Ποιότητα Νερού Άρδευσης

Εισαγωγή ποιότητας νερού άρδευσης

Ο όρος <<ποιότητα>> αναφέρεται στα χαρακτηριστικά ενός αντικειμένου ή μιας ουσίας ή μιας κατάστασης με βάση τα οποία διακρίνεται από κάποιο άλλο αντικείμενο, ουσία κ.λπ. Όσον αφορά στο νερό, η έννοια της ποιότητας του μεταβάλλεται ανάλογα με την εξειδικευμένη χρήση, η οποία καθορίζει τα συγκεκριμένα κριτήρια αξιολόγησής της. Έτσι, άλλα κριτήρια ισχύουν για το νερό ύδρευσης, άλλα για το βιομηχανικής χρήσης νερό και άλλα για το νερό άρδευσης. Ειδικότερα, όσον αφορά το τελευταίο, η ποιότητα που σχετίζεται αλλά και καθορίζεται σύμφωνα με τις επιπτώσεις του στις καλλιέργειες, το έδαφος και τις διαχειριστικές πρακτικές που είναι αναγκαίες για τον έλεγχο και την αντιστάθμιση των προβλημάτων που ενδεχομένως δημιουργούνται κατά τη χρήση του. Τα νερά που χρησιμοποιούνται για άρδευση προέρχονται από τα ποτάμια, τις λίμνες, τα πηγάδια καθώς και από την υπόγεια στάθμη. Έχοντας διάφορη προέλευση, η σύνθεσή τους ποικίλλει ανάλογα με τη φύση των πετρωμάτων και ορυκτών διά των οποίων διέρχονται. Έτσι, έχουν μεταβαλλόμενη συγκέντρωση αλάτων και ενίοτε τοξικών στοιχείων και βαρέων μετάλλων. Όλα τα νερά περιέχουν άλατα (μάκρο ή μίκρο-θρεπτικά) και ενδεχομένως κάποιες άλλες ουσίες, οι οποίες μπορεί να είναι τοξικές στα φυτά. Όμως, τα άλατα, όταν βρίσκονται σε υψηλές συγκεντρώσεις, μπορεί να δημιουργήσουν σοβαρά προβλήματα στα φυτά και το έδαφος και γενικότερα στο περιβάλλον. Τα προβλήματα που μπορεί να προκαλέσουν είναι τα εξής: α) αλατότητα του εδάφους, β) υποβάθμιση των φυσικών ιδιοτήτων του εδάφους, όπως της δομής του, της διηθητικότητας και κυρίως της περατότητας του και γ) προσθήκη διάφορων ποσοτήτων τοξικών στοιχείων σε βάρος του εδάφους και των φυτών. Δεδομένων των πιθανών συνεπειών που μπορεί να έχει η χρήση του αρδευτικού νερού, καθίσταται αναγκαίος ο προσεκτικός έλεγχος της ποιότητας του, πριν ή χρησιμοποιηθεί για αρδευτικούς σκοπούς. Έτσι, μπορούν να αποτραπούν πολλά προβλήματα, που θα είχαν ενδεχομένως δυσμενείς επιπτώσεις στις καλλιέργειες και το έδαοφς καθώς και στην Αγροτική Οικονομιά και στο περιβάλλον γενικότερα. Τα χαρακτηριστικά του νερού άρδευσης που προσδιορίζουν την ποιότητα του είναι: α) η συνολική συγκέντρωση των αλάτων, δηλαδή η αλατότητα, β) η περιεκτικότητα του Na σε σχέση με εκείνη του Ca και Mg, γ) η ανιοντική σύνθεση του νερού ως προς το HCO3, CO3 δ) η συγκέντρωση του βόριου, χλώριου και άλλων στοιχείων με ενδεχόμενη τοξική επίδραση στα φυτά και ε) οι τιμές των παραμέτρων που προσδιορίζονται με βάση τις τιμές των κατιόντων (SAR) ή ανιόντων. H SAR ή αναλογία προσρόφησης του Na+, είναι ένας δείκτης του πιθανού κινδύνου νατρίωσης, στον οποίον υπόκειται το έδαφος, όταν δέχεται νερό άρδευσης πλούσιο σε Na+. Καθώς το Na+ σχετίζεται με την περατότητα του εδάφους, συνέπεια της διασποράς που προκαλεί το υπόψη στοιχείο, αποτελεί ιδιαίτερο κίνδυνο για την υποβάθμιση των φυσικών χαρακτηριστικών του. Συνεπώς, το Na είναι ένα στοιχείο του οποίου θα πρέπει ιδιαιτέρως να προσεχθεί η έκταση και ο βαθμός της παρουσίας του στο νερό άρδευσης, διότι όντως αποτελεί γνώρισμα ποιοτικής κατάστασης του νερού. Στις ξηρικές περιοχές, όπου η άρδευση είναι εκ των ων ουκ άνευ, χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερα νερά. Όμως, καθώς οι περιοχές αυτές έχουν περιορισμένες βροχοπτώσεις και τα αποθέματα νερών καλής ποιότητας πολλές φορές δεν επαρκούν, καθίσταται αναγκαία η χρήση νερών κακής ποιότητας, ήτοι αλατούχων ή υφαλμύρων . Το γεγονός αυτό μπορεί να δημιουργήσει σοβαρά προβλήματα στις καλλιέργειες και το έδαφος, προκαλώντας συσσώρευση αλάτων και υποβάθμιση της γεωργικής παραγωγής. Η αδιάκριτη χρήση των νερών αυτών ευνοεί την καταστροφή του εδάφους και την απερήμωση των γαιών, λόγω εναλάτωσης και ενδεχομένως της αλκαλίωσης. Η συσσώρευση των αλάτων στο έδαφος, αλλά και η νατρίωση, είναι συνάρτηση των εδαφολογικών συνθηκών, του κλίματος και των διαχειριστικών πρακτικών χρήσης του νερού άρδευσης, οι οποίες συναρτώνται άμεσα με την ποιοτική κατάσταση του νερού και τροποποιούμενες, κατά περίπτωση, μπορεί να συμβάλουν στην ορθολογική αξιοποίηση τόσο των καλής ποιότητας νερών, όσο βέβαια και των κακής κατωτέρω θα μας απασχολήσει το θέμα της ποιότητας του νερού και της αξιολόγησής της, σε τρόπο ώστε να καταστεί δυνατή η αποτελεσματική και γενικά καλύτερη αξιοποίηση των διαθέσιμων νερών.

Η ποιότητα νερού άρδευσης και η αξιολόγηση της

Η ποιότητα του νερού έχει νόημα και πρακτική σημασία μόνον όταν αυτή σχετίζεται με συγκεκριμένη χρήση. Ειδικότερα, στη γεωργία η ποιότητα του αρδευτικού νερού αξιολογείται με βάση το βαθμό επίδρασης του επί του εδάφους, των καλλιεργειών και επί των διαχειριστικών πρακτικών, που είναι αναγκαίες για την αντιμετώπιση των προβλημάτων που σχετίζονται με τη χρήση του νερού. Τα νερά έχουν διάφορη προέλευση και ως εκ τούτου ποικίλλουν ως προς τη σύνθεσή τους και ως προς την ποιότητα τους. Ορισμένα εξ αυτών έχουν υψηλές συγκεντρώσεις αλάτων ή ειδικών ανιόντων όπως του βορίου και χλωρίου ή κατιόντων όπως του Na+. Ακόμη μπορεί να περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις σιδήρου, νικελίου και άλλων βαρέων μετάλλων, ανάλογα με τα πετρώματα δια των οποίων διέρχονται ή το βαθμό μόλυνσής τους. Τα κριτήρια που λαμβάνονται υπόψη για την ποιοτική κατάταξη των νερών και επί τη βάσει των οποίων καθορίζονται οι οδηγίες χρήσης τους είναι η περιεκτικότητά τους σε άλατα και η σ΄χεση αυτών με τρεις κατηγορίες προβλημάτων που δημιουργούν, ήτοι: α) την αλατότητα, β)την περατότητα και γ) την τοξικότητα. Ενδεχομένως, μπορεί να υπάρχει και μια (δ) κατηγορία προβλημάτων, όπως υψηλή συγκέντρωση αζώτου που μπορεί να προκαλέσει πλάγιασμα στα φυτά, νερά που περιέχουν γύψο ή πολύ πλούσια σε σίδηρο νερά που καταστρέφουν τα μηχανήματα άρδευσης κ.λπ. Όλα τα νερά ανεξάρτητα από την πηγή προέλευσής τους, περιέχουν διαλελυμένα άλατα σε ποικιλίες ποσότητες, τα οποία μπορεί να επιδράσουν δυσμενώς στα φυτά, το έδαφος αλλά και στις πρακτικές χρήσης τους. Ιδιαίτερα, στην τελευταία περίπτωση θα πρέπει οι πρακτικές αυτές να τροποποιηθούν, για να εξουδετερωθούν στο βαθμό που είναι δυνατό οι δυσμενείς επιπτώσεις του νερού στα φυτά και το έδαφος. Βέβαια, βασική προϋπόθεση για την ποιοτική αξιολόγηση του νερού είναι η χημική ανάλυση και ο προσδιορισμός της αγωγιμότητάς του και των διάφορων κατιόντων και ανιόντων, ήτοι του Ca2+, Mg2+, Na+, CI, SO42, HCO3-, CO32- και Β. Ακόμη, θα πρέπει να προσδιοριστεί και το pH1 και επίσης η παρουσία του K+, NH4+, ΝΟ3-, λιθίου κ.λπ. Η αγωγιμότητα αποτελεί μια ποσοτική έκφραση του συνόλου των διαλελυμένων ιόντων ή των ολικών διαλελυμένων στερεών (TDS)(Total Disolved Solids) που περιέχονται στο νερό. Ως μονάδα μέτρησης της αγωγιμότητας (ΕC) χρησιμοποιείται το mhos που ισούται με το αντίστροφο της ηλεκτρικής αντίστασης του νερού. Ήτοι, 1mhos = 1/ohm, όπου οhm είναι η μονάδα μέτρησης της αντίστασης. Οι υποδιαίρεσεις του mhos είναι: 1 mhos= 1000 mmhos/cm 25⁰C 1 mmhos/cm =1000μmhos/cm ή micrommhos/cm, 25⁰C Σήμερα χρησιμοποιείται ως μονάδα μέτρησης της EC το Siemens ή S, δηλαδή 1mhos = 1S.

Αρχές ποιοτικής κατάταξης νερών

Η ποιοτική κατάταξη των νερών άρδευσης γίνεται με βάση τις σχέσεις τους με διαφορά προβλήματα, όπως αλατότητας, περατότητας κ.λπ. που μπορεί να δημιουργήσουν τα νερά κατά τη χρήση τους στην πράξη. Ειδικότερα, όσον αφορά την αλατότητα, αυτή σχετίζεται με την περιεκτικότητα του νερού σε άλατα, τα οποία συσσωρεύονται στο έδαφος και επιδρούν δυσμενώς στην ανάπτυξη των φυτών. Η αλατότητα εκφράζεται με την ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού (EC) ή με τα ολικά διαλελυμένα στερεά (ΤDS). Σχετικά με την περατότητα, αυτή σχετίζεται με την παρουσία του Na στο νερό άρδευσης. Όταν η συγκέντρωση του στοιχείου αυτού είναι πολύ υψηλή, τότε συγκεντρώνεται στο έδαφος όπου και καταστρέφει τη δομή του, λόγω της διασποράς των συσσωματωμάτων της αργίλου. Τα διασπειρόμενα τεμαχίδια της αργίλου φράσσουν τους πόρους του εδάφους και δυσχεραίνουν την κίνηση του νερού λόγω μείωσης της περατότητας του. Αυτό έχει ως συνέπεια τη μειωμένη παροχή νερού στα αναπτυσσόμενα φυτά και τελικά την ανάσχεση της ανάπτυξης τους. Εξάλλου, η αδυναμία κίνησης του νερού δια της μάζης του εδάφους καταλήγει στη συσσώρευση -συγκέντρωση του στην επιφάνεια ή μέσα στη μάζα του εδάφους όπου και δημιουργούνται συνθήκες ανοξίας με δυσμενέστατες επιπτώσεις σε βάρος των φυτών. Ακόμη, ορισμένα στοιχεία που ενδεχομένως βρίσκονται σε υψηλές συγκεντρώσεις στα νερά, μπορεί να δράσουν τοξικά στα φυτά (π.χ. B, CI και το Na). Επίσης, και η παρουσία ορισμένων άλλων ιόντων σε υψηλά επίπεδα μπορεί ωσαύτος να δράσει ανασχετικά στην ανάπτυξη των καλλιεργειών (HCO3-,NH4+). Γίνεται φανερό ότι η ποιοτική αξιολόγηση του νερού θα πρέπει να γίνεται σε αναφορά προς τη δημιουργία των προαναφερθέντων προβλημάτων, προς το είδος του εδάφους και τα λοιπά φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά του, καθώς και προς το είδος του φυτού. Για την ερμηνεία των αναλυτικών δεδομένων απαιτείται βέβαια και η ύπαρξη οριακών τιμών για κάθε παράμετρο, είτε αυτή αφορά στη συγκέντρωση των στοιχείων ή παράμετρο που υπολογίζεται όπως π.χ. τη SAR, το RSC. Με βάση τα ανωτέρω έχουν προταθεί διάφορα συστήματα ποιοτικής κατάταξης των νερών. Συνοπτικά αναφέρουμε εδώ ότι πολλά συστήματα έχουν προταθεί για την ταξινόμηση των νερών και υπογραμμίζονται τα εξής: 1. Σύστημα ποιοτικής κατάταξης των υδάτων κατά το USDA Salinity Laboratory 2. Το σύστημα κατά Doneen, του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια. 3. Το σύστημα του FAO των Ayres and Westcot 4. Το σύστημα του Christiansen 5. Το σύστημα του Wilcox et al

Στη χώρα μας χρησιμοποιείται το (1) και (2). Το καθένα από τα δυο αυτά συστήματα, αλλά και από τα υπόλοιπα, έχει τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του, τα οποία σχετίζονται είτε με την ευκολία προσδιορισμού των απαιτούμενων παραμέτρων ή με τον αριθμό των παραμέτρων αυτών καθεαυτών. Τα συστήματα αυτά δεν αποτελούν πανάκεια. Τα κατατασσόμενα, βάσει των συστημάτων αυτών, νερά, σε αντίστοιχες ποιοτικές κατηγορίες καταλληλότητας για άρδευση, θα πρέπει να συνεκτιμώνται και με τα χαρακτηριστικά του εδάφους και τις απαιτήσεις και την ανθεκτικότητα των καλλιεργειών στα άλατα, γιατί τότε μόνον μπορεί να έχει πρακτική αξία η ποιοτική κατάταξη.

Προέλευση αλάτων

Τα άλατα των νερών ουσιαστικά προέρχονται από την αποσάθρωση των πετρωμάτων και ορυκτών δια των οποίων διέρχονται τα ρέοντα νερά. Η περιεκτικότητά τους εξαρτάται βασικά από τα χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά των πετρωμάτων. Κατά τη διαδρομή του το νερό μέσω αυτών με τη διεργασία της διάλυσης απελευθερώνει τα άλατα, τα οποία συγκεντρώνονται στο νερό και μέσω αυτού μεταφέρονται σε θέσεις και σε τόπους μακράν του σημείου σχηματισμού τους, όπου και εναποτίθενται κατά τη χρήση του νερού για αρδευτικούς σκοπούς, ή κατά τη φυσική συγκέντρωση των νερών σε τοπογραφικές υφέσεις, όπου εξατμιζόμενα αυτά υπό την επίδραση της ηλιακής ενέργειας συμπυκνώνονται και συσσωρεύονται με την πάροδο του χρόνου. Έτσι, επέρχεται η εναλάτωση του εδάφους και η νατρίωσή του. Γενικώς, ή περιεκτικότητα των νερών σε άλατα εξαρτάται από το γεωλογικό υπόστρωμα της περιοχής δια του οποίου διέρχονται. π.χ. τα κέλυφη των οστρακοειδών που, όπως είναι γνωστό, είναι θαλάσσιας προέλευσης, είναι πολύ πλούσια σε διαλυτά συστατικά. Έτσι, εμπλουτίζουν σε υψηλά επίπεδα με άλατα τα δι' αυτών διερχόμενα νερά. Το είδος εξάλλου του πετρώματος αποτελεί ρυθμιστικό παράγοντα της ποσότητας των αλάτων σε ένα νερό.

Προβλήματα χρήσης νερού κακής ποιότητας

Η ποιότητα των νερών, εκτός των άλλων παραγόντων, είναι συνάρτηση της περιεκτικότητας τους σε άλατα. Και τούτο διότι τα προβλήματα που δημιουργούνται κατά την άρδευση, στις καλλιέργειες και το έδαφος, σχετίζονται άμεσα με τα άλατα. Κατά συνέπεια μπορούμε να πούμε ότι η ποιότητα ενός νερού σχετίζεται με το βαθμό και τη σοβαρότητα των προβλημάτων που δημιουργεί στο έδαφος, και ως εκ τούτου η αξιολόγηση της ποιότητας των νερών που χρησιμοποιούνται για άρδευση θα πρέπει να γίνεται με βάση τα προβλήματα που τυχόν δημιουργεί ένα νερό. Αυτό σημαίνει ότι η ποιότητα του νερού συναρτάται ευθέως και με τα χαρακτηριστικά (φυσικά και χημικά) του εδάφους. Ένα κακής ποιότητας (υφάλμυρο) νερό μπορεί ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί σ' ένα έδαφος καλής στράγγισης με μια ανθεκτική καλλιέργεια στα άλατα, η οποία μπορεί να αποδώσει ικανοποιητικά. Με το παράδειγμα αυτό τονίζεται η βασική αρχή ότι η ποιότητα αξιολογείται ανάλογα με την έκταση των προβλημάτων που δημιουργεί στο έδαφος και στα φυτά. Στην προκειμένη περίπτωση το υφάλμυρο αυτό νερό λόγω της καλής στράγγισης του εδάφους το επηρεάζει ελάχιστα, ενώ η αντοχή της καλλιέργειας στα άλατα συμβάλλει στην άμβλυνση των αρνητικών επιπτώσεων της αλατότητας στην ανάπτυξη των φυτών, με συνέπεια την επίτευξη ικανοποιητικών αποδόσεων. Άρα, θα μπορούσαμε να πούμε ότι το νερό στην προκειμένη περίπτωση είναι καλής ποιότητας για το συγκεκριμένο έδαφος και την καλλιέργεια. Συμπερασματικά, τα προβλήματα που δημιουργούνται από το ποιοτικό επίπεδο του νερού μπορεί να αμβλυνθούν με τη συνδρομή του είδους του εδάφους, της καλλιέργειας και γενικά του τρόπου διαχείρισης του νερού άρδευσης. <<Δεν υπάρχουν καθορισμένα όρια ποιότητας και καταλληλότητας του νερού άρδευσης. Αυτή προσδιορίζεται από τις συνθήκες χρήσης του νερού, ήτοι από το βαθμό συσσώρευσης των αλάτων και από την επίδρασή τους στη φυτική ανάπτυξη>>. Τα προβλήματα που δημιουργούν τα νερά κακής ποιότητας στο έδαφος και τα φυτά συνοψίζονται στα εξής: α) αλατότητα β) αλκαλίωση ή νατρίωση και γ) τοξικότητα σε βάρος των φυτών. Τα εδάφη περιέχουν γενικά άλατα σε διάφορες συγκεντρώσεις. Κάτω από φυσιολογικές συνθήκες η περιεκτικότητά τους είναι τέτοια που όχι μόνον δεν επηρεάζουν δυσμενώς τη φυτική ανάπτυξη, αλλά, αντίθετα, είναι απαραίτητα και χρήσιμα για τη φυσιολογική αύξησή τους. Επιπλέον, αποτελούν πηγή θρεπτικών στοιχείων (Ca, Mg, Κ, Na κ.λπ.) Όμως, όταν το επίπεδο τους αυξηθεί πέρα από ορισμένο όριο, που καθορίζεται από το είδος του φυτού και του εδάφους, αντίστοιχα, τότε αρχίζουν τα προβλήματα σε βάρος των καλλιεργειών. Η έναρξη των προβλημάτων ουσιαστικά σηματοδοτείται εν δυνάμει με την εφαρμογή της άρδευσης των καλλιεργειών και ασφαλώς αυτό συμβαίνει, όταν το νερό είναι κακής ποιότητας. Με τη χρήση αυτού του νερού η εναλάτωση του εδάφους είναι δεδομένη στην πλειοψηφία των περιπτώσεων. Βέβαια, τελικά η εναλάτωση εξαρτάται από την ικανότητα συγκράτησης νερού από το έδαφος και την εποχική ή την ετήσια βροχόπτωση. Επιπλέον, η έκταση της συσσώρευσης εξαρτάται και από άλλους παράγοντες, όπως το είδος της καλλιέργειας, τις απαιτήσεις της σε νερό, την περιεκτικότητα των αλάτων του νερού κ.λπ.

Νατρίωση εδάφους

Όταν τα νερά έχουν υψηλή συγκέντρωση Na+ ή υψηλή τιμή SAR, τότε ο κίνδυνος νατρίωης ή αλκαλίωσης του εδάφους είναι αυξημένος. Παράλληλα, εφόσον υπάρχουν μεγάλες συγκεντρώσεις αλάτων στο νερό και ευνοείται η συσσώρευσή τους από τις κρατούσες κλιματικές και εδαφικές συνθήκες, αυξάνει ο κίνδυνος της εναλάτωσης, δηλαδή της συσσώρευσης των αλάτων προς δημιουργία αλατουχο-νατριωμένων συνθηκών στο έδαφος. Επίσης, η συνέπεια της δράσης του Na+ στη διασπορά του εδάφους είναι η μείωση της περατότητάς του και δημιουργία συνθηκών δυσμενών για τα φυτά. Και τούτο διότι η διασπορά των κολλοειδών της αργίλου έχει ως αποτέλεσμα την έμφραξη των πόρων και άρα τη μείωση της περατότητας και ανάσχεση της ομαλής κίνησης του νερού στο έδαφος και συνεπώς πλημμελή εφοδιασμό των φυτών με νερό. Εξάλλου, υπό τις συνθήκες αυτές το νερό συσσωρεύεται στην επιφάνεια και εμπλουτίζει ακόμη περισσότερο το έδαφος με άλατα, λόγω συμπύκνωσης των τελευταίων μετά την εξάτμιση του, γεγονός που σε τελευταία ανάλυση επιτείνει την αλατότητα του εδάφους.

Σχετικές σελίδες

Εισαγωγή στην Ποιότητα Νερού Άρδευσης

Η Ποιότητα των Νερών Άρδευσης και η αξιολόγηση της

Αρχές ποιοτικής κατάταξης των νερών

Προέλευση των αλάτων

Προβλήματα από τη Χρήση νερών Κακής Ποιότητας

Νατριώση του εδάφους

Τοξικότητα του νατρίου και λοιπών στοιχείων

Διαχείριση του νερού άρδευσης

Διαχείριση των υφάλμυρων νερών

Συχνή άρδευση

Επιλογή των ανθεκτικών ποικιλιών

Εναλλάξ χρήση υφάλμυρων νερών με νερά καλής ποιότητας ή ανάμειξη αυτών

Χρήση του επιπλέον νερού άρδευσης

Διαχείριση του νερού άρδευσης με υψηλή περιεκτικότητα νατρίου