Material para o 2o. Bimestre

1. QUALIDADE De ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
1- INTRODUÇÃO
A qualidade da água para irrigação nem sempre é definida com
perfeição e os técnicos e as autoridades no assunto não chegaram a um acordo com
referência a um padrão universal, porque a reação de qualquer cultura em especial
depende de muitos fatores e não meramente da química do suprimento de água para
irrigação. A natureza do solo, o clima, o tipo de cultura, o método de irrigação,
as condições locais de drenagem e os métodos de orientação da cultura são fatores
importantes para a aplicação correta da água.
Sabemos que a cultura e o solo não reagirão diretamente a água de
irrigação, porém a solução do solo resultante da mesma. A água aplicada no cultivo
ao penetrar no solo pode ser utilizada e transpirada pelas plantas, pode retornar a
superfície por transferência capilar e depois evaporar, pode ser temporariamente
estocada no solo ou penetrar abaixo da zona de solo. Isso faz com que a água esteja
sujeita a evaporação e conseqüente concentração em sais. Como poucas plantas
utilizam quantidades significativas de sais, a salinidade do solo é gradativamente
aumentada por irrigações sucessivas, a menos que os sais possam ser removidos. Tal
fato ocorre frequentemente em "regiões de baixo índice pluviômetros de intensa
evapotranspiração fazendo que a cal e o gesso precipitem. 0 aumento da salinidade
do solo pode ocorrer de duas maneiras:
- Uma certa quantidade de água de irrigação aplicada no solo se infiltra em
profundidade levando juntamente os sais contidos no solo até o nível do
lençol freático elevando com o tempo esse nível, o descontrole dessa ação faz
com que o nível da água subterrânea atinja a superfície e fica sujeito a
evapotranspiração pela capilaridade, ocasionando um acréscimo de sais a zona
de solo ;
- 0 reaproveitamento da água de irrigação drenada nas partes baixas e
interceptada por uma represa ou por um poço para ser novamente utilizada na
irrigação tende a aumentar a concentração em sais. A cada vez—que a água é
utilizada, a evaporação concentra os sais na água remanescente degradando-a e
contribuindo com mais_sais para o solo.
Para contornar essas situações é conveniente controlar a drenagem do
solo através de um manejo correto da irrigação.
0 conhecimento desses parâmetros serão necessários para compensar ou
controlar os problemas relacionados com a qualidade da água, e se fazer uma correta
interpretação quanto a sua adequabilidade para a irrigação. Assim, de um modo
geral, a qualidade da água para irrigação deve ser analisada em função das
características básicas seguintes:
• concentração total de sais;
• proporção relativa de sódio em relação aos outros cátions ;

2. - concentração de bicarbonatos;
- concentração de elementos tóxicos;
• reação sobre os equipamentos de irrigação.
Antes de chegar a classificação da água para irrigação é conveniente
saber como se fazem a amostragem e a interpretação dos resultados das analises
fornecidos pelos laboratórios.
��.2AMOSTRAGEM E ANALISE DE ÁGUA
2.1) Amostragem
As amostras coletadas, seja em córregos, rios, reservatórios ou
poços, devem ser as mais representativas, enquanto for possível, para se obterem o
máximo de informações com as quais se julgará a qualidade da água. De modo geral,
recomenda-se os seguintes procedimentos:
- Para os poços profundos', com condições normais de operação, a amostragem
não apresenta nenhum problema. As características da água são consideradas
praticamente constantes, uma vez que a intensidade de recarga do poço esteja
em equilíbrio com a retirada da água. Todavia, quando um poço capta água de
vário aqüíferos são necessárias várias horas de bombeamento para obter uma
amostra representativa do principal aqüífero fornecedor de água. Da mesma
forma que uma amostra nunca deve ser colhida em poço muito profundo nas
primeiras horas de bombeamento.
- Para rios e córregos, a amostragem é mais problemática. A coleta deve ser
feita semanalmente ou mensalmente, devendo-se atentar para as características
do fluxo e a vazão dos mesmos.
- Para pequenos reservatórios, a água sendo praticamente homogênea, a coleta
pode ser feita na saída do reservatório.
-_Para grandes reservatórios, a água varia de composição em função da
profundidade, portanto, torna-se necessário efetuar as coletas a várias
profundidades e em vários locais do reservatório.
Em todos os casos as amostras devem ser coletadas em garrafas de
vidro ou plástico de 1 a 2 litros previamente lavadas com álcool e a própria água a
ser coletada. As garrafas lacradas com fita adesiva e com as indicações da coleta
(local, profundidade dia, hora, chuvas nas ultimas 24 h, etc .) devem ser
encaminhadas ao laboratório o mais breve possível, para análise, a fim de evitar as
modificações físico-químicas da composição da água com o tempo. Certos elementos
químicos tendem a reagir por oxidação enquanto outros
precipitam.

3. ��.2Apresentação das Análises
A concentração total e individual dos elementos de maior importância
deve ser determinada para que se possa julgar a qualidade de uma água para
irrigação. Assim devem ser determinados os seguintes parâmetros físico-químicos :
PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS PARÂMETROS QUÍMICOS
PARÂMETROS QUÍMICOS
Cátions Ânions
Temperatura ' Cálcio Carbonato
Condutividade elétrica Magnésio Bicarbonato
Sólidos dissolvidos Sódio Sulfato
pH Potássio Cloreto
Dureza total Ferro Boro
Os parâmetros pH, dureza, ferro são importantes para definir,
juntamente com O2 dissolvido, C02 e manganês, o tipo de água, corrosiva ou
incrustante, perante o material empregado nos equipamentos de irrigação.
Na Figura 1, como exemplo, estão apresentados os resultados de uma
análise de água de poço realizada pela CETESB .Nem .todos os laboratórios
apresentam as determinações de forma padronizada e tão completo. Por isso, chama-se
atenção quanto às unidades que podem divergir de um laboratório para outro, como
por exemplo:
- a condutividade elétrica a 25°C é dada em micromhos/cm (μmho/cm)_;=
microSiemens/cm (μS/cm). Em muitos casos, a condutividade elétrica é para
avaliar a concentração total de sais dispensando a determinação dos sólidos
dissolvidos totais (SDT)como veremos adiante;
- certos laboratórios determinam o resíduo seco filtravél a l80 C (RS),
outros a matéria dissolvida (MD), outros ainda os sólidos dissolvidos totais
(SDT)podendo ser considerados praticamente equivalentes; - As unidades da
alcalinidade de carbonato e bicarbonato são em geral em mg/l de CaCO3,
enquanto que o carbonato é em mg/l de CO3, e o bicarbonato em-mg/1 de HCO3,.
Uma água só contém carbonato (CO3,) se o pH for superior a 8,3 (caso da
análise da Figura 1) .
- Em geral todos os elementos químicos tem por unidade o miligrama/litro (mg/
l) equivalente a parte por milhão (ppm).
- 0 boro, às vezes, é dado em micrograma/litro (μg/lt ou ppb, em vez do mg/l.
Sua determinação pode ser dispensada quando as determinações na região
indicam concentrações baixas.
- A dureza total da água em mg/l de CaCO-, corresponde a dureza em Ca e Mg, o
que permite checar a validade das concentrações de Ca e Mg.

4. ��.3INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS DAS ANALISES
Em geral,os laboratórios só fornecem as determinações cabendo ao
técnico se certificar da confiabilidade dos dados fornecidos e interpreta-los com
os devidos cálculos.
3.1) Balanço Iôníco de uma. Análise
Antes de qualquer interpretação deve ser calculado o erro de analise
a partir do balanço iônico entre os câtions e ânions transformando as concentrações
em mg/l para miliequivalente/litro (me/l).
0 calculo da concentração em me/l é feito da seguinte maneira:
PA = peso atómico;
V = valência do
íon
Exempló: ++ = 0,76mg/l Na+ = 105 mg/l
Ca = =,76 x0,0499 = 0,038 me/l

5. Na = =106 x 0,04349 = 4,610 me/l
Alcalinidade de bicarbonàto (HCO3 ) = 98 mg/l CaCO3,
Alcalinidade de carbonato (CO3) = 114 mg/l CaCO3,
HC03 = = 98 * 0,02 = 1,96 me/l
C03 = = l14 * 0,02 = 2,28 me/l
++ --
isso porque a unidade é Ca CO (PA =100 V = 2)
--
verificação com CO3 = 68,4.mg/l
--
CO3 = = 68,4 x 0,0333 = 2,28 me/l.

6. Na literatura certos autores anotam a concentração do elemento
químico precedida da letra r por exemplo:
rCa = Ca me/l
Para fazer a conversão do mg/l de cada elemento em me/l ou vice-versa
existem tabelas de fatores de conversão para os ânions e dos cátions (Tabela 1).
Como_a soma dos ânions e dos cátions existente em qualquer solução
em me/l são iguais a porcentagem de erro, a equação abaixo permite verificar se a
analise é equilibrada ionicamente:
A diferença entre a soma dos cátions e dos ânions é em valor
absoluto
Esse erro deve ser proporcional a soma dos cátions ou dos ânions
conforme o quadro a seguir, em virtude das dificuldades em dosar concentrações
baixas.
Σ cátions ou Σ ánions permissível
1 10
2 6
6 4
14 3
30 2
Aplicação: Analise da Figura 1
Ca = 0,038 me/l = 2,280 me/l

7. Mg = 0,008 = 1,960
Na = 4,610 = 0,125
K = 0,008 Cl = 0,127
Σ cátions = 4,664 Σânions = 4,492
= 2%
o balanço iônico da análise é correto. Outra observação: .carbonatos pelo fato
que o pH é superior a 8,3, mas -se. Perceber que a composição da água mudou entre o
tempo coleta e a análise (4 dias) quando pH de campo era de 5,8.
Pode ser verificado a. dureza total proporcional a soma em me/l de Ca + Mg.
Dureza =0,046 me/l
rCa'+rMg = 0,046 me/l
Analise no. 2 de poço
Ca = 5,2 mg/l = 0,260 me/l = 0 mg/l = 0 me/l
Mg = 0,3 = 0,025 = 98 = 1.960
Na = 55 = 2,391 = 6,0 = 0,125
K. = 0,4 = 0,010 = 0,5 = 0,014
Σ cátions = 2,686 Σ = 2,099

8. E = 8%
Esse erro pode ser ainda considerado permissível tendo em vista a
baixa concentração de cada elemento químico.

9. Análise n° 3 do poço em região litorânea.
Ca = 301 mg/l = 15,05 me/l C03 = 0 mg/l = 0 me/l
Mg = 76,2 = 6,27 HCO3 = 156 = 3,12
Na = 182,0 = 7,91 SO3. = 415 = 8,64
K = 76 =1,94 Cl = 3,180 = 89,58
Σc =31,17 Σa =101,34
E = 53%
Essa análise-deveria ser rejeitada mas é possível descobrir o
elemento transcrito erradamente com os dados complementares. Se CE = 7.540
micromho/cm e a dureza total em CaCO3 = 1070 microg/l.
Ca + Mg = 21,32 me/l
Dureza = 21,40 me/l.
O erro só pode ser nos cátions e no Na,que é muito baixo., não se
equilibrando com Cloreto. Existe um erro de vírgula na concentração de Na= 1820
mg/l; Assim :
Σ c. = 102,36 Σ =.101,34 . =.0,5.%
Esse tipo de erro de transcrição de resultados é bastante freqüente e
pode falsificar totalmente a interpretação de qualidade de uma água para irrigação,
já que são poucos os laboratórios que tem o cuidado de verificar o balanço iônico
de uma análise antes de entregar os resultados (Observação:no calculo 1 do1 SAR
obter-se-ia um valor 10 vezes menor).
3.2) Concentração total de sais solúveis •

10. A concentração total; de .sais de uma água para irrigação
corresponde a salinidade da água e se encontra relacionada a condutividade
elétrica (CE). Pode ser expressa nas analises em SDT, RS ou matéria dissolvida em
mg/l ou ppm.
Em razão da facilidade e rapidez de determinação no campo com
condutivimetro, a condutividade elétrica tornou-se o procedimento padrão para
expressar a concentração total de sais para classificação e diagnose das águas
destinadas a irrigação.
Ha dois testes para avaliar a concentração total em sais de uma água de forma
rápida, mas nem sempre precisa:
- pela relação entre a concentração de sólidos dissolvidos e a condutividade
elétrica a partir de equação de Hem.
SDT em ppm = A x CE em umho/cm
sendo que A pode variar de 0,5 a 1, com valor médio calculado em torno de
0,64.
- pela razão entre condutividade elétrica em umhos/cm_e
a concentração de cátions em
me/l em torno de 100. Essa razão tende a 80, para águas ricas em cálcio e
magnésio, ou para 110 para águas ricas em sódio.
Acontece que essas aproximações são cada vez mais imprecisas quanto
maiores as condutividades elétricas.
3.3) Porcentagem de Sódio
Até 1954 a porcentagem de sódio foi muito usada para definir a
qualidade da água. A % de Na pode ser calculada pela equação:

11. A partir desse conceito Eaton tenta mostrar a tendência de
precipitação dos sais Ca e Mg sob a forma de carbonatos pela expressão:
desde que a concentração de CO3 + HCO3 não supere a de Ca + Mg.
_Aplicação na análise no. 1
Análise
no.3:

12. ��.3Proporção de Adsorção de Sódio - SAR
Com o passar do tempo a % de Na foi substituída por uma
unidade mais significativa,a razão de adsorção de sódio - SAR (Sódio
Adsorption Ratio) expressa pela equação:
e pelo monograma da figura 2.
FIGURA 2 - Monograma para determinar a SAR da água para irrigação e estimar o valor correspondente da
percentagem de sódio trocável do solo que esta em equilíbrio com a referida água, segundo o "U.S. Salinity
Laboratory Staff".
Exemplo_da análise ..no. 3 (o cálculo SAR pelo monograma é impossível)

13. SAR =
Análise no. 2
SAR :(nomograma) = 6,00 (bastante impreciso).
��.35 Carbonato de Sódio Residual – CSR
Nas águas que contêm elevadas concentrações de íons bicarbonatos
existe uma tendência a precipitação_do cálcio e magnésio sob forma de carbonatos;
reduzindo, então a concentração de Ca e Mg na solução do solo, e conseqüentemente
enriquecendo em Na essa solução. Esse aumento de Na prejudica a estrutura e a
textura do solo em conseqüência da precipitação abundante dos carbonatos de Ca e
Mg. Para se predizer o aumento de sódio na solução de solo calcula-se o CSR
CSR = (CO3 + HC03) - (Ca++ + Mg++)
Se a soma de Ca + Mg é maior do que a de CO3+HCO3 o valor de CSR será
negativo, nesse caso não se calcula o resultado anotando-se meramente "negativo".
3.6) Concentração de Elementos Tóxicos
0 boro encontrado nas águas naturais em concentração elevada pode ser tóxico, bem
como o sulfato e o cloreto.

14. 4. CLASSIFICAÇÃO. DA ÁGUA PARA IRRIGAÇÃO
Qualquer esquema de classificação deve levar em consideração o efeito da água de
irrigação nas plantas e no solo^ desde que no campo, as plantas reagem a água e ao
solo e este pode ser afetado pela água. Assim dificilmente um esquema de

15. classificação é adequado para todas as condições, havendo para tanto vários modelos
de classificação de água para irrigação desde alguns empíricos até os mais usados
hoje em dia.
��.4Classificação da água para irrigação, segundo "U.S. Salinity Laboratory
Staff".

16. FIGURA 4 - Diagrama para classificação da água para irrigação, segundo "U.S.
Salinity Laboratory Staff".
a) Perigo de Salinizaçao
As águas são divididas em" quatro classes, segundo sua condutividade
elétrica (CE) , ou seja, em função de sua concentração total de sais solúveis:
Cl - Água com salinidade baixa (CE_entre 0 e 250 micromhos/ cm, a 250C). Pode ser
usada para irrigação da maioria das culturas e na maioria dos solos, com pouca
probabilidade de ocasionar salinidade. Alguma lixiviaçao é necessária, mas isso
ocorre nas práticas de irrigação,.a exceção dos solos com permeabilidade
extremamente baixa
C2 Água com salinidade média CE entre 250 e 270 micromhos/cm a 25C) .Pode ser
usadas sempre que houver um grau moderado
C3 Água com salinidade alta(CE entre 750 e 22501 micromhos/cm a 25C Não pode ser
.usada em solos deficiência de drenagem. Mesmo nos solos com drenagem adequadas
podem-sé necessitar de práticas especiais para o controle da salinidade .Pode ser
usada somente para irrigação de plantas com boa tolerância aos sais.
C4----Água com salinidade muito alta (CE entre 2250 e 5000
micromhos/cm, a ;25C). Não é apropriada para irrigações , sob condições normais,
mas pode ser usada ocasionalmente,em circunstâncias muito especiais. Os solos
deverão ser muito permeáveis e com drenagem adequada, devendo ser aplicado excesso
de água nas irrigações para ter boa lixiviaçao. A água somente deve ser usada
para culturas que sejam tolerantes aos sais,
b) Perigo de Alcalinização ou Sodificação
As águas são divididas em quatro classes, segundo sua razão de adsorção de sódio.
(SAR) • ou seja,: em função do ... sódio trocável, nas condições físicas do
solo:
...S1 Água-,-com baixa concentração de Sódio (SAR .< 18,87 - 4,44 log CE) Pode
ser usada para: irrigação, em quase todos os solos;com pequena possibilidade de
alcançar níveis perigosos de sódio trocável.

17. S2 – água com concentração média de sódio (18,87-4,44:log CE <SAR<= 31,31 - 6,66
log CE).Só pode ser usada em solos de textura. grossa ou em .solos orgânicos com
boa permeabilidade . Ela apresenta um perigo de sodificação considerável, em
solos de textura fina,com alta capacidade de troca catiônica, especialmente sob
baixa condição de lixiviaçao,amenos que haja gesso no solo.
S3 - Água com alta concentração de sódio (31,31 -6,66 log CE < SAR < 43,75 - 8,87
log CE). Pode produzir níveis maléficos de sódio trocável, na maioria dos solos, e
requer práticas especiais de manejo do solo, boa drenagem, alta lixiviaçao e
adição_de matéria orgânica. Nos solos que têm muito gesso, ela pode não desenvolver
níveis maléficos de sódio trocável. Pode requerer- o uso de corretivos químicos
para substituir—o sódio trocável, exceto no caso de apresentar salinidade muito
alta, quando o uso de corretivos não seria viável.
S4 - Água com muito alta concentração de sódio (SAR > 43,75 -8,87 log CE).
geralmente imprópria para irrigação exceto quando sua salinidade for baixa
ou, em alguns casos, média e a concentração de cálcio do solo ou o uso de
gesso ou outros corretivos tornarem o uso desta água viável.
Algumas vezes, a água de irrigação pode dissolver suficiente quantidade
de cálcio de solos calcários, diminuindo, assim, apreciavelmente; o
perigo de sodificação . Isso deve- ser levado em conta, no uso de águas
C1-S3 e C1-S4. Para solos calcários com pH alto, ou para solos não
calcários, o nível de sodio nas águas das classes C1-S3, C1-S4 e
C2-S4 pode ser melhorado com a adição de gesso. Também poderá ser
benéfico, quando se usarem águas das classes C2-S3 e C3-S2,
adicionando, periodicamente, gesso ao solo.
c) Efeito da Concentração de Boro
Plantas Plantas .Plantas
*-
Classes para Sensíveis SemitoleranteTolerante
Boro s s
(ppm) (ppm) (ppm)
1 - Excelente < 0,33 <0,67 <1,00
2 - Boa 0,33 a 0r67 a 1,33 1,00 a
0,67 2,00
3 - Permissível 0,67 a 1,33 a 2,00 2,00 a
1,00 3,00
4 - Duvidosa 1,00 a 2,00 a 2,50 3,00 a

18. 1,25 3,75
5 - Inadequada > 1,25 > 2,50 •> 3,75
d) Efeito da Concentração de Bicarbonato
Nas águas com alta, concentração do íon bicarbonato há a tendência' para
precipitação dos íons cálcio e magnésio; sob a forma de. carbonato, com isso,
aumentando a proporção relativa de sódio na solução do solo.
Eaton propôs a classificação das águas para irrigação em função do. Conceito- "
Carbonato de Sódio Residual CSR) :
CSR = (CO3-- + HCO3- ) - .(Ca+++ Mg++)
Acredita-se que. com bom manejo de irrigação, no que diz respeito a
drenagem e a lixiviaçao, e com uso apropriado de corretivos , é possível,
usar na irrigação algumas das águas classificadas como "duvidosas".
Classe Classe CRS
(me/l) CRS
(me/l) CRS
(me/l)
1 - 1 -
Aceitável Aceitável
<1,25 '
' <1,25
' '
<1,25 '
'
2 - Duvidosa 2 - Duvidosa
1,25-2,'SO
1,25-2,'SO
1,25-2,'SO
3 - 3 - Inadequada
Inadequada ' > 2,50 ' >
2,50 ' > 2,50

19. e) Efeito das Concentrações de Cloreto e Sulfato
Concentrações elevadas de íon cloreto não são desejáveis em águas para irrigação
sendo proposta a seguinte..classificação::
Classe Cl
(me/l)
1 - - Aceitável < 5
2 - Duvidosa 5-10
-
3 - >10
- Inadequada
Para as concentrações de íon sulfato foi estabelecido a seguinte classificação:
Classe . S04 (me/
l)
1 2 - Aceitável < 10
3
- Duvidosa 10 - 20
- > 20
Inadequada