Pesticidas: aspectos gerais

O mundo moderno tem assistido ao intenso crescimento tecnológico, científico e populacional. No entanto, a intensificação da poluição causada por substâncias químicas das mais variadas classes também está presente no cenário mundial do século XXI. (1,-23) Como

consequência, os seres humanos e o meio ambiente são afetados direta e indiretamente, pois solo, água, ar, seres vivos e alimentos são os alvos da contaminação por poluentes químicos. O aumento da contaminação é decorrente do crescimento populacional, com estimativas sugerindo elevação significativa. (34-,5)

Diante destas circustâncias, a nova demanda mundial por alimentos e água potável se torna importante tópico de discussão. (6) O aumento da produção de alimentos em função do crescimento populacional deve vir acompanhado de qualidade e não comprometimento da segurança alimentar/ambiental. (7) Todavia, isso está muito distante de ser observado, porque uma das mais poderosas ferramentas empregadas para assegurar a provisão de alimentos é o uso de substâncias químicas conhecidas como pesticidas, que nada mais são que os produtos e os agentes de processos físicos, químicos ou biológicos, destinados ao uso nos setores de produção, no armazenamento e no beneficiamento de produtos agrícolas, nas pastagens, na proteção de florestas, nativas ou implantadas, e também de ambientes urbanos, hídricos e industriais. Esses compostos podem alterar a composição da flora e/ou da fauna, a fim de preservá-las da ação danosa de seres vivos considerados nocivos, assim como as substâncias e os produtos, empregados como desfolhantes, dessecantes, estimuladores e inibidores de crescimento. (8) Os pesticidas são, sem sombra de dúvidas, um benefício para garantir elevada produtividade de produtos agrícolas, porém, ao mesmo tempo, são responsáveis pelos impactos negativos sobre a biodiversidade, o meio ambiente, a qualidade dos alimentos e a saúde humana. Atualmente, estima-se que entre 1,0 e 2,5 milhões de toneladas de pesticidas são utilizadas por ano, sendo que o marco inicial do grande consumo dessas substâncias foi a aplicação de compostos organoclorados sintéticos na primeira metade do século XX. (9)

carbamatos, derivados de ácido carboxílicos, amidas, nitrilas e piridinas, fenóxiherbicidas, formamidas, neonicotinóides, nitrilas, organoclorados, organofosforados, organometálicos, pirazóis, piretróides, sais de amônio quartenários, tiocianatos, triazinas e ureias. (10) Os pesticidas são classificados pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) de acordo com seus efeitos toxicológicos nos seres humanos, sendo dividido em quatro classes: Classe I - compostos extramamentes tóxicos; Classe II - compostos altamente tóxicos; Classe III - compostos moderadamente tóxicos; Classe IV - compostos pouco tóxicos. (11)

Além do mais, a exaustiva aplicação dos pesticidas na agricultura foi impulsionada por um movimento mundial, iniciado em 1944 no México, conhecido como revolução verde (Green Revolution). O movimento tinha por objetivo principal aumentar a produção de grãos no mundo, pois na época já se discutia os problemas de abastecimento para atender a demanda da população que estava em plena explosão demográfica. Assim, uma das estratégias para garantir a elevada produtividade foi incentivar o uso intenso dos pesticidas. (12,13)

Os efeitos causados por pesticidas têm sido objeto de pesquisas, resultando na expansão do número de trabalhos publicados nas últimas duas décadas, ou seja, foram mais de 10.000 publicações acumuladas em 2012 e as dez principais classes químicas de pesticidas estudadas incluem organofosforados, organoclorados, carbamatos, triazinas, piretróides, ureias, fenóxiherbicidas, neonicotinóides, benzimidazóis e sais de amônio quartenários. (14)

Em função do exposto, surge o dilema: o melhor é manter o uso desenfreado de pesticidas para garantir a elevada produtividade e, consequentemente, garantir os suprimentos alimentícios da demanda da sociedade moderna Ou é melhor evitar o uso de pesticidas e preservar o meio ambiente e a saúde humana Não há como apontar uma resposta absoluta, pois, de fato, o uso dos pesticidas desempenha papel importante na produção de alimentos. No entanto, os impactos negativos sobre a saúde dos seres humanos, resultantes da contaminação por pesticidas, consistem em efeitos adversos sobre o sistema nervoso, imunológico, defeitos congênitos, desenvolvimento de células tumorais, distúrbios do sistema endócrino, entre outros. (15,-1617) No meio ambiente, a contaminação se estende ao solo, ar e biota aquática, prejudicando

o ecossistema. Portanto, o que pode ser feito é prover ações que diminuam a contaminação por pesticidas, tais como educação ambiental dos agricultores, controle mais rígido da comercialização dos pesticidas, evitando principalmente o mercado paralelo, desenvolvimento de estratégias de remediação e disponibilização de métodos analíticos rápidos e mais acessíveis

para o monitoramento de pesticidas. Essas ações proporcionariam condições para a implementação de métodos práticos para fiscalização e controle de pesticidas no meio ambiente e nos alimentos.

Os pesticidas têm sido encontrados em níveis detectáveis no meio ambiente, na atmosfera e em águas superficiais, lençóis freáticos, solo, animais, vegetais e alimentos. (10,18) Especificamente, os pesticidas empregados em culturas agrícolas podem ser transformados metabolicamente ou por reações de degradação. A Figura 1 apresenta de forma ilustrativa a visão geral dos diferentes caminhos e destinos dos pesticidas no meio ambiente.

Figura 1 ‒ Visão geral dos diferentes caminhos e destinos dos pesticidas após a sua aplicação no meio ambiente

Fonte: Elaborada pelo autor a partir de adaptação da referência (10).

No entanto, uma fração inalterada da quantidade de pesticida aplicada no tratamento inicial de cada cultura agrícola pode permanecer de forma inalterada nos frutos após a sua colheita, com níveis acima do limite máximo de resíduos (LMR). (19,20) Frutas e vegetais são os que recebem as mais altas doses de pesticidas e podem, assim, conter elevados níveis de

diferentes caminhos após a sua aplicação, incluindo transformação/degradação, sorção/dessorção, volatilização, escoamento para as águas superfíciais, infiltração no solo podendo chegar até os reservatórios de águas subterrâneas e migrando para outras regiões devido às intempéries climáticas. (20)

Os pesticidas estão sujeitos a duas classes de degradação no meio ambiente: abiótica e biótica. (10) A degradação abiótica consiste nos processos de oxidação do pesticida. Este processo é afetado por fatores ambientais, incluindo concentração de oxigênio, íons metálicos, natureza e quantidade de matéria orgânica e pH do meio. Os processos de hidrólise que consistem na reação entre pesticida e moléculas de água catalisada por íons hidrônio, hidroxila e metálicos também desempenham papel importante nas transformações dos pesticidas, sendo que as reações de hidrólise seguem cinética de primeira ordem, ou seja, a velocidade de degradação é proporcional à concentração do composto e os fatores que influenciam a reatividade são estrutura química, grupos funcionais, temperatura e pH. Por último, os pesticidas podem ser degradados via reações de fotólise.

As moléculas do pesticida podem utilizar a fotoenergia de dois modos: indiretos, em que (outros compostos podem receber energia e formar espécies reativas que vão atacar os pesticidas) a energia é transmitida a partir de outros compostos que absorvem a fotonergia, ou diretos, quando o pesticida recebe energia da radiação ultravioleta, passando para o nível excitado, podendo ocorrer quebra ou formação de ligações menos estáveis. Os processos de fotodegradação dependem da presença de catalisadores, exposição da radiação, matéria orgânica, pH, aeração do meio e propriedades físico-químicas do pesticida. A segunda classe é a degradação biótica em que as moléculas podem ser metabolizadas por microorganismos, tais como fungos e bactérias. Os processos de biodegração são caracterizados usualmente pelo tempo de meia-vida. A velocidade do processo depende da quantidade e da natureza do pesticida presente no solo, da população dos microorganismos e das condições que influenciam a atividade microbiana, tais como temperatura, pH, umidade do solo, aeração e o teor de matéria orgânica. (12)

Apesar dos pesticidas estarem sujeitos aos processos abióticos e bióticos, relatos comprovam que esses compostos apresentam elevada resistência aos processos de degradação e, como consequência, acumulam-se no meio ambiente e nos produtos agrícolas, acarretando problemas à saúde humana. Neste contexto, registra-se o desenvolvimento de processos para a

eliminação dos pesticidas do ambiente aquático (21,22), com as ferramentas analíticas desempenhando papel fundamental para a identificação e a determinação de pesticidas em matrizes ambientais (e.g. águas naturais) e em produtos agrícolas (e.g. frutas).