PREFÁCIO
1 O CICLO HIDROLÓGICO
Composição da água da chuva
Hidrologia
Água subterrânea
Águas subterrâneas como recurso e contaminação de águas subterrâneas
Tipos de água não meteóricos
Termos Químicos em Hidrologia
Leitura sugerida
2 FUNDO QUÍMICO
Unidades e terminologia
Termodinâmica de Equilíbrio
Constante de equilíbrio
Medições de desequilíbrio
Relações Atividade-Concentração
Atividades das Espécies Iônicas
Formação Complexa
Constantes de equilíbrio aparente
Códigos de computador
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
3 O SISTEMA DE CARBONATO E CONTROLE DE PH
Sistema de Ácido Carbônico
Curvas de alcalinidade e titulação
Titulação de alcalinidade
Gran Plots
Solubilidade em carbonato de cálcio
Dolomita
Calcita com alto teor de magnésio
Águas subterrâneas e superficiais em terrenos carbonáticos
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
4 MINERAIS DE ARGILA E TROCA CATIÔNICA
Mineralogia e Composição
Brucita [Mg(OH)2] e gibbsita [Al(OH)3]
Caulinita e minerais relacionados
2:1 Minerais de argila
Clorito
Argilas de camada mista
Sepiolita e paligorskita
Propriedades coloidais
A camada dupla
Filtração por membrana
lon Exchange
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
5 ADSORÇÃO
Equações empíricas
Coeficiente de distribuição linear
Isoterma de Freundlich
Isoterma de Langmuir
Complexação de superfície
Equilíbrio ácido-base
Adsorção de cátions metálicos
Adsorção de ânions
A dupla camada elétrica
Modelagem de adsorção com MINTEQA2
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
6 COMPOSTOS ORGÂNICOS EM ÁGUAS NATURAIS
Matéria orgânica natural
Estrutura de Solutos Orgânicos Naturais
Grupos Funcionais
Substâncias Húmicas
Carbono Orgânico Dissolvido (DOC) em Ambientes Naturais
Poluentes orgânicos
Solubilidade e propriedades relacionadas
Adsorção
Biodegradação e Biorremediação
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
7 EQUILÍBRIOS REDOX
O eletrodo de hidrogênio padrão e as convenções termodinâmicas
Uso de Eh como uma variável
Uso de pe como variável
Definição de pe e Eh por pares redox
Medição de Eh
Cálculos redox usando WATEQ4F
Diagramas de pH-pHe e Eh-pH
Sistema Fe-O-H2O
Sistema Fe-O-H2O-CO2
Sistema Fe-O-H2O-S
Diagramas de Eh-pH
Diagramas de Pressão Parcial ou Fugacidade-Fugacidade
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
8 CONDIÇÕES REDOX EM ÁGUAS NATURAIS
Fotossíntese
Respiração e decadência
Buffer redox
Lagos
O Oceano
Água subterrânea
Resumo
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
9 METAIS PESADOS E METALÓIDES
Fontes de metais pesados
Especiação
Matéria Orgânica e Formação de Complexos
Controle de Solubilidade de Equilíbrio
Solubilidade em reações redox
Diagramas de pH-pHe e Eh-pH
Depósitos de urânio roll-front
Controles de adsorção e coprecipitação
Adsorção por óxidos de ferro hidratado e manganês
Adsorção por silicatos e carbonatos
Adsorção por matéria orgânica sólida
Absorção por organismos vivos
Comportamento de elementos específicos
Cobre, zinco, cádmio e chumbo
Arsênico e selênio
Cromo
Mercúrio
Resumo
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
10 RELAÇÕES DE ESTABILIDADE E EQUILÍBRIOS DE SILICATOS
Equilíbrios de solubilidade (solução congruente)
Solubilidade de silicatos de magnésio
Solubilidade do gibbsita
Solubilidade de aluminossilicatos
Solução incongruente e diagramas de estabilidade
Incerteza em Diagramas de Estabilidade Mineral
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
11 CINÉTICA
Nucleação
Dissolução e Crescimento
Mecanismos de reação de superfície
Controle de difusão
Dissolução de calcita em água do mar
Crescimento de calcita e aragonita na água do mar
Dissolução de silicatos
Efeito da composição da solução nas taxas de dissolução
Taxas relativas de dissolução de diferentes minerais
Comparações entre as taxas de dissolução de laboratório e de campo
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
12 INTEMPERISMO E QUÍMICA DA ÁGUA
Formação do solo
A abordagem de balanço de massa para processos de captação e reações de intemperismo mineral
Processos de captação
Reações de intemperismo mineral
Cálculos de balanço de massa em sistemas de águas subterrâneas
A abordagem termodinâmica para reações de intemperismo mineral
A abordagem estatística
Estudos de caso
Sistema do Rio Mackenzie, Canadá
Sistemas dos rios Amazonas e Orinoco
Montanhas Absaroka, Wyoming
Mattole River, Califórnia
Montanhas Cascade, Washington; Vale do Lago (Colorado)
Montanhas Adirondack, Nova York
Águas de rochas ultramáficas
Rio Reno
Resumo
Controles termodinâmicos na formação de minerais argilosos
Fatores ambientais e química da água
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
13 ÁGUA ÁCIDA
Acidez e alcalinidade
Solubilidade do hidróxido de alumínio
Deposição ácida
Troca catiônica
Mobilidade e troca aniônica
Processos que afetam a mobilidade do sulfato
Processos biológicos
Intemperismo químico
Modelos Integrados
Efeitos ambientais
Drenagem ácida de mina
Previsão da Geração de Ácido
Prevenção da Geração de Ácido
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
14 ISÓTOPOS
Isótopos estáveis
Processos de Fracionamento
18O/16O e D/H
13C/12C
34S/32S
15N/14N
Isótopos radioativos
Trítio
14C
Cloro-36
Radão 222
Isótopos radiogênicos: estrôncio-87
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
15 EVAPORAÇÃO E ÁGUAS SALINAS
Evaporação da água de nascente de Sierra Nevada
Divisões químicas e o modelo Hardie-Eugster
Modificações do modelo Hardie-Eugster
Formação de carbonato de magnésio
Redução de sulfato e oxidação de sulfeto
Troca iônica e adsorção
Umedecimento e secagem cíclicos
Exemplos
Bacia do Lago Magadi, Quênia
Teels Marsh (Nevada)
Evaporação da água do mar
Sabkhas do Golfo Pérsico
Águas de formação salina
Resumo
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
16 MODELAGEM DE TRANSPORTE E REAÇÃO
A equação de advecção-difusão
Advecção
Difusão e Dispersão
Reação Química e Retardo
Modelagem de caminho de reação
Aplicação ao transporte de contaminantes em águas subterrâneas
Evolução Química das Águas Subterrâneas
Perguntas de revisão
Leitura sugerida
REFERÊNCIAS
GLOSSÁRIO DE TERMOS GEOLÓGICOS
APÊNDICE I DIAGRAMAS DE PIPER E STIFF
APÊNDICE II DADOS TERMODINÂMICOS DO ESTADO-PADRÃO PARA ALGUMAS ESPÉCIES COMUNS
APÊNDICE III CONSTANTES DE EQUILÍBRIO A 25 ° C E ENTALPIAS DE REAÇÃO PARA REAÇÕES SELECIONADAS
RESPOSTAS PARA PROBLEMAS
ÍNDICE DO AUTOR
ÍNDICE DE ASSUNTO
