João Paulo Cunha de Menezes

1. INFLUÊNCIA DO USO E OCUPAÇÃO DA TERRA NA COMPOSIÇÃO FÍSICO QUÍMICA DA ÁGUA SUBTERRÂNEA E SUA ADEQUAÇÃO PARA CONSUMO HUMANO E USO NA AGRICULTURA João Paulo Cunha de Menezes Orientadora: Profa. Dra. Mirna Aparecida Neves Coorientador: Prof. Dr. Alexandre Rosa Santos

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

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

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

5. Qualidade da Água subterrânea 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. 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. 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; • 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. Área de estudo Atividade econômica – agropecuária. Café conilon (Coffeacanephora). Pecuária – rebanho (64.160 cabeças IBGE, 2010). Precipitação total anual média é de 1341 mm.

8. Parâmetros de Qualidade da Água Variáveis primárias Temperatura Turbidez Sólidos em Suspensão Coliformes Totais Coliformes Termotolerantes Físicos; Biológicos; Bicarbonato (HCO3-) Boro (B+3) Cálcio (Ca+2) Condutividade Elétrica Ferro (Fe+3) Fósforo Total Magnésio (Mg+2) Nitrato (NO3-) Nitrito (NO2-) pH Potássio (K+) Sódio (Na+) Sólidos Totais Dissolvidos Químicos; Variáveis secundárias Porcentagem de Sódio Razão de Adsorção de Sódio Dureza (ABNT, 1987; APHA, 2005).

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

11. Parâmetros de uso da terra • 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 agrícola Área edificada Corpo d’água Estrada pavimentada Fragmento Pastagem Solo exposto Vegetação rochoso intermediária

12. Parâmetros de uso da terra

13. Modelagem estatística • O software estatístico usado para análise foi oR-cram, versão 2.14.0.; • 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 UnitedStatetSalinityLaboratory (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, X1 é a percentagem de área agricultada, X2 é a percentagem de área edificada, X3 é a percentagem de pastagem, X4 é a percentagem de solo exposto e X5 é a percentagem de vegetação intermediária. • Y1é STD, Y2 é pH, Y3 é K, Y4 é Na, Y5 é Fe+3, Y6 é Ca, Y7 é Mg, Y8 é NO2-, Y9 é NO3-, Y10 é P e Y11 é coliformes termotolerantes.

15. ADEQUAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA SUBTERRÂNEA PARA CONSUMO HUMANO E USO AGRÍCOLA NO MUNICÍPIO DE ALEGRE (ES)

16. Adequação da água para consumo humano Descritores estatísticos das variáveis indicadoras de qualidade de água subterrânea para consumo humano e sua comparação com os limites estabelecidos pelo Ministério da Saúde

19. Adequação da água uso na agricultura 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. Critérios de salinidade Risco de Salinidade Classificação da água subterrânea baseada na CE, classificação das classes de risco de sódio conforme USSL (UnitedStateSalinityLaboratory)

21. Critérios de sodicidade 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)

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 UnitedStateSalinityLaboratory (USSL), (ALMEIDA, 2010)

23. Critérios de sodicidade 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)

24. Toxicidade e outros 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 Ravikumaret al. (2011)

25. Toxicidade e outros Dureza total Classificação da dureza das águas subterrâneas do município de Alegre (ES) baseado na classificação de Sawyer e McCart’y (1967)

26. considerações • A análise dos resultados permitiu-se apresentar as seguintes considerações: • 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; • Os valores de STD, CE e RAS, estão dentro dos limites seguros para o uso na agricultura; • O diagrama de salinidade mostra que todas as amostras de água subterrânea foram classificadas como C1S1eC2S1, indicando baixa salinidade e baixo valor de RAS; • 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.

27. INFLUÊNCIA DO USO DA TERRA NA COMPOSIÇÃO FÍSICO QUÍMICA DA ÁGUA SUBTERRÂNEA

28. Correlação qualidade da água Resultado da matriz, de correlação do vetor *correlação de Pearson significativa, p<0,05.

29. Correlação Canônica 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)

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. Correlação canônica Resultado do vetor de correlação entre a variável canônica U1 (índice uso e ocupação da terra)e as componentes padronizadas do vetor Foi adotada a seguinte tabela de classificação do grau de correlação (valores em módulo): 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 há na literatura uma classificação ótima dos limites, esta é apenas uma referência para dar seqüência ao trabalho de interpretação das variáveis canônicas).

32. Correlação canônica Resultado do vetor de correlação entre a variável canônica V1 (índice de degradação da água) e as componentes padronizadas do vetor

33. A análise dos resultados permitiu-se apresentar as seguintes conclusões: • 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. • A origem do fósforo na água subterrânea possivelmente reside de contaminação antrópica. • O primeiro par das variáveis canônicas (U1, V1), foi significativo a 5% de probabilidade. • 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). • 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. agradecimentos Professores Adair Ragazio Elizabeth Fantuzzi

35. obrigado