Para a realização do estudo hidrogeoquímico da ilha de Santiago foram realizados trabalhos de campo que implicaram a recolha de amostras de água subterrânea em nascentes, furos e poços que captam em diferentes unidades hidrogeológicas, a diversas altitudes e distâncias da costa. Foram realizadas duas campanhas de campo distintas, sendo a primeira realizada em Junho/Julho de 2003 no período de maior estiagem na ilha e a segunda, realizada nos meses de Novembro a Janeiro de 2003/2004, no período que se seguiu à época das chuvas. Durante o ano de 2004, procedeu-se ainda a uma monitorização mensal da qualidade da água em alguns pontos (Fig. 5.1).
Tal como já foi referido no capítulo anterior, não foi possível fazer a monitorização da qualidade da água da chuva, tendo-se apenas recolhido duas amostras de água da chuva, uma na cidade da Praia e a outra da zona do Pico da Antónia, representativas das chuvas que caíram em 2003. Neste contexto, pela sua escassa representatividade, serão sempre comparadas com os resultados de outros estudos anteriormente realizados na ilha de Santiago.
Para a selecção dos pontos de água a analisar foram consideradas informações já existentes na base de dados do INGRH, como as principais características técnicas dos furos e poços (profundidade, diâmetro do furo, posição dos ralos, tipo de uso, nível hidroestático, caudal, etc.) e a informação disponível a partir dos respectivos logs de sondagens (formações geológicas e principais unidades aquíferas captadas, grau de confinamento, etc.). Houve ainda o cuidado de escolher alguns pontos de água ao longo de uma mesma ribeira (ribeira Grande da Cidade Velha, ribeira Grande do Tarrafal e ribeira dos Flamengos, neste caso) para que se pudesse avaliar a evolução hidrogeoquímica ao longo de uma mesma direcção principal de fluxo. No total foram seleccionados 133 pontos de água para amostragem a partir do inventário inicialmente realizado, distribuídos espacialmente pela ilha de forma representativa, dos quais 61 são furos de exploração, 7 são piezómetros, 25 são poços e 40 são nascentes (Fig. 5.2).
Fig. 5.1. Cronograma das campanhas de amostragem para a caracterização hidrogeoquímica das águas subterrâneas na ilha de Santiago.
As amostras foram recolhidas após bombagem prolongada das captações em funcionamento; directamente de nascentes (a montante sempre das zonas de lavagem de roupa) e utilizando amostradores manuais nos piezómetros que não têm bomba. No caso das captações de água subterrânea e das nascentes, a recolha só foi realizada após a estabilização de alguns dos principais parâmetros de campo, como o pH, a temperatura (T) e a condutividade eléctrica (CE). A temperatura e o pH foram medidos em campo com um medidor de pH da HANNA Instruments®, digital e portátil, o qual faz um ajuste automático da temperatura. A condutividade eléctrica foi medida com um condutivímetro portátil de WTW® também com compensação automática da temperatura. Devido aos condicionalismos e dificuldades da amostragem em zonas de difícil acesso, que limitaram o uso de uma célula de fluxo, acabou por não se monitorizar o potencial redox (Eh) e o oxigénio dissolvido (OD).
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 P rec ip it aç ão (m m / m ê s ) 0 100 200 300 400 500 Praia S. Jorge Serra Malagueta 1. ª cam panha de am ost ragem 2. ª cam panha de am ost ragem Monitorização mensal Amostragem
Antes da amostragem, todos os frascos foram lavados uma primeira vez em laboratório com ácido nítrico diluído para remover qualquer contaminante oxidável e depois, duas vezes com água desmineralizada. Já no campo, os frascos foram passados mais duas vezes por água filtrada do próprio ponto de água a amostrar.
Fig. 5.2. Mapa da área de estudo com pontos de água subterrânea amostrados.
As amostras para a análise dos constituintes principais, secundários e vestigiários foram recolhidas em frascos de polietileno de alta densidade (PEAD), com tampa dupla, evitando sempre que possível a presença de bolhas de ar e armazenando-os em arcas frigoríficas para os resguardar do contacto directo com a luz solar e do calor. O volume recolhido e o tipo de cuidados no manuseamento variaram de acordo com os parâmetros a analisar, os métodos analíticos a empregar e as indicações do laboratório. As amostras para a análise de isótopos estáveis foram recolhidas em frascos de vidro de 60 ml com tampa cónica.
Assim, só foram filtradas com filtros de membrana HA 0.45 μm da Milipore® e acidificadas com ácido nítrico ultrapuro (1% v/v HNO3 Aristar®), as 46 amostras recolhidas durante a 1.ª campanha para a análise dos constituintes secundários e vestigiários, e analisadas por espectrometria de massa por fonte induzida de plasma (ICP-MS) e por espectrometria de emissão óptica por fonte induzida de plasma (ICP-OES), no Activation Laboratories em Ontário (Canada) (Fig. 5.3).
Fig. 5.3. Localização espacial dos pontos de água analisados nos diferentes laboratórios.
As restantes 133 análises de constituintes principais (Na, K, Ca, Mg, NH4, Cl, NO3, SO4, HCO3 e SiO2) foram realizadas pelo laboratório do INIDA em S. Jorge dos Órgãos na ilha de Santiago (Cabo Verde) (Fig. 5.3). Os métodos analíticos utilizados foram a fotometria de chama
(Na e K), a titulação por complexometria com EDTA (Ca e Mg), a titulometria potenciométrica até pH pré-definido (HCO3), a espectrofotometria de absorção atómica (EAA) e molecular (EAM) (NH4, NO3, SO4 e SiO2), e a volumetria de precipitação segundo o método de Mohr (Cl).
As análises de isótopos estáveis (18O/16O e 2H/1H) foram realizadas por espectrometria de massa pelos Groundwater Systems and Water Quality Group laboratories do British Geological Survey (BGS) em Wallingford (Reino Unido). A metodologia analítica utilizada seguiu os métodos propostos por Coleman et al. (1982) para o δ2H e por Epstein & Mayeda (1953) para o δ18O. Os resultados da análise de isótopos estáveis são dados em partes por mil (‰) relativamente ao padrão Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) e utilizando a nomenclatura padrão δ (delta) (Gonfiantini, 1978).
A qualidade dos resultados analíticos obtidos foi avaliada calculando a condição de electroneutralidade (E.N.) para cada uma das análises de água realizadas e que é dada pela Equação [5.1] (todos os dados em meq/l).
100 ) NO , SO , HCO (Cl, Mg) Ca, K, (Na, ) NO , SO , HCO (Cl, ) Mg Ca, K, Na, ( (%) E.N. 3 4 3 3 4 3 ⋅ − + =
∑
∑∑
∑
[5.1]A margem de erro analítico admissível depende da concentração total de sais solúveis em solução, podendo-se estabelecer uma relação entre a percentagem de erro e a condutividade eléctrica, sendo que o erro admissível deverá ser menor em soluções mais concentradas (Tabela 5.1).
Tabela 5.1. Erros de balanço admissíveis em função da condutividade eléctrica da água (Custodio & Llamas, 2001)
Condutividade (µS/cm) 50 200 500 2000 > 2000
Erro admissível (%) 30 10 8 4 4
Após o cálculo inicial dos balanços iónicos verificou-se que a grande maioria das análises realizada pelo laboratório do INIDA apresentavam erros muito elevados (>10%), o que obrigou a que muitas amostras tivessem tido que ser reanalisadas (Fig. 5.4). Este processo serviu também para o próprio laboratório melhorar a sua qualidade analítica.
Para o presente estudo só foram finalmente consideradas as amostras com balanços iónicos inferiores a 10%, erro este considerado aceitável para as condicionantes locais de amostragem e natureza analítica, embora se assumisse que o ideal seria um erro inferior a 5% (Appelo & Postma, 2005).
Verificou-se que 33% das amostras de água subterrânea apresentaram balanços iónicos com erros inferiores a 4% e 77% erros entre 4 e 10% (Fig. 5.4), sendo que os erros mais elevados foram obtidos precisamente nas amostras que apresentam maiores condutividades eléctricas, algo que é contrário ao que seria expectável segundo Custodio & Llamas (2001).
Fig. 5.4. Balanço iónico para determinação do erro de análise das amostras de água subterrânea e comparação com o valor de condutividade eléctrica.