De acordo com pt.wedoany.com-Diante dos riscos de reações geoquímicas decorrentes da injeção de água recuperada em aquíferos, uma abordagem proativa e em fases de caracterização geoquímica pode ajudar empresas de serviços públicos nos EUA a prever e gerenciar esses problemas antecipadamente.
A gestão da recarga de aquíferos (MAR), como estratégia de gestão hídrica para enfrentar secas, envolve a injeção de água recuperada altamente tratada em aquíferos para complementar o abastecimento de água subterrânea. No entanto, esse processo pode desencadear reações geoquímicas não intencionais, como dissolução mineral e oxidação, levando à mobilização de componentes inorgânicos como arsênio, fluoreto, ferro, manganês, selênio e urânio, afetando a qualidade da água ou danificando infraestruturas.
O método de caracterização geoquímica, por meio da coleta de dados planejada em fases, combinando análise mineralógica, testes laboratoriais direcionados e modelagem geoquímica, fornece informações específicas do local para projetos de MAR. Uma equipe multidisciplinar composta por geólogos, hidrólogos, geoquímicos e engenheiros de tratamento de água participa da elaboração do plano de trabalho, garantindo que a coleta de dados abranja a composição mineralógica e a avaliação do potencial de mobilização.
A análise mineralógica é uma etapa crucial para identificar as fases minerais no aquífero e determinar possíveis reações. Fases minerais como silicatos reagem lentamente com a água de recarga, enquanto argilas finas, hidróxidos de ferro e manganês e matéria orgânica podem ser fontes de componentes móveis. As técnicas de análise incluem observação visual, difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura combinada com espectroscopia de energia dispersiva (MEV-EDS). A DRX fornece dados semiquantitativos globais das fases minerais, mas carece de informações sobre adsorção de componentes; o MEV-EDS pode gerar mapas químicos de minerais de granulação fina, embora tenha custo mais elevado. Além disso, softwares de modelagem mineralógica podem estimar percentuais teóricos de minerais com base na composição química total da rocha, validando as observações.
A análise de lixiviação em laboratório, por meio do Procedimento de Lixiviação por Precipitação Sintética Modificada (SPLP), avalia a mobilização de componentes quando a água de recarga reage com os materiais do aquífero. O método padrão EPA 1312 utiliza uma proporção de solução para massa de 20:1, o que pode diluir as concentrações dos componentes; para projetos de MAR, o SPLP modificado, utilizando água de recarga e uma proporção de solução para sólidos de 4:1, pode identificar de forma mais eficaz potenciais componentes móveis. Testes em múltiplas rodadas também avaliam o impacto de diferentes condições químicas, como pH e concentração de cálcio, fornecendo dados para o projeto de tratamento de água. Esse método é rápido e de boa relação custo-benefício, adequado para fornecer subsídios iniciais para a viabilidade do projeto.
A análise geoquímica in situ simula cenários operacionais reais ao introduzir água com diferentes composições químicas em aquíferos ambientais ou bacias de infiltração. A água de recarga pode ser água de chuva captada ou água potável comercial, monitorando o movimento de uma "bolha" de água de recarga para observar as respostas geoquímicas. As amostras iniciais refletem as reações entre a água de recarga e a mineralogia do aquífero, enquanto as amostras posteriores indicam a ação combinada da água de recarga com a água subterrânea nativa e a mineralogia. A análise de íons conservativos, como cloreto, fornece informações hidrogeológicas, e o monitoramento até a recuperação das concentrações pode indicar as taxas de reação.
A mineralogia visual pode registrar evidências do estado redox do aquífero, como a presença de fases minerais de óxido de ferro, como a hematita. No entanto, a observação visual se limita a minerais suficientemente grandes sob ampliação; minerais de granulação fina requerem métodos adicionais, como DRX ou MEV-EDS. O MEV-EDS pode gerar imagens de retroespalhamento de partículas minerais de tamanho areia revestidas por óxido de ferro fino, para identificar a origem dos componentes.
A modelagem geoquímica utiliza dados laboratoriais e mineralógicos para simular as interações entre água subterrânea, água de recarga e minerais. A comparação da química da água simulada com medições reais pode ser usada para validar a precisão do modelo. Os resultados da modelagem podem prever a tendência de liberação de componentes pelos minerais ou o potencial de precipitação mineral, que pode levar ao entupimento de poros, reduzindo a permeabilidade do aquífero e a taxa de injeção.
Este método já foi aplicado com sucesso em vários projetos de MAR no Arizona, Califórnia, Colorado e Idaho, com objetivos que abrangem a prevenção da intrusão salina, o aumento da recarga de águas subterrâneas e o fortalecimento da resiliência climática. Os resultados indicam que a caracterização específica do local é fundamental para avaliar a viabilidade, orientar o projeto e alcançar os objetivos das empresas de serviços públicos, fornecendo informações essenciais para o projeto de sistemas de tratamento de água e ajudando as comunidades a utilizar com segurança a água recuperada como um recurso hídrico subterrâneo sustentável.
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