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CHRISTIEN ANTUNES PINHEIRO FALCÃO DE ANDRADE
ANÁLISE DA QUALIDADE DA ÁGUA SUBTERRÂNEA
UTILIZADA PARA IRRIGAÇÃO NO MUNICÍPIO DE BARAÚNA-
RN
Dissertação apresentada à Universidade
Federal Rural do Semi-Árido, como parte
das exigências para obtenção do título de
Mestre em Agronomia: Fitotecnia
ORIENTADOR: Prof. D. Sc. Engº. Agrº. GUSTAVO PEREIRA DUDA
MOSSORÓ – RN
2005
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22
Ficha catalográfica preparada pelo setor de classificação e
catalogação da Biblioteca “Orlando Teixeira” da UFERSA
A553c Andrade, Christien Antunes Pinheiro Falcão de.
Análise da qualidade da água subterrânea utilizada para
irrigação no município de Baraúna-RN/ Christien Antunes
Pinheiro Falcão de Andrade. - Mossoró: 2005.
35f.: il.
Dissertação (Mestrado em Fitotecnia) – Universidade
Federal Rural do Semi-árido. Coordenação de Pesquisa e Pós-
Graduação.
Área de Concentração: Produção, Qualidade de água de
irrigação.
Orientador: Profª. Dr. Sc.
Gustavo Pereira Duda
1. Água - irrigação. 2.Qualidade de água. 3. Classificação
de água. I. Título.
CDD
631.587
Bibliotecária: Keina Cristina Santos Sousa
CRB/4 1254
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23
CHRISTIEN ANTUNES PINHEIRO FALCÃO DE ANDRADE
ANÁLISE DA QUALIDADE DA ÁGUA SUBTERRÂNEA
UTILIZADA PARA IRRIGAÇÃO NO MUNICÍPIO DE BARAÚNA-
RN
Dissertação apresentada à Universidade
Federal Rural do Semi-Árido, como parte
das exigências para obtenção do título de
Mestre em Agronomia: Fitotecnia
APROVADA EM: _____/_____/______
Dsc. Francisco Solon Dantas Neto
Dsc. José Francismar de Medeiros
(Conselheiro)
UFERSA – Mossoró/RN
(Conselheiro)
Prof. Dsc. Gustavo Pereira Duda
UFERSA – Mossoró/RN
(Orientador)
24
Aos meus avós, que sempre estão
presentes em minha vida.
DEDICO.
Aos meus pais, irmãos e amigos que me
apoiaram nesta caminhada.
OFEREÇO.
25
AGRADECIMENTOS
À Universidade Federal Rural do Semi-árido por ter proporcionado a realização deste
curso.
À Selma Rogéria de Carvalho Nascimento, pela companhia, pelo apoio, incentivo,
carinho e dedicação, sem os quais eu não teria vencido esta batalha.
Aos meus pais, pelo incentivo, apoio e pelos sacrifícios vividos para que eu pudesse
concluir este curso.
Ao professor Gustavo Pereira Duda pela orientação.
Ao professor José Francismar de Medeiros pela ajuda e participação na banca
examinadora.
Ao professor Francisco Solon Dantas Neto participação na banca examinadora.
Ao rofessor Glauber Henrique Nunes pela colaboração imprescindível na realização das
análises estatísticas.
Ao professor Francisco Bezerra de Oliviera Neto pela paciência e ajuda.
Aos funcionários do Laboratório de Análise de Solo, Água e Planta da Universidade
Federal Rural do Semi-Árido.
Aos funcionários da Biblioteca “Orlando Teixeira”.
Aos meus amigos Edgar Pereira Neto, Daniel Robson Linhares de Lima, Jeyson
Medeiros de Oliveira e Hildemárzio Pinheiro Falcão, pela ajuda na superação dos
obstáculos.
A todos os meus familiares: pai, mãe, irmãs, irmãos, tios (as), primos (as).
A todos os colegas do curso de Mestrado.
26
DADOS BIOGRÁFICOS DO AUTOR
CHRISTIEN ANTUNES PINHEIRO FALCÃO DE ANDRADE, filho de
Francisco de Assis Falcão de Andrade e Maria Hildamir Pinheiro, natural de Mossoró,
Rio Grande do Norte, nasceu em 19 de Agosto de 1977. Ingressou no curso de
Engenharia Agronômica da então Escola Superior de Agricultura de Mossoró – ESAM.
Em 2003 ingressou no curso de Mestrado em Agronomia: Fitotecnia, da Universidade
Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA – concluindo em 2005.
27
RESUMO
ANDRADE, Christien Antunes Pinheiro Falcão de. Análise da qualidade da água
subterrânea utilizada para irrigação no município de Baraúna-RN. 2005.
35f. Dissertação (Mestrado em Fitotecnia) – Universidade Federal Rural do Semi-
Árido (UFERSA), Mossoró-RN, 2005.
O município de Baraúna é um dos principais pólos de produção de frutas no Nordeste
brasileiro, produzindo mais da metade da safra de melão do Estado do Rio Grande do
Norte. Localizado na região semi-árida, está na área geologicamente conhecida como
plataforma de Aracati, onde o calcário Jandaíra, apresenta águas de qualidade adequada
à fruticultura irrigada. No entanto, a abundância de água no subsolo já não existe mais,
sendo que alguns poços já estão completamente secos. Esta situação é resultado da
exploração sem controle da reserva subterrânea, redundando alteração na qualidade da
água para irrigação. Devido a falta de estudos da qualidade das águas de irrigação do
município de Barúna, este estudo teve como objetivo analisar a qualidade da água
subterrânea utilizada para irrigação no município de Baraúna no período imediatamente
após as chuvas em dois anos distintos nas localidades Velame Sumidouro e Boa água.
Para comparação das águas entre as localidades, em um mesmo ano utilizou-se o teste
Tukey. Para avaliar a variação espacial entre as localidades utilizou-se da técnica de
Componentes Principais, associada ao método de Tocher para o agrupamento dos
dados. A variação temporal entre as localidades foi determinada pelo Índice de
Mudança. Os resultados revelaram variação da qualidade das águas dentro das
localidades nos anos estudados. A salinidade das águas em 2005 sofreu elevação,
quando comparada com o ano 2000.
Palavras-chave: Salinidade, método de Tocher, Índice de Mudança, análise de
Componentes Principais.
28
ABSTRACT
ANDRADE, Christien Antunes Pinheiro Falcão de. Underground water quality
analysis used to crop irrigation in the borough of Baraúna-RN. 2005. 35f.
Thesis (M.S. in Plant Science) – Universidade Federal Rural do Semi-Árido
(UFERSA), Mossoró-RN, 2005.
The borough of Barauna is one of the main fruit production pole in Northeast Brazil,
responsible for more than a half of Rio Grande do Norte melon crop. This borough is
located in a semi-arid region, specifically well-known as Aracati platform, where
calcareous rocks store waters of good quality to irrigate fruit production. Hawever,
nowadays, this underground water any more exist abundantly, with some few wells
completely dried. This situation in the result of water exploration without control
from underground stock, originating an alteration in water quality for irrigation. Due
to lack of information about the water in this agricultural pole, this present work
was conducted to evaluate the water quality for crop irrigation in the Barauna
borough in the period immediately after the rain season during two distinct years at
the sites of Velame, Sumidouro and Boa Agua. It was used a Tukey test for means
comparation between sites. The spatial variation between sites was evaluated
through Principal Components analysis associated to Tocher method for grouping
data. The time variation in the sites was determined by Index of Change. It was
observed an alteration in the water quality within sites. The content of salinity in
the water increased in the year of 2005 as compared to the year of 2000.
Keywords: Salinity, Tocher method, Index of Change, Principal Components
analysis.
29
LISTA DE TABELAS
Página
TABELA 1 Resultados analíticos das determinações químicas e
classes de águas da localidade Velame do município de
Baraúna/RN, no ano 2000 ..................................................
22
TABELA 2 Resultados analíticos das determinações químicas e
classes de águas da localidade Velame do município de
Baraúna/RN, no ano 2005 .................................................
22
TABELA 3 Resultados analíticos das determinações químicas e
classes de águas da localidade Sumidouro do município
de Baraúna/RN, no ano 2000 .............................................
24
TABELA 4 Resultados analíticos das determinações químicas e
classes de águas da localidade Sumidouro do município
de Baraúna/RN, no ano 2005 .............................................
24
TABELA 5 Resultados analíticos das determinações químicas e
classes de águas da localidade Boa Água do município de
Baraúna/RN, no ano 2000 .................................................
25
TABELA 6 Resultados analíticos das determinações químicas e
classes de águas da localidade Boa Água do município de
Baraúna/RN, no ano 2005 .................................................
25
30
TABELA 7 Análise de variância dos componentes analisados, no ano
2000, nas águas das localidades Velame, Sumidouro e
Boa Água, no município de Baraúna/RN ..........................
26
TABELA 8 Valores médios dos componentes analisados, no ano
2000, nas águas das localidades Velame, Sumidouro e
Boa Água, no município de Baraúna/RN ..........................
27
TABELA 9 Análise de variância dos componentes analisados, no ano
2005, nas águas das localidades Velame, Sumidouro e
Boa Água, no município de Baraúna/RN ..........................
27
TABELA 10 Valores médios dos componentes analisados, no ano
2005, nas águas das localidades Velame, Sumidouro e
Boa Água, no município de Baraúna/RN ..........................
27
TABELA 11 Valores de Mudança Média (d
i
) e Mudança Média Anual
(D
A
) dos parâmetros analisados nos anos 2000 e 2005 nas
localidades Velame, Sumidouro e Boa Água, no
município de Baraúna/RN .................................................
29
31
LISTA DE FIGURAS
Página
FIGURA 2.1 Representação esquemática dos principais aqüíferos
Brasileiros ..........................................................................
06
FIGURA 2.2 Representação esquemática dos principais aqüíferos do
Estado do Rio Grande do Norte .........................................
07
FIGURA 4.1 Dispersão dos dados analisados em relação aos dois
primeiros Componentes Principais (1 e 2) ........................
28
32
SUMÁRIO
Página
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................. 01
2. REVISÃO DE LITERATURA ....................................................................... 03
2.1. A Água Subterrânea ................................................................................. 03
2.2. Tipos de aqüíferos .................................................................................. 04
2.3. Constituintes iônicos e propriedades físicas das águas subterrâneas ....... 06
2.4. Fatores determinantes da qualidade da água para irrigação ..................... 12
2.5. Problemática da exploração dos aqüíferos subterrâneos ......................... 13
3. MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................ 16
3.1. Descrição da área estudada ..................................................................... 16
3.1.1. Situação geográfica ....................................................................... 16
3.1.2. Clima e vegetação ......................................................................... 16
3.1.3. Solo e Relevo ................................................................................ 17
3.1.4. Disponibilidade de água ................................................................ 17
3.2. Coleta das amostras ................................................................................ 17
3.3. Análise das águas .................................................................................... 17
3.4. Classificação das águas para irrigação ................................................... 19
3.5. Análises Estatísticas ................................................................................ 19
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................... 21
4.1. Qualidade da água de irrigação e variação .............................................. 21
4.1.1. Velame ........................................................................................... 21
4.1.2. Sumidouro ...................................................................................... 23
4.1.3. Boa Água ........................................................................................ 23
4.2. Variação da qualidade da água entre as localidades ................................ 26
4.3. Variação espacial da qualidade da água .................................................. 28
33
4.4. Variação temporal da qualidade da água ................................................. 28
5. CONCLUSÕES .............................................................................................. 30
6. LITERATURA CITADA ............................................................................... 31
34
1. INTRODUÇÃO
O Ciclo Hidrológico envolve um volume de água de 577.200 km
3
por ano
segundo o Programa Hidrológico Internacional e a água é um recurso renovável, graças
ao interminável ciclo hidrológico, em atividade desde a formação da hidrosfera e da
atmosfera, aproximadamente 3,8 bilhões de anos atrás.
Embora o volume total de água existente na Terra seja de 1.386 milhões de
km
3
, 97,5 % deste total é constituído pelos oceanos, mares e lagos de água
salgada, sendo que a parte formada pela água doce, mais de dois terços estão nas
calotas polares e geleiras. Assim, resta apenas cerca de 1% da água para a vida
nas terras emersas. Nesta parcela a água subterrânea corresponde a 97,5%,
perfazendo um volume de 10,53 milhões de km
3
. Deste ponto de vista foi
formulado o conceito da água como um recurso finito (DRM, 2005).
O Brasil é o país mais rico em água do mundo, apresentando uma descarga
dos rios de 6,22 trilhões de m
3
por ano, porém, principalmente na região Nordeste
apresenta seca intensa durante boa parte do ano, nessa área a água subterrânea
pode ser o único recurso hídrico disponível para uso humano.
O crescente requerimento de alimento devido ao crescimento da população
global tornou imperativo o uso da irrigação, principalmente nas regiões semi-áridas,
onde o déficit hídrico é registrado na maior parte do ano (CRUZ et al., 2003), no
entanto, algumas destas regiões brasileiras congregam condições naturais para produção
de frutas tropicais e perspectivas para exportações que atraem empresários do setor
agrícola.
O município de Baraúna localizado na região semi-árida, na extremidade
noroeste do Estado do Rio Grande do Norte, e extremidade nordeste do Estado do
Ceará, estando na área geologicamente conhecida como plataforma de Aracati, onde o
calcário Jandaíra, apresenta um excepcional caráter cárstico, com águas de qualidade
adequada à fruticultura irrigada (AZEVEDO et al., 2003). Este município é um dos
35
principais pólos de produção de frutas, produzindo mais da metade da safra de melão do
Estado.
A comunidade de Baraúna, no entanto, nos últimos 10 anos, passou de um dos
principais produtores de frutas do Estado para cair em uma grave crise devido à
diminuição no nível de água dos poços artesianos, o que ameaça a agricultura. A
abundância de água no subsolo que significou a ascensão do município, já não existe
mais, sendo que alguns poços já estão completamente secos. Esta situação é resultado
da exploração sem controle da reserva subterrânea do Calcário Jandaíra.
Estudos da salinidade das águas subterrâneas no calcário Jandaíra na chapada do
Apodi revelaram grandes variações espaciais e temporais na qualidade das águas,
apresentando valores menores de CE e pH durante o período chuvoso, indicando
recarga rápida do aqüífero e influência das condições de explotação (FERNANDES &
SANTIAGO, 2001).
Estudos da qualidade das águas de irrigação do município de Barúna têm
revelado poucas variações entre os períodos seco e chuvoso durante o mesmo ano
(MEDEIROS et al., 2003), no entanto, estudos em intervalos de tempo superiores a um
ano na região, são escassos.
Este estudo tem como objetivo analisar a qualidade da água subterrânea utilizada
para irrigação no município de Baraúna no período imediatamente após as chuvas em
dois anos distintos.
36
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1 A Água Subterrânea
Água subterrânea, portanto aquela que ocorre abaixo da superfície da Terra,
preenche os poros ou vazios intergranulares das rochas sedimentares, ou as fraturas,
falhas e fissuras das rochas compactas, e são submetidas a duas forças (de adesão e de
gravidade) desempenhando um papel essencial na manutenção da umidade do solo, do
fluxo dos rios, lagos e brejos. As águas subterrâneas cumprem uma fase do ciclo
hidrológico, uma vez que constituem uma parcela da água precipitada (BORGUETTI et
al., 2004).
Do total da água existente no planeta Terra, somente 2,7% é água doce e de
toda a água doce disponível para uso da humanidade, cerca de 97% está na forma de
água subterrânea (PEDROSA & CAETANO, 2002).
O aproveitamento das águas subterrâneas data de tempos antigos e sua evolução
tem acompanhado a própria evolução da humanidade, sendo que o seu crescente uso se
deve ao melhoramento das técnicas de construção de poços e dos métodos de
bombeamento, permitindo a extração de água em volumes e profundidades cada vez
maiores e possibilitando o suprimento de água a cidades, indústrias e projetos de
irrigação (LEAL, 1999).
A distribuição das águas subterrâneas é igualmente variável como as águas de
superfície, uma vez que elas se inter-relacionam no ciclo hidrológico e dependem das
condições climatológicas. Entretanto, as águas subterrâneas (10.360.230 km
3
) são
aproximadamente 100 vezes mais abundantes que as águas superficiais dos rios e lagos
37
(92.168 km
3
). Embora elas encontrem-se armazenadas nos poros e fissuras milimétricas
das rochas, estas ocorrem em grandes extensões, gerando grandes volumes de águas
subterrâneas na ordem de, aproximadamente, 23.400 km
3
, distribuídas em uma área
aproximada de 134,8 milhões de km
2
(SHIKLOMANOV, 1998).
A quantidade de água subterrânea pode chegar até 60 milhões de km
3
, mas a
sua ocorrência em grandes profundidades pode impossibilitar seu uso. Por essa razão, a
quantidade passível de ser captada estaria a menos de 4.000 metros de profundidade,
compreendendo cerca de 8 e 10 milhões de km
3
(CEPIS, 2000).
Segundo Rebouças et al. (2002) as águas subterrâneas estariam distribuídas em
65.000 km
3
constituindo a umidade do solo; 4,2 milhões de km
3
estendendo-se desde a
zona não-saturada até 750 m de profundidade, e 5,3 milhões de km
3
estendendo-se de
750 m até 4.000 m de profundidade, constituindo o manancial subterrâneo. A
quantidade de água, no entanto capaz de ser armazenada pelas rochas e pelos materiais
não consolidados, depende geralmente da porosidade dessas rochas, que pode ser de até
45%, da comunicação desses poros entre si ou da quantidade e tamanho das aberturas de
fraturas existentes (BORGUETTI et al., 2004).
No Brasil, as reservas de água subterrânea são estimadas em 112.000 km
3
(112
trilhões de m
3
) e a contribuição multianual média à descarga dos rios é da ordem de
2.400 km
3
.ano
-1
(MMA, 2003). Porém, nem todas as formações geológicas possuem
características hidrodinâmicas que possibilitem a extração econômica de água
subterrânea para atendimento de médias e grandes vazões pontuais (BORGUETTI et al.,
2004). As vazões já obtidas por poços variam, no Brasil, desde menos de 1 m
3
.h
-1
até
mais de 1.500 m
3
.h
-1
(SUASSUNA, 2001).
2.2 Tipos de aqüíferos
Quanto ao conceito básico de hidrologia os aqüíferos são formações geológicas
que contém água e permite que a mesma se movimente em condições naturais e em
quantidades significativas (CAICEDO, 1997). Segundo Pedrosa & Caetano (2002) os
aqüíferos são corpos rochosos com propriedades de armazenar e transmitir as águas
subterrâneas e são caracterizados por parâmetros dimensionais como extensão,
espessura e geometria, os quais são condicionados pela geologia estrutural, estratigrafia
e parâmetros hidrodinâmicos (transmissividade, armazenamento ou porosidade efetiva),
que dependem dos padrões faciológicos, condições de recarga e descarga além de
38
variáveis de estado que descrevem a situação do reservatório subterrâneo em cada
instante (superfície piezométrica, qualidade, condições de exploração, etc).
A litologia do aqüífero, ou seja, a sua constituição geológica
(porosidade/permeabilidade intergranular ou de fissuras) é que irá determinar a
velocidade da água em seu meio, a qualidade e a sua quantidade como reservatório.
Essa litologia é decorrente da sua origem geológica, que pode ser fluvial, lacustre,
eólica, glacial e aluvial (rochas sedimentares), vulcânica (rochas fraturadas) e
metamórfica (rochas calcáreas), determinando os diferentes tipos de aqüíferos. Quanto à
porosidade, existem três tipos de aqüífero: poroso, fissural e cárstico (LEAL, 1999;
BORGUETTI et al., 2004).
No Brasil, as águas subterrâneas ocupam diferentes tipos de reservatórios, desde
as zonas fraturadas do embasamento cristalino até os depósitos sedimentares
cenozóicos, no que resulta diferentes aqüiferos (Figura 2.1) que, pelo seu
comportamento, podem ser reunidos em: sistemas porosos (rochas sedimentares);
sistemas fissurados (rochas cristalinas e cristalofilianas); sistemas cársticos (rochas
carbonáticas com fraturas) e outras descontinuidades submetidas a processos de
dissolução cárstica (LEAL, 1999).
Na região nordeste do Brasil o reservatório do embasamento cristalino aflorante
é representado quase que exclusivamente pelas fraturas. As reservas são reduzidas e as
vazões dos poços apresentam média inferior à 3 m
3
.h
-1
. As águas são, normalmente,
salinizadas, com resíduo seco médio acima de 2.500 mg.L
-1
. Os sistemas cársticos mais
importantes correspondem aos domínios do calcário do grupo Bambuí (província
hidrogeológica do São Francisco, com mais de 350.000 km
2
nos estados da Bahia,
Goiás e Minas Gerais) e da formação Jandaíra (subprovíncia Potiguar) (Figura 2.2). Nos
terrenos calcários os carstes apresentam profundidades de desenvolvimento muito
variáveis com média em torno de 150 m, onde as vasões do grupo Bambuí pode ser
superiores a 200 m
3
/h, e o do Jandaíra, com pequeno desenvolvimento cárstico,
apresenta vazões muito baixas, geralmente inferiores a 3,5 m
3
/h (LEAL, 1999).
No Estado do Rio Grande do Norte os aqüíferos presentes são Barreiras,
Jandaíra, Açu e Cristalino Nordeste (Figura 2.1) (LEAL, 1999; BORGUETTI et al.,
2004).
No município de Baraúna o aqüífero mais explorado para irrigação na
agricultura é o Jandaíra, composto dominantemente por calcários, apresentando água
geralmente salobra e uma composição química favorável à irrigação. É um aqüífero
39
livre ou confinado com vazões que chegam até 30 m³.h
-1
, com média de 3 m³.h
-1
(IDEMA, 2005) e poços com profundidade média variando de 50 a 150 m (SERHID,
2005). Abaixo do Jandaíra encontra-se o Aqüífero Açu (IDEMA, 2005).
FIGURA 2.1 – Representação esquemática dos principais aqüíferos Brasileiros
Fonte: MMA (2003).
2.3 Constituintes iônicos e propriedades físicas das águas subterrâneas
As águas subterrâneas tendem a ser mais ricas em sais dissolvidos do que as
águas superficiais. As quantidades presentes refletem não somente os substratos
rochosos percolados, mas variam também em função do comportamento geoquímico
dos compostos químicos envolvidos. Como há sensíveis variações nas composições
40
químicas das rochas, é de se esperar certa relação entre a composição da água e das
rochas preponderantes na área. (PEDROSA & CAETANO, 2002).
FIGURA 2.2 – Representação esquemática dos principais aqüíferos do Estado do Rio
Grande do Norte.
Fonte: Adaptado de MMA (2003).
A composição química da água subterrânea é o resultado combinado da
composição da água que adentra o solo e da evolução química influenciada diretamente
pelas litologias atravessadas, sendo que o teor de substâncias dissolvidas nas águas
subterrâneas vai aumentando à medida que prossegue no seu movimento (SMA, 2005).
O tipo e os sais dissolvidos podem influenciar na qualidade das águas subterrâneas,
mesmo que em quantidades relativamente pequenas. Estes sais têm origem na
dissolução ou intemperização das rochas e solos, incluindo a dissolução lenta do
calcário, do gesso e outros minerais (SILVA FILHO et al., 2000). A variação na
composição e qualidade das águas destinadas à irrigação depende da zona climática,
fonte da água, trajeto percorrido, época do ano, geologia da região e manejo adotado na
irrigação (CRUZ et al., 2003).
41
Os principais e mais freqüentes constituintes iônicos contidos nas águas
subterrâneas segundo PEDROSA & CAETANO (2002) são os seguintes:
a) Cálcio (Ca
+
) - O teor de cálcio nas águas subterrâneas varia, de uma forma
geral, de 10 a 100 mg.L
-1
. As principais fontes de cálcio são os plagioclásios cálcicos,
calcita, dolomita, apatita, entre outros. O carbonato de cálcio é muito pouco solúvel em
água pura. O cálcio ocorre nas águas na forma de bicarbonato e sua solubilidade está em
função da quantidade de gás carbônico dissolvido. A quantidade de CO
2
dissolvida
depende da temperatura e da pressão, que são, portanto, fatores que vão determinar a
solubilidade do bicarbonato de cálcio.
b) Cloretos (Cl
-
) - O cloro está presente em teores inferiores a 100 mg.L
-1
.
Forma compostos muito solúveis e tende a se enriquecer, junto com o sódio, a partir das
zonas de recarga das águas subterrâneas. Teores anômalos são indicadores de
contaminação por água do mar, e por aterros sanitários.
c) Ferro (Fe
-
) - É um elemento persistentemente presente em quase todas as
águas subterrâneas em teores abaixo de 0,3 mg.L
-1
. Suas fontes são minerais escuros
(máficos) portadores de Fe: magnetita, biotita, pirita, piroxênios, anfibólios. Em virtude
de afinidades geoquímicas quase sempre é acompanhado pelo Manganês. O ferro no
estado ferroso (Fe²
+
) forma compostos solúveis, principalmente hidróxidos. Em
ambientes oxidantes o Fe²
+
passa a Fe³
+
dando origem ao hidróxido férrico, que é
insolúvel e se precipita, tingindo fortemente a água. Desta forma, águas com alto
conteúdo de Fe, ao saírem do poço são incolores, mas ao entrarem em contato com o
oxigênio do ar ficam amareladas.
d) Magnésio (Mg²
+
) - O magnésio é um elemento cujo comportamento
geoquímico é muito parecido com o do cálcio e, em linhas gerais, acompanha este
elemento. Diferentemente do cálcio, contudo, formam sais mais solúveis. Nas águas
subterrâneas ocorrem teores entre 1 e 40 mg.L
-1
. O magnésio, depois do cálcio, é o
principal responsável pela dureza das águas. Na água do mar o magnésio ocorre em
teores de cerca 1400 mg.L
-1
, bem acima do teor de cálcio (cerca de 480 mg.L
-1
). Em
águas subterrâneas de regiões litorâneas, a relação Mg/Ca é um elemento caracterizador
da contaminação por água marinha.
e) Manganês (Mn
+
) - É um elemento que acompanha o ferro em virtude de seu
comportamento geoquímico. Ocorre em teores abaixo de 0,2 mg.L
-1
, quase sempre
como óxido de manganês bivalente, que se oxida em presença do ar, dando origem a
precipitados negros.
42
f) Nitrato (NO
3-
) - Nas águas subterrâneas os nitratos ocorrem em teores em
geral abaixo de 5 mg.L
-1
. Nitritos e amônia são ausentes, pois são rapidamente
convertidos a nitrato pelas bactérias. Pequeno teor de nitrito e amônia é sinal de
poluição orgânica recente. Segundo o padrão de potabilidade da OMS (Organização
Mundial de Saúde), uma água não deve ter mais do que 10 mg.L
-1
de NO
3
.
g) Potássio (K
+
) - O potássio é um elemento químico abundante na crosta
terrestre, mas ocorre em pequena quantidade nas águas subterrâneas, pois é facilmente
fixado pelas argilas e intensivamente consumido pelos vegetais. Seus principais
minerais fontes são: feldspato potássico, mica moscovita e biotita, pouco resistentes aos
intemperismo físico e químico. Nas águas subterrâneas seu teor médio é inferior a 10
mg.L
-1
, sendo mais freqüente valores entre 1 e 5 mg.L
-1
.
h) Sódio (Na
+
) - O sódio é um elemento químico quase sempre presente nas
águas subterrâneas. Seus principais minerais fonte (feldspatos plagioclásios) são pouco
resistentes aos processos intempéricos, principalmente os químicos. Os sais formados
nestes processos são muito solúveis. Nas águas subterrâneas o teor de sódio varia entre
0,1 e 100 mg.L
-1
, sendo que há um enriquecimento gradativo deste metal a partir das
zonas de recarga. A quantidade de sódio presente na água é um elemento limitante de
seu uso na agricultura. Em aqüíferos litorâneos, a presença de sódio na água poderá
estar relacionada à intrusão da água do mar. Segundo a OMS, o valor máximo
recomendável de sódio na água potável é 200 mg.L
-1
.
As propriedades físicas da água subterrânea segundo Pedrosa & Caetano (2002)
são definidas:
a) Temperatura - As águas subterrâneas têm uma amplitude térmica pequena,
isto é, sua temperatura não é influenciada pelas mudanças da temperatura atmosférica.
Exceções são os aqüíferos freáticos pouco profundos. Em profundidades maiores a
temperatura da água é influenciada pelo grau geotérmico local (em média 1ºC a cada 30
m).
b) Cor - A cor de uma água é conseqüência de substâncias dissolvidas. Quando
pura, e em grandes volumes, a água é azulada. Quando rica em ferro, é arroxeada.
Quando rica em manganês, é negra e, quando rica em substâncias húmicas é amarelada.
A medida da cor de uma água é feita pela comparação com soluções conhecidas de
platina-cobalto ou com discos de vidro corados calibrados com a solução de platina-
cobalto. Uma unidade de cor corresponde àquela produzida por 1 mg.L
-1
de platina, na
forma de íon cloroplatinado. Para ser potável uma água não deve apresentar nenhuma
43
cor de considerável intensidade. Segundo a OMS o índice máximo permitido deve ser
20 mg Pt.L
-1
.
c) Odor e Sabor - Odor e sabor são duas sensações que se manifestam
conjuntamente, o que torna difícil sua separação. O odor e o sabor de uma água
dependem dos sais e gases dissolvidos. Em geral as águas subterrâneas são desprovidas
de odor. Algumas fontes termais podem exalar cheiro de ovo podre devido ao seu
conteúdo de H
2
S (gás sulfídrico). Da mesma maneira águas que percolam matérias
orgânicas em decomposição (turfa, por exemplo) podem apresentar H
2
S.
d) Turbidez - É a medida da dificuldade de um feixe de luz atravessar uma certa
quantidade de água. A turbidez é causada por matérias sólidas em suspensão (silte,
argila, colóides, matéria orgânica, etc.). Os valores são expressos em Unidade
Nefelométrica de Turbidez (UNT). Segundo a OMS o limite máximo de turbidez em
água potável deve ser 5 UNT. As águas subterrâneas normalmente não apresentam
problemas devido ao excesso de turbidez. Em alguns casos, águas ricas em íons Fe,
podem apresentar uma elevação de sua turbidez quando entram em contato com o
oxigênio do ar.
e) Sólidos em Suspensão - Corresponde à carga sólida em suspensão e que pode
ser separada por simples filtração ou mesmo decantação. As águas subterrâneas em
geral não possuem sólidos em suspensão e quando um poço está produzindo água com
significativo teor de sólidos em suspensão é geralmente como conseqüência de mau
dimensionamento do filtro e/ou do pré-filtro. Em aqüíferos cársticos e fissurais as
aberturas das fendas podem permitir a passagem das partículas mais finas (argila, silte)
aumentando assim o conteúdo em sólidos em suspensão.
f) Condutividade Elétrica - Os sais dissolvidos e ionizados presentes na água
transformam-na num eletrólito capaz de conduzir a corrente elétrica. Como há uma
relação de proporcionalidade entre o teor de sais dissolvidos e a condutividade elétrica,
pode-se estimar o teor de sais pela medida de condutividade de uma água, ou seja,
quando a condutividade é conhecida o seu teor salino é de aproximadamente dois terços
desse valor. As unidades usadas nas medidas de condutividade são o micro mho por
centímetro (mmho.cm
-1
) e micro Siemens por centímetro (mS.cm
-1
), este último do
Sistema Internacional de Unidades.
g) Dureza - A dureza é definida como a dificuldade de uma água em dissolver
(fazer espuma) sabão pelo efeito do cálcio, magnésio e outros elementos como Fe, Mn,
Cu, Ba. A dureza pode ser expressa como dureza temporária, permanente e total.
44
Dureza temporária ou de carbonatos é devida à combinação dos íons de cálcio e de
magnésio com íons bicarbonato e carbonatos na presença de aquecimento; os compostos
formados podem ser eliminados através de fervura, já a dureza permanente é devida à
combinação dos íons de cálcio e magnésio com íons de sulfato, cloreto, nitratos e
outros, dando origem a compostos solúveis que não podem ser retirados pelo
aquecimento e a dureza total é a soma da dureza temporária com a permanente. A
dureza é expressa em miligrama por litro (mg.L
-1
) ou miliequivalente por litro (meq.L
-1
)
de CaCO
3
(carbonato de cálcio) independentemente dos íons que a estejam causando.
h) Alcalinidade - É a medida total das substâncias presentes numa água, capazes
de neutralizarem ácidos. Em outras palavras, é a quantidade de substâncias presentes
numa água e que atuam como tampão. Se numa água quimicamente neutra (pH=7) for
adicionada pequena quantidade de um ácido fraco seu pH mudará instantaneamente.
Numa água com certa alcalinidade a adição de uma pequena quantidade de ácido fraco
não provocará a elevação de seu pH, porque os íons presentes irão neutralizar o ácido.
Em águas subterrâneas a alcalinidade é devida principalmente aos carbonatos e
bicarbonatos e, secundariamente, aos íons hidróxidos, silicatos, boratos, fosfatos e
amônia. Alcalinidade total é a soma da alcalinidade produzida por todos estes íons
presentes numa água. Águas que percolam rochas calcárias (calcita = CaCO
3
)
geralmente possuem alcalinidade elevada. Granitos e gnaisses, rochas comuns em
muitos estados brasileiros, possuem poucos minerais que contribuem para a alcalinidade
das águas subterrâneas. A alcalinidade total de uma água é expressa em mg.L
-1
de
CaCO
3
.
i) pH - É a medida da concentração de íons H
+
na água. O balanço dos íons
hidrogênio e hidróxido (OH
-
) determinam o quão ácidas ou básicas ela é. Na água
quimicamente pura os íons H
+
estão em equilíbrio com os íons OH
-
e seu pH é neutro,
ou seja, igual a 7. Os principais fatores que determinam o pH da água são o gás
carbônico dissolvido e a alcalinidade. O pH das águas subterrâneas varia geralmente
entre 5,5 e 8,5.
j) Sólidos Totais Dissolvidos (STD) - É a soma dos teores de todos os
constituintes minerais presentes na água. A medida de condutividade elétrica,
multiplicada por um fator que varia entre 0,55 e 0,75, fornece uma boa estimativa do
STD de uma água subterrânea. Segundo o padrão de potabilidade da OMS, o limite
máximo permissível de STD na água é de 1000 mg.L
-1
45
2.4 Fatores determinantes da qualidade da água para irrigação
Embora o manancial subterrâneo se encontre melhor protegido dos agentes de
contaminação que afetam a qualidade das águas em relação aos rios, pois estão sob uma
zona não saturada (aqüífero livre), ou protegida por uma camada relativamente pouco
permeável (aqüífero confinado), mesmo assim, está sujeito a impactos ambientais
(CPRM, 2002).
A vulnerabilidade de um aqüífero depende do seu grau de proteção natural às
possíveis ameaças de contaminação potencial, e depende das características litológicas e
hidrogeológicas dos estratos que o separam da fonte de contaminação (geralmente
superficial), e dos gradientes hidráulicos que determinam os fluxos e o transporte das
substâncias contaminantes através dos sucessivos estratos e dentro do aqüífero
(CALCAGNO, 2001).
Constitui-se também em vulnerabilidade dos aqüíferos a superexplotação ou
superexploração que é a extração de água subterrânea que ultrapassa os limites de
produção das reservas reguladoras ou ativas do aqüífero, iniciando-se assim um
processo de rebaixamento do nível potenciométrico que poderá provocar danos ao meio
ambiente ou para o próprio recurso. Portanto, a água subterrânea pode ser retirada de
forma permanente e em volumes constantes, por muitos anos, desde que esteja
condicionada a estudos prévios do volume armazenado no subsolo e das condições
climáticas e geológicas de reposição (DRM, 2005).
Apesar dos benefícios que a irrigação pode oferecer quanto à produção de
alimentos e desenvolvimento econômico em uma região, os sais solúveis presentes nas
águas subterrâneas podem, em certas condições climáticas salinizar os solos, levando-os
às condições de degradação parcial ou total (SOUZA, 2000).
Também, toda água de irrigação independente do tipo de sistema pode salinizar
o solo, porém isto não significa que o transforme em salinizado ou alcalinizado, a ponto
de ser considerado impróprio para a agricultura. O incremento dos sais às terras é
resultado de uma série de fatores entre eles a qualidade inicial e o aumento da salinidade
da água durante o período de estiagem (SILVA FILHO et al., 2000).
As águas que contêm menos de 600 mg.L
-1
de sais totais, geralmente podem
ser usadas para irrigação de quase todos as culturas. Águas com concentração salina
46
entre 500 e 1.500 mg.L
-1
têm sido usadas na irrigação de plantas sensíveis a sais em
solos de boa drenagem interna ou providos de sistema de drenagem. As águas que
contêm de 1.500 a 2.000 mg.L
-1
podem ser usadas na irrigação de culturas
moderadamente tolerantes se uma maior frequência de irrigação combinada com uma
lâmina de lixiviação for adotada. Entretanto, águas que contêm de 3.000 a 3.500 mg.L
-1
só poderão ser cultivados com plantas altamente tolerantes (CORDEIRO, 2001).
Água com alta proporção de sódio em relação ao cálcio e magnésio pode resultar
em solo sódico, porque o sódio desloca o cálcio e o magnésio adsorvidos, causando a
dispersão dos colóides. Na avaliação da qualidade da água para irrigação, em relação ao
perigo de sódio, considera-se, além da Relação de Adsorção de Sódio (RAS), também o
Carbonato de Sódio Residual (CSR) (CORDEIRO, 2001).
Segundo Silva Filho et al. (2000), Cordeiro (2001) e Cruz et al. (2003) a
Condutividade Elétrica da água (CE), que representa uma medida indireta da
concentração total de sais solúveis, e a Razão da Adsorção de Sódio (RAS) constituem
os principais indicadores da classificação e qualidade das águas para a irrigação. Na
região nordeste do Brasil as águas de irrigação apresentam de forma geral,
independentemente de sua origem, boa qualidade e não apresentam maiores problemas
para a irrigação sob condições adequadas de manejo, com algumas exceções, os valores
de CE são abaixo de 0,75 mmhos.cm
-1
e percentual de sódio abaixo de 60%.
2.5 Problemática da exploração dos aqüíferos subterrâneos
No Brasil e no mundo é crescente a utilização das águas subterrâneas e tem
aumentado de forma acelerada nas últimas décadas, com tendência a continuar. As
águas subterrâneas, mais do que uma reserva, devem ser consideradas como um meio de
acelerar o desenvolvimento econômico e social de regiões extremamente carentes, e do
Brasil como um todo. Mesmo em casos de elevado teor salino, como nas áreas de
ocorrência dos sistemas aqüíferos fissurados do semi-árido nordestino, as águas
subterrâneas constituem, não raramente, a única fonte de suprimento permanente
(LEAL, 1999).
47
O crescimento desordenado do número de poços, no entanto, pode provocar
significativos rebaixamentos do nível de água e problemas sazonais de salinização em
determinadas regiões (MMA, 2003).
O desenvolvimento de bombas de sucção de grandes potências permite muitas
vezes extrair água dos aqüíferos com maior rapidez do que é substituída pela chuva,
causando superexplotação, sem considerar ainda que os aqüíferos têm diferentes taxas
de recarga, alguns com recuperação mais lenta que outros. Existem diversos exemplos
no mundo e no Brasil de esgotamento de aqüíferos por superexplotação devido uso em
irrigação.
A conseqüência da superexplotação de aqüíferos que, dependendo da
formação geológica e da pressão hidrostática de equilíbrio exercida pela água, será a
subsidência na porção mais superficial, causando fendas nas rochas com aparecimento
de possíveis sumidouros em correntes de águas superficiais, rachaduras em barragens,
podendo causar rompimento das mesmas, rachaduras e desabamentos de casas ou
edifícios, diminuição ou ausência total da umidade mínima dos horizontes de solos
responsáveis pela sobrevivência de vegetais e microorganismos da superfície que
ajudam na preservação da biota, além de que em aqüíferos costeiros poderá causar a
salinização da água (PEDROSA & CAETANO, 2002)
Outro fator que está provocando o comprometimento da qualidade e
disponibilidade hídrica dos aqüíferos reside na ocupação inadequada de suas áreas de
recarga (CPRM, 2002).
Na zona oeste do Rio Grande do Norte o município de Baraúna é um dos
principais pólos de produção de frutas, produzindo mais da metade da safra de melão do
estado, porém nos últimos anos vem ocorrendo diminuição do nível de água dos seus
poços artesianos comprometendo a economia na cidade (AZEVEDO & FREITAS,
2003). Esta situação é resultado da exploração sem controle da reserva subterrânea do
calcário Jandaíra (SERHID, 2003 e 2004).
Estudos da salinidade das águas subterrâneas no calcário jandaíra na chapada
do apodi, revelaram grandes variações espaciais e temporais na qualidade das águas
com condutividades elétricas variando de 1671 a 1921 µS.cm
-1
e o pH de 6,7 a 7,13.
Estes poços têm profundidades entre 40 e 56 m e exploram o aqüífero Jandaíra,
apresentando variação temporal, com menores valores durante o período chuvoso,
48
indicando recarga rápida do aqüífero e influência das condições de explotação. Nos
períodos secos, a salinidade está a cada ano mais elevada do que no ano anterior e a
classificação da água para uso na agricultura, através do diagrama adotado pelo
Laboratório de Irrigação dos Estados Unidos, varia de C1S1, no período chuvoso, para
C2S1 no período seco (FERNANDES & SANTIAGO, 2001).
Estudos da qualidade das águas de irrigação do município de Barúna têm
revelado poucas variações entre os períodos seco e chuvoso durante o mesmo ano
(MEDEIROS et al., 2003), no entanto, estudos em intervalos de anos maiores na região,
são inexistentes.
49
3. MATERIAL E MÉTODOS
O estudo foi realizado no município de Baraúna, Rio Grande do Norte, através
de visitas às empresas e propriedades rurais que trabalham com a produção de frutas e
hortaliças irrigadas e que possuem poços tubulares explorando a água do Aqüífero
Jandaíra, coletando-se amostras de água em dez propriedades que possuem projeto de
irrigação, abrangendo três localidades representativas do município: Boa Água,
Sumidouro e Velame.
3.1 - Descrição da área estudada
3.1.1 – Situação geográfica
As localidades estão inseridas no município de Baraúna situado às Coordenadas
Geográficas: latitude: 5º 04’ 48” Sul e longitude: 37º 37’ 00” Oeste. Dista 317 km da
capital do estado, Natal. Sua altitude média é de 94 m, possuindo uma área de 889,1
km² (IDEMA, 2005).
3.1.2 – Clima e vegetação
Predomina clima muito quente e semi-árido, com estação chuvosa atrasando-se
para o outono, temperatura média anual de 27,4 °C e precipitação média anual de
799,80 mm (IDEMA, 2005).
A vegetação predominante é a Caatinga Hiperxerófila com
abundância de
cactáceas e plantas de porte mais baixo, bastante espalhadas (IDEMA, 2005).
50
3.1.3 – Solo e Relevo
Predominam Cambissolos Eutróficos, que apresentam fertilidade média a alta,
textura argilosa, bem a moderadamente drenados.
Por estar na Chapada do Apodi, o município apresenta terras planas ligeiramente
elevadas, formadas por terrenos sedimentares, cortados pelos rios Apodi-Mossoró e
Piranhas-Açu (IDEMA, 2005).
3.1.4 – Disponibilidade de água
O município encontra-se com 43,78% do seu território inserido na Bacia
Hidrográfica Apodi - Mossoró e 56,22% na Faixa Norte de Escoamento Difuso.
Apresenta riachos, porém não apresenta açudes com grandes capacidades (IDEMA,
2005).
Está sobre a Formação Jandaíra, que apresenta caráter cárstico, com águas de
qualidade adequada à fruticultura irrigada, com vazões entre 10 e 100 m³.L
-1
(SERHID,
2003).
3.2 – Coleta das amostras
As amostras foram coletadas no período pós-chuvas dos anos 2000 (maio -
junho) e 2005 (junho - julho), observando os critérios para análise conforme Palacios &
Aceves (1970).
As amostras d’água foram retiradas diretamente das saídas dos poços,
acondicionando-as em garrafas plásticas, opacas de 300 mL, e então conduzidas para
análise laboratorial.
3.3 – Análise das águas
Para avaliar a qualidade da água de irrigação, foram feitas as seguintes
determinações, de acordo com as metodologias adotadas pelo Laboratório de Análise de
Solo, Água e Planta da Universidade Federal Rural do Semi-Árido:
51
- pH;
- Condutividade Elétrica (CE);
- Cálcio;
- Magnésio;
- Potássio;
- Sódio;
- Cloreto;
- Carbonato e
- Bicarbonato.
A sodicidade foi avaliada através da RAS
c
(Razão de Adsorção de Sódio
Corrigida), utilizando-se a equação recomendada por Suarez (1981), descrita a seguir:
2/1
0
2
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
=
MgCa
Na
RAS
c
em que,
RAS
c
– razão de adsorção de sódio corrigida;
Na – concentração de sódio na água de irrigação, mmol L
-1
;
Ca
0
– concentração corrigida de cálcio na água de irrigação, mmol L
-1
, e
Mg – concentração de magnésio na água de irrigação, mmol L
-1
.
O Ca
0
pode ser determinado através da equação proposta por Nakayama &
Bucks (1986):
()
()
3
1
3
2
3
2
2
1
0
2
36,147,232,943,0
CO
P
HCO
Ca
CECECa ⋅
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⋅
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⋅−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⋅+⋅=
−
+
onde:
2
CO
P
- pressão parcial de CO
2
, adotado como sendo 0,07 kPa.
52
3.4 – Classificação das águas para irrigação
De acordo com as análises laboratoriais, as águas foram classificadas quanto a
conveniência para a irrigação, de acordo com o risco de salinidade e sodicidade, pelos
padrões propostos por Richards (1954). Foram seguidas ainda as diretrizes para
interpretar a qualidade da água para irrigação recomendadas por Ayers & Westcot
(1999).
Para avaliar o risco de precipitação do CaCO
2
no sistema de irrigação foi
utilizado Índice de Saturação de Langelier (ISL) (AYERS & WESTCOT, 1999).
3.5 – Análises estatísticas
Para determinar a variação da qualidade das águas entre as localidades em um
mesmo ano foi utilizado o teste Tukey ao nível de significância de 5%, a partir dos
valores dos parâmetros analisados.
Para avaliar a variação espacial entre as comunidades utilizou-se da técnica de
Componentes Principais, associada ao método de Tocher (CRUZ & REGAZZI, 1994)
para o agrupamento dos dados.
A variação temporal entre as localidades foi avaliada através do índice de
Mudança (NETTO & BRENA, 1997), determinado individualmente para cada
parâmetro.
Determinou-se a Mudança média para cada parâmetro, utilizando a fórmula
geral:
iii
xyd −=
,
em que:
i
d
- Mudança média para o parâmetro i;
i
y
- valor médio do parâmetro i no segundo momento de avaliação;
i
x - valor médio do parâmetro i no primeiro momento de avaliação.
53
A Mudança Anual pode ser determinada dividindo-se o valor de
i
d
pelo número
de anos estudados:
A
d
D
i
A
=
.
54
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Qualidade da água de irrigação e variação
Os resultados das análises das águas de irrigação do município de Baraúna – RN
estão apresentados e discutidos por localidades estudadas.
4.1.1 Velame
Os resultados das análises efetuadas nas amostras desta localidade são
apresentados nas Tabelas 1 e 2. Pode-se observar que os valores de pH para as duas
coletas variaram entre 6,70 e 7,20, valores que são normais para água de irrigação
segundo Ayers & Westcot (1999), que consideram os valores entre 6,50 e 8,40. A CE
indicou, nos dois períodos, alta salinidade, de acordo com a classificação proposta por
Richards (1954). O Ca
++
foi o catíon que apresentou maior predominância em toda a
localidade nos dois períodos, seguido do Na
+
e do Mg
++
. O aníon HCO
3
-
predominou
nos dois momentos e em toda a localidade, em relação ao Cl
-
. A localidade apresentou
água sem risco de sodicidade (RICHARDS, 1954). De acordo com University of
California Committee of Consultants (1974), as águas da localidade Velame não
apresentaram restrição para uso, quando o problema potencial é Infiltração. Quanto ao
risco de precipitação de CaCO
3
,
verificou-se através da determinação do ISL não ter
havido risco em 2000, ISL = - 0,14, enquanto em 2005 o valor do ISL passou a ser
positivo (ISL = + 0,13), indicando risco de precipitação do CaCO
3
.
56
4.1.2 Sumidouro
Os resultados das amostras desta localidade estão apresentados nas Tabelas 3 e
4. O pH variou entre 6,65 e 6,90, considerados normais para água de irrigação segundo
Ayers & Westcot (1999); os valores de CE foram considerados altos segundo Richards
(1954), apresentando a seguinte seqüência de predominância para os catíons: Ca
++
>
Na
+
> Mg
++
> K
+
, para o ano 2000 e Ca
++
> Mg
++
> Na
+
> K
+
para o ano de 2005. Em
relação aos aníons manteve-se a ordem HCO
3
-
> Cl
-
. Segundo Ayers & Westcot (1999)
as águas em Sumidouro apresentam grau de restrição de uso ligeiro a moderado, quando
avaliadas em relação a CE. Nos dois anos não se verificou risco de sodicidade. Em
relação ao HCO
3
-
e o Cl
-
verificou-se restrição ligeira a moderada ao uso das águas da
localidade. Através da determinação do ISL verificou-se não ter havido risco de
precipitação do CaCO
3
em 2000, ISL = - 0,10, enquanto em 2005 o valor do ISL passou
a ser positivo (ISL = + 0,10), indicando risco de precipitação do CaCO
3
.
4.1.3 Boa Água
Nas Tabelas 5 e 6 encontram-se os resultados das análises das águas coletadas nessa
localidade. Os valores de pH variaram entre 6,66 e 7,30, considerados normais para
água de irrigação segundo Ayers & Westcot (1999). As concentrações dos sais foram
relativamente altas, quando comparadas com as localidades Velame e Sumidouro. Os
valores de CE foram sensivelmente maiores que as demais localidades, bem como
foram mais altos os valores individuais dos íons analisados, porém, essa variação não
foi suficiente para alterar a classificação da água, apresentando grau de restrição de uso
ligeira a moderada. Manteve-se a seguinte seqüência de predominância entre os catíons,
nos dois anos: Ca
++
> Na
+
> Mg
++
> K
+
. Quanto aos aníons o HCO
3
-
sobrepôs o Cl
-
.
Apesar dos valores mais altos de Na
+
, os valores mais altos de RAS
c
não significam
risco de sodificação. No ano 2000 os valores de HCO
3
-
classificaram a água desta
localidade quanto a restrição ao uso, como severa, e em 2005 como ligeira a moderada.
O Cl
-
apresentou para toda a localidade grau de restrição de uso ligeira a moderada
(AYERS & WESTCOT, 1999). Através da determinação do ISL verificou-se risco de
precipitação do CaCO
3
nos dois momentos de avaliação. Em 2000 valor do ISL foi +
0,10, e em 2005 + 0,28, indicando risco de precipitação do CaCO
3
.
59
Os valores médios de HCO
3
-
demonstraram haver grau de restrição ligeira a
moderada para Velame e Sumidouro, enquanto em Boa Água passa a ser severa. Para o
Cl
-
todas as águas apresentaram restrição ligeira a moderada. O K
+
apresentou valores
considerados normais em todas as águas. Já o Na
+
não apresentou restrição para
Velame; em Sumidouro, no ano 2000 havia restrição ligeira e moderada e em 2005
passou a não apresentar restrição; a situação de Boa Água é de restrição ligeira a
moderada nos dois anos de estudo (AYERS & WESTCOT, 1999).
4.2 Variação da qualidade da água entre as localidades
Os testes de comparação de médias mostraram que quando comparadas as
localidades entre si, pelo teste Tukey, ao nível de 5% de probabilidade, observou-se
efeito significativo da CE, do Cl
-
e do HCO
3
-
no ano 2000 (Tabela 7), entre as
localidades estudadas, indicados pelos valores médios de cada componente nas
localidades estudadas (Tabela 8). Ainda pelo mesmo teste verificou-se que em 2005 a
CE, o Mg
++
, o Na
+
, o Cl
-
, o HCO
3
-
e a RAS
c
variaram significativamente (Tabela 9),
devido a água da localidade Boa Água ter apresentado valores médios maiores que os
demais (Tabela 10).
TABELA 7 – Análise de variância dos componentes analisados, no ano 2000, nas águas
das localidades Velame, Sumidouro e Boa Água, no município de
Baraúna/RN.
2000
FV GL
pH CE Ca
++
Mg
++
Na
+
Cl
-
HCO
3
-
RAS
c
Entre
Localidades
2 0,004
ns
0,204
*
1,942
ns
1,519
ns
1,967
ns
6,332
*
6,597
*
0,504
ns
Dentro 7 0,009 0,012 0,483 0,514 0,593 0,645 0,163 0,244
Média 6,72 1,35 8,35 2,70 3,50 5,45 8,07 2,31
CV% 1,47 8,39 8,32 26,56 22,02 14,75 5,02 21,43
* – Valores significativos pelo Teste Tukey, ao nível de 5% de significância;
ns – Valores não significativos pelo Teste Tukey, ao nível de 5% de significância.
.
60
TABELA 8 – Valores médios dos componentes analisados, no ano 2000, nas águas das
localidades Velame, Sumidouro e Boa Água, no município de
Baraúna/RN.
2000
Localidades
pH CE Ca
++
Mg
++
Na
+
Cl
-
HCO
3
-
RAS
c
Velame 6,77a
*
1,17a
7,70a 2,23a 2,64a 4,63a 6,43a 1,83a
Sumidouro 6,70a 1,17a
8,00a 2,27a 3,48a 4,43a 8,20b 2,42a
Boa Água 6,71a 1,58b
9,10a 3,37a 4,15a 6,82b 9,20c 2,58a
Média 6,73 1,31
8,27 2,62 3,42 5,29 7,94 2,28
* Valores seguidos da mesma letra minúscula na coluna são estatisticamente iguais pelo Teste Tukey ao
nível de 5% de probabilidade.
TABELA 9 – Análise de variância dos componentes analisados, no ano 2005, nas águas
das localidades Velame, Sumidouro e Boa Água, no município de
Baraúna/RN.
2005
FV GL
pH CE Ca
++
Mg
++
Na
+
Cl
-
HCO
3
-
RAS
c
Entre
Localidades
2 0,309
ns
0,190
*
0,614
ns
1,901
*
8,894
*
13,658
*
2,468
*
2,458
*
Dentro 7 0,027 0,020 0,317 0,071 0,720 1,718 0,309 0,275
Média 6,98 1,35 8,89 3,34 3,81 6,04 7,64 2,30
CV% 2,39 10,56 6,34 8,01 22,24 21,70 7,28 22,78
* – Valores significativos pelo Teste Tukey, ao nível de 5% de significância;
ns – Valores não significativos pelo Teste Tukey, ao nível de 5% de significância.
TABELA 10 – Valores médios dos componentes analisados, no ano 2005, nas águas das
localidades Velame, Sumidouro e Boa Água, no município de
Baraúna/RN.
2005
Localidades
pH CE Ca
++
Mg
++
Na
+
Cl
-
HCO
3
-
RAS
c
Velame 6,93a
*
1,20a
8,43a 2,67a 2,81a 5,26a 7,03a 1,83a
Sumidouro 6,90a 1,17a
8,83a 3,03a 2,64a 4,20a 7,10a 1,64a
Boa Água 7,08a 1,58b
9,27a 4,07b 5,45b 8,00b 8,50b 3,15b
Média 6,97 1,32
8,84 3,26 3,63 5,82 7,54 2,21
* Valores seguidos da mesma letra minúscula na coluna são estatisticamente iguais pelo Teste Tukey ao
nível de 5% de probabilidade.
61
4.3 Variação espacial da qualidade da água
Através da técnica de Componentes Principais (CRUZ & REGAZZI, 1994)
pôde-se chegar à Figura 4.1, onde 71,41% das observações puderam ser explicadas pelo
Componente principal 1 e 16,03% explicadas pelo Componente principal 2.
Em seguida, aplicando-se o método de Tocher (CRUZ & REGAZZI, 1994)
chegou-se aos agrupamentos encontrados na Figura 4.1. Utilizando circunferências,
podemos encontrar os dados de Velame (VE00 e VE05) e Sumidouro (SU00 e SU05)
pertencentes ao mesmo grupo, enquanto as águas de Boa Água (BA00 e BA05)
encontram-se no outro grupo; tal resultado evidencia a semelhança qualitativa das
águas das localidades Velame e Sumidouro e a diferença destas com as águas da
localidade Boa Água.
FIGURA 4.1 – Dispersão dos dados analisados em relação aos dois primeiros
Componentes Principais (1 e 2)
4.4 Variação temporal da qualidade da água
A variação temporal entre as localidades foi avaliada através do Índice de
Mudança (NETTO & BRENA, 1997), apresentado na Tabela 11. A partir dela pode-se
verificar que houve crescimento nos valores dos parâmetros analisados, com exceção do
HCO
3
-
e da RAS
c
, que apresentaram redução dos seus valores de um ano para outro –
62
verificados pelos valores negativos do d
i
Total na Tabela 11 – outros indicaram variação
muito pequena, como pode ser visto no valor médio da CE: 0,01 dS.m
-1
em cinco anos.
TABELA 11 – Valores de Mudança Média (d
i
) e Mudança Média Anual (D
A
) dos
parâmetros analisados nos anos 2000 e 2005 nas localidades Velame,
Sumidouro e Boa Água, no município de Baraúna/RN.
d
i
Localidades
Nº de
Poços
pH CE Ca
++
Mg
++
Na
+
Cl
-
HCO
3
-
RAS
c
Velame 3 0,16 0,03 0,73 0,44 0,17 0,63 0,60 0,00
Sumidouro 3 0,20 0,00 0,83 0,76 -0,84 -0,23 -1,10 -0,78
Boa Água 4 0,37 0,00 0,17 0,70 1,30 1,18 -0,70 0,57
d
i
Total 10 0,24 0,01 0,58 0,63 0,21 0,53 -0,40 -0,07
D
A
0,05 0,00 0,12 0,13 0,04 0,11 -0,08 -0,01
A situação de elevação da salinidade na região estudada, verificada neste
trabalho, vem de encontro ao estudo realizado por Fernandes & Santiago (2001) que,
avaliando águas de poços que exploram o aqüífero Jandaíra na porção cearense,
verificaram elevação da salinidade de um ano para outro, sempre nos períodos secos.
63
5. CONCLUSÕES
A partir dos dados obtidos neste estudo, sobre a qualidade das águas
subterrâneas de três localidades representativas do município de Baraúna – RN,
podemos enumerar as seguintes conclusões:
1 – As localidades apresentaram pH dentro da faixa considerada normal:
2 – Houve predominância do Ca
2+
em todas as águas analisadas seguido do Na
+
,
com exceção de Velame que prevaleceu o Mg
2+
sobre o Na
+
;
3 – Não houve restrição ao Na
+
em Velame nos dois anos e em Sumidouro no
ano 2005;
4 – Todas as águas apresentaram restrição ligeira e moderada para Cl
-
;
5 – Há restrição severa ao uso da água em Boa Água, devido os valores elevados
de HCO
3
-
, enquanto nas demais localidades manteve-se ligeira a moderada;
7 – As águas analisadas apresentaram alto risco de salinidade, segundo a
classificação de Richards (1954);
8 – Verificou-se risco de precipitação do CaCO
2
nas localidades Velame e
Sumidouro no ano 2005;
9 – Em Boa Água houve risco de precipitação do CaCO
2
nos dois anos
estudados;
10 – As águas das localidades estudadas não apresentaram risco de sodicidade;
11 – Houve variação média crescente dos valores de pH e CE nas localidades
durante o período de 2000 a 2005;
12 – As águas de Boa Água, independente do ano avaliado, diferem das demais
localidades;
13 – Em toda a região estudada, houve elevação nos teores de HCO
3
-
e RAS
c
do
ano 2000 para 2005.
64
6. LITERATURA CITADA
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