RISCO DE CONTAMINAÇÃO DE ÁGUAS POR PESTICIDAS APLICADOS EM PLANTAÇÕES DE EUCALIPTOS E COQUEIROS ANÁLISE PRELIMINAR

Pesticidas: R.Ecotoxicol. e Meio Ambiente, Curitiba, v. 11, jan./dez. 2001 93Pesticidas: R.Ecotoxicol. e Meio Ambiente, Curitiba, v. 11, p. 93-104, jan./dez. 2001

RISCO DE CONTAMINAO DE GUAS POR PESTICIDASAPLICADOS EM PLANTAES DE EUCALIPTOS E COQUEIROS:ANLISE PRELIMINAR

NATILENE MESQUITA BRITO *OZELITO POSSIDNIO DE AMARANTE JR. **ROSNGELA ABAKERLI ***TERESA CRISTINA RODRIGUES DOS SANTOS ****MARIA LCIA RIBEIRO *****

Efetuou-se avaliao preliminar de pesticidas aplicados emplantaes de eucaliptos e coqueiros no Nordeste brasileiroquanto ao risco de contaminao de guas superficiais esubterrneas. Para tanto, foram utilizados os critriossugeridos pela Agncia de Proteo Ambiental dos EstadosUnidos (USA), o ndice Growndwater Ubiquity Score(GUS) e o mtodo de Goss. Os pesticidas Tetradifon,Triclorfon, -Endosulfan, -Endosulfan, Sulfato deEndosulfan e Glifosato apresentaram potencial decontaminao das guas que exige monitoramento.Segundo os critrios avaliados neste estudo, os demaispesticidas investigados no apresentaram risco decontaminao.

PALAVRAS-CHAVE: GUA-CONTAMINAO; CONTAMINAO-RISCOS; GUASSUBTERRNEAS; GUAS SUPERFICIAIS.

* Ps-Graduanda em Qumica, Instituto de Qumica, Universidade Estadual de SoPaulo (UNESP), Araraquara, SP. (e-mail: [email protected]).

** Ps-Graduando em Qumica, Departamento de Tecnologia Qumica (DTQ), Centrode Cincias Exatas e Tecnologia, Universidade Federal do Maranho (UFMA),Campus do Bacanga, So Lus, MA. (e-mail: [email protected]).

*** Tcnica da EMBRAPA Meio Ambiente, Jaguarina, SP.**** Professora, Doutora em Qumica, DTQ, Centro de Cincias Exatas e Tecnologia,

UFMA, Campus do Bacanga, So Lus, MA.***** Professora, Doutora em Qumica, Instituto de Qumica, UNESP, Araraquara, SP.

Pesticidas: R.Ecotoxicol. e Meio Ambiente, Curitiba, v. 11, jan./dez. 200194

1 INTRODUOA principal estratgia no combate e preveno de pragas agrcolas

tem sido o intenso uso de pesticidas (1). Tal necessidade atribuda homogeneizao do ambiente, o que transforma muitos predadoresnaturais em pragas (2). Durante a ltima dcada, a quantidade e variedadede pesticidas aplicados em frutas e vegetais aumentou verticalmente(US$ 31,2 bilhes em 1996). Com o intuito de monitorar eventuais resduosde pesticidas no ambiente e em alimentos, mtodos analticos foramdesenvolvidos para avaliar o risco de contaminao do solo e das guassubterrneas e superficiais (3-6). O monitoramento das guas subterrneastem assumido grande importncia nos ltimos anos, sendo realizado,principalmente, em locais cujas guas subterrneas constituem fontesprimrias de gua potvel e em reas prximas a regies agrcolas, nasquais os pesticidas causam contaminao nos sistemas hidrolgicos.Estes programas de monitoramento enfocam as classes de pesticidasmais utilizadas considerando as quantidades de aplicao e a produoagrcola (7).

Efetuou-se, neste trabalho, anlise preliminar dos riscos decontaminao das guas subterrneas e superficiais por alguns pesticidasdas classes dos organoclorados (OC), organofosforados (OF),clorofenoxicidos e glicinas, comumente utilizados nas culturas decoqueiros e eucaliptos.

Os organoclorados apresentam a caracterstica de seremlipossolveis e, conseqentemente, podem se acumular em organismosvivos, alm de persistirem por muito tempo no ambiente. Muitos compostosorganoclorados so proibidos e os demais pesticidas desta classe tmsido aplicados como inseticidas em diversas culturas (8).

Os pesticidas organofosforados representam classe importante deinseticidas, geralmente, derivados dos cidos fosfrico e tiofosfrico (9).Os organofosforados apresentam alta toxicidade e sua ao no organismose processa pela inibio da enzima colinesterase com conseqenteacmulo da acetilcolina nas fibras nervosas. Assim, impede a transmissode novos impulsos e gera uma srie de efeitos no organismo tais comoconvulses, paradas respiratrias e coma (10, 11).

Os pesticidas clorofenoxicidos constituem importante classe deherbicidas (12). Estes herbicidas normalmente apresentam longo tempode atividade residual em solos e guas persistindo por vrios meses devido sua baixa atividade microbiolgica (13). Entretanto, alguns herbicidasda classe dos cidos fenxidos com baixa persistncia permanecem nosolo por, aproximadamente, 2 semanas aps a aplicao. Os herbicidasdesta classe degradam-se facilmente em gua, por ao da luz solar e

Pesticidas: R.Ecotoxicol. e Meio Ambiente, Curitiba, v. 11, jan./dez. 2001 95

de microorganismos (14). O cido 2,4-diclorofenoxiactico (2,4-D), membrodesta classe, altamente seletivo, sistmico e ps-emergente (15).

O Glifosato pertence classe das glicinas, sendo considerado debaixa toxicidade aguda (15) devido modalidade bioqumica de ao doherbicida. Este composto age atravs de um caminho metablico nasplantas, similar ao existente em alguns microorganismos mais complexos,mas inexistente em animais. O Glifosato pode, no entanto, impedir aao de funes enzimticas nos animais. Quando injetado no abdmende ratos causou diminuio da atividade de algumas enzimas (16).

A intensidade do uso de pesticidas e os efeitos que causam aoambiente e sade humana exigem o estudo de suas principaispropriedades fsico-qumicas. Alm disso, deve-se prever suas interaescom o solo e a possibilidade de contaminao e transporte, quandodissolvidos em gua ou associados aos sedimentos. A necessidade daavaliao do risco de contaminao se deve ao fato de que a agriculturaexige considervel suprimento de gua, o que conduz ao desenvolvimentodesta atividade prximo a rios e lagos (2).

O potencial de contaminao de guas superficiais e subterrneastem sido determinado, preliminarmente, mediante avaliao terica dascaractersticas fsico-qumicas dos compostos aplicados, bem como daspropriedades do solo (17-19). Trs procedimentos tm sido amplamenteutilizados para estas avaliaes, ou seja, critrios de Screening daAgncia de Proteo Ambiental dos Estados Unidos (US-EPA); ndice devulnerabilidade de guas subterrneas (Groundwater Ubiquity Score GUS); e o mtodo de Goss. Neste trabalho foram empregados estesndices para avaliar quais dos pesticidas estudados podem exigirinvestigaes quanto presena de resduos no ambiente.

2 MATERIAL E MTODOS

Efetuou-se levantamento bibliogrfico sobre os pesticidas aplicadosnas culturas de eucaliptos e coqueiros e das propriedades fsico-qumicasdos princpios ativos. Em seguida, foram aplicados modelos quepossibilitam a avaliao preliminar do risco potencial em funo dascaractersticas das substncias usadas. Os critrios da EPA envolvemos valores de solubilidade em gua (a 25 C), o coeficiente de adsorso matria orgnica do solo (Koc), a constante da Lei de Henry (KH), aespeciao (presena de forma aninica em pH normal, entre 5 e 8) e ameia-vida no solo e na gua (DT50) (Quadro 1). O ndice GUS inclui o valorde meia-vida do composto no solo (DT50) e o coeficiente de adsorsodeste composto matria orgnica do solo (Koc). J o mtodo de Goss


considera a meia-vida do composto no solo (DT50), sua solubilidade emgua (a 25 C) e a constante de adsorso matria orgnica do solo(Koc).

QUADRO 1 - CRITRIOS DE AVALIAO EPA E GUS

C ritrio EPA Solub ilidade em gua > 30 m g/L

Koc < 300-500

KH < 10 -2 Pa.m 3/m ol

Espec ia o N egativam ente carregado

D T50 no solo > 2-3 sem anas

D T50 na gua > 25 sem anas

C ritrio G U S N o sofre lix iv ia o < 1,8

Fa ixa de trans i o 1 ,8 < G U S < 2 ,8

Provvel lix iv ia o > 2,8

Os critrios propostos para a avaliao do potencial decontaminao pelo mtodo de Goss so:

- Alto potencial de transporte associado ao sedimento (APTAS) - DT50 nosolo 40 dias e Koc = 1000, ou DT50 no solo > 40 dias, Koc > 500 esolubilidade em gua (S) = 0,5 mg/L.

- Baixo potencial de transporte associado ao sedimento (BPTAS) - DT50no solo < 1 dia, ou DT50 < 40 dias, Koc < 500 e S > 0,5 mg/L, ou DT50 nosolo < 40 dias, Koc < 900 e S > 2 mg/L, DT50 no solo < 2 dias e Koc < 500,ou DT50 no solo < 4 dias, Koc < 900 e S > 0,5 mg/L.

- Alto potencial de transporte dissolvido em gua (APTDA) - DT50 no solo> 35 dias, Koc < 1.000.000 e S > 1 mg/L, ou DT50 no solo > 35 dias,Koc < 700 e 10 < S < 100 mg/L.

- Baixo potencial de transporte dissolvido em gua (BPTDA) -Koc > 1.000.000, ou DT50 no solo < 1 dia e Koc < 100, ou DT50 no solo< 35 dias e S < 0,5 mg/L.


A Figura 1 evidencia como os critrios de GOSS se relacionamdevendo-se avaliar as caractersticas da substncia e suas combinaes.As substncias com potencial mdio para contaminarem guas superficiaisno se enquadram nos critrios anteriormente citados.

FIGURA 1 - CRITRIOS DE AVALIAO DO MTODO DE GOSS

Koc

DT 5

0 so

lo

APTASAPTAS(se solub.>0,5 mg/L)

500 1000

40

BPTAS12

BPTAS

BPTAS(solub. > 0,2 mg/L)

900

35APTDA

1.000.000

BPTDA

BPTDA(solub. < 0,5 mg/L)

3 RESULTADOS E DISCUSSO

3.1 PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ESTUDADOS

Foram selecionados os seguintes pesticidas: cido 2,4-Diclorofenoxiactico (2,4-D) e Glifosato (eucaliptocultura), Malation, Captan,Paration-metil, -Endosulfan, -Endosulfan, Sulfato de Endosulfan,Monocrotofs, Tetradifon e Triclorfon (cocoicultura). A Figura 2 apresentaas frmulas moleculares dos compostos selecionados e suaspropriedades fsico-qumicas constam da Tabela 1.

Os resultados referentes aos compostos individuais soapresentados na Tabela 2.


FIGURA 2 - FRMULA ESTRUTURAL DOS COMPOSTOS ESTUDADOS

O P

S

S

O

O

O

O

O

(CH 3

O) 2

P

O

O C

CH 3

C H

CONHCH 3

(E)

O 2

N OP

S

(OCH 2

CH 3

) 2

P

O

O

O

O

Cl Cl

Cl Cl SO 2

Cl

Cl

Cl

Cl

Cl O O

OH

P

O

HO N

HO

H O

OH

Monocrotof s Paration - metil

Triclorfon

Malation

Tetradifon

2,4-D

Glifosato

N SCCl 3

O

O Captan

Cl Cl

O O S O

Cl

Cl

Cl Cl

Cl Cl

O O S O

Cl

Cl

Cl Cl

Cl Cl

O O

SO 2

Cl

Cl

Cl Cl

-Endosulfan -Endosulfan Sulfato de Endosulfan

TABELA 1 - PROPRIEDADES FSICO-QUMICAS DOS PRINCPIOSATIVOS

Composto DT50solo DT50gua Solub. gua

(mg/L) Especia o KOC LogKOW KH Volatilidade

Captan 2 2 3,3 - 200 2,78 - 2,4-D 7 1 311 Negativo 60 2,723 1,4.10-9 3,4.10-1

-endosulfan 35 28 0,32 - 3,89 4,74 - 9.10-3

-endosulfan 150 28 0,33 - 3,89 4,79 - 9.10-6 Sulfato de endosulfan

77 - 0,22 - 3,89 - - -

Glifosato 60 30 12000 Ambos 11275 -3,58 2,5.10-6 3.10-7

Monocrotof s 3 131 1000 - - -0,22 - 7.10-6

Malation 13 21 145 - 1800 2,75 - 4.10-5

Paration metil 33 9 55 - 5100 3,709 - 9,7.10-6

Tetradifon 252 - 80 - - 4,61 - 7,5.10-3

Triclorfon 15 1 154 - 10 5,75 - 7,8.10-6


O ndice GUS avalia o potencial de determinado composto serlixiviado, atingindo guas subterrneas, por meio das propriedades doprprio princpio ativo, desconsiderando as propriedades do solo. O mtodode Goss foi utilizado para discutir as possibilidades dos pesticidasatingirem as guas superficiais e o seu potencial de transporte, querdissolvido, quer associado ao sedimento.

TABELA 2 - RESULTADO INDIVIDUAL DA AVALIAO DE RISCO DOSPESTICIDAS ESTUDADOS

Composto GUS GOSS EPA CAPTAN BL BPTAS N 2,4-D ML BPTAS P ENDOSULRAN PL BPTDA PP ENDOZULFAN PL BPTDA PP SULFATO DE ENDOSULFAN PL BPTDA P GLIFOSATO BL APTAS PP MONOCROTOF S DI MPTA PP MALATION BL MPTA N PARATION METIL BL MPTA PP TETRADIFON DI APTDA P TRICLORFON PL BPTAS P

BPTAS = Baixo potencial de transporte em guas no sedimento.APTAS = Alto potencial de transporte associado ao sedimento.APTDA = Alto potencial de transporte dissolvido na gua.MPTA = Mdio potencial de transporte em guas.PL = Provvel Lixiviao; BL = Baixa Lixiviao.ML = Potencial mediano para lixiviao.N = Negativo.P = Positivo.PP = Parcialmente positivo.DI = Dados Insuficientes.

Para os compostos Tetradifon e Monocrotofs, a ausncia de dadosde Koc na literatura consultada impossibilitou a avaliao pelo ndice GUS.Para os demais compostos, os resultados sugerem que -Endosulfan, -Endosulfan, Sulfato de Endosulfan e Triclorfon apresentam possibilidadede lixiviao, podendo contaminar guas subterrneas. Os pesticidasCaptan, Glifosato, Malation e Paration metil no sofrem lixiviaodevendopermanecer imobilizados no solo. O pesticida 2,4-D enquadrou-se na faixa intermediria para o ndice de GUS (Figura 3).


Quanto ao mtodo de Goss, o herbicida Glifosato apresentou altopotencial de transporte associado ao sedimento, enquanto que o inseticidaTetradifon evidenciou alto potencial de transporte dissolvido na gua. Osdemais compostos no apresentaram riscos de contaminao das guassuperficiais, segundo este mtodo (Figura 4).

FIGURA 3 - RESULTADO INDIVIDUAL DO NDICE GUS PARA OSPESTICIDAS ESTUDADOS

FIGURA 4 - RESULTADOS INDIVIDUAIS PARA OS PESTICIDASESTUDADOS SEGUNDO O MTODO DE GOSS

PAR

ATIO

N M

ETIL

CAPT

AN

2,4-

D

-EN

DOSU

LFAN

GLI

FOSA

TO

MAL

ATIO

N

MON

OCRO

TOF

S

TETR

ADIF

ON

-END

OSUL

FAN

SULF

ATO

DE

EN

DOSU

LFAN

TRIC

LORF

ON


De acordo com os critrios sugeridos pela EPA, os pesticidas 2,4-D, Sulfato de Endosulfan, Tetradifon e Triclorfon revelaram considervelrisco de contaminao de guas subterrneas. Os compostos-Endosulfan, -Endosulfan, Glifosato, Monocrotofs e Paration metilapresentam resultados positivos para alguns desses critrios. Por outrolado, os pesticidas Captan e Malation no mostraram tendncia paracontaminao destas guas.

Deve-se ressaltar, entretanto, que os critrios aqui avaliados dizemrespeito unicamente ao comportamento do pesticida no ambiente. Outrosparmetros, no entanto, precisam ser considerados, entre os quais sedestacam: condies de aplicao, ndice pluviomtrico, caractersticasdo solo e temperatura. Estes parmetros, obviamente, podem concorrercom as propriedades fsico-qumicas para aumentar o potencial inerenteao pesticida, acarretando contaminao das guas subterrneas ousuperficiais.

4 CONCLUSO

Considerando as propriedades fsico-qumicas dos princpios ativosestudados, o risco de contaminao de guas superficiais e subterrneas,nas reas em que so aplicados no pode ser desprezado para ospesticidas Tetradifon, Triclorfon, -Endosulfan, -Endosulfan, Sulfato deEndosulfan e Glifosato que exigem programas de monitoramento. Destes,o Glifosato apresenta maior risco de contaminao das guas superficiaisquando associado ao sedimento. possvel que este pesticida sejaencontrado ligado ao material em suspenso nas amostras de guaprovenientes de locais em que tenha sido aplicado diretamente paracontrole de ervas aquticas. Entretanto, a contaminao de lenissubterrneos por Glifosato pouco provvel, pois no sofre lixiviao,devido forte interao deste composto com o solo. Segundo os critriosavaliados neste estudo, os demais pesticidas investigados noapresentaram risco de contaminao.

Abstract

PESTICIDES APPLIED IN EUCALYPTUS AND COCONUT PALM PLANTATIONS:PRELIMINARY ANALYSIS

A preliminary evaluation of pesticides applied in eucalyptus and coconut crops in NortheastBrazil was carried out on the contamination risk of ground and superficial waters. Forsuch, it was used the criteria suggested by the United States Environmental Protect


Agency (EPA) and the Groundwater Ubiquity Score (GUS), and the Goss method. Thepesticides Tetradiphon, Triclorphon, -Endosulfan, -Endosulfan, Endosulfan Sulfateand Glyphosate showed considerable potential contamination of waters, which needmonitoring. The other pesticides researched didnt show risk of contamination by followingthe criteria evaluated in this study.

KEY-WORDS: WATER CONTAMINATION; CONTAMINATION RISKS;GROUNDWATER; SUPERFICIAL WATER.

REFERNCIAS

1 CALDAS, E.D.; SOUZA, L. C. de. Avaliao de risco crnico daingesto de resduos de pesticidas na dieta brasileira. R. SadePblica, So Paulo, v. 34, n. 5, p. 529-537, 2000.

2 CARVALHO, A.R.; SCHLITTLER, F.H.M.; TORNISIELO, V.L.Relaes da atividade agropecuria com parmetros fsico-qumicosda gua. Qumica Nova, So Paulo, v. 23, n. 5, p. 618-622, 2000.

3 AGUERA, A.; CONTRERAS, M.; FERNANDEZ-ALBA, A. R. Gaschromatographic analysis of organophosphorus pesticides ofhorticultural concern. J. Chromatogr. A., v. 655, n. 1-2, p. 293-300,1993.

4 GOODRICH, J.A.; LYKINS Jr., B.W.; CLARCK, R.M. Drinking waterfrom agriculturally contaminated ground water. J. Environ. Qual., v.20, n.4, p. 707-717, 1991.

5 TESADA, A.W. Pesticide residues in foods and the environment asa consequence of crop protection. Philippin. Agricult., v. 78, n. 1,p. 63-79, 1995.

6 PEREIRA, W. E.; HOSTETTLER, F. D. Nonpoint sourcecontamination of true Mississipi River and its tributaries by herbicides.Environ. Sci. Technol., v. 27, n. 8, p. 1542-1552, 1993.

7 FERNANDEZ-ALBA, A. R.; AGUERA, A.; CONTRERAS, M.;PEUELA, G.; FERRER, I.; BARCEL, D. Comparison of varioussample handling and analytical procedures for the monitoring ofpesticides and metabolites in ground waters. J. Chromatogr. A., v.823, n. 1-2, p. 35-47, 1998.


8 MARONI, M.; COLOSIO, C.; FERIOLI, A.; FAIT, A. Organochlorinepesticides. Toxicology, Amsterd, v. 143, n. 1, p. 61-75, 2000.

9 MARONI, M.; COLOSIO, C.; FERIOLI, A.; FAIT, A.Organophosphorus pesticides. Toxicology, Amsterd, v. 143, n. 1,p. 9-37, 2000.

10 SULTATOS, L. G. Mammalian toxicology of organophosphoruspesticides. J. Toxicol. Environ. Health, v. 43, n. 3, p. 271-289,1994.

11 ENVIRONMENTAL Health Criteria: glyphosate. Genebra: WorldHealth Organization, 1986. v. 63.

12 SANCHEZ-BRUNETE, C.; GARCIA-VALCARCEL, A. I.; TADEO, J.L. Determination of residues of phenoxi acid herbicides in soil andcereals by gas chromatography-ion trap detection. J. Chromatogr.A., v. 675, n. 1-2, p. 213-218, 1994.

13 SANTOS, T.C.R.; ROCHA, J. C. Determination of rice herbicides,their transformation products and clofibric acid using on-line solid-phase extraction followed by liquid chromatography with diode arrayand atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometricdetection. J. Chromatogr. A., Amsterd, v. 879, n. 1-2, p. 3-12,2000.

14 KAMRIN, M. A. Pesticides profile: toxicity, environmental impact,and fate. Nova York: Lewis, [1990?]. p. 299-309.

15 TOMLIN, C. (Ed.). The pesticide manual: incorporating theagrochemicals handbook. 10th ed. Cambridge: British Crop ProtectionCouncil, the Royal Society of Chemistry, 1994. 1341 p.

16 GLYPHOSATE: fact sheet. Disponvel em: . Acesso em 19 fev. 2000.

17 VAN DER WERF, H.M.G.; ZIMMER, C. An indicator of pesticideenvironmental impact based on a Fuzzy expert system.Chemosphere, v. 36, n. 10, p. 2225-2249, 1998.


18 ROUSSEL, O.; CAVELIER, A.; VAN DER WERF, H.M.G. Adaptationand use of a Fuzzy expert system to assess the environmental effectof pesticides applied to field crops. Agriculture, Ecosystems andEnvironment, v. 80, n. 1-2, p. 143-158, 2000.

19 KREUGER, J.; TORNQVIST, L. Multiple regression analysis ofpesticide occurrence in stream-flow related to pesticide propertiesand quantities applied. Chemosphere, Amsterd, v. 37, n. 2, p.189-207, 1998.

Documents

RISCO DE CONTAMINAÇÃO DE ÁGUAS POR PESTICIDAS APLICADOS EM PLANTAÇÕES DE EUCALIPTOS E COQUEIROS ANÁLISE PRELIMINAR