O método de datação 3H/3He e suas aplicações para águas subterrâneas

Resumo

A determinação dos tempos de residências das águas subterrâneas é uma ferramenta importante na quantificação e gestão correta dos recursos hídricos. Por definição, a idade da água subterrânea indica o tempo decorrido entre a sua recarga no aquífero e o momento em que é tomada a amostra de água subterrânea. Se essa amostra for tomada no ponto de descarga de um aquífero, a idade representa o tempo de trânsito da água subterrânea. Águas subterrâneas recarregadas nas últimas décadas são consideradas jovens. Em muitas áreas, a qualidade e a quantidade dessas águas têm sido impactadas por atividades humanas, fazendo com que a datação dessas águas seja útil na quantificação dos fluxos de água e contaminantes para o interior e através dos aquíferos. Esta revisão enfoca a aplicação do método do trítio-hélio (³H/³He), uma técnica robusta e amplamente aplicada de datação dos tempos de residência de águas subterrâneas recentes. O artigo apresenta o desenvolvimento do método ³H/³He e considerações práticas relativas a amostragem de água subterrânea em aquíferos rasos não confinados. Ao longo do texto são enfatizados algumas ferramentas disponíveis: (1) software educacional para construir intuição em torno da datação da água subterrânea e seleção de locais de amostragem e (2) software que pode ser usado para calcular a idade ³H/³He a partir de dados de gases nobres e 3H. Também são destacados os pontos fortes e as incertezas potenciais associadas ao método. Por exemplo, enquanto outras técnicas de datação requerem um registro histórico conhecido da concentração do traçador na atmosfera, a técnica de datação ³H/³He não requer tais registros históricos. Por outro lado, o método ³H/³He requer a medição de dois traçadores para produzir uma estimativa da idade da água subterrânea (“idade aparente” ou “idade do traçador”). Medições precisas de ³H e gases nobres, além de uma análise cuidadosa dos dados de gases nobres necessários ao cálculo do ³He tritiogênico (isto é, a porção de ³He derivada do decaimento radioativo do ³H no aquífero), são necessárias para calcular a idade aparente da água subterrânea. As técnicas de amostragem para gases nobres são desafiadoras e requer amostradores específicos. Também são abordados métodos básicos de amostragem nesta revisão, apesar da recomendação de que os trabalhos de campo devam ser efetuados em estreita colaboração com o laboratório responsável pelas determinações das concentrações de gases nobres, como forma de se utilizar amostradores corretos e avaliar as condições de campo e/ou a viabilidade geral dos projetos. Por último, a revisão destaca as recentes aplicações do método ³H/³He, incluindo estimativa de taxa de recarga, caracterização de histórias de entrada de contaminantes para aquíferos, quantificação de tempos de trânsito de água subterrânea por amostragem em pontos de descarga de aquíferos e o uso de dados de isótopos para elaborar modelos numéricos e estatísticos de movimento da água subterrânea e contaminantes no subsolo.