Monitorização de fluoretos na água captada para consumo humano no concelho de Ponta Delgada (São Miguel - Açores)

Dissertação de Mestrado em Engenharia do Ambiente.

A água subterrânea captada para consumo humano no concelho de Ponta Delgada e que abastece cerca de 70 000 pessoas, apresenta uma evolução crescente na concentração em fluoretos. As concentrações tendem a atingir os 2,0 mg/L quando o seu valor paramétrico é de 1,5 mg/l. Como entidade gestora de água, os Serviços Municipalizados de Água e Saneamento de Ponta Delgada captam, conferem tratamento adequado, transportam, armazenam e distribuem água ao concelho de Ponta Delgada, fornecendo ainda água em alta aos concelhos de Lagoa e de Ribeira Grande. A água captada é integralmente de origem subterrânea, totalizando 45 captações de nascentes e três furos de captação. Ora, o historial de resultados das análises físico-químicas efectuadas à água distribuída pelos SMAS de Ponta Delgada revela que, ao longo dos anos, tem havido um aumento da concentração em fluoretos em algumas captações, nomeadamente nas nascentes em torno da caldeira do Maciço Vulcânico da Serra de Água de Pau e nas nascentes em torno da caldeira do Maciço Vulcânico das Sete Cidades. De forma a estudar os mecanismos de enriquecimento das águas em fluoreto, optou-se por determinar uma série de parâmetros (pH, temperatura, condutividade, CO2, bicarbonato, fluoreto, sódio, cloreto, sulfato, fosfato, potássio, cálcio, magnésio, nitrato e sílica) que, para além de terem possibilitado a caracterização físico-química das captações, permitiram estudar os processos hidrogeoquímicos que, eventualmente, estiveram na origem da composição química das águas estudadas. Procedeu-se à especiação química para os diferentes elementos estudados, determinando-se as espécies dominantes em solução, e calculou-se os índices de saturação, para diversos minerais, o que permitiu concluir-se que as origens de fluoreto nas águas captadas devem-se, substancialmente, a fenómenos de interacção água-rocha, atendendo que as rochas predominantes nos aquíferos são rochas silicatadas ricas em flúor, como, por exemplo, o basalto, a pedra-pomes e o ignimbrito. Aplicando modelos reaccionais de mistura, modelou-se a evolução da espécie química dominante em flúor para duas origens de água, consoante o gradiente de mistura, cujo objectivo visou a diminuição da probabilidade de incidência da fluorose dentária e da contracção de cárie dentária em zonas de abastecimento predispostas a estas patologias. O modelo encontrado mostrou ser capaz de calcular as fracções de mistura óptimas que permitem, simultaneamente, a diminuição da concentração em fluoreto na água distribuída na zona de abastecimento de Bretanha e Remédios e o aumento da concentração de fluoreto nas zonas de abastecimento de Santa Bárbara e Remédios e de Santo António e Capelas, conseguindo valores compreendidos entre 0,5 e os 1,0 mg/L.

ABSTRACT: Groundwater abstracted for human consumption in the municipality of Ponta Delgada, witch supplies around 70 000 people, has a rising trend in concentration of fluoride. Concentrations tend to reach 2,0 mg/L when the parametric value is 1,5 mg/L. As the management entity of the water supply, the SMAS of Ponta Delgada capture, provide appropriate treatment, transport store and distribute water to the municipality of Ponta Delgada, supplying water also to the municipalities of Lagoa and Ribeira Grande. All the sources are groundwater, totalizing 45 springs and three boreholes. The track record of results of physical and chemical analysis carried out in the water distributed by SMAS Ponta Delgada reveals that, over the years, there has been an increase in fluoride concentration in some sources, particularly in the springs around the caldera of the Massif Volcanic of Serra de Água de Pau and in the springs around the caldera of the Massif Volcanic of Sete Cidades. In order to study the mechanisms of enrichment of fluoride in waters, it was determined a series of parameters (pH, temperature, conductivity, CO2, bicarbonate, fluoride, sodium, chloride, sulfate, phosphate, potassium, calcium, magnesium, nitrate and silica) that, in addition to had allowed the physico-chemical characterization of water sources, it allowed to study the hydrogeochemical processes that eventually led to the chemical composition of waters studied. It was proceeded to the chemical speciation for the different elements studied through the determination of the dominant species in solution, and it was calculated the saturation indices for various minerals, which led to conclude that the origins of fluoride in the groundwater is dued, substantially, to the phenomena of water-rock interaction, given that the predominant rocks in the aquifers are silicate rocks rich in fluoride as, for example, basalt, pumice and ignimbrite. With the use of reactional mixture models, the evolution of the dominant chemical specie for fluoride in two sources of water could be modelled, depending on the mixing gradient, whose goal aimed to reduce the probability of dental fluorosis incidence and of dental caries contraction in supply areas predisposed to these conditions. The achieved model proved to be able to calculate the optimal mixture of fractions that allow both the reduction of fluoride concentration in water distributed in the supply area of Bretanha and Remédios and the increase of fluoride concentration in the supply areas of Santa Barbara and Remédios and Santo Antonio and Capelas, achieving values between 0,5 and 1,0 mg/L.