Universidade de São Paulo
Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"
Departamento de Genética
Disciplina:
LGN 478/479 Genética e Questões Socioambientais
Docente Responsável: Dra. Silvia Maria Guerra Molina
Agrotóxicos como Poluentes Agroidustriais -2
-----------------------------------------------------------------O presente texto consiste num resumo, tradução e adaptação
do capítulo 7 de:
Merrington, G.; Winder, L; Parkinson R.; Redman, M. Agricultural Pollution.
London/New York: Spon Press. 2002, 243p.
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Vimos:
- resumo dos diferentes tipos de agrotóxicos
e seu modo de ação
Vamos agora:
- identificar os problemas de poluição que
eles podem causar e
- discutir
as opções práticas para minimizar
seu impacto ambiental:
As causas da poluição por agrotóxicos:
O impacto ambiental dos diferentes agrotóxicos é
ligado ao método, forma e periodicidade de aplicação
e seu efeito sobre o ambiente natural varia
amplamente.
As conseqüências ambientais do uso dos agrotóxicos
tornaram-se objeto de amplo interesse público pela
primeira vez nos anos 60 (do século XX), especial
devido a publicação do famoso livro de Rachel Carson,
Primavera Silenciosa (1962).
O uso dos agrotóxicos em agroindústria tem se expandido
principalmente devido a:
- Relativo baixo custo e altos retornos, comumente combinados
com incentivos de financiamentos externos na forma de
subsídios
- Intensificação da agricultura, incluindo a introdução de
variedades de alto rendimento que requerem maiores
aplicações de agroquímicos
- Práticas inadequadas devido à não compreensão sobre as
conseqüências do uso dos agroquímicos
- Tendência a buscar e alcançar proteção total contra pragas
(controle cosmético) em cultivos de alto valor, tais como frutas
e vegetais
Um agrotóxico “ideal’ deveria afetar somente o
organismo-alvo, ser não-persistente e não
apresentar efeito nocivo ao ambiente.
Entretanto, a maioria dos agrotóxicos não
apresenta essas características e
conseqüentemente podem ser diretamente tóxicos
a organismos não-alvo, acumular-se no
ecossistema ou causar rupturas no mesmo.
Agrotóxicos podem causar poluição pontual ou difusa,
pelos seguintes meios:
- Contaminação direta do solo e águas superficiais
- Contaminação do solo e subseqüente lixiviação
dentro do mesmo e águas superficiais,
enxurradas/carreamento de superfície e(ou) erosão do
solo
- Contaminação de organismos não-alvo por resíduos
ou componentes dos agrotóxicos
Fontes pontuais de poluição freqüentemente estão
associadas a práticas agrícolas inadequadas e
incluem:
- vazamento das instalações de armazenamento
- perdas durante o preenchimento dos equipamentos
- fluxos de água de lavagens durante limpezas
- disposição inadequada de agrotóxicos não utilizados
A poluição difusa pode ocorrer mesmo
quando práticas agrícolas adequadas são
adotadas, porque uma proporção
significativa de agrotóxicos aplicados não
alcança o organismo-alvo
(menos que 0,1% de fato alcançam)
Resistência:
Quando expostos regularmente e amplamente a um
agrotóxico específico, os organismos que se pretende
eliminar freqüentemente adquirem resistência ao mesmo
por um processo de seleção.
Os insetos podem desenvolver resistência adquirindo
cutículas menos permeáveis; retendo toxinas de modo mais
eficiente no tecido gorduroso ou por melhores sistemas
enzimáticos para metabolizar as toxinas.
Indivíduos resistentes geralmente são raros nas populações
de pragas, e assim, inicialmente os agrotóxicos são muito
efetivos.
Resistência - 2:
O uso continuado, entretanto, favorece os indivíduos
resistentes e a eficácia do agrotóxico pode ser reduzida.
Além disso, o ciclo de vida curto e o grande número dos
insetos torna-os particularmente aptos a desenvolverem
resistência, o que também é evidente em muitos outros
organismos incluindo plantas, mamíferos e fungos.
À medida que agrotóxico específico se torna não-efetivo,
muitos agricultores são forçados inevitavelmente a um ciclo
vicioso, aplicando mais e mais agrotóxicos para tentar manter
os rendimentos, contribuindo dessa forma para que a
resistência àquele agrotóxico aumente no organismo-alvo.
Ressurgência:
Outra conseqüência do uso de agrotóxicos é a
ressurgência de populações de pragas, especialmente
aquelas com resistência.
Esse fenômeno é causado pela aplicação de agrotóxicos
de largo-espectro que controlam as pragas, mas que ao
mesmo tempo também destroem seus inimigos naturais.
Na ausência de inimigos naturais, as populações de
pragas podem aumentar rapidamente, causando um
problema maior que aquele que ocorreria se o agrotóxico
não tivesse sido aplicado.
Comportamento de Pesticidas no Ambiente:
Persistência: refere-se ao tempo necessário para
degradar o agrotóxico em produtos menos perigosos
Em alguns casos as características lipofílicas de
alguns agrotóxicos permitem que sejam adsorvidos
em plásticos, borrachas e alguns polímeros, já tendo
ocorrido problemas na Dinamarca com o sistema de
plásticos para água de consumo humano
Comportamento de Pesticidas no Ambiente - 2:
Eventos associados ao solo:
Interação de sua persistência e degradação com
vários processos, incluindo degradação bioquímica,
volatilização, adsorção, lixiviação e absorção pelas
plantas.
Perdas de agrotóxicos do solo:
lixiviação, carreamento de superfície
Problemas Ambientais causados por Resíduos de
Agrotóxicos:
Agrotóxicos em águas superficiais e subterrâneas:
As águas tanto superficiais como subterrâneas são
vulneráveis à poluição por agrotóxicos e um grande
número de diferentes ingredientes ativos tem sido
detectado em pesquisas de qualidade de água no UK
– a incidência vem se elevando em 35% desde os
anos 90 (do século XX), principalmente devido às
categorias mais sérias de acidentes com
agrotóxicos.
Problemas Ambientais causados por Resíduos de Agrotóxicos - 2:
-----------------------------------------------------------------Efeitos crônicos geralmente devem-se a fontes difusas
de agrotóxicos ou de seus metabólitos secundários
que lixiviaram nos solos.
Águas subterrâneas são particularmente suscetíveis à
poluição crônica e resíduos de agrotóxicos são
detectados regularmente nessas águas.
Em um estudo com resíduos de atrazina,
metolachlor e cyanazine aplicados em
períodos de 2 a 3 anos, respectivamente em
taxas de 2,2; 1,2 e 2,5 kg ha-1, encontrou-se
que 4 anos após a aplicação desses
herbicidas, havia resíduos e metabólitos no
solo em quantidades suficientes para
contaminar águas superficiais e subterrâneas.
Embora (no Reino Unido) a atrazina tenha sido
banida no início dos anos 90, havia pouca ou
nenhuma indicação de que as concentrações estão
declinando nos sítios de água subterrânea
monitorados, dez anos depois.
Isso indica o caráter de longo prazo das
contaminação dos aqüíferos por pesticidas e o
reforça a importância de regulamentação no uso
desses produtos.
A natureza da poluição por agrotóxicos varia de
acordo com a produção local.
Efeitos sobre organismos não relacionados à
agroindústria:
Embora os agrotóxicos destinem-se a poucos organismosalvo, sua aplicação comumente gera impactos sobre
amplos agroecossistemas, afetando organismos não–alvo.
Estudos em águas superficiais, com resíduos de
organofosforados, mostram que há significativa redução
nas famílias de comunidades de invertebrados abaixo do
ponto de aplicação do agrotóxico (seu maior número é
indicador de qualidade da água).
Efeitos sobre organismos não relacionados à agroindústria -2:
-------------------------------------------------------------------------Há preocupação com relação aos efeitos sobre a vida
selvagem da exposição por longo-prazo aos agrotóxicos,
concluindo-se que a redução no uso desses produtos seria
benéfica para a conservação da natureza
Seres humanos também se constituem numa categoria de
organismos não-alvo com envenenamentos acidental ou
ocupacional e resíduos em alimentos podem ser uma causa
da exposição aos agrotóxicos, reunindo-se amplas evidências
de que resíduos desses produtos estão presentes na cadeia
alimentar (ex: em queijos, em cenouras).
Efeitos sobre organismos não relacionados à agroindústria -3:
------------------------------------------------------------------------Outros organismos afetados podem ser polinizadores,
organismos do solo, inimigos naturais das pragas, além de
animais domésticos e selvagens.
O envenenamento pode ser direto (ex: pássaros granívoros)
ou indireto (predadores, como a coruja, que se alimentem
com um animal contaminado).
Um outro efeito sobre a vida selvagem é a redução da
qualidade e disponibilidade de seu alimento, especialmente
com relação ao uso de herbicidas (ex: eliminação de
borboletas azuis -Polyommatus icarus - pela morte das larvas
que dependem da planta eliminada como fonte de alimento).
Efeitos sobre organismos não relacionados à agroindústria -4:
-------------------------------------------------------------------------Aplicações de herbicidas podem afetar também a ecologia de
habitats semi-naturais adjacentes a agroindústrias, que
fornecem locais para ninhos e refúgios, bem como alimento.
Herbicidas podem reduzir a diversidade de flores e com isso a
diversidade da comunidade ecológica que delas dependia.
Um exemplo dos efeitos adversos é o sério declínio no
número de pássaros observados no UK nos últimos 25 anos.
Efeitos sobre organismos não relacionados à agroindústria -5:
-------------------------------------------------------------------------Inseticidas contribuem somente com 3% do volume de todos
os produtos agroquímicos destinados à proteção das culturas
agrícolas mas têm um considerável impacto sobre a
população de pássaros.
O declínio dos insetos que são fontes de alimento aos
pássaros deve-se à elevação na qualidade de inseticidas, e
aos efeitos indiretos de herbicidas e fungicidas.
Uma vez que muitos insetos dependem de plantas daninhas e
fungos para se alimentar, o número de insetos diminui à
medida que aqueles são destruídos nos campos cultivados.
Soluções Práticas:
Práticas adequadas – boas práticas agrícolas (BPA):
A adoção de BPA vem conseguindo reduzir a poluição
ambiental decorrente dos sistemas agroindustriais modernos.
Há na Europa um código de boas práticas que guia
fazendeiros, comerciantes e aqueles que dão orientações e
assistência com relação às leis e regulamentações vigentes e
envolve aspectos tais como:
- treinamento para uso
- planejamento e preparação ( ter certeza se de fato o
agrotóxico é necessário).
Há incentivo à busca de controle biológico ou manejo
integrado de pragas.
Soluções Práticas - 2:
Práticas adequadas – boas práticas agrícolas (BPA) - 2:
------------------------------------------------------------------------É preciso identificar corretamente o organismo-alvo, informarse sobre experiências prévias com o problema, selecionar um
agrotóxico adequado e garantir uma aplicação efetiva.
Antes da aplicação deve-se verificar se:
- o equipamento de aplicação está funcionando corretamente,
- o produto usado é o indicado para o problema,
- o ambiente está sendo protegido,
- providências de emergência foram planejadas e
- a disposição das embalagens (após tríplice lavagem) será
adequada.
Soluções Práticas - 3:
---------------------------------------------Trabalhando com agrotóxicos:
Problemas com agrotóxicos freqüentemente ocorrem
durante a aplicação.
É preciso adotar medidas de controle, identificar
agrotóxicos perigosos, necessidades de precaução
para o manuseio de produtos ao preencher
equipamentos de aplicação.
Além disso, considerações especiais devem ser dirigidas à(s):
- proteção de animais particularmente sensíveis, como abelhas
melíferas
- prevenção da deriva dos agrotóxicos
(especialmente onde existem ventos moderados ou mesmo
fracos e a proteção de vizinhos e transeuntes)
- áreas vizinhas, cursos de água e canais de drenagem de
superfície, não deveriam receber agrotóxicos e deveriam ser
protegidos de deriva, possivelmente deixando-se uma parte da
margem da cultura sem receber agrotóxicos para prevenir a
deriva para fora de sua área
- (ao)/ monitoramento da exposição: deve ser feito após o uso e
também, deve ser dada atenção à manutenção dos
equipamentos e monitoramento da saúde
Disposição adequada dos Resíduos
(incluindo a tríplice lavagem das embalagens)
Manutenção de registros sobre estoques,
aplicação e disposição de agrotóxicos, bem como
de contaminações acidentais de pessoas, abelhas,
outros organismos, terra, água e vegetais nãoalvo.
Outras considerações e orientações:
Água:
Instalações para armazenamento de agrotóxicos não
devem ser construídas onde há risco de poluir águas
superficiais e subterrâneas.
Se vazamentos ocorrerem, ações rápidas devem estar
previstas, incluindo notificação a agência adequada.
Agrotóxicos nunca devem ser aplicados quando pode
ocorrer deriva para águas, a menos que aprovação
específica seja concedida.
Deve-se prever disposição específica para agrotóxicos
(concentrados e diluídos), disposição de embalagens e
materiais contaminados.
Solo:
A maioria dos agrotóxicos são de natureza orgânica
e são degradáveis, de modo que apresentam poucos
efeitos de longo prazo no solo.
Por lei (européia) esses componentes só devem ser
aplicados a taxas e de modos especificados em suas
autorizações de uso.
Alguns agrotóxicos baseados em materiais
inorgânicos, tais como cobre, podem também causar
contaminação do solo e cuidados especiais são
necessários.
Ar:
Embora a queima de embalagens contendo
agrotóxicos seja permitida sob certas
circunstâncias, há poucas circunstâncias em
que outros métodos exeqüíveis de disposição
não podem ser encontrados e em que esses
(outros) métodos de disposição não sejam
mais recomendáveis.
Novas Tecnologias:
Reduções no uso de agrotóxicos e maior eficiência nos
custos podem ser alcançadas por meio de mudanças
relativamente simples na tecnologia de aplicação.
Os sistemas convencionais de tanques e bombas geram
gotas de diversos tamanhos.
Algumas muito pequenas que são facilmente levadas pelo
vento (promovendo e facilitando a deriva do agrotóxico) e
outras muito grandes, que podem por isso apresentar
elevado impacto e se deslocar pela superfície do solo.
Sistemas mais modernos podem regular o tamanho das
gotas para reduzir a deriva pelo ar ou superfície do solo
Outra alternativa é somente aplicar herbicidas, por
exemplo, sobre agrupamentos de plantas daninhas
e não em toda a área, numa abordagem de
agricultura de precisão, considerando a
variabilidade individual de cada campo por meio de
mapeamento, facilitando dessa forma uma
aplicação controlada de agrotóxicos.
Adjuvantes:
Outra abordagem para melhorar a eficiência da
aplicação e dessa forma a segurança ambiental do uso
do agrotóxico é a adição de adjuvantes, substâncias
químicas inertes que afetam as propriedades físicas de
um spray de pesticida.
Há muitos tipos diferentes de adjuvantes, alguns são
produtos químicos sintéticos (como umidificadores nãoiônicos), outros são derivados de produtos naturais
(como óleo de semente de mostarda emulsificado).
Adjuvantes-2:
-----------------------------------------------------------------------------Podem melhorar o comportamento ambiental e agronômico
dos agrotóxicos de diversas formas:
- Protegendo contra condições de tempo adversas,
especialmente quedas de temperatura
- Reduzindo perdas devido ao arrasto pela chuva, que pode
deslocar o agrotóxico de seu alvo
- Reduzindo a deriva pela elevação do tamanho das gotas do
spray (jato de aplicação)
- Aumentando a retenção do pesticida na planta
- Aumentando a atividade química do agrotóxico
Adjuvantes-3:
---------------------------------------------------------------O emprego de óleos como emulsificante vegetal
biodegradável pode otimizar as dimensões das gotas
dos jato de aplicação do agrotóxico e dessa forma
reduzir em grande medida as perdas devidas à deriva.
Conseqüentemente pode haver grande economia
financeira (especialmente com herbicidas),
concomitante à redução do impacto ambiental, sem
comprometer a eficácia do controle de plantas
daninhas.
Novas formulações:
Um outro modo de reduzir o impacto ambiental dos produtos
usados como agrotóxicos é torná-los mais seguros pelo uso
de formulações mais específicas para o organismo-alvo e
menos persistentes.
Exemplos de agrotóxicos específicos incluem o inseticida
carbamato pirimicar, o qual apresenta relativamente baixa
toxidez a mamíferos e alta seletividade para seus
organismos-alvo, os afídios (pulgões: tanto consomem
diversas plantas cultivadas como além disso espalham vírus
responsáveis por doenças que as atacam).
Alternativas a agrotóxicos sintéticos:
O uso de agrotóxicos naturais baseados em plantas é uma
alternativa.
OBS:
Alguns componentes como Derris sp. (“Timbó”) e piretrina
apresentam persistência relativamente baixa no ambiente,
MAS eles apresentam um amplo espectro de ação e podem
colocar em risco um grande número de organismos
(são por exemplo, altamente tóxicos para peixes).
Alternativas a agroquimicos sintéticos -2:
------------------------------------------------------------------------------Foram identificados anti-nutricionais que deixam as plantas
não-atrativas e não-palatáveis a pragas, como promissores
componentes de pesticidas baseados em plantas.
Por exemplo, derivados químicos do neem (Azadirachta
indica), fenugreek (Trigonella, erva da família das ervilhas,
cujas sementes são usadas para dar flavour ao curry) e
açafrão (Curcuma longa) são também fortes repelentes a
insetos herbívoros.
Pesticidas Microbianos
Igualmente promissores em termos de
seletividade e poluição ambiental mínima são os
pesticidas microbianos (bactérias, fungos,
protozoários e vírus).
Pesticidas Microbianos-2
----------------------------------------------------------------------Ex: Bacillus turigiensis (Bt), descoberto em 1901 e usado
comercialmente nos anos 30 (século XX), contra lagartas.
Outras linhagens são hoje disponíveis contra moscas e
besouros.
O Bt é comumente formulado como um pó que pode ser
misturado com água para aplicações em spray.
A bactéria deve ser ingerida pelo organismo-alvo.
Uma vez dentro de seu intestino, a bactéria produz um
componente cristalino contendo várias proteínas tóxicas
(endotoxinas) que causa paralisia e interrupção da
alimentação.
Ex:
alguns fungos são adaptados a viverem sobre insetos e
dessa forma mostram potencial como pesticidas
microbianos.
Esse é o caso do Verticillium lecanii, um fungo
patogênico que infecta naturalmente os afídios e outros
insetos em regiões tropicais e sub-tropicais.
Desde os anos 80 esse organismo está comercialmente
disponível no UK para o controle de Trialeurodes
vaporariorum (mosca branca de casa de vegetação), um
problema comum em cultivos.
A aplicação de esporos do fungo em spray permite que
esses ao germinarem penetrem a cutícula dos insetos e seus
corpos se tornam fluffy (~ aparência cotonosa) à medida
que o fungo cresce, de 6 a 12 dias após a aplicação dos
esporos.
Sob condições favoráveis, mais esporos serão produzidos e
realizarão novas infecções, a partir dos insetos já infectados
controlando os insetos por várias semanas com uma única
aplicação.
A principal desvantagem é o alto grau de habilidade e
controle ambiental exigido para garantir que seu uso seja
totalmente efetivo (umidade relativa alta após a aplicação
dos esporos para haver germinação dos mesmos, infecção e
posterior dispersão de novos esporos).
Até que sejam desenvolvidas linhagens menos exigentes, as
aplicações, ao menos em climas temperados, permanecerão
limitadas (maior tolerância a condições ambientais adversas,
ciclos de infecção mais curtos).
Controle não-químico de plantas daninhas
Antes da disseminação do uso de herbicidas, uma
importante estratégia para controlar as populações de
plantas daninhas era o uso de rotação de culturas para
produzir uma ambiente agronômico diversificado pela
adoção de diferentes épocas de plantio, períodos de
crescimento e operações de cultivo reduzem a probabilidade
de algumas plantas daninhas se estabelecerem e se
tornarem um problema agronômico.
Outras alternativas podem ser:
Cultivo apropriado: seqüências de cultivo que alternam
cereais com cultivares com muita folhagem (deixa-se que as
daninhas germinem antes e então sejam destruídas no
plantio do cultivar de interesse).
É preciso deixar tempo suficiente entre os cultivos para
permitir a germinação das plantas daninhas para que essa
abordagem seja efetiva.
No cultivo de plantas com muita folhagem têm-se como alvo
destruir gramíneas e no cultivo de cereais, destruir plantas
daninhas folhosas.
Cultivo noturno:
pode ser adotado para reduzir a germinação de plantas
daninhas.
Muitas de suas sementes requerem exposição à luz do sol
para indução da germinação.
Cultiva-se no escuro ou em pouca luz (na Alemanha obtevese reduções de 2 a 80% nas plantas daninhas, com cultivo
noturno).
Não tem sido aplicado com sucesso no UK.
Intervenção térmica:
controle pós-emergência; aplicação de calor suficiente para
danificar severamente as células das plantas daninhas
levando-as à morte (100ºC por 0,1 segundo, envolvendo
contato com chama – mais barato para adquirir e mais
eficiente, mas emprega combustível mais caro - ou infravermelho, liberado por superfície radiante).
A cenoura, por exemplo, que demora a emergir, pode ser
tratada dessa forma, dado que as plantas daninhas
emergirão antes.
Intervenção mecânica:
cultivo inter-fileiras (intercalado) é uma forma comum de
controle mecânico de plantas daninhas nas fileiras de
plantas cultivadas e há vários modelos de cultivo
disponíveis.
É preciso garantir que a cultura principal esteja bem
estabelecida para evitar prejuízos à mesma.
Controle não-químico de pragas:
O uso de variedades resistentes ou misturas de
variedades são bem-estabelecidos para o controle de
insetos e doenças.
Muitas dessas técnicas têm permanecido integradas às
estratégias modernas de controle embora sua importância
tenha diminuído à medida que a relação custo-benefício
dos agrotóxicos encorajou os empreendedores agrícolas a
adotar o controle químico.
O interesse nessas estratégias é agora aumentado como
abordagens equilibradas para o controle de pragas e
doenças.
Essas incluem:
- variedades resistentes
- cobertura flutuante de cultivos
(caras, pouco duráveis, reduzem os rendimentos, difícil
integrar a outros controles)
- separação espacial de cultivos semelhantes
(nem sempre é possível)
- estratégias de colheita
(ex: manter cenouras por mais tempo no solo)
As pragas dos cultivos agrícolas são atacadas por uma
ampla gama de inimigos naturais.
O objetivo do controle com o uso de inimigos naturais não
é erradicar a população da praga, mas reduzi-la a um
nível economicamente viável e mantê-la nesse nível.
Em comparação com o uso de agrotóxicos, uma
população de pragas pode ser maior e pode flutuar mais,
mas o controle tende a ser mais barato e mais durável.
O uso de inimigos naturais para o controle de pragas
geralmente é denominado controle biológico.
Há uma importante distinção entre controle biológico
clássico envolvendo a liberação direta de um inimigo
natural novo ou exótico no cultivo e o incentivo a
populações existentes de inimigos naturais pela melhoria
do ambiente onde eles vivem.
Há vantagens em aplicar o controle biológico em casa de
vegetação: ambiente facilmente controlado garantindo
que os organismos introduzidos sobrevivam e alcancem o
efeito desejado de controle da população de pragas.
Aplicar os métodos do controle biológico clássico
em escala comercial, em campo, não é tão fácil,
embora tenham ocorrido sucessos notáveis:
- Trichogramma – controle de pragas de milho
- Ostrinia nubilalis – em milho, na França, Suíça e
Alemanha
Uma alternativa à abordagem de explorar os inimigos
naturais para o controle de pragas em escala comercial no
campo é melhorar o ambiente no qual eles vivem.
Especificamente, populações de inimigos naturais de um
dado agroecossistema podem ser encorajadas pela
remoção de fatores adversos (ex: inseticidas de amploespectro) tanto quanto possível e elevando a diversidade
do agroecossistema e do ambiente semi-natural vizinho
estimulando plantas cultivadas e selvagens que sejam
favoráveis aos inimigos naturais.