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Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos FERTILIZANTES Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Extração contínua de nutrientes pelos vegetais Deficiências nutrientes mais comuns: N, P, K A decomposição da matéria orgânica não repõe completamente as perdas As concentrações dos nutrientes decrescem Necessidade do uso de fertilizantes para reposição 2 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos • Lei nº 6.894 de 1980 – Decreto nº 4.954/2004 (Fertilizante, Corretivos e Inoculantes) 1950 – 1990 Uso mundial de fertilizantes Acentuado crescimento 3 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos PROPRIEDADE DO FERTILIZANTE NATUREZA DO FERTILIZANTE ORGÂNICA INORGÂNICA Solubilidade Baixa Alta Lixiviação Baixa Alta Disponibilidade às plantas Longo Período Curto Período Retenção de Água > em sua presença Não melhoram Poluição Baixa Alta Custo Baixo Alto 4 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Podem ser de origem animal ou vegetal Fertilizantes Orgânicos •Composição Variada: esterco animal, resíduos de colheitas, farinha de ossos, tortas de sementes oleaginosas. •Ação Lenta: nutrientes só disponíveis às plantas quando o material orgânico se decompõe. •Melhoram a Capacidade de Retenção de Água: tornam o solo mais poroso •Devem Ser Biodegradáveis: liberação de espécies inorgânicas assimiláveis (NO3 -, K+, HPO4 =) •Alteram o Teor de Microorganismos: podem eliminar microorga- nismos causadores de doenças em plantas. 5 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos • Composição Conhecida: pois, em geral são sintéticos • Alta Solubilidade: consequentemente, são facilmente lixiviados para águas superficiais ou subterrâneas, causando poluição • Disponibilidade Às Plantas: rápida pelo fato de serem solúveis, sendo prontamente disponíveis. • Intervalo de Tempo em que Estão Disponíveis: pequeno, pois são rapidamente lixiviados. • Capacidade de Retenção de Água pelo Solo: não melhoram Fertilizantes Inorgânicos 6 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Fertilizantes Nitrogenados 7 Nitrogênio sob a forma de nitrato é facilmente assimilado pelos vegetais O teor de N é expresso como N Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Sais solúveis. Prejudicial se o teor de K absorvido for maior que o necessário ao crescimento vegetal. Fertilizantes Potássicos (teor de K expresso como K2O) 8 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 1)Fosfatos Naturais: podem ser minerais e orgânicos. Têm pouco valor agronômico. • Minerais: apatitas (30 – 40% de P2O5) e fosforitas (30% de P2O5). ORGÂNICOS FARINHA DE OSSOS % P2O5 Crua 22 – 26 Desengordurada 26 – 28 Desgelatinada 30 – 33 Calcinada ~ 35% Fertilizantes Fosfatados • Orgânicos 9 O teor de P expresso como P2O5 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 10 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 2)Superfosfatos simples e triplos: fertilizantes minerais fosfata- dos mais importantes e produzidos a partir das reações: 2Ca5(PO4)3F(s) + 14H3PO4 + 10H2O 2HF(g) + 10 Ca(H2PO4)2.H2O (triplo) 2Ca5(PO4)3F(s) + 7H2SO4 + 3H2O 2HF(g) + 3 Ca(H2PO4)2.H2O + CaSO4 (simples) Cubatão (25 anos antes) Cubatão (hoje) (poluição di- minuiu 98,9%) 11 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Consequências Ambientais do Uso de Fertilizantes • Influenciam as propriedades do solo: aeração, capacidade de retenção de água, condições microbiológicas; • Se forem solúveis, podem ser lixiviados para águas superficiais ou subterrâneas, poluindo-as; • Alguns fertilizantes não melhoram a retenção de água pelo solo; • Requerem grande quantidade de energia na fabricação; • Fertilizantes contendo nitratos tornam-se perigosos quando presentes em águas potáveis (alto teor de nitratos causa metemoglobinemia). 12 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Hemoglobina Metahemoglobina 13 Formação da Metahemoglobina NO3 - em alimentos ou água pode ser reduzi- do a NO2 - no trato digestivo. Na corrente sanguínea oxida Fe2+ da hemoglobina a Fe3+ formando METAHEMOGLOBINA que não transporta O2 (respiração celular). Metahemoglobinemia ou síndrome do bebê azul ou do sangue azul: causada pela formação da metahemoglobina. Em crianças acima de 12 meses e adultos, os glóbulos vermelhos afe- tados por NO3 - voltam rapidamente à capaci- dade de oxigenação. Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 14 A metahemoglobina forma-se quando a hemoglobina é oxidada a uma velocidade maior que a capacidade enzimática normal para a sua redução A Portaria Nº 1004/1999, ANVISA/MS, estabelece um limite máxi- mo (carnes e produtos cárneos): NO3 -: 0,03g/100g (300mg/kg) NO2 -: 0,015g/100g (150mg/kg) Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Presença de Nitratos (fertilizantes, água, alimentos, etc.) Solos Tratados com Excessode Fertilizantes Nitrogenados: vege- tais podem absorver grandes teores de NO3 -. Em condições re- dutoras de fermentação, NO3 - passa a NO2 - ou a NO2: NO3 - + 2 H+ + 2 e- NO2 - + H2O Ação de Nitratos Sobre Animais Ruminantes: forragens com alto teor de NO3 - podem ser perigosas, pois no estômago de rumi- nantes podem reduzir-se a NO2 -. Vegetais contendo NO3 - podem por em risco a vida de seres vivos, pois no armazenamento em silos podem passar a NO2, gás tóxico que acumula-se em locais fechados, onde as condições são redutoras. 15 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Nitrato em Água: podem ser transportados para o meio aquático por chuvas e estimulam o crescimento de algas (eutrofização). Nitrato ocorre em baixas concentra- ções em águas superficiais naturais. Através da lixiviação são deslocados para águas subterrâneas e podem torna-se tóxicos se ingeridos. Um alto teor em águas subterrâneas e superficiais causa sério problema, podendo ocorrer em áreas cultivadas (uso de fertili- zantes). Em águas subterrâneas a concentração pode atingir valores elevados. 16 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 17 Água p/ Consumo Humano (teor máximo permitido, Portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde): NO3 - ̶ ̶ ̶ 10 mg/L NO2 - ̶ ̶ ̶ 1 mg/L No tratamento da água nitrato resiste ao aquecimento e filtração Formação de Nitrosaminas: nitrito pode reagir com aminas formando nitrosaminas, substâncias carcino- gênicas e mutagênicas. Nitrosamina A redução de NO3 - a NO2 - inicia-se na saliva por ação de vários compostos complexos presentes na boca. A partir de aminas secundárias NO2 - pode formar nitrosaminas. Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos 18 Evidências: nitrosaminas causam câncer gastrointestinal em cobaias tratadas com dieta rica em compostos nitrosos. NO3 - e NO2 - usados na conservação de certos alimentos (salsichas e outros enlatados) passam no estômago a nitrosaminas, subs- tâncias responsáveis por altos índices de câncer estomacal. Contaminação de Solos por Metais Pesados • Origem natural (processos geoquímicos), origem industrial ou agrícola (fertilizantes, corretivos e pesticidas). • Disposição indevida de resíduos com altos teores de metais pesados: pode afetar a qualidade do solo tornando-o improdu- tivo em virtude da fitotoxicidade desses metais. Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos • Acúmulo de Metais Pesados em Vegetais: raiz, caule, folha e fruto. A parte da planta na qual o metal se acumula depende tanto das características da planta quanto do metal 19 Fertilizante Inorgânico Teor de Metal (kg/ton) Cd Cr Pb Sulfato de amônio 0,8 - 4,1 Superfosfato triplo 1,7 - - Termofosfato magnesiano 5 9 67 Cloreto de potássio 0,4 - 10 Formulações NPK 3 - 5 0,4 – 1,6 38 - 275 Merece Cautela: a alface cuja porção comestível abrange quase totalmente a folha Acúmulo de metais pesados Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Presença de Metais em Fertilizantes Orgânicos Metal Teor de Metal (g/ton) Lodo de esgoto Esterco Torta oleaginosa Arsênio - - 0,05 Cádmio 20 - Traços Chumbo 700 - Traços Cromo 500 - - Mercúrio 2 - - 20 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Arsênio: após a 1ª Guerra Mundial foi usado como pesticida: ar- senatos e arsenitos Pb3(AsO4)2, Na3AsO3, Cu3(AsO3)2 Pode ser convertido por ação bacteriana às formas metiladas, mais móveis no solo e muito mais tóxicas que as inorgânicas. Níquel: exposição prolongada pode causar câncer nos seios nasais e vias respiratórias. Os vapores dos compostos carbonílicos do metal podem causar tontura, dor de cabeça, falta de ar, vômitos, febre, tosse, delírio, distúrbios musculares, edema pulmonar e morte. 21 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Cromo: encontrado nas formas Cr3+ e Cr6+. Participa de várias funções biológicas. Cr3+ é a forma mais estável e mais comum no solo. Cr+6: extremamente tóxico, carcinogênico. Encontra-se no solo nas formas solúvel, adsorvido em argilas e aos óxidos de Fe e Mn, em quelatos orgânicos ou como hidróxido insolúvel. Ação de cromatos na pele: sérias ulcerações de cura lenta. Lesão do revestimento nasal por ácido crômico: hemorragia podendo perfurar o septo nasal. 22 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Cádmio: metal altamente tóxico. Cd2+ podem ser adsorvidos nos sítios negativos das argilas, óxidos hidratados e complexados à matéria orgânica. Encontram-se adsorvidos ou coprecipitados a óxidos e hidróxidos de Fe, Mn e provavelmente Al. Na forma insolúvel estão presentes como carbonatos, bicarbo- natos, fosfatos e sulfetos. Sintomas de intoxicação crônica: são dolorosos, pois degene- ram os ossos devido à substituição de Ca ósseo. Os ossos tornam-se porosos com subsequentes rupturas e atrofias do es- queleto. Afeta os rins e os sistemas ósseo, respiratório e repro- dutivo. 23 ASSUNTO ABORDADO NA POLUIÇÃO DA ÁGUA Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Chumbo: um dos elementos de menor mobilidade no solo, estan- do presente sob a forma complexonada pela matéria orgânica, quimiossorvido em óxidos e silicatos ou na forma insolúvel como carbonato, hidróxidos ou fosfato em pH alcalino. Em condições redutoras apresenta-se como sulfeto. Envenenamentos Agudos por Pb: severas disfunções nos rins, sistema reprodutor, fígado, pulmões e SNC. Pode causar convul- sões, alucinações e paralisia, morte. 24 ASSUNTO ABORDADO NA POLUIÇÃO DA ÁGUA Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Mercúrio: altamente tóxico, está presente como traços em várias rochas e solos. Em águas naturais e solos encontra-se fortemen- te ligado aos sedimentos ou à matéria orgânica, não estando prontamente disponível aos organismos. Em solos alagados e contaminados a metilação se dá facilmente. Ligado aos materiais particulados em suspensão é rápida a transferência do CH3Hg + para o zooplâncton que o bioacumula e o transfere via cadeia alimentar. 25 ASSUNTO ABORDADO NA POLUIÇÃO DA ÁGUA Universidade Estadual doCeará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Na avaliação do potencial risco do uso de fertilizantes e correti- vos contendo metais tóxicos, devem ser considerados: O exagero quanto à atribuição de riscos da absorção de metais por vegetais e lixiviação para a água. Para alguns pesquisadores: “os problemas só devem ser alvo de preocupação quando os insumos agrícolas forem usados sem o devido controle”. A toxicidade e a importância da obtenção de produtos agrícolas de melhor qualidade e que garantam segurança alimentar e ambiental. 26 Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Universidade Estadual do Ceará – Química Ambiental – Profa. Dra. Nadja Vasconcelos Horta Mandala 27 Final do Capítulo
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