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Água subterrânea vem assumindo uma importância cada vez mais relevante como fonte de abastecimento. GESTÃO INADEQUADRA DEGRADAÇÃO ÁGUAS Quantidade Qualidade.

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2 Água subterrânea vem assumindo uma importância cada vez mais relevante como fonte de abastecimento. GESTÃO INADEQUADRA DEGRADAÇÃO ÁGUAS Quantidade Qualidade RECURSOS HÍDRICOS

3 Água subterrânea é toda a água que ocorre abaixo da superfície da Terra, preenchendo os poros ou vazios inter granulares das rochas sedimentares, ou as fraturas, falhas e fissuras das rochas compactas (REBOUÇAS, 2005).

4 Em geral, a QUALIDADE DA ÁGUA é influenciada por vários processos, entre eles, destacam-se: Processo NATURAL Litologia Velocidade do aquífero Qualidade da recarga Interação com solos e rochas Outros Processo ARTIFICIAIS (HUNTINGTON, 2006, GRAFTON; HUSSEY, 2011) Exploração Uso da terra -agricultura -outros

5 Simões et al., (2008) ressalta que: a qualidade NÃO é um conceito objetivo e universal e DEPENDE da sua APLICAÇÃO. O estudo hidrogeoquímico tem por finalidade identificar e qualificar as principais propriedades e constituintes químicos das águas subterrâneas, procurando estabelecer relação com o meio físico e sua adequação para os diversos usos.

6 Diante da importância da água subterrânea em propriedades rurais e o aumento da demanda de água de boa qualidade, o OBJETIVO neste trabalho foi: Avaliar a qualidade da água subterrânea do município de Alegre, para consumo humano e para fins agronômicos; Apesar da importância deste recurso, não há nenhuma evidencia documentada de trabalhos que avalie a qualidade da água subterrânea no Sul do estado do Espírito Santo. Descrever a correlação entre os parâmetros de uso da terra, definidos pelas áreas de proteção de poços, com os parâmetros químicos, físicos e biológico da água subterrânea.

7 Atividade econômica – agropecuária. Café conilon (Coffea canephora). Pecuária – rebanho ( cabeças IBGE, 2010). Precipitação total anual média é de 1341 mm.

8 Físicos; Temperatura Turbidez Sólidos em Suspensão Químicos; Bicarbonato (HCO 3 - ) Boro (B +3 ) Cálcio (Ca +2 ) Condutividade Elétrica Ferro (Fe +3 ) Fósforo Total Magnésio (Mg +2 ) Nitrato (NO 3 - ) Nitrito (NO 2 - ) pH Potássio (K + ) Sódio (Na + ) Sólidos Totais Dissolvidos Biológicos; Coliformes Totais Coliformes Termotolerantes (ABNT, 1987; APHA, 2005). Porcentagem de Sódio Razão de Adsorção de Sódio Dureza Variáveis primárias Variáveis secundárias

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10 Delimitação das áreas de influência dos poços, raio de 200 metros, segundo a metodologia do Raio Fixo Arbitrário (HIRATA; REBOUÇAS; 1999). 200 metros

11 Geração dos mapas de uso e ocupação da terra, de técnicas de fotointerpretação das ortofotos cedidas pelo IEMA (2007), visualizações com as imagens do GeoEye e por intermédio da inspeção de campo. Classes Área agrícolaÁrea edificadaCorpo dágua Estrada pavimentada Fragmento PastagemSolo expostoVegetação rochoso intermediária

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13 O software estatístico usado para análise foi o R-cram, versão ; Utilizou para realização da pesquisa, a técnica estatística multivariada, Análise de Correlação Canônica. Para isso foi definida uma amostra aleatória de 20 (vinte) pares de vetores aleatórios e ; O software usado para geração do diagrama da United Statet Salinity Laboratory (USSL), (ALMEIDA, 2010) foi o Qualigraf; Para geração dos mapas de avaliação estrutural espacial dos dados foi utilizado o software ArcGis® 10 (ESRI, 2011).

14 Em que, X 1 é a percentagem de área agricultada, X 2 é a percentagem de área edificada, X 3 é a percentagem de pastagem, X 4 é a percentagem de solo exposto e X 5 é a percentagem de vegetação intermediária. Y 1 é STD, Y 2 é pH, Y 3 é K, Y 4 é Na, Y 5 é Fe +3, Y 6 é Ca, Y 7 é Mg, Y 8 é NO 2 -, Y 9 é NO 3 -, Y 10 é P e Y 11 é coliformes termotolerantes.

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16 Parâmetros Estatística DescritivaPadrões Unidade Valores Mínimos Média ± desvio padrão Valores Máximos Portaria 518/2004 Propriedades Físicas TemperaturaºC19,222,5 ± 2,1928,9NPD TurbidezUNT019,3 ± 77,18378,05 Sólidos em Suspensão mg L -1 1,966,5 ± 98,8407,1NPD Descritores estatísticos das variáveis indicadoras de qualidade de água subterrânea para consumo humano e sua comparação com os limites estabelecidos pelo Ministério da Saúde

17 Parâmetros Estatística DescritivaPadrões Unidade Valores Mínimos Média ± desvio padrão Valores Máximos Portaria 518/2004 Propriedades Química CEdS m -1 0,0340,14 ± 0,080,342NPD pH5,06,16 ± 0,396,96,0 – 9,0 STDmg L -1 1,576,0 ± 51,21186,71000 Sódio (Na + )mg L -1 2,311, 32 ± 6,5226,7200 Potássio (K + )mg L -1 0,54,753 ± 7,3235,855** Cálcio (Ca +2 )mg L -1 00,0169 ± 0,211,0075** Magnésio (Mg +2 )mg L -1 0,1820,887 ± 0,894,0850** Ferro (Fe)mg L -1 00,016 ± 0,0720,3370,3 Bicarbonato (HCO 3 - ) mg L -1 4,839,75 ± 22,7778,081000** Nitrato (NO 3 - )mg L -1 0,010,32 ± 0,230,7910 Nitrito (NO 2 - )mg L -1 0,00,014 ± 0,020,1561 Boro (B +3 )mg L -1 0,0340,014 ± 0,050,2620,5* Fósforo Totalmg L -1 0,0080,112 ± 0,090,413 NPD

18 Parâmetros Estatística DescritivaPadrões Unidade Valores Mínimos Média ± desvio padrão Valores Máximos Portaria 518/2004 Propriedades Biológicas Coliformes Totais NMP 100 ml 4218,3 ± Ausência em 100 ml Coliformes Termotolerantes NMP 100ml 342, 9 ± 68,64240 Ausência em 100 ml

19 Critérios de salinidade; Risco de Salinidade Critérios de sodicidade; Percentagem de Sódio na Água (%Na) Relação de Adsorção de Sódio (RAS) Critérios de toxicidade e outros; Risco de Boro Dureza

20 CE (dS m -1 ) Classes de perigo de salinidade Observações sobre qualidade nº Amostras 0 – 0,25C1Excelente51 (85%) 0,25 – 0,75C2Boa09 (15%) 0,75 – 2,25C3Duvidoso >2,25C4 e C5Inadequado Risco de Salinidade Classificação da água subterrânea baseada na CE, classificação das classes de risco de sódio conforme USSL (United State Salinity Laboratory)

21 Razão de Adsorção de Sódio (RAS) Adequação da qualidade da água subterrânea do município de Alegre (ES) de acordo com a RAS e as classes de risco de sódio, conforme classificação da USSL (ALMEIDA, 2010) Valores RAS Classes de perigo de sódio Observações sobre qualidade nº Amostras <10S1Excelente60 (100%) S2Boa S3Duvidoso-- >26S4 e S5Inadequado--

22 Uma análise mais detalhada para a adequação da água para irrigação pode ser feita plotando-se a RAS e a CE de acordo com o United State Salinity Laboratory (USSL), (ALMEIDA, 2010)

23 Percentagem de Sódio na Água (%Na) Classificação da água subterrânea do município de Alegre, Espírito Santo, baseado nos valores de porcentagem de sódio segundo a classificação de Wilcox (1955) Sódio (%)Classesnº Amostras <20Excelente – 40Boa1 (1,7%) 40 – 60Permissível15 (25%) 60 – 80Duvidoso23 (38,3%) >80Inadequado21 (35%)

24 Boro Classificação da água subterrânea do município de Alegre (ES) baseado nos limites permitidos na água de irrigação para vários tipos de culturas adaptado de Ravikumar et al. (2011) Classes de boro Culturas sensíveis Culturas semi tolerantes e tolerantes mg L -1 % de amostras mg L -1 % de amostras Excelente<0,33100<0,67100 Boa0,33 – 0,670,67 – 1,33 Permissível0,67 – 11,33 – 2,0 Duvidoso1 – 1,252,0 – 2,5 Inadequado>1,25>2,5

25 Dureza total Classificação da dureza das águas subterrâneas do município de Alegre (ES) baseado na classificação de Sawyer e McCarty (1967) DT (como mg CaCO 3 L -1 )Classes de água(n° de amostra) <75Doce60 (100%) 75 – 150Moderadamente dura – 300Dura >300Muito dura -----

26 A análise dos resultados permitiu-se apresentar as seguintes considerações: 1.A água para consumo humano foi considerada imprópria para o consumo, devido (pH, Fe e pela coliformes termotolerantes). Excetuando caso esta venha a ser tratada; 2.Os valores de STD, CE e RAS, estão dentro dos limites seguros para o uso na agricultura; 3.O diagrama de salinidade mostra que todas as amostras de água subterrânea foram classificadas como C1S1 e C2S1, indicando baixa salinidade e baixo valor de RAS; 4.Todos os parâmetros da águas foram classificadas como excelente e adequado para uso na irrigação, excetuando o parâmetro de porcentagem de sódio, que foi classificada com sendo duvidoso a inadequado.

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28 Resultado da matriz, de correlação do vetor *correlação de Pearson significativa, p<0,05. STDpHK+K+ Na + Fe +3 Ca +2 Mg +2 NO 2 - NO 3 - PCol. Tern STD pH K+K Na * Fe Ca *0.48* Mg NO NO P * Col. Ter

29 Correlação canônica e pares canônicos entre as classes de uso e ocupação da terra (Grupo I - V) e os parâmetros de qualidade da água subterrânea (Grupo II - U) VARIÁVEIS PARES CANÔNICOS 1º2º3º4º5º Grupo I (V - classes de uso e ocupação da terra) X1X X2X X3X X4X X5X Grupo II (U – parâmetros de qualidade da água subterrânea) Y1Y Y2Y Y3Y Y4Y Y5Y Y6Y Y7Y Y8Y Y9Y Y Y r 0,976550,922130,869250,683990,41166 Λ 0, ,016170,108020,441970,83054 χ2χ2 75, , ,366998,573431,94968 p 0,034*0,3321 ns 0,6651 ns 0,9299 ns 0,9625 ns

30 É importante ressaltar que as correlações canônicas são análogas aos coeficientes de correlação simples. A diferença é que a correlação canônica mede a associação entre variáveis aleatórias, e não das variáveis originais. Alguns autores sugerem que, as práticas de cultivo do solo podem provocar grave contaminação difusa, principalmente por nutrientes (FOSTER; CHILTON; STUART, 1991) e, às vezes por agrotóxicos. No entanto, outros nutrientes essenciais para a planta, como potássio e o fósforo, tendem a ficar retidos no solo. O uso dos pesos para analisar uma função canônica pode acarretar em alguns problemas como instabilidade dos valores em função da amostra e dificuldades de interpretação dos valores em um ambiente com multicolinearidade. Para determinar a importância relativa das variáveis para cada composto canônico é melhor utilizar as cargas canônicas.

31 Resultado do vetor de correlação entre a variável canônica U 1 (índice uso e ocupação da terra) e as componentes padronizadas do vetor Vetor Correlação entre U 1 e Xi X1X1 Área Agricultada 0,8826 (forte) X2X2 Área Edificada 0,0558 (fraca) X3X3 Pastagem -0,4302 (moderada) X4X4 Solo Exposto 0,3435 (moderada) X5X5 Vegetação Interm. 0,0122 (muito fraca) Foi adotada a seguinte tabela de classifica ç ão do grau de correla ç ão (valores em m ó dulo): Abaixo de 0,05: muito fraca; 0,05 a 0,20: fraca; de 0,20 a 0,30: fraca a moderada; de 0,30 a 0,70: moderada; de 0,70 a 0,80: moderada a forte; de 0,80 a 0,95: forte; acima de 0,95: muito forte (não h á na literatura uma classifica ç ão ó tima dos limites, esta é apenas uma referência para dar seq ü ência ao trabalho de interpreta ç ão das vari á veis canônicas).

32 Resultado do vetor de correlação entre a variável canônica V 1 (índice de degradação da água) e as componentes padronizadas do vetor Vetor Correlação entre V 1 e Yi Y1Y1 STD-0,1064 (fraca) Y2Y2 pH-0,0295 (muito fraca) Y3Y3 K+K (muito fraca) Y4Y4 Na (moderada) Y5Y5 Fe (muito fraca) Y6Y6 Ca (fraca) Y7Y7 Mg +2 -0,5225 (moderada) Y8Y8 NO (muito fraca) Y9Y9 NO (moderada forte) Y 10 P (muito fraca) Y 11 Col. Ter (fraca)

33 A análise dos resultados permitiu-se apresentar as seguintes conclusões: 1.O sódio e o cálcio foram os cátions de maior influência na concentração dos STD das águas estudadas, apresentando também influência significativa no pH da água. 2.A origem do fósforo na água subterrânea possivelmente reside de contaminação antrópica. 3.O primeiro par das variáveis canônicas (U 1, V 1 ), foi significativo a 5% de probabilidade. 4.A correlação dos dois grupos estudados mostra uma tendência das classes de área agricultada e pastagem no aumento de alguns elementos (nitrato, fósforo e potássio). 5.Verifica-se que a classe de área agricultada foi o tipo de uso que mais influenciou na degradação da qualidade da água subterrânea, sobretudo no aumento da concentração de nitrato.

34 Professores Adair Ragazio Elizabeth Fantuzzi

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