CLASSIFICAÇÃO DA ÁGUA PARA MÚLTIPLOS USOS AGRÍCOLAS

Universidade Federal Rural de Pernambuco
Departamento de Tecnologia Rural
Recursos Hídricos
CLASSIFICAÇÃO DA ÁGUA
PARA MÚLTIPLOS USOS
AGRÍCOLAS
Prof. Dr Ênio Farias de França e Silva

Classificação da águas
• ÁGUAS DOCES: águas com salinidade
igual ou inferior a 0,50%.
• ÁGUAS SALOBRAS: águas com
salinidade igual ou inferior a 0,5%. e 30%.
• ÁGUAS SALINAS: águas com salinidade
igual ou superior a 30%.

Limites e condições estabelecidos pelo CONAMA
Uso:
Classe 1
Classe 2
Classe 3
Classe 4
Abastecimento*
OD
6,0 mg L -1
5,0 mg L -1
4,0 mg L -1
> 2 mg L -1
Amônia
0,02 mg L -1
0,02 mg L -1
1,00 mg L -1
-
Cloreto
250 mg L -1
250 mg L -1
250 mg L -1
-
STD
500 mg L -1
500 mg L -1
500 mg L -1
-
Nitrato
10 mg L -1
10 mg L -1
10 mg L -1
-
Clorofila-A**
10 µg L -1
30 µg L -1
60 µg L -1
-
Coliformes fecais
ausente
Até 1.000
Até 4.000
-
100 mL -1
100 mL -1
Coliformes totais
Até 1.000
Até 5.000
Até 20.000
-
100 mL -1
100 mL -1
100 mL -1
* varia com o nível de tratamento requerido
** Proposta para alteração na Resolução 020/86 do CONAMA, sobre Classificação e Enquadramento de corpos de água.

CLASSIFICAÇÕES DE ÁGUA PARA
IRRIGAÇÃO

COM O QUE SE PREOCUPAR EM
RELAÇÃO A QUALIDADE DE
ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO?

Qualidade da água para Irrigação
• Conceito: Características da água que pode afetar
a sua adaptabilidade para uso específico.
• Características a serem analizadas:
• Fonte de Água
– Físicas Sedimentos
– Químicas Precipitações
– Biológicas Microrganismos
– Superficial: Chuva
– Subterrânea: Lençol freático
– Residual: Esgoto

Características Físicas da Água
Sedimentos Sólidos em suspensão
•Areia
•Silte
•Argila
Controle: Filtragem da água de irrigação
•Filtro de Areia
•Filtro de Disco

Características Químicas da água
• SAIS(Origem):
– Dissolução ou Intemperização das rochas e do solo
– Liberação de elementos químicos na água dos mananciais
– K, Ca, Mg, Na e S
– SAIS: Teor Problema ao solo e as culturas
• Efeito da qualidade da água será notado no solo
• Parâmetros serem avaliados:
– Salinidade
– Velocidade de infiltração de água no solo
– Toxicidade
– Outros Problemas

Características Químicas da água
SALINIDADE
– Caracterizado pelo acúmulo de sais na zona radicular
– Evapotranspiração das plantas
– Ascenção dos sais
• Sintomas
– Plantas não conseguem absorver água = Estresse hídrico
• Murcha da planta
• Folhas: Coloração verde-azul escuro
• Folhas: Cerosas e Grossas
• Gasto de energia para absorver água
– Diminuição no crescimento - Perda de produtividade
• Controle:
– Lixiviação de sais
– Manter o solo com maior disponibilidade de água

Características Químicas da água
Velocidade de Infiltração de Água(VIA)
– Diminuição da VIA devido:
• Maior teor de Na em relação ao Ca e Mg
• Acumulação de Na nos primeiros centímetros de solo
• Destruição dos agregados e dispersão - obstrução dos poros
– Falta de água para as plantas
Toxicidade
– Problema que ocorre internamente na planta
– Origem: Absorção de nutrientes e acúmulo nas folhas
• Sintomas:
• Queimaduras nas bordas das folhas
• Redução da produtividade
– Íons: Na + , Cl - , B
• Controle: Culturas tolerantes

Características Químicas da água
OUTROS PROBLEMAS
– Nitrogênio
• Sintomas
• Nitrato(NO 3 - N)
• Amônia(NH 4 - N)
– Aumento do crescimento vegetativo
– Retarda a maturação do fruto
– Baixa Qualidade
ANÁLISE LABORATORIAL DA ÁGUA

EFEITOS DA SALINIDADE NO
SOLO
⇒Acumulação de sais solúveis no solo
⇒Abaixamento
do
solução do solo
potencial
hídrico
na
⇒Dispersão
trocável no
devido
ao
aumento
complexo do solo
de
Na
⇒Alteração
do
disponibilidade de
pH
do solo e na
nutrientes

EFEITOS SOBRE AS PLANTAS
⇒Efeito osmótico (disponibilidade de água)
AUMENTO DA SALINIDADE DO SOLO
⇒Efeito tóxico
⇒Desequilíbrio
nutricional
excesso de Na e outros íons
devido
ao

Qualidade da água para Irrigação
Qual a importância da água para as plantas?
Manutenção da turgescência das células
Crescimento das células
Manutenção da forma das plantas
Abertura e fechamento dos estômatos
Falta de turgescência murchamento e paralização do
crescimento
Solvente Universal:
Veículo de nutrientes para as plantas
Reagentes nos processos metabólicos
Regulação Térmica

AS PLANTAS TOLERAM SALINIDADE?

TOLERÂNCIA
À SALINIDADE
PARA ALGUMAS
CULTURAS
CULTURA VALOR TOLER. 3 CULTURA VALOR TOLER. 3
A 1 B 2 A 1 B 2
EXTENSIVAS
Algodoeiro 7,7 5,2 T Cevada 8,0 5,0 T
Amendoim 3,2 29,4 MS Feijão fava 1,5 9,5 MS
Arroz 3,3 13,0 MS Feijão Phaseolus 1,0 18,9 S
Beterraba açucareira 7,0 5,9 T Milho 1,7 12,0 MS
Cana-de-açúcar 1,7 5,8 MS Soja 5,0 20,0 MT
Caupi 4,9 12,0 MT Sorgo 6,8 16,1 MT
HORTALIÇAS
Abobrinha italiana 4,7 9,4 MT Alface 1,3 13,0 MS
Aspargo 4,1 2,0 T Rabanete 1,2 13,0 MS
Beterraba 4,0 9,1 MT Cebola 1,2 16,1 S
Abobrinha 3,2 16,1 MS Berinjela 1,1 6,9 MS
Alho 3,0 17,0 S Cenoura 1,0 14,1 S
Brócolis 2,8 9,2 MS Feijão-vagem 1,0 18,9 S
Tomateiro 2,5 9,5 MS Nabo 0,9 9,0 MS
Pepino 2,5 13,0 MS Espinafre 2,0 7,6 MS
Aipo 1,8 6,2 MS Repolho 1,8 9,8 MS
Batata 1,7 12,0 MS Milho doce 1,7 12,0 MS
Batata doce 1,5 10,5 MS Pimentão 1,5 14,1 MS
FRUTEIRAS
Guayule 15,0 13,0 T Tamareira 4,0 3,6 T
Pomelo 1,8 16,0 S Laranjeira 1,7 15,9 S
Pessegueiro 1,7 21,0 S Damasqueiro 1,6 24,0 S
Videira 1,5 9,5 MS Amendoeira 1,5 19,0 S
Ameixeira 1,5 18,0 S Amoreira preta 1,5 22,2 S
Amoreira 1,5 22,0 S Morangueiro 1,0 33,0 S
FORRAGEIRAS
Capim Bermuda 6,9 6,4 T Cevada forrageira 6,0 7,1 MT
Sesbânia 2,3 7,0 MS Alfafa 2,0 7,3 MS
Capim mimoso 2,0 8,4 MS Festuca alta 3,9 6,2 MT
Capim Sudão 2,8 4,3 MT Caupi forrageiro 2,5 11,0 MS
Fonte: Adaptada de Maas & Hoffman (1976) e Maas (1986)
1 A = Salinidade limiar (dS m -1 ).
2 B = Redução da produção relativa (%) por aumento unitário da salinidade do solo acima da salinidade limiar.
3 Toler., S = Sensível, MS = Moderadamente sensível, MT = Moderadamente tolerante e T = Tolerante.

Cultura
Concentração máxima de Cl -
sem redução da produção
(concentração limiar)
(mol/m 3 )
Redução de produção
para concentrações 1 de
Cl - acima da limiar
(% por mol/m 3 )
Morango 10 3,3
Feijão 10 1,9
Cebola 10 1,6
Cenoura 10 1,4
Rabanete 10 1,3
TOLERÂNCIA
Alface 10 1,3
Nabo 10 0,9
AO CLORETO
Pimentão 15 1,4
Arroz 2 30 3 1,2 3
Milho 15 1,2
PARA ALGUMAS Linho 15 1,2
Batata 15 1,2
CULTURAS
Batata doce 15 1,1
Aipo 15 0,6
Cana-de-açúcar 15 0,6
Espinafre 20 0,8
Alfafa 20 0,7
Pepino 25 1,3
Tomate 25 1,0
Brocoli 25 0,9
Beterraba vermelha 2 40 0,9
Abobrinha 45 0,9
Caupi 50 1,2
Trigo 2 60 0,7
Sorgo 70 1,6
Grama bermuda 70 0,6
Beterraba 2 70 0,6
Algodão 75 0,5
Cevada 2 80 0,5

EFEITO NA GERMINAÇÃO
100
% germinação (arco sen %
1/2 )
80
60
40
20
Y1 = 128,16x 3 - 221,78x 2 + 30,494x + 71,488
R 2 = 0,9465
Y2 = 49,306x 3 - 136,68x 2 + 36,278x + 70,454
r 2 = 0,9726
Semente seca
Semente pré-embebida
0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4
Potencial Osmótico (-MPa)

Avaliação da Qualidade de
Água para Irrigação
• Várias classificações, entre outras: Scofield (1936); Wilcox (1948);
Richards (1954); Thorne & Peterson (1954); Kovda (1973); Yaron
(1973); UCCC - University of California Committe of Consultants
(1974); Doneen (1975); Christiansen (1977); Bhumbla (1977); Pizarro
(1978)
• Todas levam em consideração aspectos de salinidade, riscos de
sodificação e toxicidade dos íons específicos
• Quanto ao potencial da água em provocar acúmulo de sais no solo e
toxicidade dos íons nas plantas, a maioria das classificações são
parecidas embora apresentam número de classes diferentes
• Wilcox (1948); Richards (1954); Thorne & Peterson (1954) → Risco
de sodificação aumenta com teor salino enquanto em UCCC (1974);
Doneen (1975) e Pizarro (1978) o mesmo diminui
• Atualmente, a FAO recomenda utilização da classificação proposta
pela UCCC (1974)

Diretrizes para interpretar a qualidade da
água de irrigação - FAO
G r a u d e r e st r iç ã o d e u s o
P ro b le m a p o t e n c ia l
U n id a d e
N e n h u m M o d e r a d o S e v e r o
S a lin id a d e ( A fe t a a d is p o n ib ilid a d e d e á g u a p a r a a c u lt u r a )
C E a d S / m < 0 ,7 0 ,7 – 3 ,0 > 3 .0
S D T m g /L < 4 5 0 4 5 0 – 2 0 0 0 > 2 0 0 0
I n fi lt r a ç ã o ( A v a lia d a u s a n d o C E a e R A S c o n ju n t a m e n t e )
R A S * = 0 – 3 e C E = > 0 ,7 0 ,7 – 0 ,2 < 0 ,2
3 – 6 > 1 ,2 1 ,2 – 0 ,3 < 0 ,3
6 – 1 2 > 1 ,9 1 ,9 – 0 ,5 < 0 ,5
1 2 – 2 0 > 2 ,9 2 ,9 – 1 ,3 < 1 ,3
2 0 – 4 0 > 5 ,0 5 ,0 – 2 ,9 < 2 ,9
T o x ic id a d e d e ío n s e s p e c ífic o s ( A fe t a c u lt u r a s s e n s ív e i s )
S ó d io ( N a + )
I r r ig a ç ã o s u p e r fic ia l R A S < 3 3 – 9 > 9
I r r ig a ç ã o p o r a s p e r s ã o m e q /L < 3 > 3
C lo r e to ( C l - )
I r r ig a ç ã o s u p e r fic ia l m e q /L < 4 4 – 1 0 > 1 0
I r r ig a ç ã o p o r a s p e r s ã o m e q /L < 3 > 3
B o ro ( B ) m g /L < 0 ,7 0 ,7 – 3 ,0 > 3 ,0
O lig o e le m e n t o s * * ( M e t a is p e s a d o s e o u t ro s e le m e n t o s – c o n c . 0 ,0 1 – 5 ,0 m g /L )
O u t r o s ( a fe t a c u lt u r a s s e n s ív e is )
N it r o g ê n io ( N O - 3 -- N ) m g /L < 5 ,0 5 – 3 0 > 3 0
B ic a r b o n a t o ( H C O - 3 )
( a s p e r s ã o c o n v e n c io n a l m e q /L < 1 ,5 1 ,5 – 8 5 > 8 ,5
p H F a ix a n o r m a l 6 ,5 – 8 ,4
* R A S = N a + /( C a + + + M g + + / 2 ) ½ , p o d e n d o se r u t ili z a d a R A S c o r r ig i d a s u b s titu in d o c o n c e n tr a ç ã o d e C a + +
n a á g u a p o r C a + + e m e q u ilíb r io c o m s o l u ç ã o d o s o l o a p ó s i n filt r a ç ã o
* *
A l, A s , B e , C d , C o , C r , C u , F , F e , L i, M n , M o , N i, P b , S e , T i, V e Z n

Avaliação da Água para Irrigação
Redução relativa da infiltração provocada pela salinidade e a relação de
adsorção de sódio. Fonte: Rhoades (1977) e Oster & Schroer (1979)

Fontes de Entupimento de Sistemas

Risco de entupimento de um emissor

QUALIDADE X USO ADEQUADO
Águas Salinas
Rejeitos de
Dessalinizadores
Naturais
Drenagem Agrícola
Aproveitamento em
Aqüicultura
Efluentes
Aproveitamento na
Agricultura
Aproveitamento na
Industria
Psicultura Carcinocultura Halófitas Culturas
Industriais
Forrageiras
e
Gramineas
Fruteiras e
Olerícolas
Flores e
Planta
Ornamentais
Torres de
Resfriamento
Águas de
Processos
Tanques de
Evaporação
Impactos Ambientais
Riscos a Saúde
(Humana e Animal)
Estrutura de possíveis aproveitamentos das águas salinas

ESTUDO DE CASO
QUALIDADE DE ÁGUA SUBTERRÂNEA
PARA IRRIGAÇÃO NO PIAUI

METODOLOGIA
• Amostras de água em 105 poços tubulares georreferenciados
• As seguintes variáveis foram determinadas: condutividade elétrica
(CE) e potencial hidrogeniônico (pH) além das concentrações de sódio
(Na), cálcio (Ca), magnésio (Mg), potássio (K), cloreto (Cl), carbonato
(CO3), bicarbonato (HCO3) e sulfato (SO4) de acordo com os
métodos propostos pela EMBRAPA (1997).
• Com base na concentração dos íons foram estimados os valores de
carbonato de sódio residual (CSR) proposto por Eaton (1949) e a
relação de adsorção de sódio (RAS) apresentada por Yaron (1973),
modelos apresentados nas equações abaixo.
• CSR = (CO3 + HCO3) - (Ca + Mg) e

“PADRÕES” DE QUALIDADE DE ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
Classes de restrição de uso da água para irrigação
de acordo com a qualidade
Variáveis
Classes de Restrição de Uso para Irrigação
Nenhuma Moderada Severa
CE (dS m -1 ) < 0,7 0,7 a 3,0 > 3,0
Na (mmol c L -1 ) < 3,0 > 3,0 -
Ca + Mg (mmol -1 c L ) < 5,0 5,0 a 15,0 > 15,0
CO 3 (mmol c L -1 ) < 0,1 0,1 a 0,2 > 0,2
HCO 3 (mmol c L -1 ) < 1,5 1,5 a 8,5 > 8,5
Cl (mmol c L -1 ) < 3,0 > 3,0 -
SO 4 (mmol c L -1 ) < 10 10 a 30 > 30
CSR (mmol c L -1 ) < 1,25 1,25 a 2,5 > 2,5
Fonte: Ayers & Westcot (1985)
Classes de restrição de uso de água para irrigação
de acordo com a relação de adsorção de sódio (RAS)
RAS
Classes de Restrição de Uso para Irrigação
Nenhuma Moderada Severa
Condutividade elétrica (dS m -1 )
0 a 3 > 0,7 0,7 a 2,0 < 2,0
3 a 6 > 1,2 1,2 a 0,3 < 0,3
6 a 12 > 1,9 1,9 a 0,5 < 0,5
12 a 20 > 2,9 2,9 a 1,3 < 1,3
20 a 40 > 5,0 5,0 a 2,9 < 2,9
Fonte: Ayers & Westcot (1985)

REGIÃO DO GURGUEIA
• A área total da bacia
hidrográfica do Rio
Gurguéia é de
aproximadamente 48830
km², o que corresponde em
torno de 19% da área total
do estado do Piauí. Localizase
entre as coordenadas
06°48’00” e 10°52’00” de
latitude sul e entre
43°16’00” e 45° 32’00” de
longitude a oeste de
Greenwich. Na bacia
encontram-se inseridos 28
municípios:

ESPECIAÇÃO DA ÁGUA SUBTERRÂNEA NA
BACIA DO RIO GURGUÉIA
Parâmetros estatísticos para as variáveis de qualidade de água analisadas.
Variáveis Mínimo Máximo Média Desvio Padrão
pH 4,38 9,01 7,54 0,62
CE (dS m -1 ) 0,01 0,88 0,13 0,18
Ca (mmol c L -1 ) 0,02 2,92 0,54 0,63
Mg (mmol c L -1 ) 0,00 4,72 0,56 0,77
Na (mmol c L -1 ) 0,00 7,52 0,92 1,63
K (mmol c L -1 ) 0,00 1,17 0,18 0,18
HCO 3 (mmol c L -1 ) 0,15 16,47 1,71 2,21
CO 3 (mmol c L -1 ) 0,00 0,82 0,07 0,16
Cl (mmol c L -1 ) 0,04 21,27 1,21 2,11
SO 4 (mmol c L -1 ) 0,00 2,5 0,1 0,36
RAS (mmol c L -1 ) 1/2 0,00 21,70 1,51 3,99
CSR (mmol c L -1 ) -1,06 5,58 0,56 1,17

CLASSES DE RESTRIÇÃO PARA
SALINIDADE E SODICIDADE DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

CLASSES DE RESTRIÇÃO PARA
SALINIDADE E SODICIDADE DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

ALTERAÇÃO DA QUALIDADA DE ÁGUA
PELA EXPLORAÇÃO EXCESSIVA
EXPLOTAÇÃO
Cabeças
Pimenteiras
RECARGA
SpCond mS/cm 1,27
NitrateN SpCond mg/L mS/cm 14,45 0,30
AmmoniaN SpCond NitrateN mS/cm mg/L 0,2213,31
0,60
Coliforme AmmoniaN
NitrateN Total mg/L
mg/L
0,50 2.430,00 0,02
AmmoniaN
Coliforme Total
mg/L 0,01
0,00
Coliforme Total 0,00
Serra Grande
SAÍDA NATURAL
Cristalino

CLASSE DE RESTRIÇÃO DO USO DA ÁGUA PARA
IRRIGAÇÃO NO SEMI-ÁRIDO DO PIAUÍ
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ÁGUA SUBTERRÂNEA NA REGIÃO DE
TERESINA

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