1)Pesquisadora Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos, Av. Rui Barbosa 1246, 60115-221 Fortaleza. E-mail magda@funceme.br
2) Pesquisadora Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos, Av. Rui Barbosa 1246, 60115-221 Fortaleza. E-mail analu@funceme.br
3) Pesquisador Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos, Av. Rui Barbosa 1246, 60115-221 Fortaleza. E-mail mobus@funceme.br
4)Pesquisador Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos, Av. Rui Barbosa 1246, 60115-221 Fortaleza. E-mail porfírio@funceme.br
AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DAS ÁGUAS DE DRENAGEM DO
PERÍMETRO IRRIGADO DE MORADA NOVA–CE E POSSIBILIDADES DE
REUSO.
Magda Maria Marinho Almeida1; Ana Lúcia Góes d’Assumpção2; Gilberto Mobüs3; Porfírio Sales Neto4; Yuri Castro Ponciano Lima5.
RESUMO - O presente trabalho teve por objetivo conhecer as características das águas da drenagem do Perímetro Irrigado de Morada Nova, com vistas à possibilidade de reuso. No estudo também foram avaliados a influência das estações secas e chuvosas (sazonalidade) na qualidade das águas dos drenos, marcadamente nos aspectos da variação temporal dos parâmetros de demanda bioquímica de oxigênio (DBO5, 20°), pH, nitrogênio amoniacal total, nitratos, fósforo total,
coliformes termotolerantes, turbidez, cor, cálcio, magnésio, sódio, potássio e condutividade. Procurou-se também classificar as águas dos drenos utilizando-se o SAR (sodium adsortion ratio) e a condutividade elétrica, para o uso em irrigação, levando-se em consideração a sazonalidade seco-chuvoso. O estudo foi realizado entre janeiro de 2008 e maio de 2009, em três seções da drenagem. As águas dos drenos/canais monitorados atenderam os padrões físico-químicos e bacteriológicos, estabelecidos pela NBR 13969/1997 da ABNT para águas Classe 4 (irrigação de pomares, cereais, forragens, pastagens para gados e outros cultivos). Nas amostras das águas dos drenos/canais, em relação à concentração de sais, houve uma predominância de águas doces (72,7%). A maioria das amostras (63,6%) foi classificada, pelos critérios do SAR para uso na irrigação, na classe C2S1, apresentado médio risco de salinização do solo.
ABSTRACT- The main objective of the present work is to study the characteristics of the waters draining from the Irrigation Project of Morada Nova,with a view on the possibility of its reuse. The study also evaluated the influence of dry and rainy seasons (seasonality) on the water quality in the drainages, notably on aspects of the temporal variation of the parameters of biochemical oxygen demand (BOD5,20°), pH, total ammonia nitrogen, nitrates, total phosphorus, fecal coliform, turbidity, color, calcium, magnesium, sodium, potassium and conductivity. We also sought to classify the water in the drainages, using the SAR (sodium adsortion ratio) and the electrical conductivity, for use in irrigation, taking into account the wet-dry seasonality. The study was conducted between January 2008 and May 2009 in three sections of the drainage. The waters in the drainages/channels monitored met the physical, chemical and bacteriological standards establishedby ABNT NBR 13969/1997 Class 4 water (irrigation of orchards, cereals, fodder, pastures for cattle and other crops). In the water samples from the drainages/channels, in relation to the salt concentration, there was a predominance of fresh water (72.7%). The majority of the samples (63.6%) were classified, in terms of the SAR for use in irrigation, as class C2S1.
1 - INTRODUÇÃO
A escassez de água e a legislação ambiental cada vez mais restritiva estão forçando os municípios e empresas privadas a buscarem soluções alternativas no gerenciamento de água e esgoto. Entre as opções possíveis, o reuso de água é, obviamente, uma alternativa para aplicações menos restritivas e também um importante instrumento para o gerenciamento e conservação de recursos hídricos. Entretanto esta não é uma prática adotada em todo o mundo e nem os riscos associados são bem compreendidos, principalmente no Brasil, (Sousa & Mierzwa, 2009).
No caso de Israel, a reutilização das águas servidas já é de 70%, irrigando de forma segura mais de 20 mil hectares, o que permite resolver três problemas de uma só vez: da poluição, da escassez de água e da produção agrícola (CEARÀ, 2009).
A atividade de irrigação é a maior consumidora de água entre os diversos usos dos recursos hídricos. Dentro dela, os consumos específicos variam bastante, a depender do método de irrigação empregado. A natureza do solo, o tipo de requerimento das diferentes culturas e os índices de evaporação das regiões são elementos importantes para se definir o consumo de água para irrigação, (Bernardi, 2003).
No caso do Perímetro Irrigado de Morada Nova, com base na estimativa de consumo das espécies mais cultivadas, o consumo total seria de 58000,00 m3, conforme Tabela 1
Tabela 1 - Estimativas de demandas de água para irrigação de diversas culturas no Perímetro Irrigado de Morada Nova.
Cultura Consumo de Água (m3)
Arroz 12.000,00 Feijão 6.000,00 Milho 6.000,00 Capim 6.000,00 Sorgo 6.000,00 Tomate 10.000,00 Banana 12.000,00 Fonte: AUDIPIMN (2007)
Para uma região onde os recursos hídricos são escassos, um consumo de água desse montante torna-se um problema quando a intensidade de chuvas não corresponde às expectativas detorna-sejadas do agricultor, causando perdas na produção. Tais perdas podem estar associadas à redução das áreas de cultivo, uma vez que se prioriza a demanda de água dos reservatórios para o consumo humano, que é o uso mais nobre.
Para Lima (2006) a agricultura irrigada depende basicamente de dois fatores: quantidade e qualidade da água. Em relação à quantidade, o reuso de efluentes na agricultura diminui a demanda por água doce, reservando-a para usos mais restritivos e contornando a problemática da crescente escassez de água que ocorre principalmente no Nordeste Brasileiro. Além disso, esta prática contribui para a nutrição de culturas agrícolas e florestais, pelo fato dos efluentes possuírem alguns elementos essenciais às plantas. Os maiores benefícios dessa forma de reuso são os associados aos aspectos econômicos, ambientais e de saúde pública.
Os estudos detalhados relacionados a programas de reuso ainda são bastante insipientes. Existe a necessidade do estabelecimento de novas diretrizes e critérios que torne essa prática segura e difundida, devendo ser priorizado os riscos relacionados à saúde do ser humano (Sousa & Mierzwa, 2009).
De acordo com a Organização Mundial da Saúde, WHO (1973) citado por Bernardi (2003) são várias as forma de reuso:
→ Reuso indireto: ocorre quando a água já usada, uma ou mais vezes para uso doméstico ou
industrial, é descarregada nas águas superficiais ou subterrâneas e utilizada novamente a jusante, de forma diluída;
→ Reuso direto: é o uso planejado e deliberado de esgotos tratados para certas finalidades
como irrigação, uso industrial, recarga de aqüífero e água potável;
→ Reciclagem interna: é o reuso da água internamente a instalações industriais, tendo como
objetivo a economia de água e o controle da poluição.
O uso de efluente dos drenos na agricultura não é realmente prática nova. Segundo Law (1968) citado por Ayers & Westcot (1991), foram encontradas na literatura mais de 99 referências sobre esta prática.
O distrito de irrigação de Broadview/Califórnia nos EUA, com 4600 hectares, acha-se na parte oeste do vale do rio São Joaquim numa área com precipitação inferior a 100 mm ao ano. Parte da água usada na irrigação é complementada pelas águas de drenagem agrícola, que se descarregam nos canais de irrigação para reciclagem e se misturam com as águas superficiais. As águas de drenagem subsuperficial têm sido misturadas desde 1956, enquanto que as águas superficiais excedentes começaram a ser utilizadas a partir de 1982 (Ayers & Westcot,1991).
1.1 – Legislações e Normas Referentes ao Reuso
O Brasil ainda é carente de normas e diretrizes que definam plenamente os conceitos, parâmetros e restrições ao reuso das águas servidas a nível residencial, comercial e industrial.
A Resolução nº 54/2005 do Conselho Nacional de Recursos Hídricos – CNRH estabelece modalidades, diretrizes e critérios gerais que regulamentam e estimulam a prática de reuso direto não potável de água em todo o território nacional. Porém, deixa a cargo dos órgãos competentes, a definição das diretrizes, critérios e parâmetros específicos para estas modalidades. No caso, ficaria a cargo dos órgãos integrantes do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos - SINGERH, no âmbito de suas respectivas competências, avaliarem os efeitos sobre os corpos hídricos decorrentes da prática do reuso e o estabelecimento de instrumentos regulatórios e de incentivo para as diversas modalidades de reuso.
O estado do Ceará foi um dos primeiros do Nordeste a estabelecer padrões para reuso de efluentes. A Portaria nº 154/2002 da Superintendência Estadual do Meio Ambiente – SEMACE dispõe sobre padrões e condições para lançamento de efluentes líquidos gerados por fontes poluidoras. No Art.6º da referida Portaria, são estabelecidos os padrões para a reutilização de efluentes, mas somente de origem doméstica, para uso em irrigação.
A Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT trata, na NBR nº 13969 de 1997, estabelece diretrizes de reuso do esgoto de origem doméstica para algumas atividades, conforme Tabela 2 abaixo.
Tabela 2 – Classificação e reusos previstos na NBR nº 13969/97.
Classe Uso Previsto Turbidez Coliformes Fecais (NMP/100 mL) (mg/L) STD pH Cloro Residual (mg/L)
Classe 1 Lavagem de carros e outros
usos que requerem contato direto do usuário com a água
Inferior a 5 Inferior a 200 Inferior a 200
Entre 6 e 8 Entre 0,5 e 1,5
Classe 2 Lavagem de pisos, calçadas e
irrigação dos jardins, manutenção dos lagos e canais para fins paisagísticos, exceto chafarizes
Inferior a 5 Inferior a 500 - - Superior a 0,5
Classe 3 Reuso em descargas dos vasos
sanitários
Inferior a 10 Inferior a 500 - - -
Classe 4 Reuso nos pomares, cereais,
forragens, pastagens para gados e outros cultivos
- Inferior a 5000 - - -
Fonte: ABNT norma 13969/1997 citado por VIGGIANO (2009)
1.2 – A realidade do reuso no Ceará e perspectivas futuras
Na região semi-árida do Nordeste do Brasil, o reuso pode ser uma fonte alternativa de água, matéria orgânica e nutrientes, com possibilidades de assegurar e incrementar a produção agrícola durante as
estiagens prolongadas, em especial ao nível da agricultura familiar, contribuindo para a fixação do homem no campo (Lima et al., 2005).
O Plano Estratégico de Recursos Hídricos do Ceará (CEARÁ, 2009), cita diversas atividades onde já ocorre o reuso da água, como na construção civil, Shopping (Iguatemi), na indústria (Vicunha), e na agropecuária (Ypióca), dentre outros.
Outro projeto é o “Centro de Pesquisas sobre Reuso de Águas”, localizado no município de Aquiraz, parceria entre a Universidade Federal do Ceará - UFC e a Companhia de Água e esgoto do Ceará – CAGECE. Tal projeto visa realizar estudos sobre reuso de águas na irrigação e na piscicultura, utilizando efluentes de um sistema de tratamento de esgotos domésticos em lagoas de estabilização.
No próprio Perímetro de Irrigação de Morada Nova através de contato com usuários de água, sabe-se que existe um reuso informal da água dos drenos por parte de alguns produtores.
Em relação ao lançamento das águas da drenagem, conforme COGERH (2009), cerca de 80% de toda drenagem gerada pelo Perímetro Irrigado de Morada Nova (PIMN) drena para o Riacho Seco, afluente do Rio Jaguaribe, onde a maior contribuição seria da cultura de arroz, desde que 88,5% da área irrigada corresponde a esta cultura.
Em relação ao volume de efluentes produzidos, conforme COGERH (2009), 43% do total de águas residuárias geradas na bacia do Banabuiú, são advindas do Perímetro de Irrigação de Morada Nova. Parte dessa água que foi usada na irrigação, é lançada na forma de água residuária no Rio Banabuiú, com vazão média de 0,200 m3/s. Salienta-se que essa vazão poderia ser reduzida pela adoção de práticas de reuso.
No Subprograma de Economia da Água do Plano Estratégico dos Recursos Hídricos do Ceará (CEARÁ, 2009), propostas de reuso de água também estão inseridas como um dos objetivos específicos: “implementar política de reuso em todos os setores produtivos, visando adoção de práticas de economia de água”. O referido Plano apresenta um conjunto de programas e subprogramas gerais e por eixos temáticos e estabelece compromissos institucionais para que o plano seja implementado.
2 - ÁREA DE ESTUDO
O Perímetro Irrigado de Morada Nova (PIMN) está localizado à margem esquerda do Rio Banabuiú, entre os municípios de Morada Nova e Limoeiro do Norte, mais especificamente na micro-região do Baixo Jaguaribe, no sub-vale Banabuiú, a 170 km de Fortaleza. Compreendendo uma extensão total de 10.849 ha, apresenta a maior parte de sua área (60%) encravada no município de Morada Nova.
Figura 1- Localização da Área de Estudo.
O clima, segundo a classificação de Koeppen corresponde ao tipo BSw’h’ que caracteriza-se por ser um clima quente e semi-árido, com temperatura variando de 23°C a 32ºC, sendo que a média é de 25ºC, ocorrendo a mínima no mês de julho e a máxima em novembro. A estação chuvosa se atrasa para o outono, com temperatura superior a 18o C no mês mais frio. A precipitação média anual é de 700 mm, estando a época das chuvas situada entre os meses de dezembro a maio. A evaporação é superior à precipitação, apresentando média anual de 2.973mm (AUDIPIMN, 2007).
Os solos que compõe o PIMN são compostos por aluviões que são pouco desenvolvidos, provenientes de deposições fluviais recentes e que apresentam apenas um horizonte A superficial diferenciado, sobrejacente a camadas estratificadas IIC, IIIC..., as quais normalmente não guardam relações pedogenéticas entre si.
Estes solos variam de moderadamente profundos a muito profundos, de texturas as mais diversas, variando de arenosa a muito argilosa, drenagem comumente imperfeita ou moderada. Em geral são solos de grande potencialidade agrícola. Com efeito, a área do PIMN é constituída por 22% de solos leves, 41% de solos de textura média e de 37% de solos pesados de textura média e pesados. Em
geral, suas camadas superiores são formadas de material fino, o que dificulta a drenagem (Moreira, 2001, citado por Rolim, 2006).
O suprimento hídrico do Perímetro provém dos reservatórios Arrojado Lisboa (Banabuiú) e Pedras Brancas, localizados nos Municípios de Banabuiú e Quixadá, respectivamente. O trecho (60 km) entre o Projeto e estes reservatórios é perenizado através de válvulas dispersoras, no açude Banabuiú, e galeria, no açude Pedras Brancas, com vazões que variam de acordo com as necessidades do PIMN (AUDIPIMN, 2007).
O PIMN também conta com cerca de 600 poços de águas subterrâneas que auxiliam nas necessidades hídricas dos irrigantes.
Em termos econômicos, observou-se, a partir de informações levantadas, que a cultura do arroz ou rizicultura ainda constitui-se na principal atividade desenvolvida em aproximadamente 78% dos lotes do PIMN. No entanto, em 12% dos mesmos, além do cultivo do arroz, já se identifica a introdução da cultura do feijão, provavelmente para a subsistência da família do irrigante. Em alguns poucos lotes, os entrevistados declararam cultivar somente o feijão, ou feijão e batata, ou feijão e milho e outros.
Mesmo sendo a principal atividade desenvolvida no PIMN, a rizicultura não vem proporcionando o lucro desejado aos irrigantes. Com efeito, de acordo com Rolim (2006), a renda da maioria dos colonos (80%) tem que ser complementada com outras atividades como a venda de leite e da aposentadoria.
3 - COLETA DE DADOS
Com o objetivo de conhecer e avaliar a qualidade das águas no Perímetro com vistas à possibilidade de reuso das águas remanescentes da irrigação das culturas, foram escolhidas para o estudo, estações de amostragem (P3, P7 e P9) localizadas nos drenos principais, que recebem as águas de drenagem de vários setores. Para orientação dos pontos a serem selecionados foi usado GPS e o mapa do DNOCS com a localização dos diversos lotes e canais de drenagem.
As coletas da amostras foram realizadas em fevereiro e dezembro de 2008 e em março e maio de 2009. A coleta de fev/2008 não foi realizada no Ponto P3, em virtude deste encontrar-se seco. Entre os parâmetros analisados constam: demanda bioquímica de oxigênio (DBO5, 20°), pH, nitratos,
fósforo total, coliformes termotolerantes, turbidez, cálcio, magnésio, sódio, potássio e condutividade, seguindo as recomendações de APHA (1998). No caso da variação temporal dos parâmetros nos canais de drenagem monitorados, foram coletados dados de precipitação da região. Em cada campanha, com o auxílio de condutivímetro portátil, procurou-se medir “in loco”valores dos parâmetros: condutividade elétrica (mhos/cm), sólidos dissolvidos (mg/L), temperatura do ar
(°C) e temperatura da água(°C). As leituras obtidas e outras informações pertinentes foram registradas em fichas de campo.
Com relação ao procedimento de coleta de amostras procurou-se seguir a técnica recomendada pela CETESB (1987) e APHA (1998)
As amostras de água para análise físico-química e bacteriológica foram processadas no Laboratório Integrado de Águas de Mananciais e Residuais – LIAMAR, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará - IFECE.
Tabela 3 – Seções de coleta de amostras de água.
Pontos Tipo da coleta Descrição dos pontos X (UTM) Y (UTM)
P3 Superficial na
Drenagem Drenagem do Exu - 2ª drenagem - comporta 0575282 9431120
P7 Superficial na
Drenagem Riacho Seco 0583892 9432267
P9 Superficial na Drenagem
Canal (Dreno) dos setores NH3, NH4, NH5, 75, 76, 77, 78
0591342 9430154
4 - RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1- Parâmetros Físico-Químicos e Bacteriológicos
Para uma melhor caracterização das águas da drenagem quanto à sua qualidade para uso na irrigação, procurou-se então comparar os resultados encontrados à Portaria nº 154/2002/SEMACE e a NBR nº 13969/1997. Embora as mesmas estabeleçam padrões somente para a reutilização de efluentes de origem doméstica, nestas estão contempladas alguns limites para utilização em atividades agronômicas como irrigação.
10 100 1000 ja n /0 8 m a r/ 0 8 m a i/ 0 8 ju l/ 0 8 s e t/ 0 8 n o v /0 8 ja n /0 9 m a r/ 0 9 m a i/ 0 9 Data N M P /1 0 0 m L P3 P7 P9 0 5 10 15 20 25 ja n /0 8 m a r/ 0 8 m a i/ 0 8 ju l/ 0 8 s e t/ 0 8 n o v /0 8 ja n /0 9 m a r/ 0 9 m a i/ 0 9 Data U N T P3 P7 P9
Figura 2 - Comportamento dos coliformes termotolerantes nas águas da drenagem do PIMN.
Figura 3 - Comportamento da turbidez nas águas da drenagem do PIMN.
1 6 11 16 ja n /0 8 m a r/ 0 8 m a i/ 0 8 ju l/ 0 8 s e t/ 0 8 n o v /0 8 ja n /0 9 m a r/ 0 9 m a i/ 0 9 Data m g /L O2 P3 P7 P9 5 6 7 8 9 ja n /0 8 m a r/ 0 8 m a i/ 0 8 ju l/ 0 8 s e t/ 0 8 n o v /0 8 ja n /0 9 m a r/ 0 9 m a i/ 0 9 Data V a lo re s P3 P7 P9
Figura 4 - Comportamento da DBO nas águas da drenagem do PIMN.
Figura 5 - Comportamento do pH nas águas da drenagem do PIMN.
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 ja n /0 8 m a r/ 0 8 m a i/ 0 8 ju l/ 0 8 s e t/ 0 8 n o v /0 8 ja n /0 9 m a r/ 0 9 m a i/ 0 9 Data m g /L N P3 P7 P9 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 ja n /0 8 m a r/ 0 8 m a i/ 0 8 ju l/ 0 8 s e t/ 0 8 n o v /0 8 ja n /0 9 m a r/ 0 9 m a i/ 0 9 Data m g /L P P3 P7 P9
Figura 6 - Comportamento do Nitrato nas águas da drenagem do PIMN.
Figura 7 - Comportamento do Fósforo nas águas da drenagem do PIMN.
Conforme Figura 2, os menores valores de coliformes termotolerantes nos pontos monitorados, ocorreram na estação de maior intensidade de chuvas. O recebimento de carga orgânica decorrente das enxurradas, parece não ter influenciado na elevação da carga bacteriana.
Pode-se supor também que em razão das amostragens serem superficiais e em horário de elevada insolação (9:00 e 15:00h), a radiação solar pode ter atuado como agente bactericida na redução da carga bacteriana das amostras analisadas.
A partir do levantamento de informações em campo, verificou-se que a maioria das residências lança os esgotos de pias e chuveiros a céu aberto, sendo constatado em alguns trechos, a entrada destes nos drenos. Tal prática pode estar contribuindo para a elevação da concentração de coliformes termotolerantes das águas da drenagem. No levantamento das prováveis fontes de poluição do PIMN foi encontrado também lançamento de efluentes de pocilgas diretamente nos drenos.
A Portaria nº154/02 da SEMACE faz referência a teores menores que 1000 CF/100mL relativo a coliformes fecais (termotolerantes), para reutilização de efluentes de origem doméstica em Atividades Tipo 1: irrigação de vegetais ingeridos crus e sem remoção de película, dessedentação de animais e aqüicultura. Para outras atividades que não foram referidas no inciso anterior, o valor
de coliformes fecais seria menor que 5000 CF/100 mL. Todas as amostras atenderam os limites da Portaria nº154/02 da SEMACE e NBR nº13969/1997.
A Figura 3 apresenta os valores de turbidez. Com relação ao parâmetro, a Portaria nº 154/02 da SEMACE não faz referência a limites de turbidez para reuso de águas. A NBR nº13969/1997 da ABNT estabelece valores de turbidez inferiores a 5 somente para as águas Classe 1, 2 e 3.
Mesmo recebendo águas de diversas drenagens do perímetro, os resultados relativos à turbidez das amostras foram bastante baixos. No ponto P9 (Canal - dreno dos setores NH3, NH4, NH5, 75, 76, 77, 78 do riacho Seco) foi encontrado o maior valor de turbidez, no início da estação chuvosa (mar/09), provavelmente em decorrência da lixiviação do material em suspensão do solo pela enxurrada e aumento das vazões dos esgotos lançados clandestinamente.
A Figura 4 apresenta o comportamento da DBO nas águas de drenagem do Perímetro.
Os resultados obtidos demonstraram um crescimento dos valores de DBO no período de menor intensidade de chuvas (dez/08), para os pontos P3 e P7, talvez em decorrência da concentração de poluentes, sendo o P7 (drenagem do riacho Seco) o que apresentou os maiores valores. No mesmo ponto também foram encontrados as menores concentrações de OD, confirmando a entrada de matéria orgânica e consequentemente à desoxigenação da água.
Com relação à DBO, a legislação pesquisada não faz referência a valores para reuso de efluentes. Houve uma redução significativa da DBO no período de maior incidência de chuvas (mai/09), estando todos os valores abaixo de 5 mg/LO2.
A Figura 5 apresenta o comportamento do pH nas águas de drenagem do Perímetro.
Em todas as amostras ocorreu uma redução nos valores de pH, no período de maior intensidade de chuvas (mai/09). É provável que a entrada de grandes volumes de águas novas no período chuvoso, tenha contribuído para a diluição dos constituintes relacionados ao aumento de pH. Durante a estação de menor volume de chuvas, também foi observado a grande concentração de macrófitas ao longo dos drenos e canais. Estudos realizados por Esteves (1998), relatam a influência dos processos fotossintéticos das macrófitas no aumento do pH do meio. A Portaria nº154/02 da SEMACE e a NBR nº13969/1997 não fazem referência a valores de pH.
A Figura 6 apresenta o comportamento dos nitratos nas águas de drenagem do Perímetro.
Constata-se que, de modo geral, somente os pontos P9 e P3 parecem ter sido afetados pela maior incidência de chuvas (mai/09). Provavelmente, o carreamento de nitrato pela enxurrada decorrente da lavagem do solo, pode ter contribuído na elevação dos teores. Os valores de nitrato encontrados foram bem baixos, condizentes com a literatura que reporta serem baixos os teores de nitratos em águas superficiais, embora fosse esperado maiores resultados em razão da procedência das águas. Na Portaria nº154/02 da SEMACE não é feita referência a limites de nitratos para reuso de águas, provavelmente em razão da sua função com fertilizante.
A Figura 7 apresenta o comportamento do Fósforo nas águas de drenagem do Perímetro.
Verifica-se que os maiores valores de fósforo foram determinados no início da estação chuvosa (mar/09).
A maior parte do fósforo transportado para os rios e lagos está associada aos sedimentos provenientes das áreas agrícolas, vindo a se depositar no fundo de rios e lagos. Este nutriente virá a ser liberado para a água através dos processos bioquímicos (Toledo et al., 1997).
Além do carreamento do fósforo presente nas lavouras pelo uso dos agroquímicos, foram também identificadas durante o estudo, outras fontes de aporte de fósforo, como o lançamento de efluentes domiciliares sem tratamento, advindos dos lotes habitacionais do perímetro e também a lavagem de roupas nos drenos de irrigação.
Na Portaria nº154/02 da SEMACE não é feita referência a limites de fósforo para reuso de águas. Por se tratar de um constituinte usado em formulações de fertilizantes, o mesmo não seria considerado prejudicial nas águas a serem utilizadas para irrigação.
4.2 – Caracterização Iônica das Águas de Drenagem com vistas ao Reuso na Irrigação.
Costa (2005) considera três aspectos importantes na determinação da qualidade agronômica das águas destinadas à irrigação, sendo eles: salinidade, sodicidade e toxidade de íons. O efeito da salinidade é de natureza osmótica podendo afetar diretamente o rendimento das culturas. De fato, os sais acumulados na zona radicular, quando em excesso, dificultam a extração, pela planta, da água armazenada no solo, implicando em redução na disponibilidade de água.
Os problemas de toxicidade surgem quando certos íons, principalmente o sódio, o cloreto e o boro são absorvidos pelas plantas e acumulados em seus tecidos em concentrações suficientemente altas para provocar danos e reduzir seus rendimentos. A magnitude desses danos depende da quantidade de íons absorvidos e da sensibilidade das plantas. Os danos se manifestam como queimaduras nas bordas das folhas e clorose na área internervural e, se a acumulação de íons chegar a ser elevada, produz-se redução significativa nos rendimentos. Os problemas de toxicidade frequentemente acompanham ou complicam os de salinidade ou de infiltração e podem aparecer mesmo quando a salinidade for baixa (Ayers & Westcot, 1991).
4.2.1-Classificação hidroquímica com Diagrama de Piper
Posicionaram-se os resultados das análises das amostras de água coletadas em drenos do PIMN, nos diagramas triangulares de PIPER, apresentados na Figura 8.
Figura 8 – Diagramas de Piper referentes às águas de drenagem do PIMN.
Esses diagramas servem para comparar e classificar distintos grupos de águas relativamente aos íons dominantes. Sendo assim, a partir da análise dos mesmos, constata-se que as águas de drenagem avaliadas são predominantemente cloretadas sódicas. Salienta-se que não se observou uma mudança de classe dessas águas com a chegada da estação chuvosa de 2009.
4.2.1.1 - Condutividade elétrica
A condutividade elétrica é uma maneira indireta de se determinar a quantidade de sais presentes em uma solução. Salienta-se que a adequação da água para fins de irrigação não depende apenas do teor total dos sais dissolvidos, mas também dos tipos presentes. Com efeito, a partir da medição da condutividade elétrica da água pode-se, entre outros, fazer inferências sobre a sustentabilidade do solo em relação à salinização, principalmente se o mesmo apresenta características que o tornam propenso ao desenvolvimento deste processo, tais como: baixa profundidade, baixa condutividade hidráulica, etc.
O comportamento da condutividade elétrica em amostras de água coletadas em drenos do PIMN pode ser visualizado na Figura 9.
Valores de Condutividade Elétrica e Precipitação 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 ja n /0 8 fe v /0 8 m a r/ 0 8 a b r/ 0 8 m a i/0 8 ju n /0 8 ju l/0 8 a g o /0 8 s e t/ 0 8 o u t/ 0 8 n o v /0 8 d e z /0 8 ja n /0 9 fe v /0 9 m a r/ 0 9 a b r/ 0 9 m a i/0 9 Meses C E ( µ S /c m ) 0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 P re c ip ita ç ã o (m m ) P3 P7 P9
Figura 9 - Comportamento da condutividade elétrica (µS/cm) em águas de drenagem do PIMN. Observa-se que os maiores valores de condutividade elétrica foram encontrados no ponto P9, o qual recebe as águas de lixívia provenientes dos setores NH3, NH4, NH5, 75, 76, 77, 78 do riacho Seco. Durante a estação chuvosa de 2009, o efeito diluidor das precipitações, provocou, em todos os pontos avaliados, uma redução nos valores deste parâmetro, em relação àqueles observados no período seco.
Salienta-se que, de acordo com as diretrizes para interpretação da qualidade da água para irrigação do Comitê de Consultores da Universidade da Califórnia(1974) citado por Ayers & Westcot (1991), e considerando-se o potencial de surgimento de problemas de salinidade que afetam a disponibilidade de água para as culturas, a maioria dos valores de condutividade elétrica nos pontos avaliados encontrava-se, durante a estação seca de 2008, dentro dos limites de 700 e 3.000 µS/cm, estabelecidos por esse Comitê, e, portanto, apresentando ligeira a moderada restrição de uso.
Tabela 4 - Diretrizes para interpretação da qualidade da água para irrigação, segundo o Comitê de Consultores da Universidade da Califórnia.
Grau de Restrição de Uso
Problema Potencial Un.
Nenhuma Ligeira a Moderada Severa
Salinidade (afeta a disponibilidade de água para cultura)
CE ou dS/m < 0,7 0,7 – 3,0 > 3,0
Tabela 4 (continuação)
Grau de Restrição de Uso
Problema Potencial Un.
Nenhuma Ligeira a Moderada Severa
Infiltração (avaliada usando CE e RAS conjuntamente) RAS= 0 – 3 e CE = > 0,7 0,7 – 0,2 < 0,2 RAS= 3 - 6 e CE = > 1,2 1,2 – 0,3 < 0,3 RAS= 6 - 12 e CE = >1,9 1,9 – 0,5 < 0,5 RAS= 12 - 20 e CE = > 2,9 2,9 – 1,3 < 1,3 RAS= 20 - 40 e CE = > 5,0 5,0 – 2,9 < 2,9
Toxicidade de íons específicos Sódio (Na)
Irrigação por superfície RAS < 3 3 - 9 > 9 Irrigação por aspersão meq/L < 30 >3
Cloreto (Cl)
Irrigação por superfície meq/L < 4 4 - 10 > 10 Irrigação por aspersão meq/L < 3 > 3
* Extraída do Comitê de Consultores da Universidade da Califórnia (1974) citado por AYERS & WESTCOT (1991).
No período chuvoso de 2009, os valores encontrados mantiveram-se inferiores a 700 µS/cm, e, portanto, não apresentando restrição para uso na irrigação.
Ressalta-se que no caso de ligeira a moderada restrição de uso deve-se tomar um cuidado maior na seleção das culturas a serem empregadas e das alternativas de manejo da irrigação para se alcançar o potencial máximo de rendimento.
4.2.1.2 -Sólidos totais dissolvidos
Com base no Programa QUALIGRAF desenvolvido na FUNCEME, estimaram-se os teores de sólidos totais dissolvidos (STD) em amostras de água de drenagem, e procedeu-se à classificação das mesmas conforme Figura 10.
Pelos resultados de STD encontrados, houve uma predominância de águas doces (72,7%), demonstrando também que houve influência da variação sazonal nas concentrações de sais nos pontos P7 (Drenagem do Riacho Seco) e P9 (Dreno de saída das águas dos setores NH3, NH4, NH5, 75, 76, 77, 78). O ponto P3 (drenagem do Exu), que na campanha de fev/08 não estava recebendo águas, permaneceu com a classificação doce no restante do período de estudo.
Seriam esperados valores maiores de STD ao longo dos canais, em razão da predominância do cultivo de arroz no Perímetro, com uso do processo de irrigação por inundação, e com a lixiviação dos sais.
Figura 10 - Classificação das águas da drenagem quanto à salinidade nas campanhas realizadas. 4.3 - Classificação das águas de drenagem para irrigação
A classificação das águas para uso na irrigação segue critérios internacionais, sendo o do United States Salinity Laboratory (USSL) de Riverside, um dos mais aceitos e usados. Este método baseia-se na razão de adsorção de sódio (RAS), também conhecida por SAR (sodium adsortion ratio) e na condutividade elétrica (CE) da água. O SAR é a relação que exprime a percentagem de sódio contido na água e que pode ser adsorvida pelo solo. As classes de irrigação variam desde C0 - S1 até
C5 - S4, sendo as variáveis C (indicativa da salinidade, expressa pela condutividade elétrica) e S
(indicativa da sodicidade, expressa pelo RAS).
Os valores de RAS, da condutividade elétrica e das classes de água segundo o USSL, para cada ponto e data de coleta, são apresentados na Tabela 5 e 6. Para melhor visualização e interpretação dos dados, plotou-se os resultados nos gráficos da Figura 11, os quais mostram a classificação das águas dos pontos da drenagem estudados, segundo o risco de sódio e o risco de salinidade.
Tabela 5 – Classificação das águas de drenagem segundo o Laboratório de Salinidade dos Estados Unidos.
Data Ponto CE (µS/cm) RAS Classe USLL
P3* - - -
Fevereiro/2008 P7 910 3,628 C3-S1
P9 894 4,094 C3-S1 P3 723,7 3,364 C2-S1
Tabela 5 (continuação)
Data Ponto CE (µS/cm) RAS Classe USLL
Dezembro/2008 P7 667,3 2,905 C2-S1 P9 875,5 3,948 C3-S1 P3 460 3,088 C2-S1 Março/2009 P7 112 6,946 C1-S1 P9 286 4,025 C2-S1 P3 401 2,112 C2-S1 Maio/2009 P7 477 2,568 C2-S1 P9 746 3,63 C2-S1
*Dreno seco no período
Tabela 6 - Distribuição percentual das amostras de água de drenagem por classe de irrigação.
Classificação Nº de Amostras %
C1S1 1 9,1
C2S1 7 63,6
C3S1 3 27,3
Com base nos conceitos acima, procedeu-se à classificação para irrigação das águas da drenagem do PIMN nos pontos monitorados, cujos resultados encontram-se plotados nos gráficos da Figura 11.
Predominam águas C2S1. Águas do tipo C2 são consideradas de médio risco de salinidade. Devem ser usadas com precaução, podendo ser utilizadas em solos silto-arenosos, siltosos ou areno-argilosos quando houver uma lixiviação moderada do solo. Os vegetais de fraca tolerância salina podem ainda serem cultivados na maioria dos casos. Quanto ao aspecto de alcalinização do solo, águas S1 são consideradas fracamente sódicas, e podem ser utilizadas em quase todos os solos com fraco risco de formação de teores nocivos de sódio susceptível de troca. Prestam-se ao cultivo de quase todos os vegetais.
Somente o ponto P7 (Drenagem do Riacho Seco) ficou na classificação C1S1 no período chuvoso. As águas classificadas como C1 (a variável C é indicativa da salinidade, expressa pela condutividade elétrica)são de baixa salinidade, com condutividade elétrica compreendida entre 100 e 250 µS/cm (sólidos dissolvidos entre 64 e 160mg/L). Podem ser utilizadas para irrigar a maioria das culturas, em quase todos os solos, com baixo risco de incidentes quanto à salinização do solo, salvo se a sua permeabilidade for extremamente baixa.
Somente 27,3% das amostras, foram classificadas como C3S1. Ressalta-se que águas C3 são consideradas de alta salinidade. Só podem ser utilizadas em solos bem drenados. Mesmo em solos bem cuidados, devem ser tomadas precauções especiais para evitar a salinização, e apenas os vegetais de alta tolerância salina devem ser cultivados.
5 – CONCLUSÕES
As águas dos drenos/canais monitorados atenderam os padrões físico-químicos e bacteriológicos, estabelecidos tanto pela NBR 13969/1997 da ABNT para águas Classe 4 (irrigação de pomares, cereais, forragens, pastagens para gados e outros cultivos), como pela Portaria 154/2002 da Superintendência Estadual do Meio Ambiente – SEMACE para reutilização de efluentes de origem doméstica.
Nas amostras das águas dos drenos/canais, em relação à concentração de sais, houve uma predominância de águas doces (72,7%). A maioria das amostras (63,6%) apresentou também a classificação do RAS para uso na irrigação na classe C2S1.
Dado que as águas de drenagem foram classificadas como cloretadas sódicas, e, portanto, com maior predominância dos íons cloretos e sódio, devem-se avaliar, ao se considerar a alternativa de reuso dessas águas na irrigação, o risco do surgimento de problemas associados a esses íons, tais como: problemas de toxicidade nas plantas, de salinidade do solo, de infiltração da água, entre outros.
A mistura da água de drenagem com água de melhor qualidade pode configurar-se como uma forma de melhorar a RAS, elevando a água utilizada na irrigação a uma faixa menos limitante para a cultura explorada.
Diante deste cenário, é essencial que os irrigantes ao considerarem a possibilidade de reuso dessas águas, tenham a preocupação com o emprego de culturas mais tolerantes, empreguem técnicas de manejo adequadas, procedam periodicamente ao controle da qualidade das águas aplicadas, entre outros.
6 - AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem ao Banco do Nordeste do Brasil pelo suporte financeiro dado, no âmbito do Projeto “Estudo da Qualidade das Águas Superficiais e Subterrâneas do Perímetro de Irrigação de Morada Nova, Ceará. Impactos Ambientais do Uso de Agroquímicos e Possibilidades de Reuso das Águas de Drenagem”, gerando os dados necessários à execução deste trabalho.
7 - BIBLIOGRAFIA
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