DEGRADACAO DE PESTICIDAS

Apresentação em tema: "DEGRADACAO DE PESTICIDAS"— Transcrição da apresentação:

1 DEGRADACAO DE PESTICIDAS
LABORATÓRIO DE ECOTOXICOLOGIA DEGRADACAO DE PESTICIDAS Dra. Ana Carolina Ribeiro Dias

2 Redução do nível de resíduo dos pesticidas no solo
1. Introdução Qual a importância de se estudar a degradação de pesticidas? Redução do nível de resíduo dos pesticidas no solo

3 Refere-se a mudanças na natureza química da molécula por processos:
2. Degradação: definição Refere-se a mudanças na natureza química da molécula por processos: Físicos (Fotodecomposição); Químicos (oxidação, redução, hidrólise, formação de sais insolúveis em água e complexos químicos ou biológicos); Importante: - Para ser degradado o pesticida tem que estar na solução do solo ou fracamente adsorvido!

4 2. Degradação: definição
Susceptibilidade ou resistência de um produto à degradação determinará, seu tempo de permanência em determinado meio; Persistência de um pesticida no solo: É a habilidade que um composto tem para reter a integridade de sua molécula e consequentemente suas características físicas, químicas e funcionais no ambiente.

5 2. Definições Biodegradação
É o processo de transformação de uma molécula em outra por ação biológica. Mineralização É o processo final da degradação, onde as moléculas são transformadas em CO2 , sais minerais e água. Resíduo ligado É a quantidade de molécula e/ou seus metabólitos que ficam retidos na matriz (solo, sedimento, tecido vegetal ou animal (microrganismos)) após o uso de extratores fortes.

6 2. Definições DISSIPAÇÃO Esse termo refere-se à fração do pesticida que é mineralizada ou permanece no solo em formas que não a original, ou seja, a dissipação abrange a mineralização, a metabolização, a formação de resíduo-ligado, a absorção e o transporte do pesticida.

7 2. Definição: Metabólitos
O metabólito resultante da degradação de pesticidas pode ser ambientalmente inativo, menos ativo ou, às vezes, mais ativo que a molécula original. Metabólitos mais tóxicos que a molécula original: Paraoxon Paration AMPA Glifosato

8 Produtos de degradação ou metabólitos de alguns agrotóxicos
(ingrediente ativo) Produto de Degradação ou Metabólito Atrazina desetil atrazina (DEA), desisopropil atrazina (DIA) Benomil carbendazim, 2-aminobenzimidazólio Carbendazim 2-aminobenzimidazólio Carbofurano 3-hidroxi-carbofuran Carbosulfam carbofurano, 3-hidroxi-carbofuram Endossulfam sulfato de endossulfam Glifosato ácido aminometil fosfônico (AMPA) Paration paraoxon

9 Processo de transformação ou degradação

10 Processo de transformação ou degradação
Alteração da estrutura molecular por meios bióticos e abiótico (físicos ou químicos). Completa (mineralização) : CO2, H2O e sais minerais. Parcial: metabólitos. Variáveis para cada Produto! Glyphosate AMPA

11 Transformação Biótica
Ação do metabolismo de: plantas, animais, microrganismos (aeróbicos e anaeróbicos), fungos, bactérias e leveduras; Principal mecanismo de desaparecimento de pesticidas no solo Quanto maior e mais complexa a molécula, mais restrita e especializada a comunidade microbiana

12 Metabolismo Pode ser direto (Primário) ou indireto (Secundário):
A molécula serve como fonte de energia. INDIRETO (COMETABOLISMO) A fonte principal de energia não é a molécula

13 Transformação Abiótica
Ação de componentes físicos ou químicos do ambiente – reações não enzimáticas. Transformações químicas - Ex. Hidrólise e oxirredução Fotodegradação - Luz funciona como catalizador de reações como a hidrólise, oxidação, redução e etc.

14 Fotodecomposição ou fotólise
É a degradação de uma molécula pela radiação solar. - Moléculas que absorvem comprimento de onda superior a 300 nm Fotodecomposição pode ser: Benéfica: reduzindo a persistência excessiva de resíduos no solo Indesejável: pode reduzir a eficiência de controle de pragas, doenças e plantas daninhas quando ocorrer rapidamente após a aplicação. Exemplos: Trifluralin (necessita rápida incorporação ao solo) Paraquat

15 Fatores que afetam a degradabilidade
A atividade dos microorganismos no solo é influênciada grandemente por fatores, como: Propriedades físico-químicas dos pesticidas; Matéria orgânica; pH; Nível de fertilidade; Histórico de utilização; Temperatura; Umidade do solo. Os mais importantes!

16 Propriedades dos agrotóxicos
Reatividade Está relacionada com as características iônicas da molécula como pH. Solubilidade Quanto maior a solubilidade maior a biodisponibilidade Degradação

17 Matéria orgânica Está diretamente relacionada com a biodisponibilidade dos agrotóxicos no solo. Quanto maior o teor de M.O. no solo maior a atividade microbiana, portanto maior o potencial de degradação. Materiais orgânicos reduzidos e prontamente disponíveis, como por exemplo a vinhaça, tendem a contribuir com o aumento da atividade microbiana e, consequentemente, com o aumento da degradação de pesticidas, principalmente por cometabolismo.

18 pH Solos alcalinos: A degradação é maior. Os pesticidas ficam mais disponíveis na solução do solo; Solos ácidos: Resulta em menor degradação. Os agrotóxicos cationicos como o paraquat e diquat, reagem rapidamente com as cargas negativas, ficando indisponíveis para degradação. pH extremos: Muito alto ou baixo pode resultar em instabilidade da molécula.

19 Histórico de utilização
Influência a taxa de degradação microbiológica: Aplicações repetidas do mesmo princípio ativo numa mesma área podem selecionar uma microbiota específica, devido á utilização como fonte de alimento. Devido as vantagens conpetitivas, uma determinada comunidade microbiana é beneficida, havendo rápido crescimento, sobrepondo outras populações. Com o rápido crescimento da comunidade microbiana, há degradação mais rápida do pesticida.

20 Efeitos da umidade do solo
A atividade de muitos organismos é maior quando o teor de umidade do solo é de 50 a 75% da capacidade de campo. Quanto maior a umidade: Menor a sorção Maior a degradação Maior a lixiviação Menor a formação de resíduos ligados.

21 Efeitos da umidade do solo
Quanto menor umidade: Maior a sorção Menor a degradação Menor a lixiviação Maior a formação de resíduos ligados.

22 Teste: Biodegradabilidade em Solos
Coleta do solo Peneiragem e armazenamento do solo em geladeira Determ. da umidade e capacidade de campo do solo Preparo dos frascos de Bartha: Solo + água e NaOH 0,2N Incubação dos frascos Semanalmente: troca de NaOH Períodos de incubação: 0,7,14,28,42,56 e 70 dias: extração do solo, concentração do extrato e aplicação em placas de TLC e oxidação do solo

23 Frasco de Bartha Tampa de borracha Soda limme (depurador de CO2)
Torneira Tampa de borracha Agulha de seringa Solução de NaOH 0,2 mol L-1 (Capturador de CO2) 50 g de solo

24 14CO2 eluído 0, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63 e 70 DAA 10 mL de NaOH 1 mL por vial S1 R 1 S1 R 2 Backup 1 Após a coleta, 10 mL de uma nova solução de NAOH era colocado na alça dos frascos de Bartha Backup 2

25 Coleta do sobrenadante
14C extraído 0, 7, 14, 28, 42, 56 e 70 DAA Extração 1 50 g de solo + Extrator Frascos de Teflon Extração 2 Coleta do sobrenadante

26 10 mL de solução cintiladora
14C extraído 0, 7, 14, 28, 42, 56 e 70 DAA Final da Extração 3 1 mL por vial Rotaevaporador 40 °C / 60 rpm 100 µL por vial + 10 mL de solução cintiladora Ressuspendido 10 mL metanol

27 14C recuperado (Resíduo ligado)
0, 7, 14, 28, 42, 56 e 70 DAA Seco em estufa 40 °C

28 Obrigado pela atenção! Dra. Ana Carolina Ribeiro Dias
Pós-doutoranda do CENA-USP Laboratório de Ecotoxicologia