Monitoring of water and soil quality on the Santiago island -Cape Verde: foci of degradation strategies / conservation measures

Tese de Doutoramento em Geologia - Geoconservação, Geologia Ambiental e Recursos GeológicosA promoção da sustentabilidade no uso do território e dos seus recursos é um tema de relevância acrescida face aos cenários atuais de disrupção climática, caraterizados por frequentes e persistentes secas em muitas regiões do Globo. O Arquipélago de Cabo Verde é exemplo deste contexto, motivando o desenvolvimento desta investigação focada na sua Ilha mais populosa (Ilha de Santiago), onde se estuda a água e o solo, enquanto recursos sob forte pressão, natural e antrópica. Esta investigação visa monitorizar e avaliar a qualidade da água e do solo e suas potencialidades na Ilha de Santiago. Realizou-se três campanhas de amostragem (nos anos 2016, 2017 e 2018) em pontos de água que representam diversas condições geológicas e de uso do solo. Em cada ponto foram efetuadas medições in situ de alguns parâmetros e posteriormente analisados parâmetros conducentes a classificações hidroquímicas e avaliação da qualidade para consumo e irrigação. O solo e sedimentos foram estudados na campanha de amostragem realizada em 2018. Partindo da caraterização geral das bacias hidrográficas, realizou-se um estudo enfocado na bacia hidrográfica de Santa Cruz, e em particular nas sub-bacias de S. Miguel, Ribeira Seca e S. Domingos, por estarem sujeitas a intensa atividade agrícola. A análise da situação em termos de taxas de cobertura do sistema de abastecimento público revelou a existência de áreas críticas, especificamente nos municípios de S. Domingos e S. Salvador do Mundo, onde uma parte significativa da população ainda depende de fontes precárias que nem sempre atendem aos padrões legais de qualidade. O solo é outro recurso cuja preservação é crítica na Ilha de Santiago. A este nível, a investigação centrou-se nas áreas abastecidas pelas barragens de Poilão, Figueira Gorda e Faveta, cujo assoreamento tem sido reportado na bibliografia. Pôs-se em evidência a textura grosseira e a pobreza dos solos, especialmente em termos de matéria orgânica (com teores inferiores a 5%) e micronutrientes e a tendência de salinização marcada pelas tendências do sódio e da condutividade elétrica. Esta investigação veio confirmar a possibilidade de utilização dos sedimentos das albufeiras assoreadas como potencial estratégia de melhoria das propriedades dos solos nestas áreas. Relativamente aos processos de degradação por contaminação, os resultados na área de drenagem da lixeira da cidade da Praia indicam potencial mobilização de metais (Cu, Cr e Ni) a partir deste foco, registando-se concentrações que ultrapassam os limites estabelecidos pela norma de Ontário. Foi possível concluir que a monitorização dos vários pontos de água subterrânea não apresenta diferenças consistentes entre as três campanhas, o que conduziu à classificação hidroquímica, onde se evidenciou uma variedade de fácies, com predominância de águas cloretadas mistas e bicarbonatadas.The promotion of sustainability in the use of the territory and its resources is an issue of added relevance in face of the current scenarios of climate disruption, characterized by frequent and persistent droughts in many regions of the globe. Cape Verde´s Archipelago is an example of this context, motivating the development of this research focused on its most populated island (Santiago Island), where water and soil are studied as resources under strong pressure, natural and man-made. This research aims to monitor and evaluate water and soil quality and their potential in Santiago Island. Three sampling campaigns (in 2016, 2017 and 2018) were carried out in water points that represent various geological and land use conditions. At each point in situ measurements of some parameters were made and later parameters leading to hydrochemical classifications and quality evaluation for consumption and irrigation were analyzed. Soil and sediments were studied in the 2018 sampling campaign. Starting from the general characterization of the watersheds, a study was carried out focusing on the Santa Cruz watershed, and in particular in S. Miguel, Ribeira Seca and S. Domingos sub-basins, as it was subject to intense agricultural activity. The analysis of the situation in terms of coverage rates of the public supply system revealed the existence of critical areas, specifically in S. Domingos and S. Salvador do Mundo, where a significant part of the population still depends on precarious sources that do not always meet legal quality standards. The soil is another resource whose preservation is critical in Santiago Island. At this level, research has focused on the areas supplied by the Poilão, Figueira Gorda and Faveta barrages, whose siltation has been reported in the bibliography. The coarse texture and poverty of the soils were highlighted, especially in terms of organic matter (with levels below 5%) and micronutrients, and the tendency of salinization marked by trends in sodium and electrical conductivity. This research has confirmed the possibility of using sediments from silted reservoirs as a potential strategy for improving soil properties in these areas. Regarding the processes of degradation by contamination, the results in the drainage area of the garbage dump of the city of Praia indicate potential mobilization of metals (Cu, Cr and Ni) from this focus, registering concentrations that exceed the limits established by the Ontario standard. It was possible to conclude that the monitoring of the various points of groundwater does not present consistent differences between the three campaigns, which led to the hydrochemical classification, where a variety of facies was evidenced, with predominance of mixed and bicarbonated chlorinated waters.Instituto de Ciências da Terra, unidade financiada por fundos nacionais através da FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P., no âmbito dos projectos Refªs UIDB/04683/2020 e UIDP/04683/202