Made available in DSpace on 2016-08-12T19:18:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielyFB_TESE.pdf: 1402093 bytes, checksum: 59bc334c392f5b839e6f8198798a7e22 (MD5) Previous issue date: 2014-12-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Knowledge of the factors related to the dynamics of herbicides in the environment is of fundamental importance to predict the behavior of herbicides in different soil types and selection of appropriate doses and to avoid harmful effects to the environment and subsequent crops. Three experiments were conducted in order to analyze the dynamics of sulfentrazone in five soils of sugarcane areas of the Brazilian Northeast: Quartzipsamment (Peter Old-RN), Cambisol (Quixeré-CE); Oxisol (Coastal Plains - Maceió-AL), Red-Yellow Ultisol (Coastal Plains - Maceió-AL) and an Epiaquic Haplustult (floodplain - Maceió-AL). The first experiment aimed to characterize chemically, physically and mineralogically the topsoil of different soil classes. The characterization of soil attributes allowed to observe that areas with cane sugar cultivation vary depending mainly physical attributes, with soils of different textural classes and chemical attributes, highlighted with total Organic Carbon content and P available. Regarding the mineralogy, it was observed that the sugarcane areas are installed from young soils with predominance of 2: 1 clay soils to more developed with the presence of kaolinite, gibbsite and iron oxides. The second experiment aimed to evaluate the sorption and desorption of sulfentrazone in the five soils mentioned above was conducted in laboratory conditions. Freundlich equation was adjusted to obtain the sorption coefficients, Kf (sorption capacity) and 1 / n (intensity sorption). It was observed that the soils have different behavior in relation to sulfentrazone sorption potential. Based on the results of this second study, we concluded that the increasing order of sorption was: Argisol (Kf = 8.74)> Oxisol (Kf = 8.23)> Quartzipsamment (Kf = 7.50)> Inceptisol (Kf = 6 98)> Gleysol (Kf = 6.67); while desorption decreased in the following order: Argisol <Gleysol <Quartzipsamment <Inceptisol <Oxisol. The third study aimed to evaluate the leaching of sulfentrazone in these soils through bioassay and liquid chromatography high resolution. Based on the results, it is concluded that the mobility of sulfentrazone in the soil is influenced by its chemical, physical and mineralogical, presenting the following leaching potential sequence: Quartzipsamment (45 cm)> Oxisol (35 cm)> Argisol (20 cm) = Inceptisol (20 cm) = Gleysol (20 cm). Before making the recommendation of sulfentrazone, we must know the chemical, physical and mineralogical characteristics of soils and their interactions with the herbicide, in order to ensure technical efficiency and environmental sustainability / O conhecimento dos fatores relacionados à dinâmica de herbicidas no ambiente é de fundamental importância para prever o comportamento de herbicidas nas diferentes classes de solo e para seleção de dosagens adequadas, bem como para evitar efeitos prejudiciais ao ambiente e às culturas subsequentes. Foram conduzidos três experimentos, visando a analisar a dinâmica do herbicida sulfentrazone em cinco solos de regiões canavieiras do Nordeste brasileiro: Neossolo Quartzarênico (Pedro Velho-RN), Cambissolo Háplico (Quixeré-CE); Latossolo Vermelho-Amarelo (Tabuleiros Costeiros - Maceió-AL), Argissolo Vermelho-Amarelo (Tabuleiros Costeiros - Maceió-AL) e um Gleissolo Háplico (várzea - Maceió-AL). O primeiro experimento objetivou caracterizar química, física e mineralogicamente a camada arável de diferentes classes de solos. A caracterização dos atributos dos solos permitiu observar que as áreas com cultivo de cana-de-açúcar variam em função principalmente dos atributos físicos, com solos de diferentes classes texturais e atributos químicos, tendo destaque o teor de Carbono Orgânico total e P disponível. Em relação à mineralogia, foi possível observar que as áreas canavieiras são instaladas desde solos jovens com predomínio de argilominerais 2:1 até solos mais desenvolvidos com presença de caulinitas, gibsita e óxidos de ferro. O segundo experimento, com objetivo de avaliar a sorção e a dessorção do sulfentrazone nos cinco solos anteriormente mencionados foi conduzido em condições de laboratório. Foram ajustadas equações de Freundlich para obtenção dos coeficientes de sorção, Kf (capacidade de sorção) e 1/n (intensidade de sorção). Observou-se que os solos estudados apresentam comportamento diferenciado em relação ao potencial de sorção do sulfentrazone. Com base nos resultados deste segundo trabalho, conclui-se que a ordem crescente de sorção foi: Argissolo (Kf = 8,74) > Latossolo (Kf = 8,23) > Neossolo Quartzarênico (Kf = 7,50) > Cambissolo (Kf = 6,98) > Gleissolo (Kf = 6,67); ao passo que a dessorção decresceu na seguinte ordem: Argissolo < Gleissolo < Neossolo Quartzarênico < Cambissolo < Latossolo. O terceiro trabalho propôs avaliar a lixiviação do herbicida sulfentrazone nos referidos solos por meio de bioensaios e cromatografia líquida de alta resolução. Baseado nos resultados, conclui-se que a mobilidade do sulfentrazone nos solos é influenciada pelas suas características químicas, físicas e mineralógicas, apresentando a seguinte sequência de potencial de lixiviação: Neossolo Quartzarênico (45 cm) > Latossolo (35 cm) > Argissolo (20 cm) = Cambissolo (20 cm) = Gleissolo (20 cm). Antes de fazer recomendação do sulfentrazone, é necessário conhecer as características químicas, físicas e mineralógicas dos solos e suas interações com o herbicida, no intuito de garantir eficiência técnica e sustentabilidade ambiental

A extensa utilização de pesticidas na agricultura moderna tem contribuído para um aumento na contaminação do meio ambiente. Os Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs) ou argilas aniônicas, apresentam uma estrutura lamelar na qual uma variedade de ânions podem ser intercalados entre as lamelas através de interações eletrostáticas. Estes materiais lamelares podem ser utilizados em processos de adsorção/sorção e como suporte para a liberação lenta de compostos químicos. Assim, os principais objetivos deste trabalho foram: o estudo da sorção de ânions orgânicos de herbicidas ácidos 2,4-D, MCPA e Picloram utilizados na agricultura nacional, pela regeneração de HDLs de Mg-Al-CO3 calcinado e por troca aniônica em HDLs de Mg-Al-Cl. Para isso foram investigados a cinética do processo de sorção, além da determinação das isotermas em dois valores diferentes de pH. Assim, estes herbicidas foram intercalados em HDLs de Mg-Al, utilizando dois métodos de síntese indireta: regeneração do material calcinado e troca aniônica em solução, além do método de síntese direta por coprecipitação, sendo os materiais devidamente caracterizados. Todos os materiais obtidos, intercalados com cada um dos herbicidas, foram utilizados para o estudo da cinética de liberação dos mesmos em água. Os materiais obtidos por regeneração contendo cada um dos três herbicidas foram utilizados também no estudo da lixiviação em colunas de solo e no estudo de bio-ensaio com plantas, para testar a eficiência dos HDLs como suportes na liberação lenta dos herbicidas. A partir do estudo da cinética do processo de sorção dos ânions orgânicos presentes em solução utilizando HDLs de Mg-Al contendo cloreto ou carbonato após a calcinação, observou-se que a remoção dos ânions ocorreu através dos processos de troca aniônica no caso do HDL contendo cloreto, ou de regeneração da estrutura lamelar no caso do HDL calcinado. A intercalação dos ânions orgânicos na posição vertical foi verificada no processo de adsorção/sorção, e se mostrou dependente da concentração do herbicida em solução. O HDL calcinado apresentou a maior eficiência na remoção dos ânions da solução. Os herbicidas suportados em HDLs, apresentaram uma liberação em água mais lenta do que os mesmos em sua forma livre, e não se mostrou dependente do método de preparação da matriz utilizada. Os resultados dos estudos de lixiviação utilizando como matriz o HDL obtido por regeneração, demonstraram que os HDLs são bons suportes para os herbicidas pois apresentaram uma liberação lenta do ingrediente ativo, principlamente para o herbicida Picloram. O bio-ensaio mostrou que a forma de liberação dos herbicidas suportados foi eficiente no controle da germinação das sementes de plantas em aplicações pré-emergenciais. / The extensive use of pesticides in modern agriculture has been contributing to an increase in environmental contamination. Layered Double Hydroxides (LDHs), or anionic clays, bear a layered structure, and a variety of anions can be intercalated between these layers through electrostatic interactions. These layered materials can be used in adsorption/sorption processes and in the slow release of chemical compounds. So this work aims at studing the sorption of the acid herbicides bearing organic anions 2,4-D, MCPA and Picloram, used in national agriculture, through regeneration of calcined Mg-Al-CO3 LDH and anion exchange of Mg-Al-Cl ? LDH. For this purpose, the kinetics of the sorption process was investigated, and the determination of isotherms in two different pH values was carried out. The herbicides were intercalated in Mg-Al ? LDH using two indirect synthesis methods: regeneration of the calcined material and anion exchange in solution; besides the direct synthesis method by coprecipitation. The obtained materials were properly characterized. All the obtained materials, intercalated with each of the herbicides, were used in a kinetic release study in water. The materials obtained by regeneration were also used in a leaching and in a bioassay study, to test the efficiency of LDHs as supports for the slow release of herbicides. From the kinetic sorption process of the organic anions in solution using Mg-Al ? LDH containing chloride or carbonate after calcination, it was observed that the removal of anions occurred through an anionic exchange process in the case of the LDH containing chloride, or through regeneration of the layered structure in the case of the calcined LDH. The intercalation of organic anions in a vertical position was observed in the adsorption/sorption process, and it was shown to be dependent on the herbicide concentration in solution. The calcined LDH was the most efficient for removal of anions in solution. The herbicides supported on LDHs, presented a slower release in water than the same compounds in their free form, and the release behavior was not dependent on the methodology used for the preparation of the matrix. Leaching study results using the LDH obtained by regeneration as matrix demonstrated a slow release of the active ingredient, mainly for the Picloram herbicide. The bioassay showed that the release behavior of the supported herbicides was efficient in the control of plant seeds germination at preemergence applications.

A extensa utilização de pesticidas na agricultura moderna tem contribuído para um aumento na contaminação do meio ambiente. Os Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs) ou argilas aniônicas, apresentam uma estrutura lamelar na qual uma variedade de ânions podem ser intercalados entre as lamelas através de interações eletrostáticas. Estes materiais lamelares podem ser utilizados em processos de adsorção/sorção e como suporte para a liberação lenta de compostos químicos. Assim, os principais objetivos deste trabalho foram: o estudo da sorção de ânions orgânicos de herbicidas ácidos 2,4-D, MCPA e Picloram utilizados na agricultura nacional, pela regeneração de HDLs de Mg-Al-CO3 calcinado e por troca aniônica em HDLs de Mg-Al-Cl. Para isso foram investigados a cinética do processo de sorção, além da determinação das isotermas em dois valores diferentes de pH. Assim, estes herbicidas foram intercalados em HDLs de Mg-Al, utilizando dois métodos de síntese indireta: regeneração do material calcinado e troca aniônica em solução, além do método de síntese direta por coprecipitação, sendo os materiais devidamente caracterizados. Todos os materiais obtidos, intercalados com cada um dos herbicidas, foram utilizados para o estudo da cinética de liberação dos mesmos em água. Os materiais obtidos por regeneração contendo cada um dos três herbicidas foram utilizados também no estudo da lixiviação em colunas de solo e no estudo de bio-ensaio com plantas, para testar a eficiência dos HDLs como suportes na liberação lenta dos herbicidas. A partir do estudo da cinética do processo de sorção dos ânions orgânicos presentes em solução utilizando HDLs de Mg-Al contendo cloreto ou carbonato após a calcinação, observou-se que a remoção dos ânions ocorreu através dos processos de troca aniônica no caso do HDL contendo cloreto, ou de regeneração da estrutura lamelar no caso do HDL calcinado. A intercalação dos ânions orgânicos na posição vertical foi verificada no processo de adsorção/sorção, e se mostrou dependente da concentração do herbicida em solução. O HDL calcinado apresentou a maior eficiência na remoção dos ânions da solução. Os herbicidas suportados em HDLs, apresentaram uma liberação em água mais lenta do que os mesmos em sua forma livre, e não se mostrou dependente do método de preparação da matriz utilizada. Os resultados dos estudos de lixiviação utilizando como matriz o HDL obtido por regeneração, demonstraram que os HDLs são bons suportes para os herbicidas pois apresentaram uma liberação lenta do ingrediente ativo, principlamente para o herbicida Picloram. O bio-ensaio mostrou que a forma de liberação dos herbicidas suportados foi eficiente no controle da germinação das sementes de plantas em aplicações pré-emergenciais. / The extensive use of pesticides in modern agriculture has been contributing to an increase in environmental contamination. Layered Double Hydroxides (LDHs), or anionic clays, bear a layered structure, and a variety of anions can be intercalated between these layers through electrostatic interactions. These layered materials can be used in adsorption/sorption processes and in the slow release of chemical compounds. So this work aims at studing the sorption of the acid herbicides bearing organic anions 2,4-D, MCPA and Picloram, used in national agriculture, through regeneration of calcined Mg-Al-CO3 LDH and anion exchange of Mg-Al-Cl ? LDH. For this purpose, the kinetics of the sorption process was investigated, and the determination of isotherms in two different pH values was carried out. The herbicides were intercalated in Mg-Al ? LDH using two indirect synthesis methods: regeneration of the calcined material and anion exchange in solution; besides the direct synthesis method by coprecipitation. The obtained materials were properly characterized. All the obtained materials, intercalated with each of the herbicides, were used in a kinetic release study in water. The materials obtained by regeneration were also used in a leaching and in a bioassay study, to test the efficiency of LDHs as supports for the slow release of herbicides. From the kinetic sorption process of the organic anions in solution using Mg-Al ? LDH containing chloride or carbonate after calcination, it was observed that the removal of anions occurred through an anionic exchange process in the case of the LDH containing chloride, or through regeneration of the layered structure in the case of the calcined LDH. The intercalation of organic anions in a vertical position was observed in the adsorption/sorption process, and it was shown to be dependent on the herbicide concentration in solution. The calcined LDH was the most efficient for removal of anions in solution. The herbicides supported on LDHs, presented a slower release in water than the same compounds in their free form, and the release behavior was not dependent on the methodology used for the preparation of the matrix. Leaching study results using the LDH obtained by regeneration as matrix demonstrated a slow release of the active ingredient, mainly for the Picloram herbicide. The bioassay showed that the release behavior of the supported herbicides was efficient in the control of plant seeds germination at preemergence applications.