Fontes das espécies dissolvidas

As espécies dissolvidas nas águas dos rios, geralmente são produtos do intemperismo das rochas, deposição atmosférica (precipitação) e influência antropogênica. Para a realização do cálculo da taxa de intemperismo química e consumo de CO2, faz-se necessário quantificar

a contribuição de cada uma dessas fontes (XU; LIU, 2010).

Para quantificar a contribuição de cada reservatório, utilizou-se a abordagem do método direto simplificado onde a equação do balanço de massa para um elemento qualquer X (em µmol/L) pode ser expressa segundo a Equação 21 (LI; LU; BUSH, 2014; XU; LIU, 2010) O método direto simplificado é um modelo de balanço de massas e foi aqui utilizado de

forma adaptada à realidade e objetivos propostos nesta pesquisa, e interpretado levando-se em conta suas limitações.

[𝑋]𝑟𝑖𝑜 = [𝑋]𝑎𝑡𝑚𝑜𝑠𝑓𝑒𝑟𝑎 + [𝑋]𝑎𝑛𝑡𝑟𝑜𝑝𝑜𝑔ê𝑛𝑖𝑐𝑜 + [𝑋]𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛𝑎𝑡𝑜 + [𝑋]𝑠𝑖𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑜 + [𝑋]𝑒𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑖𝑡𝑜

Onde: [X] = concentração da espécie química dissolvida (µmol/L).

Para a resolução desta equação segue-se as seguintes etapas metodológicas: i) primeiro necessita-se quantificar a contribuição atmosférica e uma vez quantificada, realizar a correção da concentração do elemento na água do rio; ii) em seguida analisa-se e quantifica-se a parcela de influência antropogênica, considerando, além das concentrações dos elementos rastreadores de fontes antropogênicas, as características da área estuda como, o uso da terra e áreas urbanas e industriais próximas a bacia; iii) realizadas as correções atmosféricas e antropogênicas, admite-se que o excedente provenha das rochas como produto do intemperismo químico que foram lixiviados até a bacia de drenagem. Para distinguir as contribuições de cada uma das fases litológicas utiliza-se a relação entre os elementos baseados em uma análise química de rocha conhecida, além do levantamento da existência de tais fases na área de estudo através do trabalho de campo e mapeamentos geológicos.

A quantificação da contribuição atmosférica pode ser realizada utilizando-se diferentes metodologias. Comumente, o cloreto é o elemento mais usado para tal correção, uma vez que sua concentração é insignificante em rochas carbonáticas e silicáticas. Porém em área com relevante presença de evaporitos, o cloreto pode não se apresentar como um bom indicador.

No entanto, estudos realizados por Stallard and Edmond (1987) na América do Sul, Meybeck (1986) no oeste da Europa e Négrel et al. (1993) na África Central, demostraram que a concentração do cloreto em rios dominados por sais marinhos, decrescem quanto mais longe a bacia se encontra do mar, limitando a influência dos aerossóis marinhos (LI; LU; BUSH, 2014). Desse modo, a composição química da água da chuva originária da dissolução continental e atividades antropogênicas tornam-se extremamente relevantes. Estudos realizados em bacias hidrográficas do Andes e da Amazônia mostraram que a concentração do cloreto no rio variou de 20 µmol/L em bacias próximas a costa, com maior influência de

aerossóis marinhos, a 6 µmol/L para rios mais distantes do litoral (GAILLARDET et al., 1997)

Baseado nestes estudos e considerando a dificuldade para o rastreamento de fontes, Gaillardet et. al., (1997) propõe então, um valor de referência para a concentração de cloreto no rio, sendo este igual a Cl-ref = 20 µmol/L, onde se admite que em bacias com concentrações

menores que 20 µmol/L (Cl-rio < Cl-ref) pode-se considerar que o rio não drena fases

evaporíticas e, portanto, todo o cloreto provem de fonte atmosférica, no entanto, para rios com concentrações maiores que 20 µmol/L (Cl-rio > Cl-ref), o excedente seria proveniente da

dissolução evaporíticas na bacia de drenagem ou até mesmo fontes antropogênicas.

Fan et al., (2014) aplica o método direto simplificado na bacia do rio Huanghe, localizado a noroeste da China e é um exemplo onde o cloreto não se aplica como elemento rastreador de fonte atmosférica, uma vez que a presença de rochas evaporíticas na bacia se estende de montante a jusante do rio. Fan et. al., (2014), fez uso, no entanto, do elemento F e partiu da primícias de que todo a concentração do F encontrado no rio é derivado da água da chuva e, a correção foi feita utilizando-se a razão elemento/F a partir dos dados de chuva local.

Outra metodologia foi aplicada por Wang et al., (2016), que se baseu nos dados de precipitação, runoff e composição da água da chuva da bacia do rio Yellow localizado na China, onde a correção é feita utilizando-se a razão (X/Cl-)chuva, onde X são os respectivos

elementos a serem analisados.

Zhang et al., (2007), por sua vez desconsidera a contribuição atmosférica em seu estudo realizado no rio Pearl, China, por considerar a influência da chuva insignificante para a química da água.

Para esta pesquisa, optou-se por utilizar o cloreto como o elemento rastreador de fonte atmosférica, baseado no argumento dado por Gaillardet et al., (1997) sobre o cloreto de referência e aplicou-se a metodologia utilizada por (LAGES; MARIA; HORBE, 2013) para a correção do input atmosférico, como mostrado na Equação 22.

C=Cxrio- ( Cx

CCl-) mar x CCl-rio

Onde:

C = Concentração do elemento no rio, retirada (corrigida) a influência da chuva (µmol/L);

CX = concentração do elemento (µmol/L);

CCl- = concentração de cloreto (µmol/L).

A concentração do elemento (CX) foi utilizada como a concentração média

ponderada pela vazão (CMNQ). Para a resolução deste cálculo, primeiramente considerou-se

que todo o cloreto no rio provém de fontes atmosférica e no conhecimento prévio sobre a geologia local da área da microbacia do córrego do Bule.

Após a correção da influência da chuva na química da água superficial analisou-se a influência antropogênica e a contribuição do intemperismo na área de estudo. A química da água superficial reflete não só o litotipo do entorno da bacia, mas também o uso da terra e poluição geradas por atividades humanas. Para tal avaliação fez-se uso de diferentes razões iônicos utilizando elementos como nitrato, fosfato, sulfato, sódio e potássio para rastrear fontes antropogênicas e diagramas ternários e razões iônicas, utilizando principalmente o cálcio, magnésio, bicarbonato, sulfato e sódio para fontes geológicas.