Degradação de 14C-atrazina em solo sob condições semicontroladas

Objetivou-se neste trabalho, avaliar a mineralização e a formação de resíduos extraível e não-extraível de ¹⁴C-atrazina em um solo intensivamente utilizado para fins agrícolas no Estado de São Paulo. Atrazina radiomarcada foi aplicada (5 L ha^-1 ou 2 mg kg^-1 de i.a.) em um Latossolo Vermelho-Escuro, álico, A moderado, textura média. Frascos erlenmeyer contendo 200 g (peso seco) do solo assim preparado e com umidade ajustada para 2/3 da capacidade de campo foram enterrados na Estação Experimental de Lisímetros do CENA-USP, onde se iniciou, ao mesmo tempo, uma plantação de milho. O ¹⁴CO₂ desprendido foi avaliado a cada 15 dias, durante 150 dias, e atingiu, no final desse período de incubação, 36% da atividade total aplicada, e meia-vida de 168 dias. Os resíduos formados no solo foram determinados, em termos de dessorção, com o uso de cloreto de cálcio, e, em termos de extração, com o sistema-solvente acetonitrila/água (80:20); os resíduos não-extraíveis foram avaliados por combustão. Durante o período de incubação, os resíduos extraíveis diminuíram para 1/3, enquanto os resíduos ligados (não-extraíveis) permaneceram ao redor de 34%. Os metabólitos foram identificados por cromatografia em camada delgada, e foram detectadas, nas frações dessorvidas, hidroxiatrazina (44%), desisopropilatrazina (3,28%) e atrazina (52,72%) e nas frações extraídas, hidroxiatrazina (16,22%), desisopropilatrazina (2,25%), desetilatrazina (2,24%) e atrazina (79,29%). Conclui-se que a mineralização ocorreu somente na fração de resíduos extraíveis e foi favorecida pelas condições de incubação, em que o principal fator foi a variação de temperatura.

Termos para indexação: mineralização, resíduos, herbicidas, triazinas, composto orgânico de nitrogênio, adsorção, dessorção.

Degradation Of ¹⁴c-Atrazine In Soil Under Outdoor Conditions

ABSTRACT - The objective of this work was to evaluate the mineralization rate and residue formation in a common soil type intensively used for agriculture in São Paulo, SP, Brazil. Atrazine ¹⁴C-ring-U-R was applied to a typic Hapludox Brazilian soil (5 L ha^-1 or 2 mg kg^-1 of a.i.). After this procedure, samples (200 g, dry weight basis) of this soil, with moisture adjusted to 2/3 of the field capacity, were distributed in erlenmeyer flasks. The flasks were incubated buried at CENA-USP Lysimeter Station, in a started jointly corn plantation. The evolved ¹⁴CO₂ was analyzed every 15 day, during a period of 150 days. The desorbed residues were extracted with 0.01M CaCl₂ solution and further extracted with the organic solvent, acetonitrile-water, 80:20, and the non-extractable residues were analysed by combustion. At the end of the incubation period (150 days), the ¹⁴CO₂ evolved reached up to 36% of applied activity, and half-life of 168 days. The extractable residues decreased by 1/3 during the incubation period, while the non-extractable remained unchanged, around 34% of applied activity. TLC analyses of desorbed fraction showed hydroxiatrazine (44%), deisopropylatrazine (3.28%) and atrazine (52.72%) whereas the extracted fraction presented hydroxyatrazine (16.22%), deisopropylatrazine (2.25%), desethylatrazine (2.24%), and atrazine (79.29%). It was concluded that only the extractable fraction of residues was mineralized and that variation of the incubation temperature favored atrazine mineralization.

Index terms: mineralization, residues, herbicides, triazines, organic nitrogen compounds, adsorption, desorption.

A atrazina é um herbicida importante, utilizado principalmente na cultura de milho. A literatura que trata da contaminação ambiental por esse agrotóxico, principalmente nos EUA e Europa, é bastante ampla (Schiavon, 1988; Hall et al., 1972; Frank & Sirons, 1979; Buser, 1990). Sua distribuição pelo ecossistema se deve a processos de volatilização, lixiviação, escoamento superficial, reações químicas e, principalmente, à sua moderada, mas não curta, persistência no ambiente ( Bintein & Devillers, 1996).

A atrazina é estudada sob os mais diferentes aspectos (Andrea et al., 1996; Bintein & Devillers, 1996; Nakagawa et al., 1996), podendo ser degradada via processos químicos e microbiológicos, originando produtos hidroxilados (Skipper et al., 1967) e desalquilados (Kaufman & Kearney, 1970), respectivamente.

Kretova et al. (1986) determinaram que a adsorção diminui consideravelmente a taxa de degradação de ¹⁴C-atrazina quando comparada com seu estado não adsorvido. A matéria orgânica é considerada a mais importante fração do solo responsável pela retenção de pesticidas apolares (Hassett et al., 1983; Calvet, 1989). Laird et al. (1992) obtiveram valores altos de adsorção de atrazina em solos com altos teores de esmectitas, resultado este contestado por outros autores que apontam ser a adsorção de atrazina pelas esmectitas e óxido de ferro insignificante na faixa de pH 4 e 8 (Borggaard & Streibig, 1988).

Clay et al. (1988) testaram o efeito de modificações do pH do solo e constataram a ocorrência de mudanças no sistema solo-solução que podem afetar a adsorção do herbicida. Posteriormente, Clay & Koskinen (1990) demonstraram em seus experimentos, que maior quantidade de atrazina foi dessorvida em condições de alto pH. Concluíram, assim, que a pouca atrazina dessorvida em baixo pH pode ser atribuída a grande extensão de protonação das moléculas desse herbicida, com aumento de sua polaridade, e uma posterior interação iônica com as frações polares do solo.

Os fatores que mais afetam a atividade microbiana, como, por exemplo, a umidade e a temperatura, são, também, os que mais influem na degradação de um pesticida (Wolf & Martin, 1975). Segundo Alexander (1994), o nível ótimo de umidade dependerá das propriedades do solo, do composto em questão e, de a transformação ser aeróbia ou anaeróbia. Mandelbaum et al. (1993) constataram que a degradação da atrazina foi insignificante abaixo de 7^oC, mas se acelerou acima de 15^oC, o que mostra que a temperatura ótima para ocorrer a degradação está dentro da faixa de atividade metabólica máxima dos microrganismos. Andrea et al. (1996) reportam em seus experimentos a degradação de ¹⁴C-atrazina como sendo proporcional ao aumento de temperatura e, também, que quanto maior for seu valor, menos resíduos extraíveis e mais resíduos ligados foram detectados.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a mineralização e a formação de resíduos extraível e ligado (não-extraível) de ¹⁴C-atrazina em um tipo de solo intensivamente utilizado para fins agrícolas.