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Mémoire de Maîtrise
DOI
10.11606/D.44.2001.tde-10092015-163723
Document
Auteur
Nom complet
Claudia Luciana Varnier
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2001
Directeur
Jury
Hirata, Ricardo (Président)
Loureiro, Celso de Oliveira
Pessenda, Luiz Carlos Ruiz
Titre en portugais
O Efeito do nitrogênio proveniente de sistemas de saneamento "In Situ" na qualidade das águas subterrâneas em aqüíferos livres e rasos
Mots-clés en portugais
Hidrogeologia
Poluição da água
Resumé en portugais
O nitrato é um dos mais sérios contaminantes nas águas subterrâneas e estudos detalhados sobre o seu comportamento ainda são restritos sobretudo em países de clima tropical. Este trabalho tem como objetivos, estudar e avaliar os impactos causados por sistemas de saneamento "in situ" nas águas subterrâneas, no Parque Ecológico do Tietê - Engenheiro Goulart (PET-EG), zona leste do município de São Paulo. A área compreende um aqüífero do tipo livre, homogêneo, com valores de condutividade hidráulica variando de 6,75x10 'POT. -5' m/s a 1,51x10 'POT. -7' m/s. A recarga ocorre em toda a sua zona aflorante sendo a descarga junto às drenagens superficiais e lagos. Os mapas potenciométricos mensais referentes ao período de janeiro de 1999 a setembro de 2000 apresentam duas direções principais do fluxo da água subterrânea no local: uma a norte em direção ao Rio Tietê e outra a noroeste da área, em direção ao lago. Os métodos utilizados consistiram na caracterização físico-química das águas de 68 poços de monitoramento instalados progressivamente numa área de 2.500m². Alguns parâmetros como nitrato, nitrito, amônio, cloreto, pH, Eh, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido foram acompanhados quinzenalmente com equipamentos de campo. Já os íons maiores (Cálcio, Magnésio, Ferro, Sódio, Potássio, Cloreto, Sulfato e a série nitrogenada) foram medidos com freqüência mensal. As análises dos parâmetros físico-químicos indicaram contaminação da água subterrânea ocasionada pelo sistema de saneamento "in situ", com concentrações de nitrato superiores àquelas permitidas por lei. Este monitoramento detalhado permitiu identificar dois ambientes hidroquímicos distintos: cloro-sulfatadas cálcicas e cloro-nitratadas sódicas, estas últimas decorrentes do sistema de saneamento "in situ". No domínio das cloro-nitratadas sódicas foi possível definir três diferentes zonas da série nitrogenada na pluma de contaminação, com ) predominância das formas reduzidas (nitrogênio orgânico + amônio) próximas ao sistema séptico e das formas oxidadas (amônio + nitrato) em locais mais distantes. Todos os parâmetros físico-químicos analisados apresentaram uma variação espacial e temporal em suas concentrações em função dos efeitos de recarga, que alteraram também o traçado da superfície equipotencial. Na época de chuvas, os tubos de fluxos que contém maiores concentrações de contaminantes provenientes da fossa séptica são deslocados para baixo pelos novos tubos de fluxos que ali se formam devido à recarga. Tal constatação foi comprovada através da modelação matemática tridimensional utilizando-se do aplicativo Visual Modflow. Vários cenários foram criados de modo a avaliar as mudanças nos traçados dos tubos de fluxo mediante variações na recarga e na condutividade hidráulica. Os resultados obtidos indicaram mudanças significativas no traçado das partículas e por conseguinte das linhas de fluxo, alcançando estas maiores profundidades quanto maior a recarga ou sofrendo maior deflexão quanto mais heterogêneo o meio.
Titre en anglais
Not available.
Mots-clés en anglais
Not available.
Resumé en anglais
Nitrate (NO3-) is the most common contaminant in groundwater. This work investigated the impacts on groundwater caused by septic systems, which leak domestic effluents into a shallow, unconfined sandy alluvial aquifer at Parque Ecológico do Tietê, São Paulo, Brazil. In the study area, this aquifer is homogeneous with a hydraulic conductivity varying from 6.75x10'POT.-7'm/s. Recharge occurs over the entire area and is most effective during the rainy season. Monthly potentiometric maps indicate two main flow directions within this aquifer: one northwards toward the Tietê River and the other northeastwards toward the artificial lakes in the area. The present study is based on chemical analyses of 68 shallow wells (up to 5.0 m deep), each installed in an area 50x50 m, and chemical parameters as nitrate, nitrite ammonium, chloride, pH, Eh, electrical conductivity and dissolved oxygen were measured biweekly in situ using portable equipment. Major ions and nitrogen compounds (organic-N, ammonia, ammonium, nitrite, nitrate) were analysed monthly in the laboratory. This detailed monitoring program identified two different hidrochemical environments one characterized by calcium-sulfate chloride and the other by sodium-nitrate chloride. Due to the distribution of nitrogen species (organic-N, ammonium and nitrate) within the sodium - nitrate chloride water, it was possible to identify three distinct geochemical zones in the contamination plume: i) organic nitrogen + ammonium, ii) ammonium + nitrate, and iii) nitrate. Near the septic tanks, there is a predominance of reduced compounds predominate due to oxygen consumption by organic matter degradation and nitrification processes. Concentrations of nitrogen compounds and other chemical parameters change during dry and humid seasons as a consequence of the recharge and changes in geometry of streamtubes. During the rainy season, streamtubes having greater concentration of contaminants are dislocated downward by the formation of a new set of streamtubes. Simulations using a three-dimensional mathematical modeling (visual Modflow) were created to illustrate the changes in streamtube distribution due to variations in recharge and hydraulic conductivity. The results indicate significant changes in flow lines, which penetrate more deep with greater recharge on suffer greater deflection with increasing heterogeneity of the porous medium.
 
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Varnier_Mestrado.pdf (36.25 Mbytes)
Date de Publication
2015-09-17
 
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