Assessment of Groundwater Quality from the Belém Based on Physicochemical Parameters and Levels of Trace Elements Using Multivariate Analysis

Abstract

Groundwater were sampled at 17 sampling locations of five districts of Belém City (Pará State, Brazil) in 2011, with objective of evaluate the quality of groundwater sampled in tubular wells potentially used for human consumption. For all groundwater samples were analyzed seven physicochemical parameters and nine trace elements determined by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF AAS). From these results and to better understand the physical and chemical behavior of these waters, multivariate methods such as principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster analysis (HCA) were used to conduct a more thorough evaluation of the original data. The physicochemical parameters studied showed that the groundwater sampled in tubular wells from districts of Marco and Sacramenta had the highest total dissolved solids (140.0 to 244.5 mg L-1), electrical conductivity (198.3 to 340.2 µS cm-1) and turbidity (1.75 to 2.75 UNT) values, indicating the influence of anthropogenic activities contamination in the region, mainly related to the discharge of domestic effluents. In groundwater samples were found 10.4 to 460.5 µg L-1 Fe, 2.0 to 35.2 µg L-1 Cu, < LOD (0.08 µg L-1) to 0.68 µg L-1 Cd, < LOD (0.02 µg L-1) to 5.7 µg L-1 Cr, < LOD (0.01 µg L-1) to 2.3 µg L-1 Ni and < LOD (0.10 µg L-1) to 13.5 µg L-1 Pb. Furthermore, PCA explained 85.8% of the total variance, while the HCA confirmed the correlations found in PCA, allowing evaluating the degree of similarity between samples and identifying the districts most prone to groundwater contamination.

Simultaneous determination of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons in groundwater by GC-FID after solid-phase extraction

“…As a consequence of the urban expansion and development, they were transformed into open sewers, receiving domestic and industrial effluents without any previous treatment [7]. The area under study has high population density, old sewage network, large number of resellers of oil-derived fuels (gasoline and diesel) and most residences in the area use in situ sanitation system and groundwater from the Barreiras aquifer for human consumption [8].…”

“…In the urban area of the city of Belém, state of Pará, a large number of residential condominiums and private households use tubular and excavated Amazonas-type wells as source of groundwater from the Barreiras aquifer (hydrogeological body), being the most explored in the region [7]. It is important to highlight that the Barreiras aquifer, in its great extension, is a shallow, free to semiconfined reservoir, with depth between 25 and 90 m [8]. In addition, these wells are most often drilled without taking into account the hydrogeological aspects of this aquifer and the proximity of wells (septic or rudimentary) and fuel stations, which are not always built according to technical criteria recommended by the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT) [2,3].…”

“…Contamination of this source of water can cause damage to the environment and consequently to human health due to exposure to PAH, as they are substances classified by the International Agency for Research on Cancer (IARC) [20] as carcinogenic and/or mutagenic, highly toxic and bioaccumulative [21][22][23]. As a consequence, the use of these tubular wells as a source of water supply for human consumption becomes unfeasible [8].…”

Aplicação da Análise Multivariada e da Resolução CONAMA 357/2005 para Análise da Qualidade de Água em Rios de Pernambuco (Application of Multivariate Analysis and Resolution CONAMA 357/2005 for Analysis of Water Quality in Rivers of Pernambuco)

“…12) em que eles são agrupados em grupos distintos. A análise de componente principal (PCA) é uma ferramenta de compreensão, utilizada com o objetivo de reduzir a dimensionalidade de um conjunto de dados e detectar variáveis mais significativas com o mínimo de perda dos dados originais, preservando o máximo de informação possível (Carvalho et al, 2015). Girão et al (2007), na seleção de indicadores de qualidade da água no rio Jaibaras utilizando-se a análise de componentes principais, verificaram que o primeiro, o segundo e o terceiro componente principal para um ponto de coleta em análise, explicaram, respectivamente, 37,57%, 30,87% e 11,57% da variância total dos dados, concentrando em três dimensões 80,19% das informações.…”

O processo de crescimento urbano e os impactos nas Bacias Hidrográficas do Município de Manaus entre 1860 – 1990

“…Na região urbana da Cidade de Parauapebas, Sudeste do Estado do Pará, uma grande quantidade de condomínios residências e domicílios particulares utilizam para abastecimento, poços tubulares e escavados do tipo "Amazonas" como fonte de captação de água de mananciais subterrâneos, proveniente de corpo hidrogeológico (CARVALHO et al, 2019). Além disso, estes poços são perfurados, na maioria das vezes, sem levar em consideração os aspectos hidrogeológicos desse manancial e as proximidades de fossas (sépticas ou rudimentares) e esgotos, nem são sempre construídos obedecendo a critérios técnicos recomendados pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), apresentando grande vulnerabilidade à contaminação (CARVALHO et al, 2015, CARVALHO et al, 2020. No Brasil, existem duas legislações vigentes para avaliação da qualidade da água, a Portaria Nº 2914/2011 do Ministério da Saúde trata dos procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água subterrânea e superficial para consumo humano, relativas aos padrões de potabilidade (MS, 2011) e, a Resolução Nº 396/2008 do Conselho Nacional do Meio Ambiente estabelece a classificação das águas subterrâneas e as diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como algumas definições relacionadas à suas características e os padrões estabelecidos conforme o seu uso (CONAMA, 2008).…”