1. Comportamento no ambiente e
propriedades fisíco-químicas dos
herbicidas
Dra. Ana Carolina Ribeiro Dias

2. Definição de comportamento
Maneira como reage ou atua.
Maneira pela qual um herbicida age em resposta ao
ambiente em que ele está.
Comportamento = Estrutura química + Ambiente

3. Então o destino dos herbicidas vai
depender dos seguintes fatores...
Propriedades físicas, químicas
e biológicas do solo Condições
Ambientais
-M.O./Minerais Argila
-Textura/estrutura/relevo -Temperatura
- pH/CTC/CTA Fatores
-Umidade -Pluviosidade
-Comunidade microbiana -Luminosidad
e
Propriedades físico-químicas -UR (%) do ar
do herbicida -Vento
-S w -T 1/2
-pK a - P
-K ow

4. Atributos dos
solos e o
comportamento
de herbicidas

5. Composição granulométrica
Tamanho e área superficial de partículas do solo, segundo a
Sociedade Internacional da Ciência do Solo.
Tipo de partícula Diâmetro (mm) Número/g Área superficial (cm2/g)
Cascalho >2,0 90 11
Areia grossa 2,0-0,2 3.200 34
Areia fina 0,2-0,05 384.000 159
Silte 0,05-0,002 5.780.000 454
Argila <0,002 9x109 8x105

6. Tipos de Argila
Capacidade de troca catiônica (CTC) e superfície específica
(SE) dos constituintes do solo.
CTC SE
Constituinte do solo
(cmol kg-1) (m2 g-1)
Matéria orgânica 200-400 500-800
Vermiculita 100-150 600-800
Montmorilonita 80-150 600-800
Ilita 10-40 65-100
Clorita 10-40 25-40
Caulinita 3-15 7-30
Óxidos de Fe e Al 2-6 1-8
- Além da quantidade, a constituição da fração argila é determinante nos
processos de sorção.
- CTC e a CTA medem a capacidade de retenção da fração argila.

7. Matéria orgânica do solo
A M.O.S. é o principal fator a ser considerado na adsorção de
herbicidas no solo (Graveel & Turco, 1994)
 Solos argilosos – M.O.S. é responsável por 30-40% da CTC.
solos argilosos altamente intemperizados no cerrado a M.O.S. é
responsável por até 90% da CTC.
 Solos arenosos – M.O.S. é responsável por 50-60% da CTC
As recomendações de doses de herbicidas por textura do solo
(arenoso x médio x argiloso) não são corretas devido a baixa
atividade das argilas (Procópio et al., 2001);
M.O.S. – favorece a sorção de moléculas orgânicas - hidrofóbicas
Herbicida + M.O.S. = ligação mais estável
Herbicida + componentes minerais = ligação menos estável

8. Ponto de carga zero (PCZ)
PCZ = valor de pH em que ∑ de cargas (+) = ∑ de cargas (-)
pH da solução do solo > PCZ do material = cargas negativas (comum em solos
tropicais). Atuam com trocadores de cátions.
pH da solução do solo< PCZ do material = cargas positivas.
Solos com > [óxidos e hidróxidos de Fe e Al], os valores de PCZ são, próximos
da faixa de pH dos solos cultivados (4,0 a 6,0), estes materias podem atuar como
trocadores de ânion e de cátions (sítios de sorção de herbicidas aniônicos).

9. O que determina a capacidade de retenção do solo ?
pH, Textura, Umidade do solo e
M.O.S.
pH - importante para moléculas
iônicas
Solos arenosos = >
lixiviação
Solos argilosos = > retenção
Umidade – importante na absorção de
herbicidas
M.O.S. - principal fator de retenção do herbicida
na camada superficial de solo

10. RETENÇÃO DE
PESTICIDAS AO SOLO

11. Destino dos pesticidas
Ao entrar em contato com o solo, os herbicidas podem
sofrer diversos processos, que são comumente agrupados
em três categorias:
- Processos de retenção
- Transformação
- Transporte
Os processos são dinâmicos e podem ocorrer
simultaneamente no solo.

12. DINÂMICA DOS HERBICIDAS NO
Cl N CO2H
AMBIENTE NO
APLICAÇÃO
Cl
NH2
Cl
Absorção
Cl N CO2H
Cl N CO2H
ALVO
Cl Cl
NH2Cl N CO2H
Cl Cl
Cl N CO2H
NH2
Cl Cl
Cl Cl NH2
Volatilização
NH2
Cl N CO2H
Cl Cl Cl
N CO2H
NH2
“Runoff”
Cl Cl
NH2
Absorção Resíduo Ligado
Sorção Cl N CO2H
Degradação Cl
Cl
N CO2H
Cl
Cl
NH2
Cl
Cl
Cl N CO2H
Cl
Cl N CO2H Cl N CO2H
NH2 NH2
CO2+ H2O
Cl N CO2H
Cl Cl Cl Cl
NH2 Cl Cl NH2
Dessorção
Cl
+ íons
N CO2H
NH2
Remobilização
Cl N CO2H
Cl Cl
Cl NH2 Cl Cl
N CO2H
metabólitos NH2
Cl Cl Cl N CO2H
NH2
Cl Cl
NH2
Solução do Solo Colóide
Lixiviação
Cl N CO2H Cl N CO2H
Cl N CO2H Cl N CO2H
Águas Subsuperficiais
Cl Cl Cl Cl
NH2 NH2
Cl Cl Cl Cl
NH2 NH2

13. Processos de retenção
Sorção
Retenção de pesticidas pela fase sólida do solo, sem
distinção aos processos específicos de adsorção,
absorção, precipitação e partição hidrofóbica.
Sorção = Adsorção (matriz Precipitação + Absorção
+ +
do solo) (resíduo ligado) (microrganismos/plantas)
Partição hidrofóbica
(deslocamento)
As moléculas sorvidas de pesticidas podem retornar à solução
do solo, pelo processo de dessorção, ou permanecerem retidas em
uma forma indisponível, denominada resíduo ligado.

14. Fatores que afetam a sorção de um
herbicida no solo
- Estrutura química e propriedades do herbicida
- Características físicas, químicas e biológicas do solo
- Condições do ambiente
Interação destes fatores determinam:
Aplicabilidade dos herbicidas:
- Eficácia e seletividade do herbicida (absorção pelas plantas)
- Efeito residual de controle de plantas daninhas
- Resíduo para culturas em sucessão/rotação
- Perdas: volatilização, lixiviação, resíduo ligado e degradação
É fundamental entender os processos de:
- Retenção do herbicida pela partículas minerais e orgânicas
- Degradação biótica e abiótica do herbicida

15. Qual o parâmetro que mede a capacidade sortiva do herbicida?
Coeficiente de Sorção
Concentração do herbicida no Solo
Kd =
Concentração do herbicida na Água
Indicam a distribuição Coeficiente normalizado para Corg
relativa do herbicida
entre o sorvente (argila
e M.O.S.) e o solvente Koc = Kd .100
Corg
(usualmente água).
Kd ou Koc a proporção de herbicida disponível na solução
do solo e, portanto, maior sua mobilidade e disponibilidade às
plantas e aos microrganismos.

16. Classificação de alguns pesticidas segundo sua
força de sorção à matéria orgânica
Força de sorção Pesticidas
Paraquat, MSMA, glyphosate,
Muito Forte (Koc > 5000) pendimethalin, oxyfluorfen e
trifluralina
Forte (Koc 600 – 4.999) -
Moderado (Koc 100 –599) Alachlor, diuron, grupo das
triazinas
Hexazinone, grupo das
Fraco (Koc 0,5 –99) imidazolinonas, metribuzin,
picloran
(Gebler & Spadotto, 2004)

17. Transporte de Pesticidas
3
1- Lixiviação
2- Escoamento Superficial
3- Volatização
2
1
• Influência dos processos de sorção / dessorção

18. Escoamento superficial (runoff)
 Movimentação sobre superfície do solo
 Geralmente pequenas – 2%
 Características da molécula
(Kow , Sw, Kd e Koc)
 Influência do solo e ambiente

19. Volatilização e Deriva
 Volatilização pode ser de até
90%
 Transporte para locais
distantes do ponto onde a
aplicação foi realizada
 Características da molécula
 Influência do solo e ambiente

20. Perdas totais máximas de pesticidas, sob
condições agrícolas normais
Processos Perdas totais máximas (%)
Volatilização 90
Lixiviação 4
Escoamento superficial 10
Absorção 10
Fontes: Oliveira Júnior (2002), Plimmer (1992)

21. Propriedades
físico-químicas
dos Herbicidas
que influenciam
no seu
comportamento
no solo

22. Propriedades físico-químicas dos
herbicidas
• Pressão de vapor (P)
• Solubilidade em água (Sw)
• Coeficiente de partição octanol-água (Kow)
• Constante de dissociação ácido (pka)
• Meia vida ou reatividade (T1/2)

23. Pressão de vapor
(P)
É a pressão exercida por um vapor em
equilíbrio com um líquido, a uma
determinada temperatura.
Indica:
• Grau de volatilização da molécula
(Sua tendência de se perder para a atmosfera na forma
de gás)

24. Categorias de volatilização em
função da pressão de vapor (P)
Classificação Categoria Pressão de vapor
(mm Hg) (Pa) Pascal
1 Não volátil < 10-8 < 10-6
2 Pouco volátil 10-7 – 10-5 10-5 – 10-3
3 Mediamente volátil 10-4 – 10-3 10-2 – 10-1
4 Muito volátil > 10-2 >1
A volatilidade dos herbicidas em condições de T°C e UR do ar.
Portanto, estas condições são impróprias para a aplicação de
herbicidas classificados na categorias de voláteis.

25. Pressão de vapor (P)
Moléculas com elevada pressão de vapor:
• Apresentam baixa solubilidade em água e tem baixa tendência à
adsorção;
• Menos propensos a se transportarem em solos e águas;
• Menos prováveis à sofrerem biodegradação ou hidrolise;
• Candidatos preferíveis à fotólise
Moléculas com baixa pressão de vapor:
•Elevada sorptividade aos sólidos ou elevada solubilidade em água.
• Menos propensos a se vaporizarem.
•Alta persistência.

26. Solubilidade em água (S w )
Quantidade de herbicida que é disponibilizado na
solução do solo.
Relacionada à:
• sorção/dessorção
• Mobilidade no solo (lixiviação)
• Absorção
• Taxa de transformação
Sw = Sorção + Lixiviação
Sw = Sorção + Lixiviação

27. Resumo do destino de pesticidas no solo
Alta solubilidade
Movimentação
com a água do
solo / absorção
ou Possibilidade de
volatilização
Baixa solubilidade
Alta sorção aos
colóides do solo

28. Significado dos valores de S dos
herbicidas em água
Classificação Categoria de solubilidade Valores (ppm)
1 Insolúvel <1
2 Muito baixa 1- 10
3 Baixa 11- 50
4 Média 51- 150
5 Alta 151- 500
6 Muito alta 500- 5000
7 Extremamente alta >5000

29. Pesticidas com baixa solubilidade em
água tem maior probabilidade em
apresentar:
:
Maior retenção Menor transporte
maior sorção menor mobilidade
menor dessorção menor lixiviação
Menor transformação
menor degradação
maior persistência
maior bioacumulação

30. Pesticidas com alta solubilidade em água tem
maior probabilidade em apresentar:
Menor retenção Maior transporte
menor sorção maior mobilidade
maior dessorção maior lixiviação
Maior transformação
maior degradação
menor persistência
menor bioacumulação

31. Coeficiente de distribuição entre octanol-
água (kow)
Concentração na fase n-octanol (apolar)
K ow =
Concentração na fase aquosa (polar)
É uma medida da lipofilicidade pode predizer a bioacumulação
Log KOW Lipofilicidade
Normalmente
expresso em < 0,1 Hidrofílico
Log Kow 0,1 a 1 Medianamente hidrofílico
1a2 Lipofílico
2a3 Muito lipofílico
>3 Extremamente lipofílico
(> Kow > sorção > persistência )
(< Kow < sorção > lixiviação)

32. Coeficiente de distribuição entre octanol-
água (kow)
100 óleo Herbicida oleoso (lipofílico)
Kow = 100 água
“amigo do óleo”
1
Alta adsortividade à M.O.S. (interações hidrofóbicas)
1 óleo Herbicida aquoso (hidrofílico)
Kow = 0,01 100 água “amigo da água”
Baixa adsortividade à M.O.S. (alta solubilidade em água)

33. Constante de ionização (pka)
 Valor de pH do solo no qual 50 % das moléculas se
encontram na forma molecular e 50 % na forma
ionizada.
 Tendência de ionização em uma determinada faixa
de pH
Herbicidas ácidos – aniônicos:
Herb-COOH ↔ H+ + Herb-COO-
Forma Forma
Molecular aniônica
Imidazolinonas e sulfoniluréias Paraquat, diquat, triazonas

34. Moléculas ionizáveis
Moléculas ácidas
+ H2O + H3O+
pKa = 3,8 -
Imazaquin
pH solo > pKa
Herbicida ácido na forma aniônica – mais
disponível na solução do solo.

35. Moléculas ionizáveis
Moléculas básicas
+ H2O + OH-
pKa = 4,1
+
2CH(CH3)2
Ametrina
pH solo < pKa
Herbicida básico na forma protonada – mais retido
no solo.

36. Relações entre o pH da solução do solo
e o pKa do herbicida
Herbicidas ácidos
1. pH da solução do solo = pka [M] = [MA]
2. pH da solução do solo < pka [M] > [MA]
3. pH da solução do solo > pka [M] < [MA]
Herbicidas básicos
1. pH da solução do solo = pka [M] = [MC]
2. pH da solução do solo < pka [M] < [MC]
3. pH da solução do solo > pka [M] > [MC]
[M] = formas não dissociadas (molécular)
[MA] = formas dissociadas (aniônicas)
[MC] = formas dissociadas (catiônicas)
Oliveira & Brighenti, 2011

37. Reatividade ou meia vida (t 1/2 )
Tempo, em dias, necessário para que 50% das moléculas
do herbicida sejam dissipadas.
Dissipação abrange a fração do produto que sofreu
processos de degradação, absorção, metabolização e
formação de resíduo ligado.
Termos práticos: T1/2 indica o período de eficácia de
controle de plantas daninhas (residual).
Conhecimento do T1/2 é fundamental para evitar
fitointoxicação de cultivos subsequentes.

38. Obrigada pela atenção!
Dra. Ana Carolina Ribeiro Dias