Chemical and isotopic tracers indicating groundwater/surface-water interaction within a boreal lake catchment in Finland

Abstract

Isotopos estaveis (δ18O, δD), a concentracao de silica dissolvida (DSi) e a composicao ionica principal foram usados para indicar a interacao aguas subterrâneas/aguas superficiais entre os aquiferos, os rios e um lago na bacia hidrografica do Lago Pyhajarvi de alta latitude, na Finlândia. Diferencas significativas foram registadas na quimica da agua entre as aguas subterrâneas e superficiais, especialmente na composicao do isotopo estavel e nas concentracoes de DSi, que poderiam ser utilizados como tracadores. Os dados de referencia sobre padroes isotopicos e hidrogeoquimica no ciclo hidrologico foram fornecidos por uma pesquisa de monitorizacao de um ano nesta area de bacia hidrografica em zona de neve. As proporcoes de aguas subterrâneas nos rios, no lago interior e num campo de captacao de aguas subterrâneas foram calculadas usando isotopos estaveis e DSi. Dois rios afluentes tiveram diferencas distintas na composicao quimica das suas aguas. A DSi tem potencial como marcador no ambiente do rio, enquanto isotopos estaveis foram mais aplicaveis no ambiente de lago. Localmente, perto da linha de costa do lago, o efeito da descarga de aguas subterrâneas na qualidade da agua do lago pode ser claramente observado. Alem disso, a infiltracao da agua do lago no aquifero pode ser observada perto dos pocos de bombeamento em terra. Essa infiltracao apresenta um risco potencial para a qualidade da agua dos pocos de abastecimento. A amostragem frequente e necessaria como parte da avaliacao do nivel de interacao aguas subterrâneas/aguas superficiais em bacias em zonas de neve, a fim de estimar a magnitude da variacao sazonal. Em estudos de interacao agua subterrânea/agua superficial, o degelo da primavera e eventos de grande precipitacao podem ser problematicos, tanto em termos de amostragem, como na interpretacao dos resultados.