Acessibilidade / Reportar erro

Sorção de atrazina em cambissolo húmico do Rio Grande do Sul sob vegetação nativa

Adsorption of atrazine on a humic cambisol from Rio Grande do Sul under native vegetation

Resumos

A acumulação de herbicidas no ambiente em virtude de sua larga utilização em sistemas agrícolas, associada à alta persistência, é extremamente preocupante, considerando os efeitos maléficos que alguns destes compostos causam à flora e à fauna. A atrazina (2-cloro-4-etilamino-6-isopropilamino-s-triazina) é um dos herbicidas mais utilizados na atualidade e tem sido detectada em teores consideráveis em mananciais e solos. O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento sortivo da atrazina comercial em Cambissolo Húmico em condições naturais e em ausência de matéria orgânica. Foram determinadas isotermas de sorção de atrazina comercial em amostras do horizonte A na sua forma natural e na forma oxidada. A quantidade máxima de herbicida sorvido variou de 8 % (amostra oxidada) a 49 % (amostra natural) da quantidade adicionada. A aplicação do modelo de Freundlich na forma linear aos dados experimentais forneceu altos coeficientes de correlação para a sorção em amostra natural (r = 0,960, P < 0,01) e na amostra oxidada (r = 0,937, P < 0,01). O coeficiente n f (modelo de Freundlich) obtido na amostra natural (1,40) indica que a afinidade do sorbato pelo sorvente aumentou com o progresso da sorção, enquanto, na amostra oxidada, o comportamento foi inverso (n f = 0,78). O valor do coeficiente Kf foi de 1,10 L kg-1 na amostra natural e de 0,84 L kg-1 na amostra oxidada, enquanto o coeficiente de distribuição da atrazina (Kd) foi de 4,64 e 0,33 L kg-1, respectivamente. Estes resultados mostram que a matéria orgânica foi o sorvente determinante na retenção de atrazina no Cambissolo húmico. Adicionalmente, o valor de Koc de 103 L kg-1 obtido classifica a atrazina comercial como de alta mobilidade para o sistema atrazina-solo estudado.

herbicida; Freundlich; matéria orgânica; afinidade química


The accumulation of herbicides in the environment as a consequence of their intensive usage associated to their high persistance is a matter of principal concern due to their harmful effects on the fauna and flora. Atrazine (2-chloro-4-ethylamino-6-isopropylamino-s-triazine) is one of the worldwide mostly used herbicides, and is being detected in considerable amounts in aquatic and soil ecosystems. The goal of this study was to evaluate the sorptive behaviour of atrazine in a Humic Cambisol under its natural form and in the absence of organic matter. Sorption isotherms of commercial atrazine were determined in samples of an A horizon in its natural state and in an oxidized sample. The maximal quantity of sorbed herbicide ranged from 8 % (oxidized sample) to 49 % (natural sample) of the added amount. The Freundlich model in the linear form was applied to the experimental data and high correlation coefficients were obtained in both the natural sample (R = 0.960, P < 0.01) and the oxidized sample (R = 0.932, P < 0.01). The Freundlich coefficient (n f = 1.40) obtained in the natural samples indicates that the sorbate affinity for the sorbent increased with the adsorption increment, while in the oxidized sample the opposite behaviour was observed (n f = 0.78). The Freundlich coeficient Kf was 1.10 L kg-1 for the natural sample and 0.84 L kg-1 for the oxidized sample, and the distribution coefficient Kd ranged from 4.64 to 0.33 L kg-1, respectively. These results show that the organic matter was the most relevant atrazine sorbent in the Humic Cambisol. Furthermore, the K OC value of 103 L kg-1, classifies the commercial atrazine as of high mobility in the studied soil-atrazine system.

herbicide; Freundlich; organic matter; chemical affinity


SEÇÃO IX - POLUIÇÃO DO SOLO E QUALIDADE AMBIENTAL

Sorção de atrazina em cambissolo húmico do Rio Grande do Sul sob vegetação nativa(1 (1 ) Trabalho apresentado no X Congresso da IHSS, julho de 2000, Toulouse, França. Submetido em outubro de 2000. )

Adsorption of atrazine on a humic cambisol from Rio Grande do Sul under native vegetation

J. GomesI; D. P. DickIII; R. F. SouzaII

IMestranda em Ciência do Solo, Faculdade de Agronomia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS. Av. Bento Gonçalves 9500, CEP 91501-970 Porto Alegre (RS). E-mail: juliana@epovo.net

IIProfessor do Departamento de Físico-Química, Instituto de Química, UFRGS. E-mail: rfds@iq.ufrgs.br

IIIProfessora do Departamento de Ciência do Solo, Faculdade de Agronomia, UFRGS. Bolsista do CNPq. E-mail: dpdick@hotmail.com

RESUMO

A acumulação de herbicidas no ambiente em virtude de sua larga utilização em sistemas agrícolas, associada à alta persistência, é extremamente preocupante, considerando os efeitos maléficos que alguns destes compostos causam à flora e à fauna. A atrazina (2-cloro-4-etilamino-6-isopropilamino-s-triazina) é um dos herbicidas mais utilizados na atualidade e tem sido detectada em teores consideráveis em mananciais e solos. O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento sortivo da atrazina comercial em Cambissolo Húmico em condições naturais e em ausência de matéria orgânica. Foram determinadas isotermas de sorção de atrazina comercial em amostras do horizonte A na sua forma natural e na forma oxidada. A quantidade máxima de herbicida sorvido variou de 8 % (amostra oxidada) a 49 % (amostra natural) da quantidade adicionada. A aplicação do modelo de Freundlich na forma linear aos dados experimentais forneceu altos coeficientes de correlação para a sorção em amostra natural (r = 0,960, P < 0,01) e na amostra oxidada (r = 0,937, P < 0,01). O coeficiente nf (modelo de Freundlich) obtido na amostra natural (1,40) indica que a afinidade do sorbato pelo sorvente aumentou com o progresso da sorção, enquanto, na amostra oxidada, o comportamento foi inverso (nf = 0,78). O valor do coeficiente Kf foi de 1,10 L kg-1 na amostra natural e de 0,84 L kg-1 na amostra oxidada, enquanto o coeficiente de distribuição da atrazina (Kd) foi de 4,64 e 0,33 L kg-1, respectivamente. Estes resultados mostram que a matéria orgânica foi o sorvente determinante na retenção de atrazina no Cambissolo húmico. Adicionalmente, o valor de Koc de 103 L kg-1 obtido classifica a atrazina comercial como de alta mobilidade para o sistema atrazina-solo estudado.

Termos de indexação: herbicida, Freundlich, matéria orgânica, afinidade química.

SUMMARY

The accumulation of herbicides in the environment as a consequence of their intensive usage associated to their high persistance is a matter of principal concern due to their harmful effects on the fauna and flora. Atrazine (2-chloro-4-ethylamino-6-isopropylamino-s-triazine) is one of the worldwide mostly used herbicides, and is being detected in considerable amounts in aquatic and soil ecosystems. The goal of this study was to evaluate the sorptive behaviour of atrazine in a Humic Cambisol under its natural form and in the absence of organic matter. Sorption isotherms of commercial atrazine were determined in samples of an A horizon in its natural state and in an oxidized sample. The maximal quantity of sorbed herbicide ranged from 8 % (oxidized sample) to 49 % (natural sample) of the added amount. The Freundlich model in the linear form was applied to the experimental data and high correlation coefficients were obtained in both the natural sample (R = 0.960, P < 0.01) and the oxidized sample (R = 0.932, P < 0.01). The Freundlich coefficient (nf = 1.40) obtained in the natural samples indicates that the sorbate affinity for the sorbent increased with the adsorption increment, while in the oxidized sample the opposite behaviour was observed (nf = 0.78). The Freundlich coeficient Kf was 1.10 L kg-1 for the natural sample and 0.84 L kg-1 for the oxidized sample, and the distribution coefficient Kd ranged from 4.64 to 0.33 L kg-1, respectively. These results show that the organic matter was the most relevant atrazine sorbent in the Humic Cambisol. Furthermore, the KOC value of 103 L kg-1, classifies the commercial atrazine as of high mobility in the studied soil-atrazine system.

Index terms: herbicide, Freundlich, organic matter, chemical affinity.

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text available only in PDF format.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à FAPERGS, pelo financiamento do projeto, e ao CNPq, pela concessão de bolsas de iniciação científica e de produtividade em pesquisa.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em novembro de 2000

Aprovado em outubro de 2001

  • ALBUQUERQUE, M.A.; SCHAEFER, C.E.G.R.; FOLONI, J.M.; KER, J.C. & FONTES, L.E.F. Mineralização e sorção da atrazina em latossolo roxo sob cultivo convencional e plantio direto. R. Bras. Ci. Solo, 25:179-188, 2001.
  • ARMSTRONG, D.E.; CHESTER, C. & HARRIS, J.H. Atrazine hydrolysis in soil. Soil Sci. Soc. Am. Proc., 31:61-67, 1967.
  • ATKINS, P.W. Físico-química, 6ed. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos, 1999. v.2. 252p.
  • BARRIUSO, E. & CALVET, R. Soil type and herbicides adsorption. Intern. J. Environ. Anal. Chem, 46:117-128, 1992.
  • BIRADAR, D.P. & RAYBURN, A.L. Chromosomal damage induced by herbicide contamination at concetrations observed in public water supplies. J. Environ. Qual., 24:1222-1225, 1995.
  • BELLUCK, D.A.; BOLAN, N.S.; RAHMAN, A. & TILMAN, R.W. Groundwater contamination by atrazine and its metabolites: risk assessment, policy, and legal implications. In: SOMASUNDARAM, L & COATS, J.R., eds. Pesticides transformation products: fate and significance in the environment. Washington, DC. American Chemical Society,, 1991. p.254-273.
  • BEWICK, D. The mobility of pesticides in soil - studies to prevent groundwater contamination In: BÖRNER., H. Pesticides in ground and surface water. Heidelberg, Springer-Verlag, 1994. p.61.
  • CELIS, R.; CORNEJO, J.C.; HERMOSÍN, M.C. & KOSKINEN, W.C. Sorption-desorption of atrazine and simazine by model soil colloidal componentes. Soil Sci. Soc. Am. J., 61:436-443, 1997.
  • DICK, D.P.; GOMES, J.; BAYER, C. & BODMANN, B. Adsorção de ácidos húmicos em latossolo roxo natural e tratado com oxalato de amônio. R. Bras. Ci. Solo, 24:285-294, 2000.
  • EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Rio de Janeiro, 1999. 412p.
  • EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisas de Solos. Manual de métodos de análises de solo. 2.ed. Rio de Janeiro, 1997. 171p.
  • FARMER, V.C. The infra-red spectra of minerals. London, Mineralogical Society, 1974. 537p. (Monograph, 4)
  • GRAYMORE, M.; STAGNITTI, F. & ALLISON, G. Impacts of atrazine in aquatic ecosystems. Environ. Intern., 26:483-495, 2001.
  • JAVARONI, R.C.A.; LANDGRAF, M.D.; REZENDE, M.O.O. Comportamento dos herbicidas atrazina e alacror aplicados em solo preparado para o cultivo de cana-de-açúcar. Química Nova, 22:58-64, 1999.
  • HERWIG, U.; KLUMPP, E.; NARRES, H.D. & MILAN, S.J. Physicochemical interactions between atrazine and clay minerals. Appl. Clay Sci., 18:201-222, 2001.
  • KRUGER, E.L.; RICE, P.J.; ANHALT, J.C. & COATIS, J.R. Comparative fates of atrazine and deethylatrazine in sterile and non-sterile soils. J. Environ. Qual., 26:95-101, 1997.
  • LAGALY, G. Pesticide-clay interactions and formulations. Appl. Clay Sci., 18:205-209, 2001.
  • LAIRD, D.A.; BARRIUSO, E.; DOUDY, R.H. & KOSKINEN, W.C. Adsorption of atrazine of smectites. Soil Sci. Soc. Am. J., 56:62-67, 1992.
  • LAIRD, D.A.; YEN, P.Y.; KOSKINEM, W.C.; STEINEHEIMER, T.R. & DOWDY, R.H. Sorption of atrazine on soil clay components. Environ. Sci. Technol., 28:1867-1873, 1994.
  • MARTIN-NETO, L.; VIEIRA, E.M. & SPOSITO, G. Mechanism of atrazine sorption by humic acid: a spectroscopic study, Environ. Sci. Technol, 28:1867-1873, 1994.
  • MARTIN-NETO, L.; TRAGHETTA, D.G.; VAZ, C.M.P.; CRESTANA, S. & SPOSITO, G. On the interaction mechanisms of atrazine and hydroxyatrazine with humic substances. J. Environ. Qual., 30:520-525, 2001.
  • MOREAU, C. & MOUVET,C. Sorption and desorption of atrazine, deethylatrazine,and hydroxyatrazine by soil and aquifer solids. J. Environ. Qual., 26:416-424, 1997.
  • MEKARU, T. & UEHARA, G. Anion adsorption in ferruginous tropical soils. Soil Sci. Soc. Am. Proc., 36:296-300, 1972.
  • PATLAK, M. Estrogens may link pesticides breast cancer: a controversial hytpothesis suggests that pesticides impact on estrogen metabolism can trigger cancer. Environ Sci. Technol., 30:210A-211A, 1996.
  • PICOLLO, A.; CONTE, P.; SHEURENERT, I. & PAZI, M. Atrazine interactions with soil humic substances of different molecular structure, J. Environ. Qual., 27:1324-1333, 1998.
  • QUEIROZ, M.E.C. & LANÇAS, F.M. HRGC Study of sorption and desorption of atrazine, ametryn and metolachor on Brazilian Soils. J. Braz. Chem. Soc., 8:1-6, 1997.
  • QUIRK, A. Significance of surface areas calculated from water vapour sorption isotherms by the use of the BET equation. Soil Sci., 80:423-430, 1955.
  • RODRIGUES, B.N. & ALMEIDA, F.S. Guia de herbicidas, 4.ed. Londrina , Instituto Agronômico do Paraná, 1998. 675p.
  • SAWHNEY, B.L. & SINGH, S.S. Sorption of atrazine by Al- and Ca- satured smectite, Clays Clay Miner., 45:333-338, 1997.
  • SENESI, N. & TESTINI, C. Physico-Chemical investigations of interaction mechanisms between s-triazine herbicides and soils humic acids. Geoderma, 28:129-146, 1982.
  • SPARKS, D.L. Environmental soil chemistry. San Diego, American Press, 1995. 267p.
  • SPOSITO, G. The chemistry of soils. New York, Oxford University Press, 1989. 223p.
  • STEINBERG, C.E.W.; LORENZ, R. & SPIEZER, O.H. Efects Brachydanio rerio Water Res., 29:981-985, 1995.
  • TAN, H.K. Infrared spectroscopy, Chapter 15. In: Soil sampling, preparation and analysis. New York, Marcel Dekker, Inc. 1996. p.278-298.
  • VAZ, C.M.P.; CRESTANA, S.; MACHADO, S.A.S.; MAZO, L.H. & AVACA, L.A. Adsorption isotherms for atrazine on soils measured by differential pulse polarography. Electroanalysis, 9:956-958, 1997.
  • XING, B.; PIGNATTELLO, J.J. & GIGLIOTTI, B. Comparative Sorption between atrazine and other organic compounds in soils and model sorbents. Environ. Sci. Technol., 50:2432-2440, 1996.
  • (1
    ) Trabalho apresentado no X Congresso da IHSS, julho de 2000, Toulouse, França. Submetido em outubro de 2000.
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      29 Set 2014
    • Data do Fascículo
      Jun 2002

    Histórico

    • Aceito
      Out 2001
    • Recebido
      Nov 2000
    Sociedade Brasileira de Ciência do Solo Secretaria Executiva , Caixa Postal 231, 36570-000 Viçosa MG Brasil, Tel.: (55 31) 3899 2471 - Viçosa - MG - Brazil
    E-mail: sbcs@ufv.br