Avaliação química da qualidade de água para fins de irrigação em
microbacia degradada.
Chemical evaluation of quality of water for irrigation purposes in the
watershed or damaged.
Michele C Silva a*, Fernando B T Hernandez a.
a Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (UNESP),Campus de Ilha Solteira, Caixa Postal 34. CEP 15385-000. Ilha Solteira, São Paulo, Brasil.
micheleagro@yahoo.com.br. *
Autor para a correspondência: +54 067 9241 4005. micheleagro@yahoo.com.br
Palavras chave: contaminação, irrigação localizada, ferro. Keywords: Contamination, located irrigation, iron.
Título abreviado: Avaliação de microbacia.
ABSTRACT: The quality of the water is a very important aspect for irrigation, because
depending on their characteristics, his use can cause damages to the equipments, making unfeasible the system. This work had as objective evaluates the quality of water for the irrigation along the watershed of the creek Três Barras in the municipal district of Marinópolis, SP tends in view that municipal district has as agricultural base the fruticulture, being this extremely dependent of irrigation. The samplings of water were accomplished in 5 points among the periods from 09/01/2007 to 11/12/2008, totaling 24 samplings of water. The appraised parameters were: pH, total hardness, calcium,
magnesium, total iron, electric conductivity and dissolved oxygen. The obtained results showed that except for the iron the other variables didn't present damage risk to the overhead irrigation. However in the evaluation of the total iron, it was verified that most of the samples presented of medium to high damage potential, having rigidity need in the choice of filtrated systems for located irrigation, because there are high risk of
obstruction of originators and piping, reducing the acting and the useful life of the equipments.
RESUMO: A qualidade da água é um aspecto muito importante para irrigação, pois
dependendo de suas características, o seu uso pode causar danos aos equipamentos, inviabilizando o sistema. Este trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade de água para a irrigação ao longo da microbacia do Córrego Três Barras no município de Marinópolis, SP tendo em vista que esse município tem como base agrícola a
fruticultura, sendo esta extremamente dependente de irrigação. As amostragens de água foram realizadas em 5 pontos entre os períodos de 09/01/2007 a 11/12/2008, totalizando 24 amostragens de água. Os parâmetros avaliados foram: pH, dureza total, cálcio, magnésio, ferro total, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido. Os resultados obtidos mostraram que com exceção do ferro as demais variáveis não apresentaram risco de dano ao sistema de irrigação. Porém na avaliação do ferro total, verificou-se que a maioria das amostras apresentaram de médio a alto potencial de dano, havendo necessidade de rigor na escolha de sistemas de filtragem para irrigação localizada, pois há risco elevado de obstrução de emissores e tubulação, diminuindo o desempenho e a vida útil dos equipamentos.
INTRODUÇÃO
A degradação dos recursos naturais, principalmente do solo e da água, vem crescendo de forma alarmante, atingindo níveis críticos que se refletem na deterioração do meio ambiente, no assoreamento dos cursos e dos espelhos d’água (Bertoni & Lombardi Neto, 1990).
Ferrier et al. (2001) enfatizam que, em geral, as propriedades de um sistema hídrico tendem a refletir a combinação dos atributos geomorfológicos modificados pela
variação da influência direta e indireta dos aspectos climatológicos e da ação antropogênica na bacia. Ressaltam também que a associação entre os processos que ocorrem dentro do compartimento terrestre da bacia hidrográfica interfere no compartimento aquático, provocando alterações nos aspectos quantitativos e qualitativos dos corpos d’água.
De acordo com Lima (2001) a água vem sendo fortemente alterada com as mudanças demográficas, a velocidade e a extensão da globalização e com o
desenvolvimento sócio-econômico impulsionado pelo avanço tecnológico. Dessa forma, a água passou a ser uma preocupação crescente não apenas no que se refere à
quantidade disponível, mas, principalmente, em relação à sua qualidade acarretando prejuízos e restrições nos seus usos múltiplos.
A produção de alimentos, principalmente devido à irrigação, é a atividade que mais utiliza água no mundo, sendo responsável por 68,3% (Tundisi, 2003). O Estado de São Paulo, consome cerca de 41% de seus recursos hídricos com a irrigação,
(DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA, 1999).
Além de água em quantidade, a qualidade é um outro aspecto muito importante a se considerar na irrigação (Ayers & Westcot, 1984), pois dependendo das suas
características físicas, químicas e biológicas, o seu uso pode se tornar limitado ou inviabilizado. Os parâmetros químicos de qualidade de água que, diretamente ou indiretamente, estão relacionados com a obstrução física dos sistemas de irrigação são: pH, ferro total, magnésio e cálcio (Nakayama & Bucks, 1986). Outra variável que causa problemas em água para a irrigação é a dureza, segundo Nakayama & Bucks (1986), a precipitação dos carbonatos de cálcio e magnésio, pode ocorrer, principalmente, se a água apresentar elevada dureza e valores de pH acima de 7,5. A condutividade elétrica é uma variável que determina a capacidade de uma água em conduzir a corrente elétrica.
Dependendo das concentrações iônicas e de temperatura na água ela é capaz de indicar a quantidade de saís.
O oxigênio dissolvido (O.D) é uma variável química muito importante para as condições ambientais, embora não seja um parâmetro utilizado na caracterização da qualidade de água para irrigação, a medição de concentração de oxigênio dissolvido detecta os efeitos de resíduos oxidáveis sobre águas receptoras e a eficiência do tratamento dos esgotos durante a oxidação bioquímica (CETESB, 2005). A Resolução do CONAMA de Nº 357/2005 determina que em qualquer amostra coletada, os valores de oxigênio dissolvido para as água de Classe 1, 2,e 3, não podem ser inferior a 6, 5 e 4 mg/l, respectivamente.
O ferro também é um dos principais problemas na água de irrigação, devido a sua capacidade de obstruir fisicamente as tubulações e emissores dos sistemas localizados. Isto ocorre porque o ferro reduzido (Fe2+), e, portanto solúvel, ao atravessar o sistema de filtragem, pode se oxidar, tornando-se insolúvel (Fe3+). Após a oxidação, o ferro fica retido nas paredes do tubo, provocando o aumento nas perdas de carga, comprometendo o projeto de irrigação (Hernandez et al, 2001).
Essas análises são extremamente importantes, pois são indicadoras de contaminação antrópica proveniente de esgoto, fertilizantes, defensivos agrícolas ou resíduo industrial, com especial importância porque além do fato de que a maioria dos sistemas de irrigação estarem inseridos no córrego Três Barras, é este também o corpo receptor da estação de tratamento de esgoto do município de Marinópolis.
O município de Marinópolis localiza-se no noroeste paulista e tem como principal fonte de renda a agricultura, especificamente fruticultura, que é extremamente depende dos recursos hídricos superficiais para a irrigação. O presente trabalho teve como
objetivo avaliar a qualidade química da água para irrigação ao longo da microbacia hidrográfica do Córrego Três Barras no município de Marinópolis, SP.
METODOLOGIA
Este trabalho foi conduzido na microbacia do córrego Três Barras, localizada no perímetro rural do município de Marinópolis - SP, nos domínios da Bacia do São José dos Dourados, entre as coordenadas geográficas de 20º24’40’’ Sul e 50º50’13’’ Oeste e 20º29’00” Sul e 50º47’55” Oeste (Figura 1).
O município tem uma área total de 77,4 km2, da qual parte localiza-se na sub-bacia do Baixo São José dos Dourados, com 40,03 km2 de áreas emersas e 0,35 km2 de áreas submersas (2,2% da área da sub-bacia) e parte na sub-bacia do Ribeirão Coqueiro /São José dos Dourados, com 37,05 km2 de terras emersas (5,8% da área total da sub-bacia).
2 0 º2 8 ’52 ” S 5 0º 47’3 3” O
M icrob a cia do C ó rreg o T rês B arra s
2 0º 2 4’4 9 ” S 5 0º 5 0’0 0” O
2 0 º2 8 ’52 ” S 5 0º 47’3 3” O
M icrob a cia do C ó rreg o T rês B arra s
2 0º 2 4’4 9 ” S 5 0º 5 0’0 0” O
Para o monitoramento dos dados qualitativos e quantitativos dos recursos hídricos foram georreferenciados ao longo do leito principal da microbacia, cinco locais para a análise de água. As amostragens de água foram realizadas em 5 pontos e em intervalos de aproximadamente 30 dias, entre os períodos de 09/01/2007 a 10/12/2007, totalizando 12 amostragens de água.
As amostras foram coletadas em garrafas de polietileno de dois litros, higienizadas e lavadas com água destiladas. Depois de coletada a água, as garrafas foram acondicionadas em caixa de isopor com gelo, sendo posteriormente levadas ao laboratório. Os parâmetros químicos de qualidade de água avaliados foram: pH, dureza total, cálcio, magnésio, ferro total, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido.
Para as análises de oxigênio dissolvido, as amostras foram coletadas em garrafas de Van Dorn, onde simultaneamente, adicionaram-se os reagentes para a complexação do oxigênio ainda em campo, evitando assim, a desoxigenação durante o transporte das amostras, a determinação do oxigênio é feita pelo método de Winkler modificado. A dureza total, cálcio e magnésio foram determinados por titulação. O ferro total
determinado pelo método colorimétrico - ferroespectral, equipamento da marca Merck. O pH e Condutividade elétrica foram determinados através de peagâmetro e
condutivímetro, respectivamente.
As análises de pH foram realizadas com no máximo 12 horas após a coleta. As análises de oxigênio dissolvido, ferro total e condutividade elétrica foram realizadas no máximo 24 horas após a coleta. Para dureza total, cálcio e magnésio, as análises foram realizadas em no máximo 7 dias após a coleta.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Tabela 1 contém os resultados de estatística descritiva (mínimo, máximo e médio) dos parâmetros químicos e a distribuição das amostras de acordo com a classe de risco de danos ao sistema de irrigação.
Em relação à condutividade elétrica, nenhuma das amostras apresentou alto risco de salinização do solo. Apenas o ponto 3, apresentou 66,7% das amostras com valores de médio potencial de risco, sendo o valor máximo de 720 uS/cm a 25ºC, evidenciando que o uso da água desse ponto para irrigação por um longo período, poderia causar problemas de salinização no solo. No caso do pH, nenhuma das amostras apresentou alto potencial de dano ao sistema de irrigação, indicando que não há risco de corrosão nas tubulações. Os pontos 1, 2 e 3, apresentaram valores médios (91,7%) de danos ao sistema de irrigação, no caso dos pontos 4 e 5, 100% das amostras apresentaram valores médios de pH.
Na avaliação do ferro total, verificou-se que a maioria das amostras apresentaram de médio a alto potencial de danos ao sistema de irrigação, pode-se verificar que o ponto 3 e 5 são os que apresentaram maior potencial de danos com 16,7% das amostras, o ponto 1 apresentou 100% das amostras com valor médio de potencial de dano e os pontos 2 e 4 apresentaram 83,3% e 66,7%, respectivamente. A média de todos os pontos apontou médio potencial de risco, resultado que compromete qualquer sistema de irrigação localizada se a filtragem não for rigorosa, pois há risco de deposição de ferro na tubulação à exemplo do relatado por Hernandez et al. (2001) com comprometimento de todo o cálculo hidráulico, devido à diminuição da área de passagem da água na tubulação, aumento da perda de carga e diminuição da pressão de serviço.
Classificação Parâmetro Mín Máx. Méd.
Baixo Médio Alto Condutividade Elétrica1 µS/cm a 25ºC (% das amostras)
Ponto 1 63 215 150 100 0.0 0.0
Ponto 2 152 286 200 91.7 8.3 0.0
Ponto 3 185 720 338 33.3 66.7 0.0
Ponto 4 178 406 261 66.7 33.3 0.0
Ponto 5 156 279 214 91.7 8.3 0.0
Ferro Total2 mg/L (% das amostras)
Ponto 1 0.3 1.4 0.6 0.0 100 0.0 Ponto 2 0.1 1.0 0.5 16.7 83.3 0.0 Ponto 3 0.2 4.1 1.1 16.7 66.7 16.7 Ponto 4 0.1 2.5 0.8 25 66.7 8.3 Ponto 5 0.2 3.0 1.0 16.7 66.7 16.7 pH3 (% das amostras) Ponto 1 6.9 7.8 7.3 8.3 91.7 0.0 Ponto 2 6.6 7.2 7.1 8.3 91.7 0.0 Ponto 3 6.9 7.6 7.2 8.3 91.7 0.0 Ponto 4 7.0 7.8 7.3 0.0 100 0.0 Ponto 5 7.1 7.7 7.5 0.0 100 0.0
1Baixo (< 250 µS/cm a 25ºC); Médio (250 - 750 µS/cm a 25ºC); Alto (> 750 µS/cm a 25ºC). Fonte: U.S.D.A Agriculture Handbook N° 60 extraído de BERNARDO (1989). 2Baixo (< 0,2 mg/L); Médio (0,2 - 1,5 mg/L ); Alto (> 1,5 mg/L). Fonte: Nakayama e Bucks (1986). 3Baixo (< 7,0); Médio (7,0 - 8,0); Alto (> 8,0). Fonte: Nakayama e Bucks (1986).
Tabela 1. Distribuição dos resultados da concentração de Condutividade Elétrica (CE),
Ferro Total e pH em relação aos padrões de qualidade de água para irrigação.
Em relação ao cálcio (Tabela 2) em nenhum dos pontos avaliados há risco em potencial para o uso na irrigação, pois todas as amostras apresentaram valores normais. Resultado semelhante foi encontrado por Moura et al. (2007) ao avaliar o Córrego Três Barras no ano de 2006. No entanto, o ponto 5 merece atenção dos irrigantes pois apresenta uma dureza (soma de cálcio e magnésio) muito elevada, ocasionando, especialmente em irrigação localizada, a formação de cristais no orifício de saída de água (bocal), que poderá obstruir a passagem e diminuir a vazão do emissor.
Classificação Parâmetro Mín. Máx. Méd.
Normal Alto
Cálcio1 mg/L (% das amostras)
Ponto 1 36 80 58 100 0.0
Ponto 2 34 92 71 100 0.0
Ponto 3 56 102 80.4 100 0.0
Ponto 5 46 102 77.2 100 0.0
Magnésio2 mg/L (% das amostras)
Ponto 1 8 54 34.8 100 0.0
Ponto 2 2 98 47.8 83.3 16.7
Ponto 3 16 78 52.7 66.7 33.3
Ponto 4 24 98 50 66.7 33.3
Ponto 5 22 104 50.8 75 25
Oxigênio Dissolvido3 mg/L (% das amostras)
Ponto 1 2.2 10 5.9 66.7 33.3 Ponto 2 1.8 4.8 2.5 0.0 100 Ponto 3 2.4 9.6 4.9 66.7 33.3 Ponto 4 2.6 7.4 5.5 75 25 Ponto 5 2.4 11.8 6.5 75 25 1
Normal (≤ 400 mg/L); Alto (> 400 mg/L). Fonte: AYERS e WESTCOT (1986). 2Normal (≤ 60 mg/L); Alto (> 60 mg/L). Fonte: AYERS e WESTCOT (1986). 3Aceitável (= 5 mg/L); Inadequado (< 5 mg/L). Fonte:
Resolução N° 20/86 do CONAMA.
Tabela 2. Distribuição dos resultados de Cálcio, Magnésio e Oxigênio Dissolvido
de acordo com os padrões de qualidade de água para irrigação.
No caso de magnésio, os pontos 3 e 4 apresentaram respectivamente 33,3% das amostras com elevadas concentrações, isto pode favorecer a precipitação do elemento causando a obstrução física da tubulação e dos emissores. O ponto 1 apresentou 100% das amostras com índice normal. O cálcio e magnésio podem ser problemas,
principalmente no caso da fertirrigação, pois em altas concentrações pode provocar a precipitação de fertilizantes e assim obstruir tubulações e orifícios de emissores.
As análises de oxigênio dissolvido, em todos os pontos, alcançaram a média aceitável, exceto o ponto 2 que apresentou 100% das amostras com índice inadequado desse parâmetro. O oxigênio dissolvido não é um parâmetro muito influenciável na escolha do sistema de irrigação, porém é um indicativo de poluição dos corpos d’água (Moraes, 2001).
Os parâmetros que mais interferem em um sistema de irrigação são os parâmetros químicos, pois estes estão diretamente ligados à obstrução física das tubulações e emissores devido a alguns íons sofrerem reações de precipitação ou oxidação, ou mesmo a deposição de partículas minerais, como silte e argila,
aumentando, assim, a perda de carga e diminuindo a vida útil do sistema, como
mostrado por Hernandez et al (2001) que estudaram o efeito do íon ferro na tubulação. Nas condições do córrego Três Barras, no uso de sistemas de irrigação
localizada é imprescindível projetar sistemas com atenção especial para a filtragem, pois há risco de deposição de ferro na tubulação à exemplo do relatado por Hernandez et al (2001) com comprometimento de todo o cálculo hidráulico, devido à diminuição da área de passagem da água na tubulação, aumento da perda de carga e diminuição da pressão de serviço.
De acordo com Moura et al. (2007) em função da qualidade da água apresentada ao longo do ano no córrego Três Barras, irrigantes devem ter atenção com o sistema de filtragem, sendo este obrigatório em irrigação localizada, pois se mal dimensionados o desempenho e vida útil do sistema de irrigação pode ser afetado, sendo os elementos ferro e magnésio as principais causas da perda de qualidade química da água do manancial.
Para fins de classificação das águas segundo os padrões de qualidade exigidos pela Resolução nº 20/86 (CONAMA, 1986), o córrego Três Barras é considerado de Classe 2, destinado a irrigação de hortaliças e frutas.
CONCLUSÕES
Através dos resultados obtidos, conclui-se que a qualidade da água apresentada ao longo do ano no Córrego Três Barras, deve ser utilizada com cuidado pelos irrigantes, além disso, devem ter atenção redobrada com o sistema de filtragem, sendo este obrigatório em irrigação localizada, pois se mal dimensionados o desempenho e vida útil do sistema de irrigação pode ser afetado. Após a realização das análises observou-se que o ferro é a principal causa da perda de qualidade química da água do manancial.
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Engenharia Agrícola (CONBEA), Foz de Iguaçu, Brasil.
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Tundisi, J. G. 2003. Água no século XXI: enfrentando a escassez. São Carlos: RiMa, Brasil: 248p.
AGRADECIMENTOS
À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, pelo apoio financeiro à pesquisa.
