Tecnologia para descarte e tratamento de resíduos de agrotóxicos: avaliação de materiais alternativos no substrato de biobeds

Abstract

O uso de agrotóxicos gera a contaminação ambiental dos tipos difusa e pontual, sendo esta última causada, principalmente, pelo descarte inadequado de efluentes de agrotóxicos. O biobed é um reator biológico desenvolvido para receber e degradar estes efluentes e, assim, evitar o contato deste resíduo com o meio ambiente. Sua eficiência baseia-se na atividade de uma microbiota nativa, adaptada ao contato com agrotóxicos, em paralelo com processos de sorção física. O propósito dos estudos envolvendo o biobed é que ele seja executável pelo agricultor, na propriedade agrícola, e com materiais de fácil acesso. O biobed é composto por uma escavação no solo da propriedade, que é impermeabilizada, preenchida por uma biomistura, e coberta por grama. A biomistura tradicional é composta por solo agrícola, palha e turfa. Este trabalho teve como objetivo avaliar duas composições da biomistura, em paralelo à biomistura padrão, quanto à sua eficiência em gerar uma comunidade fúngica tolerante, e reduzir os níveis ecotoxicológicos e químicos de um inseticida organofosforado (fosmete). Desta forma, foram montados biobeds laboratoriais alternativos com acícula de pinus (BA) ou com húmus de minhoca (BH) em substituição à turfa. As biomisturas foram avaliadas paralelamente ao biobed padrão (BP). As avaliações da comunidade fúngica envolveram o monitoramento da maturação biológica e as respostas destas comunidades após a aplicação do inseticida, através da contagem de colônias, no formato de Unidades Formadoras de Colônias (UFC); assim como a avaliação do crescimento micelial de isolados dos biobeds em um meio de cultura contaminado por fosmete. A dose de fosmete aplicada nos biobeds laboratoriais foi de 35 mg kg-1. Para os ensaios ecotoxicológicos crônicos de reprodução, com amostras dos mesmos biobeds laboratoriais, foram utilizados colêmbolos (Folsomia candida) e enquitreídeos (Enchytraeus crypticus), para amostras coletadas aos 0, 30, 60 e 90 dias após a aplicação do agrotóxico; e o residual químico de fosmete foi determinado através da técnica de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (UPLC-MS/MS). A biomistura BA apresentou um maior número de colônias de fungos após 90 dias de maturação biológica, e o impacto da aplicação do agrotóxico foi maior sobre seu número de colônias; entre os isolados fúngicos que tiveram seu crescimento micelial avaliado, 11% responderam positivamente ao fosmete. A época ideal para iniciar a contaminação dos biobeds laboratoriais, representada pelo momento em que a comunidade de fungos esteve mais ativa, foi a partir dos 30 dias de maturação biológica. Nos ensaios de ecotoxicidade, os colêmbolos foram mais sensíveis do que os enquitreídeos às biomisturas contaminadas pelo agrotóxico. Na biomistura BP ainda foi detectada ecotoxicidade para colêmbolos, mesmo após 90 dias de degradação do agrotóxico; e os ensaios com enquitreídeos já não indicaram ecotoxicidade aos 30 dias para as três biomisturas. As análises químicas indicaram que em BA o fosmete foi degradado mais rapidamente, com a meia-vida de 12,20 dias, porém BH reduziu a concentração aplicada do fosmete em 99%, enquanto BA reduziu em 96% e BP em 91%. Os resultados indicaram que as três biomisturas foram eficientes em promover a maturação de biomassa fúngica e o crescimento de fungos tolerantes ao agrotóxico, e em reduzir os níveis ecotoxicológicos e químicos. BA e BH foram considerados substituintes promissores da biomistura tradicional de biobeds, para a região sul do Brasil.

Abstract: The use of pesticides causes diffuse and punctual environmental contamination. Punctual contamination is caused by inadequate discharge of pesticide effluents. Biobeds are indicated for receiving and degrading these effluents, avoiding them to reach the environment. Its efficiency is based on a microbiota that is native and adapted to pesticides, at the same time that sorption processes happen. Studies involving biobeds aim to make it executable by the farmer, with easy access materials. Biobeds are composed by a waterproofed excavation on the soil, that is filled with a biomixture and covered by grass. Standard biomixture is composed by agricultural soil, straw and peat. The objective of this work is to evaluate new materials for the biomixture, being pine leaves (PB) or vermicompost (VB), replacing peat, compared to the standard biomixture (SB). Their efficiency was evaluated through fungal communities? evaluation, and reduction of the initial concentration and ecotoxicity caused by an organophosphate insecticide (phosmet). Fungal communities? evaluations involved monitoring the maturation process and the response of these communities to the pesticide application, through Colony Forming Units counting (CFU); and micelial grown of fungi isolated from the biomixtures, over a culture medium contaminated by phosmet (100 mg L-1). The dose of the pesticide applied on the laboratory biobeds was 35 mg kg-1. Ecotoxicological chronic, reproduction assays were applied with collembolans (Folsomia candida) and enchytraeid (Enchytraeus crypticus), for evaluations at 0, 30, 60 and 90 days after pesticide application. Chemical residues of phosmet were established trough liquid chromatography coupled to a mass spectrometer (UPLC-MS/MS). The biomix PB presented higher CFU numbers after a 90-day maturation. Among the fungal isolates, 11% showed a positive response through micelial grown over phosmet. The ideal time to contaminate the biobeds, where there was higher fungal activity, was identified as the period after 30 days of biological maturation. On ecotoxicity evaluations, collembolans showed to be more sensitive than enchytraeid. The biomix SB showed ecotoxicity for collembolans even after 90 days of the pesticide degradation. Enchytraeid reproduction showed no ecotoxicity after 30 days of degradation, for all tree biomixtures. Chemical analysis indicated that PB rapidly degraded the pesticide, with a half-life of 12.20 days. However, VB reduced its concentration in 99%, while PB reduced 96% and SB reduced 91%. Results indicated that all tree biomixtures were efficient in promoting tolerant fungal communities grown, and reducing both ecotoxicity and initial concentration of the pesticide. PB and VB were considered as promising substitutes for the standard biobed, in south Brazil.