizam águas salobras; no restante das amostras a concentração de sólidos totais dissolvidos é inferior a 1000 mg L-1. Desse modo, predominam na área de estudo águas doces, que submetidas a tratamento para remoção do ferro, podem se tornar adequadas para diversos usos. Valores de pH, amônia, nitrito, nitrato, sulfato e alumínio estão 100% dentro dos máximos permitidos. O principal processo geoquímico relacionado à qualidade da água é a interação rocha-água, devido ao longo tempo de residência da água no aquífero aluvionar, que, em média, considerando a série histórica 1973–2020, não recebe recarga pluvial

GEOTECNOLOGIAS APLICADAS À AVALIAÇÃO DE TAXAS DE IMPERMEABILIZAÇÃO DA TERRA EM AMBIENTE URBANO

Este estudo buscou avaliar a taxa de ocupação e impermeabilização da terra em sub-bacias hidrográficas urbanas no município de Fortaleza – CE. Para isso foi realizada aplicação do método de classificação de imagem orientada ao objeto conhecido como Geobject Based In Information Analysis (GEOBIA), em uma imagem do satélite Quickbird-2 com 0,6 m de resolução espacial. Os dados foram agregados aos setores censitários. Essas taxas foram comparadas aos limites de impermeabilização dos lotes estabelecidos pela Lei Municipal nº 7.987/96. De acordo com as informações produzidas, a classificação foi avaliada com 78,9 do coeficiente de Kappa como 78,7 considerado de conformidade substancial. Dos 93 setores censitários analisados, constatou-se que 22 estão fora dos padrões, apresentando taxas de impermeabilização maiores 60%, alguns setores possuem 85% de sua área impermeabilizada. A metodologia aplicada contribui para o controle da impermeabilização e fiscalização do solo urbano, além de ser realizada com rapidez de produção de informações e subsídios para gestão urbana

Anthropic Influences on the Quality of Underground Waters for Human Consumption in Russas, Ceará, Northeastern Brazil

In regions with semi-arid characteristics, groundwater is a precious source of water supply, mainly from alluvium, due to the decent quality of its waters. However, the sandy texture favors vulnerability, and the infiltration and percolation of fluids increase the risk of contamination of the aquifer in the presence of polluting sources. The population’s knowledge about these problems is still ephemeral, which can lead to the consumption of contaminated water, putting health at risk. Thus, research was conducted in the municipality of Russas – Ceará, to study the quality of groundwater, the possible polluting sources in the urban area, and assess the possible risks to human health. First, technical visits for reconnaissance and survey of information were conducted, such as possible polluting sources and situations of existing wells. The selection of wells to collect water followed criteria of proximity to polluting sources, well conditions, and, mainly, those linked to the use of water for human consumption. The result showed that 43% of the samples are above the limits proved by Brazilian legislation for turbidity, total hardness, TDS, sodium, chloride, and nitrate, while the others are withinthe standard. Concerning chlorides and nitrates, the concentrations show there is possibly a relationship with anthropic contaminants(agricultural area; domestic effluents) for the aquifer recharge areas and condition common problems to human health. Therefore, it is of paramount importance to continue research in Medical Geology that will enable the monitoring and future management of water quality of groundwater for the population

RESERVAS HÍDRICAS SUBTERRÂNEAS E CONTRIBUIÇÃO À GESTÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS EM ALUVIÕES NO SEMIÁRIDO

As águas subterrâneas são fontes estratégicas para aumento da oferta hídrica e a diminuição dos vazios hídricos. Através do estudo de um trecho do Aquífero Aluvionar do Rio Curu, buscou-se caracterizar as reservas hídricas subterrâneas para auxílio no gerenciamento hídrico desta unidade hidrogeológica em regiões semiáridas. Foi feito o monitoramento dos níveis estáticos de 14 poços rasos durante o período de um ano (maio de 2014 a maio de 2015), correspondente a um período com precipitações abaixo da média histórica para esta região. Observou-se que mesmo com as baixas precipitações houve uma recarga significativa do Aquífero Aluvionar ao se comparar com a recarga dos reservatórios superficiais, sendo que as reservas hídricas da área de aluvião estudada teriam capacidade de suprir 25% da demanda hídrica anual de irrigação de todo o perímetro irrigado no trecho em consideração. Concluiu-se, ainda, que para regiões semiáridas é imprescindível o monitoramento do nível freático e o cálculo de reservas, principalmente, após cada quadra chuvosa, realizando então o planejamento e a outorga do volume que deverá ser explotado do aquífero, sem comprometer sua função ambiental

Vulnerabilidade à salinização por intrusão marinha em aquífero costeiro do Estado do Ceará

Os aquíferos costeiros constituem importante fonte de abastecimento de água para o estado do Ceará, sobretudo na época de estiagem, quando os reservatórios superficiais não apresentam a totalidade de seus volumes. Assim, esses aquíferos são frequentemente afetados pelo problema de intrusão marinha induzida pela explotação inadequada. O presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de identificar o grau de vulnerabilidade à salinização por intrusão marinha para o sistema aquífero costeiro Dunas/Barreiras no município de Icapuí, Ceará, bem como avaliar a qualidade das águas subterrâneas com base nos parâmetros associados à salinização, tendo em vista a sua importância para a região, por constituir a principal fonte de abastecimento de água. Para tanto foi aplicada a metodologia GALDIT, que utiliza indicadores mapeáveis, representados pelo tipo de aquífero, condutividade hidráulica, altura da superfície potenciométrica, distância dos poços em relação à costa, razão rCl-/rHCO3- e espessura saturada, para quantificar e classificar a vulnerabilidade de aquíferos costeiros à intrusão da água do mar. Os resultados indicaram áreas com vulnerabilidade média e alta à salinização no sistema aquífero, definidas, principalmente, pela distância dos poços em relação à costa, altura da superfície potenciométrica e razão rCl-/rHCO3-. A qualidade das águas subterrâneas encontra-se comprometida, em relação à concentração de sais, em mais de 60% das amostras analisadas, porém, essa salinização está, provavelmente, mais relacionada aos aerossóis marinhos e/ou à infiltração de águas salobras de lagoas costeiras do que à mistura de águas subterrâneas marinhas e continentais promovida pela intrusão salina. Entretanto, a vulnerabilidade do sistema aquífero Dunas/Barreiras na área requer maior atenção em relação a gestão dos recursos hídricos, visto que modificações na demanda atual, com consequente aumento na explotação, podem acarretar no avanço da cunha salina em direção ao continente