unesp UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CÂMPUS DE JABOTICABAL FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS DEPARTAMENTO DE FITOSSANIDADE LABORATÓRIO DE ECOTOXICOLOGIA DOS AGROTÓXICOS E SAÚDE OCUPACIONAL 12ª. AULA INTRODUÇÃO À ECOTOXICOLOGIA DOS AGROTÓXICOS Doutoranda Naiara Fernanda Ignácio Responsável Prof. Dr. Joaquim Gonçalves Machado Neto
12ª. AULA ECOTOXICOLOGIA DOS AGROTÓXICOS 1 Introdução 2 Dinâmica ambiental dos agrotóxicos: entrada, distribuição e destino 3 - Contaminação dos componentes físicos: solo e água 4 Testes de avaliação da toxicidade aguda de agrotóxicos para minhocas PRÁTICA: Instalação de testes de avaliação de toxicidade aguda de agrotóxicos para organismos do solo minhocas e microrganismos.
CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL DOS SERES VIVOS PELO USO DOS AGROTÓXICOS: INVERTEBRADOS, VERTEBRADOS E HOMEM Prejudicial para microrganismos do solo fungos e bactérias Rhizobium sp Nódulos radiculares Micorriza arbúsculos
CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL DOS SERES VIVOS PELO USO DOS AGROTÓXICOS: INVERTEBRADOS, VERTEBRADOS E HOMEM Tóxico para invertebrados e vertebrados aquáticos Exemplar de Daphnia magna adulta (A) e neonato (B) A B
CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL DOS SERES VIVOS PELO USO DOS AGROTÓXICOS: INVERTEBRADOS, VERTEBRADOS E HOMEM Toxicidade para o Homem Mulheres na Índia com câncer de mama possuíam elevadas concentrações de DDT no sangue (MATHUR et al., 2002)
Resíduos de inseticidas clorados no homem (ALMEIDA, 1974). PAÍSES INSETICIDAS CONC. (ppm) Africa do Sul DDT total 6,38 Alemanha R.F DDT total 2,20 Alemanha R.D DDT total 3,70 Argentina DDT total 13,17 Australia (Melbourn) DDT total 1,81 Australia (Oeste) DDT total 9,30 Brasil (São Paulo) DDT total 7,88 - BHC 0,25 DIELCRIN 0,67 Canadá DDT total 4,90 Espanha DDT total 14,80 U.S.A DDT total 9,60 BHC 0,48 França DDT total 7,10 Holanda DDT total 1,75 Índia DDT total 31,00 Israel DDT total 19,20 Itália DDT total 15,48
FONTES DE ENTRADA DE AGROTÓXICOS NA A Prática de pulverização - Mecanismos de aplicação das gotas - Deriva ATMOSFERA B Volatização das plantas e dos solos C Erosão eólica D Evaporação da água na aplicação ou dos alvos E Processos de formulação e manufatura F Comercialização G Homem (urina, fezes, etc)
FONTES DE ENTRADA DE AGROTÓXICOS NA A Prática de pulverização - Mecanismos de aplicação das gotas - Deriva ATMOSFERA B Volatização das plantas e dos solos C Erosão eólica D Evaporação da água na aplicação ou dos alvos E Processos de formulação e manufatura F Comercialização G Homem (urina, fezes, etc)
FONTES DE ENTRADA DE AGROTÓXICOS NO AMBIENTE AQUÁTICO A Junto com poeiras ou na chuva B Junto com partículas de solo erodidas C Diretamente da aplicação D Efluentes industriais E Água de esgotos F Carreado com animais
FATORES ENVOLVIDOS NA DISSIPAÇÃO NO SOLO AGROTÓXICO: Estrutura molecular Solubilidade em água Polarização Fotodecomposição Aditivos Grau de ionização Lipossolubilidade Volatilização Formulação Dose aplicada SOLO: Textura Estrutura ph Temperatura Composição mineral Matéria Orgânica Umidade, etc CLIMA: Chuvas Temperatura Ventos Luminosidade Umidade relativa do ar HOMEM Qualidade da aplicação Escolha certa produto /dosagem Conhecimento técnico
Valores gerais de persistência de agrotóxicos no solo (HURTING, 1972) Agrotóxicos Persistência no solo Inseticida hidrocarbonetos clorados + 18 meses Herbicidas, ureia, triazinase picloran 18 meses Herbicidas ácido benzóico e amida 12 meses Herbicida fenoxix, toluidinas e nitridos 6 meses Herbicidas carbamatos e alifáticos 3 meses Inseticidas fosfatos 3 meses Clordane + 5 anos DDT + 4 anos BHC, Dieldrin + 3 anos Heptacloro, Aldrin + 2 anos Diazinon + 12 semanas Disulfoton 4 semanas Forate 2 semanas Malation, Paration - 1 semana Propazine, Picloran 18 meses Simazine 12 meses Atrazine, monuron 10 meses Linuron 3 meses Difluamide 10 meses 2,4-D - 1mês
DECOMPOSIÇÃO MICROBIANA E PERSISTÊNCIA DE HERBICIDAS NO SOLO Herbicida Persistência no solo Decomposição Monuron 2,4-D 4-12 meses 2-8 meses Pseudomonas Achromobacter Flavobacterium Achromobacter Corynebacterium Flavobacterium Dapalon 2-4 semanas Agrobacterium Pseudomomas MCPA 3-12 semanas Achromobacter Mycoplana TCA 2-9 semanas Pseudomonas
EFEITOS DO TRATAMENTO DE SEMENTES NO CRESCIMENTO DAS PLÂNTULAS E NA FIXAÇÃO DE N, EM CASA-DE-VEGETAÇÃO Sementes não Tratadas Sementes Tratadas Inoculantes Biomassa (mg) Peso N (mg) Biomassa (mg) Peso N (mg) ALFAFA TRATADA COM THIRAM Sem Inoc. 290 6,8 270 5,9 Rhizob. 440 12,2 280 6,6 sens. Rhizob. res. 500 14,6 490 13,2 COWPEAS TRATADO COM PHYGON Sem Inoc. 1.100 23,2 1.150 21,7 Rhizob. 3.820 97,0 1.820 36,4 sens. Rhizob. res. 3.790 106,0 3.930 105,0
Toxicologia Estuda os efeitos adversos de agentes químicos, biológicos, ou físicos nos seres vivos Ecotoxicologia Estuda os efeitos adversos de agentes químicos, biológicos ou físicos no ecossistema (Truhaut, 1969; Moriarity,1985)
Áreas da Toxicologia Toxicologia Mecanística Mecanismos de ação Toxicologia Descritiva Testes Agudos/Crônicos Toxicologia Regulamentadora Registro
TOXICOLOGIA REGULAMENTADORA (Registro ) Responsável pelas decisões sobre um produto químico Se oferece ou não riscos ao ser comercializado dentro de fins específicos Baseada em dados obtidos em testes realizados pela toxicologia descritiva Praticada por agências regulamentadoras nacionais e internacionais Remédios, cosméticos, aditivos em alimentos, agrotóxicos, Normas sobre o total permitido no ambiente, nas águas, no solo
Portaria Normativa N. 84 (15/10/96) IBAMA Art. 4. Para efeito de classificação quanto ao Potencial de Periculosidade Ambiental (PPA de agrotóxicos), seus componentes e afins o interessado deverá apresentar a documentação completa conforme estabelecida nos anexos I, III, IV, V e X ANEXO IV PARTE C CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS PARTE D TOXICIDADE PARA ORGANISMOS NÃO-ALVO PARTE E COMPORTAMENTO NO SOLO PARTE F TOXICIDADE PARA ANIMAIS SUPERIORES PARTE G POTENCIAL GENOTÓXICO, EMBRIOFETOTÓXICO E CARCINOGÊNICO
IBAMA (1987) - PARTE D TOXICIDADE PARA ORGANISMOS NÃO-ALVO D.1 Microrganismos. D.2 Algas. D.3 Organismos do solo (minhocas) D.4 Abelhas. D.5 Microcrustáceos. D.5.1 Agudo. D.5.2 Crônico D.6 -- Peixes. D.6.1 Agudo. D.6.2 Crônico. D.7 Bioconcentração em peixes. D.8 Aves. D.8.1 Dose única. D.8.2 Dieta. D.8.3 Reprodução. D.9 Plantas. D.9.1 Fitotoxicidade para plantas não-alvo
IMPORTÂNCIA DAS MINHOCAS PARA O SOLO E VEGETAIS RESTOS ORGÂNICOS NO SOLO (ANIMAIS E VEGETAIS) GALERIAS Penetração de ar no solo Penetração e retenção de água no solo FEZES CADAVER DECOMPOSTO Nutrientes Microrg. úteis VEGETAIS
POPULAÇÃO DE MINHOCAS NOS SOLOS DE BOA PASTAGEM (MEINICKE, 1993) - ADULTAS 800/m 2, Peso = 400 g/m 2 - JOVENS 20.000/m 2, Peso = 26 g/m 2 FATORES LIMITANTES DO CRESCIMENTO DAS MINHOCAS - Umidade - Matéria Orgânica em decomposição
Portaria Normativa N. 84 (15/10/96) IBAMA Art. 3. A classificação quanto ao Potencial de Periculosidade Ambiental (PPA) baseia-se nos parâmetros biocumulação, persistência, transporte, toxicidade a diversos organismos, POTENCIAL MUTAGÊNICO, TERATOGÊNICO, CARCINOGÊNICO, obedecendo a seguinte graduação: Classe I Produto altamente perigoso Classe II Produto Muito perigoso Classe III Produto Perigoso Classe IV Produto Pouco Perigoso
TESTE PARA AVALIAÇÃO DA TOXICIDADE AGUDA DE AGROTÓXICOS PARA MINHOCAS (OECD Protocolo nº 207) 1- TESTE POR CONTATO EM PAPEL DE FILTRO 2- TESTE DO SOLO ARTIFICIAL (ABNT NBR 15537:2007) 3- TESTE DO ARTISOL (EDWARDS, 1984) (IBAMA, 1987) 4- TESTE COM A UTILIZAÇÃO DE SOLOS
1. TESTE POR CONTATO EM PAPEL DE FILTRO (OEDC Protocolo nº 207) SUBSTRATO TESTE: Papel de filtro qualitativo padrão (WHATMAN nº 180. PESO = 85 mg/m 2 ) SOLUÇÃO: Água deionizada, concentrações crescentes (mg/cm 2 ), colocar com pipeta sobre o papel. SUBSTRATO CONTROLE: Papel + água deionizada. RECIPIENTE: Frasco de vidro: 8,0 1 cm de altura e de 3 0,5 cm CONDIÇÕES Sala climatizada (20 2 C), ESCURO AVALIAÇÃO DA MORTALIDADE: 48 h de exposição ESPÉCIE Eisenia foetida RESULTADOS: % Mortalidade CL 50 (mg/cm 2 ). SUBSTÂNCIA DE REFERÊNCIA: Cloroacetamida
2 - TESTE DO SOLO ARTIFICIAL (OECD - Prot. nº 207) SUBSTRATO TESTE: Substrato básico (10% de turfa (ph 6,0), finamente moída; 20% de caolinita; 69% de areia de quartzo industrial, com + de 50% de part. de 0,05-0,2 mm ; e 1% CaCO 3 pulverizado UMIDADE: Água deionizada (25-42% peso. sub. básico) CONDIÇÕES - Sala Climatizada (20 2 C), CLARO. ANIMAIS Adulto e com Clitélo. Peso = 300-600 mg/indivíduo Aclimatados por 24 h no substrato básico TESTE DEFINITIVO: 5 Concentrações. 10 animais /recipiente AVALIAÇÃO: 14 dias de exposição SUBSTÂNCIA REFERÊNCIA: Cloroacetamida. RESULTADOS: % mortalidade - CL 50 (mg/kg) VANTAGEM Resultados são usados para se estabelecer as dosagens no teste de avaliação de toxicidade crônica
3. TESTE DO ARTISOL (EDWARDS, 1984) FUNDAMENTO: Exposição de minhocas adultas por 14 dias, em substrato ARTISOL SUBSTRATO ARTISOL: 1.425 g de bolas de vidro com 1-1,5 cm ; 90 g de sílica amorfa - sílica gel em pó, impalpável; 215 ml de água destilada com a concentração da substância dissolvida. Misturar tudo em um cristalizador de vidro. Colocar 10 Animais adultos, com clitélo, manter por 14 dias em sala climatizada, 20 2 C, ESCURO. AVALIAÇÃO: CL(I)50, 14 dias Conc. Letal Inicial Média. CONTROLE DE QUALIDADE: a. < 10% de Mortalidade na testemunha b. CL(I)50, 14 dias para a CLOROACETAMIDA deve estar entre: 35 a 160 mg/kg de sílica.
D.3.1. Toxicidade Aguda para Minhocas - Eisenia foetida
ICHINOSE, 1992) Cloroacetamida CL (I)50 = 110,06 mg/kg Controle de Qualidade IBAMA (Sílica) 35 < CL (I)50 < 160 mg/kg RELAÇÃO ENTRE CONCENTRAÇÃO DE CLOROACETAMIDA E RESPOSTA DAS MINHOCAS EM SUBSTRATO ARTISOL CL (I) 50 (mg/kg) Intervalo de confiança (mg/kg) 110,06 95,48-126,95
ICHINOSE, 1992) Cloroacetamida CL (I)50 = 110,06 mg/kg Controle de Qualidade IBAMA (Sílica) 35 < CL (I)50 < 160 mg/kg COLEONE, 2014 RELAÇÃO ENTRE CONCENTRAÇÃO DE CLOROACETAMIDA E RESPOSTA DAS MINHOCAS EM SUBSTRATO ARTISOL CL (I) 50 (mg/kg) Intervalo de confiança (mg/kg) 110,06 95,48-126,95
ICHINOSE, 1992) Benomil Substrato CL (I) 50 Int. Confiança Artisol 8,06 c 4,60 14,57 Areia 0,58 d 0,31 1,21 Latossolo Ver. Escuro 13,06 b 9,26 18,54 Latossolo Roxo 10,82 bc 6,42 18,67 Litossol 45,40 a 26,73 78,77
ICHINOSE, 1992) Parathion methyl Substrato CL (I) 50 Int. Confiança Artisol 73,61 b 52,15 109,65 Areia 8,81 d 7,10 10,94 Latossolo Ver. Escuro 86,69 b 64,14 117,79 Latossolo Roxo 53,59 c 40,54 -- 86,51 Litossol 191,73 a 132,25 269,73
ICHINOSE, 1992) Paraquat Substrato CL (I) 50 Int. Confiança Artisol 929,47 b 779,57 1.108,88 Areia 207,44 d 157,06 274,11 Latossolo Ver. Escuro 783,43 c 658,12 934,54 Latossolo Roxo 752,65 c 631,27 899,35 Litossol 1.458,80 a 1.316,01 1.618,26
(COLEONE, 2014)
AVALIAÇÃO DE RISCOS RELATIVOS AOS EFEITOS DE AGROTÓXICOS SOBRE MINHOCAS (KOKTA & ROTHERT, 1992) TOXICIDADE AGUDA CL 50 RELAÇÃO CL 50 : CAE Con. Ambiental Estimada CAE CL 50 < 10 x CAE CL 50 > 100 x CAE 80 < 10 x 10 Testes subletais Testes de campo 10 x CAE < CL 50 < 100 x CAE 10 x 10 < 500 < 100 x 10 Estudos de efeitos sobre o peso, etc 2.000 > 100 x 10 Provavelmente baixo Risco
AVALIAÇÃO DE RISCOS RELATIVOS AOS EFEITOS DE AGROTÓXICOS SOBRE MINHOCAS (KOKTA & ROTHERT, 1992) TOXICIDADE AGUDA CL 50 RELAÇÃO CL 50 : CAE Con. Ambiental Estimada CAE CL 50 < 10 x CAE CL 50 > 100 x CAE 80 < 10 x 10 Testes subletais Testes de campo 10 x CAE < CL 50 < 100 x CAE 10 x 10 < 500 < 100 x 10 Estudos de efeitos sobre o peso, etc 2.000 > 100 x 10 Provavelmente baixo Risco