Leaching index and modeling the pesticides transport in soil

Desenvolveu-se um modelo computacional para calcular o índice de lixiviação e o transporte unidimensional de água e solutos no solo sob condições de escoamento não permanente e considerando a presença de cultura e a degradação do produto no solo. O modelo desenvolvido em linguagem de programação DELPHI 5.0 denominado HIDROSOLO apresenta um banco de dados aberto, podendo o usuário cadastrar diversos parâmetros de solo, pesticida, planta e clima. O modelo HIDROSOLO foi avaliado em duas partes: a primeira constou da avaliação gerando índices de lixiviação para três inseticidas (Carbofuran, Prometrin e Carbaryl) e um herbicida (Fonofos) utilizados pelos produtores rurais no Distrito de Irrigação do Gorutuba (DIG) no município de Janaúba, Norte de Minas Gerais. Com o índice gerado pelo HIDROSOLO, criou-se uma base de dados relacional contendo informações das coordenadas geográficas e propriedades físico-hídricas do solo de 14 pontos de amostragem dentro do DIG e importada pelo programa ArcView GIS TM versão 3.2. Foram criados mapas contendo os limites das áreas classificadas pelo modelo como sendo de sem, baixo, moderado, médio e alto potencial de risco de contaminação da água subterrânea. O HIDROSOLO mostrou ser uma forma simples de avaliar o potencial de contaminação das águas subsuperficiais para uma grande variedade de pesticidas sob várias condições edafo- climáticas e mostrou ser uma valiosa ferramenta, de fácil utilização, para a caracterização e levantamento de áreas com potenciais de riscos ambientais, fornecendo subsídios para o planejamento de ações de controle ambiental de empresas ligadas a esse setor. A segunda parte constou da avaliação do movimento de água e do transporte de um ingrediente ativo de pesticida no solo. O pesticida avaliado foi o Carbofuran. Para avaliar o modelo, montou-se um ensaio de campo constituído de 12 parcelas, nas quais foram aplicadas o Carbofuran na formulação granulada e incorporado na superfície do solo. As 12 parcelas foram divididas em quatro tratamentos com três repetições. Os tratamentos constaram de parcelas submetidas à aplicação, em uma hora, de lâminas de água de 18 e 45 mm, com e sem cultura. O experimento em campo foi realizado em 75 dias nos quais foram retiradas amostras de solo para determinação dos perfis de umidade e da distribuição do Carbofuran no solo. Também foram coletadas amostras de água do escoamento superficial. Os resultados experimentais foram comparados com os simulados pelo HIDROSOLO. O movimento de água no solo simulado pelo modelo computacional mostrou-se compatível com a realidade física do cenário estudado. A concentração do Carbofuran no perfil do solo apresentou altas variações entre os valores simulados e os obtidos experimentalmente, porém com comportamento semelhante no que se refere ao decaimento do produto com o tempo.A computational model was developed in order to calculate the leaching index and the one-dimensional transport of water and solutes in the soil under no- steady conditions, by considering the presence of the crop and the degradation of the chemicals in the soil. The model was developed in the DELPHI 5.0 programming language so-called HIDROSOLO, which is provided with a free database that makes possible to register several parameters of the soil, chemicals, plants and climate. The HIDROSOLO model was evaluated into two steps: the first one consisted of the generation of leaching indexes for three insecticides (Carbofuran, Prometrin and Carbaryl) and one herbicide (Fonofos) that are usually used by rural producers in Gorutuba Irrigation District (DIG) in Janaúba county, on northern Minas Gerais. With the index generated by HIDROSOLO, a relational database was developed that contained information on the geographical coordinates and physical-hydric properties of the soil at 14 sampling points within DIG, and was imported by the ArcView GIS TM program, version 3.2. Maps containing the limits of the areas were generated. The model classified these areas as a zero, low, moderate, medium and high risk potential for contamination of the underground water. HIDROSOLO showed to be a simple form to evaluate the potential for contamination of the subsurface waters to a wide variety of pesticides under several edaphoclimatic conditions, besides being a valuable and easily used tool for the characterization and survey of the areas with potentials for environmental risks, while supplying subsidies for planning the environmental control actions of the companies related to this sector. The second step consisted of evaluating the water movement and the transport of an active pesticide ingredient in the soil. The appraised pesticide was Carbofuran. To evaluate the model, an assay consisting of 12 plots was set up in the field. The Carbofuran under a granulated formula was applied to those plots, and incorporated into the soil surface Those twelve plots were divided into four treatments with three replicates. The treatments consisted of submitting the plots to the application of water depths (18 and 45 mm) with and without the bean crop. The field experiment was carried at a time interval of 75 days over which the soil samples were removed for determination of the moisture profiles and the Carbofuran distribution in the soil. Some water samples of the surface runoff were collected. The experimental results were compared to those simulated by HIDROSOLO. The soil water movement simulated by the computational model showed to be compatible with the physical reality of the studied scenery. The concentration of Carbofuran in the soil profile presented high variations among the simulated values and those obtained experimentally, but with a similar behavior concerning to the decay of this chemical over the time.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio