Protocolos com 14C - 2023-2

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Estudos do comportamento de pesticidas com 14C 
Responsáveis: MSc. Vanessa Takeshita e Prof. Dr. Valdemar Luiz Tornisielo 
Data: 14 de setembro de 2023 
Espectrômetro de cintilação líquida 
- Método de análise óptico, com um instrumento que compara a radiação 
absorvida ou transmitida por uma solução. 
- A cintilação descreve as variações rápidas no brilho aparente ou cor de uma 
fonte de luz. 
- Usado para a determinação da radiação com baixo poder de penetração 
(ionizante), como a radiação β (14C e 3H). 
- Solução cintiladora é a solução com propriedades de emitir fótons de luz como 
consequência da interação com a radiação. 
- Os fótons são captados por fotomultiplicadoras e convertidas em pulsos 
elétricos. 
- Os pulsos elétricos são expressos por uma contagem por minuto (cpm) e 
convertidas em desintegrações atômicas por minuto (dpm). 
1 Bq = 60 dpm 
Ci = 3,7 x 1010 Bq 
µCi = 37.103 Bq 
nCi = 37 Bq 
15 nCi = 555 Bq = 33.300 dpm 
 
Oxidador biológico 
- Combustão de amostras em atmosfera rica em oxigênio, onde todo carbono é 
oxidado formando CO2. O 14C presente na amostra também é oxidado, formando 
14CO2. 
- O 14CO2 é fixado na solução cintiladora para que seja possível quantificar a 
radioatividade em amostras homogêneas e limpas, em espectrômetro de 
cintilação líquida. 
 
Contador Geiger 
- Câmara de ionização que detecta a radiação ionizante pelo poder desta energia 
em ionizar certas moléculas. 
- Câmara constituída de gás (Argônio e mistura com outros gases). 
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- Eletrodo capta a movimentação dos íons gerados após a ionização do gás, 
transformado a resposta em sinal elétrico. 
 
Protocolos com 14C-pesticidas 
 
Lixiviação - OECD 312 (2004) “Leaching in soil columns” 
- Colunas de material inerte, com solo empacotado, com solos próximos a 
saturação e simulação de chuva ao longo do tempo. 
- A substância teste é aplicada no topo da coluna e a quantificada no perfil do 
solo e no lixiviado. 
- Recomendado o uso de 14C-pesticida, com pureza de no mínimo 95% e um 
balanço de massa final de 90-110%. 
 
Etapa 1 – Montagem da coluna (lã de vidro + areia lavada + solo) 
Etapa 2 – Inundação da coluna 
Etapa 3 – Aplicação da substância teste 
Etapa 4 – Montagem do sistema de simulação de chuva 
Etapa 5 – Coleta do lixiviado e leitura em ECL 
Etapa 6 – Secção do solo a cada 5 cm, secagem das amostras, homogeneização 
e queima em oxidador biológico com posterior leitura em ECL. 
 
Principais dados gerados: % distribuída no perfil do solo e % lixiviada além dos 
30 cm de profundidade 
 
TLC em solo - EPA OPPTS 835.1210 (1998) “Soil Thin Layer Chromatography” 
- Placas constituídas de uma fina camada de solo, com aplicação da substância 
teste e cálculo do fator de retenção (Rf) como uma estimativa do potencial de 
lixiviação. 
- Transferência de massa por difusão, por meio da água como eluato, em câmara 
cromatográfica fechada. 
- Medidas: aplicação a 0,5 cm da base, linha do solvente a 11,5 cm. 
 
Etapa 1 – Montagem da placa (solo + água, 0,75 mL de água para cada grama 
de solo) e secagem da placa 
Etapa 2 – Aplicação da substância teste (14C-pesticida) e secagem. 
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Etapa 3 – Eluição da placa em câmara cromatográfica (cubas de vidro) 
Etapa 4 – Autorradioagrafia e cálculo do Rf. 
 
𝑅𝑓 = 
Distância que a substância teste percorreu a partir do ponto de aplicação
Distância entre o ponto de aplicação e a linha do solvente
 
 
Rf: fator de retenção 
 
Principais dados gerados: Fator de retenção e dados qualitativos da mobilidade 
 
Sorção-dessorção - OECD 106 (2000) “Adsorption – desorption using a batch 
equilibrium method” 
- Gera informações essenciais sobre a mobilidade de químicos e sua distribuição 
no solo, água e outros compartimentos ambientais. 
- Usado na estimativa de degradação e transporte. 
- Devido a sorção ser dependente de diversos fatores, pode ser necessário 
algum estudo adicional, bem como o uso de solos e substâncias representativas 
do ambiente. 
- Recomendado o uso de 14C-pesticida, com pureza de no mínimo 95% e um 
balanço de massa final de 90-110%. 
 
Fase 1 – Estudos preliminares (estabilidade, equilíbrio e proporção solo:solução) 
Fase 2 – Screening (Kd e KOC aparente) em diversos solos teste 
Fase 3 – Isotermas de sorção (range de concentrações) 
Etapa 1 – Montagem da unidade experimental (tubo + solo + solução de 
CaCl2), condicionamento do solo e plicação do 14C-pesticida 
Etapa 2 – Agitação (tempo de equilíbrio) e centrifugação 
Etapa 3 – Coleta do sobrenadante 
 
𝐾𝑑 = 
Cs
Ce
 
 
𝐾𝑜𝑐 = 
𝐾𝑑 ∗ 100
𝐶𝑂
 
4 
 
4 
 
 
𝐶𝑠 = 𝑘𝑓 ∗ 𝐶𝑒1/𝑛 
 
Kd: Coeficiente de sorção ou dessorção aparente (em uma única concentração) 
Koc: Coeficiente de sorção ou dessorção ajustado ao teor de CO do solo 
Kf: Coeficiente de Freundlich 
Cs: Concentração de pesticida no solo 
Ce: Concentração de pesticida em equilíbrio na solução do solo 
1/n: Inclinação da curva (usada para classificar a sorção-dessorção do pesticida) 
 
Principais dados gerados: Proporção solo: solução, cinética de sorção no tempo, 
sorção e dessorção em solos distintos (coeficiente de sorção e dessorção = kd 
e Koc aparentes), e coeficiente de sorção de Freundlich (kf) em função das 
concentrações (pode ser outras regressões além de Freundlich) 
 
Biodegradação - OECD 307 (2002) “Aerobic and anaerobic transformation in 
soil” 
- Determina as taxas de transformação da substância teste, a natureza e 
quantidade dos produtos da transformação (metabólitos). 
- São obtidos valores de resíduo extraído, resíduo ligado, metabólitos e total 
mineralizado. 
- A partir das porcentagens extraídas são calculados o DT50, DT75 e DT50. 
- Recomendado o uso de 14C-pesticida, com pureza de no mínimo 95% e um 
balanço de massa final de 90-110%. 
 
Etapa 1 – Teste de umidade e capacidade de campo (método do torrão). 
Etapa 2 – Montagem e incubação dos frascos com 50% da CC, 7 dias antes da 
aplicação da substância teste. 
Etapa 3 – Aplicação da substância teste (14C-pesticida) e adição do restante da 
água (75% da CC). 
Etapa 4 – Coleta do NaOH (armadilha para o CO2 evoluído) e leitura em ECL. 
Etapa 5.1 – Extração do solo (obtenção do resíduo extraído) com solvente + 
centrifugação e coleta do sobrenadante para leitura em ECL. 
Etapa 5.2 – Secagem do solo para homogeneização e queima em oxidador 
biológico, com leitura em ECL (resíduo extraído). 
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Etapa 6.1 – Concentração do resíduo extraído, aplicação em placas de TLC de 
sílica (aplicação das amostras + padrão da substância teste + eluição em 
solvente). 
Etapa 6.2 – Autorradiografia das placas e quantificação dos metabólitos. 
 
𝐶 = 𝐶0 ∗ 𝑒−𝑘𝑡 
𝐷𝑇50 𝑜𝑢 𝑇1/2 =
𝑙𝑛2
𝑘
 
 
C: Concentração do pesticida 
k: Constante de degradação em dias 
t: tempo 
DT50 ou T1/2: Tempo de meia-vida 
ln2: logaritmo natural de 2 (0,69314718056)