ANÁLISE FATORIAL PARA OTIMIZAÇÃO DE PARÂMETROS DE ADSORÇÃO DE HERBICIDAS EM SOLOS, DETERMINADA UTILIZANDO CLAE

Glaucia Maria Ferreira Pinto (PG) e Isabel Cristina Sales Fontes Jardim (PQ).

Departamento de Química Analítica - Instituto de Química - UNICAMP

palavras-chave: adsorção/dessorção, herbicidas, CLAE.

Os processos de adsorção/dessorção (processos de sorção) de químicos têm efeito no processo de transporte de pesticidas e na sua biodisponibilidade [1]. Assim, valores de adsorção-dessorção de pesticidas são necessários para avaliar as suas tendências de migração no ar, na água, no solo ou em sedimentos do meio ambiente. Eles são essenciais para estimar, por exemplo, o lixiviamento através do solo, a volatilidade na água e no solo, a fotodegradação no estado adsorvido em superfícies de aerosóis, e a concentração na água ou o escoamento pelo solo até as águas naturais.

A adsorção é considerada um dos principais processos que afeta a interação entre o pesticida e a fase sólida do solo. Os principais constituintes que representam a fase sólida do solo são: argila, minerais, matéria orgânica, óxidos e hidróxidos de alumínio e de ferro e sílica. Assim, a natureza das interações depende da composição do solo [2].

Como os solos têm uma capacidade de troca iônica variável, bem como diferentes áreas superficiais, pH e potencial redox, a interação com as substâncias químicas em um sistema aquoso é um assunto complexo e não pode ser completamente definido utilizando testes simples [1].

A distribuição resultante entre o adsorvente (solo) e a fase líquida (solução de pesticidas) depende de parâmetros químicos, propriedades do adsorvente e parâmetros ambientais, como temperatura, a relação entre solo/solução e a força iônica.

O procedimento experimental envolvido nestas determinações mede o decréscimo na concentração de pesticida (após equilíbrio) quando a solução aquosa do composto entra em contato com o solo, a temperatura ambiente [1]. A equação que descreve o relação da distribuição de um composto entre um sólido e uma fase aquosa é chamada de isoterma de sorção.

A análise fatorial é uma das maneiras mais eficientes para estudar a influência de vários parâmetros utilizando poucos experimentos.

Neste trabalho, foi realizada uma análise fatorial para otimizar alguns parâmetros experimentais que interferem na adsorção dos herbicidas bentazona, cianazina, simazina, 2,4-D, atrazina, diuron e linuron no solo. Estes parâmetros e os valores atribuídos foram:

(-) (+)

1. tempo de equilíbrio do solo com CaCl₂ 0,01 mol/L : 24 h 48 h

2. tempo de adsorção dos herbicidas: 24 h 48 h

3. volume de solução: 5 mL 8 mL

Como o fatorial em questão envolve 3 fatores com dois níveis cada um, ele é do tipo 2³ e requer 8 experimentos.

A tabela 1 contém o esquema dos experimentos realizados e também os coeficientes de contraste para o fatorial (efeitos).

Tabela 1 Esquema de experimento e efeitos para o fatorial 2³.

Os sinais - ou + indicam o nível dos fatores 1, 2 e 3 empregados em determinado ensaio. 12, 13, 23 e 123 indicam os efeitos de interação entre os fatores 1 e 2 (12), 1 e 3 (13), e assim sucessivamente. Os resultados empregados para avaliar este fatorial foram as adsorções obtidas para cada herbicida em cada situação, empregando uma solução de concentração da ordem de 2000 mg/L. O procedimento de adsorção seguido encontra-se descrito no guia da EPA [1]. As soluções, após equilíbrio com os herbicidas, foram analisadas por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) para determinmar a porcentagem de adsorção dos herbicidas no solo. As condições de análise foram: cromatógrafo a líquido Waters, detector por arranjo de diodos PDA 996, volume de injeção de 10 mL, fase móvel MeOH:H₂O 50:50, v/v pH= 3,75, ajustado com ácido fosfórico (25°C), vazão de 0,8 mL/min, coluna analítica e de guarda Waters Nova-Pak C-18, 4 mm.

Os resultados de adsorção para os herbicidas variaram entre 4-30%. Os valores dos efeitos dos fatores estudados mostraram que somente o fator volume de solução apresenta efeito significativo. Além disso, como os efeitos deste fator têm sinal negativo, conclui-se que um aumento no volume causa uma dimunuição na adsorção dos herbicidas. Assim, o melhor volume de solução a ser utilizado é de 5 mL. Em relação aos demais parâmetros, tempo de equilíbrio com CaCl₂ 0,01 mol/L e tempo de adsorção, optaram-se pelas condições que resultaram em análises mais rápidas ou seja 24h para ambos, uma vez que um aumento nestes fatores não representa uma melhora na adsorção.

[1] Fate, Transport and Transformation Test Guidelines OPPTS 835.1220, Sediment and Soil Adsorption/Desorption Isotherm, United States Environmental Protection Agency Prevention, Pesticides and Toxic Substances (7101) EPA, janeiro de 1998.

[2] E.M. Vieira, A.G.S. do Prado, M.D. Landgraf, M.O.O. Rezende, Quim. Nova 22 (3) (1999) 305.

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