MICROCALORIMETRIA DA DEGRADAÇÃO DO HERBICIDA 2,4-D PELA POPULAÇÃO MICROBIANA DO LATOSSOLO ROXO

Alexandre G. S. Prado (PG) e Claudio Airoldi (PQ)

Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, Caixa Postal 6154, 13083-970 Campinas, São Paulo, Brasil

Palavras-chave: microcalorimetria, biodegradação, 2,4-D

A introdução de muitas substâncias químicas no ambiente tem crescido nos últimos cinqüenta anos. Destas substâncias, os herbicidas merecem destaque pela presença em quantidades altas, porém, o impacto ambiental da aplicação destes compostos ainda não é totalmente conhecido. Assim, existe uma grande necessidade de predizer conseqüências ambientais de combinações químicas no meio ambiente. A compreensão do destino do herbicida é o fator chave para testar modelos ambientais capazes de predizer impactos e implementar ações corretivas. Alguns dos herbicidas são fontes de carbono para alimentação de microrganismos, isto é, estes compostos podem ser metabolizados por uma grande variedade microrganismos do solo. A biodegradação de compostos químicos geram um efeito térmico resultado de atividade de metabólica dos microrganismos. O efeito térmico é uma conseqüência inevitável do metabolismo biológico, sendo um indício fidedigno da atividade microbiana, podendo ser detectado com alta sensibilidade por microcalorimetria¹, que é uma técnica capaz de detectar as trocas de energia de processos químicos, físicos e biológicos com o ambiente. Através da microcalorimetria pode-se ainda caracterizar os processos de crescimento e morte dos microrganismos¹. O efeito térmico produzido por todos os eventos metabólicos que ocorrem num meio de cultura podem ser registrados sem nenhuma perturbação do processo². A curva potência-tempo determina “in situ” a medida da atividade biológica de compostos ou de associações dos mesmos, assim, como o crescimento e atividade dos microrganismos do solo². A atividade total pode ser registrada por esta técnica com certas vantagens, como o acompanhamento global do processo².

As amostras de solo foram coletadas no campus da Unicamp, sendo o mesmo representativo do Latossolo roxo. A amostragem foi feita em uma região parcialmente encoberta por arbustos, tomando-se o cuidado de evitar o solo que já tenha sofrido terraplanagem. As amostras foram coletadas em uma profundidade entre 5 a 10 cm, desprezando a camada superficial. Os solos antes de serem analisados passaram por peneira de 2,0 mm e armazenado em sacos de polietileno mantidos em um refrigerador². O efeito térmico gerado na degradação de diferentes quantidades de 2,4-D pela atividade microbiana do solo foi acompanhada em alíquotas de solo com umidade controlada de 35 % à 298,00 ± 0,15 K². As atividades microbianas foram determinadas em um microcalorímetro LKB 2277.

A análise química mostrou que o solo possui 5,50 ± 0,22 % de matéria orgânica e pH 5,84 ± 0,06. A atividade microbiana das amostras de solo em diferentes quantidades de 2,4-D resultaram em uma evolução do efeito térmico. As curvas potência-tempo registradas para o Latossolo roxo em diferentes quantidades de umidade apresentam o perfil da figura 1a e a quantificação do efeito térmico está apresentado na figura 1b.

Figura 1.a) curvas potência-tempo da atividade microbiana do solo na degradação de 2,4-D em umidade controlada de 35 % em 1,50 g de Latossolo roxo, com 1,0 (A), 2,0 (B), 4,0 (C), 10,0 mg de 2,4-D adicionadas no solo (D). b) evolução do efeito térmico total (-ð-)e do efeito térmico pela quantidade aplicada (-·-), durante a biodegradação do 2,4-D pela microflora do solo em função da quantidade aplicada do 2,4-D, entre 1,0 mg a 10,0 mg do herbicida.

As curvas potência-tempo da figura 1a confirmam que a microflora do solo utiliza o 2,4-D como fonte de alimento, pois ocorre a evolução do efeito térmico quando o solo é colocado somente na presença deste pesticida e água, sendo degradado a partir de 15 h após a sua aplicação. O efeito térmico gerado aumenta até adição de 4,0 mg de 2,4-D, decrescendo a partir da aplicação de 6,0 mg de 2,4-D. Tais dados comprovam que os microrganismos do solo utilizam inicialmente este pesticida como fonte de alimento, quando adicionado ao solo em pequenas quantidades. Porém, o aumento da quantidade deste pesticida adicionado acarreta uma diminuição na atividade microbiana, provavelmente devido à formação de metabólitos tóxicos à microflora. Reafirmando este fato, a figura 1b apresenta ainda um gráfico efeito térmico pela massa de herbicida em função da quantidade aplicada, mostrando uma diminuição do mesmo com o aumento da quantidade do herbicida aplicada ao solo. Os dados microcalorimétricos da figura1b mostram que o pesticida 2,4-D age diretamente na microbiologia do solo, pois o efeito térmico por grama de herbicida decresce exponencialmente de 33,0 kJ g^-1 na aplicação de 1,0 mg de 2,4-D até 2,4 kJ g^-1 na aplicação de 10,0 mg deste herbicida. Estes resultados sugerem que locais com aplicações indiscriminadas de 2,4-D podem apresentar problemas, com a diminuição da fertilidade do solo. Lembrando que os microrganismos do solo são os principais responsáveis pela renovação da matéria orgânica do mesmo.

1. Barros, N; Feijoo; S.;Simoni, J. A.; Prado, A. G. S.; Barboza, F. D.; Airoldi, C.; Thermochim. Acta, 1999, 328, 99.

2. Prado, A. G. S.; Airoldi, C.; Thermochim. Acta, 1999, 332, 71.

[FAPESP]