teorico3

Prévia do material em texto

Hidrogeoquímica
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Profa. Dra. Marjolly Priscilla Bais Shinzato
Revisão Textual:
Profa. Dra. Geovana Gentili Santos
Composição das Águas
• Introdução
• Águas Continentais
• Águas Costeiras
 · Apresentar as principais características dos sistemas aquáticos conti-
nentais e costeiros; 
 · Identificar variações e diferenciar impactos ambientais provocados 
nos dois sistemas.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Composição das Águas
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas: 
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como o seu “momento do estudo”.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo.
No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também 
encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua 
interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados.
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, 
pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato 
com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Composição das Águas
Introdução
Se você pulou as unidades anteriores a essa, aconselho a você: volte pelo me-
nos para ler o item sobre ciclo hidrológico da primeira unidade. Vale a pena para 
melhorar sua associação das variações na composição das águas.
A água é uma substância simples, composta por hidrogênio e oxigênio, carac-
terizada por ser um solvente universal. Além disso, possui elevado calor específico, 
impedindo variações bruscas de temperatura, característica importantíssima para 
manutenção da vida de organismos aquáticos. Viscosidade e tensão superficial são 
outras propriedades da água que podem ser aproveitadas para as atividades dos 
organismos que moram ou se beneficiam de ambientes aquáticos.
Calor específico: grandeza física intensiva que define a variação térmica de determinada 
substância ao receber determinada quantidade de calor. Também é chamado de capacidade 
térmica mássica. Viscosidade: propriedade dos fluidos correspondente ao transporte 
microscópico de quantidade de movimento por difusão molecular. Ou seja, quanto maior 
a viscosidade, menor será a velocidade em que o fluido se movimenta. Tensão superficial: é 
um efeito físico que ocorre na interface entre duas fases químicas. Ela faz com que a camada 
superficial de um líquido venha a se comportar como uma membrana elástica (Figura 
1). Esta propriedade é causada pelas forças de coesão entre moléculas semelhantes, cuja 
resultante vetorial é diferente na interface.
Ex
pl
or
Figura 1 – A tensão superficial permite que insetos andem sobre a água, 
também é responsável pelo formato arredondado de uma gota.
Fonte: iStock/Getty Images
As águas continentais são as águas formadas, transportadas e alteradas no 
território continental. Já as águas costeiras são as águas formadas, transportadas 
e alteradas no litoral e região oceânica. Como principal diferença, as águas 
continentais são geralmente doces ou salobras e as águas costeiras são salinas. A 
água é considerada doce quando sua salinidade é inferior a 0,5 ‰, salobra quando 
é maior que 0,5 ‰ e menor que 30 ‰ e salina quando é maior que 30 ‰.
8
9
Sobre a salinidade, você consegue pensar e encontrar uma explicação do por quê as águas 
dos mares e oceanos serem salgadas? Uma dica: “Todo mundo sabe que o fl uxo das águas 
continentais é voltado para as águas costeiras”. Mais adiante volto a comentar sobre isto.
Ex
pl
or
Todos devem saber que nosso planeta é abundante em água. Mas como será que 
é a distribuição dessas águas? Como mostra na Figura 2, a maior parte das águas 
está nos oceanos. E na pequena porcentagem de água doce, uma parcela menor 
ainda está prontamente disponível para consumo. Por isso, o crescente interesse 
sobre a gestão dos recursos hídricos, sobre os conflitos de usos das águas, sobre a 
preservação da qualidade das águas.
Oceanos
97,5%
Água
Subterrânea
30,1%
Solo, Plantas,
Animais 
13,0%
Rios
1,6%
Rios
1,6%
Lagos
Pântano
75,9%
Atmosfera
9,5%
Água
Super�cial
0,4%
Água Doce
2,5%
35.200.000 km3
Calotas
Polares
Geleiras
Permafrost
69,5%
Figura 2 – Distribuição da água na Terra
Águas Continentais
As águas continentais disponíveis para uso direto do homem representam 
menos de 1% do volume total de água no planeta Terra e estão distribuídas em 
corpos hídricos superficiais (rios, córregos, riachos, ribeirões, lagos e reservatórios) 
e na atmosfera. As águas dos aquíferos não estão prontamente disponíveis para 
consumo, mas já existe viabilidade técnica e econômica para sua exploração. 
As águas continentais participam de uma série de fluxos naturais do meio 
ambiente, tais como: intemperismo de rochas, ciclo hidrológico, regulação do 
clima, ciclagem de nutrientes, transporte de materiais etc. Estes processos são 
diretamente responsáveis pela composição das águas do planeta.
Conhecer as características naturais da água doce ou salobra é importante 
para uma gestão adequada dos recursos hídricos. Se você não sabe como um 
objeto deveria ser, como saber se ele tem boa qualidade ou se está em bom 
estado ou se está estragado? Como saber quais metas de qualidade devem ser 
propostas e atingidas?
9
UNIDADE Composição das Águas
Na natureza é quase impossível encontrar água pura, i.e., composta apenas 
por hidrogênio e oxigênio, como a água destilada obtida em processos físicos para 
obtenção de água com elevada pureza. A água mais próxima do grau de pureza é a 
água da chuva. E será que toda água da chuva que cai no Mato Grosso do Sul tem 
a mesma qualidade da água da chuva que cai em São Paulo? 
Obviamente que a resposta para esta pergunta é “não”. A chuva que mais se 
aproximará da água pura é a chuva que é formada e que precipita em regiões 
não antropizadas. Estas áreas naturais possuem o ar mais puro, sem poluentes 
atmosféricos lançados pelas atividades humanas, logo a chuva irá arrastar apenas 
componentes presentes na atmosfera natural. Acompanhou meu raciocínio? 
Para você entender, as águas continentais neste material foram divididas em 
águas pluviais, águas lóticas, águas lênticas, águas subterrâneas. E as águas costeiras 
são tratadas sem divisões.
Águas pluviais
Figura 3
Fonte: iStock/Getty Images
A ocorrência da precipitação depende da convergência de uma série de fatores 
ambientais. E muitas variáveis podem influenciar a qualidade da água da chuva, 
dentre as mais significativas estão: a localização geográfica (proximidade do oce-
ano, áreas urbanas, rurais, não antropizadas) que irá contribuir diretamente com 
os componentes da atmosfera; as condições meteorológicas (intensidade, duração, 
tipo de chuva, regime de ventos); o tempo (pode-se observar uma variação tem-
poral da qualidade das águas pluviais, de acordocom a lavagem – precipitação 
úmida e seca – da atmosfera); e o tipo de superfície receptora (vegetação, calhas, 
telhados, reservatórios).
10
11
A chuva que cai em regiões próximas a oceanos possui maior probabilidade 
de se encontrar sódio, potássio, magnésio e cloro (PHILIPPI et al., 2006). Em 
regiões com áreas não pavimentadas, aumenta-se a probabilidade de se encontrar 
componentes de origem terrestre, como sílica, alumínio, ferro, nitrogênio, fósforo 
e enxofre.
As águas pluviais possuem baixo pH naturalmente (entre 4 e 5), devido à 
presença do gás carbônico atmosférico (CO2) (JAQUES, 2005), que em contato 
com a água forma o ácido carbônico (H2CO3). Este valor de pH pode aumentar ou 
diminuir de acordo com as concentrações e com os tipos de poluentes presentes 
na atmosfera. 
Szikszay (1993) publicou uma compilação de dados de vários pesquisadores 
sobre a qualidade das águas pluviais em diferentes regiões do Brasil e do mundo. 
Através da análise destes dados, pode-se visualizar que concentração de sódio 
e cloreto nas águas pluviais varia bastante conforme o afastamento da região 
costeira. Quanto mais próximo, pode-se encontrar valores entre 10 a 40 mg/L 
e quanto mais afastado do mar, pode-se encontrar valores entre 0,1 a 10 mg/L. 
A concentração de sulfatos e nitratos fica maior em ambientes urbanizados ou 
industrializados, entre 1 a 14 mg/L, enquanto em regiões não-antropizadas podem 
ser detectadas concentrações abaixo de 0,5 mg/L.
Dados mais específicos sobre a qualidade das águas pluviais podem ser 
encontrados nos estudos destes pesquisadores: EVANS et al. (2006) na Austrália, 
PADGETT & MINNICH (2008) nos Estados Unidos, MELO & ANDRADE NETO 
(2007), JAQUES (2005), ANNECCHINI (2005) e TOMAZ (2003) no Brasil. 
Existem diversos estudos sobre o levantamento da qualidade das águas pluviais 
para o seu aproveitamento, principalmente para fins não potáveis ou para usos 
menos nobres.
Além da dissolução de gases atmosféricos ou de partículas em suspensão, as águas 
pluviais também se misturam com o conteúdo presente na superfície receptora. 
Logo, a forma e o local de coleta das águas pluviais influenciam os resultados de 
qualidade dessas águas. A água da chuva é um agente do intemperismo bastante 
significativo para a constante alteração do relevo e do solo. Alguns exemplos 
de reações químicas que traduzem este tipo de intemperismo são: hidratação; 
dissolução e precipitação; oxirredução; hidrólise; acidólise; adsorção; troca iônica. 
Sobre os componentes do solo que estarão disponíveis para reagir com a água da 
chuva ou para serem lixiviados ou transportados por ela, deve-se estudar sobre o 
conteúdo das rochas e tipos de solo e sobre os ciclos biogeoquímicos do nitrogênio, 
do carbono, do fósforo e do enxofre. 
Portanto, a qualidade das águas pluviais varia bastante no tempo e no espaço, 
a princípio com a incorporação de componentes atmosféricos e, logo após, de 
componentes presentes no solo ou qualquer outra superfície que recebe a chuva.
11
UNIDADE Composição das Águas
O ciclo biogeoquímico é a representação simplificada da interação dos elementos 
com o meio ambiente e os seres vivos. Pesquise e entenda os ciclos biogeoquímicos 
do nitrogênio, do carbono, do fósforo e do enxofre. Como a ciclagem desses 
nutrientes acontece nos ambientes ar-água-solo.
Águas lóticas
Figura 4
Fonte: iStock/Getty Images
Águas lóticas são águas correntes, característica presente em rios, córregos e 
ribeirões. A qualidade dessas águas também varia bastante em função do tempo, 
do clima e do espaço. 
Sobre o espaço, as características das bacias hidrográficas serão responsáveis 
pela composição química das águas de seus rios e córregos, tais como geologia, 
vegetação, uso e ocupação do solo. Um exemplo que podemos citar é que a 
salinidade das águas que drenam rochas ígneas e metamórficas (menor que 50 
mg/L) é menor que a salinidade das águas que drenam rochas sedimentares 
(em torno de 50 a 200 mg/L). Salinidades maiores que 200 mg/L podem ser 
provenientes de poluição antrópica ou de regiões áridas com solos salinos. Aqui 
entra o caso de bacias urbanizadas, onde existe o lançamento de efluentes e de 
resíduos nas águas lóticas, principalmente porque o homem já sabe que ambientes 
lóticos possuem a capacidade de autodepuração. 
12
13
Segundo Cunha & Calijuri (2013), a autodepuração é um processo natural de recuperação 
progressiva dos corpos de água após a ocorrência de um impacto. Processos químicos 
(oxidação, redução), físicos (diluição, sedimentação) e biológicos (atividades dos 
microrganismos) concorrem para que um determinado curso de água recupere 
gradativamente sua condição anterior ao impacto ou, ao menos, atinja uma nova situação 
de equilíbrio. Na região do corpo hídrico onde este fenômeno acontece, encontram-se 
quatro regiões bastante características: (1) zona de degradação; (2) zona de decomposição 
ativa; (3) zona de recuperação; (4) zona de águas limpas. 
Ex
pl
or
Sobre o espaço e o tempo, é importante relatar que a composição das águas 
lóticas muda bastante ao longo de um mesmo rio. As águas das nascentes dos 
rios apresentam composição química mais próxima à composição das águas 
subterrâneas e, ao longo do rio, componentes são incorporados às águas, 
alterando bastante sua composição. Devido à entrada de novos afluentes, devido 
à entrada de resíduos e de águas residuária em bacias urbanas, devido à variação 
da mata ciliar, devido à mudança das espécies de fauna e flora existentes, devido 
a processos físicos, químicos e biológicos que acontecem ao longo do rio, 
diminuindo o tamanho dos sedimentos que chegam à foz dos rios, eliminando 
algumas substâncias por processos de decomposição, respiração entre outros 
processos biológicos dos organismos, dissolvendo algumas espécies químicas, 
precipitando outras, oxidando ou reduzindo compostos químicos, entre outros 
processos. Certos elementos, traços (cobre e outros metais) diminuem ao longo 
do curso porque certos microrganismos precisam deles para suas células; o 
mesmo acontece com o CaCO3 para a formação de carapaças e ossos.
Sobre o clima, as chuvas interferem significativamente na qualidade das águas 
lóticas. Por exemplo, em épocas chuvosas, as águas lóticas de um mesmo corpo 
hídrico possuem maior turbidez e menor concentração de sólidos totais dissolvidos 
(STD). Quando chove, ocorre o efeito de diluição da concentração destes sólidos. 
Quando chove, normalmente, ocorre o efeito de cheias ou enchentes, quando 
o nível de água ultrapassa a calha do rio, lavando a superfície que essas águas 
encontram. Quando ocorre em bacias naturais ou pouco antropizadas, é um 
fenômeno comum que promove a ciclagem de nutrientes. Entretanto, quando 
ocorre em bacias urbanas, além dos problemas decorrentes com inundações e 
alagamentos, existe a poluição difusa, já explicada anteriormente. Outro exemplo, 
regiões úmidas apresentam rios com águas bicarbonatadas e geralmente possuem 
mais cálcio, por outro lado, regiões áridas apresentam rios com águas cloretadas, 
sulfatadas e geralmente possuem mais sódio. 
13
UNIDADE Composição das Águas
Devido a grandes concentrações de ferro e manganês no solo de uma grande 
parte do território brasileiro, existem significativas concentrações destes elementos 
nas águas lóticas também, alterando a cor das águas em alguns casos.
O nitrogênio é um grande indicador de presença de fontes de poluição antrópica, 
quanto maior a concentração de amônia ou nitrato, mais perto da fonte poluidora. 
Ao longo do rio estas concentrações decrescem e aumentam outras espécies de 
nitrogênio como nitrito. Outros indicadores de fontes de poluição antrópica são 
coliformes termotolerantes e presença de cafeína. 
Sobre os demais parâmetros de qualidade da água, os valores variam conforme o 
enquadramento da classe dos corpos hídricos (Tabela 1). Existem outros parâmetros 
de qualidade da água na resolução CONAMA vigente, incluindo algumas espécies 
de contaminantes emergentes, bemcomo valores limites para diferentes classes de 
águas salobras e águas salinas.
Tabela 1 – Alguns valores limites de parâmetros de qualidade da água para diferentes classes 
de enquadramento de águas doces, segundo resolução CONAMA vigente em maio de 2017*
Parâmetro Unidade 1 2 3 4
pH - 6 a 9 6 a 9 6 a 9 6 a 9
OD mg/L ≥ 6 ≥ 5 ≥ 4 ≥ 2
DBO mg/L ≤ 3 ≤ 5 ≤ 10 -
NAT** mg/L 0,5 a 8,0 0,5 a 8,0 1,0 a 13,3 -
NO3 mg/L ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 -
NO2 mg/L ≤ 1,0 ≤ 1,0 ≤ 1,0 -
P total*** mg/L ≤ 0,1 ≤ 0,1 ≤ 0,15 -
Sólidos totais mg/L ≤ 500 ≤ 500 ≤ 500 -
Turbidez UNT ≤ 40 ≤ 100 ≤ 100 -
Cor verdadeira mg Pt/L - ≤ 75 ≤ 75 -
Fe dissolvido mg/L ≤ 0,3 ≤ 0,3 ≤ 5,0 -
Cd total mg/L ≤ 0,001 ≤ 0,001 ≤ 0,01 -
Pb total mg/L ≤ 0,01 ≤ 0,01 ≤ 0,033 -
Cu total mg/L ≤ 0,009 ≤ 0,009 ≤ 0,013 -
Cr total mg/L ≤ 0,05 ≤ 0,05 ≤ 0,05 -
Mg total mg/L ≤ 0,1 ≤ 0,1 ≤ 0,5 -
Zn total mg/L ≤ 0,18 ≤ 0,18 ≤ 5,0 -
Ni total mg/L ≤ 0,025 ≤ 0,025 ≤ 0,025 -
Hg total mg/L ≤ 0,0002 ≤ 0,0002 ≤ 0,002 -
Al dissolvido mg/L 0,1 0,1 0,2 -
Cloreto mg/L 250 250 250 -
Fluoreto mg/L 1,4 1,4 1,4 -
Sulfato mg/L 250 250 250 -
Coliformes 
termotolerantes nº coliformes/100ml ≤ 200 ≤ 1000 ≤ 2500 -
Clorofila a µg/L 10 30 60 -
*caso você precise usar valores dos parâmetros para comparação, sempre consulte a resolução 
CONAMA mais recente, pois os valores estão em constante revisão e alteração
**NAT: nitrogênio amoniacal total
***valores válidos apenas para ambientes lóticos
14
15
No Brasil, o sistema de enquadramento por classes de qualidade, previsto em 
resoluções do CONAMA, faz com que os padrões de qualidade estabelecidos 
para cada classe sejam formados pelos valores mais restritivos naquela classe, 
determinando-se assim os usos que são possíveis no corpo d’água. Por exemplo, 
na Figura 1 é apresentada a relação entre as classes de enquadramento e os usos 
respectivos a que se destinam às águas doces. Observe que para a classe 4, a que 
apresenta a pior qualidade da água, os níveis de poluição permitem apenas os 
usos menos exigentes de navegação e harmonia paisagística.
Figura 5 – Classes de enquadramento das águas doces e usos respectivos
Fonte: portalpnqa.ana.gov.br
Pesquise rios brasileiros que se enquadrem nas classes: especial, classe 1, classe 2, classe 
3 e classe 4. É interessante saber a classifi cação dos nossos rios para enriquecer nossos 
conhecimentos como gestores, pesquisadores e profi ssionais do meio ambiente. 
Ex
pl
or
Águas lênticas
As águas lênticas são águas que possuem fluxo com velocidade reduzida. Esta 
pequena diferença forma um ambiente de trocas, características e comportamentos 
completamente diferentes dos ambientes lóticos. Como exemplo de ambientes 
lênticos, temos pântanos, lagos e represas. O primeiro é uma zona de transição 
entre ambientes bastante diferentes. Lagos, normalmente, são formados natural-
mente e represas são componentes artificiais do sistema de drenagem construído 
para armazenar água para diferentes usos (irrigação, sistema de abastecimento 
público, geração de energia, controle de inundações, navegação etc.).
15
UNIDADE Composição das Águas
Figura 6
Fonte: iStock/Getty Images
Pesquise lagos e represas localizadas no território brasileiro. É interessante identificar e 
saber diferenciar sistemas aquáticos naturais e artificiais.Ex
pl
or
Você já ouviu falar sobre “estratificação térmica” na água? Então, este termo 
está bastante relacionado aos ambientes lênticos. A estratificação térmica nada 
mais é do que um gradiente na coluna de água em relação à temperatura (CUNHA 
& CALIJURI, 2013). Elevadas temperaturas e menores intensidades de ventos 
propiciam o aquecimento desigual da água. As camadas superiores da coluna de 
água possuem temperaturas elevadas (próximas da temperatura ambiente) que não 
acompanha a temperatura das maiores profundidades. Esta estratificação térmica 
influencia a distribuição de nutrientes, fases e organismos na coluna d’água. Como 
já discutido anteriormente, ambientes lênticos são propícios para eutrofização, 
conforme o aporte de nutrientes lançado nestas águas. 
Sobre os parâmetros de qualidade da água para águas lênticas, pode-se usar os 
mesmos valores da Tabela 1 e demais parâmetros da resolução CONAMA vigente, 
exceto para o parâmetro fósforo total (P total). Em águas lênticas, P total deve ser 
≤ 0,02 mg/L para classe 1; ≤ 0,03 mg/L para classe 2 e; ≤ 0,05 mg/L para classe 
3. Esta diferenciação é para a prevenção da eutrofização.
16
17
Águas subterrâneas
Figura 7
Fonte: iStock/Getty Images
As águas que entram em contato com o solo e infiltram são enriquecidas por 
substâncias provenientes de rochas e da lixiviação dos produtos da superfície. 
Portanto, as características químicas das águas subterrâneas refletem os meios por 
onde percolam na zona vadosa e na zona saturada, guardando uma estreita relação 
com os tipos de rochas drenados e com o uso do solo (CETESB, 2013).
Zona vadosa, também chamada de zona de aeração ou zona não-saturada é a região 
compreendida entre a superfície freática e a superfície do terreno, e nela os poros estão 
parcialmente preenchidos por gases e por água. Zona saturada é a região da crosta terrestre 
situada abaixo da superfície freática e, nela, todos os vazios existentes no terreno estão 
preenchidos com água. A superfície freática é aquela em que a água se encontra submetida 
à pressão atmosférica.
Ex
pl
or
Antes de começar a falar sobre as características dessas águas, é importante 
enfatizar que o solo age como um eficiente filtro para as águas, contribuindo 
para a boa qualidade das águas subterrâneas. A exploração e o uso das águas 
subterrâneas estão em ascensão constante, principalmente porque sua qualidade 
permite a redução nos custos de tratamento e uma alternativa nova de fonte para 
abastecimento público e uso industrial e agropecuário. Neste sentido, já existem 
especulações e hipóteses levantadas sobre o prejuízo que o excesso de explotação 
e a falta de preservação ambiental estão causando ao sistema subterrâneo. O uso 
racional das águas, a preservação das matas ciliares, a mitigação da degradação 
da qualidade dos recursos hídricos superficiais são exemplos de ações relevantes 
para a sustentabilidade dos recursos hídricos subterrâneos. Dito isto, podemos 
iniciar a caracterização das águas subterrâneas.
17
UNIDADE Composição das Águas
Existem dois principais caminhos de transferência de substâncias para as águas 
subterrâneas: (1) Transferência sem interação com a matriz por convecção e 
dispersão materiais e; (2) Interação com a matriz por filtração, adsorção, troca 
iônica, precipitação, oxidorredução e atividade biológica.
A dissolução (um tipo de dispersão) por hidratação e hidrólise se inicia na 
superfície, mas é mais importante na zona vadosa. Na parte superior do solo, a 
água pode evaporar e mais profundamente ela é absorvida pelas raízes. Portanto, 
a predominância da direção de um movimento sobre o outro depende da estação 
e do clima. Quando o movimento descendente predomina, ocorre a lixiviação dos 
terrenos. Esses são fatores influenciam tanto na composição química das águas 
subterrâneas, quanto na formação de diferentes tipos de solo.
O solo é caracterizado pela porção alterada da matriz que, normalmente, 
contém matéria orgânica na parte superior, além de abrigar fauna e flora em 
constante atividade biológica (influenciada pelos ciclos biogeoquímicos de vários 
elementos). Os organismos vivos na zona vadosa favorecem a criação e a 
conexão de espaços vazios, penetração de ar e de água, a produção de CO2, 
a decomposição de materiais, fabricação de compostos nitrogenados (húmus), 
complexação e fixação de componentes inorgânicos, ciclagem de nutrientes etc. 
Portanto, a água encontrada na zona vadosa tem qualidade bastante diferente da 
água da chuva. 
As reações não se restringem apenas à zona vadosa. Logo após, essas águas 
chegam na zona saturada, aumentando seu tempo de detenção hidráulica, o qual 
influencia no tempo em contato das águas com a matrizdo solo. E a incorporação 
de elementos químicos da rocha matriz depende bastante do tipo de rocha. Por 
exemplo, a solubilização de elementos das rochas magmáticas e metamórficas 
é mais difícil, mas não ausentes, que a solubilização de elementos das rochas 
sedimentares. Independente disso, enfatiza-se que na zona saturada, as reações 
de interação também são determinantes para a qualidade das águas subterrâneas. 
As rochas magmáticas são constituídas principalmente de silicatos. E as rochas 
metamórficas e sedimentares já possuem um amplo leque de tipos e de elementos 
constituintes. O teor de silicatos nas águas de rochas sedimentares é bem menor 
do que as águas de formações magmáticas e metamórficas, pois a circulação da 
água nestes dois tipos de rocha é mais lenta, aumentando o tempo de contato e 
a probabilidade de interação com os silicatos.
As águas de rochas sedimentares apresentam maiores concentrações de 
elementos dissolvidos, aumentando assim sua condutividade elétrica e salinidade, 
em comparação com as outras duas.
O pH das águas de rochas sedimentares tende a ser menor que dos demais, 
podendo inclusive ser ácido, característica que aumenta a mobilização de elementos 
(por exemplo o ferro e o manganês) que não são mobilizados nas águas de formações 
magmáticas ou metamórficas. 
18
19
Alguns exemplos de águas de rochas sedimentares: (1) águas de formações 
calcárias possuem elevadas concentrações de CaCO3, baixo teor de SiO2, elevadas 
concentrações de metais alcalinos terrosos, sulfatos, bicarbonatos e cloretos; (2) 
águas de argilas possuem menores quantidade de sais. Seus minerais participam 
de processos como troca iônica e adsorção, fixando algumas espécies químicas 
das águas; (3) águas de linhitos e carvões são ricas em enxofre, pobres em 
oxigênio e bastante ácidas. 
As águas subterrâneas de bacias hidrominerais originam as águas minerais, 
que são aquelas provenientes de fontes com águas que possuem propriedades 
terapêuticas particulares. Devido a sais específicos dissolvidos em sua composição, 
a condutividade elétrica é elevada. Essas águas podem surgir de fontes naturais 
ou artificiais, com temperaturas diferentes, inclusive com altas temperaturas. Os 
principais elementos encontrados nessas águas são: Cl-, Br-, SO4
2-, HCO3
-, I-, 
F-, Na+, K+, Li+, Ca2+, Mg2+, Fe2 +, e mais raramente Ba2+, Sr2+, Al3+, NH4
+ e 
componentes radioativos.
Como um dos maiores corpos hídricos subterrâneos do mundo, o Sistema Aquí-
fero Guarani (SAG) abrange parte dos territórios da Argentina, do Brasil, do Para-
guai e do Uruguai. Segundo OEA (2009), o SAG (Figura 2) representa a unidade 
hidroestratigráfica mais importante da porção meridional do continente sul-ame-
ricano e está associado ao conjunto de rochas sedimentares, predominantemente 
arenosas da bacia do Paraná (Brasil e Paraguai), bacia Chacoparanaense (Argenti-
na) e bacia Norte (Uruguai). As águas do SAG são, de forma geral, potáveis, com 
baixa condutividade elétrica e baixa velocidade de fluxo. Seus valores de pH variam 
muito, de 4,5 a 11, mas, na maioria dos casos, estão próximos da neutralidade. 
Figura 8 – Sistema Aquífero Guarani, um corpo hídrico subterrâneo
transfronteiriço: Brasil, Paraguai, Argentina e Uruguai
Fonte: Wikimedia Commons
19
UNIDADE Composição das Águas
Resumindo, os principais fatores que controlam ou condicionam as reações quí-
micas e a composição das águas que circulam nos aquíferos são: temperatura, mis-
turas, novas dissoluções, troca de bases, profundidade e pressão, tempo de conta-
to, acúmulo de montante para jusante. A qualidade da água subterrânea, portanto, 
é decorrente de processos físicos, químicos e biológicos que determinam uma grande 
variedade de substâncias presentes na água, decorrentes dos tipos litológicos e da 
atividade antrópica, originária principalmente de cargas pontuais domésticas e in-
dustriais e de cargas difusas de origem urbana e rural (CETESB, 2013). 
Os aquíferos são corpos hídricos bastante especiais que devem ser protegidos, 
monitorados e geridos respeitando-se as limitações de sua recarga e fluxo. Existem 
diversas pesquisas sobre os impactos ambientais causados em áreas de afloramento 
de aquíferos, com possíveis prejuízos a qualidade das águas subterrâneas. 
Pesquise sobre atividades poluidoras em áreas de recarga do Sistema Aquífero Guarani, em 
São Carlos e em Ribeirão Preto (SP).Ex
pl
or
Águas Costeiras
Figura 9
Fonte: iStock/Getty Images
Durante o período de formação da Terra, a água que se acumulava na superfície 
do planeta ajudou no processo de resfriamento da crosta e fluía para as depressões 
do terreno, dando origem aos oceanos primitivos. Nesse processo de escoamento, 
a água carreava consigo minerais das rochas e materiais provenientes do manto, 
liberados sob forma de gases pela atividade vulcânica. A dissolução desses materiais 
na água tornou-a “salgada”, e essa é a origem da salinidade das águas costeiras. E 
o carregamento de sais e sólidos que os rios levam até as áreas litorâneas garante a 
manutenção ou a reposição da salinidade das águas dos mares e oceanos.
20
21
Como parte integrante do ciclo hidrológico, de maneiras diversas as águas 
circulam até encontrar o mar. Como característica histórica da relação homem 
e mar, os oceanos sempre foram tratados como uma zona natural de descarte de 
rejeitos das atividades humanas, principalmente por suas dimensões, que levaram 
o homem a pensar que as águas costeiras possuíam um poder de autodepuração 
infinito. Até os dias atuais, existem casos de lançamento de esgoto in natura (sem 
tratamento) em emissários submarinos (Figura 10). Uma triste realidade. Portanto, 
a água do mar é uma solução concentrada e extremamente complexa, contendo 
eletrólitos e mais uma abundância de matéria orgânica viva e morta, elementos 
que também participam de fluxos naturais do meio ambiente (GIANESELLA & 
SALDANHA-CORRÊA, 2013). 
Figura 10 – Emissário submarino da Barra da Tijuca no Rio de janeiro 
Fonte: iStock/Getty Images
Para saber mais sobre os impactos ambientais de emissários submarinos, leia o artigo 
“Efeitos ambientais da disposição oceânica de esgotos por meio de emissários submarinos: 
uma revisão” na revista “O mundo da saúde”. Disponível em: https://goo.gl/5hMHf7
Ex
pl
or
A principal característica das águas costeiras é a salinidade, que varia horizon-
talmente em superfície e verticalmente em profundidade. A presença de elevadas 
concentrações de sais dissolvidos nas águas costeiras aumenta sua condutividade 
elétrica natural. A salinidade da água do mar diminui com a profundidade até apro-
ximadamente 1000m, depois torna-se homogênea ou apresenta somente peque-
nas variações. A salinidade das águas superficiais do mar varia em função do clima, 
regiões de menor índice pluviométrico e maior radiação solar, acelera o processo 
de evaporação, aumentando sua concentração. A concentração de sais trazidas 
pelas águas continentais de encontro com o mar também é um fator de variação da 
salinidade das águas costeiras. Segundo Szikszay (1993), a salinidade nas regiões 
próximas a linha do Equador é baixa e as maiores salinidades podem ser encontra-
das nas latitudes 20° e 30°. 
21
UNIDADE Composição das Águas
Para as águas costeiras, os macroelementos são representados por Na+, K+, 
Ca2+, Mg2+, Sr2+, Cl-, Br- e SO4
2-. E os microelementos são representados por 
CO3
2-, PO4
3-, NO3
- e SiO2. As concentrações de minerais física e quimicamente 
resistentes são formadas a partir da erosão de corpos mineralizados, liberados 
pelo intemperismo e acumulados mecanicamente. Esses minerais – incluindo 
o ouro nativo, a platina, a cassiterita (estanho), o rutilo e a ilmenita (titânio), a 
magnetita (ferro), o zircão (zircônio), a wolframita (tungstênio), a cromita (cromo), 
a monazita (cério e tório) e as pedras preciosas – podem permanecer in situ ou 
ser transportados e concentrados em areias e cascalhos ocorrentes em rios e 
praias. Algumas espécies químicas são retiradaspor organismos marinhos (algas, 
diatomáceas, esponjas, corais, conchas dos moluscos, esqueletos, plâncton etc.) 
ou por processos físicos e químicos que acontecem no ambiente marinho.
A temperatura superficial também varia conforme o clima, mas abaixo de 
1.000m de profundidade a temperatura é quase 0°C. O pH da superfície varia 
entre 8 e 8,5, diminuindo com a profundidade para 7,5. As concentrações de 
oxigênio dissolvido variam conforme a temperatura, a pressão, a salinidade e a 
presença de organismos fotossintéticos. No oceano Ártico, há maior dissolução 
de gases, incluindo oxigênio, que os oceanos de regiões tropicais.
A composição química das águas costeiras não é o resultado da evaporação 
das águas continentais trazidas pelos rios, mas é controlada por interações 
entre constituintes dissolvidos, sedimentos suspensos, trocas gasosas, morte e 
manutenção da aquática e recepção dos rejeitos das atividades humanas. Assim 
como existem parâmetros de qualidade da água para águas doces e salobras, 
existem para águas salinas na mesma resolução CONAMA vigente.
22
23
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Livros
Geoquímica de águas subterrâneas: um guia prático de modelagem de sistemas aquáticos naturais e contaminados
MERKEL, B.J. Geoquímica de águas subterrâneas: um guia prático de modelagem 
de sistemas aquáticos naturais e contaminados / Broder J. Merkel, Britta Planer-
Friedrich; Darrell Kirk Nodstrom (org.); tradutor: Jacinta Enzweiler – Campinas, SP: 
Editora da Unicampo, 2012. 245p.
Projeto Jurubatuba: restrição e controle de uso de água subterrânea
SÃO PAULO, SECRETARIA DE ESTADO DO MEIO AMBIENTE. Secretaria de 
Estado de Saneamento e Energia. Projeto Jurubatuba: restrição e controle de uso 
de água subterrânea / Departamento de Águas e Energia Elétrica, Instituto Geológico, 
Secretaria de Estado do Meio Ambiente. Secretaria de Estado de Saneamento e 
Energia. – São Paulo: DAEE/IG, 2009.
 Leitura
Conservação de água e energia em sistemas prediais e públicos de abastecimento de água
GONÇALVES, R.F. Conservação de água e energia em sistemas prediais e públicos 
de abastecimento de água/Ricardo Franci Gonçalves (coordenador). PROSAB edital 
FINEP n.5. Rio de Janeiro: ABES, 2009. 352p.
https://goo.gl/NM7w4k 
Mar e ambientes costeiros
CGEE – Centro de gestão e estudos estratégicos. Mar e ambientes costeiros. Brasília: 
CGEE/MCT. 323p. 2007.
https://goo.gl/urb1hA
Geoquímica das águas
SZIKSZAY, M. Geoquímica das águas. Boletim IG-USP. Série didática. n.5, 1993. 167p.
https://goo.gl/FjBNrp
23
UNIDADE Composição das Águas
Referências
ANNECCHINI, K.P.V. Aproveitamento da água da chuva para fins não potáveis 
na cidade de Vitória (ES). 2005. 150f. Dissertação (Mestrado em Engenharia 
Ambiental) – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2005. 
CETESB. Qualidade das águas subterrâneas do estado de São Paulo 2010-
2012 / CETESB - Equipe técnica Rosângela Pacini Modesto... [et al.]. - - São 
Paulo: CETESB, 2013. 242p. 
CUNHA, D.G.F., CALIJURI, M.C. Sistemas aquáticos continentais. In: Ashby, 
M.F. Engenharia ambiental: Conceitos, tecnologia e gestão/Coordenadores Maria 
do Carmo Calijuri, Davi Gasparini Fernandes Cunha. – Rio de Janeiro: Elsevier, 
2013. Cap.8. p161-177.
EVANS, C.A; COOMBES, P.J; DUNSTAN, R.H. Wind, rain and bacteria: The 
effect of weather on the microbial composition of roof-harvested rainwater. Water 
Research, v.40, p.37-44, 2006.
GIANESELLA, S.M.F.; SALDANHA-CORRÊA, F.M.P. Oceanos e áreas 
costeiras. In: Ashby, M.F. Engenharia ambiental: Conceitos, tecnologia e gestão/
Coordenadores Maria do Carmo Calijuri, Davi Gasparini Fernandes Cunha. – Rio 
de Janeiro: Elsevier, 2013. Cap.9. p179-214.
JAQUES, R.C. Qualidade da água de chuva no município de Florianópolis 
e sua potencialidade para aproveitamento em edificações. 2005. 102f. 
Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal de Santa 
Catarina, Florianópolis, 2005.
MELO, L.R.C.; ANDRADE NETO, C.O. Variação da qualidade da água de 
chuva em três pontos distintos da cidade de Natal-RN. In: Congresso Brasileiro 
de Engenharia Sanitária e Ambiental, 24ed., 2007, Belo Horizonte. Anais... Belo 
Horizonte: ABES, 2007. 
OEA - Organização dos Estados Americanos. Aquífero Guarani: programa 
estratégico de ação - Edição bilíngue - Brasil; Argentina; Paraguai; Uruguai: 
Organização dos Estados Americanos (OEA), janeiro 2009. 424p. 
PADGETT, P.E; MINNICH, R.A. Wet deposition of nitrogenous pollutants 
and the effect of storm duration and wind direction: a case study from Inland 
Southern California. Water, air & pollution, v.187, p.337-341, 2008. 
PHILIPPI, L.S. et al. Aproveitamento da água de chuva. In: GONÇALVES, 
R.F. (Org.). Uso racional da água em edificações. PROSAB-FINEP Edital 4. Rio de 
Janeiro: ABES, p.73-152, 2006.
SZIKSZAY, M. Geoquímica das águas. Boletim IG-USP. Série didática. n.5, 
1993. 167p. Acesso em 03/05/2017. Disponível em: <http://www.revistas.usp.
br/bigsd/article/view/45351/48963> 
TOMAZ, P. Aproveitamento de água de chuva. 2ed. São Paulo: Navegar, 
2003. 180p. 
24