Comportamento hidrogeoqu?mico da regi?o c?rstica do Alto S?o Francisco (MG) : implica??es associadas a sazonalidade e ciclo de contaminantes, ?reas de recarga, descarga e comunica??es hidr?ulicas

Programa de P?s-Gradua??o em Evolu??o Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Este estudo visa compreender o comportamento e a qualidade das ?guas da bacia hidrogr?fica do rio S?o Miguel (?520 km2), centro-oeste de Minas Gerais, afluente do rio S?o Francisco e inserida na bacia hidrogr?fica do Alto S?o Francisco (235.635 km2). A regi?o abrange em sua maior parte os munic?pios de Pains e Arcos, seguida por ?reas dos munic?pios de Iguatama, Formiga e C?rrego Fundo. Para tanto, foi realizado um monitoramento hidroqu?mico sazonal das ?guas (mete?ricas, superficiais e subterr?neas) em 89 pontos da bacia, durante dois per?odos secos e dois chuvosos. As an?lises inclu?ram a determina??o dos par?metros f?sico-qu?micos, como temperatura, pH, Eh, condutividade el?trica (CE), s?lidos totais dissolvidos (STD), oxig?nio dissolvido e turbidez, assim como a concentra??o dos ?nions nitrato (NO3-), fosfato (PO43-), bicarbonato (HCO3), sulfato (SO42-) e cloreto (Cl-), e c?tions maiores e elementos menores, tra?o, terras raras e as assinaturasisot?picas de ?18O e ?2H. Com o aux?lio estat?stico, foram propostos valores de Natural Background Level - NBL 90% para os principais ?ons das ?guas da bacia. As ?guas analisadas foram classificadas predominantemente como c?lcicas bicarbonatadas, apresentando os maiores valores de NBL 90% para o c?lcio (Ca2+), pot?ssio (K+), bicarbonato (HCO3), sulfato (SO42-), cloreto (Cl-), nitrato (NO3-) e ars?nio (As3+) durante o per?odo chuvoso; diferentemente, os elementos magn?sio (Mg2+), s?dio (Na+), fosfato (PO43-) e zinco (Zn) apresentaram decr?scimo nesta mesma esta??o. Os valores acima de NBL 90% para NO3-, PO43- e Cl est?o diretamente ligados ? a??o antr?pica. Para o elemento c?dmio (Cd), verificou-se que as concentra??es mais elevadas deste elemento entram na bacia a partir de ?guas mete?ricas, contaminando posteriormente as ?guas superficiais e subterr?neas. O estudo apresenta de forma in?dita todo o funcionamento hidrodin?mico da bacia c?rstica em estudo, apontando com apoio das assinaturas isot?picas para o ?18O e ?2H, as ?reas de recarga e descarga, al?m da identifica??o das redes de fluxo e interconex?es hidr?ulicas subterr?neas. O estudo fez uso de diversas ferramentas que se mostram indispens?veis para subsidiar a gest?o dos recursos h?dricos em ?reas c?rsticas, podendo os resultados serem utilizados pelo poder p?blico como valores de refer?ncia para regi?es c?rsticas semelhantes, al?m de ajudar a compreender o comportamento hidroqu?mico, principalmente para os elementos de elevada toxicidade.This study aims to understand the behavior and water quality of the S?o Miguel watershed (?520 km2), midwest of Minas Gerais, a tributary of the S?o Francisco river and located in the S?o Francisco basin (235,635 km2). The region covers for the most part the municipalities of Pains and Arcos, followed by areas of the municipalities of Iguatama, Formiga, and C?rrego Fundo. For this, a seasonal hydrochemical monitoring of the waters (meteoric, surface, and groundwater) was carried out in 89 points of the watershed during two dry seasons and two rainy seasons. The analysis included the determination of physicochemical parameters such as temperature, pH, Eh, eletric conductivity (EC), total dissolved solids (TDS), dissolved oxygen and turbidity, as well as the concentration of anions nitrate (NO3-), phosphate (PO43-), bicarbonate (HCO3), sulfate (SO42-), and chloride (Cl-), and major cations and minor elements, trace, rare-earths, and isotopic signatures for ?18O and ? 2H. With statistical aid, 90% NBL values were proposed for the main ions of the waters of the watershed. As results, water was predominantly classified as bicarbonated calcium, presenting the highest values of 90% NBL for calcium (Ca2+), potassium (K+), bicarbonate (HCO3), sulfate (SO42-), chloride (Cl-), nitrate (NO3-) and arsenic (As3+) during the rainy season, whereas magnesium (Mg2+), sodium (Na+), phosphate (PO43-) and zinc (Zn) showed decrease in this same season. The values above NBL 90% for NO3-, PO43- , and Clare directly linked to the anthropic activities. For the element cadmium (Cd), it was verified that higher concentrations of this element enter the basin from rain waters, and hence contaminating surface water and groundwater. Based on the analyzed data, the study presents in an unprecedented way all the hydrodynamic functioning of the karst basin, pointing with the support of the isotopic signatures for the ? 18O and ? 2H, the areas of recharge and discharge, in addition to the identification of water flownet and groundwater interconnections. The study presents several tools that are indispensable to support the management of the water resources in karst areas, and these values can be used by the public power as reference values for karst regions, besides helping to understand the hydrochemical behavior, especially for the elements of high toxicity