Depois da aplicação de um agrotóxico, vários processos físicos, químicos, físico-químicos e biológicos determinam seu comportamento. O destino de agrotóxicos no ambiente é governado por processos de retenção (sorção), de transformação (degradação biológica e decomposição química) e de transporte (deriva, volatilização, lixiviação e carreamento superficial), e por interações desses processos – Figura 1.

Além da variedade de processos envolvidos na determinação do destino ambiental de agrotóxicos, diferenças nas estruturas e propriedades das substâncias químicas, e nas características e condições ambientais, podem todos afetar esses processos. Condições meteorológicas, composição das populações de microrganismos no solo, presença ou ausência de plantas, localização do solo na topografia, e práticas de manejo dos solos podem também afetar o destino de agrotóxicos no ambiente. Além disso, a taxa e a quantidade de água movendo na superfície e através do perfil do solo têm um grande impacto no movimento do agrotóxico.

A utilização de produtos químicos como fertilizantes (ou adubos químicos) e agrotóxicos nas atividades agrícolas e de reflorestamento pode resultar em resíduos que coloquem em risco a saúde humana e os organismos aquáticos e terrestres nos diferentes compartimentos ambientais. São considerados resíduos de fertilizantes e agrotóxicos suas porções que, após a aplicação nas lavouras agrícolas e no reflorestamento, seguem para além da área cultivada por carreamento superficial, ou abaixo da zona-de-raiz do solo por lixiviação, ou acima do dossel das plantas cultivadas por volatilização, ou ainda contaminam os produtos agrícolas e florestais colhidos. Portanto, aqui não são considerados os resíduos de fonte difusa que permanecem nos limites da área cultivada e na zona-de-raiz do solo.

Foto: Eliana de Souza Lima 

Figura 1 Pulverização e o risco de deriva

A utilização de produtos químicos como fertilizantes (ou adubos químicos) e agrotóxicos nas atividades agrícolas e de reflorestamento pode resultar em resíduos que coloquem em risco a saúde humana e os organismos aquáticos e terrestres nos diferentes compartimentos ambientais. São considerados resíduos de fertilizantes e agrotóxicos suas porções que, após a aplicação nas lavouras agrícolas e no reflorestamento, seguem para além da área cultivada por carreamento superficial, ou abaixo da zona-de-raiz do solo por lixiviação, ou acima do dossel das plantas cultivadas por volatilização, ou ainda contaminam os produtos agrícolas e florestais colhidos. Portanto, aqui não são considerados os resíduos de fonte difusa que permanecem nos limites da área cultivada e na zona-de-raiz do solo.  

Figura 2. Representação esquemática dos processos que determinam o comportamento e o destino de agrotóxicos no ambiente. 

Um entendimento dos processos de transporte de agrotóxicos no ambiente é essencial para direcionar planos de gestão dos seus resíduos. A variedade de agrotóxicos usados representa muitas diferentes classes de substâncias químicas e os tipos de interações desses compostos com diferentes componentes do ambiente são enormes.

Considerando os processos de transporte entre compartimentos ambientais, com os quais os agrotóxicos estão relacionados depois de aplicados em áreas agrícolas, a lixiviação e o carreamento superficial merecem destaque. A lixiviação dos agrotóxicos através do solo tende a resultar em contaminação das águas subterrâneas e neste caso, as substâncias químicas são levadas em solução juntamente com a água que alimenta os aqüíferos. O carreamento superficial favorece a contaminação das águas  de superfície, com o agrotóxico adsorvido às partículas do solo erodido ou em solução. A permanência dos agrotóxicos no solo agrícola é inversamente dependente da taxa de ocorrência dos processos de transporte.

Foto: Eliana de Souza Lima 

Figura 2. Pulverização de agrotóxicos em videira

Dados preliminares de trabalho de monitoramento a campo no Brasil têm mostrado que de 2 a 3% e até cerca de 1% da quantidade aplicada são perdidos, respectivamente, adsorvidos às partículas de solo carreado e em solução na água escoada superficialmente.  Encontrou-se também perdas de herbicidas com valores de menos de 2% até 90% por volatilização, com relação à quantidade aplicada. A volatilização pode ocorrer durante e após a aplicação, a partir da superfície das plantas, na superfície e na matriz do solo, assim como na superfície e na coluna d’água. Além disso, as estimativas de resíduos têm que considerar também os processos de transporte na atmosfera e a deposição no solo, na vegetação e em corpos d’água.

As estimativas de resíduos de agrotóxicos a partir da deriva na aplicação/pulverização dependem do método de aplicação usado. A tabela 1 apresenta concentrações ambientais estimadas de agrotóxicos, imediatamente após a aplicação na área tratada e na área adjacente, assumindo 1% de deposição a partir da deriva após uma pulverização terrestre. Pode-se observar que as concentrações estimadas decrescem rapidamente com a distância. No entanto, deve-se salientar que observou-se 35% de deriva em uma cultura de tomate com 40 cm de altura.

Tabela 1. Concentrações ambientais estimadas, imediatamente após a aplicação, na área tratada e na área adjacente.^*

• Assumindo 1% de deposição a partir da deriva após uma pulverização terrestre. Parcialmente adaptado de Hoerger e Kenaga (1972) por FAO (1989).^**

Além dos perigos aos seres humanos, nos aspectos ocupacionais, alimentares e de saúde pública, sabe-se que os resíduos de agrotóxicos no ambiente podem provocar efeitos ecológicos indesejáveis, como a alteração da dinâmica bioquímica natural pela pressão de seleção exercida sobre os organismos, tendo como consequência, mudanças na função do ecossistema.

Os efeitos ambientais adversos do resíduo de um agrotóxico dependem da sua toxicidade ao ser humano e da sua ecotoxicidade (a outros organismos), assim como, das suas concentrações nos diferentes compartimentos ambientais (solo, água, planta e atmosfera). As concentrações, por sua vez, dependem da carga contaminante e do comportamento e destino do agrotóxico no ambiente.

Os agrotóxicos são moléculas sintetizadas para afetar determinadas reações bioquímicas de insetos, microrganismos, animais e plantas que se quer controlar ou eliminar, mas determinados processos bioquímicos são comuns a todos os seres vivos e, assim, o efeito pode então atingir não só o organismo alvo, como também outros seres do ambiente. Os efeitos de resíduos de agrotóxicos nem sempre são isolados, pois as comunidades têm interações recíprocas de dependência ou cooperação, e a ação sobre uma determinada população pode afetar todo o funcionamento de um ecossistema.

Alguns agrotóxicos dissipam-se rapidamente no solo através do processo de mineralização, resultando na  transformação do produto em H₂O, CO₂ e NH₃. Embora parte desse processo seja ocasionada por reações químicas, como a hidrólise (reação de desdobramento de uma molécula por ação da água) e a fotólise (decomposição química pela luz), o catabolismo (conjunto das reações bioquímicas que regem a transformação da matéria prima em detritos que deve ser expelidos) microbiológico e o metabolismo são, geralmente, os principais meios de mineralização. Algumas moléculas são moderadamente persistentes e seus resíduos podem permanecer no solo por um período relativamente curto, outras podem persistir por mais tempo.

Alguns organismos possuem grande capacidade de bioacumular substâncias químicas, caracterizando o processo de bioacumulação (processo no qual os organismos (inclusive humanos) podem adquirir contaminantes mais rapidamente do que seus corpos podem eliminá-los, como muitos contaminantes ambientais) ou bioconcentração. Se o processo de bioacumulação atingir níveis elevados em uma cadeia trófica, passa a caracterizar, então, a biomagnificação (aumento na concentração de um contaminante a cada nível da cadeia alimentar).

No ambiente aquático, além da hidrólise e da fotólise, os agrotóxicos podem também sofrer a degradação biológica e, ainda, a bioacumulação e a biomagnificação, diferenciando apenas os microrganismos nesse ambiente em relação àqueles presentes no solo. 

Segundo a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação, a experiência tem mostrado que, com doses típicas em aplicações, agrotóxicos com valores de toxicidade nas faixas ou acima daquelas faixas apresentadas na Tabela 2 tem sido considerados praticamente não perigosos.

 Tabela 2. Faixas de valores de toxicidade nas quais ou acima das quais os agrotóxicos tem sido considerados praticamente não perigosos (FAO, 1989).