Xerogéis de mesotriona: síntese, caracterização e sorção em solo

Abstract

A mesotriona (MES) e a atrazina (ATZ) são herbicida utilizados nas culturas de milho e canade- açúcar, as quais, juntamente com a soja, são as culturas mais produtivas no Brasil. A aplicação do herbicida associado a sistemas carreadores pode representar uma alternativa para mitigar o impacto ambiental causado pela intensa utilização de xenobiótiocos na agricultura brasileira. Visando avaliar a viabilidade de utilização destes sistemas associados, foram sintetizados pelo método sol-gel (SG) quatro formulações (SGMES) contendo diferentes teores de mesotriona (MES). Foi utilizado TEOS (tetraetil-orto-silicato) como precursor e NaF como catalisador. As formulações foram caracterizadas por análise elementar, análise térmica (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), isoterma de adsorção e dessorção de nitrogênio e espectroscopia de infravermelho (FTIR). Para fins de comparação foram analisadas amostras de xerogel puro (SG), de MES na forma pura (MESP.A.) e de MES na forma comercial (MESCallisto). A liberação de MES nas formulações e no produto comercial em meio aquoso de CaCl2 0,01 mol.L-1 foi quantificada por espectroscopia de UV-VIS em função do tempo. Realizaram-se isotermas de sorção de MES e de ATZ contida nas formulações e nas respectivas formas comerciais em três solos representativos da área agrícola brasileira. Os rendimentos obtidos nos xerogéis de MES variaram de 40 a 80% e decresceram com o aumento da proporção de MES adicionada à síntese. O herbicida não apresentou ligação química com a sílica, e quanto menor a sua concentração, maior o seu grau de dispersão na matriz e, portanto, menor a organização do material e maior a área superficial específica. A liberação do herbicida a partir das formulações foi mais rápida do que na forma comercial, devido a maior disponibilidade do herbicida na forma de xerogel do que na forma comercial. A MES na forma comercial apresentou maior afinidade pelo solo do que na forma de xerogel, conforme indicaram os índices Kd obtidos a partir das isotermas. O herbicida ATZ apresentou comportamento sortivo semelhante ao da MES, indicando que, de uma forma geral, os herbicidas na forma de xerogel são menos retidos pelo solo do que as respectivas formas comerciais.

Mesotrione (MES) and atrazine (ATZ) are herbicides used on corn and sugar cane plantations, which, along with soybean, are the most productive crops in Brazil. The application of herbicide systems associated with carriers may represent an alternative to mitigate the environmental impact caused by the intense use of xenobiotics in Brazilian agriculture. To evaluate the viability of the use of these associated systems, four formulations (SGMES) containing different concentrations of mesotrione (MES) were synthesized by the sol – gel method. It was used TEOS (tetraetil-ortho-silicate) as a precursor and NaF as a catalyst. The formulations were characterized by elemental analysis, thermal analysis (DSC), scanning electron microscopy (SEM), N2 adsorption and desorption isotherms and infrared spectroscopy (FTIR). For comparison purposes, samples of pure xerogel (SG), pure mesotrione (MESP.A.) and of commercial mesotrione (MESCallisto) were analyzed. The release of MES from the formulations and from the commercial product in CaCl2 0,01 mol.L-1 medium was quantified by UV/vis spectroscopy against time. Sorption isotherms of MES and ATZ contained in the xerogels and in commercial products were determined on three types of soil representative of the Brazilian agricultural area. The MES yields in xerogels varied between 40 and 80 %, and decreased with the increase of MES proportion added to the synthesis. The herbicide was physically bound to the sílica, and its dispersion on the matrix increased with the decrease of its concentration. Therefore, its organization dimished and the specific superficial area increased in the same order. The herbicide release from formulations was faster than from the commercial form, due to its greater availability in xerogel, compared to the commercial product. Commercial MES showed greater affinity for the soil than in the xerogel form, as evidenced by the Kd indexes calculated from the isoterms. The herbicide ATZ presented similar sorptive behavior as that of MES, indicating that, in general, the herbicides as xerogel are less retained by soils than its respective commercial forms.