UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Instituto de Geociências ISABELLA LONGHI BULIA HIDROGEOQUÍMICA DE ÁGUAS MINERAIS ENVASADAS DO ESTADO DE SÃO PAULO CAMPINAS 2017 ISABELLA LONGHI BULIA HIDROGEOQUÍMICA DE ÁGUAS MINERAIS ENVASADAS DO ESTADO DE SÃO PAULO DISSERTAÇÃO APRESENTADA AO INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS PARA OBTENÇÃO DO TÍTULO DE MESTRA EM GEOCIÊNCIAS NA ÁREA DE GEOLOGIA E RECURSOS NATURAIS ORIENTADORA: PROFA. DRA. JACINTA ENZWEILER ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELA ALUNA ISABELLA LONGHI BULIA E ORIENTADA PELA PROFA. DRA. JACINTA ENZWEILER CAMPINAS 2017 Agência(s) de fomento e nº(s) de processo(s): CAPES Ficha catalográfica Universidade Estadual de Campinas Biblioteca do Instituto de Geociências Cássia Raquel da Silva - CRB 8/5752 Bulia, Isabella Longhi, 1991- B871h Hidrogeoquímica de águas minerais envasadas do Estado de São Paulo / Isabella Longhi Bulia. – Campinas, SP : [s.n.], 2017. Orientador: Jacinta Enzweiler. Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências. 1. Água (Geoquímica). 2. Águas minerais. 3. Hidrogeologia. 4. Terras raras. I. Enzweiler, Jacinta,1955-. II. Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Geociências. III. Título. Informações para Biblioteca Digital Título em outro idioma: Hydrogeochemistry of bottled mineral waters of São Paulo State Palavras-chave em inglês: Waters (Geochemistry) Mineral waters Hidrogeology Earths, Rare Área de concentração: Geologia e Recursos Naturais Titulação: Mestra em Geociências Banca examinadora: Jacinta Enzweiler [Orientador] Sueli Yoshinaga Pereira Reginaldo Antonio Bertolo Data de defesa: 22-06-2017 Programa de Pós-Graduação: Geociências UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS AUTORA: Isabella Longhi Bulia “Hidrogeoquímica de águas minerais envasadas do Estado de São Paulo ORIENTADORA: Profa. Dra. Jacinta Enzweiler Aprovado em: 22 / 06 / 2017 EXAMINADORES: Profa. Dra. Jacinta Enzweiler - Presidente Profa. Dra. Sueli Yoshinaga Pereira Prof. Dr. Reginaldo Antonio Bertolo A Ata de Defesa assinada pelos membros da Comissão Examinadora, consta no processo de vida acadêmica do aluno. Campinas, 22 de junho de 2017. SÚMULA CURRICULAR Isabella Longhi Bulia É geóloga pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) no ano de 2014. Ingressou seu Mestrado pelo programa de pós-graduação em Geociências da Unicamp em 2015, tendo como tema principal de sua pesquisa a hidrogeoquímica de águas envasadas do Estado de São Paulo. Durante o período de Mestrado trabalhou como estagiária no Programa de Estágio Docente (PED) das disciplinas “Geoquímica Analítica” (2015) e “Geoquímica” (2016) no IG/UNICAMP. Durante a graduação trabalhou em um projeto de pesquisa de Iniciação Científica (PIBIC), quota 2012/2013, com temática na caracterização geoquímica das rochas reservatório e das águas subterrâneas dos aquíferos do campus da Unicamp. Foi destaque em primeiro lugar dentre os alunos formandos de 1S/2014 do curso de Geologia da Unicamp. 1. Formação Acadêmica 2009-2014 Graduação em Geologia Universidade Estadual de Campinas, Unicamp, Campinas Trabalho de Conclusão de Curso (TCC): Caracterização hidrogeoquímica das águas subterrâneas de aquíferos de Barão Geraldo, Campinas (SP) Orientadora: Jacinta Enzweiler 2. Histórico profissional Mar/16-Jul/16 Bolsista PED (Programa de Estágio Docente) da disciplina GEOQUÍMICA (GE503), de responsabilidade do Prof. Dr. Wanilson Luiz Silva Ago/15-Dez/15 Bolsista PED (Programa de Estágio Docente) da disciplina GEOQUÍMICA ANALÍTICA (GE511), de responsabilidade da Profa. Dra. Jacinta Enzweiler 3. Produção Bibliográfica Artigos completos em Periódicos Bulia I.L. & Enzweiler J. 2015. Elementos terras raras e urânio em água subterrânea sob influência de aquíferos distintos em Campinas (SP). Revista Brasileira de Águas Subterrâneas, 29:224-243. Resumos publicados em anais de congresso Bulia I.L. & Enzweiler J. 2015. Lanthanides and Uranium in Groundwater Under Influence of Distinct Aquifers. In: Goldschmidt 2015, Praga. Goldschmidt 2015, 2015. Bulia I.L. & Enzweiler J. 2013. Caracterização geoquímica das rochas reservatório e das águas subterrâneas dos aquíferos do campus da UNICAMP. In: XX Congresso de Iniciação Científica da Unicamp. Trabalhos completos publicados em anais de congressos Bulia I.L. & Enzweiler J. 2016. Hidrogeoquímica de águas minerais envasadas do Estado de São Paulo. In: Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas, 19, Anais, 20 p. AGRADECIMENTOS Agradeço, primeiramente, à minha mãe, Nelma, quem me apoiou, incentivou e, principalmente, ofereceu o suporte necessário nos momentos mais difíceis. À minha orientadora Profa. Dra. Jacinta Enzweiler pela dedicação, atenção e críticas construtivas durante o desenvolvimento deste trabalho e que já me acompanha e auxilia desde projetos anteriores. A todos os meus colegas que estiveram presentes e me ajudaram em mais essa etapa. Aos Profs. Drs. Sueli Yoshinaga Pereira, Alexandre Vidal, Wanilson Luiz Silva, Alessandro Batezelli, Ricardo Perobelli Borba, Alfredo Borges de Campos, Reginaldo Bertolo e Didier Gastmans que se dedicaram a me auxiliar neste trabalho. À equipe de suporte dos laboratórios, Lúcia Helena dos Santos Carvalho, Maria Aparecida Vendemiatto, Margareth Sugano Navarro e Érica Martini Tonetto, pela dedicação e paciência que tiveram comigo no desenvolvimento das atividades laboratoriais. A todo o pessoal do Instituto de Geociências da Unicamp pelo suporte, em especial à Valdirene Pinotti e à Dona Raimunda. Às geólogas Sibele Ezaki e Mara Iritani do Instituto Geológico pelo fornecimento do mapa vetorizado das águas subterrâneas do Estado de São Paulo. À CPRM, pela disponibilização da lista contendo as fontes de águas minerais analisadas desde de 2012 no Estado de São Paulo. Ao pessoal da Estat Jr, pelos auxílios prestados e dedicação. À CAPES, agência financiadora de minha pesquisa. As opiniões, hipóteses e conclusões ou recomendações expressas neste material são de responsabilidade do autor e não necessariamente refletem a visão da CAPES. A todos os profissionais que gentilmente cederam amostras e colaboraram para esta pesquisa. A todos aqueles que estiveram ao meu lado, Muito obrigada! RESUMO A composição química das águas subterrâneas resulta de diversos fatores, porém o mais determinante é a interação com os litotipos hospedeiros. Águas minerais envasadas são essencialmente águas subterrâneas e, por isso, podem ser uma forma alternativa de amostragem destas. A composição hidroquímica de sessenta e oito fontes de águas minerais envasadas, representativas dos principais sistemas aquíferos do Estado de São Paulo, foi estudada com o objetivo de verificar se ela reflete a interação com os substratos hospedeiros. As litologias das unidades aquíferas do Estado de São Paulo são do Escudo Sudeste e da Bacia do Paraná. A maior parte das águas minerais amostradas era pouco mineralizada, com pH próximo ao neutro e continha bicarbonato, sódio e cálcio como íons principais. Dados físico-químicos e composicionais permitiram distinguir subgrupos que espelham a heterogeneidade geológica do estado e cálculos de relações iônicas (dedução rocha-fonte) mostraram que o intemperismo de plagioclásio influencia a composição da maioria das águas estudadas. A comparação dos dados obtidos com as composições de águas subterrâneas descritas na literatura confirmou que as águas minerais representam, majoritariamente, os respectivos sistemas aquíferos. Algumas amostras apresentaram composição distinta do seu grupo, o que possivelmente se deve à influência antrópica e/ou variações hidrogeoquímicas locais. A análise por agrupamentos, no entanto, revelou que o fator predominante para a classificação das amostras foi a sua condutividade elétrica ao invés do sistema aquífero, o que foi atribuído à não-homogeneidade das composições químicas dentro de cada unidade aquífera. As concentrações dos elementos terras raras (ETR), determinadas em número restrito de amostras, dividiram as amostras em dois subgrupos em função da ordem de grandeza dos seus valores. Aquele subgrupo com maiores totais de ETR correspondeu ao das águas mais ácidas e pouco mineralizadas, enquanto o segundo subgrupo é constituído por amostras com menores totais de ETR e apresentou maior heterogeneidade composicional. As distribuições normalizadas dos ETR são variáveis entre as amostras e puderam ser associadas a contribuições da rocha encaixante em vários casos, mas fracionamentos também foram observados e atribuídos às características do meio. Palavras-chave: Hidrogeoquímica; Águas minerais envasadas; Interação água/rocha; Elementos Terras Raras. ABSTRACT The chemical composition of groundwater results from many factors, but the most determinant is the interaction with the host lithotypes. Essentially, bottled mineral waters are groundwater and, therefore, can be an alternative way of sampling them. The hydrochemical composition of sixty-eight sources of bottled mineral waters, representative of the main aquifer systems of the São Paulo State, was studied to verify if it reflects the interaction with the host substrates. The lithologies of the aquifer units of São Paulo State are part of the Brazilian Southeastern Shield and the Paraná Basin. The majority of samples was low mineralized, had circumneutral pH and contained bicarbonate, sodium and calcium as main dissolved ions. Physicochemical and compositional data allowed distinguishing subgroups that reflect the geological heterogeneity of the state and ionic relations (source-rock