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UNIVERSIDADE DE LISBOA
FACULDADE DE CIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
ESTUDO HIDROGEOLÓGICO DA SUB-BACIA HIDROGRÁFICA DE
ALCÂNTARA-LISBOA
MARGARIDA DUARTE DE OLIVEIRA
MESTRADO EM GEOLOGIA APLICADA
ESPECIALIZAÇÃO EM HIDROGEOLOGIA
2010
UNIVERSIDADE DE LISBOA
FACULDADE DE CIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
ESTUDO HIDROGEOLÓGICO DA SUB-BACIA HIDROGRÁFICA DE ALCÂNTARA-LISBOA
MARGARIDA DUARTE DE OLIVEIRA
Dissertação orientada pela Professora Doutora Maria Catarina Rosalino da Silva e pela
Professora Doutora Maria Fernanda Nunes Diamantino
MESTRADO EM GEOLOGIA APLICADA
ESPECIALIZAÇÃO EM HIDROGEOLOGIA
2010
À minha família
i
Agradecimentos
Um especial agradecimento às minhas orientadoras, à Professora Doutora Catarina
Silva e à Professora Doutora Fernanda Diamantino, pela disponibilidade,
acompanhamento, apoio, paciência, conhecimentos transmitidos e bibliografia
fornecida ao longo da elaboração da Dissertação.
À Professora Doutora Mária do Rosário Carvalho, pela ajuda prestada com o
software PHREEQ C.
Ao Professor Doutor Rui Taborda, pela ajuda e conhecimentos enriquecedores em
vários procedimentos com o software ArcGis v. 9.3.
A Geóloga Cláudia Pinto da Câmara Municipal de Lisboa, por me facilitar o acesso a
elementos da base de dados da CML, em formato ArcGIS, e por me ter ajudado no
decurso do trabalho de campo de forma directa e indirecta, facilitando os acessos aos
pontos de água amostrados e ajudando na determinação dos parâmetros físico-
químicos medidos in-situ.
À FCT pelo financiamento do projecto GeoSIS_Lx - Modelação e cartografia
geológica e geotécnica tridimensional em áreas urbanas. Aplicação a Lisboa
(PTDC/ECM/64167/2006).
Ao Eng. Souto Cruz do Departamento de Matas da CML, por fornecer as localizações
georreferenciadas de pontos de água adicionais.
Ao Luís Sobral, pela grande ajuda na realização de questões práticas relacionadas
com o software ArcGis.
À D. Izelinda Rodrigues pela realização das análises químicas no laboratório do
GeoFCUL. Às Engenheiras Sílvia Costa, Carla Esteves e Carla Trindade do Departamento
ii
de Abastecimentos, da Divisão de Inspecção e Fiscalização, do Laboratório de
Bromatologia (Câmara Municipal de Lisboa), pela disponibilidade e acompanhamento
na recolha das amostras de água no campo e posterior análise dos parâmetros
microbiológicos.
Um especial agradecimento aos alunos, Joana Oliveira, Catarina Caria, Vitória
Gonçalves, Manuel Vasconcelos e João Henriques, pela ajuda dada na cedência de
vários dados, pelo acompanhamento nas saídas de campo, e auxílio com o software
Aquachem.
À D. Cristina, D. Susana e à D. Antónia Vieira pela paciência e disponibilidade na
cedência de livros e cartas geológicas na biblioteca do departamento de Geologia e no
Museu Nacional de História Natural.
Ao Sr. Pedro que me recebia sempre com simpatia na biblioteca do Instituto
Nacional de Meteorologia e Geofísica. Às pessoas que me receberam na Biblioteca do
INAG, e me forneceram dados importantes, relativos às estações meteorológicas.
À Dra. Maria Antónia, pela disponibilidade em me receber e fornecer dados
relativos à estação meteorológica do Instituto Geofísico Infante D.Luís.
À Raquel Regala, pela opinião sobre alguns aspectos da elaboração da Dissertação.
A todos os proprietários dos terrenos onde foram efectuadas as colheitas de águas,
por nos facilitarem o acesso aos poços e minas de água.
A todas as pessoas da minha família, pela compreensão, apoio e ajuda nos
momentos mais difíceis.
iii
Resumo
O presente trabalho centra-se no estudo hidrogeológico da Sub-Bacia Hidrográfica
de Alcântara, no âmbito da Hidrogeologia Urbana da cidade de Lisboa.
Realizaram-se duas campanhas de amostragem, uma na estação húmida e outra na
estação seca, para recolha de amostras de água em vários locais dentro da Sub-Bacia
de Alcântara com vista à comparação da composição química da água. Estes locais
foram previamente inventariados, enumerando-se poços, minas de água e nascentes
onde, para além da amostragem, se efectuaram medições de parâmetros “in situ”,
como o pH, Temperatura, Condutividade Eléctrica e Potencial Redox.
Efectuaram-se análises laboratoriais para analisar os iões presentes na água e os
componentes bacteriológicos.
Procedeu-se a um levantamento das estações meteorológicas mais próximas do
local de estudo: Tapada da Ajuda, Istituto Geofísico Infante D.Luís, Portela/Gago
Coutinho, Caneças e Cacém, com registo de precipitação desde 1977 até 2007, com o
objectivo de calcular a precipitação média caída na bacia recorrendo ao método dos
Polígonos de Thiessen.
Averiguou-se se existe influência de acções antrópicas na composição química da
água subterrânea.
Pela análise estatística feita à amostragem correlaccionaram-se as amostras
emparelhadas para verificar a existência de semelhanças ou dissemelhanças na
composição química da água.
Palavras chave: Hidrogeologia Urbana, Lisboa, Sub-Bacia de Alcântara
iv
v
Abstract
This work focuses on a hydrogeological study of sub-basin of Alcântara, within the
framework of Urban Hydrogeology of Lisbon.
There were two field works, one in the wet season and another in the dry season, to
collect water samples at several locations within the sub-basin of Alcântara in order to
compare the chemical composition of water. These locations were previously
inventoried; wells, water mines and springs were enumerated, where it was made
measurement of parameters "in-situ", such as pH, temperature, electrical conductivity
and redox potential.
Laboratory tests were carried out to analyze the presence of ions in the water and
its bacteriological components.
It was done a survey of meteorological stations inside and outside the municipality
of Lisbon, which are: Tapada da Ajuda, Instituto Geofísico Infante D.Luís, Portela/Gago
Coutinho, Caneças and Cacém, with rainfall record since 1977 until 2007, with the
purpose of calculating average precipitation in the basin with the application of the
method of Thiessen polygons.
It was studied the influence of geology in chemical composition of groundwater and
relationship with anthropogenic actions.
By statistical analysis to the samples paired were correlated in order to draw
conclusions about the origin and composition of the water.
Keywords: Urban Hydrogeology, Lisbon, sub-basin of Alcântara
vi
ÍNDICE
Agradecimentos……………………………………………………………………………………………………………………….i
Resumo……………………………………………………………………………………………………………………….…………..iii
Abstract……………………………………………………………………………………………………………………….…………..v
1. Introdução ................................................................................................................................. 1
1.1 Objectivos ............................................................................................................................ 2
2. Enquadramentos ....................................................................................................................... 3
2.1 Enquadramento Geográfico ................................................................................................ 3
2.2 Enquadramento Geomorfológico ....................................................................................... 4
2.3. Enquadramento Geológico ................................................................................................ 6
2.4 Enquadramento Tectónico ................................................................................................ 10
2.5 Enquadramento Histórico ................................................................................................. 12
2.6 Enquadramento climático ................................................................................................. 16
2.7 Enquadramento Hidrogeológico ....................................................................................... 19
2.7.1. Introdução ................................................................................................................. 19
2.7.2. Permeabilidade das Formações de Lisboa ................................................................ 23
2.7.3. Cálculo da precipitação média caída na Bacia .......................................................... 25
3. Problemática das zonas impermeabilizadas ........................................................................... 37
3.1. Drenagem Urbana ........................................................................................................... 37
3.2. Hidrologia urbana e ocupação do Homem ...................................................................... 38
3.3. Escoamento superficial e subterrâneo............................................................................. 39
4. Amostragem ............................................................................................................................ 41
4.1. Introdução ........................................................................................................................ 41
4.2. Localização da amostragem em 2008 .............................................................................. 42
4.3. Localização da amostragem em 2009 .............................................................................. 45
4.4. Parâmetros medidos in situ ............................................................................................. 57
4.4.1. pH .............................................................................................................................. 57
4.4.2. Temperatura (TºC) .................................................................................................... 59
4.4.3. Potencial Redox (Eh) ................................................................................................. 60
4.4.4. Condutividade Eléctrica (C.E.) ................................................................................... 62
4.4.5. Piezometria ............................................................................................................... 64
4.5. Metodologias em Laboratório .......................................................................................... 67
4.5.1. Dióxido de Carbono .................................................................................................. 68
4.5.2. Alcalinidade ............................................................................................................... 69
4.5.3. Bicarbonato ............................................................................................................... 70
4.5.4. Dureza Total .............................................................................................................. 71
4.5.5. Cálcio ......................................................................................................................... 72
4.5.6. Fluoreto ..................................................................................................................... 73
4.5.7. Cloreto ....................................................................................................................... 74
4.5.8. Brometo .................................................................................................................... 75
4.5.9. Nitrato ....................................................................................................................... 76
4.5.10. Fosfato ..................................................................................................................... 77
4.5.11. Sulfato ..................................................................................................................... 78
4.5.12. Sódio ........................................................................................................................ 79
4.5.13. Potássio ................................................................................................................... 80
4.5.14. Sílica ......................................................................................................................... 81
4.5.15. Magnésio ................................................................................................................. 82
4.5.16. Sólidos Dissolvidos Totais ........................................................................................ 83
4.5.17. Erro de Balanço ....................................................................................................... 85
5. Índices de Saturação ............................................................................................................... 89
6. Fácies Hidroquímicas .............................................................................................................. 91
6.1. Diagrama de Piper ............................................................................................................ 91
6.1.1 Relações água/rocha .................................................................................................. 92
6.2. Diagrama de Stiff ............................................................................................................ 103
6.2.1. Fácies hidroquímicas ............................................................................................... 104
7. Índices Hidrogeoquímicos ..................................................................................................... 107
7.1 Razão rMg/rCa ................................................................................................................. 107
7.2 Razão rK/rNa ................................................................................................................... 109
7.3 Razão rCl/rHCO3 e rSO4/rCl .............................................................................................. 112
8. Qualidade da Água ................................................................................................................ 117
8.1. Introdução ...................................................................................................................... 117
8.2. Riscos de Salinização e Sodificação do Solo ................................................................... 118
8.3. Microbiologia ................................................................................................................. 123
9. Análise Estatística .................................................................................................................. 129
9.1 Introdução ....................................................................................................................... 129
9.2 Análise comparativa das duas estações (húmida e seca) ............................................... 129
9.2.1 Características Amostrais ......................................................................................... 129
9.2.2. Testes de Hipóteses................................................................................................. 134
10. Conclusões........................................................................................................................... 161
11. Bibliografia .......................................................................................................................... 169
ANEXO I ..................................................................................................................................... 173
ANEXO II .................................................................................................................................... 179
ANEXO III ................................................................................................................................... 183
ANEXO IV ................................................................................................................................... 187
ANEXO V .................................................................................................................................... 207
1
1. Introdução
A presente Dissertação incide no estudo hidrogeológico da Sub-Bacia Hidrográfica
de Alcântara, apenas no concelho de Lisboa inferindo sobre a circulação da água
subterrânea, em contexto urbano.
A hidrogeologia urbana assume cada vez mais importância nas cidades e Lisboa não
é excepção porque é uma questão que preocupa cada vez mais as entidades
reguladoras do bem-estar das populações em meios desenvolvidos.
Em áreas urbanas, os principais factores que contribuem para a poluição das águas
subterrâneas são, por um lado as contaminações biológicas com origem em fugas da
rede de esgotos, e por outro, recargas naturais marginais com elevada concentração
de poluentes da superfície, provenientes da actividade industrial, tráfego automóvel,
cemitérios, aterros sanitários, entre outros.
Este estudo é realizado ao abrigo de legislação, nomeadamente o Decreto-lei n.º
306/2007, de 27 de Agosto, aplicado à qualidade da água para o consumo humano, e o
Decreto-lei n.º 236/1998, de 1 de Agosto, aplicado à qualidade da água para consumo
humano, suporte da vida aquícola, águas balneares e águas de rega.
A Sub-Bacia Hidrográfica de Alcântara pertence à Bacia Hidrográfica do Tejo-Sado.
Esta Sub-Bacia localiza-se numa região urbana, fortemente impermeabilizada com
elevada concentração de edifícios e vias de comunicação, pelo que a recarga natural
ocorrerá apenas em zonas não ocupadas e onde a geologia é favorável à infiltração. No
entanto, as fugas oriundas de infra-estruturas hidráulicas, contribuem
significativamente para uma recarga artificial e para a alteração do quimismo da água.
A elevada demografia e actividades sócio-económicas diversificadas na cidade de
Lisboa, exigem um abastecimento permanente e de grande caudal de água potável
cuja qualidade e quantidade dos recursos hídricos locais são manifestamente
2
incapazes de suprir. O abastecimento é assim oriundo de locais distantes, com
diferente composição.
1.1 Objectivos
No âmbito da Hidrogeologia Urbana, um dos objectivos é a caracterização da água
subterrânea da Sub-Bacia Hidrográfica de Alcântara, referente ao concelho de Lisboa.
Concretamente, o seu comportamento em profundidade, focando aspectos como a
circulação e as suas características físico-químicas.
A quantificação da precipitação caída na bacia e delimitação de áreas preferenciais
de infiltração com o intuito de avaliar a recarga aquífera. Privilegiar o conhecimento da
piezometria e a sua relação com a geologia e actividades antrópicas.
Efectuou-se o reconhecimento de locais previamente inventariados na Sub-Bacia
para para a recolha de amostras de água, na estação húmida e na seca, onde foram
realizados procedimentos de medição de parâmetros físico-químicos, com vista a
comparar os resultados entre uma estação e a outra.
Laboratorialmente realizaram-se análises químicas e sobre o resultado destas
inferiu-se sobre a qualidade da água para consumo humano, rega e outros fins.
Também se efectuaram análises de parâmetros bacteriológicos para identificação de
eventuais focos de contaminação antrópica, tendo em conta o enquadramento
geológico e humano.
Através de uma análise estatística averiguar sobre a veracidade da alteração da
composição química da água subterrânea pela comparação das campanhas de
amostragem realizadas na época húmida e época seca.
3
2. Enquadramentos
2.1 Enquadramento Geográfico
A Sub-Bacia Hidrográfica de Alcântara localiza-se na província portuguesa da
Estremadura, no concelho de Lisboa, na margem direita do Rio Tejo. Esta Sub-Bacia,
integra parte da Bacia Hidrográfica do Rio Tejo, e ocupa parte da área oeste do
concelho de Lisboa.
A Bacia Hidrográfica de Alcântara extende-se por uma área de 18 km2, que abrange
as freguesias da Alcântara, Ajuda, Benfica, Buraca, Campolide, Carnide, Damaia,
Lumiar, Pontinha, Prazeres, Santa Isabel, Santo Condestável, São Domingos de Benfica
e Venda Nova (figura 1).
Figura 1: Visualização do concelho de Lisboa (a castanho), e o traçado da Sub-Bacia Hidrográfica de Alcântara (tracejado) numa imagem obtida em ArcGis, a partir de um excerto das folhas 417 e 431 da Carta Militar do Instituto Geográfico do Exército, na escala 1:25 000.
4
2.2 Enquadramento Geomorfológico
Segundo Galopim de Carvalho (1984), as condições climáticas que têm presidido à
evolução geomorfológica recente da Península Ibérica são, em grande parte, função
das influências atlântica, com ventos húmidos, em especial, do quadrante NW, e
mediterrânea, com os característicos verões quentes e secos. As referidas condições
climáticas são, ainda, consequência da situação face ao litoral, da altitude e de outras
características das diversas regiões.
Na cidade de Lisboa, a erosão diferencial das várias litologias definiu, no que é hoje,
um conjunto de relevos com forte controlo litológico e estrutural, tradicionalmente
referidos como as sete colinas (São Vicente, Santo André, Castelo, Santana, São Roque,
Chagas e Santa Catarina).
A cidade desenvolve-se desde a cota 3-4 m na zona ribeirinha, até aos cumes
Poiais (108 m), Castelo de São Jorge (110,7 m), Penha de França (127,9 m), Montes
Claros (170,3 m) e Monsanto (227,8 m), (Lopes, 2001).
A Geomorfologia da região de Lisboa, é ainda caracterizada por planaltos, dos quais
se destacam o planalto de Lisboa situado à cota dos 100m, acima do qual se elevam
relevos importantes como a Serra de Monsanto e o Anticlinal da Ajuda, sendo a
drenagem condicionada pela estrutura tectónica e pelo tipo litológico. No extremo
norte da cidade, são visíveis ainda relevos em costeira.
Almeida, (1991) distingue duas unidades geomorfológicas, a unidade A, que inclui a
Serra de Monsanto e o Anticlinal da Ajuda – corresponde a rochas do Complexo
Carbonatado do Cenomaniano (calcários) e do Complexo Vulcânico de Lisboa (CVL);
como estas rochas apresentam diferentes comportamentos, dividem-se em duas sub-
unidades.
A sub-unidade dos calcários apresenta uma rede de drenagem dendrítica, radial a
partir do núcleo de Monsanto, mais encaixada nesta litologia, é condicionada pela
fracturação.
A sub-unidade dos basaltos inclui relevos relativamente suaves, com rede de
drenagem mal definida e ocasionalmente imposta pelos calcários adjacentes, o relevo
5
suave é interrompido por algumas quebras de declive decorrentes da erosão
diferencial de piroclastos, intercalados com escoadas lávicas.
A unidade B corresponde a planaltos com relevos suaves, que compreendem as
colinas de Lisboa, com extensas áreas de topos aplanados, correspondentes aos
planaltos do Aeroporto, Carnide-Lumiar e do Campo Grande-Saldanha. Compreende a
Formação de Benfica e a Série Miocénica.
Na Série Miocénica, as intercalações calcárias, condicionam as principais formas de
relevo, apesar da sua espessura relativamente pequena, a atitude das camaddas é a
principal responsável pelo estabelecimento de superfícies estruturais, ou da
manutenção de escarpas e vertentes abruptas do relevo diferencial. Os Calcários de
Entrecampos, que correspondem nesta série, à bancada calcária sub-horizontal mais
rija e espessa, deram origem a zonas planálticas como o planalto do Bairro Alto e
planalto de Santana, protegendo da erosão, as Areolas da Estefânia, subjacentes.
Segundo Almeida, (1991), a Ribeira de Alcântara, no troço instalado nos calcários
cenomanianos, tem margens abruptas e talvegue muito encaixado. Apesar do
alongamento do vale não coincidir com a da fracturação regional, corresponde neste
local a zona intensamente fracturada, localizada na convergência das estruturas
principais (Anticlinal de Monsanto e Anticlinal da Ajuda). De facto, Berthou (1973)
considera o Vale de Alcântara como um graben intersectando o horst de Monsanto.
A Ribeira de Alcântara, para jusante de Campolide, está fortemente encaixada nos
calcários e para montante, muda radicalmente de estilo, perdendo-se a definição do
talvegue que se esbate num fundo de vale aplanado, assente sobre a plataforma
miocénica.
A intersecção de talvegues com a Formação de Benfica, dá origem a vales muito
encaixados e declives acentuados.
A Figura 2 representa a Ribeira de Alcântara, onde se observa o forte entalhe desta
a sul, materializado pela proximidade das curvas de nível, enquanto que a norte, a
separação entre as curvas de nível, representam uma topografia mais aplanada.
6
Figura 2: Detalhe da rede de drenagem da Sub-Bacia de Alcântara. (Cedido gentilmente pela C.M.Lisboa).
2.3. Enquadramento Geológico
Há cerca de 180 Ma, no Jurássico Inferior, a Europa e a África começaram a separar-
se da América dando início à abertura do Oceano Atlântico. Na evolução do Atlântico
Norte formou-se, no bordo ocidental da placa Ibérica, uma bacia de sedimentação
cujas formações constituem a orla mesocenozóica ocidental, onde se localiza Lisboa.
Na área limitada pela Sub-bacia hidrográfica de Alcântara, afloram unidades
pertencentes à Orla Ocidental, os terrenos correspondem aos primeiros estádios de
abertura do Atlântico, onde os materiais sedimentares se depositaram numa
depressão alongada NNE-SSW, denominada Bacia Lusitânica (Almeida et al., 2000).
A Bacia Lusitânica é constituída por formações Meso-Cenozóicas, caracterizadas
pela alternância de sedimentação detrítica e carbonatada, consoante a profundidade
da bacia e os movimentos tectónicos, é limitada por falhas importantes como a falha
Porto-Coimbra-Tomar a leste, a sul por uma fractura NNE que se estende até ao
4000 Metros 0
7
canhão de Setúbal, e a oeste por um horst Hercínico, materializado por granito e
rochas metamórficas do arquipélago das Berlengas (Almeida et al., 2000).
Na área do concelho de Lisboa, os terrenos mais antigos, cujos principais
afloramenos se encontram nas zonas de Monsanto, Ajuda e Vale de Alcântara, são
predominantemente constituídos por calcários, calcários margosos e margas,
representando a grande transgressão marinha do Cretácico Superior (97-91 Ma). A
base da coluna litostratigráfica da área em estudo, comporta rochas do Cretácico
Superior seguidas pelo Paleogénico e o Neogénico no topo. Este intervalo de tempo
corresponde aproximadamente a 82 Ma.
A geologia de Lisboa, pode ser descrita de um modo simplificado em três sectores;
Sector SW: Monsanto-Ajuda-Alcântara,
Sector NW: Formação de Benfica e Miocénico,
Sector E: Série Miocénica.
Para o estudo em causa, os primeiros dois sectores são os mais importantes.
Sector SW: Monsanto-Ajuda-Alcântara
As formações calcárias do Cenomaniano, que se apresentam dobradas e fracturadas
(Cabral, 2008), estão sobrepostas por formações basálticas do Complexo Vulcânico de
Lisboa (β1). Neste sector, as formações Cretácicas estendem-se desde a zona central e
mais elevada da Serra de Monsanto, seguindo pelo Vale de Alcântara até praticamente
ao Rio Tejo, prolongando-se para SW ao longo da enconta do Bairro da Ajuda,
aflorando no seio do Complexo Vulcânico de Lisboa (Pais et al., 2006).
Esta zona compreende formações do Cretácico superior, como a Formação de
Caneças (C2 cn), constituída por calcários margosos e dolomíticos, datados do Albiano
superior a Cenomaniano médio. Sobre a formação anterior, assenta em
paraconformidade (Dinis, in press) a Formação de Bica (C2 Bi), do Cenomaniano
superior, representada por calcários compactos e apinhoados, com nódulos de sílex e
com rudistas. No topo do Cretácico superior, aflora o Complexo Vulcânico de Lisboa,
constituído por rochas eruptivas básicas (Basaltos), sob a forma de escoadas lávicas
8
alternando com piroclastos e aglomerados vulcânicos, com idade provável do
Cenomaniano (Pais et al., 2006).
Sector NW: Formação de Benfica e Miocénico
É constituído por formações Cenozóicas correspondentes à Formação de Benfica
(Φ Bf) e ao Miocénico. Este sector está na continuidade da estrutura de Monsanto e
apresenta uma sucessão de ondulações suaves (Cabral, 2008).
Sobre o Complexo Vulcânico de Lisboa, assenta, em discordância, a Formação de
Benfica (Φ Bf), constituído por depósitos continentais, onde se intercalam níveis mais
argilosos, detríticos e carbonatados. A Formação de Benfica tem maior
desenvolvimento entre Benfica, Carnide e Odivelas, podendo atingir cerca de 425 m de
espessura, Zbyszewski (1963) distinguiu da base para o topo as seguintes variações:
• Arenitos e margas avermelhadas siliciclásticas (90 m);
• “Calcários de Alfornelos”(Calcários micríticos brancos, nodulosos
cobertos com um banco de conglomerados (15 m));
• Margas avermelhadas (200 m);
• Conglomerados com clastos calcários (60 m);
• Margas e argilas avermelhadas ou alaranjadas (60 m);
Sector Este: Série Miocénica
Compreende intercalações de formações detríticas e carbonatadas da Série
Miocénica. Apresenta-se, de um modo geral, em monoclinal, inclinando suavemente
para E-SE.
O Neogénico abrange unidades Miocénicas como as Camadas de Prazeres (Mpr), do
Aquitaniano a Burdigaliano inferior, é constituída por argilitos, argilitos siltosos e
margosos, margas e calcários.
Sobrepostas a estas estão as Areolas de Av. da Estefânia (MEs), datada do
Burdigaliano e constituída por areias finas, siltosas, micáceas (areolas) argilas silto
arenosas e arenitos mais ou menos consolidados.
9
De seguida, depositaram-se os Calcários de Entrecampos (MEC), também designados
por “Banco Real”, formação representada por biocalcarenitos com fracção detrítica
abundante, por vezes argilosa, ricos de moldes e/ou fragmentos de moluscos, calcários
margosos, cinzento-esverdeado, finamente arenoso.
A formação anterior passa superiormente a areias muito finas argilosas, piritosas, e
a siltitos argilosos de cor cinzenta, com moluscos, peixes e abundantes microfósseis,
correspondente à unidade de Argilas de Forno do Tijolo (MFT). Esta variação vertical de
fácies é interpretada como a maior transgressão do Burdigaliano, sendo que a parte
superior revela decréscimo de salinidade e de profundidade (Antunes et al., 1973).
A figura 3 evidencia a geologia de Lisboa e a vermelho o contorno da Sub-Bacia
Hidrográfica de Alcântara.
Figura 3: Excerto da Carta Geológica do Concelho de Lisboa, à escala 1:10 000 e respectiva legenda (cedido gentilmente pela C.M. Lisboa).
10
2.4 Enquadramento Tectónico
O território de Portugal continental localiza-se num ambiente tectónico responsável
por uma significativa actividade neotectónica e sísmica (Cabral, 1993).
A evolução geodinâmica regional é dominada por uma convergência lenta, cerca de
2mm/ano, das placas euro-asiática e africana na direcção NNW-SSE para NW-SE ao
longo do segmento leste da fronteira de placas Açores-Gibraltar.
A diferença de comportamento reológico das várias unidades à deformação alpina é
particularmente responsável pelos diferentes estilos tectónicos.
Segundo Almeida (1991), O Complexo Carbonatado do Cenomaniano e o Complexo
Vulcânico de Lisboa, reagiram de modo essencialmente frágil, originando fracturação
mais intensa, enquanto a Série Miocénica sofreu deformação de natureza dúctil, onde
predominam os dobramentos suaves. A Formação de Benfica tem comportamento
intermédio, dada a elevada heterogeneidade deste material.
As formações Carbonatadas do Cenomaniano são as mais afectadas pela
deformação frágil, originando fracturação mais intensa. Posteriormente o Complexo
Vulcânico formou-se em fase tectónica distensiva e as fases tectónicas posteriores
provocaram fracturação importante.
O conjunto do Complexo Carbonatado Cenomaniano e do Complexo Vulcânico, dão
origem às estruturas dominantes: o anticlinal de Monsanto, doma alongado no eixo
WNW-ESSE, e o anticlinal da Ajuda, doma alongado no eixo ENE-WSW. Ambas as
estruturas são complexas e estão muito fracturadas (Almeida, 1991).
Almeida, 1991( in Berthou, 1973) considera o conjunto Monsanto-Ajuda como um
horst enquanto o Vale de Alcântara corresponderá a um graben.
A figura 4 evidencia a tectónica de Lisboa com realce da Sub-Bacia de Alcântara.
11
Figura 4: Mapa tectónico do Concelho de Lisboa com a delimitação da Bacia de Alcântara, onde são visíveis as fracturas mais importantes. (Cedido gentilmente pela C.M.Lisboa).
As fracturas mais importantes na zona de Lisboa, são paralelas às estruturas
principais, cujas direcções variam de N40ºE a N50ºE (Ajuda), N60ºW a N80ºW e N40ºE
a N30ºE (Monsanto). De um modo geral, as fracturas subverticais correspondem a
importantes movimentos de desligamento (Almeida, 1991).
A Formação de Benfica e a Série Miocénica depositaram-se na Bacia Terciária de
Lisboa, parte da Bacia Tectónica Cenozóica do Tejo-Sado. A individualização da bacia
iniciou-se no Terciário antigo, com o abatimento de origem tectónica da região e
posteriormente enchimento por materiais oriundos das zonas periféricas, sendo que a
subsidência da bacia é um fenómeno que possivelmente se mantem actuante
(Carvalho, 1983).
Para Norte de Monsanto predominam as falhas com direcção próxima N-S.
Na base da série, em particular no contacto com a Formação de Benfica, há algumas
falhas importantes com orientação E-W.
12
2.5 Enquadramento Histórico
A história da captação, aducção e distribuição da água na cidade de Lisboa pode
repartir-se por quatro épocas.
Era do Chafariz d’El Rei
Desde os primórdios da nacionalidade até ao reinado de D. João V, o abastecimento de
água à cidade, era proveniente de cisternas, poços ou fontes. Por volta de 1500, dispunha
para consumo público de um número muito limitado de chafarizes, todos situados no lado
Oriental. No lado Ocidental, extramuros, não existiam quaisquer fontes de apreciável caudal.
Assim toda a população recorria quase exclusivamente, a três velhos chafarizes, o Chafariz de
d’El – Rei, Chafariz de Dentro e
Chafariz da Praia. Um dos locais
onde os habitantes de Lisboa iam
abastecer-se em grande número
era o Chafariz de El – Rei, em
tempos conhecido como chafariz
de S. João da Praça modificado por
D. Diniz em 1308, (figura 5).
Sendo um dos mais antigos de Lisboa, foi sofrendo modificações ao longo dos
reinados de D. João II e D. Manuel I. Foi ao longo destes séculos a principal fonte de
água potável para os habitantes da cidade de Lisboae, como tal, fonte de conflitos de
tal forma graves e persistentes eu foi necessário por volta de 1551 emitir uma norma
camarária para estabelecer ordem na recolha de água pelos cidadãos.Nessa norma
ficou definido que cada uma das seis bicas que na altura existiam, passava a servir um
determiando grupo social: na primeira abasteciam-se os negros, mulatos e índios; na
segunda os mouros das galés; a terceira e a quarta estavam reservadas aos rapazes e
homens brancos; na quinta abasteciam-se as mulheres negras e na sexta as raparigas e
Figura 5: Chafariz d’El Rei em Alfama (in http://farma4.static.flickr.com
13
mulheres brancas. Aos que infringissem a lei cabia uma multa de 2000 reis e três dias
de cadeia se fossem brancos; os negros seriam logo açoitados com “baraço e pregão
em volta do chafariz”. Actualmente este possui apenas três bicas (Saraiva, 1978).
Era do Aqueduto das Águas Livres
De meados do século XVIII a meados do século XIX a água passou a ser trazida dos
arredores da cidade a partir dos caudais das nascentes das Águas Livres situados na
região de Belas – Caneças. O projecto era muito antigo, remontando ao tempo dos
Romanos. Mais tarde, D. Manuel I projectou conduzir as Águas Livres até ao Rossio,
mas apesar de todas as riquezas existentes na altura não houve recursos para executar
o projecto e a sede continuou a afligir de maneira crónica os habitantes da capital
(Sequeira, 1967).
Foi D. João V quem mandou estudar as condições para executar a proposta de um
projecto para a construção de um aqueduto figura 6 partir da sugestão de um
vereador da Câmara Municipal. Nessa altura foi lançado um imposto adicional sobre
determinados produtos de consumo (carne, vinho e azeite) para financiar a sua
construção.
Os trabalhos começaram em 16 de Agosto de 1732 tendo à frente da sua direcção o
Arquitecto António Canevari. O aqueduto começou a partir da nascente de Água Livre,
Figura 6: Arcaria do Aqueduto das Águas Lires, no Vale de Alcântara (in D. João V e o abastecimento a Lisboa, 1990).
14
2 km a leste de Belas, que foi conhecida como Mãe-d’Água Velha e era previsto que a
conduta da água chegasse até aos Bairros Orientais. Isto não aconteceu, pois as obras
terminaram em 1748, quando chegaram ao Bairro Alto, onde a escassez de água era
particularmente grave (Sequeira, 1967).
Esta obra, foi considerada pelo povo um grande melhoramento, visto que a partir
daí a escassez de água foi mitigada, mas o abastecimento continuou a ser feito a partir
dos chafarizes distribuídos então por toda a área da cidade. Datam dessa época os
Chafarizes do Carmo, Rato, Rua do Século, da Esperança, das Janelas Verdes, de
Alcântara, do Campo de Santana e de S. Sebastião da Pedreira. Contudo, só alguns
serviços públicos e raríssimos edifícios particulares usufruíam da distribuição directa
de água através de derivações tiradas das galerias de alimentação (Sequeira, 1967).
Era do Canal do Rio Alviela
No reinado de D. Pedro V, com a criação das companhias concessionárias, saiu a lei
de 25 de Julho de 1855, que autorizou o Governo a contratar o abastecimento de
águas da capital e a sua distribuição aos domicílios. A fundação da primeira Companhia
das Águas de Lisboa teve início em 12 de Fevereiro de 1836 para estudos preliminares,
projectos, etc. Assim se inaugurou a época da distribuição por encanamentos que
levam a água directamente aos domicílios. Deste modo, foi quebrado o monopólio dos
galegos que até aí distribuíam o precioso líquido em barris, a preço altamente
inflacionado, de acordo com as vicissitudes do clima da capital. A actual Companhia
das Águas de Lisboa foi fundada por aprovação em Decreto – Lei de 25 de Junho de
1867 nas Cortes Gerais e mandada cumprir por Carta Régia de 2 de Julho do ano
seguinte.
Como a população da cidade de Lisboa não parava de crescer, surgiu a necessidade
de fazer captações aos Olhos – d’Água do Rio Alviela, a cerca de 120 km de distância,
que possui um caudal muito maior.
A 3 de Outubro de 1880 foi inaugurada a entrada em Lisboa das águas do Alviela
pelo Rei D.Luís, que depois da cerimónia religiosa, levantou a adufe do sifão junto do
15
grande reservatório de chegada e pouco depois começaram a correr nos canos gerais
as águas que vinham matar a sede da população da Capital (Sequeira, 1967).
Era do Canal do Tejo
A água continuava a ser um bem escasso para a população da capital. Por isso
continuavam também a existir estudos e projectos para um abastecimento mais
conveniente da cidade. As referidas soluções foram:
1) Abastecimento com águas de nascente,
2) Abastecimento com águas do Tejo,
3) Abastecimento com águas de drenagem,
4) Abastecimento com albufeiras,
5) Abastecimento com águas artesianas.
Após discussões, concluiu-se que a obra mais urgente seria o aumento da secção do
canal do Rio Alviela, deixando à escolha do Governo qualquer das soluções
apresentadas para remediar a escassez de água das nascentes durante os meses de
Verão (Sequeira, 1967).
A 30 de Novembro de 1932 estabeleceram-se as bases do abastecimento de água
da cidade. Iniciou-se o aproveitamento, primeiro das águas aluvionares do vale do Tejo
e depois das próprias águas superficiais deste rio, o que obrigou à construção de um
novo adutor com cerca de 60 km de comprimento (http://www.epal.pt).
Na sequência da necessidade de água para abastecer uma cidade em crescimento,
foi construída a barragem do Castelo de Bode onde, para além de fornecer água à
cidade, produziria energia eléctrica (Pinto, 1989).
A sua construção foi iniciada em 1946, na bacia do Rio Zêzere, afluente do Rio Tejo,
e foi concluída em 1951. Hoje, 60% deste abastecimento é feito a partir desta
barragem, segundo dados da EPAL, os outros 40% com diversas proveniências, entre as
16
quais se destacam as águas da nascente dos Olhos de Água do rio Alviela
(http://www.epal.pt).
2.6 Enquadramento climático
O arranjo regional do Clima de Portugal está condicionado por dois factores
fundamentais: o gradiente O-E, resultante da diminuição progressiva da intensidade e
frequência da penetração das massas de ar atlânticas e a orientação do relevo, que
facilita a circulação ou estagnação das massas de ar pouco a pouco modificadas pela
sua deslocação sobre o continente (Daveau, 1980).
A caracterização climática bem como a quantificação das componentes principais
do ciclo hidrológico, ainda que sucintas, são de capital importância na estimativa das
disponibilidades hídricas de uma região. Essas componentes são, genericamente, a
precipitação, a temperatura e a evapotranspiração, real e potencial.
Conhecidos estes parâmetros, é possível estabelecer balanços temporais que
permitem quantificar os défices e excedentes de água num determinado intervalo de
tempo.
É dos excedentes que resultam os escoamentos subterrâneo e superficial, os quais
alimentam os aquíferos e as linhas de água, principais fontes de abastecimento às
populações para os diversos fins (Ribeiro, 1998).
Baseando-se em características físicas da cidade de Lisboa (Alcoforado, 1988) refere
que a localização da cidade à beira do estuário do Tejo e próxima do Oceano, mas ao
mesmo tempo dele isolada pela Serra de Monsanto a Ocidente, pelas elevações que
constituem a Serra da Carregueira a NW e pela mais distante Serra de Sintra, confere
características peculiares ao seu clima. Não menos importante é o relevo acidentado, a
existência de numerosos vales pouco hierarquizados, mas que entalham
vigorosamente um antigo nível de erosão, que apenas se observa intacto nos bairros
setentrionais da cidade e que foi aproveitado para a construção das pistas do
17
aeroporto. Como há grandes variações de relevo, de densidade de construção e de
“textura” (ou morfologia) no interior da cidade, define-se um complexo clima local,
que resulta de uma justaposição de microclimas.
O balaço energético de Lisboa é claramente modificado pela cidade, quando
comparado com as raras áreas suburbanas ainda não ocupadas por espaços
construídos, ou com a área florestal de Monsanto. A cidade é assim um dos principais
factores modificadores dos climas a vários níveis de análise, da escala regional à
microclimática (Lopes, 2003).
Segundo o mesmo autor, o clima regional é o somatório dos climas locais, que
dependem da topologia dos bairros (diferentes arranjos dos quarteirões, ruas, jardins,
entre outros), das áreas florestadas e da quantidade de espaços devolutos ou
temporariamente desocupados.
O clima da cidade é a forma mais evidente de modificação climática
inadvertidamente provocada pelo Homem.
A partir do balanço climatológico da água no solo, calculado pelo Método de
Thornthwaite, e considerando uma capacidade de água utilizável de 100 mm e, de
acordo com os valores constantes das estações meteorológicas que estão sob a tutela
do Instituto Nacional de Meteorologia e Geofísica, o clima de Lisboa é classificado
como sub-húmido seco. Mesotérmico, com défice de água moderado no Verão e
pequena eficácia térmica no Verão.
A evapotranspiração real anual atinge um valor na ordem dos 550 mm, com
excedentes de água entre os meses de Dezembro a Março que se cifra num valor na
ordem dos 150 mm e défice de água de Junho a Setembro de 250 mm.
O período de maior precipitação verifica-se entre os meses de Outubro a Maio,
sendo os meses de Junho a Setembro os de menor precipitação.
A temperatura média anual do ar é de 16ºC verificando-se valores médios mensais
mais baixos de Dezembro a Fevereiro (cerca de 10ºC a 12ºC) e valores mais altos de
Junho a Agosto (20ºC a 23ºC).
18
A evapotranspiração real, atinge um valor médio anual na ordem dos 500 mm, com
excedentes de água entre os meses de Dezembro a Março que se cifra num valor na
ordem dos 150 mm e défice de água de Junho a Setembro de 250 mm.
O período de maior precipitação verifica-se entre os meses de Outubro a Maio,
sendo os meses de Junho a Setembro os de menor precipitação. A precipitação média
anual atinge valores entre 600 mm e 800 mm (Atlas do Ambiente), parâmetros
visualizados na figura 10.
De acordo com estes parâmetros, a água envolvida no balanço hídrico médio anual
é estimada entre os 1100 mm e os 1300 mm.
Figura 10: Sub-Bacia de Alcântara com os parâmetros climáticos, da esquerda para a direita: a) Temperatura, b) Evapotranspiração e c) Precipitação em valores médios anuais (fonte: http://www.iambiente.pt).
19
A Temperatura na zona mais a montante da Bacia, assume valores entre 15.0 e 18.0
ºC, na zona mais a jusante é relativamente mais baixa, a variar entre os 16.0 e os
17.5ºC.
A evapotranspiração assume valores entre 450 e 500 mm. A precipitação em
valores médios anuais, na zona mais a montante, assume valores entre 600 e 700 mm,
na zona intermédia entre 700 e 800 mm e no troço mais a jusante os valores entre 600
e 700 mm, (Pais et al., 2006).
2.7 Enquadramento Hidrogeológico
2.7.1. Introdução
Os recursos existentes em águas subterrâneas estão dependentes das
características do meio geológico e das condições climáticas. Os principais factores
inerentes à formação geológica, que influenciam a existência e circulação das águas
subterrâneas, são a litologia e a estrutura. Nas
rochas friáveis, a maior ou menor porosidade e a
espessura condicionam a existência de aquíferos,
enquanto que nas rochas compactas são a
fracturação, o estado de alteração e a espessura.
O Concelho de Lisboa, situa-se na Orla Meso-
Cenozóica também designada por Orla Ocidental
(figura 7), qual é constituída por espessas séries de
sedimentos que, chegam a ultrapassar mesmo os
3000 m de espessura. Predominam os sedimentos
carbonatados, os arenitos e os argilitos.
Figura 7: Principais unidades hidrogeológicas de Portugal continental. Fonte: snirh.inag.pt
20
Em termos hidrogeológicos, a Orla Meso-Cenozóica Ocidental é caracterizada por
dois tipos de formações com comportamento diferente, onde as formações com
porosidade primária predominante, são representadas por rochas sedimentares com
espaços entre os grãos, e as formações com porosidade secundária correspondem a
rochas ígneas e metamórficas fissuradas.
A área em estudo é essencialmente composta por formações detríticas,
carbonatadas e por rochas ígneas, onde esta heterogeneidade litológica, é responsável
por diferenças de permeabilidade do meio, logo, a capacidade de armazenamento de
água é diferente consoante o tipo de formações.
O regime hidrológico é largamente influenciado pelas condições estruturais,
topográficas e litológicas das Formações atravessadas.
É possível individualizar várias formações hidrogeológicas distintas no Concelho de
Lisboa. Assim, distingue-se o Sistema Aluvionar, Sistema Multicamada Miocénico, o
Complexo Oligocénico, o Complexo Vulcânico de Lisboa e o Complexo Cretácico.
Sistema Aluvionar
As aluviões do Concelho de Lisboa incluem os depósitos directamente associados ao
leito principal do Rio Tejo e a todas as ribeiras e linhas de água que a este afluem, na
sua margem direita. As espessuras das aluviões do Tejo são muito variáveis de local
para local. Estas são predominantemente lodosas, com abundante matéria orgância,
ou arenosas, mais lavadas. As aluviões das ribeiras afluentes do Tejo têm composição
em muitos casos dependentes das litologias erodidas, contendo frequentemente,
matéria orgância (Almeida, 1991).
Nas aluviões, as areias e as cascalheiras poderão fornecer bons caudais. Porém, nas
zonas adjacentes ao rio, a conexão hidráulica com o curso sub-aéreo do Rio Tejo e a
influência das marés implicam intrusões de água muito mineralizada no aquífero que
poderão tornar a água subterrânea imprópria para qualquer tipo de consumo.
21
Sistema Aquífero Multicamada Miocénico
Este Sistema Aquífero Multicamada é constituído por várias camadas permeáveis, em
geral confinadas ou semiconfinadas. São frequentes as variações laterais e verticais nas
fácies litógicas responsáveis por mudanças significativas nas condições
hidrogeológicas.
A passagem das Formações continentais miocénicas para as marinhas faz-se de um
modo gradual. Desta complexidade litológica e estrutural, resulta um conjunto
alternante de camadas aquíferas separadas por outras de permeabilidade baixa ou
muito baixa (aquitardos e aquiclusos), em alguns locais com predomínio de uma ou
outra classe de formações hidrogeológicas, (Almeida et al., 2000).
O comportamento hidrogeológico depende essencialmente da natureza litológica
das Formações. Definem-se seis complexos hidrogeológicos com diferentes
comportamentos no Sistem Aquífero Multicamada Miocénico.
Complexo Miocénico Superior
Este complexo é constituído por arenitos, areias, areolas, calcários margosos e
argilas. O complexo Miocénico Superior apresenta média a alta permeabilidade,
funcionando como um aquífero muito produtivo, do tipo confinado. Apresenta
espessuras que variam desde os 59 aos 72 metros.
Argilas de Xabregas
Trata-se de uma alternância de argilas, margas, arenitos e calcários. Apresenta
permeabilidades baixas. A sua espessura é de cerca de 18 metros.
Complexo Calco-arenítico Miocénico
Este complexo é constituído por alternâncias de calcários mais ou menos compactos
e areias grosseiras com intercalações argilosas. Têm permeabilidade média a alta e
produtividade média a alta. Apresenta espessuras que variam desde os 95 até aos 107
metros.
22
Argilas do Forno do Tijolo
Trata-se de argilas, margas e grés finos, argilosos e micáceos, de tons escuros. Têm
Permeabilidades reduzidas. A sua espessura varia desde os 15 metros na zona das
Galinheiras até aos 40 metros na zona dos Olivais Norte (Almeida, 1991).
Complexo Miocénico Inferior
Constituído na parte superior por uma alternância de clacário margoso, cinzento-
esverdeado, finamente arenoso, formado quase unicamnte por fragmentos de conchas
e moldes de moluscos e por areias; na parte inferior apresenta na sua maioria areias
finas, siltosas, micáceas (areolas), argilas silto-arenosas e arenitos mais ou menos
consolidados. Assim, os níveis detríticos localizam-se na base do complexo, enquanto
que a componente carbonatada aumenta para o topo. Este complexo apresenta média
a alta permeabilidade e produtividades médias a altas. A sua espessura varia dos 36
aos 53 metros.
Camadas de Prazeres
Tratam-se de argilitos siltosos e margosos, margas e calcários. A sua espessura total
é da ordem dos 30 a 35 metros. Têm permeabilidades baixas.
Complexo Oligocénico
Trata-se de um complexo detrítico, muito heterogéneo, constituído por
conglomerados, arenitos, siltitos e argilitos, calcários e margas. Apresenta um
comportamento hidrogeológico variado conforme a litologia e o grau de
permeabilidade dos vários constituintes geológicos. Globalmente apresenta baixa
permeabilidade devido à sua forte cimentação argilosa, bem como produtividades
muito baixas.
Complexo Vulcânico de Lisboa
O Complexo Vulcânico de Lisboa é constituído por escoadas lávicas alternando com
níveis de piroclastos. A sua permeabilidade é baixa a média. A espessura deste
complexo no Concelho de Lisboa não ultrapassa os 100 metros.
23
Complexo Cretácico
O “ Complexo Carbonatado Cenomaniano” é constituído por um espesso conjunto
de calcários, calcários margosos, calcários dolomíticos, margas e argilas margosas, com
alguns níveis fossilíferos. Os calcários do topo do Cenomaniano estão muito
carsificados e são cobertos, em discordância, pelos basaltos do “Complexo
Vulcânico”.Têm permeabilidades médias a altas (Pinto, 2003).
2.7.2. Permeabilidade das Formações de Lisboa
As áreas de infiltração máxima são definidas como áreas onde a infiltração é
favorecida pela elevada permeabilidade do meio, contribuindo assim para a
alimentação de aquíferos suberrâneos.
As zonas mais propícias à infiltração de água, na cidade de Lisboa, localizam-se nas
seguintes Formações (Figura 8):
Formações aluvionares
Formações Carbonatadas da Bica e Caneças
Calcários de Entrecampos e
Areolas da Estefânia
24
Figura 8: Evidenciam-se as zonas de máxima infiltração, a azul, de acordo com as formações geológicas, (cedido gentilmente pela C.M.Lisboa).
A permeabilidade é controlada pela litologia. Nesse sentido com a permeabilidade
média a alta, destacam-se as Areolas da Estefânia e os Calcários de Entrecampos, e as
restantes litologias apresentam valores de permeabilidade que os permite classificar
de baixa a média, de acordo com a figura 9.
As litologias da Formação de Benfica apresentam, em geral, uma cimentação
argilosa mais ou menos pronunciada, sendo por esta razão pouco permeáveis. As suas
condições não são favoráveis à obtenção de caudais dignos de interesse (Zbyszewski,
1963).
Legenda:
Classes de Permeabilidade
Baixa
Baixa a média
Média
Média a Alta
Alta
Figura 9: Evidenciam-se as diferentes classes de permeabilidade de acordo com as Formações geológicas (C.M.L.)
Legenda:
Limite do concelho
Estuário do Tejo
Zonas de máxima
infiltração
− Limite da bacia
25
Na Sub-Bacia Hidrográfica de Alcântara, as zonas mais favoráveis à infiltração de
águas localizam-se em formações aluvionares, e nas formações carbonatadas da Bica e
de Caneças.
2.7.3. Cálculo da precipitação média caída na Bacia
Um dos objectivos do presente trabalho é a quantificação da precipitação caída na
Sub-Bacia Hidrográfica de Alcântara. Para esta quantificação foram utilizadas estações
meteorológicas na área de Lisboa, cujos dados são publicados pelo Instituto Nacional
de Meteorologia e Geofísica, (Mendes & Bettencourt, 1980) e fora de Lisboa cujos
dados são publicados pelo Instituto Nacional da Água (www.snirh.inag.pt).
2.7.3.1. Tratamento das Séries Temporais
Para o cálculo das precipitações médias é habitual usarem-se séries de 30 anos,
como recomenda a Organização Meteorológica Mundial e, neste caso, houve a
necessidade de completar séries de algumas estações.
As estações consideradas dentro da cidade de Lisboa são: Tapada da Ajuda,
Portela/Gago Coutinho e Instituto Geofísico Infante D. Luís, tituladas pelo Instituto de
Meteorologia e Geofísica e as duas estações que ficam próximas do concelho de Lisboa
são: Cacém e Caneças, tituladas pelo Instituto Nacional da Água, (figura 11).
As principais diferenças encontradas de estação para estação são:
Nem todas as séries temporais têm o mesmo número de anos
completos em termos de valores de precipitação;
O relevo da região pode constituir um factor importante na localização e
intensidade dos episódios chuvosos.
26
Na tabela 1 apresentam-se os dados de precipitação disponíveis para cada estação
considerada, relativamente aos valores de totais anuais.
Figura 11: Localização das estações meteorológicas consideradas.
27
Tabela 1: Dados de precipitação disponíveis.
Ano Caneças Cacém Inst Geofísico
Inf. D.Luís Portela/Gago
Coutinho Tapada da
Ajuda 1977/78 964,4 929,1 869,6 1978/79 1082,4 965,3 941,4 1979/80 836,6 592,5 519,7 565,1 1980/81 593,2 611,5 465,1 414,4 444,9 1981/82 895,1 763,6 698,1 697,6 615,5 1982/83 589,3 533,1 391,4 389,9 392,2 1983/84 1111,2 1060,2 748,8 825,5 722,8 1984/85 1092,3 1160,4 865,6 962,6 841,8 1985/86 919,5 878,9 616,5 722,1 655,6 1986/87 909,9 736,4 622 666,3 601,2 1987/88 1254 1068,2 788,2 858,8 772,7 1988/89 865,5 686,9 600,8 584,5 604,3 1989/90 1173,4 1185,3 944,4 990,4 885,4 1990/91 1050,9 899,7 839,8 859,8 858,1 1991/92 593,9 521,5 412,2 447,2 435,8 1992/93 797,1 738,1 570,9 590,9 563,3 1993/94 1022,3 865,9 685,1 745,5 704,7 1994/95 398,9 498,3 581,1 454,4 405,8 1995/96 1800,1 1458,9 1297,8 1354,3 1204,1 1996/97 930,5 875,3 849,6 711,5 727 1997/98 1424,3 1195,8 1142 1126,4 1050,1 1998/99 644,2 637 545 604,6 575,3 1999/00 808,4 747,9 621,6 573 415,3 2000/01 1401,9 1272,8 1064,1 1020,9 994,4 2001/02 817,7 522,5 539,5 528 472 2002/03 621,2 930,4 886,3 897,6 2003/04 466,6 787,2 682,9 691,5 2004/05 390,3 375,3 260,9 273 234,8 2005/06 965 551,1 729,6 769,2 652,6 2006/07 1299,3 687,3 920,8 822,7 775,6
As séries temporais para as estações dentro de Lisboa estão completas em termos
de valores de precipitação, desde que se inicia o ano hidrológico, Outubro, até ao seu
término, Setembro.
Mas a série temporal para a estação de Caneças está incompleta. Esta estação
apresenta lacunas que podem dever-se a vários tipos de erros.
Para se completar a ausência de valores em alguns anos, foi utilizada a regressão
linear simples.
28
A análise de regressão é uma metodologia estatística que utiliza a relação entre
duas ou mais variáveis quantitativas (ou qualitativas) de tal forma que uma variável
pode ser predita a partir de outra ou de outras.
O caso mais simples de regressão verifica-se quando temos duas variáveis e a
relação entre elas pode ser representada por uma linha recta, regressão linear simples.
Neste caso, usa-se uma equação que determina a relação entre ambas as variáveis:
yi = α + βxi + εi
em que:
yi - Variável explicada (dependente), é o valor que se quer atingir;
α - É uma constante que representa a intercepção da recta com o eixo vertical;
β - É outra constante que representa o declive da recta;
xi - Variável explicativa (independente), representa o factor explicativo na equação;
εi - Variável que inclui todos os factores residuais mais os possíveis erros de medição. O seu comportamento é aleatório devido à natureza dos factores que engloba. Os erros devem satisfazer determinadas hipóteses: serem variáveis normais, com a mesma variância (desconhecida), independentes e independentes da variável explicativa X.
A tabela 2 mostra os meses de cada ano que vão ser completados na estação de
Caneças: em 1981/82, os meses de Outubro a Junho e em 2004/2005, Outubro e
Novembro. Os dados da série incompleta foram comparados com cada uma das séries
completas para a determinação dos respectivos coeficientes de correlação. Para cada
par mais correlacionado, foi obtida uma equação de regressão que foi utilizada no
cálculo dos valores em falta na série incompleta (valores mensais). A maior correlação
verificou-se entre Caneças e Cacém.
29
Tabela 2: Meses a completar para a estação de Caneças.
Estação a completar (Yi)
Estação usada (Xi)
Ano hidrológico
Mês a completar
Correlação R2 Recta de regressão
linear Caneças Cacém 1981/82 Outubro 0,7992 y = 1,2468x - 1,1064 Caneças Cacém 1981/82 Novembro 0,9402 y = 0,9773x + 25,386 Caneças Cacém 1981/82 Dezembro 0,9065 y = 1,1083x + 12,593 Caneças Cacém 1981/82 Janeiro 0,9563 y = 1,0542x + 5,3514 Caneças Cacém 1981/82 Fevereiro 0,9151 y = 1,0499x + 4,2755 Caneças Cacém 1981/82 Março 0,7299 y = 1,1684x + 4,8263 Caneças Cacém 1981/82 Abril 0,9259 y = 0,9019x + 9,5224 Caneças Cacém 1981/82 Maio 0,7522 y = 1,0696x - 0,885 Caneças Cacém 1981/82 Junho 0,4934 y = 0,9797x + 7,4722 Caneças Cacém 2004/05 Outubro 0,7992 y = 1,2468x - 1,1064 Caneças Cacém 2004/05 Novembro 0,9402 y = 0,9773x + 25,386
Na distribuição geográfica, Caneças e Cacém são as estações que se encontram mais próximas, como se verifica na tabela 3.
Tabela 3: Distância entre cada estação.
Nome das estações Distância (m) Portela- Tapada da Ajuda 9662,3
Portela- Instituto Geofísico 7642,8 Portela-Cacém 14605,4
Portela-Caneças 8726,5 Instituto Geofísico-Tapada da Ajuda 3279,9
Instituto Geofísico-Cacém 13869,3 Instituto Geofísico-Portela 7642,8 Instituto Geofísico-Caneças 12357,1
Tapada da Ajuda-Instituto Geofísico 3279,9 Tapada da Ajuda-Cacém 11507,9 Tapada da Ajuda-Portela 9662,3 Tapada da Ajuda-Caneças 11904,7 Cacém-Tapada da Ajuda 11507,9
Cacém-Instituto Geofísico 13869,3 Cacém-Portela 14605,4 Cacém-Caneças 8108,5
Caneças-Tapada da Ajuda 11904,7 Caneças-Instituto Geofísico 12357,1
Caneças-Cacém 8108,5 Caneças-Portela 8726,5
30
As distâncias entre cada par de estações foram obtidas pelo software ArcGis 9.3.
Evidenciou-se a menor distância que se verifica entre Caneças e Cacém.
A correlação no ano 1981/82 em Junho é baixa (R2=0,4934) comparativamente aos
outros meses, mas em termos gerais, a melhor correlação verificou-se para o par
Caneças-Cacém.
Para melhor compreensão da relação do coeficiente de correlação entre duas
estações, elaboraram-se gráficos dos valores sucessivos acumulados de uma variável
em relação aos valores acumulados correspondentes a outra variável, obtendo-se as
denominadas curvas de dupla acumulação.
Na figura 12 apresenta-se a curva de dupla acumulação entre a estação de Caneças
e a do Cacém para o mês de Dezembro, obtida no Excel.
y = 0,8583x + 3,1237R2 = 0,999
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Figura 12: Curva de dupla acumulação entre Caneças e Cacém (mês de Dezembro).
Foi efectuado o mesmo procedimento para os outros meses, tendo-se verificado
que a maior parte dos meses apresenta uma boa correlação (R2= 0,999, à excepção de
Junho com R2= 0,9858, Julho com R2=0,9765 e Setembro com R2=0,9836).
As séries de precipitação para todas as estações que se encontram dentro de Lisboa
estão completas, em termos dos valores totais anuais. Para se completarem as
31
estações de Caneças e do Cacém (fora de Lisboa) fez-se uso, novamente, do
coeficiente de correlação, tabela 4.
Tabela 4: Anos a completar para a estação de Caneças.
Estação a completar
(Yi)
Estação usada
(Xi)
Ano hidrológico a
completar Correlação R2 Recta de regressão linear
Caneças Portela 1977/78 0,9147 y = 1,2658x + 38,861
Caneças Portela 1978/79 0,9147 y = 1,2658x + 38,861
Caneças Portela 1979/80 0,9147 y = 1,2658x + 38,861
Caneças Portela 2002/03 0,9147 y = 1,2658x + 38,861
Caneças Portela 2003/04 0,9147 y = 1,2658x + 38,861
Para a estação de Caneças a melhor correlação verificou-se entre Caneças e Portela.
Para a estação de Cacém, a melhor correlação também se verificou com Portela.
A tabela 5 apresenta os dados relativos às séries completas obtidas para os totais anuais.
32
Tabela 5: Séries completas obtidas para os totais anuais.
Ano Caneças Cacém Inst
Geofísico Inf. D.Luís
Portela/Gago Coutinho
Tapada da Ajuda
1977/78 1214,9 1009 964,4 929,1 869,6 1978/79 1260,7 1044,3 1082,4 965,3 941,4 1979/80 696,7 836,6 592,5 519,7 565,1 1980/81 593,2 611,5 465,1 414,4 444,9 1981/82 895,1 763,6 698,1 697,6 615,5 1982/83 589,3 533,1 391,4 389,9 392,2 1983/84 1111,2 1060,2 748,8 825,5 722,8 1984/85 1092,3 1160,4 865,6 962,6 841,8 1985/86 919,5 878,9 616,5 722,1 655,6 1986/87 909,9 736,4 622 666,3 601,2 1987/88 1254 1068,2 788,2 858,8 772,7 1988/89 865,5 686,9 600,8 584,5 604,3 1989/90 1173,4 1185,3 944,4 990,4 885,4 1990/91 1050,9 899,7 839,8 859,8 858,1 1991/92 593,9 521,5 412,2 447,2 435,8 1992/93 797,1 738,1 570,9 590,9 563,3 1993/94 1022,3 865,9 685,1 745,5 704,7 1994/95 398,9 498,3 581,1 454,4 405,8 1995/96 1800,1 1458,9 1297,8 1354,3 1204,1 1996/97 930,5 875,3 849,6 711,5 727 1997/98 1424,3 1195,8 1142 1126,4 1050,1 1998/99 644,2 637 545 604,6 575,3 1999/00 808,4 747,9 621,6 573 415,3 2000/01 1401,9 1272,8 1064,1 1020,9 994,4 2001/02 817,7 522,5 539,5 528 472 2002/03 926,4 621,2 930,4 886,3 897,6 2003/04 903,3 466,6 787,2 682,9 691,5 2004/05 390,3 375,3 260,9 273 234,8 2005/06 965 551,1 729,6 769,2 652,6 2006/07 1299,3 687,3 920,8 822,7 775,6
Colocaram-se em evidência os valores que estavam em falta e que foram
completados.
Elaboraram-se gráficos de dupla acumulação usando os totais anuais, da estação de
Caneças e do Cacém, figuras 13 e 14.
33
y = 0,7717x - 94,853R2 = 0,9999
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000
Figura 13: Curva de dupla acumulação para os totais anuais entre Caneças e Portela.
y = 0,879x - 383,53R2 = 0,9979
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Figura 14: Curva de dupla acumulação para os totais anuais entre Cacém e Portela.
Depois de estarem completas as séries temporais relativamente à precipitação para
todas as estações meteorológicas consideradas, calculou-se a precipitação média caída
na Bacia de Alcântara.
34
APiAi
P ∑=
2.7.3.2. Método de Thiessen (Polígonos de Thiessen)
Este método consiste na união dos pontos respeitantes às estações, dois a dois, por
segmentos de recta, e traçam-se normais ao meio desses segmentos, formando assim
polígonos com estas normais (Polígonos de Thiessen). Cada um dos polígonos assim
formados tem uma única estação de observação no seu interior, e qualquer ponto
contido no interior do polígono está mais próximo dessa estação do que de qualquer
outra. O polígono traçado define a área de influência da estação. Considera-se Pi a
precipitação caída na estação i e Ai a sua área de influência. A precipitação ponderada,
P, sobre a área total, A, será dada pela fórmula (Lencastre e Franco, 1984):
À proporção Ai/A chama-se coeficiente de Thiessen da estação i dentro da bacia.
Para a elaboração dos Polígonos de Thiessen utilizou-se software ArcGis 9.3. A partir
das Cartas Militares nº 416, 417, 430 e 431, à escala 1:25 000, procedeu-se às
localizações exactas das estações meteorológicas consideradas para este estudo.
Colocou-se uma simbologia relativa às estações e àSub-Bacia Hidrográfica da Ribeira
de Alcântara. E o comando no software para se efectuarem estes Polígonos localiza-se
em: ArcToolbox -> Analysis Tools -> Proximity -> Creat Thiessen Polygons, figura 15.
A precipitação média caída na Bacia Hidrográfica de Alcântara por este método é
757,3 mm por ano.
35
Figura 15: Elaboração dos Polígonos de Thiessen para a área em estudo.
36
37
3. Problemática das zonas impermeabilizadas
3.1. Drenagem Urbana
Segundo Matos (2003), em Portugal, os primeiros elementos históricos que existem
sobre o tema remontam ao século XV e revelam que o rei D. João II, em consequência
da peste, mandou proceder activamente a operações de limpeza “nos canos”.
A figura 16 mostra o vale de Alcântara no século XVIII (anterior ao terramoto de
1755) com o Aqueduto das Águas Livres.
A época que se seguiu ao terramoto de 1755, constituiu uma era de progresso na
capital, marcada pela reedificação da cidade e pelo estabelecimento do princípio da “
canalização metódica”, cujos efeitos ainda actualmente se fazem sentir nas zonas mais
antigas da cidade, em que perduram colectores unitários dispostos em malha, com ligação
ao estuário do Tejo.
Figura 16: Aqueduto das Águas Livres no Vale de Alcântara (Em 1745 o vale de Alcântara é atravessado pelo Aqueduto, vencendo 950 metros e atingindo 65 metros de altura in Necessidades, Jardins e Cerca, 2001 ).
38
3.2. Hidrologia urbana e ocupação do Homem
As áreas urbanas e industriais estão sujeitas a mudanças contínuas da sua
hidrologia durante o processo de urbanização. O impacto no ciclo hidrológico aumenta
à medida que a urbanização avança.
A hidrologia urbana inclui o comportamento hidrológico do sistema urbano e os
efeitos hidrológicos de mudanças de utilização dos solos. Isto compreende tanto os
processos naturais envolvidos na formação do sistema de escoamento urbano como
nos processos envolvidos no fluxo de água entre os sistemas de abastecimento de
água/sistema de esgoto dos efluentes líquidos.
As águas subterrâneas existentes sob as áreas urbanas e industrializadas podem
constituir um importante recurso para o abastecimento de água, mas podem,
simultaneamente, ser afectadas pelas actividades do homem.
Em resumo, a hidrologia urbana, inclui o estudo do ambiente urbano, por si só, bem
como dos efeitos, quantitativos e qualitativos, da urbanização no ambiente, dentro do
ciclo hidrológico global.
O sistema hidrológico urbano compreende subsistemas resultantes tanto da
actividade humana como de causas naturais. O primeiro inclui o abastecimento de
água e o subsistema de águas residuais. O segundo inclui o fluxo de águas naturais
através do ambiente urbano.
A identificação e quantificação da recarga, é complexa, não podendo considerar-se
apenas a precipitação como única fonte.
Durante muito tempo os hidrogeológos acreditaram que as cidades reduziam a
quantidade de recarga de água subterrânea, devido à impermeabilização da superfície.
Actualmente percebe-se que as infra-estruturas de fornecimento de água e sistemas
de drenagem geram grandes quantidades de recarga, através de fugas. A urbanização
leva a um aumento de recarga em quase todos os tipos de clima. A recarga varia com o
tempo e reage a mudanças de clima, uso do solo e infra-estruturas na superfície.
O abastecimento de água potável aos aglomerados urbanos, geralmente, não
dependem apenas da água extraída localmente, devido à sua escassez em qualidade e
39
em quantidade, tornando-se necessária a importação de volumes elevados de água a
fim de suprimir as necessidades domésticas e industriais.
À medida que a cidade se expande vai também havendo uma degradação nas áreas
periféricas onde pode estar localizada a área de captação de águas. A degradação pode
ser devida ao saneamento local, descargas industriais, fugas nos esgotos ou devido à
infiltração superficial de águas poluídas.
3.3. Escoamento superficial e subterrâneo
Na cidade de Lisboa ocorrem, com bastante frequência inundações que se
relacionam com o transbordo de cursos de água que se podem classificar de urbanas,
por ocorrerem em tecido urbano impermeabilizado, e rápidas, pela velocidade de
formação e propagação. A caracterização dos aspectos físicos da cidade (relevo e
bacias de drenagem) e da malha urbana (tipos de nós e vias), bem como a relação
desta com a antiga rede de drenagem, permitiu destacar os factores relevantes das
inudações. Os locais inundados mais perigosos localizam-se, principalmente, na Zona
Ribeirinha, nos sectores terminais das antigas linhas de água, em praças, ou ruas
receptoras de escoamento, dispostos perpendicularmente às antigas linhas de água, e
em locais em que existem barreiras artificiais ou micro-depressões resultantes da
artificialização da superfície topográfica, (Oliveira e Ramos, 2002).
Nem todas as inundações são devidas a cheias, e como os antigos cursos de água,
que drenavam a área hoje ocupada pela cidade de Lisboa, estão canalizados
subterraneamente ou entulhados como é o caso da Ribeira de Alcântara, desde que
entra no Concelho de Lisboa. Nas inundações de grande magnitude nos locais
deprimidos para onde converge o escoamento, como por exemplo em Xabregas ou em
Alcântara, a altura das águas pode ultrapassar 1m.
Segundo Matos (2003), o crescimento dos aglomerados e a “pressão ambiental” nos
meios receptores aumentou nas últimas décadas a um ritmo que parece tornar toda a
problemática da gestão global do saneamento, uma tarefa ou missão mais difícil,
40
complexa e onerosa, não compatível com os antigos modelos de crescimento e de
resposta, em termos de prestação de serviço de saneamento.
Caberá às Câmaras Municipais, junto de planos de Ordenamento do Território,
projectar e concretizar medidas rápidas de saneamento que permitam dar uma
resposta eficaz ao crescimento populacional das grandes cidades para que existam
cada vez mais soluções a pôr em práctica quando ocorrem situações desastrosas.
41
4. Amostragem
4.1. Introdução
Com vista à caracterização hidroquímica da água subterrânea da Sub-Bacia
Hidrográfica de Alcântara, recolheram-se amostras no ano hidrológico de 2009 onde se
efectuaram duas campanhas de amostragem uma na estação húmida (no mês de Abril)
e outra na estação seca (no mês de Outubro), em locais previamente inventariados
pela Câmara Municipal de Lisboa.
Os vários locais onde foram recolhidas as amostras de água, não cobrem totalmente
a área da Sub-Bacia Hidrográfica de Alcântara. A própria distribuição espacial dos locais
não é regular, surgiram dificuldades de acessos aos locais ou impedimento dos
proprietários ou ainda devido à grande densidade urbanizacional da cidade, restando
já poucas zonas com poços, nascentes e minas de água. Estes locais encontram-se
concentrados em três zonas, a que fica em Carnide e Bairro Padre Cruz, as zonas
hortículas próximas do Centro Comercial Colombo e as que se situam em S. Domingos
de Benfica e Alto da Serafina.
No ano hidrológico de 2008, alguns alunos da Faculdade de Ciências da
Universidade de Lisboa, no âmbito de uma cadeira de Projecto da Licenciatura,
também efectuaram amostragem em locais que se inserem na Sub-Bacia de Alcântara,
sendo também alguns deles considerados para o presente estudo.
As amostras tomaram a designação da letra P (Poço) seguida de numeração (P2, P5,
P7, P8 e P10), para a campanha feita em 2008 e a designação BHA (Bacia Hidrográfica
de Alcântara), seguida de numeração (BHA 01, BHA 02, BHA 03, BHA 04, BHA 05, BHA
06, BHA 07, BHA 08, BHA 09, BHA 10, BHA 11, BHA 12 e BHA 13), para referenciar as
amostras recolhidas em 2009.
42
Na estação seca (2009), não foi recolhida a amostra com a referência BHA 10, pois
foi dificultada a ida ao local, por motivos administrativos da Instituição responsável
pelo poço.
As amostras foram georreferenciadas com recurso ao GPS Magellan Explorist 210 e
o sistema de coordenadas utilizado foi o WGS 84.
A recolha de água nas saídas de campo (estação húmida e estação seca) foi feita
com a colaboração da Câmara Municipal de Lisboa.
4.2. Localização da amostragem em 2008
P2: Centro Educativo
Amostra P2
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida São
Domingos de Benfica
38º74’’18’N; -9º17’’68’ W
78 6,62 Estação
seca
Este poço encontra-se junto a uma piscina (local de lazer do centro educativo). A
água proveniente do poço tem como utilidade a rega e o abastecimento da piscina. A
boca do poço encontra-se ao nível do solo e está selada com uma chapa metálica, mas
possui orifícios por onde se fizeram as medições do nível da água. A recolha de água
foi feita através de uma torneira no interior da piscina que está ligada directamente ao
poço e que é bombeada por um motor.
O poço está implantado na Formação de Benfica (ØBf) com intercalações de
Calcários de Alfornelos (Ø*A).
43
P5: Irmã Celeste
Amostra P5
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida São
Domingos de Benfica
38º74''09' N; -9º18''01' W
85 6,4 Estação
seca
O poço situa-se nas traseiras do jardim de infância dentro de uma estrutura própria
e bem vedada de forma a evitar que as crianças que frequentam o jardim alcançem o
poço. Neste local apenas se efectuou a medição do nível da água.
Nesta área aflora a Formação de Benfica (ØBf) .
P7 : P. Marquês da Fronteira - Furo
Amostra P7
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida São
Domingos de Benfica
38º73''90'N; -9º18''10'W
95 * Estação
seca
* Não foi efectuada a medição.
Este furo apresenta um muro de forma circular, revestido a cimento e tapado por
uma placa de betão. Encontra-se situado no seio dos grandes jardins do Palácio de
Marquês da Fronteira. Em seu redor é
visível vegetação em abundância. A água
é bombeada para um tanque, sendo
posteriormente utilizado na rega do
jardim, (figura 17). O poço capta água da
Formação da Bica (CBi).
Figura 17: P7- Tanque situado dentro do Palácio de Marquês da Fronteira.
44
P8: P. Marquês da Fronteira - Mina
Amostra P8
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida S. Domingos
de Benfica 38º73''91'N; -
9º18''14'W 95 *
Estação seca
*Não foi efectuada a medição
O acesso à mina de água é feito através de uma escadaria que se encontra tapado
com tábuas de madeira (figura 18). Esta mina de água situa-se na transição da
Formação da Bica (CBi) para o Complexo Vulcânico de Lisboa (β).
P10: Casa Amarela
Amostra P10
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida S. Domingos
de Benfica 38º74''03'N; -
9º17''72'W 90 3,27
Estação seca
Este poço encontra-se situado no interior do jardim de uma quinta particular,
exibindo dimensões consideráveis relativamente aos restantes. Apresenta um muro de
Figura 18: P8 - visualização do acesso à mina de água.
45
forma circular revestido a cimento tanto externamente como internamente, na parte
visível. O poço encontra-se tapado com uma laje de cimento e o acesso à água é feito
por uma tampa de pequenas dimensões, por onde foi possível fazer a recolha da água,
(figura 19).
Na área circundante ao poço é possível observar-se muita vegetação, ainda que não
haja qualquer aproveitamento da água para regadio.
O poço está implantado na Formação de Benfica (ØBf) com intercalações de
Calcários de Alfornelos (Ø*A).
4.3. Localização da amostragem em 2009
BHA 01: Poço no Cemitério de Carnide
Amostra BHA 01
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida Cemitério de
Carnide 38º45’’32’N; -
9º11’’06’W 122
1,27
Estação seca
4,94
Figura 19: P10 - Abertura do poço na Quinta do Lameiro em S. Domingos de Benfica.
46
As paredes deste poço encontram-se elevadas
relativamente ao solo, como resultado das escavações
realizadas há cerca de 15 anos, aquando da construção
do referido cemitério, (figura 20). A água deste poço é
aproveitada para o abastecimento de um circuito fechado
de circulação de água entre pequenos lagos no cemitério.
É observável na área circundante do poço um
afloramento de Calcários de Alfornelos (Ø*A) (figura 21).
BHA 02: Poço próximo do Centro Comercial Colombo
Amostra BHA 02
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida Próximo do
C.C.Colombo 38º45’’12’N; -
9º11’’26’W 74
2,38
Estação seca
2,7
Figura 21: Afloramento com Calcário de Alfornelos.
Figura 20: Poço do cemitério de Carnide (amostra BHA 01).
47
Este poço encontra-se numa zona de hortas que estão perto do Centro Comercial
Colombo (zona hortícola 1), junto ao Largo da Revista Militar (Anexo Ia). Esta zona está
dividida em pequenas parcelas de diferentes dimensões, cada uma pertencendo a um
“proprietário” (figura 22). A maioria das parcelas apresenta um poço próprio de forma
a suprir as necessidades de rega das hortas. O poço está escavado nas Camadas de
Prazeres (MPr).
BHA 03: Poço situado em zona de mato próximo do Centro Comercial Colombo
Amostra BHA 03
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida Poço na
zona de mato
38º45’’11’N;-9º11’’32’W
84
6,72
Estação seca
9,08
Figura 22: Observação do poço onde foi recolhida a amostra BHA 02.
48
Este poço onde se recolheu a amostra BHA 03, encontra-se nos terrenos de uma
quinta que actualmente não é cultivada, nas proximidades do C.C. Colombo. A água é
utilizada para a rega das hortas anteriormente referidas (imediações do poço da
amostra BHA 02). O poço é de construção antiga, tem um diâmetro superior aos
anteriormente referidos e tem uma nora instalada, em mau estado de conservação
(figura 23). O poço está implantado nos Calcários de Entrecampos (MEc).
BHA 04: Poço perto do Centro Comercial Colombo
Amostra BHA 04
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida
Zona hortícula perto do
C.C.Colombo
38º45’’07’N; -9º11’’30’W.
74
2,94
Estação seca
5,89
O poço onde foi recolhida a amostra BHA 04, encontra-se na zona hortícula 2, nas
proximidades do C.C.Colombo, junto à Av. do Colégio Militar (Anexo Ia).
As fotografias e os esquemas abaixo fornecem uma melhor percepção das
profundidades da água e do poço, assim como de uma pequena abertura na parede do
mesmo, onde se fizeram as medições e a recolha de água. A altura do muro não é
regular, variando entre 80 cm e 5.61 m (figura 24) e esquemas 1 e 2. A água é
Figura 23: Poço com nora onde foi recolhida a amostra BHA 03.
49
habitualmente tirada do poço com o auxílio de uma bomba e é utilizada para rega das
hortas adjacentes.
O poço localiza-se nas Camadas de Prazeres (MPr).
5,61m
32 m
11,5 m
2,94m
Pequena abertura utilizada para fazer as medições e recolha de uma amostra de água.
80cm
Figura 24: A seta sinaliza o local do poço por onde foram feitas as medições e a recolha da água (amostra BHA 04).
50
Esquema 1 – Esboço do poço onde foi recolhida a amostra BHA 04. (Medidas retiradas na estação húmida).
Esquema 2 – Esboço do poço onde foi recolhida a amostra BHA 04. (Medidas retiradas na estação seca).
BHA 05: Mina de água perto do Centro Comercial Colombo
Amostra BHA 05
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Altura da mina (m)
Largura da mina
(m)
Estação húmida Mina de
água 38º45’’06’N; -
9º11’’31’W 81 1,19 0,9
Estação seca
Esta mina (figura 25) está inserida na zona hortícola 2, como é possível ver no
(Anexo Ia), perto do C.C.Colombo, junto à Av. do Colégio Militar.
No tecto da mina foram observados depósitos de natureza calcária. O
desenvolvimento da mina faz-se nas Camadas de Prazeres (MPr).
5,61m
32 m
11,5 m
5,89m
Pequena abertura utilizada para fazer as medições e recolha de uma amostra de água.
80cm
51
BHA 06: Poço da Cerejeira, perto do Centro Comercial Colombo
Amostra BHA 06
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida Próximo do
C.C.Colombo 38º45’’04’N; -
9º11’’31’W 77
5,2
Estação seca
8,05
Este poço, (figura 26), encontra-se inserido na zona hortícula 2 perto do C.C.Colombo,
junto à Av. do Colégio Militar (Anexo Ia). A água é utilizada para a rega das hortas
existentes nas imediações. O poço localiza-se nas Camadas de Prazeres (MPr).
Figura 25: Aspecto do interior da mina de água.
Figura 26: Poço onde foi recolhida a amostra BHA 06.
52
BHA 07: Poço do Sr. Idoso, perto do Bairro Padre Cruz
Amostra BHA 07
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida
Poço próximo do
Bairro P. Cruz
38º46’’11’ N; -9º11’’11’W
97
2,65
Estação seca
3,8
Este poço, representados na fig, localiza-se numa zona hortícula (Anexo Ib) junto à
Rua Prof. Francisco da Gama Caeiro. Trata-se de uma zona privada, utilizada para
plantações de legumes, cuja rega é feita com a água deste e outros poços próximos
(figura 27). A litologia presente corresponde à Camadas de Prazeres (MPr).
BHA 08: Poço grande próximo do Bairro Padre Cruz
Amostra BHA 08
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida
Poço maior perto do Bairro P.
Cruz
38º46’’11’N; -9º11’’13’W
97
2,28
Estação seca
3
Figura 27: Pormenor da boca do poço onde foi recolhida a amostra BHA 07.
53
Este poço que está representado na figura 28 localiza-se na mesma área que o poço
anterior, junto à Rua Prof. Francisco da Gama Caeiro e próximo do Bairro Padre Cruz
(Anexo Ib).
A água apresenta-se com mau aspecto, verificando-se a existência de muitas algas e
detritos à superfície. O poço localiza-se na Formação de Benfica (ØBf).
BHA 09: Nascente na Rua Conde de Almoster
Amostra BHA 09
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Estação húmida Rua Conde
de Almoster 38º44’’41’N; -
9º11’’16’W 66
Estação seca
Esta amostra foi recolhida numa nascente que se situa na Rua Conde de Almoster, perto da linha de caminho de ferro. Apresenta um caudal muito pequeno, correndo apenas um fio de água (figura 29).
Figura 28: Poço de onde foi recolhida a amostra BHA 08.
Figura 29: Nascente onde foi colhida a amostra BHA 09.
54
A litologia que aflora nesta área corresponde à Formação de Benfica (ØBf).
BHA 10: Poço situado num Infantário em Carnide
Amostra BHA 10
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida Poço num
Infantário em Carnide
38º45’’40’N; -9º11’’20’W
98
8,5
Estação seca
*
*Na Estação seca não nos foi facultado o acesso ao poço.
Este poço, (figura 30), onde foi recolhida a amostra BHA 10, encontra-se nas
traseiras de um Jardim de Infância, mais
propriamente na Azinhaga dos Cerejais,
que corresponde a uma antiga zona de
Quintas abandonadas. Actualmente não é
retirada água do poço.
O poço localiza-se nas Argilas de Forno do
Tijolo (MFT).
BHA 11: Poço junto a um campo de futebol, próximo do Bairro Padre Cruz
Amostra BHA 11
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Prof nível da água (m)
Estação húmida
Poço junto ao campo de
futebol do Bairro P.
Cruz
38º45’’57’N; -9º11’’33’W
88
0
Estação seca
0
Figura 30: Poço de onde foi recolhida a amostra BHA 10.
55
Este poço (figura 31) encontra-se junto a um campo de futebol, na Rua Prof. Arsénio
Nunes (no Bairro P. Cruz). É possível que a sua água seja utilizada na rega de hortas
que se encontram próximo ou para a manutenção do próprio campo de futebol (anexo
Ib). O poço localiza-se nas Argilas de Forno do Tijolo (MFT).
Através do google earth sinalizaram-se os poços que se situam nas hortas próximo
do Bairro Padre Cruz e o poço que fica junto ao campo de futebol (Anexo Ib).
BHA 12: Nascente (1) no Bairro da Serafina
Amostra BHA 12
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Estação húmida Nascente 1
no Bairro da Serafina
38º44’’04’ N; -9º10’’15’W
108 Estação
seca
Figura 31: Poço onde foi recolhida a amostra BHA 11.
56
A Nascente 1, (figura 32) localiza-se na berma da Rua Inácio Pardelhas Sánchez, no Bairro da Serafina e próximo da estação de comboios de Campolide. Esta nascente localiza-se no Complexo Vulcânico de Lisboa (β1).
BHA 13: Nascente (2) no Bairro da Serafina
Amostra BHA 13
Localização Coordenadas:
WGS84
Cota topográfica
(m)
Estação húmida Nascente 2
no Bairro da Serafina
38º44’’06’ N; -9º10’’18’W
108 Estação
seca
A Nascente 2, (figura 33) localiza-se
no Bairro da Serafina, na Rua Inácio
Pardelhas Sánchez .Tal como a
nascente anterior, também aflora em
rochas do Complexo Vulcânico de
Lisboa (β1).
Figura 33: Nascente onde foi recolhida a amostra BHA 13.
Local onde tem a saída da água
Figura 32: Nascente onde foi recolhida a amostra BHA 12.
57
4.4. Parâmetros medidos in situ
Nas campanhas de amostragem os parâmetros medidos in situ foram o pH, a
temperatura, o potencial redox, a condutividade eléctrica e o nível em que se
encontrava a água, quando a recolha foi feita em poços.
4.4.1. pH
O pH de uma água corresponde a uma medida da sua acidez (de 1 a 6,9) e/ou
alcalinidade (de 7,1 a 14), tendo por base a concentração de iões presentes nessa água. É
expresso pelo inverso do logaritmo de base 10 da concentração de H+ (pH = - log 10 [H+]).
Numa água o pH é directamente influenciado pela origem da água e pela natureza dos
terrenos que atravessa.
Este parâmetro tem grande influência sobre a capacidade corrosiva ou incrustante de
uma água, factor muito importante em especial para a determinação do material a utilizar
no revestimento de poços e nas canalizações.
O valor de pH é também influenciado, entre outros factores, pela temperatura e
equilíbrios iónicos e gasosos, pelo que é necessário que a sua medição seja feita no
campo.
A libertação de dióxido de carbono (CO2) gasoso nas amostras após a sua recolha
torna as águas mais básicas. O pH medido em laboratório tendencialmente é maior em
relação ao que é medido no campo.
A reação de dissolução do CO2 na água traduz-se no seguinte processo:
CO2 (g) + H20 ↔ CO2 (aq) + H2O
CO2 (aq) + H2O ↔ H2CO3
H2CO3 ↔ HCO3- + H+
HCO3- ↔ CO3
2- + H+
A reacção de dissolução processa-se no sentido inverso, ou seja, para a esquerda.
58
Tabela 6: Valores de pH medidos no campo, nas estações húmida e seca.
pH
Amostras Estação húmida Estação seca
B H A 01 6,7 6,7
B H A 02 6,9 6,8
B H A 03 6,8 6,9
B H A 04 7,6 7,3
B H A 05 6,8 7,7
B H A 06 7,6 7,8
B H A 07 6,4 7,6
B H A 08 7,5 6,4
B H A 09 6,8 7,2
B H A 10 6,8 *
B H A 11 7,3 6,5
B H A 12 6,7 7,7
B H A 13 7 7,1
P2 6,9 *
P5 6,7 *
P7 6,5 *
P8 7,4 *
P10 6,8 *
Máx 7,6 7,8
Min 6,4 6,4
Mediana 7 7,15 * Não foi recolhida a amostra.
Na figura 34 observam-se os valores de pH medidos em cada amostra nas duas
estações.
pH
0123456789
BHA01
BHA02
BHA03
BHA04
BHA05
BHA06
BHA07
BHA08
BHA09
BHA10
BHA11
BHA12
BHA13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Est húmida
Est seca
Figura 34: Valores de pH medidos no campo nas duas estações.
59
Na estação húmida, a amostra BHA 07 é a que tem o valor mais baixo de pH (6,43). A
amostra BHA 04 é a que regista o valor mais alto (7,63). Na estação seca, a amostra
BHA 08 é a que tem o pH mais baixo (6,45) e a amostra BHA 06 (7,84) é a que tem o
valor mais alto de pH.
4.4.2. Temperatura (TºC)
A temperatura das águas subterrâneas é geralmente constante, mas variável com a
profundidade a que se encontra. É um parâmetro que habitualmente só é medido no
campo.
A tabela 7 apresenta os valores de temperatura medidos in situ nas estações
húmida e seca.
Tabela 7: Valores de temperatura medidos nas duas estações.
Temperatura (ºC)
Amostras Estação húmida Estação seca
BHA 01 16 19,6
BHA 02 15,2 20,3
BHA 03 14,6 17,8
BHA 04 13,9 17,2
BHA 05 15,5 17,1
BHA 06 16,2 18,7
BHA 07 16,4 19,1
BHA 08 17,1 19,7
BHA 09 18,8 21,3
BHA 10 18 *
BHA 11 17 18,9
BHA 12 19,2 20,2
BHA 13 17,9 20
P2 18,4 *
P5 18,2 *
P7 17,4 *
P8 16,6 *
P10 17,5 *
Máx 19,2 21,3
Min 13,9 17,1
Mediana 17,05 19,2 * Não foi recolhida a amostra.
60
Na figura 35 observam-se os valores de temperatura medidos em cada amostra nas
duas estações.
Temperatura
0
5
10
15
20
25
BHA01
BHA02
BHA03
BHA04
BHA05
BHA06
BHA07
BHA08
BHA09
BHA10
BHA11
BHA12
BHA13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
T ºC Est húmida
Est seca
Figura 35: Valores de temperatura medidos no campo nas duas estações húmida e seca.
Na estação húmida a temperatura mais baixa verifica-se na amostra BHA 04 (13,9
ºC), e a temperatura mais alta verifica-se na amostra BHA 12 (19,2 ºC). Na Estação
seca, a temperatura mais baixa é a da amostra P8 (16,6 ºC), enquanto que a mais alta é
a da amostra BHA 09 (21,3 ºC).
Os valores de temperatura são mais elevados na estação seca comparativamente
com a estação húmida. Como a recolha foi feita em poços (superficiais), nascentes e
numa mina de água, a temperatura ambiente, mais elevada na estação seca, influencia
a temperatura da água subterrânea.
4.4.3. Potencial Redox (Eh)
O potencial redox (Eh) reflecte o ambiente redutor ou oxidante de um sistema,
medindo a estabilidade de um ião a um determinado nível de oxidação. Estes sistemas
são regidos pelas condições de pH, pressão, temperatura, sendo a presença de
oxigénio e matéria orgânica de grande importância na sua evolução e estabilidade.
O potencial redox de uma água corresponde à diferença de potencial dessa água
em relação a uma dada reacção padrão. Este é considerado, positivo, quando a
reacção ocorre na água em relação à reacção de referência diz-se que houve oxidação,
e negativo o seu valor quando se está perante uma redução.
61
Certas reacções redox são favorecidas pela presença de bactérias, as quais
funcionam como receptoras dos electrões libertados pelas reacções. Sem elas, estas
reacções não seriam possíveis ou decorreriam muito lentamente.
Pequenas modificações nas condições ambientais, podem produzir importantes
variações no valor de Eh, pelo que este deve ser determinado, sempre que possível, no
campo, ou seja, in situ. A tabela 8 apresenta os valores de potencial redox medidos no
campo nas estações húmida e seca.
Tabela 8: Valores de potencial redox medidos no campo, nas duas estações.
Potencial Redox (mV)
Amostras Estação húmida Estação seca
BHA 01 195,1 90,1
BHA 02 132,2 45,2
BHA 03 101,9 121,3
BHA 04 163,5 101,5
BHA 05 98,2 98
BHA 06 125,5 77,5
BHA 07 131 44,5
BHA 08 133,7 115
BHA 09 186 122,1
BHA 10 68,5 *
BHA 11 75,6 170,1
BHA 12 -19 104,1
BHA 13 0 105,4
P2 188 *
P5 200 *
P7 226 *
P8 165 *
P10 248 *
Máx 248 170,1
Min -19 44,5
Mediana 132,95 102,8 * Não foi recolhida a amostra.
Todas as amostras apresentam características de ambiente oxidante, com excepção
da BHA 12 (-19 mV) que apresenta características de ambiente redutor.
62
Na figura 36 observam-se os valores de potencial redox medidos em cada amostra
nas duas amostragens.
Potencial Redox
-20
30
80
130
180
230
280
BHA01
BHA02
BHA03
BHA04
BHA05
BHA06
BHA07
BHA08
BHA09
BHA10
BHA11
BHA12
BHA13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Pote
ncia
l Red
ox
Estação húmida
Estação seca
Figura 36: Valores de Potencial Redox medido no campo nas duas estações.
Na estação húmida o valor mais baixo de potencial redox verifica-se na amostra BHA
12 (-19 mV) e o mais alto verifica-se na amostra P10 (248 mV). A única amostra que se
encontra em ambiente redutor é a BHA 12 (-19 mV), todas as outras se encontram em
ambiente oxidante.
Na estação seca o valor mais baixo verifica-se na amostra BHA 07 (44,5 mV), e o
valor mais alto verifica-se na amostra P10 (248 mV). Todas as amostras se encontram
em ambiente com características oxidantes.
Verifica-se que os valores de potencial redox são tendencialmente mais baixos na
estação seca, isto porque nesta altura a circulação da água é mais lenta, dificultando
assim a reposição do oxigénio consumido em processos orgânicos.
4.4.4. Condutividade Eléctrica (C.E.)
A condutividade eléctrica de uma água permite avaliar, de um modo rápido, o grau
de mineralização dessa água, visto que existe uma relação entre o teor em sais
minerais dissolvidos na água e a resistência que esta oferece à passagem de corrente
eléctrica (Mendes et al., 2004), quanto mais mineralizada a água, maior é a sua
condutividade eléctrica.
Este parâmetro depende da quantidade de substâncias dissolvidas em solução
(forma iónica) e da temperatura.
63
Uma mineralização elevada da água pode provocar processos de corrosão ou de
formação de depósitos.
A condutividade eléctrica foi medida in situ nas duas estações, tabela 9.
Tabela 9: Valores de condutividade eléctrica medidos no campo nas duas estações.
Condutividade Eléctrica (µS/cm) Amostras Estação húmida Estação seca BHA 01 514 510 BHA 02 812 1418 BHA 03 1430 1335 BHA 04 364 977 BHA 05 1111 856 BHA 06 913 962 BHA 07 1343 1401 BHA 08 1532 1575 BHA 09 656 726 BHA 10 1541 * BHA 11 422,4 317 BHA 12 1029 963 BHA 13 1021 881
P2 1184 * P5 944 * P7 734 * P8 728 *
P10 802 * Máx 1541 1575
Min 364 317
Mediana 928,5 962,5 * Não foi recolhida a amostra.
Na figura 37 observam-se os valores de condutividade eléctrica medidos em cada
amostra nas duas estações.
64
Condutividade Eléctrica
0200400600800
10001200140016001800
BHA01
BHA02
BHA03
BHA04
BHA05
BHA06
BHA07
BHA08
BHA09
BHA10
BHA11
BHA12
BHA13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
C.E
. Estação húmida
Estação seca
Figura 37: Valores da Condutividade Eléctrica medida no campo nas duas estações.
Na estação húmida a amostra com valor mais baixo de C.E. é a BHA 04 (364 µS/cm)
e a que apresenta valor mais elevado é a BHA 10 (1541 µS/cm).
Na estação seca a amostra com valor mais baixo de C.E. é a BHA 11 (317 µS/cm) e a
que apresenta valor mais elevado é a BHA 08 (1575 µS/cm).
Na condutividade eléctrica os valores mais altos verificam-se na estação seca. O
teor em sais minerais dissolvidos na água é mais elevado na época seca porque a
circulação da água é mais lenta o que favorece a interacção água/rocha.
4.4.5. Piezometria
Foram efectuadas medições da profundidade do nível da água quando a recolha se
efectuou em poços (nas duas campanhas de amostragem). Com os valores da
profundidade do nível da água e da cota topográfica obteve-se a cota piezométrica
para alguns dos locais amostrados (tabela 10). Elaborou-se no software ArcGis (v.9.3),
o padrão da piezometria para a estação húmida, visto haver mais locais de
amostragem do que na estação seca.
A tabela 10 apresenta os valores relativos à estação húmida para a elaboração da
piezometria.
65
Estação húmida
Referência Cota
topográfica (m)
Prof nível da água
(m)
Cota piezométrica
(m)
BHA 01 122,0 1,27 120,7
BHA 02 74,0 2,38 71,6
BHA 03 84,0 6,72 77,3
BHA 05 74,0 2,94 71,1
BHA 06 77,0 5,20 71,8
BHA 07 97,0 2,65 94,4
BHA 08 97,0 2,28 94,7
BHA 10 98,0 8,50 89,5
BHA 11 88,0 0,00 88,0
P2 78,0 6,62 71,4
P5 85,0 6,40 78,6
P10 90,0 3,27 86,7
As amostras BHA 04 (mina de água), BHA 09 (nascente), BHA 12 (nascente), BHA 13
(nascente), P7 (não há registo da medição) e P8 (não há registo da medição), não
constam da tabela 10 porque não há informação suficiente para entrar na piezometria.
Na figura 38 visualiza-se a tendência de percolação da água subterrânea de acordo
com os locais onde foram recolhidas as amostra.
66
Figura 38: Piezometria da vertente Este da Sub-Bacia Hidrográfica de Alcântara.
Da observação da carta piezométrica conclui-se que, na área da Bacia Hidrográfica
de Alcântara em que existem locais de medição, a circulação da água sunterrânea faz-
se de NNE para SSW. Como os pontos amostrais se localizam apenas na vertente Este
67
desta bacia, será expectável que na vertente Oeste a circulação se faça de forma
simétrica, em direcção à Ribeira de Alcântara, ou seja, de NNW para SSE. A resultante
originará, então, uma circulação aproximadamente de Norte para Sul.
4.5. Metodologias em Laboratório
Foram efectuadas análises químicas às amostras de água recolhidas nas duas
campanhas de amostragem. Estas análises foram feitas apenas aos elementos maiores.
Os parâmetros físico-químicos medidos, assim como os métodos de determinação
foram os seguintes:
dureza total e cálcio, determinados em laboratório por complexometria de
EDTA;
alcalinidade, determinada em laboratório por titulação com H2SO4, 0.1 N até ao
valor de pH = 4.45 / 4.50;
CO2, determinado em laboratório no próprio dia da colheita, por titulação com
NaOH, até pH = 8.3;
sulfato, cloreto, nitrito, nitrato, brometo e fluoreto determinado em laboratório por cromatografia iónica.
sódio, magnésio e potássio determinados em laboratório por
espectrofotometria de absorção atómica;
sílica, determinada em laboratório por espectrofotometria.
Os trabalhos laboratoriais em 2009 foram realizados no Laboratório de águas do
Departamento de Geologia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa
(GeoFCUL). As análises laboratoriais realizadas em 2008 foram feitas no laboratório da
EPAL.
A tabela do Anexo II apresenta todos os valores dos iões e parâmetros analisados em laboratório para as duas estações.
68
4.5.1. Dióxido de Carbono
O dióxido de carbono, também desigando por anidrido carbónico, ou gás carbónico
é um composto químico constituído por dois átomos de oxigénio e um átomo de
carbono.
Estruturalmente o dióxido de carbono é constituído por moléculas de geometria
linear e de carácter apolar. Por isso as atracções inter-moleculares são muito fracas,
tornando-o, nas condições normais, um gás.
Quando a água é exposta a uma fase gasosa, estabelece-se um equilíbrio entre o
gás e o líquido, através da troca de moléculas na interface líquido/gás.
A sua presença na água subterrânea deve-se principalmente à decomposição da
matéria orgânica existente no solo que é transportada pelas águas de infiltração até ao
nível freático. Pode também ser devida a depósitos subterrâneos de CO2 de origem
profunda resultante de actividade vulcânica.
As águas com excesso de CO2 têm comportamento corrosivo e as que são pobres
em CO2 podem tornar-se incrustantes.
Na figura 39 apresenta-se a comparação da concentração de CO2 nas amostras
recolhidas em 2009. Nas amostras recolhidas em 2008 não foi analisado o CO2.
Dióxido de Carbono
0
50
100
150
200
250
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
Amostras
CO
2 Est húmida
Est seca
Figura 39: Quantidade de CO2 (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Nas amostras que foram recolhidas na estação húmida verifica-se que a BHA O7
(170,4 ppm) apresenta um valor bastante elevado de CO2. A amostra BHA 06 (3,2 ppm)
é a que tem menor concentração de dióxido de carbono.
69
Na estação seca, o valor mais alto de CO2 regista-se na BHA 03 (212 ppm). O valor
mais baixo verifica-se na amostra BHA 11 (2 ppm).
Nas amostras BHA 03, 08 e 07, recolhidas em poços situados em zonas de produção
hortícula, onde se usam fertilizantes, verificaram-se variações significativas entre a
estação húmida e a estação seca, nas duas primeiras a concentração de CO2 é menor
na estação húmida e na BHA 07 é maior.
Os poços BHA 03 e BHA 08 apesar de se encontrarem próximo de hortas são pouco
utilizados para extracção de água. Na estação seca, quando a circulação de água
subterrânea é menor, a água, rica em fertilizantes, fica retida no seu interior,
favorecendo o crescimento de algas e outras plantas aquáticas em abundância que,
por respiração e decomposição das mesmas após a morte, libertam CO2 para a água,
originando uma elevada concentração deste gás na água, durante a estação seca.
No poço BHA 07 verifica-se uma situação diferente, a concentração de CO2 é menor
na estação seca. Como a água é diariamente extraída para a rega dos produtos
hortículas as algas têm mais dificuldade em fixar-se e crescer, pelo que libertam
menores concentrações de CO2 durante a época seca, contrariamente à época húmida,
em que a água necessária para a rega é significativamente inferior.
4.5.2. Alcalinidade
A alcalinidade é a capacidade que uma solução tem em neutralizar ácidos até ao
ponto de equivalência do carbonato ou bicarbonato. A alcalinidade é igual à soma
estequiométrica das bases numa solução.
Na natureza, a alcalinidade carbonatada tende a perfazer a quase totalidade da
alcalinidade, devido à existência e dissolução de rochas carbonatadas e à presença de
dióxido de carbono na atmosfera. A adição de CO2 a uma solução em contacto com um
sólido pode afectar a alcalinidade em especial para minerais carbonatados em
contacto com a água subterrânea ou a água do mar. A dissolução ou precipitação de
rochas carbonatadas tem uma influência forte na alcalinidade devido à composição
dessas rochas incluir CaCO e a sua dissolução ir adicionar os iões Ca2+ e CO32- na
solução. O cálcio não afecta a alcalinidade, mas o CO32- sim.
70
A alcalinidade é de extrema importância devido à sua capacidade de regular o pH, o
que vai aumentar as suas variações bruscas e proteger os organismos aquáticos que
poderiam ser afectados negativamente.
Na figura 40 apresentam-se os valores de alcalinidade para todas as amostras
recolhidas nas duas estações.
Alcalinidade
0100200300400500
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Alc
alin
idad
e
Est húmida
Est seca
Figura 40: Alcalinidade (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida a amostra com alcalinidade mais elevada é a BHA 08 (459 ppm
de CaCO3), e a mais baixa é a BHA 11 (67 ppm).
Na estação seca com valor mais elevado de alcalinidade regista-se na amostra BHA
12 (294 ppm) e a que tem valor mais baixo é a BHA 11 (51 ppm).
A alcalinidade de uma água constitui uma das componentes de um equilíbrio, nem
sempre estável, que nela se estabelece, entre o respectivo teor em cálcio, a
concentração em CO2 livre e o pH. Os valores de alcalinidade são mais elevados na
estação húmida, estando de acordo com a representação gráfica da figura 40.
4.5.3. Bicarbonato
O ião bicarbonato precipita muito facilmente como carbonato de cálcio (CaCO3).
Ele não apresenta problemas a nível de toxicidade, sendo que o equilíbrio entre
HCO3-, CO2, CO3
2- e o pH, determinam a corrosividade ou a incrustabilidade da água
(Custódio & Llamas, 1976).
O carbonato de cálcio é insolúvel em água, mas o bicarbonato de cálcio é bastante
solúvel. Quando as águas subterrâneas, com dióxido de carbono dissolvido, circulam
em terrenos contendo carbonato de cálcio, ocorre a reacção de formação do
bicarbonato, que é incorporado pelas águas.
71
Para se obter a concentração de bicarbonatos numa água, multiplica-se o valor da
alcalinidade por 1,22 de acordo com a seguinte expressão:
HCO3- (mg/L) = alcalinidade (mg/L de CaCO3) × 1,22
No presente estudo pela análise química obteve-se a concentração em bicarbonato
em cada amostra (figura 41).
Bicarbonato
0100200300400500600
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
HC
O3 Est húmida
Est seca
Figura 41: Bicarbonato (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida o valor mais elevado de bicarbonato verifica-se na amostra BHA
08 (559 ppm), e a que tem o valor mais baixo é a BHA 11 (82 ppm).
Na estação seca, a amostra com o valor mais elevado é a BHA 12 (359 ppm), e a que
tem o valor mais baixo é a BHA 11 (62 ppm).
As concentrações mais elevadas de bicarbonato verificam-se na estação húmida.
4.5.4. Dureza Total
Normalmente, consideram-se três tipos de dureza:
1. Dureza em carbonatos ou temporária (é causada pelos iões de cálcio e magnésio que se combinam com o bicarbonato e o carbonato, e que pode ser eliminada com a ebulição da própria água);
2. Dureza permanente ou não carbonatada (é uma dureza que persiste após a ebulição da água, sendo produzida pelos iões de cálcio e magnésio que se combinam com os iões de sulfato, cloreto, nitrato, entre outros);
3. Dureza total (é aquela em que o conteúdo de iões alcalino-terrosos, essencialmente de cálcio e magnésio, iguala a soma da dureza temporária e dureza permanente).
As águas são vulgarmente classificadas de acordo com o seu grau de dureza, da seguinte forma:
Águas macias: 0 -75 mg/L CaCO3
72
Águas moderadamente duras: 75 -150 mg/L CaCO3 Águas duras: 150 - 300 mg/L CaCO3 Águas muito duras: > 300 mg/L Ca CO3.
A dureza da água é provocada pela existência de catiões – metálicos, dos quais os
que contribuem em maior escala são os iões de cálcio e magnésio.
Consideram-se águas duras de uma forma geral, as águas que necessitam de
grandes quantidades consideráveis de sabão para produzir espuma, e que formam
incrustações em caldeiras e outros materiais quando a água é aquecida.
A dureza da água quando é elevada conduz à formação de depóssitos incómodos e
preocupantes. Uma água macia pode provocar corrosões, pois não se formam os
depósitos carbonatados protectores nas canalizações.
A dureza total, analisada para cada amostra recolhida em 2009 e 2008 encontra-se
na figura 42.
Dureza Total
0100200300400500600700800
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
D.T
. Est húmida
Est seca
Figura 42: Dureza Total (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida o valor mais elevado de dureza verifica-se na amostra BHA 02
(637 ppm), e a amostra com o valor mais baixo é a BHA 11 (138 ppm).
Na estação seca o valor mais elevado da verifica-se na amostra BHA 08 (682 ppm), e
a que tem valor mais baixo é a BHA 11 (124 ppm).
Os valores de dureza total são mais elevados na estação húmida.
4.5.5. Cálcio
O cálcio é o quinto elemento em abundância na crosta terrestre (1,9% em massa).
Não é encontrado em estado nativo na natureza, existindo sempre como constituinte
de rochas ou minerais de grande interesse indústrial.
73
É um catião predominante nas águas subterrâneas, geralmente, sob a forma de
bicarbonatos, sulfatos, cloretos e outros sais.
A presença deste elemento na água está associada à dureza apresentada por esta.
Quando em quantidades elevadas, leva à formação de depósitos de carbonato de
cálcio, que podem causar problemas relativamente à lavagem e cozedura de
alimentos, e também da circulação de água quente nas canalizações. Nos casos, em
que os teores são demasiado baixos pode originar problemas de saúde pública. É dos
catiões em maior abundância nas rochas carbonatadas.
As concentrações do cálcio para cada amostra encontram-se representadas na figura 43.
Cálcio
0
50
100
150
200
250
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Ca Est húmida
Est seca
Figura 43: Cálcio (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida, a amostra com valor mais elevado de cálcio é a BHA 02 (213
ppm) e a que tem valor mais baixo é a BHA 11 (40 ppm).
Na estação seca a amostra com valor mais elevado de cálcio é a BHA 03 (198,4
ppm). A amostra com o valor mais baixo é a BHA 07 (41,6 ppm).
Efectivamente os valores do cálcio são mais elevados na estação húmida. E nas
rochas calcárias, o cálcio aparece sob a forma de carbonatos que, em solução na água,
dão origem à formação de bicarbonatos. E na figura 43 verifica-se, de facto, que existe
uma concentração elevada de bicarbonato, principalmente na estação húmida.
4.5.6. Fluoreto
O flúor constitui 0,07% da crusta terrestre e não é encontrado no estado livre
devido à sua elevada reactividade. Encontra-se, por isso, combinado na forma de
fluoretos de cálcio, de alumínio, de sódio ou de outros metais. Pertence ao grupo dos
halogénios e é considerado um não metal.
74
A presença de flúor nas águas subterrâneas deve-se à lixiviação de rochas e solos
que contêm este elemento e que contamina águas residuais urbanas e industriais.
O flúor e os seus componentes são muito utilizados em diversas indústrias, desde os
tratamentos de superfície às indústrias transformadoras de minerais, à indústria do
vidro e da cerâmica, à fabricação de fertilizantes, de insecticidas, fungicidas, entre
outros.
Estas actividades são responsáveis pela sua introdução no ciclo hidrológico, pelo
lançamento na atmosfera ou em corpos hídricos superficiais.
A figura 44 apresenta os valores da concentração de flúor que existe em cada
amostra recolhida nas duas estações.
Flúor
00,050,1
0,150,2
0,250,3
0,35
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
F
Est húmida
Est seca
Figura 44: Flúor (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida a amostra com valor mais elevado de flúor é a BHA 07 (0,31
ppm) e o mais baixo verifica-se na BHA 11( 0,06 ppm), as amostras BHA 04, BHA 06,
BHA 09 e BHA 12, não têm flúor na sua composição.
Na estação seca a amostra que possui o valor mais elevado continua a ser a BHA 07
(0,27 ppm) e com o valor mais baixo é a BHA 13 (0,09 ppm). As amostras que não
contêm flúor são BHA 05, BHA 06, BHA 08, BHA 11 e BHA 12.
Nas amostras que revelaram flúor na sua composição química, os valores
apresentam-se mais elevados na estação húmida.
4.5.7. Cloreto
Os cloretos representam um dos sais mais abundantes na Natureza, especialmente
na água do mar e nas águas superficiais apresentam um teor médio inferior a 50 mg/L.
75
Este valor é variável com a natureza dos terrenos atravessados, com as condições
climatéricas, com a contaminação por efluentes industriais e com a intrusão salina nos
aquíferos litorais e aterros sanitários.
Como origens a atender, haverá ainda a considerar a dissolução de depósitos de sal-
gema, a poluição de estradas que recebem cloreto de sódio para controlar a neve, as
águas de drenagem de zonas irrigadas (fertilizantes) e efluentes industriais.
O cloro pode produzir efeitos corrosivos, em especial nas águas alcalinas. As
tubagens metálicas podem, nessas circunstâncias, ser sujeitas a processos de corrosão
significativos.
Os valores de cloreto em cada amostra estão representados na figura 45.
Cloreto
050
100150200250
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Cl Est húmida
Est seca
Figura 45: Cloreto (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida, a amostra que tem o valor mais alto é a BHA 07 (195 ppm), a
que tem o valor mais baixo é a BHA 01 (36,6 ppm).
Na estação seca, a amostra que tem o valor mais alto é a BHA 02 (192 ppm) e com o
valor mais baixo é a BHA 11 (44 ppm).
4.5.8. Brometo
A presença de brometo na litosfera é da ordem de 0,001%. Este ião tem um
comportamento semelhante ao do ião cloreto, mas em concentrações menores.
A presença de brometo nas águas para consumo decorre precisamente da aplicação
de bromo como agente de desinfecção da água, podendo resultar também de outros
produtos químicos que o contenham e que são utilizados no tratamento de águas.
Segundo, Custódio & Llamas (1983), quando se encontram valores acima de 0,05
mg/L significa que existem resíduos industriais (para este anião).
76
Os valores de brometo para cada amostra encontram-se na figura 46.
Brometo
0246
81012
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Br Est húmida
Est seca
Figura 46: Brometo (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida só as seguintes amostras é que têm brometo; BHA 02 (0,83
ppm), BHA 07 (1,1 ppm), P2 (0,21 ppm), P5 (0,72 ppm), P7 (0,10 ppm), P8 (0,10 ppm) e
P10 (0,88 ppm).
A amostra que tem o valor mais alto de brometo é a BHA 07 (1,1 ppm), as amostras
que têm o valor mais baixo são P7 e P8 (0,10 ppm).
Na estação seca as amostras que têm brometo são a BHA 02 (1,98 ppm) com o valor
mais elevado, BHA 07 (0,85 ppm) e a BHA 08 (0,6 ppm) com o valor mais baixo.
4.5.9. Nitrato
Nas águas subterrâneas os nitratos constituem a forma mais usual de acumulação
de azoto devido à sua solubilidade e por serem formas em que o estado oxidativo é
máximo. Daí a ocorrência de teores que podem atingir níveis elevados em aquíferos
livres, em regiões onde a agricultura intensiva é praticada.
O nitrato encontra-se presente nas regiões onde o solo é contaminado com águas
residuais domésticas e industriais. A conversão biológica pode levar à formação de
nitratos que se infiltram em profunidade e se acumulam nos aquíferos livres. A figura
47 apresenta os valores de nitrato presente em cada amostra.
77
Nitrato
020406080
100120140160
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
NO 3 Est húmida
Est seca
Figura 47: Nitrato (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida a única amostra que não revelou presença de nitrato na sua
composição é a BHA 07. A amostra que tem o valor mais alto é a BHA 10 (147 ppm). E
a que tem o valor mais baixo é a BHA 09 (1,4 ppm).
Na estação seca a amostra com valor mais elevado é a BHA 04 (94,8 ppm) e a que
tem o valor mais baixo é a amostra BHA 07 com 1,1 ppm.
Nitidamente os valores de nitratos são mais elevados na estação húmida.
Os teores em nitratos em águas subterrâneas, que é o caso, aumentam em função
dos quantitativos de fertilizantes azotados aplicados ao solo e dos efluentes e resíduos
industriais, domésticos, agrícolas aí descarregados, que vão sendo objecto de
processos degradativos, em condições aeróbias e oxidativas (Mendes e Oliveira, 2004),
e as amostras recolhidas em poços situados em zonas agrícolas apresentam valores
mais elevados de nitrato.
4.5.10. Fosfato
O fosfato é um elemento não metálico, que se encontra no estado sólido.
Nas águas subterrâneas o fósforo encontra-se sob a forma de ião fosfato PO43- e é
originado pela degradação de substâncias orgânicas ou pela lixiviação dos solos.
Quando em concentrações elevadas tem origem em águas residuais domésticas e
industriais.
A figura 48 apresenta os valores de fosfato em cada amostra.
78
Fosfato
0
0,5
1
1,5
2
2,5
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
P04 Est húmida
Figura 48: Fosfato (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida apenas as amostras BHA 07 (0,35 ppm), P2 (0,10 ppm), P5 (0,51
ppm), P7 (0,83 ppm) e P10 (2,17 ppm), têm fosfato na sua composição. O valor mais
elevado corresponde à amostra P 10 (2,17 ppm) e o valor mais baixo corresponde à
amostra P8 com zero.
Na estação seca nenhuma das amostras revelou a presença de fosfato na sua
composição química.
4.5.11. Sulfato
A concentração de sulfatos nas águas naturais é muito variável (30-300 mg/L), por
razões geológicas ou outras.
Têm como origem, contributos naturais e industriais de diversos tipos, como a
produção de pasta de papel, têxteis e cortumes, entre outros. Outra fonte importante
é a que resulta dos tratamentos de coagulação/floculação que é frequente recorrer-se
aos sulfatos de alumínio e de ferro. Nas zonas agrícolas ou hortas urbanas, a utilização
de fertilizantes pode estar relacionado com elevados valores de sulfatos.
A poluição atmosférica pode dar origem a depósitos significativos de sulfatos
devido à sua presença em solução nas águas das chuvas.
Os valores de sulfato em cada amostra apresentam-se na figura 49.
79
Sulfato
0
100
200
300
400
500
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
SO4 Est húmida
Est seca
Figura 49: Sulfato (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida é a amostra BHA 07 a que tem o valor mais elevado (329 ppm)
e a amostra BHA 09 (31,8 ppm) é a que tem o valor mais baixo.
Na estação seca a amostra com valor mais elevado é a BHA 08 (466 ppm) e a que
tem o valor mais baixo de sulfato é a BHA 12 (64 ppm).
O sulfato tem valores mais elevados na estação seca, o que vai contrariar a
tendência geral dos outros iões.
Um das principais origens da presença de sulfato na água subterrânea é devida à
acção antrópica, Hem (1985). Nomeadamente no uso de produtos químicos nas hortas
essencialmente na estação seca, contribuindo para a presença de concentrações
elevadas de sulfato nas água subterrânea.
4.5.12. Sódio
O sódio é um elemento alcalino muito abundante na crusta terrestre e devido à sua
reactividade encontra-se sempre sob a forma combinada. O principal composto do
sódio é o cloreto de sódio.
Pode ter origem em contaminações por efluentes industriais e domésticos, bem
como intrusões salinas e erosão de rochas ricas em sais.
A presença de sódio nas diferentes amostras está representado na figura 50.
80
Sódio
0
50
100
150
200
250
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Na Est húmida
Est seca
Figura 50: Sódio (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida a amostra com o valor mais elevado é a BHA 08 (181 ppm) e a
BHA 09 (23 ppm) a que tem o valor mais baixo.
Na estação seca, a amostra com valor mais elevado é a BHA 07 (211 ppm) e com
valor mais baixo é a BHA 11 (30,8 ppm).
Os valores da mediana são muito próximos (estação húmida: 70,9 e na estação
seca: 69) e pela análise do gráfico registam-se valores mais elevados na estação seca.
Um dos catiões associados ao sulfato é o sódio. Como o sulfato tem concentrações
mais elevadas na época seca, por consequência nos catiões que lhe estão associados
também se verificam valores mais elevados.
4.5.13. Potássio
O potássio é um metal alcalino muito comum na natureza, contudo é pouco comum
em águas subterrâneas. A sua pouca significância nas águas subterrâneas é devido à
sua resistência à erosão hídrica e por outro lado a absorção do potássio pelos minerais
de argila.
Assim, a sua presença pode estar associada a efluentes domésticos e industriais,
bem como actividades agrícolas.
Os valores de potássio em cada amostra encontram-se apresentados na figura 51.
81
Potássio
0
20
40
60
80
100
120
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
K
Est húmida
Est seca
Figura 51: Potássio (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida a amostra P8 tem o valor mais baixo de potássio que é zero. A
amostra com valor mais elevado é a BHA 10 (109 ppm).
Na estação seca, a amostra BHA 13 (0,06 ppm) é a que possui o valor mais baixo de
potássio. A amostra que possui o valor mais elevado é a BHA 06 (55,2 ppm).
Os valores mais elevados de potássio registam-se na estação húmida.
4.5.14. Sílica
O silício é um elemento não metálico. Nas águas a sílica (SiO2) apresenta-se quer no
estado solúvel, quer no estado colóidal, em concentrações variáveis que podem atingir
algumas dezenas de miligramas por litro, em especial em zonas graníticas.
A sua solubilidade depende fortemente da temperatura e do pH verificando-se
assim diferentes concentrações de acordo com diferentes climas.
A sílica, o óxido de silício e os silicatos são alguns dos componentes mais
abundantes na crusta terrestre, podendo ter utilização industrial directa, em especial
no fabrico do vidro, de porcelana e cimentos. Pode também ser libertada nas tubagens
de alumínio e aço para prevenir os fenómenos de corrosão formando uma camada de
protecção.
As amostras recolhidas em 2008 não foram analisadas quanto à presença de sílica.
A figura 52 apresenta os valores de sílica em cada amostra.
82
Sílica
01020304050607080
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
Amostras
SiO
2 Est húmida
Est seca
Figura 52: Sílica (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida a sílica tem valor o mais elevado na amostra BHA 06 (70 ppm) e
na amostra BHA 07 (10 ppm) o valor mais baixo.
Na estação seca a amostra com valor mais elevado é a BHA 09 (50,9 ppm) e a
amostra com valor mais baixo é a BHA 11 (4,6 ppm).
De facto, os valores mais elevados para a sílica verificam-se na estação húmida.
4.5.15. Magnésio
O magnésio, tal como o sódio, é um dos principais factores determinantes na
dureza da água. Este constitui 2% da crusta terrestre e dada a grande solubilidade de
muitos dos seus sais, existem águas subterrâneas que possuem grandes concentrações
de magnésio.
A concentração do magnésio, também é, determinada pela diferença entre a dureza
total e a concentração do cálcio, com unidades em meq/L.
rMg2+ = r Dureza – rCa2+
Os valores do magnésio em cada amostra encontram-se nas figura 53.
83
Magnésio
0
20
40
60
80
100
B H A01
B H A02
B H A03
B H A04
B H A05
B H A06
B H A07
B H A08
B H A09
B H A10
B H A11
B H A12
B H A13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Mg Est húmida
Est seca
Figura 53: Magnésio (ppm) nas amostras recolhidas nas duas estações.
Na estação húmida a amostra com o valor mais elevado é BHA (65,1 ppm) e o valor
mais baixo de magnésio corresponde à amostra BHA 04 (0,94 ppm).
Na estação seca, as amostras BHA 05, BHA 06 e BHA 09, não apresentam valores de
magnésio na sua composição.
O valor mais elevado de magnésio corresponde à amostra BHA 07 (89,9 ppm) e o
valor amis baixo verifica-se na amostra BHA 11 (9,2 ppm).
Nitidamente verifica-se que as concentrações mais elevadas de magnésio
correspondem à estação seca.
4.5.16. Sólidos Dissolvidos Totais
Os sólidos dissolvidos totais (SDT) correspondem ao peso total dos constituintes
minerais presentes na água, por unidade de volume.
Na maioria das águas subterrâneas, a Condutividade Eléctrica da água é
multiplicada por um factor que varia entre 0,55 e 0,75 de forma a gerar uma
estimativa de SDT.
As águas subterrâneas podem classificar-se a partir dos resultados dos totais sólidos
dissolvidos.
Custódio & Llamas (1983), atribuiu a seguinte classificação às águas em função da
concentração em SDT:
84
Tipos de água SDT (mg/L)
Doce 0-2000
Salobra 2000-5000
Salgada 5000-40 000
Salmoura > 40 000 até à
saturação
Esta classificação de (Custódio & Llamas, 1983), aplicou-se para os dados em estudo
(tabela 11).
Tabela 11: Valores de SDT para as duas estações.
SDT (mg/L)
Amostras Estação húmida Estação seca
B H A 01 503,1 430,99 B H A 02 1392,4 1024,62 B H A 03 1234,4 998,7 B H A 04 786,9 888,55 B H A 05 1197,1 747,94 B H A 06 968,5 715,06 B H A 07 1644,7 1208,06 B H A 08 1113,9 1308,13 B H A 09 557,9 607,98 B H A 10 1299,5 *
B H A 11 321,4 265,5 B H A 12 1007,3 785,61 B H A 13 876,6 693,89
P2 544,5 *
P5 488,9 *
P7 368,7 *
P8 324,1 *
P10 468,0 * *Não foi recolhida a amostra
Os valores foram calculados pelo somatório de todas as espécies iónicas dissolvidas.
Conclui-se que todas as águas são consideradas do tipo “doce”.
De facto, os valores mais altos de SDT correspondem à estação húmida.
85
∑ ∑∑ ∑
+
−×=
anicatanicat
ERB 200
4.5.17. Erro de Balanço
É a grandeza que representa a diferença entre o total de aniões e de catiões
analizados numa água. O erro admissível para uma dada análise depende da
concentração e do tipo de água (Custódio & Llamas, 1983), (tabela 12).
Tabela 12: valores de condutividade eléctrica e % de erro admissível associado.
Condutividade Eléctrica (µS/cm)
50 200 500 2000 >2000
% erro admissível 30 10 8 4 4
Na prática existe sempre uma diferença entre o somatório de aniões e o somatório
de catiões, devido a erros acumulados de cada uma das determinações individuais e
também por não terem sido consideradas contribuições iónicas menores.
Erros elevados podem ser devidos à existência de quantidades anormais de iões,
não considerados no balanço, ou a graves erros de análise.
Um modo de verificar a existência de possíveis erros na determinação dos
elementos ou de concentrações elevadas de iões menores é através da percentagem
do erro de balanço da análise, que se define pela seguinte expressão:
Calculou-se para cada amostra o erro de balanço e os resultados encontram-se na
tabela 13.
86
Tabela 13: Valores do Erro de Balanço para as amostras em estudo.
Erro de Balanço (%)
Amostras Estação húmida Estação seca
BHA 01 3,24 -18,84 BHA 02 -8,55 0,42 BHA 03 -8,11 -7,43 BHA 04 -10,3 -19,12 BHA 05 11,96 -8,57 BHA 06 -3,55 -3,79 BHA 07 -5,39 -30,33 BHA 08 45,87 -26,79 BHA 09 17,29 -7,48 BHA 10 4,4 * BHA 11 1,72 -33,98 BHA 12 31,68 -5,39 BHA 13 15,48 2,32
P2 13,06 * P5 10,4 * P7 9,43 * P8 3,49 *
P10 10,12 * *Não foi recolhida a amostra.
Na estação húmida as amostras com erros de balanço mais elevados são BHA 08
(45,87%), BHA 09 (17, 29%), BHA 12 (31, 68%).
Na estação seca são as amostras BHA 01 (-18,84%), BHA 04 (-19,12%), BHA 07 (-
30,33%), BHA 08 (-26,79%) e BHA 11 com (-33,98%), que possuem valores elevados de
erro de balanço.
Estes valores mais elevados podem dever-se às causas já referidas anteriormente.
Através da análise da tabela 13 constata-se que em ambas as campanhas de
amostragem o erro de balanço das análises é relativamente elevado, assim na
amostragem em época húmida 69% das análises apresentam um erro considerado não
admissível e apenas 31% têm erro de balanço admissível (Custódio & Llamas, 1983).
Na amostragem em época seca as percentagens são muito semelhantes: 33% das
análises têm um erro considerado admissível e 67% das análises têm um erro que de
acordo com Custódio & Llamas (1983) não é admissível.
87
Constata-se também que em época húmida nas análises com erro mais elevado este
é positivo, enquanto em época seca nas análises com maior erro este é negativo, ou
seja, nas análises das águas colhidas em época húmida ou os catiões foram
sobredoseados, e/ou os aniões subdoseados, e/ou então alguma espécie aniónica não
foi doseada, apesar de existir em concentração considerável. Para as análises das
águas colhidas em época seca verifica-se o contrário, ou seja, ou os catiões foram
subdoseados, e/ou os aniões sobredoseados e/ou alguma espécie catiónica não foi
doseada apesar de existir em concentração considerável.
Deve referir-se que as análises de 2008 e 2009 foram realizadas em laboratórios
distintos e ambas apresentam erros que de acordo com Custódio & Llamas, (1983) não
são admissíveis.
88
89
5. Índices de Saturação
O equilíbrio de uma solução com determinada fase sólida pode ser caracterizado
pelo seu índice de saturação, o qual se define pela razão entre o quociente de reacção
e a constante de equilíbrio dessa fase: IS = Q/K
O quociente de reacção Q é expresso em termos de actividade dos reagentes e
produtos presentes em solução. A constante de equilíbrio K é expressa em termos de
actividade dos reagentes e produtos no equilíbrio, ou seja, é a constante de equilíbrio
químico do mineral.
Classificação das águas relativamente ao índice de saturação:
IS > 1 → Q > K → solução sobressaturada → precipitação
IS < 1 → Q < K → solução subsaturada → dissolução
IS = 1 → Q = K → solução em equilíbrio
Log IS = Log Q – Log K
Log IS > 0 → solução sobressaturada → ocorre precipitação (água com características
incrustantes);
Log IS < 0 → solução subsaturada → ocorre dissolução (água com características
corrosivas);
Log IS = 0 → solução em equilíbrio (sem tendência para corrosão ou deposição).
As fases sólidas e os respectivos índices de saturação para cada amostra foram
obtidas pelo softwares PHREEQ C, versão 2.15.
Na tabela 14 (Anexo III) encontram-se os índices de saturação das amostras
recolhidas na estação húmida.
Na estação húmida, quanto às amostras recolhidas em 2008 estas encontram-se
sobressaturadas em aragonite (à excepção da amostra P10), calcite, crisótilo, dolomite,
hidroxiapatite (à excepção da amostra P8 que não tem na sua composição esta fase
mineral), sepiolite e talco. As amostras recolhidas em 2009 encontram-se
sobressaturadas apenas em calcedónia (à excepão da BHA 04, BHA 05, BHA 07, BHA
90
08, BHA 08 e BHA 11) e em quartzo. Apenas em equilíbrio para a calcedónia
encontram-se as amostras BHA 04, BHA 08, BHA 09 e BHA 11. Todas as outras
amostras estão subsaturadas para as restante fases minerais.
Na tabela 15 (Anexo III) encontram-se os índices de saturação das amostras
recolhidas na estação seca.
Na estação seca as amostras que estão sobressaturadas em calcedónia são a BHA
02, BHA 03, BHA 04, BHA 05, BHA 06, BHA 08, BHA 09, BHA 12 e BHA 13. A amostra
BHA 01 está em equilíbrio para a calcedónia. As que se encontram subsaturadas em
calcedónia são a BHA 07 e BHA 11.
Todas as amostras encontram-se sobressaturadas em quartzo (à excepção da BHA
11 que está em equilíbrio).
Só as amostras BHA 12 e BHA 13 estão sobressaturadas em talco (as restantes estão
subsaturadas).
Seria expectável que nas amostras recolhidas em 2009 também houvesse
sobressaturação em calcite e dolomite para as águas recolhidas em calcários, mas o
que se verifica é a subsaturação dos minerais carbonatados.
91
6. Fácies Hidroquímicas
Na caracterização da composição química das águas, os Diagramas de Stiff e Piper
fornecem as representações gráficas, a partir das quais é possível identificar a fácies
hidroquímica de cada amostra.
Estes diagramas permitem classificar as águas, de acordo com os parâmetros
químicos obtidos nas análises às mesmas, para tal é necessário destacar os
constituintes iónicos mais abundantes.
Neste capítulo a projecção das amostras nos Diagrama de Piper e nos Diagramas de
Stiff foi feita no software Aquachem (v. 5.1).
6.1. Diagrama de Piper
O Diagrama de Piper é um diagrama hidroquímico que se representa graficamente e
permite comparar e classificar distintos grupos de águas relativamente aos iões
dominantes.
Lafuente (1969), refere que utilizando o Diagrama de Piper ou qualquer outra
versão deste mesmo modificada, expressam-se sempre as relações químicas com
maior clareza do que através de outros métodos.
Através deste diagrama, é possível classificar as águas de acordo com a localização
espacial das amostras na figura 54, sendo que a localização depende da composição
química.
92
Figura 54: Quadro de caracterização das Fácies (US Geology).
6.1.1 Relações água/rocha
Para uma melhor percepção de relações existentes entre a composição química da
água e as litologias presentes no local da colheita, (tabela 16) foram realizados
Diagramas de Piper agrupando as amostras por semelhança de litologia. Primeiro para
as amostras recolhidas na estação húmida e depois na estação seca.
93
Tabela 16: Amostras e respectivas litologias onde cada uma foi recolhida.
Amostras Litologia
BHA 01 Calcários de Alfornelos
BHA 02 Camadas de Prazeres
BHA 03 Calcários de Entrecampos
BHA 04 Camadas de Prazeres
BHA 05 Camadas de Prazeres
BHA 06 Camadas de Prazeres
BHA 07 Formação de Benfica
BHA 08 Formação de Benfica
BHA 09 Formação de Benfica
BHA 10 Argilas do Forno do Tijolo. F. Benfica
BHA 11 Argilas do Forno do Tijolo. F. Benfica
BHA 12 Complexo Vulcânico de Lisboa
BHA 13 Complexo Vulcânico de Lisboa
P2 Formação de Benfica
P5 Formação de Benfica
P7 Formação da Bica
P8 Formação da Bica
P10 Formação de Benfica
94
As amostras recolhidas correspondentes à Formação de Benfica são: BHA 07, BHA
08, BHA 09, P2, P5, P10 e estão representadas no Diagrama de Piper das figuras 55 e
56.
Figura 55: Diagrama de Piper com localização das amostras que se situam na Formação de Benfica recolhidas na estação húmida.
95
Figura 56: Diagrama de Piper com localização das amostras que se situam na Formação de Benfica, recolhidas na estação seca.
Na estação húmida, verifica-se que que a amostra BHA 07 possui uma componente
cálcica e bicarbonatada.
A amostras BHA 08 e BHA 09 apresentam componentes cálcicas, sódicas e
magnesianas.
As amostras P2, P5 e P10, apresentam componentes cloretadas na ordem dos 30%
aproximadamente.
Na estação seca na amostra BHA 07 verifica-se um aumento das componentes
sulfatada, sódica e magnesiana.
As amostras BHA 08 e BHA 09, estão em proporção diferente em relação à estação
húmida.
96
Na amostra BHA 08 verifica-se um aumenta da componente sulfatada, e a amostra
BHA 09 passa a ter o ião sódio em predominância relativamente ião magnésio.
As amostras BHA 12 e BHA 13, recolhidas no Complexo Vulcânico de Lisboa, estão
representadas no Diagrama de Piper das figuras 57 e 58.
Figura 57: Diagrama de Piper com localização das amostras que se situam no Complexo Vulcânico de Lisboa recolhidas na estação húmida.
97
Figura 58: Diagrama de Pipper com localização das amostras que se situam no Complexo Vulcânico de Lisboa, recolhidas na estação seca.
Na estação húmida a amostra BHA 12 tem o bicarbonato como o ião predominante
e as componentes catiónicas são o cálcio e o magnésio (na ordem dos 20 a 30%).
Na estação seca a mesma amostra também tem o bicarbonato como ião
predominante e como catiões o magnésio e o cálcio (na ordem dos 40 a 50%).
A amostra BHA 13 na estação húmida, para o conjunto iónico (bicarbonato, cálcio e
magnésio) a percentagem dos componentes ronda os 50% e na estação seca ronda os
60%.
Nas duas amostras em qualquer estação a percentagem em cloreto e sulfato ronda
os 20%.
98
Verifica-se o pressuposto de que na estação seca a interacção água/rocha é mais
lenta, originando uma composição química da água mais elevada em certos
componentes.
As amostras recolhidas nos Calcários de Alfornelos e de Entrecampos, são a BHA 01 e BHA 03 e foram representadas graficamente no Diagrama de Piper como mostra as figuras 59 e 60.
Figura 59: Diagrama de Pipper com localização das amostras que se situam nos Calcários de Alfornelos e nos Calcários de Entrecampos recolhidas na estação húmida.
99
Figura 60: Diagrama de Piper com localização das amostras que se situam nos Calcários de Alfornelos e nos Calcários de Entrecampos recolhidas na estação seca.
Na estação húmida as amostras BHA 01 e BHA 03, encontram-se nos campos
correspondentes às componentes bicarbonatadas cálcicas.
Na estação seca, verifica-se que nestas amostras, a componente cálcica e
bicarbonatada aumentaram.
Efectivamente, as amostras BHA 01 (Calcários de Alfornelos) e a BHA 03 (Calcários
de Entrecampos), da estação húmida para a estação seca as proporções dos aniões e
catiões não são as mesmas, ou seja, aumentaram.
100
As amostras recolhidas nas Camadas de Prazeres e nas Argilas do Forno do Tijolo,
são a BHA 02, BHA 04, BHA 05, BHA 06, BHA 10 e BHA 11 e encontram-se
representadas graficamente no Diagrama de Piper das figuras 61 e 62.
Figura 61: Diagrama de Piper com localização das amostras que se situam nas Camadas de Prazeres e nas Argilas do Forno do Tijolo, recolhidas na estação húmida.
101
Figura 62: Diagrama de Piper com localização das amostras que se situam nas Camadas de Prazeres e nas Argilas do Forno do Tijolo, recolhidas na estação seca.
Na estação húmida, nas amostras BHA 02, BHA 04, BHA 05, BHA 06 e BHA 10, os
iões predominantes são o bicarbonato e o cálcio. A amostra BHA 11, além da
componente bicarbonatada e cálcica que é predominante o ião sulfato não se
encontra na mesma proporção.
Na estação seca, nas amostras BHA 05 e da BHA 06 as componentes em cálcio e
sódio diminuiram. Nas restantes amostras a proporção em cloreto e sulfato aumentou.
102
As amostras recolhidas na Formação da Bica são a P7 e P8, foram projectadas no
Diagrama de Piper da figura 63.
Figura 63: Diagrama de Piper com localização no das amostras que se situam na Formação da Bica, recolhidas na estação húmida.
Uma vez que estas amostra só foram recolhidas na época húmida, apenas se fará
um comentário às suas componentes nesta época.
Nas amostras P7 e P8 os aniões predominantes são o cloreto e o sulfato (em
perentagens bastante elevadas principalmente na amostra P8) e o catião é o
magnésio.
103
Embora a localização destas amostras se situe na transição da Formação da Bica
para o Complexo Vulcânico de Lisboa, a influência da componente magnesiana é
evidente pela presença de minerais ferromagnesianos nos basaltos.
6.2. Diagrama de Stiff
Este método de Stiff pode ser bastante útil para comparar análises de águas,
especialmente as muito mineralizadas, porque fornece a composição química de uma
água pelos seus iões maiores.
O Diagrama de Stiff é composto por quatro linhas horizontais paralelas entre si e
uma na vertical. Em cada extremidade de cada linha, do lado esquerdo corresponde a
um catião (sódio+potássio, magnésio e cálcio), e à direita em cada extremidade
corresponde um anião (cloreto, sulfato e bicarbonato). As concentrações expressam-se
em meq/L ou em percentagem de meq/L. Ao representar-se uma análise química
neste diagrama, obtêm-se vários pontos que se vão unir, originando um polígono
fechado.
No caso das águas subterrâneas é mais adequada a utilização do Diagrama de Stiff
Modificado, representado na figura 64.
Figura 64: Diagrama de Stiff Modificado
104
6.2.1. Fácies hidroquímicas
A fácies hidroquímica revela os iões predominantes na composição da água e
depende, fundamentalmente, da composição das rochas por onde circula. O “nome”
da fácies é sempre constituído primeiro pelo nome do anião predominante seguido do
nome do catião predominante. Quando não há espécies com mais de 50% de
determinado anião e/ou catião, recorre-se à classificação com os dois aniões e/ou
catiões mais abundantes. Depois de elaborado o Diagrama de Stiff para cada amostra
foi atribuída a respectiva fácies (tabela 17).
Tabela 17: Fácies hidroquímica para cada amostra.
FÁCIES HIDROQUÍMICA Amostras Estação húmida Estação seca
BHA 01 Bicarbonatada - Ca Bicarbonatada - Ca
BHA 02 Bicarbonatada - Ca Cloretada SO4 - Na - Ca
BHA 03 Bicarbonatada - Ca Cloretada SO4 - Ca
BHA 04 Bicarbonatada - Ca Bicarbonatada - Ca
BHA 05 Bicarbonatada - Ca Bicarbonatada - Ca
BHA 06 Bicarbonatada - Ca Bicarbonatada - Ca - Na
BHA 07 Bicarbonatada - Ca Sulfatada - Na - Mg
BHA 08 Bicarbonatada - Na - Ca Sulfatada - Na - Ca
BHA 09 Bicarbonatada - Ca - Mg Bicarbonatada - Ca - Na
BHA 10 Bicarbonatada - Na *
BHA 11 Sulfatada - HCO3 - Ca Sulfatada - Cl - Ca
BHA 12 Bicarbonatada - Ca - Mg Bicarbonatada - Mg
BHA13 Bicarbonatada - Mg Bicarbonatada - Mg
P2 Cloretada- Ca *
P5 Bicarbonatada SO4 – Mg - Ca *
P7 Sulfatada - Cl - Mg *
P8 Sulfatada - Cl - Mg *
P10 Bicarbonatada - Ca *
* Não foi recolhida a amostra.
105
As amostras foram agrupadas pelos mesmos conjuntos (por semelhança de
litologia) tal como nos Diagramas de Piper e encontram-se no Anexo IV.
Amostras recolhidas na Formação de Benfica (BHA 07, BHA 08, BHA 09, P2, P5 e
P10):
Na estação húmida, a maioria das amostras classifica-se com uma fácies
bicarbonatada à excepção da amostra P2 (fácies cloretada cálcica). As componentes
detríticas e carbonatadas conferem o enriquecimento em cálcio e magnésio nas
amostras.
Na estação seca, não há diferenças significativas em relação aos iões predominantes
de cada amostra (à excepção da amostra BHA 08, que passa ter uam fácies sulfatada –
Na – Ca).
Amostras recolhidas no Complexo Vulcânico de Lisboa (BHA 12 e BHA 13):
Verifica-se aumento da componente magnesiana, nas duas amostras (BHA 12 e BHA
13), da estação húmida para a estação seca e diminuição da componente
bicarbonatada, justificando a fácies bicarbonatada magnesiana. O enriquecimento em
magnésio nestas águas é justificado pela presença de minerais ferromagnesianos
característicos dos basaltos.
Amostras recolhidas nos Calcários de Alfornelos e nos Calcários de Entrecampos
(BHA 01 e BHA 03 respectivamente):
Na estação húmida a amostra BHA 01 apresenta quantidades mais elevadas de
bicarbonato e de cálcio, em relação à estação seca. Na estação seca a amostra BHA 03,
é mais enriquecida em cálcio mas diminui a componente bicarbonatada e por
consequência os iões cloreto e sulfato predominam, alterando a fácies de
bicarbonatada cálcica para cloretada sulfatada cálcica. O enriquecimento destes aniões
poderá justificar-se pelo uso de produtos químicos, nas prácticas agrícolas.
Amostras recolhidas nas Argilas e Camadas de Prazeres e Argilas do Forno do Tijolo:
106
Na estação húmida para as amostras BHA 02, BHA 04, BHA 05 e BHA 06 (recolhidas
nas Argilas e Camadas de Prazeres), verifica-se uma predominância dos catião Ca e do
anião HCO3, caracterizando-se com uma fácies bicarbonatada cálcica.
Na estação seca a amostra BHA 02, aumenta a concentração dos aniões SO4 e Cl,
sendo classificada como Cloretada SO4 - Na – Ca. Na amostra BHA 06, na estação seca
também se verifica aumento da componente sódica.
Na estação húmida a amostra BHA 10 (recolhida nas Argilas do Forno do Tijolo) é
classificada com uma fácies bicarbonatada sódica e a amostra BHA 11 é classificada
com uma fácies Sulfatada - HCO3 – Ca. Na estação seca a amostra BHA 10 não foi
recolhida. A amostra BHA 11 passa a ter uma fácies sulfatada cloretada cálcica.
Amostras recolhidas na Formação da Bica (P7 e P8):
As amostras P7 e P8 só foram recolhidas na estação húmida, e são classificadas com
uma fácies sulfatada cloretada magnesiana.
107
7. Índices Hidrogeoquímicos
As águas subterrâneas, Fernandes (2002), apresentam-se quase sempre como as
mais mineralizadas, reflectindo um efeito mais directo da solubilização destes iões a
partir das rochas atravessadas, visto que, por um lado a velocidade de circulação da
água é menor e a superfície de contacto com os diversos minerais é bastante mais
elevada.
As relações entre os iões dissolvidos numa água podem reflectir as interacções que
existem com a litologia por onde circulam, e podem indicar a acção de fenómenos
modificadores ou uma característica específica da água considerada. É frequente
designar-se estas relações como índices hidrogeoquímicos, (Cutodio & Llamas, 1983).
7.1 Razão rMg/rCa
Este é um índice hidrogeoquímico que fornece informação sobre intrusões
marinhas e proveniência das águas. A razão rMg/rCa apresenta uma gama de
resultados variável.
De uma forma geral, nas águas continentais os valores desta razão estão
compreendidos entre 0,3 e 1,5. Os valores próximos da unidade indicam a possível
influência de terrenos dolomíticos e valores mais baixos indicam uma proveniência de
terrenos calcários. Os valores que ultrapassarem a unidade estão relacionados com
terrenos ricos em silicatos magnesianos, como é o caso dos gabros e basaltos.
A água do mar apresenta valores na ordem dos 5, e as águas continentais que
circulam em formações marinhas ou que sofrem misturas com a água do mar
apresentam também valores elevados. Valores elevados da razão rMg/Ca, podem
indiciar contaminação por uma água de origem marinha, Custódio & Llamas, (1983).
Quando ocorre precipitação de CaCO3 numa água subterrânea tendencialmente
aumenta a relação rMg/rCa sem que isso nada indique sobre os terrenos atravessados.
No caso de haver dissolução de calcários ocorre uma diminuição desta relação.
A tabela 18 compila os valores referentes à razão entre o magnésio e o cálcio, para
as estações húmida e seca.
108
Tabela 18: Valores da razão rMg/Ca para cada estação.
Estação húmida Estação seca
Amostras r (Mg)/ r (Ca) r (Mg)/r (Ca)
BHA 01 0,13 20,04
BHA 02 0,2 0,49
BHA 03 0,22 0,2
BHA 04 0,01 0,33
BHA 05 0,43 0,63
BHA 06 0,13 18
BHA 07 0,28 3,5
BHA 08 0,7 0,9
BHA 09 0,97 3
BHA 10 0,3 *
BHA 11 0,38 0,5
BHA 12 0,95 2
BHA 13 1,24 2,83
P2 0,46 *
P5 1,09 *
P7 1,12 *
P8 1,41 *
P10 0,94 *
Média 0,6 4,4 * Não foi recolhida a amostra.
Na estação húmida o valor médio para a razão rMg/rCa é 0,60 e na estação seca é
4,40. Para as águas continentais esta razão varia entre 0,3 e 1,5 mas, na estação seca
este valor é bastante elevado.
A figura 65 mostra a relação entre as amostras para a razão rMg/rCa.
109
rMg/rCa
0
5
10
15
20
25
BHA01
BHA02
BHA03
BHA04
BHA05
BHA06
BHA07
BHA08
BHA09
BHA10
BHA11
BHA12
BHA13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Est húmida
Est seca
Figura 65: Razão rMg/rCa para cada amostra nas duas estações.
Na estação húmida, verifica-se que algumas amostras estão abaixo do limite inferior
para águas continentais, que são BHA 01 (0,13), BHA 02 (0,2), BHA 03 (1,22), BHA 04
(0,01), BHA 06 (0,13) e BHA 07 (0,28). Nenhuma amostra se encontra acima do limite
supeior para caracterizar águas continentais.
Na estação seca a amostra que se encontram abaixo do limite inferior para esta
razão é a BHA 03 (0,2). E as que se encontram acima do limite superior são BHA 01 (20,
04), BHA 06 (18), BHA 07 (3,5) e BHA 13 (2,83).
Verifica-se que a razão Mg/Ca é tendencialmente mais elevada na estação seca,
relativamente à estação húmida; esta tendência pode ser explicada por um processo
de interacção água/rocha. De acordo com Drever (1982), em episódios de
humedecimento-secagem os iões Ca2+ e Mg2+, libertam-se do solo em diferentes
proporções. O ião cálcio liberta-se mais facilmente do que o ião magnésio, pelo que
quando há maior circulação de água a diferença entre Ca e Mg é maior e quando há
menor circulação de água esta diferença é menor; assim em época húmida a razão
Mg/Ca é menor e em época seca esta razão é mais elevada.
7.2 Razão rK/rNa
É um índice hidrogeoquímico que pode fornecer informações sobre a salinidade.
Esta razão, geralmente, tende a diminuir com o aumento da salinidade.
110
Em águas doces esta razão pode variar entre 0,001 e 1, sendo mais frequente entre
0,004 e 0,3.
Na tabela 19 apresentam-se os valores da razão rK/rNa para águas marinhas e para
águas doces.
Devido à fixação preferencial do ião K+ no terreno, esta relação rK/rNa, é menor na
água dos que nas rochas onde ela circula. E será tanto menor quanto mais enriquecida
for a água em sais, Custódio & Llamas (1983).
Tabela 19: Valores padrão para a razão rK/rNa.
Razão iónica Variações teóricas Significado
r K/r Na 0,02-0,025 água do mar
0,004-0,3 água doce
Para cada amostra e para cada estação foi calculada a razão K/rNa e os valores
apresentam-se na tabela 20.
111
Tabela 20: Valores da razão rK/rNa para as duas estações.
Estação húmida Estação seca
Amostras r (K)/ r (Na) r (K)/r (Na)
BHA 01 0,092 0,1
BHA 02 0,017 0,01
BHA 03 0,088 0,075
BHA 04 0,721 0,198
BHA 05 0,178 0,586
BHA 06 0,475 0,464
BHA 07 0,006 0,005
BHA 08 0,009 0,001
BHA 09 0,059 0,005
BHA 10 0,424 *
BHA 11 0,048 0,044
BHA 12 0,004 0,002
BHA 13 0,009 0,001
P2 0,026 *
P5 0,041 *
P7 0,028 *
P8 0 *
P10 0,133 *
Média 0,12 0,1 * Não foi recolhida a amostra.
Na estação húmida, o valor médio para este índice é 0,12 e na estação seca é 0,10.
A figura 66 mostra a relação entre as amostras para a razão rK/rNa.
rK/rNa
0,00,10,20,30,40,50,60,70,8
BHA01
BHA02
BHA03
BHA04
BHA05
BHA06
BHA07
BHA08
BHA09
BHA10
BHA11
BHA12
BHA13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Est húmida
Est seca
Figura 66: Razão rK/rNa para cada amostra nas duas estações.
112
Na estação húmida nenhuma amostra se encontra abaixo do limite inferior. As
amostras BHA 04 (0,721), BHA 06 (0,475) e BHA 10 (0,424), encontram-se acima do
limite superior para esta razão.
Na estação seca as amostras que se encontram abaixo do limite inferior para esta
razão são BHA 08 (0,001); BHA 12 (0,002) e BHA 13 (0,001). As que se encontram
acima do limite superior são BHA 05 (0,586) e BHA 06 (0,464).
Devido à fixação preferecial dos solos em potássio, o ião sódio mobiliza-se mais
facilmente para a água. Assim, tem-se valores mais elevados de sódio, o que faz com
que esta razão seja mais pequena na estação húmida, como se pode verificar pela
representação gráfica (com excepção das amostras BHA 04 e BHA 10). Na estação seca
verificar-se-á o contrário.
7.3 Razão rCl/rHCO3 e rSO4/rCl
Estes índices hidrogeoquímicos são especialmente úteis na caracterização da
intrusão marinha.
O conteúdo em HCO3 é relativamente constante em águas subterrâneas sendo uma
relação que revela interesse para a análise da concentração de sais no sentido do fluxo
subterrâneo.
A razão rCl/rHCO3, nas águas continentais apresenta valores compreendidos entre
0,1 e 5 e nas águas marinhas varia entre 20 e 50, Custódio & Llamas (1983).
A tabela 21 apresenta os valores calculados para cada amostra nas duas estações
em relação a esta razão.
113
Tabela 21: Valores da razão rCl/rHCO3 relativos a cada estação.
Estação húmida Estação seca
Amostras r (Cl)/ r(HCO3) r (Cl)/r (HCO3)
BHA 01 0,27 0,57
BHA 02 0,86 1,66
BHA 03 0,66 1,74
BHA 04 0,27 0,94
BHA 05 0,43 0,42
BHA 06 0,31 0,59
BHA 07 0,63 0,94
BHA 08 0,23 1,06
BHA 09 0,31 0,52
BHA 10 0,59 *
BHA 11 0,99 1,22
BHA 12 0,23 0,58
BHA 13 0,49 0,69
P2 1,59 *
P5 0,73 *
P7 1,59 *
P8 0 *
P10 0,92 *
Média 0,6 0,9 * Não foi recolhida a amostra.
A média de valores para esta razão na estação húmida é 0,60 e para a estação seca
é 0,90.
A figura 67 mostra as relações entre rCl/HCO3.
rCl/rHCO3
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
BHA01
BHA02
BHA03
BHA04
BHA05
BHA06
BHA07
BHA08
BHA09
BHA10
BHA11
BHA12
BHA13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Est húmida
Est seca
Figura 67: Razão rCl/rHCO3 para cada amostra nas duas estações.
As amostras apresentam valores característicos de águas continentais, não
evidenciando quaisquer características de intrusão marinha, o que está de acordo com
114
o esperado, uma vez que todas as amostras de água foram recolhidas na zona
montante da Bacia Hidrográfica de Alcântara, no concelho de Lisboa, onde esta esta
não contacta com o mar.
Para estes dois índices (rCl/HCO3 e r SO4/rCl), verifica-se que em águas pouco
salinas esta relação pode ser similar à dada pela rocha onde se encontra o aquífero.
A razão rSO4/rCl permite caracterizar, tal como a razão rCl/rHCO3, a evolução da
composição química da água quando entra em circulação subterrânea. Em águas
muito mineralizadas a concentração em sulfato tende, geralmente, a ser constante,
Custódio & Llamas (1983). A tabela 22 apresenta os valores calculados para cada
amostra nas duas estaões para esta razão.
Tabela 22: Valores da razão rSO4/rCl relativos a cada estação.
Estação húmida Estação seca
Amostras r (SO4)/ r(Cl) r (SO4)/ r (Cl)
BHA 01 0,9 2,22
BHA 02 1 1,81
BHA 03 0,9 1,97
BHA 04 1,2 1,91
BHA 05 0,8 2,42
BHA 06 1 2,32
BHA 07 1,2 3,22
BHA 08 0,6 5,21
BHA 09 0,5 1,18
BHA 10 0,7 *
BHA 11 1,1 2,55
BHA 12 0,7 0,78
BHA 13 0,4 1,46
P2 0,6 *
P5 1,3 *
P7 1,6 *
P8 1,5 *
P10 0,7 *
Média 0,9 2,3 *Não foi recolhida a amostra.
O valor médio para a estação húmida é 0, 90 e para a estação seca é 2,30.
115
A figura 68 mostra as relações entre rSO4/rCl.
rSO4/rCl
0123456
BHA01
BHA02
BHA03
BHA04
BHA05
BHA06
BHA07
BHA08
BHA09
BHA10
BHA11
BHA12
BHA13
P2 P5 P7 P8 P10
Amostras
Est húmida
Est seca
Figura 68: Razão rSO4/rCl para cada amostra nas duas estações.
Na estação húmida a amostra P7 (1,6) tem o valor mais alto para a razão rSO4/rCl.
Mas nenhuma amostra está abaixo do limite inferior (0,1) nem acima do limite
superior (5) para a razão rSO4/rCl.
Na estação seca o pico mais elevado corresponde à amostra BHA 08 (5,21).
Verificou-se pela projecção desta razão que na estação seca os valores de sulfato
são mais altos comparativamente com os valores do cloreto. Tendencialmente a razão
SO4/Cl é mais elevada na estação seca, verificando-se que a intereacção água/rocha é
menos acentuada na época seca.
116
117
8. Qualidade da Água
8.1. Introdução
Às amostras de água recolhidas foi aplicada legislação (dois Decretos-Lei) para a
verificar a sua qualidade para o consumo humano e para a rega.
Decreto-lei n.º 236/1998, de 1 de Agosto: legislação aplicada à qualidade da
água para o consumo humano, águas para suporte da vida aquícola, águas balneares e águas de rega.
Este Decreto-Lei estabelece as denominações de Valor Máximo Recomendado ou
VMR (valor de norma de qualidade que, de preferência, deve ser respeitado ou não
excedido) e de Valor Máximo Admissível ou VMA (valor de norma de qualidade que
não deverá ser ultrapassado).
Decreto-lei n.º 306/2007, de 27 de Agosto: legislação aplicada à qualidade da
água para consumo humano;
Este Decreto-Lei, define Valores Paramétricos (valor máximo ou mínimo fixado para
cada um dos parâmetros a controlar).
As tabelas 23 e 24 do (Anexo V) apresentam todos os iões e parâmetros analisados
segundo cada Decreto-Lei enunciado.
Na estação húmida os iões com amostras que têm valores acima do valor
paramétrico são o SO4 (BHA 02 e BHA 07) e NO3 (BHA 02, BHA 05, BHA 06 e BHA 10).
Os iões com amostras que têm valores acima VMR são o K ( BHA 03, BHA 04, BHA
05 e BHA 06); Ca (BHA 02, BHA 03, BHA 04, BHA 05, BHA 06, BHA 07, BHA 08, BHA 10,
BHA 12 e P2); Mg (BHA 05, BHA 07, BHA 09, P2, P7 e P10).
O único parâmetro que tem amostras acima do VMR é a dureza total (BHA 02, BHA
03, BHA 05, BHA 07, BHA 08, BHA 12 e P2).
Apenas o Mg tem amostras com valores acima do VMA (BHA 08, BHA 13, P5 e P8).
118
Na Estação húmida só as amostras BHA 01, BHA 03, BHA 04, BHA 08, BHA 09, BHA
11, BHA 12, BHA 13, P2, P5, P7, P8 e P10 é que apresentam qualidade para consumo
humano.
Apenas as amostra BHA 01 e BHA 11 é que apresentam qualidade para a rega.
Na estação seca os iões que têm amostras com valores acima do valor paramétrico
são o SO4 (BHA 07 e BHA 08); Na (BHA 07); NO3 (BHA 04, BHA 06, BHA 08 e BHA 13).
Os iões que têm amostras com valores acima do VMA são k (BHA 03, BHA 04, BHA
05 e BHA 06); Mg (BHA 07, BHA 08, BHA 12 e BHA 13); e o parâmetro da dureza total
(BHA 02, BHA 03 e BHA 08).
As amostras com valores acima do VMR correspondem ao Ca (BHA 02, BHA 03, BHA
04 e BHA 08); Mg (BHA 02).
Na estação seca as amostras que com qualidade para consumo humano são BHA
01, BHA 02, BHA 03, BHA 05, BHA 09, BHA 11 e BHA 12.
As que se encontram com qualidade para a rega são BHA 01, BHA 09 e BHA 11.
8.2. Riscos de Salinização e Sodificação do Solo
Para averiguar os riscos de salinização e sodificação dos solos, usa-se com
frequência a classificação do United States Salinity Laboratory (USSL).
Esta classificação é baseada nas seguintes características:
Concentração total de sais solúveis expressa pela condutividade eléctrica – CE; Taxa de adsorção de sódio - TAS
Segundo esta classificação o perigo de salinização as águas divide-se em 5 classes:
C1- Água de baixa salinidade. Boa qualidade para rega (CE = 0-250 uS/cm).
C2 - Água de média salinidade. Pode ser usada sempre que houver um grau moderado de lixiviação (CE = 250-750 uS/cm).
C3 - Água com salinidade alta. Não deve ser usada em solos com drenagem deficiente, nem para culturas pouco tolerantes ao sal (CE = 750-2 250 uS/cm).
119
rMgrCarNaTAS
+=
C4 - Água de salinidade muito alta. Não apropriada para rega em condições normais, podendo no entanto, ser usada ocasionalmente, em condições muito especiais (CE = 2 250-5 000 uS/cm).
C5 - Águas de salinidade extremamente alta, com condutividade compreendida entre os 5 000 e 20 000 uS/cm a 25º C. São águas utilizáveis apenas em solos excessivamente permeáveis e muito bem cuidados, salvo raras excepções, unicamente para palmeiras, sobretudo com condutividade acima de 10 000 uS/cm.
Segundo o perigo de alcalinização ou sodificação, as águas são classificadas em 4 classes:
S1 - Água com baixa concentração de sódio, são águas que podem ser utilizadas em todos os tipos de solo.
S2 - Água com média concentração de sódio, podem originar excesso e sódio em solos de textura fina com alta capacidade de troco iónica.
S3 - Água com alta concentração de sódio, ou seja, águas que podem provocar um aumento perigoso de nível de sódio devido a troca iónica em todo o solo.
S4 - Água com muito alta concentração de sódio, compreende águas que não são utilizáveis no regadio.
A relação de adsorção de sódio – TAS - é um parâmetro calculado em função dos
teores de cálcio, magnésio e sódio (eq. 1), que representa o perigo de sodificação, ou a
proporção relativa de sódio em relação aos outros catiões.
Equação 1
A tabela 25 apresenta os valores da condutividade eléctrica e TAS relativos a cada
amostra para classificar as águas de acordo com o procedimento do USSL.
(meq/L)
120
Tabela 25: Classificação segundo USSL para as amostras recolhidas nas duas estações.
Estação húmida Estação seca
Amostras Condutividade
Eléctrica (µS/cm)
TAS Condutividade
Eléctrica (µS/cm) TAS
B H A 01 514 0,46 510 0,84
B H A 02 812 0,97 1418 2,57
B H A 03 1430 0,8 1335 1,44
B H A 04 364 0,63 977 1,62
B H A 05 1111 0,83 856 0,75
B H A 06 913 0,82 962 1,18
B H A 07 1343 1,53 1401 2,98
B H A 08 1532 1,6 1575 2,06
B H A 09 656 0,27 726 0,66
B H A 10 1541 1,79 *
B H A 11 422 0,63 317 0,85
B H A 12 1029 0,93 963 1,01
B H A 13 1021 0,7 881 0,54
P2 1184 0,66 *
P5 944 0,54 *
P7 734 0,51 *
P8 728 0,52 *
P10 802 0,84 * *Não foi recolhida a amostra.
A projecção das amostras recolhidas na estação húmida encontra-se no seguinte
Diagrama da USSL.
121
Diagrama Adaptado da United States Salinity Laboratory (USSL), com as amostras representativas da estação húmida.
Legenda:
Estação húmida Amostras Representação BHA 01 BHA 02 BHA 03 BHA 04 BHA 05 BHA 06 BHA 07 BHA 08 BHA 09 BHA 10 BHA 11 BHA 12 BHA 13
P2 P5 P7 P8
P10
122
As amostras que caem no campo C2-S1 são a BHA 01, BHA 04, BHA 09 BHA 11, P7 e
P8. Estas águas apresentam um risco de salinização do solo médio e a razão de
adsorção do sódio é baixa podendo ser utilizadas em qualquer tipo de solo.
As amostras que caem no campo C3-S1 são BHA 02, BHA 03, BHA 05, BHA 06, BHA
07, BHA 08, BHA 10, BHA 12, BHA 13, P5, P7 e P10 apresentam um risco de salinização
do solo alto e uma baixa razão de adsorção do solo. Devido ao risco de salinização ser
elevado estas águas não devem utilizadas.
A projecção das amostras recolhidas na estação seca, encontra-se no seguinte
Diagrama da USSL.
Diagrama Adaptado da United States Salinity Laboratory (USSL) com as amostras representativas da estação seca. Legenda:
123
Estação seca Amostras Representação BHA 01 BHA 02 BHA 03 BHA 04 BHA 05 BHA 06 BHA 07 BHA 08 BHA 09 BHA 11 BHA 12 BHA 13
As amostras que caem permanecem no campo C2-S1 são BHA 01 , BHA 09 e BHA
11. Estas águas apresentam um risco de salinização do solo médio e a razão de
adsorção do sódio é baixa e por isso podem ser utilizadas em todos os tipos de solos.
As amostras que caem no campo C3-S1 são BHA 02, BHA 03, BHA 04, BHA 05, BHA
06, BHA 07, BHA 08, BHA 12 e BHA 13. Estas amostras representam águas com um
risco de salinização do solo alto e uma baixa razão de adsorção do solo. Por se verificar
um risco elevado de salinização estas águas não devem ser utilizadas.
8.3. Microbiologia
A análise microbiológica das águas tem o objectivo de determinar a quantidade de
organismos presentes, a detecção de organismos patogénicos e ainda a natureza e
origem dos contaminantes.
As análises bacteriológicas realizadas às águas amostradas em 2008 e 2009 foram
feitas no Laboratório de Bromatologia da Câmara Municipal de Lisboa.
124
Coliformes fecais e totais
Mendes & Oliveira (2004) definem que as expressões “grupo de bactérias
coliformes”, “grupo coliformes” e “coliformes”, são consideradas sinónimas. As
espécies bacterianas englobadas nessas expressões pertencem aos géneros
Escherichia, Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter, Aerobacter e outras,
bioquimicamente intermédias entre elas.
A presença de “bactérias coliformes” numa água de distribuição, em especial
quando se trata de coliformes fecais, torna essa água inaceitável para consumo
público, de acordo com as normas internacionalmente aceites. A presença estes
organismos na água de consumo, qualquer que seja a sua origem, representa um sinal
de alerta. Haverá que averiguar qual a sua origem e examinar as etapas de tratamento
dessa água. A importância do “grupo de bactérias coliformes” e, em particular, da
Escherichia coli (E. coli), como indicadores de contaminação fecal.
“Coliformes são organismos que apresentam as seguintes características: Gram-
negativos, reacção oxidase negativa, bacilos não esporulados que cescem,
aerobicamente, em meio de agar contendo sais biliares e capazes de fermentar a
lactose a 37ºC, em 48 horas, com produção de ácido e gás”.
Devido à alteração de Directivas e de Decretos-Leis, relativa à qualidade da água para
consumo humano, as alterações importantes face à Directiva nº 80/778/CEE, definem
que:
O parâmetro “coliformes totais” é considerado apenas como parâmetro
indicador de poluição, não sendo obrigatoriamente determinado;
O parâmetro “coliformes fecais” é eliminado, ou melhor, substituído pelo
parâmetro Escherichia coli, atendendo à especificidade da presença deste
organismo no intestino humano.
A Escherichia coli (E. coli) é um organismo pertencente ao grupo dos coliformes,
capaz de fermentar a lactose, com produção de ácido e de gás a 35-37ºC e 44ºC, em
125
menos de 48 horas. Apesar de tudo, a E. coli pode ser considerada efectivamente
como um indicador específico de contaminação fecal.
Os valores paramétricos associados serão orientados para a garantia da inoquidade
da água, apontando para valores nulos ou muito reduzidos de coliformes e para
valores nulos de coliformes fecais e, consequentemente, de inexistência de E. coli.
O valor paramétrico imposto pelo Decreto-Lei nº 306/2007 é de 0 1UFC/100 mL.
Enterococos
O parâmetro “enterococos”, funciona como indicador de poluição fecal em todos os
tipos de águas usualmente considerados. A maior partde dos microorganismos,
anteriormente designados por estreptococos fecais, foi transferida para o género
Enterococcus. Uma das razões deste facto é a maior resistência destes microrganismos
face aos coliformes fecais.
Os enterococos são bactérias Gram-positivas, crescem a 45ºC, mas o crescimento
ocorre também a 10ºC. As bactérias deste género são, portanto, redondas, presentes
não só isoladamente, mas também em cadeias e aos pares.
O valor paramétrico imposto pelo Decreto-Lei nº 306/2007 é de 0 UFC/100 mL no
que respeita à água para consumo humano, quer no que respeita à água colocada à
venda em garrafas ou outros recipientes.
Número de colónias a 220C e a 370C
Na análise microbiológica das águas para consumo recorre-se com frequência à
contagem do número de colónias que se desenvolvem em gelose nutritiva. A
contagem é realizada a duas temperaturas distintas para que exista uma selecção
entre os organismos mesófilos (220C) e os que apresentam uma maior resistência a
temperaturas elevadas, termófilos (370C). Possibilita a detecção de eventuais
problemas associados com os diferentes usos da água, mas são pouco significativos
como indicadores de poluição fecal.
A legislação impõe como valor paramétrico para o número de colónias a 220C o de 100
UFC/mL e de 20 UFC/mL para o número de colónias a 370C.
126
Resultados Analíticos
De acordo com a natureza dos microorganismos, a contaminação das águas pode
ter origem em fugas na rede de esgotos, utilização de estrumes e outros compostos na
fertilização de zonas hortículas.
A tabela 26 apresenta os valores relativos aos parâmetros microbiológicos
analisados e os respectivos valores paramétricos segundo o Decreto-Lei nº 306/2007.
Tabela 26: Resultados dos parâmetros microbiológicos.
Parâmetros Microbiológicos
Coliformes totais
E. coli Enterococos
fecais Microorganismos
a 22 ºC Micoorganismos
a 37 ºC
Valor Paramétrico
0 UFC/100 mL
0 UFC/100 mL 0 UFC/100 mL 100 UFC/mL 20 UFC/mL
BHA 01 >100 5 >100 >300 >300
BHA 02 >100 0 5 >300 45
BHA 03 >100 >100 >100 >300 269
BHA 04 >100 69 >100 >300 >300
BHA 05 40 14 10 >300 >300
BHA 06 >100 91 20 >300 >300
BHA 07 >100 7 100 >300 >300
BHA 08 34 8 40 >300 >300
BHA 09 17 0 0 >300 >300
BHA 10 >100 >100 >100 >300 >300
BHA 11 2 0 0 16 0
BHA 12 12 2 1 >300 32
BHA 13 0 0 1 77 3
P 2 34 23 12 58 24
P 5 10 0 0 0 53
P 7 0 0 0 0 0
P 8 >100 >100 0 >300 >300
P 10 >100 >100 330 >300 >300 1 Unidades de Formação de Colónias.
Legenda:
Valor acima do valor
paramétrico
De acordo com o valor
paramétrico
127
As amostras que se encontram de acordo com o valor paramétrico para os
coliformes totais são a BHA 13 e P7. Todas as outras estão contaminadas por estes
organismos.
As amostras BHA 02, BHA 09, BHA 11, BHA 13, P5 e P7 estão de acordo com o valor
paramétrico para a E.coli. Todas as outras encontram-se contaminadas por esta
bactéria.
As amostras que se encontram de acordo com o valor paramétrico para os
enterococos fecais são BHA 09, BHA 11, P5, P7 e P8. Todas as outras amostras estão
contaminadas por estes organismos.
As amostras que se encontram de acordo com o valor paramétrico para os
microorganismos a 22ºC são a BHA 11, BHA 13, P2, P5 e P7. As que estão de acordo
com o valor paramétrico para os microorganismos a 37ºC são a BHA 11, BHA 13 e P7.
A única amostra que se encontra em conformidade com todos os parâmetros
analisados segundo o Decreto-Lei nº 306/2007 é a P7, pode ser considerada com
qualidade para o consumo humano.
128
129
9. Análise Estatística
9.1 Introdução
Efectuou-se uma análise estatística apenas às amostras recolhidas em 2009.
O Software SPSS (versão 17.0) permite recorrer a ferramentas estatísticas para
proceder à análise de dados. Com vista à comparação das análises químicas das
amostras de água recolhidas em cada estação, efectuou-se uma análise exploratória
dos dados em que se analisaram as características amostrais referentes a cada ião, nas
amostras recolhidas em 2009 (estação húmida e estação seca). Fez-se a representação
gráfica dos dados, testou-se se os dados provinham de população normal e, por fim,
efectuou-se a comparação, para cada ião (comum às duas campanhas de
amostragem), das duas estações através de testes de hipóteses.
9.2 Análise comparativa das duas estações (húmida e seca)
9.2.1 Características Amostrais
Foram calculadas as seguintes características amostrais usando o SPSS.
características de localização: média, mediana, moda e quantis.
características de dispersão: variância, desvio padrão e amplitude
amostral.
Para efeitos de comparação entre a estação húmida e a estação seca só foram
usadas as amostras recolhidas em 2009, (tabela 27).
Tabela 27: referente ao ano da campanha de amostragem e respectivas amostras.
AMOSTRAGEM
Ano da Campanha Campanhas Referência das Amostras
2009
Estação húmida
BHA 01, BHA 02, BHA 03, BHA 04, BHA 05, BHA 06, BHA 07, BHA 08, BHA 09, BHA 10, BHA 11, BHA 12,
BHA 13
Estação seca* BHA 01, BHA 02, BHA 03, BHA 04, BHA 05, BHA 06, BHA 07, BHA 08, BHA 09, BHA 11, BHA 12, BHA 13
*A amostra BHA 10 não foi recolhida na estação seca.
130
Como referido no capítulo 5, a referência utilizada para as amostras foi BHA (Bacia
Hidrográfica de Alcântara) seguida de numeração (BHA 01, BHA 02, BHA 03, BHA 04,
BHA 05, BHA 06, BHA 07, BHA 08, BHA 09, BHA 10, BHA 11, BHA 12 e BHA 13).
O próximo output do SPSS apresenta as características de localização e de dispersão
para todos os iões relativos à recolha que foi feita na estação húmida.
Statistics
Ca Na K Mg HCO3 F Cl Br NO3 SO4
N Valid 12 12 12 12 12 8 12 2 11 12
Missing 0 0 0 0 0 4 0 10 1 0
Mean 126,533 85,283 14,667 32,153 381,667 0,16625 98,525 0,965 36,973 119,233
Median 116,5 78,35 3,05 29,35 385,5 0,155 71,5 0,965 10,3 80,25
Mode 40,0a 23,0a ,6a ,9a 82,0a ,060a 36,6a ,8a 1,4a 31,8a
Std. Deviation 53,805 51,6321 21,5496 23,328 132,8679 0,07891 58,1496 0,1909 41,6686 95,7416
Variance 2894,977 2665,874 464,384 544,196 17653,88 0,006 3381,375 0,036 1736,274 9166,457
Range 173 158 58,3 64,2 477 0,25 158,4 0,3 116,6 297,2
Minimum 40 23 0,6 0,9 82 0,06 36,6 0,8 1,4 31,8
Maximum 213 181 58,9 65,1 559 0,31 195 1,1 118 329
Percentiles 25 81,6 37,5 1,85 9,325 304,75 0,1125 52,375 0,83 3,3 58,2
50 116,5 78,35 3,05 29,35 385,5 0,155 71,5 0,965 10,3 80,25
75 178 108,175 24,3 56,25 469,75 0,225 158,25 1,1 71,3 178,5
a. Multiple modes exist. The smallest value is shown.
Os iões F, Br e NO3 não apresentam valores para algumas amostras, como se vê na
linha de valores Missing.
O F é o elemento químico que tem o valor mais baixo da média, igual a 0,16625. O
HCO3 é o que possui a média mais elevada, com o valor de 381,667.
131
Quanto à mediana, é o F que possui o valor mais baixo com 0,15500. O HCO3 é o
que possui o valor mais elevado com 385,500.
Relativamente à moda, há vários elementos químicos que têm moda múltipla,
sendo apresentado apenas o valor mais baixo. O valor mais baixo é 0,060 para o F. O
valor mais elevado é 82,0 para o HCO3.
O desvio padrão é menor no ião F com 0,078910 e o que apresenta maior valor é o
HCO3, com 132,8679.
A variância é menor no F com 0,006 e o valor mais alto é no HCO3 com 17653,879.
A amplitude de valores na amostra é mais baixa no F com 0,250 e a mais elevada
verifica-se no HCO3 com 477,0.
O valor mínimo é 0,06 no F, enquanto que o valor máximo é 559 e verifica-se no
HCO3.
O percentil dos 25% assume o valor mais baixo 0,11250 no F, e o maior valor
304,750 no HCO3. O percentil dos 50% (mediana) tem o valor mais baixo no F, com
0,15500 e o mais alto no HCO3 com 385,500, como já vimos. O percentil dos 75%
assume o valor mais baixo no F, com 0,22500 e o valor mais alto no HCO3 com 469,750.
O seguinte output do SPSS apresenta as características de localização e de dispersão
para todos os iões relativos à recolha que foi feita na estação seca.
132
Statistics
Ca Na K Mg HCO3 F Cl Br NO3 SO4
N Valid 12 12 12 9 12 7 12 3 12 12
Missing 0 0 0 3 0 5 0 9 0 0
Mean 85,2 94,1 13,46 49,3 227 0,16 111,5 1,1 34,9 173,642
Median 59,6 69 2,38 41,3 214,7 0,16 105,9 0,8 7,5 113,5
Mode 34,4a 30,8a ,06a 9,2a 62,0a 0,12 44,0a ,6a 1,1a 64,0a
Std. Deviation 52,3 64,5 20,31 31,5 78,7 0,06 50,6 0,7 40,6 131,2029
Variance 2742,6 4164,2 412,67 993 6208,6 0,004 2566 0,5 1655,6 17214,21
Range 164 180,2 55,14 80,7 297 0,18 148 1,3 93,7 402
Minimum 34,4 30,8 0,06 9,2 62 0,09 44 0,6 1,1 64
Maximum 198,4 211 55,2 89,9 359 0,27 192 1,9 94,8 466
Percentiles 25 43,4 41,2 0,33 23 186,9 0,12 70,1 0,6 2,2 77,2
50 59,6 69 2,38 41,3 214,7 0,16 105,9 0,8 7,5 113,5
75 131,4 159,8 29,07 82,4 298 0,21 160,5 1,9 82,1 244,25
a. Multiple modes exist. The smallest value is shown
Alguns iões, tais como, Mg, F e Br não apresentam valores para algumas amostras,
como se vê na linha de valores Missing.
O F é o elemento químico que tem o valor mais baixo da média, igual a 0,16. O
HCO3 é o que possui a média mais elevada, com o valor de 227,0.
Quanto à mediana, é o Br que possui o valor mais baixo com 0,8. O HCO3 é o que
possui o valor mais elevado com 214,7.
Relativamente à moda, vários elementos químicos têm moda múltipla, sendo
apresentado apenas o valor mais baixo. O valor mais baixo é 0,06 para o K. O valor
mais elevado é 64 para o SO4.
O desvio padrão é menor no ião Br com 0,7 e o que apresenta maior valor é o SO4,
com 131,20.
133
A variância é menor no F com 0,004 e o valor mais alto é 17214,214 no SO4.
A amplitude de valores na amostra é mais baixa no F com 0,18 e a mais elevada
verifica-se no SO4 com 402.
O valor mínimo é 0,06 no K, enquanto que o valor máximo 466, verifica-se no SO4.
O percentil dos 25% assume o valor mais baixo 0,6 no Br, e o maior valor 186,9 no
HCO3. O percentil dos 50% (mediana) tem o valor mais baixo no Br, com 0,8 e o mais
alto no HCO3 com 214,7, como já vimos. O percentil dos 75% assume o valor mais
baixo no F, com 0,21 e o valor mais alto no HCO3 com 228.
Analisando em conjunto as duas estações podemos tirar algumas conclusões.
As análises químicas nas duas estações revelaram a presença dos seguintes iões: Ca,
Na, K, Mg, HCO3, F, Cl, Br, NO3 e SO4.
Na estação húmida são os aniões F e HCO3 os que apresentam os valores mais
baixos e mais elevados, respectivamente, para cada característica de localização e de
dispersão. Na estação seca os iões que apresentam valores mais baixos são o K e F e
os valores mais elevados são HCO3 e SO4.
A mediana e o desvio padrão foram as características consideradas para a
comparação dos dados relativamente às duas estações. Da análise das duas tabelas,
obtiveram-se os seguintes resultados.
Os valores mais baixos da mediana verificaram-se no F e foram bastante
semelhantes nas duas estações (estação húmida: 0,15500; estação seca: 0,16). Quanto
aos valores mais elevados, o ião HCO3 apresenta uma grande discrepância da estação
húmida (385,500) para a estação seca (214,7).
Em termos do desvio padrão, os valores mais baixos registam-se no F (estação
húmida: 0,0789; estação seca: 0,06). Os valores mais elevados são semelhantes, mas
registados em iões diferentes (estação húmida: HCO3= 132,867; estação seca: SO4=
131, 2029).
Tendo em conta estas duas características amostrais, conclui-se que os valores são
ligeiramente mais elevados na estação húmida comparativamente com a estação seca.
134
9.2.2. Testes de Hipóteses
9.2.2.1. Introdução
Para se formular um teste de hipóteses é necessário haver duas hipóteses: A hipótese alternativa, H1, que é em geral, a hipótese proposta pelo
investigador; A hipótese nula, H0, é a negação da hipótese alternativa.
Uma vez recolhida uma amostra, observa-se o valor de alguma estatística (função
da amostra) cuja distribuição de probabilidade é conhecida sob o pressuposto de H0
ser verdadeira. Tal estatística é chamada estatística de teste.
A decisão a tomar será a de rejeitar H0 ou não rejeitar H0.
O valor de α – nível de significância do teste - e a distribuição de probabilidade da
estatística de teste vão ser utilizados para definir a região crítica ou região de rejeição.
Se o valor observado da estatística de teste “cair” na região crítica, decidimos
rejeitar H0; caso contrário, decidimos não rejeitar H0.
Na maioria das análises não se utiliza apenas um nível de significância específico,
utiliza-se o p-value. Segundo Murteira et al, (2002), o p-value é a probabilidade de
obter um valor pelo menos tão desfavorável para a hipótese nula como o valor
observado, admitindo que H0 é verdadeira. O p-value é, pois, o menor valor que
conduz à rejeição de H0.
Os níveis de significância usuais são: : 0,10, 0,05 e 0,01 .
O p-value é, pois, o menor valor que conduz à rejeição de H0.
Assim, para tomar a decisão com base no p-value faz-se o seguinte:
• estabelece-se o valor máximo admissível para α • se α > p-value, rejeita-se H0, caso contrário, não se rejeita.
135
As etapas para a realização de um teste de hipóteses são: 1. Formular as hipóteses (nula - H0 e alternativa - H1); 2. Escolher o teste; 3. Indicar a estatística de teste e dizer qual a sua distribuição sob a validade de H0; 4. Determinar o valor observado; 5. Encontrar o valor do p-value; 6. Tomar a decisão de rejeitar ou não H0; 7. Estabelecer a conclusão.
Quando temos duas amostras provenientes de duas populações, podemos querer
comparar as duas populações em termos dos seus valores médios.
Podem realizar -se os seguintes testes:
Ho : µ1= µ2 vs. H1: µ1 < µ2 (teste unilateral esquerdo)
Ho : µ1 = µ2 vs. H1 : µ1 ≠ µ2 (teste bilateral)
Ho : µ1 = µ2 vs. H1 : µ1> µ2 (teste unilateral direito)
Primeiro devemos verificar se as populações subjacentes às amostras em estudo
seguem uma distribuição Normal.
Se se verificar o pressuposto de normalidade usamos os denominados testes t.
A designação de teste t relaciona-se com a distribuição da estatística de teste, que
neste caso, sob a hipótese de validade de H0, segue uma distribuição t de Student.
Se não se verificar o pressuposto de normalidade, há duas situações que podem
ocorrer: a dimensão da amostra é grande e podemos assumir a normalidade; a
dimensão da amostra é pequena, então devemos usar os denominados testes não
paramétricos.
As amostras de água em estudo foram recolhidas nos mesmos locais nas duas
estações. O objectivo é fazer a comparação dos resultados do mesmo ião nas duas
estações, ou seja, para cada ião, pretende-se estudar se as concentrações na estação
húmida e na estação seca são iguais ou se há diferenças.
136
Considerando que se está perante amostras emparelhadas, e depois de verificar se
as amostras são provenientes ou não de população normal, será utilizado um teste
paramétrico (teste t) ou um teste não paramétrico (teste de Wilcoxon).
A maioria dos testes não paramétricos são baseados nas ordens das observações,
ou seja, na posição de cada observação na amostra ordenada.
O teste de Wilcoxon é um teste de localização. A estatística de teste é a soma das
ordens dos valores absolutos das diferenças afectadas do sinal da respectiva diferença.
Algumas vantagens dos testes não paramétricos são, resumidamente: se a
dimensão da amostra é muito pequena, pode não haver alternativa senão ao recurso
de testes não paramétricos a não ser que a distribuição exacta da população seja
conhecida; estes testes requerem, usualmente, poucos pressupostos acerca dos dados
e podem ser mais relevantes para uma determinada situação prática.
9.2.2.2. Aplicação aos dados em estudo
Para cada ião, e para comparar as duas estações, analisaram-se os seguintes
outputs do SPSS, com o histograma e a distribuição Normal ajustada.
137
Na estação húmida, a média é 126,53, o desvio padrão é 53,805 e a dimensão da
amostra é 12.
Na estação seca, a média é 85,2, o desvio padrão é 52,37 e a dimensão da amostra
é 12.
A média e o desvio padrão na estação húmida são superiores à média e ao desvio
padrão na estação seca.
Pela análise dos histogramas não se verifica a normalidade da distribuição
subjacente aos dados, nas duas estações.
138
Na estação húmida, a média é 85,28, o desvio padrão é 51,632 e a dimensão da
amostra é 12.
Na estação seca, a média é 94,17, o desvio padrão é 64,531 e a dimensão da
amostra é 12.
A média e o desvio padrão são mais elevados na estação seca.
Pela análise dos histogramas não se verifica a normalidade para o sódio em
qualquer estação.
139
Na estação húmida, a média é 14,67, o desvio padrão é 21,55 e a dimensão da
amostra é 12.
Na estação seca, a média é 13,47,o desvio padrão é 20,314 e a dimensão da
amostra é 12.
Na estação húmida a média e o desvio padrão são mais elevados do que na estação
seca.
Analisando os histogramas não se verifica a normalidade para o potássio em
qualquer estação.
140
Na estação húmida, a média é 32,15, o desvio padrão é 23,328 e a dimensão da
amostra é 12.
Na estação seca, a média é 49,39, o desvio padrão é 31,512 e a dimensão da
amostra é 9.
A média e o desvio padrão são mais elevados na estação seca.
Analisando os histogramas, não parece que se ajuste a distribuição normal.
141
Na estação húmida, a média é 0,17, o desvio padrão é 0,079 e a dimensão da
amostra é 8.
Na estação seca, a média é 0,17, o desvio padrão é 0,062 e a dimensão da amostra
é 7.
A média é igual nas duas estações mas o desvio padrão é mais alto na estação
húmida.
Pela análise dos histogramas não parece verificar-se a normalidade para o flúor na
estação húmida.
142
Na estação húmida, a média é 98,52, o desvio padrão é 58,15 e a dimensão da
amostra é 12.
Na estação seca, a média é 111,51, o desvio padrão é 50,657 e a dimensão da
amostra é 12.
A média é mais elevada na estação seca e o desvio padrão é mais elevado na
estação húmida.
Rejeitamos a normalidade para o cloreto na estação húmida.
Brometo
Dado que, para este ião, temos apenas 2 observações na estação húmida e 3 na
estação seca, referimos apenas que a média é 0,965 e o desvio padrão é 0,191 na
estação húmida, sendo a média 1,14 e o desvio padrão 0,735 na estação seca.
143
Na estação húmida, a média é 36,97, o desvio padrão é 41,669 e a dimensão da
amostra é 11.
Na estação seca, a média é 34,97, o desvio padrão é 40,689 e a dimensão da
amostra é 12.
A média e o desvio padrão são mais elevados na estação húmida.
Pela análise dos histogramas não se verifica a normalidade para o nitrato em
nenhuma das estações.
144
Na estação húmida, a média é 119,23, o desvio padrão é 95,742 e a dimensão da
amostra é 12.
Na estação seca, a média é 173,64, o desvio padrão é 131,203 e a dimensão da
amostra é 12.
A média e o desvio padrão são mais elevados na estação seca.
Analisando os histogramas não se verifica a normalidade para o sulfato em qualquer
estação.
145
Na estação húmida, a média é 381,67, o desvio padrão é 132,868, e a dimensão da
amostra é 12.
Na estação seca, a média é 227,06, o desvio padrão é 78,795 e a dimensão da
amostra é 12.
A média e o desvio padrão são mais elevados na estação húmida.
Pela análise dos histogramas parece verificar-se a normalidade para o bicarbonato
nas duas estações.
Para cada ião foi usado o teste de ajustamento de Kolmogorov-Smirnov para saber
se os dados provinham de uma distribuição normal. Na aplicação deste teste as
hipóteses a testar são:
H0: os dados são provenientes de distribuição normal H1: os dados não são provenientes de distribuição normal.
146
Em alternativa a este teste o SPSS também produz o teste de Shapiro-Wilk, o qual é
particularmente apropriado, e preferível ao teste de Kolmogorov-Smirnov, para
amostras de pequena dimensão, como é o nosso caso, Maroco (2007).
Os testes não paramétricos, que de seguida se apresentam, são testes unilaterais.
Uma regra para decidir se o p-value unilateral apresentado pelo output do SPSS é para
um teste unilateral à esquerda ou para um teste unilateral à direita, é simplesmente
comparar a média das ordens com sinal (+) e com sinal (-). Se a maior média das
ordens for a de sinal (+) o p-value unilateral é para um teste unilateral à direita; se a
maior média das ordens for a de sinal (-) o p-value unilateral é para um teste unilateral
à esquerda, Maroco (2007).
Para cada ião, fez-se um teste unilateral à direita. O valor do p-value para o nosso
teste será dado por 1- (p-value), no caso do output do SPSS apresentar um p-value
para um teste unilateral à esquerda.
Cálcio
H0: As concentrações de cálcio são iguais na estação húmida e na estação seca. H1: A concentração de cálcio é mais elevada na estação seca.
Tests of Normality
Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk
Statistic df Sig. Statistic df Sig.
CaEh ,132 12 ,200* ,967 12 ,872
CaEs ,252 12 ,034 ,859 12 ,047
a. Lilliefors Significance Correction
*. This is a lower bound of the true significance.
147
Para a estação húmida não rejeitamos a normalidade, p-value = 0,872. Para a estação seca, p-value = 0,047, rejeitamos a normalidade para para α = 0,05 e
α = 0,10.
Ranks
N Mean Rank
Sum of
Ranks
Caes - Caeh Negative Ranks 9a 7,89 71,00
Positive Ranks 3b 2,33 7,00
Ties 0c
Total 12
a. Caes < Caeh
b. Caes > Caeh
c. Caes = Caeh
p-value unilateral = 0,996 Não Rejeito H0 para os níveis usuais de significância. Podemos concluir que as concentrações de cálcio nas duas estações são iguais.
Sódio
H0: As concentrações de sódio são iguais na estação húmida e na estação seca. H1: A concentração de sódio é mais elevada na estação seca.
Test Statisticsb
Caes -
Caeh
Z -2,511a
Asymp. Sig. (2-tailed) ,012
Exact Sig. (2-tailed) ,009
Exact Sig. (1-tailed) ,004
Point Probability ,001
a. Based on positive ranks.
b. Wilcoxon Signed Ranks Test
148
Tests of Normality
Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk
Statistic df Sig. Statistic df Sig.
NaEh ,143 12 ,200* ,905 12 ,185
NaEs ,229 12 ,081 ,846 12 ,033
a. Lilliefors Significance Correction
*. This is a lower bound of the true significance.
Para a estação húmida não rejeitamos a normalidade, p-value = 0,185. Para a estação seca, p-value = 0,033, rejeitamos a normalidade para normalidade
para α = 0,05 e α = 0,10.
149
Ranks
N
Mean
Rank
Sum of
Ranks
Naes - Naeh Negative Ranks 5a 5,00 25,00
Positive Ranks 6b 6,83 41,00
Ties 1c
Total 12
a. Naes < Naeh
b. Naes > Naeh
c. Naes = Naeh
p-value unilateral = 0,260 Não Rejeito H0 para os níveis usuais de significância. Podemos concluir que as concentrações de sódio nas duas estações são iguais.
Potássio
H0: As concentrações de potássio são iguais na estação húmida e na estação seca. H1: A concentração de potássio é mais elevada na Estação seca.
Tests of Normality
Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk
Statistic df Sig. Statistic df Sig.
KEh ,340 12 ,000 ,669 12 ,000
KEs ,372 12 ,000 ,696 12 ,001
a. Lilliefors Significance Correction
Test Statisticsb
Naes - Naeh
Z -,711a
Asymp. Sig. (2-tailed) ,477
Exact Sig. (2-tailed) ,520
Exact Sig. (1-tailed) ,260
Point Probability ,027
a. Based on negative ranks.
b. Wilcoxon Signed Ranks Test
150
Para a estação húmida rejeitamos a normalidade para qualquer nível de significância, p-value = 0,000.
Para a estação seca, p-value = 0,001, rejeitamos a normalidade para qualquer nível de significância usual.
Ranks
N
Mean
Rank
Sum of
Ranks
Naes - Naeh Negative Ranks 5a 5,00 25,00
Positive Ranks 6b 6,83 41,00
Ties 1c
Total 12
a. Naes < Naeh
b. Naes > Naeh
c. Naes = Naeh
p-value unilateral: 0,260 Não rejeito H0 para os níveis usuais de significância. Podemos concluir que as concentrações de potássio nas duas estações são iguais.
Test Statisticsb
Naes - Naeh
Z -,711a
Asymp. Sig. (2-tailed) ,477
Exact Sig. (2-tailed) ,520
Exact Sig. (1-tailed) ,260
Point Probability ,027
a. Based on negative ranks.
b. Wilcoxon Signed Ranks Test
151
Magnésio
H0: As concentrações de magnésio são iguais na estação húmida e na estação seca. H1: A concentração de magnésio é mais elevada na estação seca.
Tests of Normality
Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk
Statistic df Sig. Statistic df Sig.
MgEh ,165 12 ,200* ,915 12 ,247
MgEs ,226 12 ,093 ,863 12 ,053
a. Lilliefors Significance Correction
*. This is a lower bound of the true significance.
Para a estação húmida não rejeitamos a normalidade para qualquer nível de significância, p-value = 0,247.
Para a estação seca, p-value = 0,053, rejeitamos a normalidade para α = 0,10.
152
Ranks
N
Mean
Rank
Sum of
Ranks
Mges - Mgeh Negative Ranks 1a 1,00 1,00
Positive Ranks 7b 5,00 35,00
Ties 1c
Total 9
a. Mges < Mgeh
b. Mges > Mgeh
c. Mges = Mgeh
p-value unilateral = 0,008 Rejeito H0 para os níveis usuais de significância. Podemos concluir que a concentração de magnésio é mais elevada na estação seca.
Flúor
H0: As concentrações de flúor são iguais na estação húmida e na estação seca. H1: A concentração de flúor é mais elevada na estação seca.
Tests of Normality
Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk
Statistic df Sig. Statistic df Sig.
FEh ,192 12 ,200* ,909 12 ,204
FEs ,257 12 ,027 ,868 12 ,061
a. Lilliefors Significance Correction
*. This is a lower bound of the true significance.
Test Statisticsb
Mges - Mgeh
Z -2,383a
Asymp. Sig. (2-tailed) ,017
Exact Sig. (2-tailed) ,016
Exact Sig. (1-tailed) ,008
Point Probability ,004
a. Based on negative ranks.
b. Wilcoxon Signed Ranks Test
153
Para a estação húmida não rejeitamos a normalidade para qualquer nível de significância, p-value = 0,204.
Para a estação seca, p-value = 0,061, rejeitamos a normalidade para α = 0,10.
Ranks
N
Mean
Rank
Sum of
Ranks
Fes - Feh Negative Ranks 4a 3,38 13,50
Positive Ranks 1b 1,50 1,50
Ties 0c
Total 5
a. Fes < Feh
b. Fes > Feh
c. Fes = Feh
p-value unilateral: 0,906 Não rejeito H0 para os níveis usuais de significância. Podemos concluir que as concentrações de flúor são idênticas nas duas estações.
Test Statisticsb
Fes - Feh
Z -1,625a
Asymp. Sig. (2-tailed) ,104
Exact Sig. (2-tailed) ,188
Exact Sig. (1-tailed) ,094
Point Probability ,063
a. Based on positive ranks.
b. Wilcoxon Signed Ranks Test
154
Cloreto
H0: As concentrações de cloreto são iguais na estação húmida e na estação seca. H1: A concentração de cloreto é mais elevada na estação seca.
Tests of Normality
Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk
Statistic df Sig. Statistic df Sig.
ClEh ,242 12 ,050 ,849 12 ,036
ClEs ,159 12 ,200* ,930 12 ,383
a. Lilliefors Significance Correction
*. This is a lower bound of the true significance.
Para a estação húmida rejeitamos a normalidade para α = 0,10 e α = 0,05. Para a estação seca, p-value = 0,383, não rejeitamos a normalidade para qualquer α.
155
Ranks
N
Mean
Rank
Sum of
Ranks
Cles - Cleh Negative Ranks 4a 6,00 24,00
Positive Ranks 8b 6,75 54,00
Ties 0c
Total 12
a. Cles < Cleh
b. Cles > Cleh
c. Cles = Cleh
p-value unilateral: 0,133 Não rejeito H0 para os níveis usuais de significância. Podemos concluir que a concentração de cloreto é igual nas duas estações.
Test Statisticsb
Cles - Cleh
Z -1,177a
Asymp. Sig. (2-tailed) ,239
Exact Sig. (2-tailed) ,266
Exact Sig. (1-tailed) ,133
Point Probability ,016
a. Based on negative ranks.
b. Wilcoxon Signed Ranks Test
156
Nitrato
H0: As concentrações de nitrato são iguais na estação húmida e na estação seca. H1: A concentração de nitrato é mais elevada na estação seca.
Tests of Normality
Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk
Statistic df Sig. Statistic df Sig.
NO3Eh ,300 12 ,004 ,804 12 ,010
NO3Es ,321 12 ,001 ,754 12 ,003
a. Lilliefors Significance Correction
Para a estação húmida rejeitamos a normalidade, p-value = 0,010 , para qualquer nível de significância.
Para a estação seca, p-value = 0,003, rejeitamos a normalidade para qualquer α.
157
Ranks
N
Mean
Rank
Sum of
Ranks
NO3es - NO3eh Negative Ranks 7a 5,00 35,00
Positive Ranks 4b 7,75 31,00
Ties 0c
Total 11
a. NO3es < NO3eh
b. NO3es > NO3eh
c. NO3es = NO3eh
p-value unilateral: 0,449 Não rejeito H0 para os níveis usuais de significância. Pode-se concluir que a concentração de nitrato é igual nas duas estações.
Sulfato
H0: As concentrações de sulfato são iguais na estação húmida e na estação seca. H1: A concentração de sulfato é mais elevada na estação seca.
Tests of Normality
Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk
Statistic df Sig. Statistic df Sig.
SO4Eh ,263 12 ,021 ,804 12 ,011
SO4Es ,259 12 ,026 ,806 12 ,011
a. Lilliefors Significance Correction
Test Statisticsb
NO3es - NO3eh
Z -,178a
Asymp. Sig. (2-tailed) ,859
Exact Sig. (2-tailed) ,898
Exact Sig. (1-tailed) ,449
Point Probability ,034
a. Based on positive ranks.
b. Wilcoxon Signed Ranks Test
158
Para a estação húmida rejeitamos a normalidade, p-value = 0,011, para α = 0,05 e α = 0,10.
Para a estação seca, p-value = 0,011, rejeitamos a normalidade, para α = 0,05 e α = 0,10.
Ranks
N
Mean
Rank
Sum of
Ranks
SO4es - SO4eh Negative Ranks 2a 4,50 9,00
Positive Ranks 10b 6,90 69,00
Ties 0c
Total 12
a. SO4es < SO4eh
b. SO4es > SO4eh
c. SO4es = SO4eh
p-value unilateral: 0,008 Rejeito H0 para os níveis usuais de significância. Podemos concluir que a concentração de sulfato é mais elevada na estação seca.
Test Statisticsb
SO4es - SO4eh
Z -2,353a
Asymp. Sig. (2-tailed) ,019
Exact Sig. (2-tailed) ,016
Exact Sig. (1-tailed) ,008
Point Probability ,002
a. Based on negative ranks.
b. Wilcoxon Signed Ranks Test
159
Bicarbonato
H0: As concentrações de bicarbonato são iguais na estação húmida e na estação seca. H1: A concentração de bicarbonato é mais elevada na estação seca.
Tests of Normality
Kolmogorov-Smirnova Shapiro-Wilk
Statistic df Sig. Statistic df Sig.
HCO3Eh ,179 12 ,200* ,937 12 ,466
HCO3Es ,186 12 ,200* ,954 12 ,693
a. Lilliefors Significance Correction
*. This is a lower bound of the true significance.
Para a estação húmida não rejeitamos a normalidade, p-value = 0,466, para qualquer α.
Para a estação seca, p-value = 0,693, também não rejeitamos a normalidade para os níveis usuais de significância.
160
Ranks
N
Mean
Rank
Sum of
Ranks
HCO3es - HCO3eh Negative Ranks 11a 7,00 77,00
Positive Ranks 1b 1,00 1,00
Ties 0c
Total 12
a. HCO3es < HCO3eh
b. HCO3es > HCO3eh
c. HCO3es = HCO3eh
p-value unilateral: próximo de 1 Não rejeito H0 para os níveis usuais de significância. Podemos concluir que a concentração de bicarbonato é igual nas duas estações.
Depois de efectuados os testes de hipóteses podemos observar que os iões Mg2+ e
SO4- apresentam concentrações mais elevadas na estação seca.
Quanto aos restantes iões (Ca2+, Na+, K+, F-, Cl-, NO3-, HCO3
-), excluindo o ião Br- para
o qual não temos informação suficiente, concluimos que as suas concentrações não
apresentam diferenças significativas entre as duas estações.
Test Statisticsb
HCO3es -
HCO3eh
Z -2,981a
Asymp. Sig. (2-tailed) ,003
Exact Sig. (2-tailed) ,001
Exact Sig. (1-tailed) ,000
Point Probability ,000
a. Based on positive ranks.
b. Wilcoxon Signed Ranks Test
161
10. Conclusões
Realizaram-se duas campanhas de amostragem (época húmida e época seca) no
ano de 2009, e uma em 2008; o número de amostras recolhidas (18) é pequeno para
caracterizar exaustivamente a parte da Sub-Bacia Hidrográfica de Alcântara que se
situa no concelho de Lisboa.
Previamente ao cálculo da precipitação média caída na Bacia de Alcântara foi
necessário completar algumas séries temporais, método da regressão linear, das
estações metorológicas situadas fora do concelho de Lisboa (Caneças e Cacém). O
método utilizado no cálculo da precipitação média foi o dos Polígonos de Thiessen cujo
resultado revelou que a precipitação média é de 757,3 mm/ano.
Pela elaboração da carta piezométrica verifica-se que a circulação da água
subterrânea na Bacia de Alcântara se faz de NNE para SSW na vertente Este, sendo
expectável que na vertente Oeste se faça de NNW para SSE, a resultante será uma
circulação aproximadamente de Norte para Sul.
Mediram-se in situ alguns parâmetros físico-químicos: pH, temperatura, potencial
redox e condutividade eléctrica. Os valores de pH variam entre 6,4 e 7,6 na estação
húmida, com mediana de 7; na estação seca os valores variam entre 6,4 e 7,8, com
mediana de 7,15; não se verificaram diferenças significativas nas medições nas duas
campanhas de amostragem.
A temperatura varia entre 13,9 e 19,2, com mediana de 17,05 na estação húmida e
17,1 e 21,3, com mediana de 19,2 na estação seca; os valores medidos na estação seca
são mais elevados.
O potencial redox varia entre -19 e 248, com mediana de 132,95 na estação húmida
e 44,5 e 170,1, com mediana de 102,8 na estação seca; os valores são tendencialmente
mais baixos na estação seca, visto a circulação da água subterrânea ser mais lenta,
sendo assim dificultada a reposição de oxigénio na água.
162
A condutividade eléctrica varia entre 364 e 1541, com mediana de 928,5 na estação
húmida e entre 317 e 1575, com mediana de 962,5 na estação seca, ocorrendo os
valores mais altos na estação seca; a concentração de sais minerais dissolvidos na água
é maior, visto que a circulação desta é mais lenta o que favorece a maior interacção
água/rocha.
A concentração de CO2 varia entre 3,2 e 170,4, com mediana de 35,5 na estação
húmida e entre 2 e 212, com mediana de 14,1 na estação seca; na generalidade
observam-se concentrações mais elevada na época húmida. Nas amostras recolhidas
em poços situados em zonas de produção hortícula, onde se usam fertilizantes,
verificaram-se variações significativas entre a estação húmida e a estação seca.
Nos poços em que a extracção de água é diminuta ou inexistente; na estação seca,
quando a circulação de água subterrânea é menor, a água, rica em fertilizantes, fica
retida no seu interior, favorecendo o crescimento de algas e outras plantas aquáticas
em abundância que, por respiração e decomposição das mesmas após a morte,
libertam CO2 para a água, originando uma elevada concentração deste gás na água,
durante a estação seca.
Nos poços com abundante extracção de água verifica-se uma situação diferente, a
concentração de CO2 é menor na estação seca. Como a água é diariamente extraída
para a rega dos produtos hortículas as algas e outras plantas aquáticas têm mais
dificuldade em fixar-se e crescer, pelo que libertam menores concentrações de CO2
durante a época seca, contrariamente à época húmida, em que a água necessária para
a rega é significativamente inferior.
A concentração de sulfato varia entre entre 31,8 e 329, com mediana de 91,8 na
estação húmida e entre 64 e 466, com mediana de 113,5 na estação seca.
O ião sulfato apresenta concentrações superiores em época seca, contrariamente à
maioria dos outros iões, que não manifestam esta tendência. O seu comportamento
parece estar relacionado com o enriquecimento das águas neste ião devido ao uso de
fertilizantes nas diferentes hortas da capital onde se recolheram amostras de água.
163
A concentração de magnésio varia entre 0,94 e 65,1, com mediana de 41,15 na
estação húmida e entre 9,2 e 89,9 e com mediana de 41,3 na estação seca.
A concentração de bicarbonato varia entre 0 e 559, com mediana de 3369,5 na
estação húmida e entre 62 e 359, com mediana de 214,72 na estação seca.
A concentração de cálcio varia entre 40 e 213, com mediana de 106 na época
humida e entre 34,4 e 198,4, com mediana de 59,6 na época seca.
A concentração do flúor varia entre 0,06 e 0,31, com mediana de 0,144 na estação
húmida e entre 0,09 e 0,27, com mediana de 0,16 na estação seca.
A concentração de cloreto varia entre 36,6 e 195, com mediana de 64,55 na época
húmida e entre 44 e 192, com mediana de 105,9 na época seca.
A concentração de brometo varia entre 0,1014 e 1,1, com mediana de 0,715 na
estação húmida e entre 0,6 e 1,98, com mediana de 0,85 na estação seca.
A concentração de nitrato varia entre 1,4 e 147, com mediana de 13,93 na época
húmida e entre 1,1 e 94,8, com mediana de 7,5 na época seca.
A concentração fosfato varia entre 0 e 2,173, com mediana de 0,4275 na estação
húmida. Na estação seca não foi detectado este anião.
A concentração do sódio varia entre 23 e 181, com mediana de 70,95 na época
húmida e entre 30,8 e 211, com mediana de 69 na época seca.
A concentração de potássio varia entre 0 e 109, com mediana de 3,235 na época
húmida e entre 0,06 e 55,2, com mediana de 2,385 na época seca.
A concentração da sílica varia entre 10 e 70, com mediana de 35,7 na estação
húmida e entre 4,6 e 50,9, com mediana de 27,4 na estação seca.
O erro de balanço é relativamente elevado em ambas as campanhas de
amostragem. Na época húmida 69% das análises apresentam um erro considerado não
admissível e apenas 31% têm um erro de balanço admissível. Na estação seca os
valores são muito semelhantes: 33% das análises têm um erro considerado admissível
e 67% têm um erro que não é admissível. Na época húmida as análises que têm o erro
mais elevado, este é positivo, na época seca as análises que têm maior erro, ele é
negativo. Para a época húmida estes erros podem dever-se a sobredoseamento de
164
catiões e/ou subdoseamento dos aniões e/ou ainda alguma espécie aniónica existente
em concentração considerável que não tenha sido doseada. Para a época seca o erro
encontrado pode justificar-se ou pelos catiões terem sido subdoseados e/ou os aniões
sobredoseados e/ou alguma espécie catiónica existente em concentração considerável
não ter sido doseada.
Em relação ao índice de saturação, pode-se concluir que para as amostras
recolhidas em 2008 encontram-se sobressaturadas em aragonite, calcite, crisótilo,
dolomite, hidroxiapatite, sepiolite e talco. As amostras recolhidas em 2009, na estação
húmida estão sobressaturadas em calcedónia e em quartzo. Na estação seca, as fases
sólidas que precipitaram foram as mesmas (calcedónia e quartzo). Contrariamente ao
que seria expectável, não se verifica sobressaturação das fases minerais carbonatadas,
especialmente nas amostras recolhidas em litologias carbonatadas.
Relativamente à fácies hidoquímica, as amostras recolhidas em litologias associadas
aos calcários de Alfornelos e de Entrecampos e Camadas de Prazeres caracterizam-se,
geralmente, por terem uma fácies bicarbonatada cálcica, com excepção da amostra
BHA 02 que na estação seca passa a ter uma fácies cloretada-SO4-Na-Ca.
As amostras recolhidas em litologias associadas à Formação de Benfica, na estação
húmida apresentam uma fácies bicarbonatada-Ca/Na mas na estação seca passam a
ter uma componente sulfatada elevada, caracterizando-se com uma fácies sulfatada-
Na-Mg (BHA 07) e sulfatada-Na-Ca (BHA 08). As amostras recolhidas em litologias
associadas ao Complexo Vulcânico de Lisboa são caracterizadas por uma fácies
bicarbonatada magnesiana.
Nos índices hidrogeoquímicos, a razão Mg/Ca é tendencialmente mais elevada na
estação seca, este comportamento pode ser explicado por um processo de interacção
água/rocha, em episódios de humedecimento-secagem os iões Ca2+ e Mg2+, libertam-
se do solo em diferentes proporções. O ião cálcio liberta-se mais facilmente do que o
ião magnésio, pelo que quando há maior circulação de água a diferença entre Ca e Mg
165
é maior e quando há menor circulação de água esta diferença é menor; assim em
época húmida a razão Mg/Ca é menor e em época seca esta razão é mais elevada.
Realtivamente à razão K/Na, verifica-se que esta é mais elevada em época húmida e
menor em época seca. Como os solos fixam preferencialmente o ião K+ esta relação é
maior quando a água tem menor concentração de sais, o que se verifica em época
húmida, e menor quando a água tem maior concentração de sais, o que se verifica em
época seca.
No que se refere à razão Cl/HCO3, verifica-se que as amostras apresentam valores
característicos de águas continentais, não evidenciando quaisquer características de intrusão
marinha, o que está de acordo com o esperado, uma vez que as campanhas de amostragem
incidiram na zona montante da Bacia Hidrográfica de Alcântara, que se situa no concelho de
Lisboa.
Relativamente à razão SO4/Cl as amostras apresentam valores característicos de
águas continentais; os valores são mais elevados na estação seca e menores na
estação húmida, uma vez que na estação seca a concentração de sulfato é maior na
água subterrânea como consequência da contaminação que esta sofre devido à adição
ao solo de fertilizantes ricos em sulfato.
Na estação húmida as amostras que apresentam qualidade para o consumo
humano são a BHA 01, BHA 03, BHA 04, BHA 08, BHA 09, BHA 11, BHA 12, BHA 13, P2,
P5, P7, P8 e P10. As amostrAs que apresentam qualidade para a rega são a BHA 01 e
BHA 11.
Na estação seca as amostras que apresentam qualidade para o consumo humano
são BHA 01, BHA 02, BHA 03, BHA 05, BHA 09, BHA 11 e BHA 12. As amostras que
apresentam qualidade para a rega são a BHA 01, BHA 09 e BHA 11.
Na análise microbiológica feita às amostras, revelou que a P7 é a única que se
encontra em conformidade com todos os parâmetros analisados segundo o Decreto-
Lei nº 306/2007, podendo ser considerada como tendo qualidade para o consumo
humano.
166
Na análise estatística compararam-se as concentrações dos diferentes iões
presentes na água subterrânea, incidindo especialmente este estudo na comparação
entre as concentrações dos diferentes iões nas amostragens realizadas em época
húmida e época seca. Deste estudo conclui-se que os iões Mg2+ e SO4- apresentam
concentrações mais elevadas na estação seca. Quanto aos restantes iões (Ca2+, Na+, K+,
F-, Cl-, NO3-, HCO3
-), excluindo o ião Br- para o qual não temos informação suficiente,
concluimos que as suas concentrações não apresentam diferenças significativas entre
as duas campanhas de amostragem.
A conclusão obtida aparentemente contraria o que seria expectável, uma vez que
em época húmida a circulação da água subterrânea é favorecida, promovendo deste
modo a mobilização dos iões resultantes da interacção água/rocha, originando águas
com menor concentração de sais; por oposição, em época seca a percolação da água é
menos intensa, dificultando a mobilização dos iões resultantes daquela interacção,
originando deste modo água com maior concentração de sais.
As amostras foram colhidas na cidade de Lisboa, em ambiente urbano, onde existe
uma densa rede de canalizações que transporta os esgotos de origem doméstica e
industrial; nestes esgotos que se encontram enterrados no solo o transporte dos
efluentes urbanos é feito por gravidade; devido a roturas e deficiente ligação entre os
diferentes componentes das canalizações originam-se frequentemente perdas para o
solo que consequentemente irão contaminar as águas subterrâneas. Quando a rede de
esgotos está abaixo da superfície freática a saída do efluente é favorecida pela
movimentação da água subterrânea, originando assim maior contaminação desta,
contrariamente ao que sucederá no caso da rede de esgotos se situar acima da
superfície freática.
Em época húmida o nível freático está mais próximo da superfície, pelo que, com
maior probabilidade, as canalizações dos esgotos se encontrarão cobertas por água
subterrânea, contrariamente, na estação seca, o nível freático está mais profundo,
ficando deste modo a rede de esgotos a descoberto. Este processo favorecerá a
167
contaminação mais intensa das águas subterrâneas na estação húmida, originando
assim águas com maior concentração dos diferentes iões que fazem parte da sua
composição.
Como nota final deve referir-se que as conclusões agora retiradas são promissoras
mas necessitam de estudos futuros que as possam comprovar, uma vez que os
trabalhos que têm sido realizados na cidade de Lisboa, até ao presnte, só têm
comtemplado uma companha de amostragem, época húmida, pelo que é impossível
verificar a variação sazonal da composição química da água subterrânea desta cidade.
168
169
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Páginas da Internet
www.snirh.inag.pt
http://e-geo.ineti.pt
http://www.aqualab.pt
172
173
ANEXO I – Localização em Google earth de alguns locais de recolha das
amostras de água.
174
175
Anexo Ia: Localização dos poços e mina de água na zona de Benfica.
176
177
Anexo Ib: Localização dos poços próximo do Bairro Padre Cruz.
178
179
ANEXO II – Tabela com os valores referentes aos iões e parâmetros analizados
em laboratório.
180
181
182
183
ANEXO III – Valores dos índices de saturação relativos a cada amostra para as
duas estações.
184
185
186
187
ANEXO IV – Diagramas de Stiff para cada amostra relativos a cada estação.
188
189
Amostras recolhidas na Formação de Benfica na estação húmida.
190
191
192
Amostras recolhidas na Formação de Benfica na estação seca.
2 2 4 4 6 6 8 8 10 (meq/l) 10
Na Cl
Ca HCO3
Mg SO4
BHA 07
193
194
195
Amostras recolhidas no Complexo Vulcânico de Lisboa na estação húmida.
196
Amostras recolhidas no Complexo Vulcânico de Lisboa na estação seca.
197
Amostras recolhidas nos Calcários de Alfornelos (BHA 01) e nos Calcários de Entrecampos (BHA 03) na estação húmida.
198
Amostras recolhidas nos Calcários de Alfornelos (BHA 01) e nos Calcários de Entrecampos (BHA 03) na estação seca.
199
As amostras recolhidas nos Calcários dos Prazeres (BHA 02, 04, 05, e 06) e Argilas do Forno do Tijolo (BHA 10 e 11) na estação húmida.
200
201
202
As amostras recolhidas nos Calcários dos Prazeres (BHA 02, 04, 05, e 06) e Argilas do Forno do Tijolo (BHA 10 e 11) na estação seca.
203
204
A amostra BHA 10 não foi recolhida na estação seca.
205
As amostras recolhidas na Formação da Bica (P7 e P8) na estação húmida.
206
207
ANEXO V – Aplicação da legislação para a qualidade da água para consumo humano e
para a rega (estação húmida e estação seca).
208
209
