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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
INSTITUTO DE QUÍMICA
ANDREZA CAMILOTTI DIONISIO
SORÇÃO E DISSIPAÇÃO DE ABAMECTINA EM SOLOS BRASILEIROS
CAMPINAS
2016
ANDREZA CAMILOTTI DIONISIO
SORÇÃO E DISSIPAÇÃO DE ABAMECTINA EM SOLOS BRASILEIROS
Dissertação de Mestrado apresentada ao Instituto de
Química da Universidade Estadual de Campinas como
parte dos requisitos exigidos para a obtenção do título de
Mestra em Química na área de Química Analítica
Orientadora: Profa. Dra. Susanne Rath
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA
PELA ALUNA ANDREZA CAMILOTTI DIONISIO, E ORIENTADA PELA PROFA. DRA.
SUSANNE RATH.
CAMPINAS
2016
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, que me fortalece e renova minha esperança a
cada dia.
À minha orientadora, Profa. Dra. Susanne Rath, pela oportunidade, pelo imensurável
aprendizado, pela confiança e amizade. Meu profundo agradecimento e admiração.
Aos professores e pesquisadores que gentilmente aceitaram participar das bancas
examinadoras de qualificação de mestrado e de defesa de dissertação de mestrado
deste trabalho, Anne-Hélène Fostier, Ivo Milton Raimundo Júnior, Solange Cadore,
Mônica Ferreira de Abreu e Keity Margareth Doretto.
À minha família, em especial à minha mãe Kelly, pelo apoio incondicional, incentivo
e paciência.
Um agradecimento especial ao Tiago, pelo companheirismo, dedicação,
compreensão e incentivo.
Aos amigos e companheiros de laboratório, pela amizade, momentos de
descontração, conversas e discussões científicas.
À Universidade Estadual de Campinas, especialmente ao Instituto de Química e à
Comissão de Pós-Graduação, pelo suporte e infraestrutura disponibilizada para a
realização deste trabalho.
Às agências de fomento à pesquisa CNPq e FAPESP, pelo auxílio financeiro.
À Embrapa, por conceder as amostras de solo utilizadas neste trabalho.
E a todos aqueles que de alguma forma contribuíram para a realização deste
trabalho.
Meu sincero agradecimento.
RESUMO
A abamectina é um agente antiparasitário amplamente empregado na medicina
veterinária para o controle de ecto e endoparasitas e tem sido usada também como
agrotóxico em culturas agrícolas contra ácaros e pragas de insetos. Fármacos
veterinários e agrotóxicos podem atingir os solos e serem transportados para águas
superficiais e subterrâneas, oferecendo riscos aos ecossistemas terrestres e
organismos aquáticos mesmo em concentrações muito baixas. Processos de sorção,
transformação e transporte são os principais responsáveis pelo destino destas
substâncias no ambiente. Neste trabalho, foi avaliado o comportamento da
abamectina em solos brasileiros, particularmente em solos característicos do Estado
de São Paulo (arenoso, argiloso e argiloarenoso), por meio da realização de estudos
de sorção e dissipação aeróbia, conforme as recomendações dos Guias 106 e 307
da OECD. A abamectina foi quantificada em solos e soluções de solo empregando
métodos previamente validados usando a cromatografia líquida de alta eficiência
associada ao detector de fluorescência, após extração sólido-líquido ou líquido-
líquido e etapa de derivatização. Estudos preliminares mostraram que a abamectina
adsorve, em grande parte, em materiais plásticos, sendo necessário o uso de tubos
de vidro com tampas de alumínio para a realização dos ensaios. Isotermas de
sorção e dessorção foram construídas e ajustadas ao modelo de Freundlich para
quatro tipos de solos. A abamectina apresentou elevada afinidade às partículas dos
solos, com coeficientes de sorção e dessorção de Freundlich entre 44 e 138 μg1-1/n
mL1/n g-1 e entre 89 e 236 μg1-1/n mL1/n g-1, respectivamente. Maior sorção de
abamectina se deu em solos com maior teor de argila e matéria orgânica. Apesar de
dessorção pouco pronunciada, presença de histerese não foi observada nos solos
avaliados, indicando reversibilidade do processo de sorção. A dissipação de
abamectina foi avaliada em dois tipos de solos (arenoso e argiloso) em um ambiente
aeróbico e protegido de luz a uma temperatura e umidade relativa de 20,9 ºC e
72,6%, respectivamente. Foi observada rápida redução da quantidade de
abamectina presente nos solos (DT50 = 1,1-3,5 dias e DT90 = 3,7-11,6 dias). A
degradação microbiana aeróbia deve ser o mecanismo majoritariamente
responsável pela dissipação de abamectina em solos, uma vez que o composto não
dissipou nos mesmos solos quando previamente esterilizados.
ABSTRACT
Abamectin is an antiparasitic agent widely employed in veterinary medicine for the
control of ecto and endoparasites and has also been used as a pesticide in
agricultural crops against mites and insect pests. Veterinary drugs and pesticides
may reach the soils and be transported to surface and groundwater, offering risks to
terrestrial and aquatic organisms even at very low concentrations. Sorption,
transformation and transport processes are the main responsible for fate of these
substances in the environment. In this work, the behavior of abamectin in Brazilian
soils, particularly in characteristic soils of the State of São Paulo (sandy, clay and
sandy-clay), was evaluated by conducting sorption and aerobic dissipation studies,
according to the recommendations of OECD 106 and 307 Guidelines. Abamectin
was quantified in soils and soil solutions employing previously validated methods
using high performance liquid chromatography with fluorescence detection after
solid-liquid or liquid-liquid extraction and derivatization step. Preliminary studies
showed that abamectin adsorbs largely on plastic materials, requiring the use of
glass vessels with aluminum stoppers for the tests. Sorption and desorption
isotherms were constructed and fitted to the Freundlich model for four types of soils.
Abamectin showed high affinity to soil particles with Freundlich sorption and
desorption coefficients ranging from 44 to 138 μg1-1/n mL1/n g-1 and from 89 to 236 μg1-
1/n mL1/n g-1, respectively. Greater sorption of abamectin occurred in soils with higher
content of clay and organic matter. Although less pronounced desorption, presence
of hysteresis was not observed in the evaluated soils, indicating reversibility of the
sorption process. Dissipation of abamectin was evaluated in two types of soils (sandy
and clay) in an aerobic and dark environment under temperature and relative
humidity of 20.9 ºC and 72.6%, respectively. It was noted rapid reduction of the
amount of abamectin present in the soils (DT50 = 1.1-3.5 days and DT90 = 3.7-11.6
days). Aerobic microbial degradation must be the primary mechanism responsible for
the dissipation of abamectin in soils, due to the fact that the compound did not
dissipate in the same soils that were previously sterilized.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura I.1 - Estrutura química das avermectinas. .................................................... 21
Figura I.2 - Os componentes do solo (adaptado de McCauley et al., 2005). ............ 33
Figura I.3 - Triângulo textural: classes texturais de solos de acordo com as
frações de argila, silte e areia (IBGE, 2007). ............................................................ 34
Figura I.4 - Mapa pedológico do Estado de São Paulo. ........................................... 37
Figura III.1 - Estrutura química da abamectina (ABA B1a, R = CH2CH3; ABA B1b,
R = CH3), com destaque para a presença do grupo benzofurano diidroxilado. ........ 54
Figura III.2 - Formação de um reagente de acilação de MI e ATFA. ........................ 54
Figura III.3 - Formação de um grupo fluoróforo por reação do reagente de
acilação no anel benzofurano, na presença de MI. .................................................. 55
Figura III.4 - Cromatograma da abamectina: 1) abamectina B1b, 2) abamectina
B1a, a 1000 ng mL-1, em acetonitrila. Condições cromatográficas: coluna
cromatográfica LiChroCART® 55-4 Purospher® STAR RP-18 (4,0 mm x 50 mm,
3 µm); fase móvel metanol:água 98:2 (v/v) em modo isocrático; temperatura da
coluna a 30 ºC; vazão de 0,8 mL min-1; volume de injeção de 5 μL;
comprimentos de onda de excitação e emissão fixados em 365 nm e 470 nm,
respectivamente. ...................................................................................................... 56
Figura III.5 - Estabilidade do derivado fluorescente de abamectina em
acetonitrila, a 1000 ng mL-1, em vial âmbar de vidro e à temperatura ambiente. ...... 57
Figura III.6 - Recuperação média (n = 2) da abamectina em soluções aquosas
(20 mL) de CaCl2 0,01 mol L-1, a 50 ng mL-1, após extração líquido-líquido com
acetato de etila, diclorometano, clorofórmio e hexano. ............................................. 58
Figura III.7 - Cromatogramas das soluções branco de solo N1, N2, S1 e S2 e da
abamectina (ABA) em CaCl2 0,01 mol L-1, a 50 ng mL-1, empregando coluna
cromatográfica LiChroCART® 55-4 Purospher® STAR RP-18 (4,0 mm x 50 mm,
3 µm), fase móvel metanol:água 98:2 (v/v) em modo isocrático, temperatura da
coluna a 30 ºC, vazão de 0,8 mL min-1, volume de injeção de 5 μL e
comprimentos de onda de excitação e emissão fixados em 365 nm e 470 nm,
respectivamente. ...................................................................................................... 59
Figura III.8 - Curva analítica da abamectina na faixa de concentração de 0,25 a
62,5 ng mL-1, em CaCl2 0,01 mol L-1, e o respectivo gráfico de resíduos. ................. 60
Figura III.9 – Recuperação média (n = 2) de abamectina determinada nas
soluções de CaCl2 0,01 mol L-1 e na superfície dos frascos, comparada com
soluções de abamectina recém preparadas. ............................................................ 62
Figura III.10 - Porcentagem de sorção média (n = 2) de abamectina nos solos
N1, N2, S1 e S2, utilizando diferentes razões solo:solução (m/v)............................. 63
Figura III.11 - Porcentagem de abamectina sorvida nos solos N1, N2, S1 e S2
em função do tempo. ............................................................................................... 64
Figura III.12 - Cinéticas de sorção da abamectina nos solos N1, N2, S1 e S2,
ajustadas ao modelo de PSO. .................................................................................. 65
Figura III.13 - Isotermas de sorção e dessorção de abamectina nos solos N1,
N2, S1 e S2, na forma não linearizada (a) e linearizada (b). .................................... 68
Figura IV.1 - Cromatograma da abamectina: 1) abamectina B1a, a 250 ng mL-1,
em acetonitrila. Condições cromatográficas: coluna cromatográfica
LiChroCART® 55-4 Purospher® STAR RP-18 (4,0 mm x 50 mm, 3 µm); fase
móvel metanol:água 98:2 (v/v) em modo isocrático; temperatura da coluna a 30
ºC; vazão de 0,8 mL min-1; volume de injeção de 5 μL; comprimentos de onda de
excitação e emissão fixados em 365 nm e 470 nm, respectivamente. ..................... 81
Figura IV.2 - Recuperação média (n = 2) da abamectina em amostras do solo
N1, a 100 ng g-1, após extração sólido-líquido com acetonitrila, metanol e
acetato de etila (2 x 10 mL), assistida por ultrassom (20 min). ................................. 82
Figura IV.3 - Recuperação média (n = 2) da abamectina em amostras do solo
N1, a 100 ng g-1, após extração sólido-líquido com: (a) acetonitrila (2 x 10 mL),
assistida por agitação em vortex (1 min) ou ultrassom (20 min), e (b) acetonitrila,
assistida por agitação em vortex (1 min), variando-se o volume de solvente. .......... 83
Figura IV.4 - Cromatogramas das amostras branco de solo N1 e S2 e da
abamectina (ABA) em acetonitrila, a 250 ng mL-1, empregando coluna
cromatográfica LiChroCART® 55-4 Purospher® STAR RP-18 (4,0 mm x 50 mm,
3 µm), fase móvel metanol:água 98:2 (v/v) em modo isocrático, temperatura da
coluna a 30 ºC, vazão de 0,8 mL min-1, volume de injeção de 5 μL e
comprimentos de onda de excitação e emissão fixados em 365 nm e 470 nm,
respectivamente. ...................................................................................................... 84
Figura IV.5 - Curvas analíticas da abamectina nos solos N1 e S2, na faixa de
concentração de 5 a 125 ng g-1, e os respectivos gráficos de resíduos. ................... 85
Figura IV.6 - Cinéticas de dissipação da abamectina em solos não estéreis (N1
e S2), ajustadas ao modelo de primeira ordem. ....................................................... 87
Figura IV.7 - Concentração de abamectina em solos estéreis (N1 e S2) em
função do tempo. ..................................................................................................... 88
LISTA DE TABELAS
Tabela I.1 - Propriedades físico-químicas das avermectinas (Merck Index, 2006;
Krogh et al., 2008a; Milhome et al., 2009; Tomasz et al., 2010; Horvat et al.,
2012)........................................................................................................................ 23
Tabela I.2 - Tamanho aproximado de partículas finas do solo. ................................ 33
Tabela III.1 - Propriedades físico-químicas e texturais dos solos selecionados. ...... 46
Tabela III.2 - Parâmetros de conformidade do sistema cromatográfico para
abamectina (B1a e B1b). ............................................................................................ 56
Tabela III.3 - Parâmetros cinéticos de sorção da abamectina nos solos N1, N2,
S1 e S2, a partir dos ajuste dos dados ao modelo de PSO. ..................................... 65
Tabela III.4 - Parâmetros de sorção e dessorção de abamectina nos solos N1,
N2, S1 e S2.............................................................................................................. 69
Tabela IV.1 - Parâmetros de conformidade do sistema cromatográfico para
abamectina (B1a). ..................................................................................................... 82
Tabela IV.2 - Parâmetros cinéticos de dissipação da abamectina nos solos não
estéreis (N1 e S2) e medidas de respirometria dos solos. ....................................... 88
Tabela IV.3 - Índice de vulnerabilidade de águas subterrâneas (GUS) para
abamectina, a partir dos solos N1 e S2. ................................................................... 91
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABA Abamectina
ANVISA Agência Nacional de Vigilância Sanitária
ATFA Anidrido trifluoracético
CNA Confederação da Agricultura e Pecuária do Brasil
CO Carbono orgânico
CPV Compêndio de Produtos Veterinários
CRA Capacidade de retenção de água
CTC Capacidade de troca catiônica
CV Coeficiente de variação
DOR Doramectina
EMA Agência Europeia de Medicamentos (European Medicines Agency)
EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
EMM Emamectina
EPA Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (Environmental
Protection Agency)
EPR Eprinomectina
FAO Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura
(Food and Agriculture Organization of the United Nations)
FDA Agência Norte Americana de Administração de Alimentos e
Medicamentos (Food and Drug Administration)
GABA Ácido gama-aminobutírico
GUS Índice de vulnerabilidade de águas subterrâneas (Groundwater
ubiquity score)
HPLC-FLD Cromatografia líquida de alta eficiência associada ao detector de
fluorescência (High performance liquid chromatography with
fluorescence detection)
IAC Instituto Agronômico de Campinas
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IEA Instituto de Economia Agrícola
INMET Instituto Nacional de Meteorologia
IVR Ivermectina
JECFA Comitê de Especialistas em Aditivos Alimentares (Joint Expert
Committee on Food Additives)
LANAGRO Laboratório Nacional Agropecuário
LD Limite de detecção
LQ Limite de quantificação
LMR Limite máximo de resíduo
MAPA Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento
MI 1-Metilimidazol
MMA Ministério do Meio Ambiente
MO Matéria Orgânica
OECD Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico
(Organization for Economic Co-operation and Development)
PA Para análise
PAMVet Programa de análise de resíduos de medicamentos veterinários em
alimentos de origem animal
PEC Concentração ambiental previsível (Predicted environmental
concentration)
PIB Produto interno bruto
PP Polipropileno
PPO Pseudo-primeira-ordem
PSO Pseudo-segunda-ordem
PTFE Politetrafluoretileno
SEL Selamectina
SINDAN Sindicato Nacional da Indústria de Produtos para Saúde Animal
u.f. Unidade de fluorescência
UNICAMP Universidade Estadual de Campinas
UV-Vis Ultravioleta-visível
VICH Conferência Internacional de Harmonização dos Medicamentos
Veterinários (Veterinary International Conference on Harmonization)
WHO Organização Mundial de Saúde (World Health Organization)
SUMÁRIO
CAPÍTULO I - INTRODUÇÃO ................................................................................. 17
I. 1 - O uso de avermectinas na agropecuária ...................................................... 18
I. 2 - As avermectinas ........................................................................................... 20
I. 3 - Entrada e disseminação de avermectinas no ambiente ................................ 25
I. 4 - Riscos decorrentes da presença de avermectinas no ambiente ................... 27
I. 5 - Avaliação dos impactos causados por fármacos veterinários no ambiente ... 29
I. 5.1 - Sorção e dissipação de fármacos veterinários em solos ........................ 31
I. 6 - O solo ........................................................................................................... 32
I. 6.1 - Solos do Estado de São Paulo ............................................................... 36
I. 7 - Determinação de avermectinas em amostras ambientais ............................. 38
CAPÍTULO II - OBJETIVOS .................................................................................... 40
CAPÍTULO III - SORÇÃO DE ABAMECTINA EM SOLOS ...................................... 42
III. 1 - PARTE EXPERIMENTAL ........................................................................... 44
III. 1.1 - Equipamentos e materiais .................................................................... 44
III. 1.2 - Solventes, reagentes e padrão analítico ............................................... 45
III. 1.3 - Amostras de solo .................................................................................. 45
III. 1.4 - Condições cromatográficas para a determinação de abamectina em
soluções de solo ................................................................................................ 46
III. 1.5 - Preparo das soluções de abamectina ................................................... 47
III. 1.6 - Método de extração de abamectina de soluções de solo...................... 47
III. 1.7 - Validação do método para determinação de abamectina em
soluções de solo ................................................................................................ 48
III. 1.8 - Estabilidade da abamectina em soluções aquosas e adsorção nos
frascos empregados .......................................................................................... 49
III. 1.9 - Razão solo:solução .............................................................................. 49
III. 1.10 - Cinética de sorção .............................................................................. 50
III. 1.11 - Isotermas de sorção e dessorção ....................................................... 51
III. 2 - RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................. 53
III. 2.1 - Método cromatográfico para a determinação de abamectina em
soluções de solo ................................................................................................ 53
III. 2.2 - Método de extração de abamectina de soluções de solo...................... 57
III. 2.3 - Validação do método para determinação de abamectina em
soluções de solo ................................................................................................ 58
III. 2.4 - Estabilidade da abamectina em solução aquosa e adsorção nos
frascos empregados .......................................................................................... 61
III. 2.5 - Razão solo:solução .............................................................................. 63
III. 2.6 - Cinética de sorção ................................................................................ 64
III. 2.7 - Isotermas de sorção e dessorção ......................................................... 67
CAPÍTULO IV - DISSIPAÇÃO AERÓBIA DE ABAMECTINA EM SOLOS .............. 73
IV. 1 - PARTE EXPERIMENTAL ........................................................................... 74
IV. 1.1 - Equipamentos e materiais .................................................................... 74
IV. 1.2 - Solventes, reagentes e padrão analítico .............................................. 75
IV. 1.3 - Amostras de solo ................................................................................. 75
IV. 1.4 - Condições cromatográficas para a determinação de abamectina em
solos ............................................................................................................. 76
IV. 1.5 - Preparo das soluções de abamectina .................................................. 76
IV. 1.6 - Método de extração de abamectina de solos ....................................... 76
IV. 1.7 - Validação do método para determinação de abamectina em solos ...... 77
IV. 1.8 - Dissipação aeróbia ............................................................................... 78
IV. 1.9 - Avaliação do risco de contaminação de água por abamectina ............. 80
IV. 2 - RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................. 81
IV. 2.1 - Método cromatográfico para a determinação de abamectina em
solos ............................................................................................................. 81
IV. 2.2 - Método de extração de abamectina em solos ...................................... 82
IV. 2.3 - Validação do método para determinação de abamectina em solos ...... 83
IV. 2.4 - Dissipação aeróbia ............................................................................... 86
IV. 2.5 - Avaliação do risco de contaminação de água por abamectina ............. 90
CAPÍTULO V - CONCLUSÕES ............................................................................... 92
CAPÍTULO VI - REFERÊNCIAS .............................................................................. 96
17
CAPÍTULO I - INTRODUÇÃO
18
I. 1 - O uso de avermectinas na agropecuária
Os medicamentos de uso veterinário são produzidos e utilizados em larga
escala em todo o mundo e sua diversidade aumenta a cada ano. Antimicrobianos,
antiparasitários, anti-inflamatórios, anestésicos, antissépticos, hormônios e outros
produtos têm sido amplamente empregados no setor agropecuário para o controle
de doenças, alavancando a produtividade e a oferta de alimentos de origem animal,
bem como a competitividade do agronegócio em nível nacional e internacional. Em
2014, a indústria de saúde animal movimentou, em nível mundial, aproximadamente
24 bilhões de dólares. No Brasil, o faturamento chegou a 4,421 bilhões de reais,
sendo que 22% deste montante corresponderam à comercialização de
antiparasitários (SINDAN, 2015a).
Dentre os grupos de fármacos disponíveis para o controle de doenças
parasitárias, os mais utilizados são os benzimidazóis, as pirimidinas, os
imidazotiazóis e as lactonas macrocíclicas, que se diferenciam pelo mecanismo de
ação e pelas formas de eliminação parasitária (Molento, 2005). Entre eles, as
lactonas macrocíclicas, grupo que compreende as avermectinas e milbemicinas,
estão entre os antiparasitários mais empregados na saúde animal para o tratamento
e profilaxia de endoparasitoses e ectoparasitoses no Brasil. Mais de 85% das
formulações de antiparasitários endectocidas registradas no Compêndio de Produtos
Veterinários (CPV) do Sindicato Nacional da Indústria de Produtos para Saúde
Animal (SINDAN) correspondem a formulações de avermectinas, sendo estas
administradas principalmente no tratamento de equinos, suínos, bovinos, ovinos e
caprinos (SINDAN, 2015b).
O Brasil é um dos cinco maiores mercados veterinários do mundo e vem
apresentando crescimento sustentado principalmente pelo regime de criação
intensiva e aumento significativo na produção de alimentos de origem animal com
qualidade sanitária (Capanema et al., 2007). O país é um dos maiores produtores
mundiais de proteína animal e tem no mercado interno o principal destino de sua
produção. No ano de 2010, 75% da produção brasileira de carnes (bovina, suína e
de aves), estimada em 24,5 milhões de toneladas, foi consumida internamente no
país. De acordo com o Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA),
a previsão é de que até 2020 o mercado interno seja responsável pelo consumo de
50% de todo produto pecuário produzido no Brasil. Em relação às exportações, a
19
participação brasileira no comércio internacional vem crescendo a cada ano, com
destaque para a produção de carne bovina, suína e de frango. Segundo o MAPA,
até 2020, a expectativa é de que a produção nacional de carnes suprirá 44,5% do
mercado mundial, mantendo o Brasil na posição de primeiro exportador mundial de
carnes bovina e de frango (MAPA, 2015a).
A bovinocultura é um dos principais destaques do agronegócio brasileiro
no cenário mundial, sendo o Brasil o dono do segundo maior rebanho efetivo do
mundo, com cerca de 200 milhões de cabeças. Além de atender o mercado interno,
o país assumiu a liderança nas exportações de carne bovina, desde 2008, com
vendas em mais de 180 países, e a tendência é de que as exportações aumentem
ainda mais nos próximos anos, com previsão de crescimento de 2,15% ao ano
(MAPA, 2015a). No ano de 2013, foram abatidas 34,4 milhões de cabeças de
bovinos no Brasil, somando-se bois, vacas e novilhos, com presença da atividade
em todos os estados brasileiros. Os estados de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul e
São Paulo lideraram os abates, com quase 40% do total. O número de bovinos
enviados para o abate pelo Estado de São Paulo foi de aproximadamente 3,5
milhões de cabeças, mais de 10% do total nacional (IBGE, 2014; IEA, 2014).
No Brasil, as avermectinas estão entre os antiparasitários de maior
sucesso comercial e mais comumente administrados no gado. Estão registrados no
SINDAN 133 produtos veterinários contendo fármacos do grupo das avermectinas
para bovinos, incluindo os princípios ativos abamectina, doramectina, eprinomectina
e ivermectina, sendo que abamectina e ivermectina contribuem com o maior número
de formulações (SINDAN, 2015b). Esta preferência é provavelmente uma
consequência de sua atividade endectocida estendida e também devido às lentas
taxas de eliminação destes compostos em bovinos (Rübensam et al., 2013).
Entre as avermectinas mais usadas como antiparasitários na medicina
veterinária, a abamectina tem sido usada também como agrotóxico em culturas
agrícolas contra ácaros e pragas de insetos (Valenzuela et al., 2000; Milhome et al.,
2009; Qiao et al., 2012; Kim et al., 2014). No Brasil, a abamectina é a única
avermectina registrada como produto agrotóxico pelo MAPA, num total de 15
formulações, indicada para aplicação foliar em culturas de algodão, batata, café,
citros, coco, cravo, crisântemo, ervilha, feijão, feijão-vagem, figo, maçã, mamão,
manga, melancia, melão, morango, pepino, pera, pêssego, pimentão, rosa, tomate e
uva (MAPA, 2015b).
20
O uso de agrotóxicos para o controle de pragas e doenças é considerado
extremamente relevante no modelo de desenvolvimento da agricultura no país, que
visa o atendimento à crescente demanda por alimentos e produtos agropecuários,
em quantidade e qualidade. Com terras férteis, extensas e clima propício para a
agricultura, o Brasil é um dos principais produtores e fornecedores mundiais de
alimentos e também o maior consumidor de produtos agrotóxicos no mundo.
Projeções do MAPA apontam que, até 2020, a produção de produtos agrícolas do
país vai representar um terço da comercialização mundial, em função da crescente
demanda dos países asiáticos (MAPA, 2015c; MMA, 2015).
O Brasil se destaca na produção de soja, milho, arroz, feijão, café e cana-
de-açúcar, sendo a cultura de soja a que mais cresceu nas últimas três décadas e
que hoje representa o maior peso na balança comercial brasileira, correspondendo a
49% da área plantada em grãos do país. Outra cultura de comparável relevância é a
de algodão, tendo o Brasil alcançado o terceiro lugar na exportação do produto
(MAPA, 2015c). O país vem se destacando também na produção de suco de laranja,
tendo obtido, em 2014, participação em 77% na exportação do produto, liderando o
ranking do comércio mundial (CNA, 2015).
Em 2014, o agronegócio aumentou sua participação no Produto Interno
Bruto (PIB) brasileiro em 3,8%, alcançando 21,3% do total. Em um ano de
dificuldade econômica como o de 2015, o agronegócio foi o único setor em
crescimento, comparado com os demais setores da economia. Enquanto o PIB
brasileiro retraiu 3,8%, o do agronegócio cresceu 1,8%. A indústria sofreu queda de
6,2% e o setor de serviços recuou 2,7% (CNA, 2015; MAPA, 2016).
I. 2 - As avermectinas
As avermectinas são lactonas macrocíclicas, produzidas naturalmente
pelo micro-organismo Streptomyces avermitilis no solo, altamente eficazes contra
espécies de nematoides e artrópodes. Seu desenvolvimento e a descoberta de sua
atividade anti-helmíntica ocorreram como resultado de uma colaboração entre a
empresa norte americana Merck Sharp & Dohme e o Instituto Kitasato do Japão, em
1974. Um micro-organismo, mais tarde denominado de Streptomyces avermitilis, foi
isolado de uma amostra de solo japonês por Satoshi Õmura e Ruiko Oiwa,
pesquisadores do Instituto Kitasato, e demonstrou ter bioatividade após realização
21
de testes preliminares in vitro. Um caldo de fermentação da amostra foi então
enviado à Merck, onde foram realizados testes in vivo, pelo microbiologista Yu-lin
Kong, usando camundongos infectados com Nematospiroides dubis, a partir dos
quais foi possível constatar atividade anti-helmíntica excepcional (Õmura, 2008;
Campbell, 2012).
Foram identificados dois principais pares de homólogos de lactonas
macrocíclicas, como produtos naturais da fermentação do actinomiceto
Streptomyces avermitilis no solo, classificadas como A1, A2, B1 e B2, de acordo com
algumas características estruturais (Figura I.1). As estruturas da série “A” possuem
um grupo metoxila no carbono 5 e as da série B uma hidroxila na mesma posição.
Os compostos da série “1” apresentam uma dupla ligação entre os carbonos 22 e
23, enquanto os da série “2” apresentam uma ligação simples entre os carbonos 22
e 23 com um grupo hidroxila no carbono 23. Estes compostos foram ainda
subdivididos em componentes principais, denominados A1a, A2a, B1a e B2a, e
secundários, denominados, A1b, A2b, B1b e B2b, sendo que a série “a” possui um
grupo sec-butil no carbono 25, enquanto na série “b” o substituinte é o grupo
isopropil na mesma posição (Gerenutti & Spinosa, 1997).
O
CH3
H3C
O
O
YX
O
CH3
O
CH3
OR1
OH
O
CH3
R2
O
OCH3
H3C
O
O
HO
H3C
OCH3
12
8
23
6
19
5
2
1
25
22
17
13
Figura I.1 - Estrutura química das avermectinas.
A avermectina B1, conhecida comercialmente por abamectina, é
considerada a mais importante avermectina produzida naturalmente, devido à sua
22
elevada atividade antiparasitária contra um amplo espectro de parasitas em
mamíferos. O composto é uma mistura de homólogos, contendo não menos do que
80% do homólogo B1a e não mais do que 20% do homólogo B1b.
Inúmeras modificações químicas foram realizadas em sua estrutura no
intuito de reduzir a toxicidade nos animais. A saturação da dupla ligação entre os
carbonos 22 e 23 deu origem à droga sintética revolucionária 22,23
diidroavermectina B1, denominada ivermectina. O composto exibiu excelente
atividade antiparasitária contra endo e ectoparasitas, sendo introduzida
comercialmente em 1981 como a droga antiparasitária de mais amplo espectro
fabricada até então. O sucesso comercial foi tão grande que em apenas dois anos
se tornou a opção mais empregada na saúde animal como antiparasitário.
As primeiras lactonas macrocíclicas lançadas no mercado para o
tratamento de parasitoses em animais foram a abamectina e a ivermectina. Todavia,
não só na medicina veterinária as avermectinas tiveram sucesso comercial. Em
1985, as avermectinas, principalmente a abamectina, passaram a ser
comercializadas também como agrotóxicos e, em 1987, a ivermectina foi empregada
pela primeira vez no tratamento de oncocercose dérmica e ocular em humanos
(Gerenutti & Spinosa, 1997; Õmura, 2008; Campbell, 2012).
Pela descoberta da avermectina, cujos derivados reduziram radicalmente
a incidência de oncocercose e filariose linfática, algumas das doenças parasitárias
mais devastadoras representando um importante problema de saúde global, o
prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia de 2015 foi concedido aos cientistas William
C. Campbell e Satoshi Õmura (Nobel Prize, 2015).
As avermectinas atuam no sistema nervoso, inibindo os impulsos elétricos
ao interagir com os canais de cloro ativados por glutamato, em invertebrados, e com
canais de íons cloreto mediados por outros neurotransmissores, como o ácido gama-
aminobutírico (GABA), tanto em invertebrados como em vertebrados. Ambos os
processos promovem o aumento da permeabilidade dos íons cloreto e
hiperpolarização das células nervosas e musculares, provocando distúrbios nas
transmissões nervosas, paralisia e eventual morte dos indivíduos (Õmura, 2008;
Lumaret et al., 2012).
A estrutura molecular e algumas propriedades físico-químicas das
principais avermectinas usadas atualmente estão apresentadas na Tabela I.1.
23
Tabela I.1 - Propriedades físico-químicas das avermectinas (Merck Index, 2006;
Krogh et al., 2008a; Milhome et al., 2009; Tomasz et al., 2010; Horvat et al., 2012).
Avermectina Propriedade
Abamectina (ABA)
O
CH3
H3C
O
O
O
CH3
O
CH3
OH
OH
O
CH3
R
O
OCH3
H3C
O
O
HO
H3C
OCH3
Fórmula molecular: C48H72O14 (B1a) C47H70O14 (B1b)
Massa molar: 873,1 g mol-1 (B1a) 859,1 g mol-1 (B1b)
Solubilidade (água): 1,21 μg mL-1
Log Kow: 4,4 Nenhum valor de pKa é reportado na literatura em pH 1-12.
Doramectina (DOR)
O
CH3
H3C
O
O
O
CH3
O
CH3
OH
OH
O
O
OCH3
H3C
O
OH3C
HO
OCH3
Fórmula molecular: C50H74O14
Massa molar: 899,1 g mol-1
Log Kow = 5,3
Emamectina (EMM)
O
CH3
H3C
O
O
O
CH3
O
CH3
OH
OH
O
CH3
R
O
OCH3
H3C
O
O
HN
H3C
OCH3
H3C
Fórmula molecular: C49H75NO13 (B1a) C48H73NO13 (B1b)
Massa molar: 886,1 g mol-1 (B1a) 872,1 g mol-1 (B1b)
Solubilidade (água): 24 μg mL-1
Log Kow = 5,5
pKa = 4,2 / 7,6
ABA B1a; R = CH2CH3
ABA B1b; R = CH3
EMM B1a; R = CH2CH3
EMM B1b; R = CH3
24
Avermectina Propriedade
Eprinomectina (EPR)
O
CH3
H3C
O
O
O
CH3
O
CH3
OH
OH
O
CH3
R
O
OCH3
H3C
O
O
HN
H3C
OCH3
O
H3C
Fórmula molecular: C50H75NO14 (B1a) C49H73NO14 (B1b)
Massa molar: 914,1 g mol-1 (B1a) 900,1 g mol-1 (B1b)
Log Kow: 4,4
Ivermectina (IVR)
O
CH3
H3C
O
O
O
CH3
O
CH3
OH
OH
O
CH3
R
O
OCH3
H3C
O
O
HO
H3C
OCH3
Fórmula molecular: C48H74O14 (B1a) C47H72O14 (B1b)
Massa molar: 875,1 g mol-1 (B1a) 861,1 g mol-1 (B1b)
Solubilidade (água): 4 μg mL-1
Log Kow: 4,6
Selamectina (SEL)
O
CH3
H3C
O
O
O
CH3
O
CH3
N
OH
O
O
OCH3
H3C
HO
HO
Fórmula molecular: C43H63NO11
Massa molar: 770,0 g mol-1
Log Kow: 3,2
EPR B1a; R = CH2CH3
EPR B1b; R = CH3
IVR B1a; R = CH2CH3
IVR B1b; R = CH3
25
I. 3 - Entrada e disseminação de avermectinas no ambiente
Apesar da ampla utilização de fármacos veterinários na cadeia de
produção animal, essenciais para o controle de pragas e doenças a fim de garantir o
aumento e a qualidade da produção, a falta de informações sobre a fabricação,
venda, utilização e dosagem são comuns.
No Brasil, estão disponíveis mais de 180 medicamentos de uso veterinário
contendo as avermectinas como princípio ativo. Estão registradas no SINDAN 119
formulações de ivermectina, comercializadas por mais de 40 empresas diferentes, e
56 formulações de abamectina, comercializadas por mais de 30 empresas, para
serem administradas via subcutânea, tópica, intramuscular ou oral. Doramectina,
eprinomectina e selamectina totalizam apenas oito formulações disponíveis
comercialmente (SINDAN, 2015b).
As doses a serem aplicadas e os períodos de carência das formulações
são variados. Para bovinos, as doses de abamectina variam de 200 a 2000 μg kg-1
de peso vivo e os períodos de carência variam de 21 a 122 dias. Além disso,
algumas das bulas fornecidas pelos fabricantes e disponíveis no SINDAN não
fornecem o registro completo dos medicamentos veterinários. Em algumas delas
estão omitidas informações importantes como o número e o ano de registro do
medicamento, a dosagem, a via de administração ou até mesmo o período de
carência. Quase 30% das bulas correspondentes às formulações de abamectina
para bovinos não fornecem o registro completo, sendo que em 11% das bulas, o
período de carência, por exemplo, não consta (SINDAN, 2015b).
Cabe destacar que o Brasil ainda não realiza a fiscalização de todos os
produtos de uso veterinário comercializados no mercado nacional. Em 2011, o
MAPA publicou a Portaria no 577, que estabelece os requisitos específicos para a
habilitação de laboratórios para a realização de análises na área de controle de
medicamentos veterinários e produtos afins, interessados em integrar a Rede
Nacional de Laboratórios Agropecuários (MAPA, 2011). Apesar disso, a inspeção
desses produtos, por meio de análises em laboratórios oficiais, e a avaliação de
conformidade com relação às informações declaradas pelos fabricantes ainda é
bastante limitada no Brasil, restringindo-se apenas ao Laboratório Nacional
Agropecuário de São Paulo (LANAGRO-SP), localizado na cidade de Campinas, que
26
iniciou a fiscalização do teor de ivermectina e abamectina em medicamentos de uso
veterinário.
Uma maior fiscalização para a comercialização de produtos veterinários,
incluindo procedimentos que comprovem sua eficácia, qualidade e segurança, além
da criação de instrumentos que possibilitem o incentivo do uso correto e consciente
de produtos legalizados, é imprescindível, uma vez que o interesse em aumentar a
produtividade, acelerando o ganho de peso do animal e diminuindo o tempo de
abate, é cada vez maior. O desrespeito às boas práticas agropecuárias, entre essas
a forma de aplicação, dosagem, intervalos de aplicação e períodos de carência,
pode levar a contaminação ambiental e de espécies de animais e a presença de
resíduos nos alimentos.
O uso de avermectinas no setor agropecuário representa importantes vias
de entrada e disseminação desses compostos no ambiente. Muitos dos fármacos
administrados não são completamente metabolizados no organismo do animal,
dependendo das propriedades físico-químicas da substância, do modo de aplicação,
da espécie animal e do tempo de tratamento, sendo excretados nas fezes e urina na
forma dos compostos de origem. Altos níveis de avermectinas têm sido detectados
nas fezes de animais tratados, indicando que a maior parte da dose administrada é
excretada sem transformação (Alvinerie et al., 1999; Perez et al., 2001; Kolar et al.,
2006; Jiang et al., 2007). Fármacos e seus metabólitos podem então ser
depositados no solo diretamente através dos excrementos dos animais ou da
aplicação de esterco para fins de adubação na agricultura. Resistência de
avermectinas à dissipação em fezes de animais pode resultar em uma elevada carga
destes compostos no solo (Erzen et al., 2005; Litskas et al., 2013).
Uma vez no solo, tais compostos podem ser potencialmente
transportados para os sistemas aquáticos. O grau de distribuição entre sólido e água
determina seu comportamento e destino no ambiente. A ligação de um composto ao
solo, em grande parte, determina se o mesmo é susceptível de contaminar águas
subterrâneas ou de ser transportado em águas de escoamento (Boxall et al., 2003;
Horvat et al., 2012).
Os solos podem ainda ser expostos através do uso agrícola. Os
agrotóxicos podem atingir o solo e as águas superficiais e subterrâneas,
principalmente devido aos ventos e à água das chuvas, que promovem a deriva, a
lavagem das folhas tratadas, lixiviação e a erosão (MMA, 2015).
27
Outra via importante da entrada de fármacos veterinários no ambiente é o
uso direto na aquicultura, em que estes compostos são liberados diretamente em
águas superficiais. Um levantamento realizado por pesquisadores da Universidade
de São Paulo, junto a proprietários de pisciculturas, para avaliar o uso de
praguicidas nas atividades aquícolas na bacia hidrográfica do Rio Mogi Guaçu,
aponta a falta de critérios na escolha das formulações a serem utilizadas e das
quantidades administradas (Luvizotto-Santos et al., 2009). Dados levantados em
pisciculturas do Estado do Rio Grande do Sul indicam que o percentual de uso de
fármacos no tratamento de lerneose é de 19,04% para avermectinas, 9,52% para
organofosforados e de 33,33% para o diflubenzuron, embora formulações contendo
avermectinas como princípio ativo não sejam oficialmente registradas para este fim
no Brasil (Mabilia & Souza, 2006; SINDAN, 2015b).
Ainda, a entrada de fármacos no ambiente pode ocorrer via efluentes
industriais e domésticos contaminados e devido ao despejo inapropriado de
embalagens e medicamentos não utilizados (Boxall et al., 2003).
I. 4 - Riscos decorrentes da presença de avermectinas no ambiente
Embora efetivas em baixas doses de aplicação, as avermectinas são
neurotóxicas e podem afetar a sobrevivência, o crescimento e a reprodução de
espécies de animais, oferecendo riscos aos ecossistemas terrestres e organismos
aquáticos mesmo em concentrações muito baixas.
Estudos sobre o efeito da abamectina em ambiente aquático revelaram
que a substância demonstrou ser tóxica para organismos pertencentes a diferentes
níveis tróficos, sendo que zooplâncton (representado por Daphnia similis) foi mais
sensível do que insetos (Chironomus xanthus) e peixes (Danio rerio). Para Daphnia
similis, a concentração letal para redução de 50% dos indivíduos (CL50) foi de 5,1 ng
L-1, para Chironomus xanthus foi de 2,67 μg L-1 e para Danio rerio foi de 33 μg L-1
(Novelli, 2010). Outros estudos demonstraram que ivermectina é capaz de penetrar
no sistema nervoso central e de se acumular no cérebro de Sparus aurata (peixe
pargo), causando neurotoxicidade quanto administrada em doses mais altas do que
as recomendadas (Katharios et al., 2004).
Estudos de toxicidade em crustáceos (Daphnia magna) também
confirmaram o possível risco da presença de ivermectina para ecossistemas
28
aquáticos. Concentrações de ivermectina na ordem de pg L-1 podem levar a uma
diminuição da população de crustáceos, mesmo em curtos períodos de exposição
(Garric et al., 2007).
Existe também uma preocupação referente à interferência destas
substâncias na redução de micro-organismos e espécies de invertebrados que se
desenvolvem no solo, essenciais para a manutenção da qualidade do solo, uma vez
que desempenham papel importante na decomposição de matéria orgânica e
liberação de nutrientes.
Em estudos realizados por Jensen e colaboradores, abamectina mostrou
toxicidade significativa sobre o crescimento de minhocas (Eisenia fetida). A
reprodução das minhocas também foi afetada, já que a produção de casulos foi
reduzida em concentrações de abamectina acima de 0,25 mg kg-1 e ausente em
concentrações acima de 5 mg kg-1 (Jensen et al., 2007). Outros estudos mostraram
que a reprodução de espécies de colêmbolos, Folsomia candida e Folsomia
fimetaria, foi afetada em concentrações de abamectina de 0,25 e 0,5 mg kg-1 de solo
seco, respectivamente (Diao et al., 2007).
Avaliação da toxicidade de avermectinas em invertebrados presentes no
solo e em fezes de ovinos tratados demonstrou que a abamectina foi mais tóxica do
que a doramectina. No solo, minhocas (Eisenia andrei) foram as espécies mais
afetadas com CL50 de 18 e 228 mg kg-1 de solo seco, para abamectina e
doramectina, respectivamente. CL50 entre 67 e 111 mg kg-1, para abamectina, e
maior do que 300 mg kg-1, para doramectina, foram reportados para as espécies de
colêmbolos (Folsomia candida), isópodes (Porcellio scaber) e enquitreídeos
(Enchytraeus crypticus). Quando expostos nas fezes, colêmbolos e enquitreídeos
apresentaram CL50 de 1,0 a 1,4 mg kg-1, para abamectina, e de 2,2 a 2,4 mg kg-1,
para doramectina (Kolar et al., 2008).
Outra consequência do uso excessivo de avermectinas é o
desenvolvimento de resistência parasitária, induzida pela grande variedade de
produtos químicos usados no controle de parasitas, muitas vezes administrados sem
critérios epidemiológicos, com dosagens incorretas e falhas no manejo (Sangster,
1999). Redução da atividade de antiparasitários em equinos no Brasil, devido à
resistência do nematoide Parascaris equorum frente às macrolactonas ivermectina e
moxidectina, foi reportada na literatura (Molento, 2005). Situação igualmente
alarmante ocorreu em bovinos de corte, devido à resistência de espécies de
29
parasitas nematoides (Cooperia e Haemonchus) às avermectinas doramectina e
ivermectina (Rangel et al., 2005).
Por estas razões, cada vez mais atenção é dada ao risco de ocorrência
de resíduos de avermectinas em alimentos e no ambiente. O desenvolvimento de
métodos analíticos para sua determinação é importante não apenas no que diz
respeito à saúde pública, mas também porque permite que as condições ambientais
sejam monitoradas.
I. 5 - Avaliação dos impactos causados por fármacos veterinários no
ambiente
Estudos direcionados para a avaliação do impacto ambiental causado por
compostos químicos de uso intensivo, como fármacos veterinários, são de grande
importância para o estabelecimento de parâmetros restritivos às suas aplicações,
evitando-se danos futuros. No âmbito internacional, progressos significativos têm
sido alcançados quanto à regulamentação dos requisitos para avaliação dos
impactos provocados pela presença destes compostos no ambiente.
Avaliações dos impactos provocados por fármacos veterinários a
organismos terrestres e aquáticos, como peixes, algas, crustáceos, micróbios,
minhocas e plantas, passaram a ser requeridas pela Agência Norte Americana de
Administração de Alimentos e Medicamentos (FDA, Food and Drug Administration)
em 1980 e pela União Europeia em 1998 no registro de medicamentos (Pereira et
al., 2012).
Valores de LMR (limite máximo de resíduo) para resíduos de fármacos
veterinários em alimentos têm sido estabelecidos pela Comissão do Codex
Alimentarius, por meio de avaliações toxicológicas e segundo recomendações do
Comitê de Especialistas em Aditivos Alimentares (JECFA, Joint Expert Committee on
Food Additives), administrado pela Organização das Nações Unidas para
Alimentação e Agricultura (FAO, Food and Agriculture Organization of the United
Nations) e Organização Mundial de Saúde (WHO, World Health Organization)
(Codex Alimentarius, 2015).
No entanto, ainda não existem legislações que estabeleçam limites
específicos para a concentração de fármacos veterinários em solos. Em 2001, a
Agência Europeia de Medicamentos (EMA, European Medicines Agency) determinou
30
um limite genérico de 100 μg kg-1, estabelecido com base em estudos toxicológicos
realizados com fármacos veterinários autorizados nos Estados Unidos (EMA, 2008;
Pereira et al., 2012).
Os Estados Unidos, Japão e União Europeia têm buscado a padronização
dos estudos que devem ser realizados para a avaliação de novos produtos
veterinários quanto aos possíveis riscos ambientais, por meio da Conferência
Internacional de Harmonização dos Medicamentos Veterinários (VICH, Veterinary
International Conference on Harmonization).
O processo de avaliação dos impactos causados por fármacos
veterinários no ambiente, conforme estabelecido pela EMA, inclui a determinação da
concentração ambiental previsível (PEC, predicted environmental concentration) do
fármaco e/ou metabólitos que é lançada no solo pelas fezes e urina dos animais.
Para o cálculo da PEC são considerados diversos fatores, como o número de
animais criados em determinado espaço por ano, o tipo de criação, a dose diária do
fármaco, o período de tratamento, o peso corpóreo do animal, a densidade do solo,
entre outros. Informações a respeito do metabolismo e da excreção do fármaco,
biodegradação no esterco, no solo e em ambientes aquáticos, também podem ser
consideradas para avaliação da exposição do fármaco. Devem ser realizados
também estudos físico-químicos (solubilidade em água, constantes de dissociação,
espectro de absorção UV-Vis, coeficiente de partição entre n-octanol e água,
pressão de vapor e ponto de fusão); estudos ambientais (sorção e dessorção no
solo, fotólise, hidrólise, lixiviação, degradação em solo e em sistemas aquáticos,
dependendo em qual meio o fármaco é preferencialmente acumulado) e estudos
toxicológicos (efeitos provocados pelo fármaco a organismos representativos de
ecossistemas terrestres ou aquáticos, dependendo de qual ambiente é mais
atingido) (EMA, 2008; Pereira et al., 2012).
O Brasil dispõe de um Programa de Análise de Resíduos de
Medicamentos Veterinários em Alimentos de Origem Animal (PAMVet), desenvolvido
pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) com o objetivo de
operacionalizar sua competência legal de controlar e fiscalizar resíduos de
medicamentos veterinários em alimentos (ANVISA, 2015). No entanto, não existe
nenhum programa responsável pelo acompanhamento destes produtos no ambiente.
31
I. 5.1 - Sorção e dissipação de fármacos veterinários em solos
O conhecimento dos processos que determinam o destino de fármacos
veterinários no ambiente é essencial para a avaliação do impacto ambiental
decorrente de sua aplicação.
O transporte, a transformação e a biodisponibilidade destes compostos
em solos e sedimentos, águas subterrâneas ou águas superficiais é dependente dos
processos de sorção, degradação e lixiviação, que por sua vez, são regulados pelas
propriedades físico-químicas das substâncias, tais como estrutura, solubilidade,
hidrofobicidade e especiação, e também do solo, como pH, quantidade de matéria
orgânica, textura e capacidade de troca catiônica, além das condições climáticas
locais (Boxall et al., 2003; Sarmah et al., 2006; Horvat et al., 2012). A avaliação do
comportamento de uma substância, após aplicação, é complexa e deve-se à
necessidade de se considerar a influência de agentes que atuam provocando seu
deslocamento físico e sua transformação química ou biológica, as quais podem
modificar as suas propriedades e influenciar no seu comportamento, inclusive com a
formação de subprodutos com propriedades distintas e cujos danos à saúde ou ao
meio ambiente são diferenciados (MMA, 2015).
Estudos de sorção são úteis para a geração de informações sobre a
mobilidade de compostos e sua distribuição no solo, na água e no ar. Eles podem
ser usados para estimar a disponibilidade de um produto químico para degradação,
absorção por organismos terrestres e aquáticos, lixiviação, volatilidade e
escoamento para águas naturais.
O grau de distribuição de um composto entre solo e água determina seu
comportamento e destino no ambiente. Fármacos com alta capacidade de sorção
tenderão a se acumular no solo e em sedimentos, enquanto compostos com baixa
capacidade de sorção serão lixiviados e poderão contaminar águas superficiais e
lençóis freáticos. Compostos fortemente sorvidos às partículas de solo podem ainda
ser removidos do local de aplicação juntamente com sedimentos de erosão.
Os riscos decorrentes da presença de fármacos veterinários no ambiente
dependem também da sua dissipação em solos e água. O conhecimento sobre a
persistência de um composto químico no ambiente é um dos indicativos sobre o
impacto ambiental que ele pode causar.
32
Processos de degradação como a fotodegradação, a biodegradação e a
degradação química podem ser responsáveis pela minimização dos problemas
associados com a persistência e o acúmulo de fármacos no ambiente. A formação
de ligações irreversíveis de um fármaco com as partículas do solo também é um
importante mecanismo de dissipação destes compostos no ambiente, já que as
moléculas tornam-se indisponíveis no solo.
Estudos sobre o comportamento de avermectinas em solos ainda são
escassos. Majoritariamente, as pesquisas têm sido realizadas em países com
condições climáticas e tipos de solos muito diferentes daqueles encontrados no
Brasil, contribuindo para comportamentos diferenciados dessas substâncias.
I. 6 - O solo
O solo é formado à superfície da crosta terrestre pela ação combinada de
clima, relevo e de organismos que atuam promovendo a alteração do material de
origem ao longo do tempo. Aliados a estes fatores, processos de transformação,
remoção, translocação e adição, promovem o surgimento dos diferentes tipos de
solos (Araujo et al., 2014).
Minerais e matéria orgânica compõem a fração sólida do solo, enquanto
ar e água ocupam o espaço poroso existente entre as partículas ou agregados do
solo (Figura I.2). A composição e a proporção destes componentes tem influência
nas propriedades físicas do solo, incluindo textura, estrutura e porosidade,
propriedades que, por sua vez, afetam o movimento da água e do ar no solo e,
também, o armazenamento de água para o crescimento das plantas (McCauley et
al., 2005).
33
Figura I.2 - Os componentes do solo (adaptado de McCauley et al., 2005).
O intemperismo físico e químico de rochas e minerais resulta numa ampla
faixa de tamanho de partículas de pedras, cascalho, areia, silte e partículas muito
pequenas de argila. A composição granulométrica de um solo faz referência ao
conjunto de todas as frações ou partículas do solo, incluindo desde as mais finas
(argila) até as mais grosseiras (calhaus e cascalhos), enquanto o termo textura é
empregado especificamente para a composição granulométrica de terra fina do solo
(fração menor que 2 mm de diâmetro) (IBGE, 2007).
Sendo assim, a textura de um solo é definida de acordo com a quantidade
relativa de partículas minerais de diferentes dimensões, classificadas como areia,
silte e argila (Tabela I.2), resultado do intemperismo de rochas de diferentes
composições (McCauley et al., 2005).
Tabela I.2 - Tamanho aproximado de partículas finas do solo.
Partícula do solo Diâmetro (mm)
Areia 2,0 – 0,05
Silte 0,05 – 0,002
Argila < 0,002
Os solos podem ser classificados de acordo com as frações de areia, silte
e argila em diferentes classes texturais, conforme o diagrama apresentado na Figura
I.3.
34
Figura I.3 - Triângulo textural: classes texturais de solos de acordo com as frações
de argila, silte e areia (IBGE, 2007).
As frações areia e silte são constituídas principalmente de minerais
resistentes ao intemperismo, como quartzo, além de outros minerais primários em
quantidades variáveis, como olivinas, anfibólios, piroxênios, feldspatos e micas, que
resguardam características da rocha de origem e são os fornecedores de nutrientes
para a fase líquida do solo e de elementos químicos para a formação dos minerais
secundários. A fração argila é composta por minerais de natureza secundária,
resultantes dos processos de alteração física, química e biológica de outros
minerais, ou por recombinação de elementos contidos na fase líquida do solo. Os
principais componentes da argila são os filossilicatos e os óxidos de ferro e alumínio
(Mota et al., 2007).
Os argilominerais são silicatos de alumínio, ferro e magnésio hidratados,
com estruturas cristalinas em camadas (filossilicatos) por associação de folhas de
tetraedros de SiO4 com folhas octaédricas de hidróxidos de metais tri e divalentes,
35
com oxigênio compartilhado entre as unidades estruturais. Alguns dos argilominerais
mais importantes são a caulinita, a ilita e a montmorilonita (Mello et al., 2011).
Tal como os argilominerais, os óxidos, hidróxidos e oxi-hidróxidos de ferro
e de alumínio, são predominantemente produtos de origem secundária. Devido à
sua natureza química, contribuem para o surgimento de cargas positivas,
dependendo do pH do solo, e podem reter ânions, principalmente os fosfatos,
nutrientes essenciais para as plantas. Além disso, exercem grande influência na
estruturação do solo, atuando como agentes de cimentação na formação e
estabilidade de agregados de tamanho pequeno. Mesmo em concentrações baixas
no solo, os óxidos de ferro tem alto poder de pigmentação e influenciam na
coloração do solo. Ocorrem no solo na forma cristalina, sendo as formas mais
comuns a hematita (Fe2O3), goethita (FeOOH ou Fe2O3.H2O), magnetita (Fe3O4) e
gibbsita (Al(OH)3 ou Al2O3.H2O) (Mota et al., 2007).
O material constituinte da fração de argila normalmente possui carga
líquida negativa e, pelo tamanho reduzido e elevada área superficial, representa,
juntamente com a matéria orgânica decomposta, a fração do solo responsável pelo
fenômeno de troca de cátions (McCauley et al., 2005).
A matéria orgânica do solo consiste de uma mistura de resíduos de
origem vegetal e animal, tendo sofrido em menor ou maior grau, a ação de micro-
organismos decompositores. Trata-se de um material em constante renovação,
composto por moléculas de natureza definida, como aminoácidos, carboidratos e
ácidos orgânicos, e por misturas altamente heterogêneas de macromoléculas, sem
estequiometria definida, chamadas de substâncias húmicas. Essas substâncias
contêm alta concentração de grupos fenólicos e grupos carboxílicos e, dependendo
de sua solubilidade, podem ser classificadas em três frações: ácidos húmicos
(solúveis em soluções básicas e insolúveis em soluções ácidas), ácidos fúlvicos
(solúveis tanto em soluções ácidas como básicas) e huminas (fração insolúvel em
qualquer condição de pH) (Huang et al., 2003).
A matéria orgânica exerce influência em muitas das propriedades do solo.
Do ponto de vista físico, promove maior agregação das partículas do solo e, dessa
forma, influencia na estabilidade dos agregados, volume e tamanho dos poros.
Quimicamente, a matéria orgânica decomposta influencia a capacidade de adsorção
de cátions pelo solo, denominada capacidade de troca catiônica (CTC), por
apresentar grupos químicos que adquirem carga negativa dependendo do pH do
36
meio, estando diretamente envolvida na retenção de metais pesados, fármacos
veterinários, agrotóxicos e outras substâncias químicas (McCauley et al., 2005).
I. 6.1 - Solos do Estado de São Paulo
Para realização deste trabalho foram utilizados quatro tipos de solos do
Estado de São Paulo, os argilossolos vermelho-amarelos, os latossolos vermelhos,
os latossolos vermelho-amarelos e os neossolos quartzarênicos, cujos nomes foram
definidos conforme o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (Embrapa, 1999).
Estes solos foram selecionados por orientação do Dr. Manoel Dornelas de Souza,
pesquisador da Embrapa Meio Ambiente, por serem característicos dos solos mais
encontrados no Estado de São Paulo.
De acordo com o mapa apresentado na Figura I.4, foi possível calcular
que os argilossolos vermelho-amarelos cobrem 41,2% da superfície do Estado, os
latossolos vermelhos 30,2%, os latossolos vermelho-amarelos 9,4% e os neossolos
quartzarênicos 3,6%. Os quatro solos cobrem, portanto, 84,4% de toda superfície do
Estado.
O banco de dados do mapa digital dos solos do Estado de São Paulo foi
cedido pelo Dr. Jener Fernando Leite de Moraes, pesquisador do Laboratório de
Geoprocessamento do Instituto Agronômico de Campinas (IAC), e o mapa elaborado
por tratamento de dados em programa Arc-GIS, com colaboração do Dr. Adelsom
Soares Filho, do Instituto de Geociências da Universidade Estadual de Campinas
(UNICAMP).
37
Figura I.4 - Mapa pedológico do Estado de São Paulo.
Os solos da classe dos argilossolos apresentam nítida diferenciação entre
as camadas ou horizontes, quanto à cor, estrutura e textura, especialmente pelo
aumento nos teores de argila em profundidade. Quando apresentam elevado
gradiente textural, são solos muito susceptíveis à erosão. São juntamente com os
latossolos, os solos mais expressivos do Brasil, sendo verificados em praticamente
todas as regiões (Embrapa, 2006; IBGE, 2007).
Latossolos são solos com alto grau de intemperização, bem estruturados,
muito porosos e de boa drenagem. Caracterizam-se por grande homogeneidade de
características ao longo do perfil, mineralogia da fração argila predominantemente
caulinítica ou caulinítica-oxídica e praticamente ausência de minerais primários de
fácil intemperização. Os latossolos bruno, amarelo, vermelho e vermelho-amarelo
diferenciam-se principalmente pela coloração e teores de óxidos de ferro. Alguns
apresentam cores avermelhadas acentuadas, devido aos teores mais altos e à
natureza dos óxidos de ferro presentes no material de origem. A cor amarelada de
alguns latossolos é causada pela predominância do mineral goethita em relação à
hematita (Ker, 1997; Azevedo & Bonumá, 2004; IBGE, 2007).
Os solos da classe dos neossolos não apresentam alterações expressivas
em relação ao material de origem, devido à resistência deste material ao
38
intemperismo ou por influência de fatores de formação, como clima, relevo ou tempo,
que podem limitar o desenvolvimento dos solos. São caracterizados pelo predomínio
de areias quartzosas e pela presença de camadas distintas herdadas dos materiais
de origem. Os neossolos quartzarênicos apresentam baixa coesão e elevada
permeabilidade, características que conferem fragilidade aos solos e elevada
susceptibilidade à erosão (Embrapa, 2006; IBGE, 2007).
I. 7 - Determinação de avermectinas em amostras ambientais
Uma grande quantidade de métodos está descrita na literatura para
determinação de avermectinas em amostras ambientais, como água, solos e
sedimentos, utilizando principalmente a cromatografia líquida de alta eficiência
associada ao detector de ultravioleta (Ahmed et al., 2011; Rezaee et al., 2014) ou
fluorescência (Brooks & Uden, 1995; Sundaram & Curry, 1997; Litskas et al., 2010;
Xie et al., 2012; Cordeiro et al., 2014) e a cromatografia líquida acoplada à
espectrometria de massas (Brewer et al., 2004; Krogh et al., 2008a; Raich-Montiu et
al., 2011; Park et al., 2013).
O método por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por
ultravioleta é limitado para a determinação de resíduos de avermectinas devido aos
baixos valores de absortividade molar destes compostos e a limitada seletividade.
Por outro lado, separação por cromatografia líquida seguida de detecção por
fluorescência, após formação de derivados fluorescentes, é a técnica mais
comumente aplicada no que diz respeito aos limites de detecção e quantificação,
apresentando melhor sensibilidade e seletividade, com vantagens em termos de
custos de equipamentos, o que a torna uma escolha atrativa para determinação de
avermectinas, embora a técnica não seja confirmatória.
Com relação ao preparo de amostra, que representa uma etapa crítica no
processo de determinação de fármacos em solos e sedimentos, principalmente
devido à complexidade da matriz, ao nível de concentração destes compostos em
amostras ambientais e, muitas vezes, à forte interação destas substâncias com as
partículas dos solos, técnicas de extração avançadas tem sido desenvolvidas,
incluindo a extração assistida por micro-ondas (Raich-Montiu et al., 2011), a
extração com fluido supercrítico (Park et al., 2013) e a extração com líquido
pressurizado (Brewer et al., 2004; Krogh et al., 2008a).
39
No entanto, métodos clássicos baseados na extração líquido-líquido ou
sólido-líquido com solventes orgânicos, seguida por uma etapa de clean-up por
extração em fase sólida, ainda são bastante empregados para remoção de
avermectinas de amostras ambientais (Sundaram & Curry, 1997; Litskas et al., 2010;
Ahmed et al., 2011; Xie et al., 2012; Rezaee et al., 2014).
40
CAPÍTULO II – OBJETIVOS
41
O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o comportamento da abamectina
em solos brasileiros, particularmente em solos característicos do Estado de São
Paulo.
Os objetivos específicos compreenderam:
Desenvolvimento e validação de métodos analíticos para determinação
de abamectina em solos e soluções de solo, empregando a cromatografia líquida de
alta eficiência associada ao detector de fluorescência.
Realização de estudos de sorção e dessorção de abamectina em
solos, conforme as recomendações do Guia 106 da Organização para a Cooperação
e Desenvolvimento Econômico (OECD, Organization for Economic Co-operation and
Development).
Realização de estudos de dissipação aeróbia de abamectina em solos,
conforme as recomendações do Guia 307 da OECD.
42
CAPÍTULO III - SORÇÃO DE ABAMECTINA EM SOLOS
43
Os termos partição e sorção, incluindo adsorção e absorção, são
comumente utilizados para descrever os processos de associação das moléculas de
uma substância às partículas do solo. A adsorção refere-se à atração das moléculas
de um composto químico à superfície das partículas do solo por meio de interações
químicas, como ligações covalentes e interações por transferência de cargas, ou
físicas, como as forças de van der Waals, forças dipolares, interações de hidrogênio
e trocas iônicas. O fenômeno difere da absorção, pois ocorre somente na superfície
do material. A absorção envolve uma penetração das moléculas de um composto
nos poros do solo. O processo de sorção pode ser também por partição, uma vez
que envolve a distribuição de moléculas orgânicas entre duas fases, a solução
aquosa de solo e a fase não polar do solo. O termo sorção, portanto, abrange todos
os processos de associação das moléculas de uma substância pelas partículas do
solo, sem fazer distinção entre os processos de adsorção, absorção e partição.
Dessorção é o termo utilizado para descrever o processo em que as moléculas de
um composto químico são liberadas do solo para a fase aquosa e sua extensão
depende da reversibilidade da retenção do composto no solo.
Segundo determinação da EMA, estudos de sorção devem ser realizados
conforme as recomendações do Guia 106 da OECD (OECD, 2000). De acordo com
as recomendações do guia, é possível estimar o comportamento de sorção e
dessorção de uma substância em solos, a partir da obtenção de um parâmetro que
pode ser utilizado para prever sua distribuição entre sólido e água sob uma
variedade de condições ambientais. O guia denomina o processo de retenção de
moléculas em solos como adsorção, mas pela definição anteriormente descrita
usaremos o termo sorção ao longo do trabalho.
A extensão da sorção de uma substância em solos pode ser avaliada a
partir da construção de isotermas de Freundlich, que representam a variação na
sorção de uma substância no solo em função da variação de sua concentração em
solução, após determinado período de equilíbrio, a uma temperatura constante. Para
cada concentração inicial estudada, a concentração da substância na fase sólida é
traçada em função de sua concentração na fase aquosa e o gráfico gerado reflete a
favorablidade da associação do composto com o solo. As isotermas de desssorção
representam a relação entre a quantidade do composto ainda remanescente no solo,
após o processo de dessorção, e a quantidade liberada para a solução aquosa,
originalmente sem o composto (OECD, 2000).
44
A distribuição de uma substância entre solo e fase aquosa é um processo
complexo que depende da natureza química da substância, das características do
solo e de fatores climáticos. Numerosos fenômenos e mecanismos envolvidos no
processo de sorção de um composto pelo solo não podem ser completamente
definidos por um modelo laboratorial simplificado, como recomendado pelo guia. No
entanto, este modelo é capaz de fornecer informações valiosas sobre a mobilidade
de compostos na interface solo-água.
Neste capítulo, o objetivo foi avaliar a mobilidade da abamectina em solos
característicos do Estado de São Paulo, mediante realização de estudos cinéticos e
termodinâmicos de sorção e dessorção, conforme as recomendações do Guia 106
da OECD, incluindo o desenvolvimento de um método analítico para determinação
de abamectina em soluções de solo, a avaliação da estabilidade da abamectina em
soluções aquosas, a possibilidade de adsorção do composto nos frascos
empregados, bem como o estabelecimento da razão solo:solução mais apropriada e
do tempo de equilíbrio aparente de sorção da abamectina em solos.
III. 1 - PARTE EXPERIMENTAL
III. 1.1 - Equipamentos e materiais
Cromatógrafo a líquido Agilent série 1200, equipado com sistema de
bombeamento quaternário modelo G1311A, detector de fluorescência modelo
G1321A, forno modelo G1316A e injetor automático modelo G1329A. A aquisição
dos dados foi realizada pelo programa computacional ChemStation (Agilent, EUA).
Coluna cromatográfica LiChroCART® 55-4 Purospher® STAR RP-18 (4,0 mm
x 50 mm, 3 µm) (Merck, Alemanha).
Sistema de purificação de água Milli-Q modelo Academic (Millipore, EUA).
Câmara incubadora refrigerada com agitação orbital modelo MA 832
(Marconi, Brasil).
Centrífuga modelo Rotofix 32A (Hettich, Alemanha).
Agitador de tubos tipo vortex modelo Genius 3 (IKA, EUA).
Chapa de aquecimento modelo Isotemp (Fisher Scientific, EUA).
Banho ultrassom modelo USC 700 (Unique, Brasil).
Compressor aspirador modelo 089-CAL (Fanem, Brasil).
45
Balança analítica modelo CPA 225D com precisão de ± 0,01 mg (Sartorius,
Alemanha).
Balança analítica modelo XT 220A com precisão de ± 0,1 mg (Precisa, Suíça).
III. 1.2 - Solventes, reagentes e padrão analítico
Foram utilizados acetato de etila PA (Synth, Brasil), clorofórmio PA
(Synth, Brasil), diclorometano PA (Synth, Brasil), hexano PA (Synth, Brasil),
acetonitrila grau HPLC (JT Baker, EUA), metanol grau HPLC (JT Baker, EUA),
cloreto de cálcio PA (Synth, Brasil), anidrido trifluoracético 99% (Sigma-Aldrich,
Alemanha), 1-metilimidazol 99% (Sigma-Aldrich, Alemanha), água purificada em
sistema Milli-Q (Millipore, EUA) e o padrão analítico de abamectina 98,7% B1a
(Fluka, Alemanha).
III. 1.3 - Amostras de solo
Os estudos de sorção foram realizados em quatro tipos de solos do
Estado de São Paulo, Brasil, conforme segue:
N1 – Neossolo Quartzarênico, área de pastagem da Escola Técnica de Santa Rita
de Passa Quatro, SP, Brasil (latitude 21º42’18,12’’S, longitude 47º28’04,82’’O,
altitude 773 m) (textura arenosa).
N2 – Latossolo Vermelho, área de plantio de cana de açúcar de Sertãozinho, SP,
Brasil (latitude 21º05’20,44’’S, longitude 47º48’10,73’’O, altitude 538 m) (textura
argilosa).
S1 – Latossolo Vermelho Amarelo, área de antiga plantação de citrus, atualmente
coberta com Brachiaria, do campo experimental da Embrapa Meio Ambiente,
Jaguariúna, SP, Brasil (latitude 22º43’14,92’’S, longitude 47º01’14,20’’O, altitude 617
m) (textura argiloarenosa).
46
S2 – Argilossolo Vermelho Amarelo, área coberta com Brachiaria do campo
experimental da Embrapa Meio Ambiente, Jaguariúna, SP, Brasil (latitude
21º42’59,50’’S, longitude 47º01’00,05’’O, altitude 609 m) (textura argilosa).
Os solos foram coletados em 2005 e transferidos para lisímetros (1 x 1 x 2
m) localizados no campo experimental da Embrapa Meio Ambiente em Jaguariúna,
São Paulo, Brasil. As amostras de solo utilizadas nos experimentos de sorção foram
coletadas de cada lisímetro na parte superficial (0-20 cm), secas ao ar, peneiradas
(≤ 2 mm) e estocadas em temperatura ambiente. As características físico-químicas e
texturais de cada solo foram determinadas previamente no Instituto Agronômico de
Campinas (IAC) e estão apresentadas na Tabela III.1.
Tabela III.1 - Propriedades físico-químicas e texturais dos solos selecionados.
Propriedade
Unidade Solo
N1 N2 S1 S2
pH (em CaCl2 0,01 mol L-1) --- 5,0 4,9 4,1 4,4
Matéria Orgânica g kg-1 15,3 28,8 24,8 32,3
Textura
Areia (> 0,053 mm) %, m/m 91,1 14,9 52,9 43,5
Silte (0,053 – 0,002 mm) %, m/m 1,8 30,2 10,5 7,0
Argila (< 0,002 mm) %, m/m 6,2 54,6 36,2 49,2
CTC mmolc kg-1 19,3 52,7 51,9 66,0
CRA g g-1 0,05 - - 0,21
CTC: capacidade de troca catiônica; mmolc: milimol de carga; CRA: capacidade de retenção de água (determinada a pF = 2).
III. 1.4 - Condições cromatográficas para a determinação de abamectina em
soluções de solo
A separação de abamectina foi realizada em uma coluna cromatográfica
de fase reversa LiChroCART® 55-4 Purospher® STAR RP-18 (4,0 mm x 50 mm, 3
µm), utilizando fase móvel composta de metanol:água na proporção 98:2 (v/v) em
modo isocrático. A temperatura da coluna foi mantida a 30 ºC, a vazão utilizada foi
de 0,8 mL min-1 e o volume de injeção de 5 μL. Os comprimentos de onda de
excitação e emissão foram fixados em 365 nm e 470 nm, respectivamente.
47
III. 1.5 - Preparo das soluções de abamectina
As soluções estoque foram preparadas na concentração de 1000 μg mL-1
pela dissolução do padrão analítico de abamectina em acetonitrila. Tais soluções
foram armazenadas em fracos âmbar de vidro e mantidas sob refrigeração (4 ºC) e
ao abrigo de luz por, no máximo, três meses. Soluções de trabalho de 100 μg mL-1 e
10 μg mL-1 foram preparadas diariamente mediante diluição da solução estoque em
acetonitrila.
III. 1.6 - Método de extração de abamectina de soluções de solo
Um procedimento analítico foi desenvolvido visando a extração de
abamectina das soluções aquosas de solo provenientes dos ensaios de sorção,
mediante avaliação de diferentes solventes de extração (acetato de etila,
diclorometano, clorofórmio e hexano). Foram realizados testes exploratórios para
extração da abamectina de soluções de CaCl2 0,01 mol L-1 (abamectina a 50 ng mL-1),
variando-se o volume de solvente e o número de ciclos de extração.
O procedimento de preparo de amostra otimizado consistiu na adição de 5
mL de acetato de etila à 20 mL de solução aquosa de solo (obtida pela agitação de
0,5 g de solo com 20 mL de CaCl2 0,01 mol L-1, em uma câmara incubadora com
agitação orbital, por 12 h a 25 oC), seguida de agitação em vortex por 30 s. Após
separação completa das fases, a fase orgânica (superior) foi recolhida e a fase
aquosa (inferior) foi submetida a mais uma etapa de extração com 5 mL de acetato
de etila. Em seguida, as fases orgânicas obtidas das duas etapas de extração foram
reunidas e secas em fluxo de nitrogênio a 60 ºC. O resíduo obtido foi levado à
temperatura ambiente e, então, ressuspendido em 500 μL de acetonitrila, 250 μL de
1-metilimidazol:acetonitrila 1:1 (v/v) e 250 μL de anidrido trifluoracético:acetonitrila
1:1 (v/v), resultando num volume final de 1 mL. Após 10 min (tempo de reação para
a formação do derivado fluorescente), a solução foi filtrada em filtro de membrana de
0,22 μm, recolhida diretamente em vial âmbar e analisada por HPLC-FLD dentro de
no máximo 8 h, período em que a estabilidade do derivado fluorescente de
abamectina em acetonitrila foi avaliada.
48
III. 1.7 - Validação do método para determinação de abamectina em soluções
de solo
O método para determinação de abamectina em soluções de solo
provenientes dos ensaios de sorção foi validado mediante avaliação dos seguintes
parâmetros: faixa linear, linearidade, efeito matriz, seletividade, limite de detecção e
quantificação e precisão intra- e inter-dias.
A faixa linear e a linearidade foram estabelecidas por meio de curva
analítica, em triplicata, em dez níveis de concentração (0,25, 0,5, 1,25, 2,5, 5, 12,5,
25, 37,5, 50 e 62,5 ng mL-1) de abamectina em CaCl2 0,01 mol L-1. Após avaliação
da presença de possíveis valores extremos (outliers) pelo teste de Jacknife e
verificação da homocedasticidade da curva pelo teste de Levene, foi estabelecida a
equação da reta pelo método dos mínimos quadrados ordinários.
O efeito matriz foi avaliado em dois níveis de concentração para todos os
solos mediante fortificação (abamectina a 0,25 e 62,5 ng mL-1) de 20 mL de solução
de CaCl2 0,01 mol L-1 pré-equilibrada com 0,5 g de solo (razão solo:solução 1:40
m/v) em agitação, por 12 h a 25 oC, e centrifugada a 1860 g por 10 min. As soluções
de solo fortificadas foram submetidas às etapas de extração e derivatização,
conforme descrito no item III.1.6, e analisadas por HPLC-FLD. As áreas dos
cromatogramas obtidos foram comparadas estatisticamente com as áreas das
soluções de CaCl2 0,01 mol L-1 fortificadas nos mesmos níveis de concentração.
A seletividade do método foi avaliada pela comparação dos
cromatogramas obtidos da análise de soluções branco de solo e de soluções de
abamectina em CaCl2 0,01 mol L-1, quanto à eluição de compostos próximos aos
tempos de retenção do derivado fluorescente de abamectina.
Os limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) foram determinados
pela razão sinal/ruído. Para isso, soluções branco de solo foram fortificados em
concentrações decrescentes de abamectina até razão sinal/ruído igual a 3 e a 10
para LD e LQ, respectivamente.
Para avaliação da precisão, 19,9 mL de solução de CaCl2 0,01 mol L-1
foram pré-equilibrados com 0,5 g de solo, mantidos em agitação, por 12 h a 25 ºC, e,
em seguida, fortificados com 100 μL de solução de abamectina a 10 μg mL-1,
resultando numa concentração de 50 ng mL-1 (razão solo:solução 1:40 m/v). A
mistura foi então agitada por 24 h (tempo de equilíbrio aparente de sorção) a 25 ºC,
49
ao abrigo de luz, e, ao final deste período, centrifugada a 1860 g por 10 min. Após
etapas de extração do analito da fase aquosa e reação de derivatização, conforme
descrito previamente, as análises foram realizadas por HPLC-FLD. A precisão intra-
dias foi realizada em sextuplicata no mesmo dia e a precisão inter-dias em três dias
diferentes, sendo sextuplicata no primeiro dia e triplicata nos outros dois dias. Os
resultados foram expressos pelos coeficientes de variação (CV).
III. 1.8 - Estabilidade da abamectina em soluções aquosas e adsorção nos
frascos empregados
Anterior aos estudos de sorção foi avaliada a estabilidade da abamectina
em solução de CaCl2 0,01 mol L-1, bem como a possibilidade de adso