Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-05-31Bitstream added on 2014-06-13T18:46:08Z : No. of bitstreams: 1 lourencetti_c_dr_araiq.pdf: 1138552 bytes, checksum: 5d745386dcdebc6d1b132add7225c1a7 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O potencial de contaminação das águas subterrâneas por pesticidas pode ser avaliado empregando estimativas direta, determinação do comportamento dos pesticidas em solo, e indireta, uso de modelos de previsão do potencial de lixiviação dos mesmos. Considerando-se o aumento do uso das águas subterrâneas para abastecimento urbano, rural e industrial e a possibilidade de contaminação das mesmas por pesticidas utilizados em plantações localizadas em áreas de elevada vulnerabilidade natural à poluição, este estudo teve como objetivo geral avaliar o potencial de lixiviação de três herbicidas largamente empregados no cultivo da cana-de-açúcar, comparando resultados obtidos com o uso dos valores das propriedades (Koc, tu) determinadas em laboratório e disponíveis na literatura. A influência da adição de vinhaça de cana-de-açúcar ao solo foi investigada por ser uma prática comum nessa cultura. O trabalho foi realizado em quatro etapas: seleção dos princípios ativos, desenvolvimento e validação do método, determinação das propriedades dos herbicidas (tu; Kd e Koc) e aplicação de índices que avaliam o potencial de lixiviação (GUS - Groundwater Ubiquity Score e LIX - Leaching IndeX). Os resultados da aplicação dos índices de GUS e LIX, utilizando os parâmetros determinados em laboratório (tu, Koc), estão de acordo com a classificação de potencial de lixiviação prevista quando dados da literatura foram empregados para o cálculo desses índices. Esse fato demonstra que o emprego dos valores das propriedades dos pesticidas, determinados em condições diferentes das de uso, podem ser utilizadas em uma etapa preliminar para indicar quais pesticidas deveriam ser priorizados em estudos mais complexos, como os estudos de monitoramento ambiental. / Potential of groundwater contamination by pesticides can be evaluated using direct, determination of pesticide behavior in soil, and indirect estimates, use of models to predict the potential of pesticides leaching. Taking into account the increase of groundwater use for urban, rural and industrial supply, and the possibility of their contamination by pesticides, used in crops located in high natural vulnerability areas, the general objective of this study was evaluating the leaching potential of herbicides, more intensely used in sugarcane crops, comparing results obtained with properties values (Koc, tu) determined in laboratory and available in the literature. Influence of sugarcane vinasse addition in soil was investigated because this is a common practice in this culture. The work was carried out in four steps: choice of active ingredient, method development and validation, herbicides properties determination (tu; Kd and Koc) and leaching indices application (Groundwater Ubiquity Score-GUS and Leaching IndeXLIX). The results of GUS and LIX indices application, using parameters determined in laboratory (tu, Koc), agree with the leaching potential classification predicted when literature values were employed in these indices calculation. This fact shows that the use of herbicides properties, determined in different conditions of their use, can be utilized in a preliminary step to indicate which pesticides should be prioritized in studies more complex, as environmental monitoring studies.

Orientador: Maria Lucia Ribeiro / Banca: Alberto José Cavalheiro / Banca: Arquimedes Lavorenti / Banca: Isabel Cristina Sales Fontes Jardim / Banca: Eny Maria Vieira / Resumo: O potencial de contaminação das águas subterrâneas por pesticidas pode ser avaliado empregando estimativas direta, determinação do comportamento dos pesticidas em solo, e indireta, uso de modelos de previsão do potencial de lixiviação dos mesmos. Considerando-se o aumento do uso das águas subterrâneas para abastecimento urbano, rural e industrial e a possibilidade de contaminação das mesmas por pesticidas utilizados em plantações localizadas em áreas de elevada vulnerabilidade natural à poluição, este estudo teve como objetivo geral avaliar o potencial de lixiviação de três herbicidas largamente empregados no cultivo da cana-de-açúcar, comparando resultados obtidos com o uso dos valores das propriedades (Koc, tu) determinadas em laboratório e disponíveis na literatura. A influência da adição de vinhaça de cana-de-açúcar ao solo foi investigada por ser uma prática comum nessa cultura. O trabalho foi realizado em quatro etapas: seleção dos princípios ativos, desenvolvimento e validação do método, determinação das propriedades dos herbicidas (tu; Kd e Koc) e aplicação de índices que avaliam o potencial de lixiviação (GUS - Groundwater Ubiquity Score e LIX - Leaching IndeX). Os resultados da aplicação dos índices de GUS e LIX, utilizando os parâmetros determinados em laboratório (tu, Koc), estão de acordo com a classificação de potencial de lixiviação prevista quando dados da literatura foram empregados para o cálculo desses índices. Esse fato demonstra que o emprego dos valores das propriedades dos pesticidas, determinados em condições diferentes das de uso, podem ser utilizadas em uma etapa preliminar para indicar quais pesticidas deveriam ser priorizados em estudos mais complexos, como os estudos de monitoramento ambiental. / Abstract: Potential of groundwater contamination by pesticides can be evaluated using direct, determination of pesticide behavior in soil, and indirect estimates, use of models to predict the potential of pesticides leaching. Taking into account the increase of groundwater use for urban, rural and industrial supply, and the possibility of their contamination by pesticides, used in crops located in high natural vulnerability areas, the general objective of this study was evaluating the leaching potential of herbicides, more intensely used in sugarcane crops, comparing results obtained with properties values (Koc, tu) determined in laboratory and available in the literature. Influence of sugarcane vinasse addition in soil was investigated because this is a common practice in this culture. The work was carried out in four steps: choice of active ingredient, method development and validation, herbicides properties determination (tu; Kd and Koc) and leaching indices application (Groundwater Ubiquity Score-GUS and Leaching IndeXLIX). The results of GUS and LIX indices application, using parameters determined in laboratory (tu, Koc), agree with the leaching potential classification predicted when literature values were employed in these indices calculation. This fact shows that the use of herbicides properties, determined in different conditions of their use, can be utilized in a preliminary step to indicate which pesticides should be prioritized in studies more complex, as environmental monitoring studies. / Doutor

O aminociclopiraclor é o primeiro herbicida sintetizado do grupo químico ácido pirimidinocarboxílico, pertence à classe das auxinas sintéticas, atua em um amplo espectro de plantas daninhas, e está em fase de registro junto a ANVISA. A literatura sobre o aminociclopiraclor ainda é limitada, mas sabe-se que suas principais vantagens são o amplo espectro de controle de plantas daninhas, elevada eficácia em baixas doses de aplicação, e baixa toxicidade a organismos não alvo. Estudos como degradação, sorção - dessorção e lixiviação de herbicidas em diferentes tipos de solos são indispensáveis para revelar a dinâmica do seu comportamento no solo promovendo subsídios para evitar efeitos prejudiciais ao ambiente e as culturas subsequentes. O presente trabalho teve como objetivo a avaliação da dinâmica do herbicida aminociclopiraclor através de ensaios de degradação e mineralização, sorção-dessorção e lixiviação em três solos brasileiros: Latossolo Vermelho distrófico (LVd - textura arenosa), Plintossolo Pétrico concrecionário (FFc - textura argilosa) e Latossolo Vermelho eutrófico (LVe - textura muito argilosa). Os estudos foram realizados no Laboratório de Ecotoxicologia do CENA/USP seguindo as normas da \"Organisation For Economic Co-operation and Development\" (OECD). As taxas de mineralização do aminociclopiraclor nos solos avaliados foram inferiores a 10%, e seguem a seguinte ordem: FFc < LVd < LVe. A concentração extraível do aminociclopiraclor foi reduzida em 37% após 126 dias, indicando a tendência à formação de resíduos ligados. O sistema de eluição utilizado na técnica de cromatografia em camada delgada não foi adequado para separar e qualificar a presença de metabólitos extraíveis. O modelo de Freundlich apresentou ajuste adequado para a sorção e dessorção do aminociclopiraclor, com coeficientes de correlação superiores a 0,99 para os três solos avaliados. Os coeficientes de sorção variaram entre 0,37 e 1,34 enquanto os de dessorção variaram entre 3,62 a 5,36. Os coeficientes de sorção apresentam correlação positiva significativa com os teores de argila, o mesmo comportamento não foi verificado em relação ao pH. Nos solos de textura argilosa (FFc e LVe), o aminociclopiraclor apresentou médias de lixiviação inferiores a 1%, e no solo de textura arenosa (LVd) superior a 3%. As concentrações do herbicida na primeira camada do solo (0-5 cm) apresentaram correlação positiva significativa com os teores de argila e capacidade de troca catiônica, o mesmo não foi observado em relação a matéria orgânica / The aminocyclopyrachlor is the first herbicide of the chemical group pyrimidinecarboxylic acid, belongs to the class of synthetic auxin, acts in a broad spectrum of weeds and is under registration at ANVISA. The literature on the aminocyclopyrachlor is still limited, but it is known that its main advantages are the broad spectrum of weed control, high efficacy at low application rates, and low toxicity to non-target organisms. Studies such as degradation, sorption-desorption and leaching of herbicides in different types of soils are essential to reveal the dynamics of its behavior in the soil promoting subsidies to avoid adverse environmental effects and the subsequent cultures. This study aimed to evaluate the dynamics of herbicide aminociclopiraclor by testing degradation and mineralization, sorption-desorption and leaching in three Brazilian soils: Latossolo Vermelho distrofico (LVd - sandy texture), Plintossolo Petrico concrecionãrio (FFc - clay texture) and Latossolo Vermelho eutrofico (LVe - clay texture). The studies were conducted at the Laboratory of Ecotoxicology CENA/USP, following the rules of the Organisation For Economic Co-operation and Development (OECD). Mineralization rates in the aminocyclopyrachlor evaluated soils were lower than 10%, and follow the following order: FFc <LVd <LVe. The concentration of extractable aminocyclopyrachlor was reduced by 37% after 126 days, indicating the tendency to formation of bound residues. The system elution technique used in thin layer chromatography was inadequate to separate and qualify the presence of extractable metabolites. The Freundlich model showed an adequate fit for the sorption and desorption of aminocyclopyrachlor, with correlation coefficients higher than 0.99 for the three test soils. The sorption coefficients ranged from 0.37 to 1.34 while the desorption ranged from 3.62 to 5.36. The sorption coefficients showed a significant positive correlation with the clay, the same behavior was not observed in relation to pH. In clay soils (FFc and LVe), the aminocyclopyrachlor presented averages less than 1% leaching, and sandy soil (LVd) exceeding 3%. The concentrations of the herbicide in the topsoil (0-5 cm) showed significant positive correlation with clay content and cation exchange capacity, the same was not observed for organic matter

O aminociclopiraclor é o primeiro herbicida sintetizado do grupo químico ácido pirimidinocarboxílico, pertence à classe das auxinas sintéticas, atua em um amplo espectro de plantas daninhas, e está em fase de registro junto a ANVISA. A literatura sobre o aminociclopiraclor ainda é limitada, mas sabe-se que suas principais vantagens são o amplo espectro de controle de plantas daninhas, elevada eficácia em baixas doses de aplicação, e baixa toxicidade a organismos não alvo. Estudos como degradação, sorção - dessorção e lixiviação de herbicidas em diferentes tipos de solos são indispensáveis para revelar a dinâmica do seu comportamento no solo promovendo subsídios para evitar efeitos prejudiciais ao ambiente e as culturas subsequentes. O presente trabalho teve como objetivo a avaliação da dinâmica do herbicida aminociclopiraclor através de ensaios de degradação e mineralização, sorção-dessorção e lixiviação em três solos brasileiros: Latossolo Vermelho distrófico (LVd - textura arenosa), Plintossolo Pétrico concrecionário (FFc - textura argilosa) e Latossolo Vermelho eutrófico (LVe - textura muito argilosa). Os estudos foram realizados no Laboratório de Ecotoxicologia do CENA/USP seguindo as normas da \"Organisation For Economic Co-operation and Development\" (OECD). As taxas de mineralização do aminociclopiraclor nos solos avaliados foram inferiores a 10%, e seguem a seguinte ordem: FFc < LVd < LVe. A concentração extraível do aminociclopiraclor foi reduzida em 37% após 126 dias, indicando a tendência à formação de resíduos ligados. O sistema de eluição utilizado na técnica de cromatografia em camada delgada não foi adequado para separar e qualificar a presença de metabólitos extraíveis. O modelo de Freundlich apresentou ajuste adequado para a sorção e dessorção do aminociclopiraclor, com coeficientes de correlação superiores a 0,99 para os três solos avaliados. Os coeficientes de sorção variaram entre 0,37 e 1,34 enquanto os de dessorção variaram entre 3,62 a 5,36. Os coeficientes de sorção apresentam correlação positiva significativa com os teores de argila, o mesmo comportamento não foi verificado em relação ao pH. Nos solos de textura argilosa (FFc e LVe), o aminociclopiraclor apresentou médias de lixiviação inferiores a 1%, e no solo de textura arenosa (LVd) superior a 3%. As concentrações do herbicida na primeira camada do solo (0-5 cm) apresentaram correlação positiva significativa com os teores de argila e capacidade de troca catiônica, o mesmo não foi observado em relação a matéria orgânica / The aminocyclopyrachlor is the first herbicide of the chemical group pyrimidinecarboxylic acid, belongs to the class of synthetic auxin, acts in a broad spectrum of weeds and is under registration at ANVISA. The literature on the aminocyclopyrachlor is still limited, but it is known that its main advantages are the broad spectrum of weed control, high efficacy at low application rates, and low toxicity to non-target organisms. Studies such as degradation, sorption-desorption and leaching of herbicides in different types of soils are essential to reveal the dynamics of its behavior in the soil promoting subsidies to avoid adverse environmental effects and the subsequent cultures. This study aimed to evaluate the dynamics of herbicide aminociclopiraclor by testing degradation and mineralization, sorption-desorption and leaching in three Brazilian soils: Latossolo Vermelho distrofico (LVd - sandy texture), Plintossolo Petrico concrecionãrio (FFc - clay texture) and Latossolo Vermelho eutrofico (LVe - clay texture). The studies were conducted at the Laboratory of Ecotoxicology CENA/USP, following the rules of the Organisation For Economic Co-operation and Development (OECD). Mineralization rates in the aminocyclopyrachlor evaluated soils were lower than 10%, and follow the following order: FFc <LVd <LVe. The concentration of extractable aminocyclopyrachlor was reduced by 37% after 126 days, indicating the tendency to formation of bound residues. The system elution technique used in thin layer chromatography was inadequate to separate and qualify the presence of extractable metabolites. The Freundlich model showed an adequate fit for the sorption and desorption of aminocyclopyrachlor, with correlation coefficients higher than 0.99 for the three test soils. The sorption coefficients ranged from 0.37 to 1.34 while the desorption ranged from 3.62 to 5.36. The sorption coefficients showed a significant positive correlation with the clay, the same behavior was not observed in relation to pH. In clay soils (FFc and LVe), the aminocyclopyrachlor presented averages less than 1% leaching, and sandy soil (LVd) exceeding 3%. The concentrations of the herbicide in the topsoil (0-5 cm) showed significant positive correlation with clay content and cation exchange capacity, the same was not observed for organic matter

The purpose of this research was to characterize the residual solids produced from hydraulic fracturing operations in the Marcellus Shale region. Four field samples were evaluated: drilling mud, treated sludge from the chemical treatment of process water, solids from the gravity settling of produced water, and sludge solidified prior to disposal in a municipal landfill. Cement kiln dust (CKD), used for solidification, was also considered in this study. All samples were subjected to a variety of laboratory techniques to determine their elemental composition and the potential for the elements to leach from the landfill. Strong acid digestion using a 3:1 combination of nitric acid to hydrochloric acid in a microwave with closed vessels was used to determine overall elemental composition. Leaching experiments were performed with de-ionized water and acetic acid (0.57%, pH 2.88) in an attempt to respectively evaluate the effects of weak and strong fluids that might be encountered by the residuals in landfill environments. Elements were analyzed by means of ICP-MS revealing the increased tendency for alkali metals, alkaline earth metals and halogens to leach. Leachablility was further increased for metals when exposed to acidic conditions. / Master of Science

The process of natural gas extraction through hydraulic fracturing produces large quantities of fluid containing naturally-occurring salt, radionuclides, and heavy metals which form residual solids during storage and treatment. The purpose of this research was to characterize the residual solids from hydraulic fracturing operations in the Marcellus Shale to predict the leaching behavior of select elements in disposal environments. Samples collected for this research were: (1) drilling mud, (2) treated sludge from the chemical treatment of process waters, (3) solids from the gravity settling of produced water, and (4) sludge solidified prior to disposal in a municipal landfill. These samples were subjected to various digestion techniques to determine the composition and leaching potential for elements of concern. Strong acid digestions were performed to determine the total environmentally available composition, whereas weak acid digestions were used to predict the leaching potential of these solids under various environmental conditions. The extraction fluids for the leaching experiments included weak acetic acid, acid rain, reagent water, and synthetic landfill leachate. Solids were agitated in a standard tumbling apparatus to simulate worst-case conditions based on ASTM and EPA recommendations. Results from EPA's Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) were used to determine if solids were considered hazardous based on the metal leaching potential. The results from strong and weak acid digestions were compared to better understand the types and quantity of materials that have the potential to leach from the samples. This research may be used to develop best management practices for hydraulic fracturing residual solids. / Master of Science