Inserção de sítios reativos de matéria orgânica no solo: Uma proposta para tratamento de solos contaminados com tebuthiuron

Abstract

Do total aplicado de pesticidas na agricultura, uma quantidade muito pequena é realmente utilizada para as finalidades para as quais são propostos. Para alguns produtos, menos de 0,1% atinge o objetivo, ficando o restante disponível para se movimentar no ambiente. O tebuthiuron, devido às suas características de alta solubilidade e meia-vida, é um contaminante em potencial das águas subterrâneas. Este trabalho teve como objetivos propor e avaliar uma metodologia de tratamento de solos contaminados com esse produto, utilizando sítios reativos de material orgânico humificado; determinar parâmetros de transporte desse herbicida no solo; e avaliar técnicas de derivatização para análise do tebuthiuron por cromatografia gasosa. Para avaliação da metodologia de tratamento proposta, foram montadas 16 colunas de PVC, preenchidas com solo contaminado com quantidades conhecidas de tebuthiuron, sendo no centro dessas colunas feitos furos, os quais foram preenchidos com material orgânico humificado. As colunas foram deixadas em incubação por um período de até 180 dias, e em amostras de solo retiradas dessas colunas foram determinadas as concentrações de tebuthiuron por cromatografia gasosa. Para obtenção dos parâmetros de transporte desse herbicida no solo, foram conduzidos ensaios em colunas de lixiviação, com amostras do efluente sendo coletadas e analisadas por cromatografia gasosa. Foi também estudada a adsorção do tebuthiuron no solo, por meio do ensaio de adsorção ou equilíbrio em lote e, utilizando as isotermas de Freundlich e linear, determinaram-se os coeficientes de adsorção. Inicialmente, foram feitos testes para avaliar a eficiência de extração do tebuthiuron em amostras de solo, sendo essa extração feita utilizando-se solução aquosa de CaCl 2 0,01 mol c .L -1 . Dessa solução de cloreto de cálcio, o tebuthiuron foi extraído empregando-se uma mistura de diclorometano:isopropanol, 9:1 (v:v). Também fez-se a derivatização química do tebuthiuron, uma vez que este não é estável à temperatura de análise requerida em análise por CG. A técnica de derivatização que propiciou melhores resultados foi a que empregou o anidrido trifluoracético como agente derivatizante, piridina para controle do pH e metanol como solvente. A isoterma que melhor representou a adsorção do tebuthiuron no solo foi a de Freundlich. Os valores do coeficiente de adsorção da isoterma linear, K d , obtidos a partir dos ensaios de adsorção e dos ensaios em colunas de lixiviação foram muito discrepantes, estando o valor obtido a partir do ensaio em colunas mais próximo daquele encontrado na literatura. A recuperação do tebuthiuron contido nas amostras do material orgânico humificado, utilizando-se solução aquosa de CaCl 2 , foi praticamente zero, o que é um indício de ser possível reter esse herbicida no solo por meio da criação de zonas reativas com o uso de matéria orgânica. As concentrações de tebuthiuron nos solos das colunas com sítios reativos de material orgânico humificado não foram diferentes daquelas nas colunas sem esses sítios, provavelmente porque não foi aplicada uma quantidade de água suficiente para promover o carreamento do referido herbicida para a região dos sítios reativos.

There are many pesticides used in agriculture, but very few of them are really employed for the purposes they are meant to. For some products, less than 0,1% reaches the goal, while the rest of it remains in the environment. The tebuthiuron is a potential polluter of subterranean waters because it is easily soluble and lasts for a long time.The objective of the present work is to propose and evaluate a methodology for the treatment of soils contaminated by tebuthiuron with the use of reactive sites of wet organic matter, determine parameters of tebuthiuron transportation in the soil and evaluate the techniques of derivatization for the anaysis of the tebuthiuron through gas chromatography. In order to evaluate the proposed treatment methodology, 16 PVC columns were set up, filled with contaminated soil, with known quantities of tebuthiuron, and in the middle of these columns, holes were made and filled with wet organic matter. The columns were left in an incubation period of 180 days, and in the samples of the soil taken from these columns, the tebuthiuron concentrations were determined by gas chromatography. In order to obtain the transportation parameters of the tebuthiuron in the soil, essays were carried out in lixiviation columns, with samples of the effluent being collected and analyzed through gas chromatography. The tebuthiuron adsorption by the soil was also studied, through an adsorption essay or balance in site, and with the use of Freundlich and linear isotherms to determine the adsorption coefficients. In the beginning, tests were made to evaluate the efficiency of the extraction of tebuthiuron from soil samples. For the extraction, it was used a water solution of CaCl 2 0,01 mol c .L -1 . The tebuthiuron was extracted from this calcium chloride solution, with the use of a mixture of dichloromethane:isopropanol, 9:1 (v:v). The chemical derivatization of the tebuthiuron was also performed, since it is not stable at the ideal temperature for the required analysis by CG. The derivatization technique which produced the best results was the one which employed the trifluoracetic anhydride as the derivatization agent, pyridine, for pH control and methanol as solvent. The best isotherm for the tebuthiuron adsorption to soil was the Freundlich one. The adsorption coefficient values of the linear isoterma, K d , obtained from the adsorption essays and the essays in lixiviation columns, were very discrepant, and the value obtained from the essay in columns is closer to the value found in the literature investigated. The recovery of the tebuthiuron contained in the samples of the wet organic matter, with the use of the water solution of CaCl 2 , was almost zero, which may indicate that it is possible to retain this herbicide in the soil by means of the criation of reactive zones with the use of organic matter. The tebuthiuron concentrations in the soils of the columns with reactive sites of wet organic matter did not differ from those for the columns without these sites, probably because the amount of water applied was not enough to take the tebuthiuron for the regions of the reactive sites.