Environmental risk assessment in Brazilian soils of a herbicide under development for cereal fields

Um novo herbicida da classe das sulfonamida-triazolopirimidinas do grupo dos herbicidas inibidores da síntese do acetolactato (ALS) encontra-se em desenvolvimento. Trata-se de um herbicida ionizável, com caráter ácido fraco (pKa = 4,67). Sua solubilidade em água depende do pH do meio, trata-se de uma molécula hidroliticamente estável, sendo bastante suscetível à fotodegradação em meio aquoso. A fotodegradação em solo não é significativa. Neste estudo, avaliaram-se os potenciais de sorção, lixiviação e dissipação deste herbicida em quatro solos brasileiros: Gleissolo Melânico Alumínico típico (GMa), Latossolo Vermelho Distroférrico típico (LVdf), Neossolo Quartzarênico órtico típico (RQ) e Argissolo Vermelho eutroférrico chernossólico (PV). No estudo de sorção, as isotermas foram ajustadas através do modelo de Freundlich e os valores dos coeficientes de sorção (Kd) variaram de 0,5 a 22,4 mL g-1 indicando um potencial de sorção baixo a moderado. No estudo de mobilidade, nenhuma radioatividade foi observada nos lixiviados coletados até 48 horas nos solos GMa, LVdf e PV, no solo RQ detectou-se 2 % do aplicado. Os resultados de mobilidade comparativos sugerem que o herbicida seja classificado como moderadamente móvel pelo critério do Fator de Mobilidade Relativa (FMR) em todos os solos estudados. No estudo de dissipação, a taxa de transformação do herbicida em condições aeróbicas além da natureza e taxa de formação e declínio de produtos de transformação do herbicida foram acessados. Um modelo exponencial de primeira ordem foi utilizado para ajustar a dissipação do herbicida nos solos. A meia-vida do herbicida foi de 22, 15, 110 e 39 nos solos GMa, LVdf, RQ e PV, respectivamente. Uma avaliação de risco ambiental inicial do herbicida foi acessada pelo uso do método dos quocientes (RQ risk quotient), sendo risco = exposição/efeito. A exposição é representada pela Concentração Ambiental Esperada (CAE) e foi avaliada nos compartimentos ambientais solo, águas superficiais e águas subterrâneas. Os cálculos de CAE foram obtidos por avaliação de cenários simples do tipo pior caso nos diferentes compartimentos e pelo emprego dos modelos matemáticos GENEEC e SCIGROW para águas superficiais e subterrâneas, respectivamente. Na estimativa do efeito, usou-se os valores limite (endponts, exemplos: EC50, NOEC) disponíveis para diferentes organismos representantes dos diferentes compartimentos ambientais estudados. O resultado do quociente exposição/efeito foi comparado com os níveis de preocupação (LOC level of concern) empregados pelo EPA para avaliação do potencial risco do uso deste herbicida para os diferentes organismos representativos dos diferentes compartimentos ambientais estudados. Assumindo o pior cenário (menor valor de Kd e maior valor de DT50), as estimativas das CAEs foram baixas e iguais a 0,024 mg kg-1 no solo, a 0,0008 mg L-1 na água superficial e a 0,04 \'mü\' L-1 na água subterrânea. Os valores de RQ obtidos (< 1 e inferiores aos respectivos LOCs) indicaram baixo potencial de risco do uso deste herbicida para os diferentes organismos, representativos dos diversos compartimentos ambientais estudadosA new active ingredient of the triazolopyrimidine sulfonamide herbicide class from the ALS group is under development. This is an ionizable herbicide with weakly acidic behavior (pKa = 4.67). Its solubility in water depends on pH, it is a hydrolytically stable molecule, being highly susceptible to photodegradation in aqueous medium. The photodegradation in soil is not significant. This study evaluated the potential of sorption, leaching and dissipation of this herbicide in four Brazilian soils: Gleissolo Melânico Alumínico típico (GMa), Latossolo Vermelho Distroférrico típico (LVdf), Neossolo Quartzarênico órtico típico (RQ) e Argissolo Vermelho eutroférrico chernossólico (PV). In the study of sorption isotherms were fitted using the Freundlich model and the values of sorption coefficients (Kd) ranged from 0.5 to 22.4 g mL-1 indicating a potential low to moderate sorption. In the study of mobility, no radioactivity was observed in the leachate collected until 48 hours in soils GMa, LVdf and PV, in the soil RQ was detected about 2% of applied radioactivity. The results of comparative mobility suggest that the herbicide is classified as moderately mobile by the criterion of Relative Mobility Factor (FMR) in all soils. In the study of dissipation, the rate of transformation of the herbicide under aerobic conditions and rate of formation and decline of transformation products of herbicide were accessed. A first order exponential model was used to adjust the dissipation of the herbicide in soils. The half-life of the herbicide was 22, 15, 110 and 39 days in soils GMa, LVdf, RQ and PV, respectively. An initial environmental risk assessment of the herbicide was accessed by using the method of quotient (RQ - risk quotient), RQ = exposure / effect. The exposure is represented by the Expected Environmental Concentration (EEC) and was evaluated in the environmental compartments soil, surface water and groundwater. EEC calculations were obtained by assessing simple scenarios such as \"worst case\" in the different compartments and the use of mathematical models GENEEC and SCIGROW to surface and groundwater assessments, respectively. In estimating the effect, endponts (examples: EC50, NOEC) available for different organisms representative from the different environmental compartments studied were used. The result of the quotient exposure / effect was compared to the \"levels of concern (LOC - level of concern) employed by the EPA to assess the potential risk from use of this herbicide for different organisms representing different environmental compartments studied. Assuming the worst case scenario (lower Kd value and higher value of DT50), the estimates of EECs were low and equal to 0.024 mg kg-1 soil, 0.0008 mg L-1 in surface water and 0.04 \'mü\' L-1 in the groundwater. The RQ values obtained (< 1 and below the respective LOCs) indicated low potential risk from use of this herbicide for different organisms, representative from different environmental compartments studie