Radiocarbono

Na determinação dos locais das coletas de águas para determinação de 14C foi considerado o possível tempo de recarga da água entre as porções confinadas e aflorantes do aquífero. Na área de afloramento, onde o aquífero comporta-se como livre, em função da sazonalidade, a recarga de água é renovada anualmente, cuja idade máxima de circulação determinada por CFCs é de 40 anos. Por esse motivo, nas zonas de recarga não foram realizadas

coletas destinadas a análise de 14C. De modo contrário, na porção confinada, onde a idade de recarga é mais antiga, a taxa de decaimento de 14C é representativa para justificar uma análise desse elemento. Ainda como critério de seleção de pontos de amostragem, levou-se em conta a compartimentação estrutural do aquífero nas porções confinadas. Outro fator a ser considerado na seleção dos pontos de amostragem é a baixa densidade e a concentração de poços em poucas regiões na zona confinada do aquífero.

Nos locais de maior adensamento de poços, no caso de Lagoa Santa e Cachoeira Dourada, devido à proximidade dos poços, foi selecionado apenas um poço para amostragem em cada cidade. No município de Quirinópolis, zona de alto grau de confinamento, devido a problemas de operação do poço da Usina São Francisco, foi coletada amostra apenas na Usina Boa Vista.

A localização geográfica dos pontos foi determinada com auxílio de receptor GPS portátil Garmin Etrex Legend, acurácia de 7 metros, Datuns horizontal WGS-84 e vertical de Imbituba, e leitura de posição em coordenadas geográficas.

Foram coletadas amostras de água em poços tubulares profundos localizados nas cidades de Lagoa Santa, Quirinópolis e Cachoeira Dourada, cujas informações encontram-se na Tabela 3.2 e localização no mapa da figura 3.1.

Poço Endereço Localidade Latitude Longitude Grau de

confinamento

CD1 Clube Thermas Dourada Cachoeira Dourada -18˚29’54,9” -19˚28’15,7” Médio AK1 Pousada do Akira Lagoa Santa -19˚11’14,8” -51˚23’59,7” Baixo

BV1 Usina Boa Vista Quirinópolis -18˚32’46,4” -50˚26’08,4” Alto

Tabela 3.2 - Localização dos pontos de amostragem de água para determinação de 14C. Para determinação da concentração de 14_{C, a água subterrânea amostrada foi coletada na}

boca do poço, ou então, no final da tubulação de adução, evitando-se ao o contato da água com o ar atmosférico.

Nas coletas de campo utilizaram-se os seguintes materiais:

• Garrafas de vidro;

• 01 tambor cilíndrico de plástico, sem tampa (Figura 3.2a);

• 01 bombona cilíndrica de plástico, em forma de garrafão, de cor branca com tampa rosqueável (este modelo de bombona plástica, em forma de garrafão, somente é fabricado pela plastiplex). A bombona plástica foi alojada no interior do tambor, por isso, as dimensões do tambor, deverão ser calculadas em função das dimensões da bombona (Figura 3.2b);

Figura 3.2a - Tambor plástico. Figura 3.2b - Bombona plástica (tipo garrafão). Nos locais de coleta, onde o poço não estava em operação, inicialmente foi acionada a bomba, e somente após um intervalo de pelo menos 15 minutos é que foi retirada a amostra. O bombeamento promove a circulação da água, eliminando possível contaminação oriunda de água estagnada na tubulação de recalque.

Para se evitar contato direto da água amostrada com o ar atmosférico, a bombona plástica foi alojada no interior do tambor (Figura 3.3a). Posteriormente, foi instalada uma mangueira entre a saída de água do poço e o interior da bombona. A válvula de saída de água do poço foi regulada, de modo a diminuir o fluxo de água, com isso, reduz-se a aeração do liquido. O fluxo da água preencheu todo o espaço interno da bombona plástica e extravasou para o interior do tambor, preenchendo-o também por completo. O nível da água no interior do tambor ficou acima do gargalo de entrada de água da bombona plástica (Figura 3.3b).

Estando o tambor totalmente preenchido por água, mantendo sempre a bombona submersa, foi colocada a tampa rosqueável da bombona (Figura 3.3c).

Figura 3.3a - água preenche o interior da bombona.

Figura 3.3b - água transborda para fora da bombona plástica

e preenche o tambor.

Figura 3.3c - Com a bombona plástica ainda submersa, colocar a tampa rosqueável. Concluída a coleta de água na bombona plástica, o próximo passo foi coletar uma amostra suplementar de água que foi utilizada, no final do processo, para coletar o precipitado a ser enviado ao laboratório, neste caso, foi utilizada uma garrafa de vidro de 1 litro. No passo seguinte, a garrafa foi introduzida dentro do tambor cheio com água. Com a mangueira já acoplada ao bico da garrafa, para se evitar a formação de bolhas de gases, foi reduzido o fluxo da água na mangueira. Após alguns minutos de circulação de água, estando ainda submersa no tambor, a garrafa foi selada com a tampa rosqueável (Figuras 3.4a e 3.4b).

Figura 3.4a - Coleta de água com a

garrafa submersa no tambor Figura 3.4b - Garrafa com a tampa rosqueável

A garrafa com a água coletada foi utilizada na coleta do precipitado sólido, no final do processo de amostragem.

Estes procedimentos finalizam a etapa de coleta. A seguir serão discutidos os procedimentos de amostragem.

Amostragem - com a bombona plástica submersa na água do tambor iniciou-se o procedimento de amostragem. A amostragem compreende uma série de procedimentos com o propósito de se obter o precipitado final à ser enviado ao laboratório.

Para a amostragem da água, os seguintes materiais e reagentes foram utilizados:

• Balde plástico de 5 litros;

• Luvas de borracha;

• Colher de sopa de aço inox;

• Embalagem para dispor o precipitado à ser enviado ao laboratório, neste caso, foi a garrafa contendo amostra da água coletada no inicio do processo;

• Reagente químico NaOH, granulação fina ou média;

• Reagente químico BaCl.2H2O;

• Registro com gaveta de esfera, rosqueável, ¾ de PVC a ser aclopado na boca da bombona plástica;

• Medidor portátil de pH.

Para determinação da concentração de 14C, alguns laboratórios utilizam o próprio gás carbônico, enquanto outros extraem o gás de materiais sólidos enviados (sedimentos, materiais orgânicos, dentre outros). No Brasil, o laboratório do Centro Nacional de Estudos Pesquisas Atômicas na Agricultura – CENA, da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz utiliza o gás carbônico extraído de materiais sólidos. No caso específico da análise de 14C de águas, é enviado ao laboratório, um precipitado sólido de cloreto de bário (BaCl.2H2O) contendo os

carbonatos. Tal material é resultante de tratamento prévio da água com reagentes químicos. Em campo, para a amostragem, o pH da água deve ser elevado para valores superiores a 11 (Clark & Fritz 1997). Em meio aquoso, o pH alto é necessário para precipitar todas as espécies de carbono.

Com a boca da bombona plástica elevada até próximo do nível d`água no interior do tambor, foi retirada a tampa rosqueável e adicionado o NaOH (Figuras 3.5a, 3.5b e 3.5c). Todo o procedimento deve ser executado rapidamente, evitando-se assim exposição da água com o ar atmosférico.

Durante dez minutos foram executados movimentos giratórios na bombona plástica, promovendo assim a dissolução do NaOH. Transcorrido o tempo necessário para a dissolução do NaOH, o próximo passo foi adicionar o cloreto de bário. Este reagente quando adicionado a água precipita todas as espécies de carbonatos.

Figura 3.5a - Posição inicial

Figura 3.5b - Adicionar NaOH.

Figura 3.5c - Colocar a tampa rosqueável.

A quantidade de cloreto de bário à ser adicionado dependerá da alcalinidade total da água. A quantidade mínima necessária para precipitar 60 ppm, ou 60mg/l, de HCO3-/ CO32- é de

15 gramas de BaCl.2H2O. Exemplo: para se coletar 3 g de carbonato em uma água que contenha

50 mg/l de HCO3-/ CO32- são necessárias 750 g de BaCl.2H2O, e um volume de água de 50 l

(Canadian Centre for Accelerator Mass Spectrometry 2005).

O cloreto de bário foi adicionado com a boca da bombona plástica próxima ao nível da água no tambor (Figuras 3.6a e 3.6b). Neste momento, ao invés de se ter colocado novamente a tampa rosqueável, instalou-se o registro de PVC (a válvula deve estar na posição fechado, Figura 3.5c). Para a retirada de possíveis bolhas de ar que tenham se formado no interior da embalagem, a bombona plástica novamente foi submersa no interior do tambor, tendo-se girado a válvula do registro para a “posição aberta”. Após alguns segundos, com a saída das bolhas, o registro novamente é fechado.

Figura 3.6a - Elevando a bombona até o nível da água

no tambor.

Figura 3.6b - Adicionando o cloreto de bário.

Figura 3.6c - Registro de PVC acoplado à boca da Bombona

(válvula posição fechado). Adicionado todos os reagentes químicos, a bombona plástica foi acomodada em um suporte de metal (anel de metal soldado a um tripé, de modo que a bombona se encaixe no anel - Figura 3.7a) com o bico voltado para baixo. Nesta posição, a água no interior da bombona plástica fica em repouso por doze horas, tempo necessário para a precipitação do cloreto de bário juntamente com o carbonato.

Transcorridas doze horas, o material esbranquiçado, precipitado no fundo da bombona plástica foi recolhido. Para tanto, utilizou-se a garrafa contendo a água coletada no início do trabalho. Acoplada a garrafa no registro (Figura 3.7b), abre-se a válvula permitindo que o precipitado acumulado na bombona se desloque para a garrafa (Figura 3.7c).

No caso de resíduos do precipitado ficarem aderidos às paredes da bombona, usando um martelo de borracha, dê suaves golpes nos locais de acumulação até que o material se desgarre e desça para a garrafa.

Figura 3.7a - Bombona plástica posicionada sobre o suporte

de metal.

Figura 3.7b - Garrafa (contendo água da amostra) sendo aclopada à

saída do registro.

Figura 3.7c - Abertura da válvula do registro. Precipitado (branco)

adentrando a garrafa. Coletado todo o precipitado na garrafa, foi fechada a válvula do registro. Em seguida, a garrafa foi desacoplada do registro e lacrada com a tampa.

No caso de águas com grande quantidade de gases dissolvidos, transcorridas algumas horas após a amostragem, é comum a formação de bolha no interior da garrafa. Neste caso, estas bolhas são mantidas.

Para se evitar a produção orgânica de microorganismos, as amostras de água foram pré- tratadas com cloreto de mercúrio, sendo posteriormente acomodadas em meio a gelo no interior de caixa térmica. As análises foram feitas em espectrômetro de massa de fonte gasosa no Laboratório de Isótopos do CENA-ESALQ-USP.