Este documento avalia o potencial de contaminação de águas subterrâneas pela atividade da bataticultura irrigada utilizando os índices GUS e GSI. Os resultados mostraram que 74,2% dos 31 ingredientes ativos estudados não sofrem lixiviação segundo o índice GUS, enquanto 51,6% requerem tratamento especial segundo o índice GSI. O inseticida thiamethoxam apresenta alto risco de contaminação para ambos os índices. Mais pesquisas são necessárias para orientar produtores sobre
MÉTODO GEOELÉTRICO - POTENCIAL INSTRUMENTO PARA AUXILIO DA GESTÃO DO SOLO E D...
ÍNDICE GUS E GSI NA AVALIAÇÃO DA CONTAMINAÇÃO EM ÁGUAS SUBTERRÂNEAS POR INSETICIDAS NA BATATICULTURA
1. ÍNDICE GUS E GSI NAAVALIAÇÃO DA
CONTAMINAÇÃO EM ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
POR INSETICIDAS NA BATATICULTURA
Mayra Carolina de Oliveira, Luiz Antônio Lima, Anita Cristina Silva,
João Marcelo Nascimento, Fábio Ponciano de Deus
XIX CONGRESSO BRASILEIRO DE
ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
Campinas- SP
23 de Setembro 2016
5. • O processo de lixiviação depende das propriedades químicas dos
pesticidas.
• Solubilidade (S);
• Tempo de meia vida( t1/2);
• Coeficiente de adsorção (Koc);
• Coeficiente de partição octanol-água (Kow) .
INTRODUÇÃO
6. • Essas características podem ser qualificadas em função da estimativa
de índices:
• Índice Groundwater Ubiquity Score (GUS) Gustafson (1989);
• Índice Groundwater Screening Index (GSI) proposto por (Bishop,
1986),
INTRODUÇÃO
7. • Este trabalho se justifica em função da escassez de dados científicos
sobre o risco de contaminação dos recursos hídricos provenientes das
atividades agrícolas.
• Nesse sentido, teve o objetivo de avaliar o potencial de contaminação
de águas subterrâneas pela atividade da bataticultura irrigada
utilizando os índices de avaliação GUS e GSI.
JUSTIFICATIVA E OBJETIVO
• Uma forma econômica e vantajosa em
comparação aos métodos analíticos
tradicionais que são complexos e caros.
8. • As informações sobre os principais defensivos agrícolas utilizados
pelos bataticultores foram obtidas no Sistema de Agrotóxicos
Fitossanitários (Agrofit).
• Foram selecionados 31 ingredientes ativos dos 56 registrados no
Ministério da Agricultura (AGROFIT, 2016).
• Os dados sobre as características e propriedades físico-químicas dos
defensivos agrícolas estudados foram obtidos do banco de dados
Universidade de Hertfordshire na Inglaterra.
MATERIAL E MÉTODOS
9. • Groundwater Ubiquity Score (GUS)
MATERIAL E MÉTODOS
• O cálculo do índice de GUS, sugerido por Gustafson (1989) é realizado
através da aplicação da Equação
𝐺𝑈𝑆 = 𝑙𝑜𝑔 𝑡1
2
× 4 − 𝑙𝑜𝑔 𝐾𝑜𝑐
t ½ - tempo de meia vida, dias;
koc -coeficiente de partição entre carbono orgânico e água do solo, mL g-1.
10. • De acordo com Milhome et. al. (2009) uma vez identificado esse
índice, os agrotóxicos são classificados de acordo com sua tendência a
lixiviação ao domínio subterrâneo, de acordo com os seguinte
intervalos:
• GUS < 1,8: não sofre lixiviação (NL);
• 1,8 < GUS < 2,8: faixa de transição (T);
• GUS > 2,8:lixiviação (L).
MATERIAL E MÉTODOS
11. • Groundwater Screening Index (GSI)
• Cálculo segundo Bishop (1986).
MATERIAL E MÉTODOS
𝐺𝑆𝐼 = ln
𝑆 × 𝑡1
2
𝐾𝑜𝑤
em que,
S – Solubilidade, mgL-1;
T1/2 – tempo de meia vida, dias;
Kow – coeficiente de partição entre o octanol e solução de água, mL g-1.
12. • Uma vez calculado o índice, podem ser classificados de acordo com
sua tendência a contaminação:
• GSI < 1: contaminação improvável (CI);
• 1 < GSI < 5: possível contaminação (PC);
• GSI > 5: tratamento especial (TE).
MATERIAL E MÉTODOS
13. • Alguns dados não estão disponíveis como o coeficiente de partição
carbono orgânico (Koc) dos inseticidas:
•beta-cyfluthrin,
•fipronil,
•lufenurom,
•pirimicarb,
•teflubenzuron,
•thiacloprid e
• zeta-cypermethrin.
RESULTADO E DISCUSSÃO
14. Ingrediente Ativo Koc (mL g -1) t1/2 (dias) GUS Interpretação
Acephate 302 3 0,73 NL
Acetamiprid 200 1,6 0,35 NL
alpha-cypermethrin 57.889 35 -1,18 NL
Benfuracarb 9.100 0,5 -0,01 NL
Bifenthrin 236.610 26 -1,94 NL
Carbaryl 300 16 1,83 T
Esfenvalerate 251.717 66,6 -2,55 NL
Ethoprophos 70 17 2,65 T
Fosthiazate 239 13 1,81 T
gamma-cyhalothrin 59.677 26,8 -1,11 NL
Indoxacarb 6.450 17 0,23 NL
lambda-cyhalothrin 283.707 175 -3,26 NL
methamidophos 1 3,5 2,18 T
Tabela 1. Valores Groundwater Ubiquity Score (GUS)
NL - não sofre lixiviação; T - faixa de transição; L - lixiviação; CI - contaminação improvável;
PC - possível contaminação e TE - tratamento especial .
15. Ingrediente Ativo Koc (mL g-1) t1/2 (dias) GUS Interpretação
metam-sodium 17,8 7 2,32 T
Novaluron 9.598 72 0,03 NL
parathion-methyl 240 12 1,75 NL
pyridafenthion 7.211 18 0,18 NL
Profenofos 2.016 7 0,59 NL
tebupirimfos 1.845 300 1,82 T
thiamethoxam 56,2 50 3,82 L
Triazophos 358 44 2,38 T
Triflumuron 2.967 22 0,71 NL
Continuação...
Tabela 1. Valores Groundwater Ubiquity Score (GUS)
NL - não sofre lixiviação; T - faixa de transição; L - lixiviação; CI - contaminação improvável;
PC - possível contaminação e TE - tratamento especial .
16. Ingrediente Ativo S (mg L-1) (Kow) t1/2 (dias) GSI Interpretação
Acephate 790.000 0,141 3 14,84 TE
Acetamiprid 2.950 6,31 1,6 8,68 TE
alpha-cypermethrin 0,0004 0,0000316 35 -5,77 CI
Benfuracarb 8,4 0,000166 0,5 0,11 CI
beta-cyfluthrin 0,0012 0,0000794 27,1 -4,84 CI
Bifenthrin 0,001 3,96E-06 26 -5,34 CI
Carbaryl 9,1 0,0229 16 4,49 PC
Esfenvalerate 0,001 1,74E-06 66,6 -4,46 CI
Ethoprophos 1.300 0,0977 17 9,99 TE
Fipronil 3,78 0,00562 142 5,47 TE
Fosthiazate 9.000 0,0479 13 11,39 TE
gamma-cyhalothrin 0,0021 0,000912 26,8 -3,99 CI
Imidacloprid 610 3,72 191 12,23 TE
Indoxacarb 0,2 0,000447 17 0,01 CI
lambda-cyhalothrin 0,005 0,0000316 175 -1,64 CI
Lufenurom 0,046 0,0000132 16,3 -1,87 CI
methamidophos 200.000 0,162 3,5 13,69 TE
Tabela 2. Valores Groundwater Screening Index (GSI)
NL - não sofre lixiviação; T - faixa de transição; L - provável lixiviação; CI - contaminação
improvável; PC - possível contaminação e TE - tratamento especial .
17. Ingrediente Ativo S (mg L-1) (Kow) t1/2 (dias) GSI Interpretação
metam-sodium 578.290 0,00123 7 14,15 TE
Novaluron 0,003 0,0002 72 -2,84 CI
parathion-methyl 55 0,001 12 5,39 TE
pyridafenthion 100 0,00158 18 6,47 TE
Pirimicarb 3.100 0,501 86 13,70 TE
Profenofos 28 0,501 7 6,48 TE
Prothiofos 0,07 0,0000468 7 -2,18 CI
tebupirimfos 5,5 0,000155 300 6,07 TE
teflubenzuron 0,01 0,0002 92 -1,39 CI
Thiacloprid 184 0,182 15,5 8,26 TE
thiamethoxam 4.100 0,741 50 14,27 TE
Triazophos 35 0,00355 44 6,44 TE
Triflumuron 0,04 0,000794 22 -1,26 CI
zeta-cypermethrin 0,039 3,98E-06 49 -1,04 CI
Continuação...
Tabela 2. Valores (Groundwater Screening Index) GSI
NL - não sofre lixiviação; T - faixa de transição; L - lixiviação; CI - contaminação improvável;
PC - possível contaminação e TE - tratamento especial .
18. • O inseticida que apresenta alto risco de
contaminação para os dois índices estudados é o
thiamethoxam.
• Na batata é aplicado via solo e é recomendado
para a Larva arame (Conoderus scalaris), Larva
alfinete (Diabrotica speciosa), Pulgão verde
(Myzuz persicae) e Vaquinha verde-amarela
(Diabrotica speciosa)
RESULTADO E DISCUSSÃO
19. • Dos 31 ingredientes ativos estudados para o índice GUS 74,2 % não
sofre lixiviação, 22,6 % estão na faixa de transição e apenas 3,2 %
podem lixiviar. Em relação ao índice GSI 51,6 % devem receber
tratamento especial, 3,2 % podem promover uma possível
contaminação e 45,2 % impossível contaminação.
• A aplicação dos índices GUS e GSI auxilia a compressão do processo
de contaminação com a identificação dos produtos que podem causar
risco assim como fornecer subsídios para tomadas de decisões mais
rápidas e eficientes.
• Devido à relevância do tema, necessita-se de mais pesquisas para
melhor contribuição na orientação de empresários, técnicos e
produtores quanto à eficácia de fungicidas, evitando-se a
contaminação de águas subterrâneas.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Agradecimento a Capes.
20. AGROFIT Agrofit: Sistema de agrotóxicos fitossanitários. Disponível
em:<http://agrofit.agricultura.gov.br/agrofit_cons/principal_agrofit_cons>. Acesso em: 30 de maio 2016.
ARIANUAL. AGRIANUAL 2015: Anuário da agricultura brasileira. São Paulo: FNP Consultoria, 2015.470 p
BISHOP, K.C. 1986. Industry´s perspective on agricultural chemicals in water supply and drainage. In: Proceedings “Toxic
Substances in Agricultural Water Supply and Drainage”. U.S. Committee on Irrigation and Drainage.
DORNELLES, M.F. &. OLIVEIRA, G.T. Toxicity of atrazine, glyphosate, and quinclorac in bullfrog tadpoles exposed to
concentrations below legal limits Environ Sci Pollut Res DOI 10.1007/s11356-015-5388-4 2015
FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). FAOSTAT. Disponível em:
http://faostat3.fao.org/browse/Q/QC/E . Acesso em: 21 de maio 2016.
IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). Levantamento Sistemático da Produção Agrícola Disponível em:
<ftp://ftp.ibge.gov.br/Producao_Agricola/Levantamento_Sistematico_da_Producao_Agricola_[mensal]/Fasciculo/lspa_201603.p
df Acesso em: 30 de maio 2016.
MARTINI, L. F. D.; CALDAS, S.S.; BOLZAN, C.M.; CAS BUNDT, A.; PRIME, E.G.; AVILA, L.A. Risco de contaminação das
águas de superfície e subterrâneas por agrotóxicos recomendados para a cultura do arroz irrigado. Ciência Rural, v.42, n.10, out,
2012.
MILHOME, M.A.L.; SOUSA, D.O.B.; LIMA, F.A.P.; NASCIMENTO, R.P. Avaliação do potencial de contaminação de águas
superficiais e subterrâneas por pesticidas aplicados na agricultura do Baixo Jaguaribe, CE. Eng Sanit Ambient | v.14 n.3 | jul/set
2009 | 363-372
PPDB, 2016. PPDB, 2016. Pesticide Properties Database. University of Hertfordshire. Disponível em : <
http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/Reports/205.htm>. Acesso em: 08 de maio 2016.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Em condições de sequeiro (sem irrigação), a produtividade média é inferior a 20 t ha-1, enquanto que nas áreas irrigadas a produtividade média é superior a 20 t ha-1. Atualmente 70% da produção brasileira de batatas é irrigada (Agrianual, 2016). Não há dúvidas de que a irrigação é imprescindível no aumento da produção de batatas na maioria das regiões produtoras do Brasil, no entanto, o acúmulo de produtos químicos oriundos da fertirrigação e quimigação estão provocando impactos ambientais negativos, e causando limitação na cadeia produtiva.
Aproximadamente 1% dos produtos agroquímicos utilizados no campo não atingem os seus objetivos específicos. Os 99 % restantes podem se mover através dos diferentes compartimentos ambientais e podem terem efeitos indiretos sobre organismos não-alvo expostos a contaminantes (Dornelles e Oliveira, 2015).
O aumento de produção agrícola gerou a utilização de técnicas de plantios diferenciados por meio da aplicação de fertilizantes e pesticidas, com a finalidade de minimizar as perdas na produção. Porém, quando utilizadas sem controle podem trazer danos imensuráveis ao meio ambiente, principalmente a água.
Após atingirem o solo, vários processos físicos, químicos e biológicos determinam seu comportamento. A dinâmica dos agrotóxicos é governada pelo processo de adsorção, o qual é responsável pela ligação desses às partículas do solo, influenciando na disponibilidade para os demais processos como transformação, degradação e transporte, seja por volatilização, lixiviação e/ou por escoamento superficial (Martini et al., 2012).
A solubilidade em água é uma propriedade importante para os processos ambientais, pois atua no comportamento, transporte e destino desses compostos, indicando a tendência do pesticida em ser carreado superficialmente no solo atingindo águas superficiais. No entanto, este não é o único parâmetro para prever a percolação, devendo ser analisado em conjunto com outras propriedades (Silva e Fay, 2004)
Com o coeficiente de adsorção (Koc) é possível prever a tendência do pesticida a ficar adsorvido na matéria orgânica no solo. Moléculas altamente solúveis tendem apresentar valores de Koc relativamente baixos (menores que 150 cm3 g-1), podendo ser mais rapidamente biodegradados no solo e na água.
O coeficiente de partição octanol-água (Kow) relaciona as propriedades hidrofílicas e lipofílicas, demonstrando a tendência à bioconcentração destes compostos, sendo um fator importante na avaliação de riscos, pois em conjunto com os dados de degradação, o potencial de acumulação pode ser usado na identificação dos pesticidas que podem ser transportados via cadeia alimentar.
O tempo de meia vida (t1/2) é um critério usado para determinar os efeitos ambientais relacionados à volatilização, potencial de lixiviação e características de degradação de vários compostos químicos.
apud Milhome et. al., 2009 que surgiu como alternativa para a investigação preliminar do potencial de contaminação dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos por defensivos agrícolas
o qual reflete as relações com as propriedades químicas como solubilidade, coeficiente de partição octanol-água (Kow) e tempo de meia vida (t1/2
A utilização de procedimentos que levam em consideração as propriedades físico-químicas dos defensivos agrícolas possibilita realizar uma avaliação preliminar do risco potencial de contaminação por agrotóxicos,
sendo uma forma econômica e vantajosa em comparação aos métodos analíticos tradicionais que são complexos e caros.
que é um banco de informações sobre os produtos agrotóxicos e afins registrados no Ministério da Agricultura.
O Agrofit permite a realização de pesquisas importantes para o controle de pragas na agricultura brasileira.
O PPDB é um banco de dados que contém informações sobre as propriedades químicas, físicas, relacionadas a saúde humana e ecotoxicológicas.
O GUS (Índice de Vulnerabilidade de Águas Subterrâneas)
Segundo SSPADOTTO 2002, valores negativos se devem meia-vida curta e/ou grande coeficiente de sorção
O índice “Groundwater Ubiquity Score” (GUS) desenvolvido por GUSTAFSON (5) tem sido usado como a primeira etapa em abordagem de aproximações sucessivas para especificar quais produtos deveriam merecer estudos mais demorados e caros de lixiviabilidade. Entretanto, o índice GUS é empiricamente baseado e apresenta o problema da previsão de valores negativos para pesticidas com meia-vida curta e/ou grande coeficiente de sorção
Essas propriedades indicam que o mesmo apresenta baixa sorção aos colóides do solo, sendo que considerável fração do produto aplicado ao solo permanece em solução, podendo ser lixiviada para camadas mais profundas do solo.
Na batata é aplicado via solo e é recomendado para a Larva arame (Conoderus scalaris), Larva alfinete (Diabrotica speciosa), Pulgão verde (Myzuz persicae) e Vaquinha verde-amarela (Diabrotica speciosa) (ADAPAR, 2016).
