Água subterrânea, ambiente e sociedade

Analisa-se um pouco os problemas mundiais em torno da água, concentrando-se particularmente nas águas subterrâneas, na sua interação com as águas superficiais, e nos serviços da água, quer para fins humanos (consumo, indústria, agricultura), quer nos serviços prestados ao ambiente. Ao mesmo tempo, são apontados alguns casos de desastres ambientais que sucederam no passado ou ainda estão a suceder devido a intervenções humanas desajustadas à realidade ambiental, e apontadas algumas opções de gestão futura que poderão obviar algumas destas consequências.

Métodos tradicionais de sondagem e construção de captação de água subterrânea em países em vias de desenvolvimento

Neste trabalho avaliam-se e comparam-se metodologias tradicionais de prospeção e construção de captações de água subterrânea em países em vias de desenvolvimento, neste caso do Sul da Ásia (Butão, Bangladeche, Índia, Nepal e Paquistão). Faz-se uma análise às metodologias do ponto de vista geológico (diversos tipos de aquífero, litologias, graus de fracturação e alteração), mecânico (técnica das metodologias de perfuração e construção das captações), e económico (comparação dos tempos de avanço das sondagens, dos tempos de construção das captações, da produtividade das mesmas e seus custos). Conclui-se que as metodologias de prospeção low cost e tradicionais são semelhantes em âmbito e em cenário de aplicação, e que, ainda que as segundas sejam mais caras, têm custos muito menores em comparação com as convencionais. Conclui-se ainda que as metodologias convencionais de construção de captações estão pensadas para metodologias convencionais de prospeção, e que as low cost são muito semelhantes entre si; Abstract: The present work evaluates and compares traditional methods of borehole drilling and construction for water abstraction in developing countries, particularly South Asia (Bhutan, Bangladesh, India, Nepal and Pakistan). The methods are analyzed in regards to geology (types of aquifers, lithologies, massif fractures and weathering), mechanic (borehole drilling and abstraction technologies), and economic (comparing the progression in drilling and construction of boreholes, productivity and its costs) factors. It is concluded that the traditional drilling methods are similar in scope and application set, and that, though the latter are more expensive, they cost less than conventional methods. It is also concluded that conventional borehole construction is based in conventional drilling methods, and that the diverse low cost methodologies are very similar between them.

Reductive dechlorination of TCE and cis-DCE by zero-valent iron and iron-based bimetallic reductants

CEs are the most frequently detected pollutants in groundwater. Several studies have been shown iron-based bimetallic reductants as a good method toward to chlorinated ethylenes degradation. However, many fundamental issues surrounding the chemistry of this phenomena remains elusive. In this study, kinetics and compound specific isotope analysis for reductive dechlorination of TCE and cis-DCE by unamended iron and iron-based bimetal reductants was evaluated. Generally, all the bimetals reductants tested revealed to increase the reactivity of the degradation, in which palladium and nickel were the additional metals more reactive. Ethene and ethane were the major products of TCE degradation. It is supported the simultaneous hydrogenolysis and β-elimination reaction hypothesis, however, the first step of TCE degradation by Au/Fe undergoes preferably by β-elimination, while by unamended iron, Pt/Fe and Co/Fe goes preferably by hydrogenolysis. No apparent elucidation was obtained to explain the high reactivity on bimetals systems; Degradação do TCE e cis-DCE por ferro de valência zero e redutores bimetálicos à base de ferro Resumo: Etilenos clorados são os poluentes mais frequentemente detetados na água subterrânea. Vários estudos têm mostrado que redutores bimetálicos à base de ferro são um bom método para a degradação dos etilenos clorados. Porém, muitas questões fundamentais acerca da química deste fenómeno permanecem elusivas. Neste estudo foi avaliada a cinética e a análise isotópica de compostos específicos para a degradação do TCE e cis-DCE por ferro e redutores bimetálicos à base de ferro. Genericamente, os redutores bimetálicos mostraram aumentar a reatividade da degradação, sendo paládio e níquel os metais adicionais mais reativos. Os produtos principais da degradação do TCE foram eteno e etano. É apoiada a hipótese da simultaneidade de hidrogenólise e β-eliminação, porém, o primeiro passo da degradação do TCE por Au/Fe é realizada preferencialmente por β-eliminação, enquanto por ferro, Pt/Fe e Co/Fe é realizada preferencialmente por hidrogenólise. Não houve uma elucidação aparente para explicar a reatividade nos sistemas bimetálicos.

Definição dos ecossistemas dependentes de águas subterrâneas nos planos de bacia do sul de Portugal

Quando pela primeira vez, por volta de 2010/2011 se colocou a questão da definição das áreas onde os ecossistemas estariam dependentes de águas subterrâneas, e entendendo-se por “ecossistemas dependentes de águas subterrâneas” os ecossistemas que dependem, em todo ou em parte de águas subterrâneas e que seriam irrevogavelmente afetados em caso de afetação da quantidade ou qualidade das águas subterrâneas, tornou-se necessário criar mecanismos para rapidamente se conseguirem identificar esses sistemas ecológicos. Para esse fim, foram em primeiro lugar, com base em dados de níveis freáticos de águas subterrâneas, identificadas as áreas onde as águas subterrâneas se situariam próximo da superfície do solo. Depois foram usados modelos conceptuais, onde estes existiam, para determinar as zonas onde havia hipóteses de haver ascensão de água subterrânea. Finalmente, foram identificadas áreas onde condições hidrogeológicas locais permitiriam a sustentação de ecossistemas com caraterísticas específicas (lagoas temporárias, por exemplo). As áreas identificadas foram então comparadas com as zonas protegidas classificadas em Portugal (Rede Natura 2000, Parques e Reservas Nacionais, etc.). Curiosamente, verificou-se de imediato uma grande coincidência entre as áreas identificadas no estudo e as áreas protegidas já definidas, mostrando que as áreas ecologicamente importantes já o eram por razões também ligadas às águas subterrâneas. Depois avançou-se para uma análise mais ecológica, com base em dados pré-existentes, e recorrendo a uma equipa pluridisciplinar. Por esta via foram identificados sistemas em linhas de água ou ligados a lagos e sistemas terrestres, de que resultou toda a cartografia final dos ecossistemas dependentes de águas subterrâneas dos planos de bacia no sul de Portugal.

Zonas protegidas: caraterização, proteção e gestão

A componente subterrânea do ciclo da água, por ser de difícil observação, constituiu sempre uma parte negligenciada desse mesmo ciclo. Com o enorme incremento da utilização da água principalmente na segunda metade do Século XX e com técnicas de perfuração cada vez mais eficazes na execução de captações de água subterrânea, registaram se as primeiras observações de declínio generalizado dos níveis freáticos, do declínio acentuado dos caudais de nascentes nessas áreas e do declínio acentuado também dos caudais dos rios abastecidos pelos caudais descarregados pelos aquíferos. Tal levou a consequências drásticas em muitas regiões do Globo, muito em particular nas regiões com forte stress hídrico ou onde as taxas de recarga já não conseguem equilibrar os caudais de exploração. Desse modo, até os especialistas em águas superficiais passaram a olhar para as águas subterrâneas de outro modo, como parte integrante do mesmo ciclo, e cuja afetação pode levar a consequências graves em caudais de rios ou armazenamento em lagos. Para poder prevenir ou combater esta situação, há uma necessidade clara de conhecer o recurso na sua globalidade, desde os limites dos aquíferos, volumetria, capacidade de armazenamento, circulação da água, sua hidroquímica e capacidade de renovação. Esta caraterização é a base para se poder depois fazer a sua gestão, que poderá levar à sua melhor proteção ou, no caso de afetação, à inversão ou remediação dos problemas que os afetam. Se no início a preocupação era não exaurir o recurso, com a finalidade de não prejudicar os abastecimentos e uso humano da água para os diversos fins, nos finais do Século XX iniciam se estudos para determinar a importância dos recursos subterrâneos para a manutenção dos ecossistemas. Desde essa altura, os estudos demonstraram que as águas subterrâneas são importantes em muitos dos ecossistemas continentais e até marinhos e são até imprescindíveis em relação à existência de alguns. Os ecossistemas dependentes de águas subterrâneas podem sê-lo em diversos graus, desde totalmente dependentes a graus de dependência variável. A nível da proteção, são considerados dois fatores fundamentais: a proteção da sua quantidade e da sua qualidade. Para tal, a nível do aquífero, a proteção em relação aos fatores químicos deverá estar centrada nas zonas de infiltração, enquanto a proteção em relação á quantidade estará associada aos aspetos da sua exploração (sobre-exploração). Em relação à proteção das captações, outro fator importante da proteção do recurso para consumo humano, a legislação europeia é já bastante rigorosa, com a definição dos perímetros de proteção das captações públicas obrigatória, mas falta ainda fazer muito trabalho no que respeita quer aos estudos dos aquíferos para uma efetiva segurança das captações, até ao efetivo cumprimento dos limites estabelecidos e ao controlo das atividades condicionadas ou banidas dentro dessas áreas. Uma gestão sustentada e equilibrada dos recursos hídricos subterrâneos é essencial para a manutenção dos fluxos naturais, permitindo, através de uma utilização racional, continuar a manter funcionais os ecossistemas de algum modo dependentes das águas subterrâneas. A nível qualitativo, a gestão do recurso deveria fazer-se através do ordenamento do território e de práticas de utilização e ocupação do solo que obviem a potencial contaminação das águas subterrâneas, situação que está ainda muito longe de suceder, pois o ordenamento do território tem ainda em pouca conta os aspetos ligados aos recursos hídricos subterrâneos. A responsabilidade dos hidrogeólogos passa também muito pela intervenção a nível da governança da água, e por passar aos políticos a mensagem sobre a importância de gestão sustentada dos recursos hídricos subterrâneos, para que o Mundo continue a poder utilizar os serviços que as águas subterrâneas fornecem não só ao Homem, como ao ambiente.

Pegada hídrica de um olival super-intensivo sob clima mediterrânico, utilizando medições de campo e deteção remota

A pegada hídrica de uma cultura representa o volume de água necessário para produzir, relacionando as necessidades hídricas da cultura com a produção. As suas componentes, pegadas hídricas azul, verde e cinzenta, referem-se respectivamente aos volumes de água superficial e subterrânea, precipitação e de água necessária para assimilar a poluição utilizados pela cultura. A determinação das pegadas hídricas azul e verde é normalmente conseguida através da estimativa da evapotranspiração cultural, aplicando coeficientes culturais a uma evapotranspiração de referência, calculada a partir de dados meteorológicos. No presente estudo foram utilizadas medições da evapotranspiração para estimar a pegada hídrica de um olival super-intensivo na região de Évora. As necessidades hídricas foram medidas utilizando um método de fluxo de seiva para determinar a transpiração e o método micrometeorológico das flutuações instantâneas para medir directamente a evapotranspiração. Esta técnica foi utilizada durante um período de tempo limitado, enquanto as medições do fluxo de seiva, que foram efectuadas para períodos alargados, permitiram a extensão dos registos. A evapotranspiração medida directamente apresentou valores de cerca de 3 mm d-1 e o quociente entre evapotranspiração real e evapotranspiração de referência é próximo de 0,6 para o mesmo período. Comparou-se a estimativa da pegada hídrica obtida com o procedimento habitual com a resultante de medições in-situ e utilizando técnicas de deteção remota. A pegada hídrica do olival sob estudo foi inferior às simulações encontradas na literatura, o que pode ser explicado por diferenças na densidade de plantação, produção e gestão da rega. O olival em estudo obteve uma produção elevada, com um azeite que preencheu as características essenciais à classificação de azeite extra virgem, o mais valorizado, o que contraria o efeito do elevado consumo de água, resultando numa pegada hídrica inferior à de olivais não regados ou com menor densidade de plantação.