Determinação de atrazina no solo de plantações

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Introdução
	Pesticidas são substâncias ou mistura de substâncias utilizadas na produção, colheita ou armazenamento de alimentos. Eles são bioativos e capazes de prevenir, destruir ou combater espécies indesejáveis que, de alguma maneira, possam interferir na produção, no processamento, armazenamento, transporte e estocagem de alimentos, produtos agrícolas em geral madeira e produtos derivados da madeira. Possuem uma grande variedade como por exemplo, organofosforados, carbamatos, organoclorados, piretróides, derivados de uréia, bipiridílios e nitrocompostos. (GALLI, 2006)
	Os praguicidas tem como principais objetivos a obtenção de grandes produções com altas produtividades, manter/aumentar qualidade dos produtos e a redução do trabalho e gastos com energia e mão de obra, porém, o uso descriminado e sem conhecimento aprofundado de sua ação e efeitos trouxe e está trazendo problemas muito sérios ao meio ambiente e à qualidade de vida do ser humano, por isso os estudos desses produtos são basicamente a procura por metodologias de análise mais precisas, com tempo e custos inferiores. (COELHO et al, 2004)
	Os níveis de pesticidas são normalmente identificados por técnicas cromatográficas diversas, porém apesar de precisos, sensíveis e seletivos, são relativamente caros, com isso tem sido crescente o interesse pela identificação destes por métodos eletroanalíticos, que possuem baixo custo do equipamento, baixo custo operacional e baixo limite de detecção pois, tais métodos oferecem a possibilidade de determinar a concentração do herbicida sem pré-tratamento da amostra ou separações químicas. (DEGANI etal, 1998) 
	O sorgo é utilizado em várias partes do mundo para alimentação animal, e vem ganhando espaço para a alimentação humana para a produção de farinha e amido industrial. Nos Estados Unidos, na Austrália e em alguns países da América do Sul, este cereal é utilizado basicamente na alimentação animal. Já na América Central, na Ásia e na África, seus grãos são utilizados também na alimentação humana para produção de farinha e de amido industrial, na fabricação de pães e biscoitos. A produção no campo é vantajosa. Uma lavoura de sorgo requer menor custo de produção e menor utilização de defensivos agrícolas como é o caso de outros cereais convencionais, como o trigo e o milho. Esse fato poderá permitir redução dos custos para a indústria, além de favorecer a obtenção de grãos com menor contaminação com resíduos químicos. (BRITO, 2016)
	O sorgo é um cereal com altos teores de ferro, zinco, proteínas, fibras e vitaminas e, além de compostos fenólicos com alta capacidade antioxidante. Em 2015 foi iniciado o projeto “Sorgo para alimentação humana” no qual a fase II consistia na estabilidade de compostos bioativos, propriedades sensoriais, nutricionais e funcionais de novos produtos sem glúten à base desse trigo. (BRITO, 2016)
	O mapa abaixo mostra a estimativa para a produção de sorgo em março de 2018 por tonelada no Brasil.
Figura 1: Mapa do Brasil com a estimativa para a produção do sorgo nos principais produtores em março de 2018. 
	Outra vantagem do sorgo é a lavoura com menor custo de produção e menor utilização de defensivos agrícolas ao contrário do trigo e do milho, o que reduz os custos para a indústria, além de favorecer a obtenção de grãos com menor contaminação por resíduos químicos. (CRUZ, 2007)
	Os pesticidas triazinicos são comumente utilizados nas lavouras de sorgo e milho, são utilizados como herbicidas no controle de ervas daninhas desde a década de 50 e compreendem cerca de 30% da produção mundial, são compostos por um anel heterocíclico de seis membros, átomos de C e N simetricamente localizados e substituintes nas posições 2, 4 e 6. (GALLI et al., 2006)
	A atrazina é um herbicida do grupo das triazinas, comumente utilizada no controle de gramíneas e folhas largas em milho, sorgo, cana-de-açúcar e outras culturas. Esse herbicida tem sido amplamente estudado, para melhor compreensão do seu comportamento na água e no solo. Esse composto apresenta certa persistência e sua lixiviação no solo é de extrema relevância na contaminação da água subterrânea. Portanto, há necessidade de se criarem metodologias eficazes em sua determinação dentro do limite de quantificação e com máxima precisão possível. (NEIVERTH, 2015)
	A atrazina posse como principais características (dados obtidos no Rótulo ATRAZINA NORTOX 500 SC). 
Classe toxicológica: classe III, mediamente tóxico;
Irritabilidade: pele e olhos – levemente irritante;
Sintomas de envenenamento: fraqueza muscular, apatia, dispnéia e prostação;
Dissociação ácida (pKa): 1,70 (T = 25 ºC);
Dose letal: 1750 mg/kg (oral/ratos);
Solubilidade em água: 28 mg/L a 20 ºC;
	A técnica utilizada neste projeto será a voltametria onde as informações qualitativas e quantitativas são obtidas a partir de curvas corrente-potencial, feitas durante a eletrólise dessa espécie em uma célula eletroquímica (PACHECO, 2013). A figura 2 exemplifica o voltamograma adquirido durante este tipo de análise. 
Figura 2: Exemplo de voltamograma
	Uma célula eletrolítica é constituída de dois eletrodos – o ânodo (potencial positivo) e o cátodo (potencial negativo) –, mergulhados em uma solução aquosa ou solvente contendo íons, conhecida como eletrólito, e ainda por uma fonte externa que fornecerá energia a essa célula, produzindo reações de oxidação e redução não espontâneas nos eletrodos. À medida que energia elétrica é fornecida por uma fonte, elé- trons percorrem o circuito elétrico, passando do ânodo, onde ocorrerá a oxidação, para o cátodo, onde ocorrerá a redução, por um fio externo. Para manter a neutralidade elétrica, os íons positivos (cátions) movem-se através do eletrólito na direção do cátodo, e os íons negativos (ânions), na direção do ânodo. Esse processo constitui uma reação de oxidação-redução e a soma das duas semirreações nos eletrodos é a reação global na célula eletrolítica. (SARTORI et al, 2013)
	A voltametria clássica possui baixa sensibilidade por que a corrente faradaica, isto é, a corrente devido a reação no eletrodo da substancia a ser detectada, fica da mesma ordem ou menor do que a corrente capacitiva quando a sua concentração atinge valores de 10-4 a 10-5 mol L-1, não sendo mais possível distingui-la da corrente de fundo. (ALEIXO, 2016)
	Na voltametria de pulso diferencial aplica-se um pulso de potencial superposto em uma rampa de potencial linearmente crescente em instrumentos analógicos e cada etapa de aplicação do pulso é definida pela varredura de potencial e tempo de gota utilizados. O pulso aplicado é de pequena amplitude (10 a 100 mV) e é imposto 50 a 60 ms perto do final da vida da gota. (ALEIXO, 2016)
Objetivos
	Devido ao crescente cultivo de grãos de sorgo no Brasil e pesquisas para o uso na alimentação humana, é proposto no trabalho, a determinação dos níveis de atrazina buscando o uso de técnicas baratas, rápidas e de fácil acesso.
Objetivos Gerais
Determinar os níveis de atrazina nos solos de plantação de sorgo;
Objetivos Específicos:
Obtenção da amostra;
Pré-tratamento da amostra;
Análise por voltametria de pulso diferencial;
Curva de calibração;
Materiais e métodos
	Por conta da amostra com grande quantidade de interferentes e alta heterogeneidade o preparo para a análise deve ser realizado com cautela e grande quantidade de etapas, como mostrado no esquema abaixo. 
1 2 3 
 
6 5 4 
Amostra peneirada: Para retirada de impurezas de maior diâmetro.
Moinho pulverizador: Obtenção de uma amostra mais homogênea e com maior área superficial.
Extração liquido-liquido: Extração realizada com água.
Liofilizador: Para redução do volume de água, caso este esteja em excesso
Coluna cromatográfica C-18: Extração realizada com solventes polares
Análise por voltametria:Resultados desejados
Os parâmetros que utilizados nesse trabalho são:
Eletrodo de trabalho: Gotas suspensas de mercúrio;
Eletrodo de referência: Ag/AgCl;
Contra eletrodo: Platina;
Eletrólito suporte: Solução em excesso de KI;
Solução tampão: Tampão acetato pH = 3,0;
Amplitude do pulso: 50 mV;
Velocidade de varredura: 5 mV s-1;
	Utiliza-se a solução tampão pois, alguns pesticidas precisam estar em meios fortemente ácidos, pois a detecção depende da protonação prévia para desestabilizar a molécula. Com o aumento da amplitude de pulso, eleva-se o valor da corrente, aumentando então a sensibilidade, entretanto aumenta a largura da banda reduzindo a resolução. Um termo bastante empregado neste tipo de análise é velocidade de varredura que consiste no valor máximo que pode ser utilizado no VPD é 10 mV s-1. Valores superiores ocasionariam perda de resolução.
	
Cronograma
1.0 Pesquisa bibliográfica: Pesquisa realizada com o objetivo de otimizar etapas do processo analítico;
2.0 Coleta da amostra: Fornecimento da amostra de solo de cultivos localizados no Piauí ou outros locais com baixo custo;
3.0 Pré-tratamento: Realizado com objetivo de purificar a amostra de possíveis interferentes;
4.0 Análise: Análise realizada com diferentes concentrações afim de construir uma curva de calibração;
Perspectivas futuras
Colaborar com o agronegócio no uso adequado de pesticidas, estudo da amostra sem pré-tratamento proposto, avaliando as diferenças entre ambos, análise utilizando diferentes parâmetros (velocidade de varredura, amplitude de pulso, eletrólito, eletrólito suporte) afim de avaliar as significativas alterações no voltamograma.
	
	
	
Referências
ALEIXO, L. M. Voltametria: Conceitos e Técnicas. Universidade Estadual de Campinas- São Paulo, 2012.
BRITO, S. Sorgo é rico em nutrientes e antioxidantes, aponta pesquisa. Embrapa Milho e Sorgo, MG. 2016. Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/13242210/sorgo-e-rico-em-nutrientes-e-antioxidantes-aponta-pesquisa Acesso em: 01 de abril de 2018. 
CARMO, D. A.; CARMO, A. P. B.; PIRES, J. M. B.; OLIVEIRA, J. L. M. Comportamento ambiental e toxidade dos herbicidas atrazina e simazina. Ambi-Agua, Taubaté, v. 8, n. 1, p. 133-143, 2013.
COELHO, Antonio Marcos et al. Desafios para a obtenção de altas produtividades de milho. Comunicado Técnico, 99, Sete Lagoas - Mg, v. 1, n. 1, p.1-20, dez. 2004.
COMPANHIA NACIONAL DE ABASTECIMENTO. Acompanhamento da safra brasileira de grãos: Safra março de 2018, 2018.
CRUZ, José Carlos. Solos: Cultivo do milho e sorgo. Sistema de Produção: Embrapa Milho e Sorgo, Brasília – Versão eletrônica. nov. 2007. Disponível em: < http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/territorio_sisal/arvore/CONT000fckl80cd02wx5eo0a2ndxy9o28e5x.html> Acesso em 03 de abril de 2018. 
DEGANI, Ana Luiza G. et al. Cromatografia um breve ensaio. Química Nova na Escola: Atulidades em Química, São Carlos - Sp, v. 7, n. 7, p.21-25, maio 1998.
GALLI, Andressa et al. Utilização de técnicas eletroanalíticas na determinação de pesticidas em alimentos. Química Nova, São Carlos - Sp, v. 29, n. 1, p.105-112, maio 2006
GARBELLINI, Gustavo S. et al. Metodologias eletroanalíticas para a determinação de herbicidas triazínicos por voltametria de onda quadrada e técnicas de deconvolução. Química Nova, São Carlos - Sp, v. 30, n. 8, p.2025-2034, out. 2007.
NEIVERTH, C. A. Determinação de atrazina em água utilizando extração em fase sólida e cromatografia gasosa acoplada à espectometria de massas. Ambiência, Guarapuava (pr), v. 11, n. 2, p.475-482, abr. 2015.
PACHECO, Wagner Felipe et al. Voltametrias: Uma breve revisão sobre os conceitos. Revista Virtual de Química, v. 5, n. 4, p. 516-537, 2013.
Rótulo ATRAZINA NORTOX 500 SC. LISTA DE AGROTÓXICOS DO PARANÁ. Registrado no Ministério da Agricultura, Pecuária e do Abastecimento - MAPA sob n°000596.
SARTORI, Elen R. et al. Construção de Uma Célula Eletrolítica para o Ensino de Eletrólise a Partir de Materiais de Baixo Custo. Química Nova na Escola: Experimentação no Ensino de Química, Águas de Lindóia, v. 35, n. 2, p.107-111, maio 2013.