Propriedades físico-químicas dos herbicidas

Transcrição

1 Disciplina: Controle Químico de Plantas Daninhas Propriedades físico-químicas dos herbicidas Prof. Leonardo Bianco de Carvalho

2 Propriedades físico-químicas Solubilidade em água (S) Pressão de vapor (PV) Constante da Lei de Henry (K H ) Constante de dissociação eletrolítica (pka) Coeficiente de partição octanol/água (P ou Kow) Constante de sorção na fração mineral do solo (Kd) Constante de sorção normalizado para o teor de carbono orgânico (Koc)

3 Propriedades físico-químicas Potencial de volatilização Constante da Lei de Henry (K H ) Potencial de persistência Tempo de meia-vida (T 1/2 ) Potencial de lixiviação Índice GUS

4 Solubilidade em água S Propriedades físico-químicas dos herbicidas Abundância do herbicida na fase aquosa, quando a solução está em equilíbrio com o composto puro em seu estado de agregação a temperatura (25 o C) e pressão (1 atm) específicas (Schwarzenbach et al., 1993) S = M sat / V água M sat = fração molar de solubilidade do herbicida na forma líquida ou sólida V água = volume molar da água = 0,018

5 Indica a quantidade de água necessária para dissolver o herbicida Solubilidade em água (mg/l) Intensidade =< 50 Baixa > 50 e <= 500 Moderada > 500 Alta Solubilidade em água (mg/l) Herbicida =< 50 atrazine, pendimethalin > 50 e <= 500 ametryn, fomesafen > 500 acifluorfen, glyphosate University of Hertfordshire (2013)

6 Pressão de vapor PV A pressão do estado de vapor do herbicida em equilíbrio com sua fase condensada, seja ela líquida ou sólida (Schwarzenbach et al., 1993) ln(pv) = A B / (T + C) A, B e C são constantes para cada herbicida T = temperatura em Kelvin

7 Indica a pressão necessária para o herbicida evaporar Pressão de vapor (mpa) Intensidade < 1x10-6 Baixa =< 1x10-4 e >= 1x10-6 Moderada > 1x10-4 Alta Pressão de vapor (mpa) Herbicida < 1x10-6 glyphosate, MCPA =< 1x10-4 e >= 1x10-6 fluazifop, metribuzin > 1x10-4 2,4-D, trifluralin University of Hertfordshire (2013)

8 Constante de dissociação eletrolítica pka Potencial de dissociação de um herbicida ácido ou básico, em meio líquido, em relação ao ph do meio (Schwarzenbach et al., 1993) pka = ph log([a - ] / [AH]) pka = ph log([b + ] / [BOH]) ph = potencial hidrogeniônico do meio A - = herbicida ácido na forma dissociada AH = herbicida ácido na forma molecular B + = herbicida básico na forma dissociada BOH = herbicida básico na forma molecular

9 Indica a capacidade do herbicida formar íons em solução Constante de dissociação (pka) Ácido Intensidade Baixa (< 3,0) Ácido forte Alta Média (=> 3,0 e <= 9,0) Ácido fraco Moderada Alta (> 9,0) Ácido muito fraco Baixa Constante de dissociação (pka) Base Intensidade Baixa (< 3,0) Base muito fraca Baixa Média (=> 3,0 e <= 9,0) Base fraca Moderada Alta (> 9,0) Base forte Alta University of Hertfordshire (2013)

10 Constante de dissociação (pka) Herbicidas Ácidos Baixa (< 3,0) glufosinate, glyphosate Média (=> 3,0 e <= 9,0) ioxynil, mesotrione Alta (> 9,0) oryzalin, ametryn Constante de dissociação (pka) Herbicida Básicos Baixa (< 3,0) atrazine, hexazinona Média (=> 3,0 e <= 9,0)? Alta (> 9,0)? Herbicidas não-ionizáveis flumioxazin, linuron metamitron, molinate oxyfluorfen, thiobencarb Herbicidas catiônicos diquat e paraquat University of Hertfordshire (2013)

11 Coeficiente de partição octanol/água Kow Coeficiente que gera estimativa direta da hidrofobicidade ou da tendência de partição do herbicida de um meio aquoso para um meio orgânico (Mackay et al., 1997) Kow = [C octanol ] / [C água ] C octanol = concentração do herbicida dissolvido em octanol C água = concentração do herbicida dissolvido em água

12 Indica a afinidade do herbicida com compostos orgânicos log Kow ou log P Intensidade < 1,0 Baixa lipofilicidade => 1,0 e <= 2,5 Adequada lipofilicidade > 2,5 Alta lipofilicidade log Kow ou log P Intensidade < 2,7 Baixa bioacumulação => 2,7 e <= 3,0 Moderada bioacumulação > 3,0 Alta bioacumulação University of Hertfordshire (2013)

13 Coeficiente de sorção Kd Propriedades físico-químicas dos herbicidas Coeficiente que gera estimativa da tendência de partição do herbicida da fase líquida para a fase sólida do solo (Schwarzenbach et al., 1993) Kd = [C fs ] / [C fl ] C fs = concentração do herbicida na fase sólida do solo C fl = concentração do herbicida na fase líquida do solo

14 Coeficiente de sorção Koc Propriedades físico-químicas dos herbicidas Coeficiente que gera estimativa da tendência de partição do herbicida da fase líquida para a matéria orgânica do solo (Schwarzenbach et al., 1993) Koc = [C fo ] / [C fl ] C fo = concentração do herbicida na fase orgânica do solo C fl = concentração do herbicida na fase líquida do solo

15 Indicam a afinidade do herbicida com a fase sólida do solo Koc (ml/g) Intensidade Mobilidade < 15 Muito baixa Muito móvel => 15 e <= 75 Baixa Móvel > 75 e <= 500 Moderada Moderadamente móvel > 500 e <= Alta Pouco móvel > Muito alta Imóvel Koc (ml/g) Herbicida < 15? => 15 e <= 75 penoxsulam, sulfentrazone > 75 e <= 500 atrazine, mesotrione > 500 e <= carfentrazone, glyphosate > paraquat, pendimethalin University of Hertfordshire (2013)

16 Relação Kd, Koc e Kow (Karickhoff, 1981) Kd = Koc x f oc Koc = 0,411 x Kow Kd = 0,411 x Kow x f oc Koc = Kd / f oc f oc = fator que indica a fração orgânica do solo em porcentagem 0,411 = C octanol / C matéria orgânica (relação linear entre Koc e Kow independentemente do soluto) Koc não depende do teor de matéria orgânica

17 Constante da Lei de Henry K H Representa a razão em que há divisão do volume de moléculas do herbicida, determinando a compatibilidade relativa do composto para cada meio até o equilíbrio entre vapor e a fase de solução (Schwarzenbach et al., 1993) K H = PV / S PV = pressão de vapor do herbicida S = solubilidade do herbicida em água

18 Indica o potencial de volatilização do herbicida Constante de Henry (Pa.m 3 /mol) Intensidade < 2,5x10-7 Não-volátil =< 2,5x10-5 e >= 2,5x10-7 Moderadamente volátil > 2,5x10-5 Volátil Constante de Henry (Pa.m 3 /mol) Herbicida < 2,5x10-7 glufosinate, glyphosate =< 2,5x10-5 e >= 2,5x10-7 linuron, oxyfluorfen > 2,5x10-5 pendimethalin, trifluralin University of Hertfordshire (2013)

19 Tempo de meia-vida T 1/2 Intervalo de tempo para que 50% da massa de moléculas do herbicida seja degradado (Schwarzenbach et al., 1993) T 1/2 solo = ln (2) / k K = concentração do herbicida

20 Indica o potencial de persistência do herbicida Tempo de meia vida (dias) Tempo de meia vida (dias) Propriedades físico-químicas dos herbicidas Herbicida <= 30 alachlor, glyphosate, metribuzin > 30 e <= 100 ametryn, atrazine, chlorimuron > 100 e <= 365 > 365 Intensidade <= 30 Não-persistente > 30 e <= 100 Moderadamente persistente > 100 e <= 365 Persistente > 365 Muito persistente acifluorfen, imazethapyr, pendimethalin, trifluralin paraquat, oxadiazon, sulfentrazone, tebuthiuron University of Hertfordshire (2013)

21 Índice de lixiviação GUS Propriedades físico-químicas dos herbicidas Groundwater Ubiquity Score (GUS) (Gustafson, 1989) GUS = log(t 1/2 solo ) x (4 log(koc)) T f/2 = tempo de meia vida do herbicida no solo Koc = constante de sorção em carbono orgânico do solo

22 Indica o potencial de lixiviação do herbicida Índice GUS Intensidade > 2,8 Alta lixiviação =< 2,8 e >=1,8 Moderada lixiviação < 1,8 Baixa lixiviação Índice GUS Herbicida > 2,8 atrazine, mesotrione =< 2,8 e >=1,8 diuron, s-metolachlor < 1,8 glyphosate, paraquat University of Hertfordshire (2013)

23 PPDB University of Hertfordshire erb.htm

24 Leonardo Bianco de Carvalho