VULNERABILIDADE, MONITORIZAÇÃO E RISCO DE CONTAMINAÇÃO
POR NITRATOS NA ZONA VULNERÁVEL DO TEJO
INTRODUÇÃO
A Zona Vulnerável do Tejo e seu enquadramento hidrogeológico.
Em virtude das características hidrogeológicas e da ocupação agrícola intensiva, no
dia 3 de Setembro de 2004, através da Portaria
1100/2004, o sector norte da zona aluvionar
do Tejo foi designado zona vulnerável à
poluição difusa de nitratos de origem agrícola
(ZVT). Esta região abrangendo os concelhos
da Golegã, Alpiarça, Santarém, Chamusca,
Vila Nova da Barquinha, Constância e Torres
Novas tem uma área aproximada de 19124 ha
não estando todavia integrada a área protegida
do Paúl de Boquilobo (Figuras 1 e 2).
As Aluviões do Tejo são uma unidade
aquífera constituída por alternâncias de areias
(finas e grosseiras) ou arenitos mais ou menos
argilosos, argilas e lodos, por vezes intercalados por seixos e calhaus, e cuja base é um
depósito de areias com seixos e calhaus.
Segundo os relatórios de sondagens efectuadas
no local, a maioria dos furos capta nas areias
de granulometria média com seixos e calhaus
(ver Figura 3). Ora tal modelo está em
concordância com ALMEIDA et al., 2000 que
indicam as areias e as cascalheiras da base dos
depósitos aluvionares como as unidades mais
transmissivas.
O escoamento subterrâneo dá-se em
direcção ao rio Tejo, funcionando este como
um eixo longitudinal de drenagem desta
unidade aquífera. Na margem direita, na área
da ZVT, os rios Almonda e Alviela, dependendo do potencial hidráulico do aquífero,
podem contribuir ou para a recarga desta
unidade aquífera ou este pode contribuir para
o caudal daqueles cursos de água. Há a registar
ainda fenómenos de drenância entre as
unidades aquíferas superficiais e as mais
profundas, aliás as mais produtivas, onde, em
certos locais, existiu outrora, artesianismo
repuxante.
Vulnerabilidade
A vulnerabilidade é a maior ou menor
capacidade de atenuação das camadas superiores do aquífero à passagem de poluentes. A
vulnerabilidade intrínseca é definida através
de características geológicas e hidrogeológicas, não se considerando por esse facto o
factor antrópico. Já a vulnerabilidade específica considera além das características intrínsecas do
meio algumas características específicas tais como a ocupação do solo ou o tipo
de contaminante. O uso de ambas as vulnerabilidades na caracterização do aquífero à
susceptibilidade à contaminação tem as suas
vantagens e desvantagens. Por vezes, tornase difícil caracterizar um sistema em que não
seja atribuído um peso importante à intervenção humana uma vez que esta na maioria
dos casos constitui um agente modelador do
meio. Por outro lado, utilizando-se, em ambas
as vulnerabilidades, parâmetros em que se
aplicam conhecimentos existentes à data, as
cartas de vulnerabilidade estão sempre sujeitas
a cartografias diferentes ao longo do tempo.
De qualquer modo a utilização de índices
de vulnerabilidade intrínseca como o
DRASTIC, (Aller et al.,1987) ou o AVI, (Stempvoort et al., 1993) e de vulnerabilidade
específica como o IS (Ribeiro, 2005) constituem
sempre uma primeira etapa em qualquer plano
de ordenamento e gestão de um sistema
aquífero.
Com o objectivo de corrigir duas das principais deficiências associadas ao índice
DRASTIC: a redundância entre parâmetros e
o sistema de ponderação arbitrário, foi expressamente desenvolvido um índice de
vulnerabilidade específico que ficou conhecido com o nome Índice de Susceptibilidade
(Ribeiro, 2005).
O IS como então ficou conhecido é uma
adaptação do índice de vulnerabilidade intrínseco DRASTIC. Foram só considerados 4 dos
7 parâmetros do índice DRASTIC: D, R, A,
T, deixando de fora os parâmetros S, I e C,
por se considerarem redundantes relativamente ao parâmetro A. Foi também adicionado
um novo parâmetro LU (Land Use), a ocupação do solo.
Os pesos atribuídos a cada parâmetro
também foram alterados em relação ao método
DRASTIC. Para avaliar a importância relativa
de cada um daqueles 5 parâmetros na construção do índice foi constituído, para esse
efeito, um painel DELPHI desta vez de especialistas portugueses em hidrogeologia e áreas
afins.
Desde a sua criação em 2000, que o IS tem
sido aplicado na avaliação do grau de
susceptibilidade à contaminação agrícola nos
seguintes estudos:
• Vulnerabilidade e risco de contaminação
agrícola no sistema aquífero dos gabros de
Beja (Serra et al., 2001; Ribeiro et al.,
2003).
• Vulnerabilidade aquífera e cartografia da
contaminação agrícola por pesticidas e
nitratos na região do Ribatejo ( Paralta et
al., 2001; Batista, 2003).
• Vulnerabilidade à contaminação agrícola
nos aquíferos da Campina de Faro e de
Luz de Tavira (Stigter et al., 2003, Stigter,
2005, Stigter et al., 2006).
Impacto dos perímetros de rega do Alqueva no sistema aquífero de MouraFicalho (Oliveira, 2004)
Impacto do perímetro de rega dos Minutos
no sistema aquífero de Évora- MontemorCuba (Mendes, 2004)
Impacto das alterações climáticas na
qualidade da água do aquífero dos gabros
de Beja (Nascimento et al., 2004, Nascimento & Ribeiro 2004, Veiga da Cunha
et al., 2005).
Para o mapeamento da vulnerabilidade da
água subterrânea à contaminação agrícola, na
área da Bacia Sedimentar do Tejo-Sado,
Paralta et al., 2001, utilizaram índices de
vulnerabilidade intrínseca (DRASTIC e
DRASTIC “Pesticide”), e de vulnerabilidade
específica (IS). Os resultados mostram
claramente que a zona do sistema aquífero das
Aluviões do Tejo é de alta vulnerabilidade à
contaminação agrícola (Figuras 4 e 5),
existindo uma elevada correspondência entre
as áreas com maior grau de vulnerabilidade e
os valores mais elevados de concentração de
nitratos e pesticidas observados nas águas
subterrâneas (Paralta et al., 2001; Batista,
2003).
MATERIAL E MÉTODOS
Monitorização
No decurso do projecto Agro 530, implementou-se uma rede de monitorização do
estado qualitativo da água subterrânea. Para
além da recolha de amostras de água de origem
subterrânea e superficial para análise de
nitratos, pesticidas e de outros parâmetros
físico-químicos, efectuou-se também uma
recolha de amostras para análise de isótopos
oxigénio-18 e deutério para ajudar à construção de um modelo conceptual de funcionamento hidráulico do sistema aquífero das
Aluviões do Tejo.
Para o estabelecimento da rede de monitorização, foram inventariadas captações
maioritariamente localizadas em áreas marcadamente de uso agrícola e com uma representatividade espacial significativa. Nesse desenho, tomou-se em conta os pontos de água que
possuíam já um historial de ocorrência de
pesticidas e nitratos anterior à execução deste
projecto (Cerejeira, 2000, 2003) (Figura 6).
Nas campanhas de monitorização tem
sido privilegiado o diálogo com os agricultores, para obtenção de informação sobre
práticas agrícolas tais como o uso de fertilizantes na água de dotação (fertirrega), a área
regada por captação, o período de rega e o
caudal de bombagem. Tais acções tem tido
também um objectivo de divulgação deste
projecto e de sensibilização dos agricultores
para um tema de grande actualidade como é o
de agricultura e o meio ambiente.
No ano de 2004 foram realizadas duas
campanhas, que decorreram de 17 a 20 de
Agosto e de 13 a 17 de Setembro, onde foram
colhidas amostras de água de origem
subterrânea e superficial (Quadro 1). Na
primeira campanha do projecto foram
analisados parâmetros hidroquímicos como
o sódio (Na+), o cálcio (Ca2+), o potássio (K+),
o magnésio (Mg2+), o ferro (Fe2+), o cloreto
(Cl-), o bicarbonato (HCO 3-), o carbonato
(CO3-2), o sulfato (SO42-), o nitrato (NO3-), o
manganês (Mn 2+), o boro (B 3+) e a sílica
(SiO 2 ). Foram igualmente analisados os
isótopos oxigénio-18 (18O) e o deutério (2H).
Colheram-se amostras para a análise de
pesticidas, seleccionados de acordo com dados
de uso disponíveis e da avaliação da sua
afinidade para a água e potencial de lixiviação
(recorrendo a modelação). As substâncias
activas e metabolitos sujeitos a análise nas
amostras de água colhidas foram: herbicidas
alacloro, atrazina, diclobenil, etofumesato,
metolacloro, metribuzina, pendimetalina,
prometrina, propazina, simazina, terbutilazina,
terbutrina e trifluralina; insecticidas clorpirifos, α e β-endossulfão, lindano e pirimicarbe
e metabolitos desetilatrazina (DEA) e
desisopropilatrazina-(DIA), metabolitos da
atrazina.
No Quadro 2 apresentam-se os pontos de
água monitorizados no ano de 2005 com
indicação da sua origem. As três campanhas
realizaram-se de 22 a 24 de Março, de 5 a 7 de
Julho e em Setembro nos dias 27 e 28.
Em todos os pontos monitorizados foram
medidos parâmetros físico-químicos “in situ”
como a condutividade eléctrica e o pH.
As épocas de amostragem de água foram
seleccionadas de modo a cobrir os diversos
períodos de actividade agrícola, nomeada-
mente a rega e os de tratamentos com
fertilizantes e pesticidas.
RESULTADOS
Nitratos
Análise estatística
Foi realizado primeiramente um tratamento estatístico clássico sobre os valores de
concentração dos nitratos de captações, com
o intuito de avaliar o comportamento dos
teores de nitratos em dois anos consecutivos
no período do Verão. Para tal foram comparados os valores de nitratos dos pontos de
água subterrâneos comuns ao Verão de 2004
(datados de 17 a 20 de Agosto e de 13 a 17 de
Setembro) e ao Verão de 2005 (datados de 5 a
7 de Julho).
Na Figura 7 apresentam-se os diagramas
de extremos e quartis relativos aos teores de
nitratos de Julho e Agosto de 2004 e de Julho
de 2005.
Para a elaboração destes diagramas foram
utilizados valores de nitratos observados em
14 captações na margem esquerda e em 19
situadas na margem direita.
Na margem esquerda foi registada uma
diminuição dos valores medianos de concentração dos nitratos do Verão de 2004 para
o Verão de 2005, respectivamente, de 34 mg/l
para 18 mg/l.
A variável apresenta sempre, em ambas
as épocas, uma distribuição assimétrica
positiva, com valores medianos abaixo do
valor limite legal de 50 mg/l. No Verão de 2004,
ocorre uma maior dispersão dos valores com
valores de concentração máxima de 144 mg/l
em 2004 e de 68 mg/l em 2005. O gráfico mostra
igualmente que ocorreu um nítido decréscimo
das concentrações de nitratos do Verão de
2004 para o Verão de 2005.
Na margem direita os valores medianos
de concentração de nitratos estão, para os 2
anos, acima do valor de 50 mg/l. No Verão de
2004 obteve-se um valor mediano de 64 mg/
l superior ao valor de 56 mg/l observado no
Verão de 2005.
Análise geoestatística
A utilização de técnicas geoestatísticas de
indicatriz permite a elaboração de mapas de
probabilidade dos valores de um parâmetro
excederem um determinado valor de corte.
Estes mapas são muito úteis para os decisores,
devido à sua fácil interpretação, havendo a
possibilidade de produzir tantos mapas
quantos os valores limite utilizados (Ribeiro
et al., 1997; Ribeiro, 1998; Paralta & Ribeiro,
2000; Ribeiro & Paralta, 2002; Stigter, 2005).
A ideia base da krigagem da indicatriz é a
discretização da amplitude de variação dos
dados de concentração de nitratos por um
conjunto de valores de corte, que no nosso
caso, será o de 50 mg/l estipulado no DecretoLei 235/97. Cada valor de concentração de
nitratos original é transformado binariamente
no valor 1 se exceder um valor limite e 0 no
caso contrário.
Foram utilizados apenas os dados comuns
aos dois anos (campanhas de Agosto e
Setembro de 2004 e de Julho de 2005). Foram
utilizados, na margem direita, 19 pontos e
apenas 14 na margem esquerda.
Na Figura 8 pode-se observar os semivariogramas experimentais omnidireccionais
e os modelos esféricos ajustados para o Verão
de 2004.
Da interpolação, por krigagem, da variável
indicatriz obtêm-se mapas de iso-probabilidades da concentração de nitratos da água subterrânea poder exceder os 50 mg/l (Figura 9).
Os resultados mostram, que na margem
direita das Aluviões do Tejo, as áreas de maior
probabilidade de ocorrência de teores nitratos
acima dos 50 mg/l localizam-se na área
envolvente da Golegã e da Azinhaga. Na margem esquerda das Aluviões, a área circundante
da Chamusca apresenta igualmente um maior
risco de contaminação, com valores de
probabilidade acima dos 75%.
Pesticidas
No sentido de proteger a qualidade da água
e prevenir riscos para a saúde humana, foram
implementadas várias Directivas a nível da
Comunidade Europeia, como a Directiva 80/
/778/CEE e Directiva 98/83/CE, relativas à
qualidade da água destinada ao consumo
humano. Com estas Directivas foram fixadas
concentrações máximas admissíveis (valores
paramétricos) de pesticidas na água de consumo humano, de 0,1 mg/L para os pesticidas
individuais e de 0,5 mg/L para a totalidade dos
pesticidas presentes na água. De referir que
com este valor de 0,1 mg/L, inicialmente
definido no âmbito da Directiva 80/778/CEE,
a Comissão Europeia expressou o seu ponto de
vista, segundo o qual os pesticidas não devem
estar presentes na água para consumo humano.
De facto, este valor, que não se baseia em
estudos toxicológicos, traduz um princípio de
precaução, tendo sido estabelecido com base
nos limites de detecção dos métodos analíticos
existentes à data da sua primeira referência.
No âmbito da Directiva-Quadro da Água
foi definida uma lista de substâncias prioritárias, a ser revista periodicamente, que inclui
vários pesticidas: alacloro, atrazina, clorfenvinfos, clorpirifos, diurão, endossulfão, HCH,
hexaclorobenzeno, isoproturão, lindano,
pentaclorofenol, simazina e trifluralina.
Na Proposta de Directiva do Parlamento
Europeu e do Conselho relativa à protecção
das águas subterrâneas contra a poluição, foi
também definido o valor de 0,1 mg/L como
norma de qualidade para os pesticidas na água
subterrânea.
Com os estudos desenvolvidos no âmbito
do projecto AGRO 530, pretende-se contribuir
para o desenvolvimento de uma rede de
monitorização, não só de nitratos, mas também
de pesticidas, bem como para a criação de um
sistema de apoio à decisão, de forma a auxiliar
os técnicos agrícolas e os agricultores da região
a fazerem uma melhor gestão de factores que
influenciam a ocorrência de contaminações
por pesticidas e nitratos nos recursos hídricos
subterrâneos, visando uma agricultura sustentável e redução dos impactes ambientais.
No âmbito do referido projecto, apresentase uma síntese dos resultados preliminares
obtidos, em 2004 e 2005, relativamente à
frequência de detecção dos pesticidas e/ou
metabolitos em análise em amostras de água
subterrânea colhidas em ecossistemas agrícolas da Zona Aluvionar do Tejo. Os valores
das concentrações de pesticidas e/ou metabo-
litos obtidos na campanha do Verão de 2004
foram, ainda, utilizados para a elaboração de
uma carta de risco, com sobreposição espacial
dos níveis totais de pesticidas obtidos na
campanha de Março de 2005.
Para além destes resultados relativos a
águas subterrâneas, obtiveram-se, também,
resultados referentes à exposição e efeitos de
pesticidas em águas superficiais da Zona
Aluvionar Norte do Tejo (Amaral, 2004;
Barros, 2005) que, como referido, não se
incluem no presente trabalho.
No total de 89 amostras de água subterrânea colhidas em 2004, observou-se em 27%
das amostras a detecção de, pelo menos, um
dos pesticidas e/ou metabolitos em análise,
sendo que, em 146 amostras de água subterrânea colhidas em 2005, a frequência de
detecção de, pelo menos, um pesticida e/ou
metabolito, foi de 38% (Quadro 3).
No total de amostras de água subterrânea
analisadas em 2004 e 2005, 19% apresentaram
níveis de, pelo menos, um dos compostos,
superiores a 0,1 mg/L, valor paramétrico em
águas para consumo humano (Decreto-Lei
n.º 243/01). Nas amostras provenientes de
captações de abastecimento público e privadas
observou-se, respectivamente, que em 6 e 23%
das amostras analisadas em 2004, a concentração de, pelo menos, um dos pesticidas e/ou
metabolitos foi superior a 0,1 mg/L, sendo que,
em 2005, foi de 6% e 21% (Quadro 3).
No Quadro 4 apresenta-se a frequência de
detecção, para cada um dos pesticidas e metabolitos analisados, das amostras de água
subterrânea colhidas em 2004 e 2005.
Os pesticidas e metabolitos que apresentaram maiores frequências de detecção,
nomeadamente em concentrações superiores
a 0,1mg/L, foram a atrazina, o metabolito da
atrazina-desetilatrazina (DEA) e alacloro.
Foram também detectados, com menor frequência, o etofumesato, metolacloro, simazina,
lindano, a-endossulfão, metribuzina, bendossulfão e prometrina. O insecticida clorpirifos e o metabolito da atrazina-desisopropilatrazina (DIA) foram detectados pontualmente (Quadro 4). De referir que os pesticidas diclobenil, pendimetalina, pirimicarbe,
propazina, terbutilazina, terbutrina, trifluralina
foram sujeitos a análise, mas não foram
detectados nas amostras de água subterrânea,
em 2004 e 2005.
De referir que a atrazina e a simazina se
encontram entre os pesticidas mais frequentemente detectados em águas subterrâneas, a
nível mundial e em estudos anteriormente
efectuados em Portugal. Por este motivo,
ambos foram excluídos do Anexo I da
Directiva 91/414/CEE, após o processo de
reavaliação das substâncias activas, no âmbito
da referida Directiva, tendo sido estipuladas
as datas de retirada de mercado, em Portugal,
de 10/09/2005 para a simazina e 31/12/2007
para a atrazina. Os resultados obtidos para a
atrazina, pesticida mais frequentemente
detectado, particularmente em concentrações
superiores a 0,1mg/L, resultam do seu importante uso, elevado potencial de lixiviação
e vulnerabilidade hidrogeológica da região.
De salientar a ocorrência conjunta de
vários pesticidas nas amostras de água subterrânea, pelo que se reveste de elevada importância a determinação dos níveis totais de
pesticidas, bem como a avaliação da sua
distribuição espacial. Assim, apresenta-se na
Figura 10 a variação espacial dos resultados
obtidos, relativos aos níveis totais de pesticidas
(somatório da concentração dos vários pesticidas detectados, mg/L), na campanha de
Março de 2005, sobrepostos à carta de risco
calculada para a campanha de 2004 (probabilidade dos níveis totais de pesticidas excederem 0,5mg/L).
Para alguns locais de amostragem,
constatou-se uma variação dos níveis dos
pesticidas e metabolitos detectados, o que
poderá estar relacionado com o período de
aplicação dos pesticidas e da rega.
CONCLUSÕES
Da aplicação de vários métodos de
avaliação de vulnerabilidade, quer intrínsecos,
quer específicos ao sistema aquífero aluvionar
do Tejo, conclui-se que esta extensa área é de
alta vulnerabilidade à contaminação de origem
agrícola.
Os valores elevados quer de nitratos, quer
de pesticidas, observados em diversas
captações comprovam esse facto, o que levou
a Comunidade Europeia a designar, num
primeiro a tempo, a zona norte como zona
vulnerável de acordo com a Directiva 91/676
O projecto AGRO 530 pretende ser um
complemento do plano de acção da ZVT, e
como tal foi implementada uma rede de
monitorização específica, a ser operada no
futuro pela entidade competente, que é a
DRARO.
Uma análise estatística dos valores de nitratos mostrou que, tanto na margem esquerda,
como na margem direita das Aluviões do Tejo
existe uma contaminação generalizada das
águas subterrâneas com valores medianos mais
elevados na 2ª margem.
Com o auxílio de técnicas geoestatísticas
de indicatriz foram elaborados mapas de isoprobabilidade dos teores de nitratos excederem
os 50 mg/l. Os mapas obtidos, quer em 2004,
quer em 2005, mostram que as áreas envolventes da Golegã e da Azinhaga, na margem
direita, e a área circundante da Chamusca, na
margem esquerda, são as que apresentam
maior risco e por esse motivo prioritárias ao
estabelecimento dum plano de acção, conducente à redução progressiva dos nitratos nas
águas subterrâneas.
Ocorrem ainda na água subterrânea desta
área diversos pesticidas, em concentrações
superiores a 0,1mg/L, em particular os herbicidas atrazina (e seu metabolito desetilatrazina, DEA) e alacloro, devido ao potencial
de lixiviação e à elevada vulnerabilidade
hidrogeológica da região.
Os resultados obtidos reforçam a necessidade urgente de desenvolver um sistema de
apoio à decisão, particularmente para o uso
sustentável de fertilizantes azotados e de
pesticidas nas principais culturas do sector
norte do sistema aquífero das Aluviões do
Tejo, especialmente naquela áreas mais
susceptíveis à poluição.
