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Fluorine anomalies in the groundwater of the State of São Paulo
Anomalias de flúor nas águas subterrâneas do estado de São Paulo
Registro en:
10.5935/0100-929X.20160005
Autor
Ezaki, Sibele
Pérez-Aguilar, Annabel
Hypolito, Raphael
Shinzato, Mirian Chieko
Institución
Resumen
This work examines the data compiled from the literature about the main occurrences of fluoride (F-) in the groundwater of the State of São Paulo. The results of this study showed that at least 208 wells had high concentrations of F- (> 1.0 mg dm-3), 122 of which were considered anomalous (> 1.5 mg dm-3) and harmful when ingested in large quantities. Because of its high productivity and large-scale exploitation, the Guarani aquifer is the most studied one, but other aquifers, such as the Crystalline (Precambrian), Serra Geral and Tubarão aquifers, and the Passa Dois aquitard should also be considered important. In the past, the increase in the concentration of F- in the aquifers was related to hydrothermal processes and tectonic events with structural controls, such as the Gondwana supercontinent breakup, which would have enable the circulation of residual magma solutions, mineralization, and remobilization of the fluorine contained in the percolated rocks. Currently, the release of F- is caused due to the rock-water interaction under alkaline pH hydrochemical conditions, in typical sodium-bicarbonated (Na-HCO3) waters, poor in Ca2+, and under the influence of ionic strength, contact time, depth, temperature, ion exchange capacity, among others. In fissured aquifers of granitic composition and volcanic rocks, the minerals that can release F- into water are biotite and amphibole (where F- is replacing OH-, due to the similarity of its ionic radii) and, occasionally, secondary fluorite filling fractures and apatite. In sedimentary aquifers, F- is mainly found in clay minerals structures (illite, muscovite, smectite, vermiculite, kaolinite, among others) replacing OH-. Therefore, the high levels of F- in the groundwater are intrinsically associated with the characteristics and types of minerals of the aquifers. O presente trabalho apresenta uma compilação de dados da literatura sobre as principais ocorrências de íon fluoreto (F-) nas águas subterrâneas do estado de São Paulo. Os resultados desse estudo revelaram que, pelo menos, 208 poços tubulares apresentam concentrações elevadas de F- (> 1,0 mg dm-3), das quais 122 são consideradas anômalas (> 1,5 mg dm-3) e prejudiciais à saúde, quando ingeridas em excesso. O aquífero mais estudado tem sido o Guarani, devido a sua elevada produtividade e explotação, mas também se destacam os aquíferos Cristalino (Pré-Cambriano), Serra Geral e Tubarão, além do Aquitarde Passa Dois. O enriquecimento pretérito dos aquíferos em F- está relacionado a processos hidrotermais e eventos tectônicos com controles estruturais, como a quebra do supercontinente Gondwana, que teriam propiciado a circulação de soluções residuais do magma, provocando mineralizações, e a remobilização do F- contido nas rochas percoladas. Os processos atuais de liberação de F- para as águas são atribuídos à interação rocha-água sob condições hidroquímicas com pH alcalino, em águas tipicamente Na-HCO3, pobres em Ca2+ e sob influência da força iônica das soluções, do tempo de contato, profundidade, temperatura, capacidade de troca iônica, entre outros fatores. Nos aquíferos fissurais de composição granítica e de rochas vulcânicas, os minerais que podem fornecer flúor para as águas são biotita e anfibólio (onde o F- encontra-se substituindo o OH-, dada à similaridade de seus raios iônicos) e, ocasionalmente, fluorita secundária preenchendo fraturas, além de apatita. Em aquíferos sedimentares, o F- se encontra principalmente na estrutura de argilominerais (illita, muscovita, esmectita, vermiculita, caulinita, entre outros) também substituindo os íons OH-. Portanto, a presença de elevados teores de F- nas águas subterrâneas está intrinsicamente associada às características e aos tipos de minerais de cada aquífero.