Notas sobre a contaminação de nitrato em aquíferos em zonas agrícolas de climas semiáridos a áridos, artigo de Carlos Augusto de Medeiros Filho

 

[EcoDebate] No Estado do Rio Grande do Norte, levando-se em consideração apenas o índice pluviométrico, o clima é tropical chuvoso com verão seco, no litoral sul, com precipitações médias acima dos 1 200 milímetros (mm) anuais; tropical chuvoso com inverno seco no litoral nordeste, nas partes mais elevadas da Serra de João do Vale e na região serrana, onde se situam as serras de Luís Gomes, Martins e Portalegre (800 a 1 200 mm anuais); subúmido seco na Chapada do Apodi e das Serras de Santana, São Bernardo e Serra Negra do Norte (600 a 800 mm); semiárido na região do Vale do Açu, em parte do Seridó e litoral norte do estado, entre São Miguel do Gostoso e Areia Branca (400 a 600 mm); e árido ou semiárido rigoroso, presente em nove municípios potiguares e apresentando os mais baixos índices de precipitação, em torno dos 400 milímetros por ano (SEPLAN, 2013). A importante região agrícola do Vale do Açu está, portanto, situada em clima semiárido.

Shalev et al. (2015) discutem sobre a contaminação por nitrato de aquíferos superficiais que representa um grande desafio no desenvolvimento de uma agricultura sustentável, particularmente em regiões semiáridas, onde a água subterrânea também é utilizada como água potável. Os autores estimam, nesse artigo, a contribuição relativa das várias fontes de nitratos que contaminam os aquíferos rasos subjacentes aos campos agrícolas da região extremamente árida do Vale do Arava Central (CAV), no sul de Israel. Uma síntese de itens iniciais desse trabalho (Introdução e Área de Estudo) é transcrita a seguir.

Muitas regiões áridas e semiáridas dependem das águas subterrâneas locais como único recurso hídrico para irrigação agrícola (Foster, 2012). O desenvolvimento da agricultura intensiva nessas regiões é crucial para a subsistência da população em crescimento, especialmente tendo em vista a desertificação acelerada. No entanto, as práticas de fertilização frequentemente resultam na deterioração da qualidade da água dos aquíferos rasos, principalmente devido ao aumento das concentrações de nitrato (p.ex., Bohlke, 2002; de Vries and Simmers, 2002; Jalali, 2007; Abdesselam et al., 2013). Isto é particularmente alarmante tendo em conta o longo tempo de residência da água nas regiões áridas e a sua utilização adicional como recurso de água potável (Stigter et al., 1998; Bohlke, 2002; Jalali, 2007; Herczeg and Leaney, 2010).

A contaminação por nitratos de águas subterrâneas rasas em regiões agrícolas deriva principalmente de nitrogênio residual, resultante do consumo incompleto de N-fertilizantes, aplicado como nitrato, amônio ou N-orgânico (Oenema et al., 1998; Hadas et al., 1999; Bohlke, 2002; Dochartaigh et al., 2010; Charfi et al., 2012). Outras fontes antropogênicas de contaminação por nitrogênio incluem infiltrações de esgotos e instalações de armazenamento de adubos (Heaton, 1986; Aravena et al., 1993; Seiler, 2005).

O orgânico-N e outras fontes de amônio são comumente modificados por reações de mineralização e nitrificação na zona não saturada para produzir nitrato. O excesso de irrigação aplicado aos campos cultivados em regiões áridas para a remoção de sais que se acumulam na zona das raízes após alta evapotranspiração, contribui com a sua contaminação por lavagem do nitrato juntamente com os sais da subsuperfície até os aquíferos rasos.

O estudo de Shalev et al. (2015) descreve a progressiva contaminação de nitrato em aquíferos rasos da região árida do Central Arava Valley (CAV), Israel. Nas últimas duas décadas, as concentrações de nitratos nestes aquíferos superficiais aumentaram de 50 ppm. Este aumento é acompanhado, na maioria dos casos, por um aumento nas concentrações de cloreto, mas não existe necessariamente uma correlação clara entre as duas variáveis.

 

Variação temporal das concentrações de Cl- e NO3- em dois poços no CAV (Shalev et al., 2015)
Variação temporal das concentrações de Cl- e NO3- em dois poços no CAV (Shalev et al., 2015)

 

O CAV é um estudo de caso ideal para investigar as fontes e os processos de contaminação por nitratos das águas subterrâneas em regiões agrícolas áridas, devido à sua extrema aridez, recarga limitada de água natural e cultivo intensivo, utilizando práticas agrícolas modernas e técnicas de economia de água.

O Central Arava Valley (CAV) faz parte do Rift Valley do Mar Morto. A parte central do vale é um graben alongado de SSW-NNE, limitado pelas falhas marginais orientais e pelas falhas marginais ocidentais (WMF). Esta região extremamente árida é caracterizada por temperaturas de dia de verão atingindo ~45°C, evaporação extremamente elevada de ~3500 mmy-1 e precipitação muito baixa de 25-50 mmy-1 (Goldreich and Karni, 2001).

O CAV tem sido intensamente cultivado desde a década de 1960, após o estabelecimento de vários assentamentos rurais ao longo do vale. Costituem, principalmente, de culturas sazonais, como vegetais e flores, com alguns campos de plantações de palma e vinhas. A maioria das culturas sazonais são cultivadas em estufas. A estação de crescimento estende-se sobre 10 meses no ano, do período de chuvas até o começo do verão. O regime anual de irrigação começa com a lavagem dos solos, a fim de remover os sais acumulados na zona de raízes como resultado da intensiva evapotranspiração durante o período anterior. Posteriormente, os campos são fertilizados com esterco bovino. Durante a estação de crescimento, os campos são irrigados por gotejamento e fertilizantes sintéticos são aplicados através do sistema de irrigação (Oren et al., 2004). De um modo geral, todos os campos cultivados na CAV recebem anualmente três tipos de fertilizantes: NO3- sintético, NH4+ sintético e esterco em quantidades quase iguais.

Referências Bibliográficas

Abdesselam, S., Halitim, A., Jan, A., Trolard, F., Bourrie, G., 2013. Anthropogenic contamination of groundwater with nitrate in arid region: case study of southern Hodna (Algeria). Environ. Earth Sci. 70 (5), 2129-2141.

Aravena, R., Evans, M.L., Cherry, J.A., 1993. Stable isotopes of oxygen and nitrogen in source identification of nitrate from septic systems. Ground Water 31 (2), 180-186.

Bohlke, J., 2002. Groundwater recharge and agricultural contamination. Hydrogeol. J. 10 (1), 153-179.

Charfi, S., Trabelsi, R., Zouari, K., Chkir, N., Charfi, H., Rekaia, M., 2012. Isotopic and hydrochemical investigation of the Grombalia deep aquifer system, northeastern Tunisia. Carbonates Evaporites 28 (3), 281-295.

Dochartaigh, B.O., MacDonald, A., Darling, W.G., Hughes, A.G., Li, J.X., Shi, L.A., 2010. Determining groundwater degradation from irrigation in desert-marginal northern China. Hydrogeol. J. 18, 1939-1952.

Hadas, A., Hadas, A., Sagiv, B., Haruvy, N., 1999. Agricultural practices, soil fertility management modes and resultant nitrogen leaching rates under semi-arid conditions. Agric. Water Manag. 42 (1), 81-95.

Heaton,T. 1986. Isotopic studies of nitrogen pollution in the hydrosphere and atmosphere: a review. Chem. Geol. 59, 87-102.

Foster, S., 2012. Agricultural irrigation e a critical nexus for groundwater resources in more arid climates. In: Rausch, R., Schuth, C., Himmelsbach, T. (Eds.), Hydrogeology of
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Goldreich, Y., Karni, O., 2001. Climate and precipitation regime in the Arava Valley, Israel. Isr. J. Earth Sci. 50, 53-59.

Herczeg, A.L., Leaney, F.W., 2010. Review: environmental tracers in arid-zone hydrology. Hydrogeol. J. 19 (1), 17-29.

Jalali, M., 2007. Salinization of groundwater in arid and semi-arid zones: an example from Tajarak, western Iran. Environ. Geol. 52 (6), 1133-1149.

Oenema, O., Boers, P.C.M., van Eerdt, M.M., Fraters, B., van der Meer, H.G., Roest, C.W.J., Schroder, J.J., Willems, W.J., 1998. Leaching of nitrate from agriculture to groundwater: the effect of policies and measures in the Netherlands. Environ. Pollut. 102, 471-478.

Oren, O., Yechieli, Y., B€ohlke, J., Dody, A., 2004. Contamination of groundwater under cultivated fields in an arid environment, central Arava Valley, Israel. J. Hydrol. 290 (3e4), 312-328

Secretaria de Estado do Planejamento e das Finanças. 2013. Perfil do Rio Grande do Norte. https://pt.wikipedia.org/wiki/Geografia_do_Rio_Grande_do_Norte#Clima

Seiler, R.L., 2005. Combined use of 15N and 18O of nitrate and 11B to evaluate nitrate contamination in groundwater. Appl. Geochem. 20 (9), 1626-1636.

Shalev, N.; Burg, A.; Lazar, B. 2015. Nitrate contamination sources in aquifers underlying cultivated fields in an arid region e The Arava Valley, Israel. Applied Geochemistry 63 (2015) 322 – 332.

Stigter, T.Y., van Ooijen, S.P.J., Post, V.E.A., Appelo, C.A.J., Carvalho Dill, A.M.M., 1998. A hydrogeological and hydrochemical explanation of the groundwater composition under irrigated land in a Mediterranean environment, Algarve, Portugal. J. Hydrol. 208 (3e4), 262-279.

De Vries, J., Simmers, I., 2002. Groundwater recharge: an overview of processes and challenges. Hydrogeol. J. 10 (1), 5-17.

Carlos Augusto de Medeiros Filho, geoquímico, graduado na faculdade de geologia da UFRN e com mestrado na UFPA. Trabalha há mais de 30 anos em Pesquisa Mineral.

 

in EcoDebate, 05/01/2017

"Notas sobre a contaminação de nitrato em aquíferos em zonas agrícolas de climas semiáridos a áridos, artigo de Carlos Augusto de Medeiros Filho," in EcoDebate, ISSN 2446-9394, 5/01/2017, https://www.ecodebate.com.br/2017/01/05/notas-sobre-contaminacao-de-nitrato-em-aquiferos-em-zonas-agricolas-de-climas-semiaridos-aridos-artigo-de-carlos-augusto-de-medeiros-filho/.

 

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Um comentário em “Notas sobre a contaminação de nitrato em aquíferos em zonas agrícolas de climas semiáridos a áridos, artigo de Carlos Augusto de Medeiros Filho

  1. Interessante a notícia trazida pelo geólogo Carlos Augusto de Medeiros Filho.
    Se os poços artesianos do Rio Grande do Norte estiverem contaminados com nitrato, a água não pode ser usada para consumo humano sem um tratamento de desnitrificação.
    Será interessante que se faça uma pesquisa nos poços da região semelhante à que foi feita em Israel para evitar mais uma doença na população infantil, desta vez a metamoglobinemia.

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