Retenção de atrazina e picloram no escoamento superficial em zonas ripárias de áreas de silvicultura

Abstract

Atividades agrícolas potencializam a mobilização de sedimentos, nutrientes e herbicidas em escoamento superficial, por esta razão, tem sido crescente o uso de zonas ripárias na proteção a qualidade dos cursos d água, uma vez que estas têm se mostrado eficientes na retenção de areia, silte e nutrientes, evitando que estes cheguem aos sistemas aquáticos. A maioria dos herbicidas é fortemente adsorvida às argilas coloidais que, em zonas ripárias são menos eficientemente removidas em comparação às partículas de silte e areia. Entretanto, existe pouca informação sobre a retenção de herbicidas neste sistema. No escoamento superficial, os herbicidas podem ser transportados na forma dissolvida ou associados às partículas coloidais dos sedimentos. Neste trabalho, investigou-se a retenção da atrazina (com forte adsorção ao solo e baixa solubilidade em água), do picloram (fraca adsorção ao solo e alta solubilidade em água) e da caulinita, partícula de argila com alta mobilização de solutos, em escoamento superficial, em zonas ripárias. Com o intuito de avaliar o potencial e a taxa de adsorção dos herbicidas no horizonte O, experimentos de equilíbrio e cinética de adsorção realizados em laboratório foram desenvolvidos previamente. Os resultados indicaram que, após 24 horas, 30% da concentração de atrazina permaneceu adsorvida no horizonte O. Contudo, o picloram não apresentou adsorção significativa. O escoamento superficial foi gerado com o auxílio de um distribuidor da mistura, em parcelas de 5 x 10 m, de 2 a 20% de declividade, localizadas dentro de zonas ripárias e situadas em áreas de silvicultura, na região Nordeste do Estado da Geórgia, EUA. A aplicação da mistura nas parcelas, com o intuito de se gerar escoamento superficial, foi realizada em duas épocas do ano: no verão (estação seca) e no inverno (estação chuvosa). Para avaliação do efeito da camada de liteira na retenção da argila e dos herbicidas, removeu-se o horizonte O em três parcelas experimentais para que as mesmas servissem como testemunha. Durante o período de aplicação, foram coletadas amostras da mistura em escoamento ao longo da zona ripária (no ponto de aplicação e a 2, 4, 6 e 10 metros do ponto de aplicação). Os dados foram ajustados ao modelo aplicado em tratamentos por escoamento superficial, indicando as taxas de remoção dos contaminantes em função da distância. O modelo ajustado poderá ser utilizado na determinação de remoção de contaminantes em outras localidades. Os resultados indicaram reduções de 70, 33 e 6% na concentração de caulinita, atrazina e picloram, respectivamente, na mistura em escoamento, nas parcelas em que o horizonte O foi mantido. A redução da concentração dos três poluentes ao longo da zona ripária não apresentou correlação com a declividade, assim como com a estação do ano. A ausência do horizonte O sobre a superfície do solo proporcionou o aumento de 5 vezes na velocidade do escoamento e reduziu em 10 e 13,6% a retenção de caulinita e atrazina, respectivamente, enquanto que proporcionou o aumento de 2,6% na retenção de picloram, embora não tenha sido significativo. O ajuste do modelo foi satisfatório para todos os contaminantes, resultando em coeficientes de determinação acima de 0,90.

Agricultural activities have the potential to mobilize sediments, nutrients and herbicides from surface runoff. Due to this, the use of riparian zones to protect the water quality of streams and rivers has been increasing, due to their proven efficiency in the retention of sand, silt and nutrients, minimizing their deposition in aquatic systems. Most herbicides are heavily adsorbed to colloidal clays, which in riparian zones are less efficiently removed in comparison to silt and sand particles. However, there is little information regarding the retention of herbicides in this system. In superficial runoff, herbicides can be transported in a solubilized form, or associated to the colloidal particles from the sediment. In the present work, the retention of atrazine (relatively adsorbed in soil and with relatively low solubility in water), picloram (weakly adsorbed in soil and with high solubility in water) and kaolinite, in superficial runoff in riparian zones, was evaluated. In order to evaluate the potential and rate of adsorption of herbicides to O horizon, 24 hours batch equilibrium and kinetics experiments were carried out. Results indicated that 30% of the atrazine concentration adsorbed to the O horizon after 24 hours. However, picloram was poorly adsorbed. Superficial runoff was simulated in 5 x 10 m plots, with slopes ranging from 2 to 20%, located within riparian zones in forest systems, in Northeastern Georgia, USA. The herbicide and kaolinite mixture was applied to the plots during summer (dry season) and winter (rainy season). In the middle slope ranges, plots were paired with O horizon removal in one plot. Mixture samples were collected at the point of application and at 2, 4, 6 and 10 m from the point of application. The generated data was fitted to an overland flow model, which predicts the rate of contaminants remove in function of distance. This model will provide the estimate of the rate of contaminants remove in other localities. Results indicate reductions of 70, 33 and 6% in the concentrations of kaolinite, atrazine and picloram, respectively, in the surface flow mixture, in the plots with the O horizon. The decrease in the concentration of the three pollutants along the riparian zone did not display a correlation with the grade or with the season. The removal of the O horizon allowed a five-fold increase of runoff speed. Removal decreased to 10 and 13,6% the retention of kaolinite and atrazine, respectively. The retention of picloram was increased in 2,6%, although this value was not statistically significant. The data of all contaminants were well fitted into the model used, resulting in high determination coefficients (higher than 0.90).