Influenta Pesticidelor Asupra Plantelor Medicinale Si a Medicamentelor Vegetale
Bibliografie
1. Abian J.: J. Mass. Spectrom., 1999, 34, 157
2. Antonious G.F., Byers M.E., Snyder J.C.: Residues and fate of endosulfan on field-
grown pepper and tomato. [NUME_REDACTAT], 1998, 54 (1), 61-67
3. Ahmad N., Bugueno G., Guo L., Marolt R.: Determination of organochlorine and
organophosphate pesticide residues in fruits, vegetables and sediments. J.
Environ.Sci.Health.B, 1999, 34 (5), 829-848
4. Ahmed M.T., Ismail S.M., Mosleh Y.Y.: Determination of malathion residues in some
medicinal plants by liquid chromatography with gas chromatographic–mass
spectrometric confirmation. J. of AOAC International, 1998, 81 (5), 1023-1024
5. [NUME_REDACTAT]., [NUME_REDACTAT].: Fenomene negative în urma utilizării produselor
fitofarmaceutice, 1969, Ed. Agrosilvică, București, 64-95
6. Ali S.L.: Determination of pesticide residues and other critical impurities-such as toxic
traces of metal-in medicinal plants. Part.1. [NUME_REDACTAT], 1983, 45,
1154 -1156
7. Amiraev A.: Simultaneous pulsed flame photometric and mass spectrometric detection
for enhanced pesticide analysis capabilities. J. Chromatogr.A, 1998, 814,133-150
8. Anastassiades M., Schwack W.: Analysis of carbendazim, benomyl, thiophanate methyl
and 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in fruits and vegetables after supercritical fluid
extraction. J. Chromatogr. A., 1998, 825, 45-54
9. Atindehou E., Robin A., Collombel C.: La chromatographie liquide haute pression
appliquée au dosage des insecticides organophosphorés dans les plantes médicinales.
Ann. Pharm. Fr., 39, 171-180
10. Baicu T.: Circulația pesticidelor în organismele dăunătoare și în mediul înconjurător,
1987, Ed. Academiei de [NUME_REDACTAT] și Silvice, București, 9-29; 36-72: 99-142:
180-242
11. Baird C.: [NUME_REDACTAT] 2nd-edition, 1998, Ed.W.H.Freeman &Comp.,
New-York, 293-372
12. Balinova A.: Multiresidue determination of pesticides in plants by high performance
liquid chromatography following gel permeation chromatographic clean-up. J.
Chromatogr.A 1998, 823, 11 – 16
13. Balogh M.P.: LC-GC Int., 1997, 10, 728
14. Barnes K.A., Fussell R.J., Startin J.R., Pegg M. J., Thorpe S.A.,
Reynolds S.L.: [NUME_REDACTAT]. [NUME_REDACTAT]. 1997, 11, 117
15. Barnes K.A., Startin J.R., Thorpe S.A., Reynolds S.L., Fussell R.J.: Determination of
the pesticide diflubenzuron in mushrooms by high-performance liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionisation mass spectrometry
J. Chromatogr. A, 1995, 712, 85-93
16. Bartlet R.J.: Anal. Chem., 1997, 69, 364
17. Basso F., Pisante M., Basso B.: Agronomical aspects of officinal plant cultivation.
Phytother.Res., 1998, 12, S 131- S 134
18. Batlle R., Sanchez C., Nerin C.: Anal.Chem. 1999, 71, 2417
19. Baur P., Grayson T.B., Schonherr J.: Concentration dependent mobility of
chlorfenvinphos in isolated plant cuticles. [NUME_REDACTAT], 1996, 47 (2), 171-180
20. Benecke R., Ortwein J.: Untersuchung pflanzlicher drogen auf rükstände von
organochlor-pestiziden. Pharm.Ind.1992, 54, 726-728
21. Benecke R., Brotka J., Wijsbeek J., Franke J.P., Bruins A.P., [NUME_REDACTAT]
R.A.:Untersuchung pflanzlicher drogen auf rükstände von organochlorverbindungen.
2. Mitteilung. Identifizierung der rükstände von DDT und seinen analogen durch
vergleich von gaschromatographie an gepackter und kapillarsäule sowie GC-MS-
kopplung. Pharmazie 1986 a, 41, 499-501
22. Benecke R., Ortwein J., Ennet D., Frauenberger H.: Residues of lindane and DDT in
wild herbal drugs from cultivated forests. Pharmazie, 1989, 44, 562-564
23. Benthin B., Danz H., Hamburger M.: Pressurized liquid extraction of medicinal plants
J. Chromatogr. A, 1999, 837, 211-219
24. Berger B.M., Wolfe N.L., Fresenius J.: Anal.Chem., 1996, 356, 508
25. Bianco M.: Natural substances useful for the protection of the phytosanitaria of
officinal plants. Phytother. Res., 1996, 10 (1), S 181 – S 182
26. Bhatti A.M., Felsat A.S, Parker R., Mink G.: Leaf photosynthesis,
stomatal resistance and growth of wine grapes (Vitis vinifera ) after exposure to
simulated chlorsulfuron drift. J. Environ.Sci. Health B,1998, 33 (1), 67-81
27. Boyd-Boland A.A., Magdic S., Pawliszyn J.: Analyst, 1996, 121, 929
28. Brumley W.C.: LC-GC, 1995, 13, 556
29. Burnea I., Popescu I., Neamțu G., Stancu E., [NUME_REDACTAT].: Chimie și biochimie vegetală,
1997, Ed. Didactică și pedagogică, București, 453-461
30. Cai J., [NUME_REDACTAT] Z.: J. Liq. Chromatogr., 1992, 15, 1179
31. Cairns T., Siegmund E.G., Stamp J.J.: [NUME_REDACTAT]. Rev. 1989, 8, 127
32. Carabias- Martinez R., Rodriguez – Gonzalo E., Dominguez – Alvarez J., Hernández –
Méndez J.: Anal.Chem.1999, 71, 2468
33. Carabias- Martinez R., Rodriguez – Gonzalo E., Dominguez – Alvarez J., Hernández –
Méndez J.: Anal.Chem.1997, 69, 4437
34. Carabias-Martinez R., Gonzalo E.R., Dominguez A.I.M., Alvarez J.D., Méndez J.H.:
Determination of triazine herbicides in water by micellar electrokinetic capillary chromatography, J.Chromatogr. A 1996, 733, 349-360
35. Careri M., Mangia A., Musci M.: Applications of liquid chromatography-mass
spectrometry interfacing systems in food analysis: pesticide, drug and toxic substance
residues, J. Chromatogr. A 1996, 727, 153-184
36. Cetinkaya M.: Parfuemerie und kosmetik 1996, 77, 382, 384, 418-419
37. Chapman J., Hobbs J.: LC-GC, 1999, 5, 266
38. Clement R., Burk B.(Eds.): Proceedings of the 2-nal [NUME_REDACTAT]
Conference on [NUME_REDACTAT] and Monitoring of the Environment, 1998
39. Crook S.J.: The 8th Symposium on Handling of Environmental and [NUME_REDACTAT] in Chromatography, Almeria, 1997
40. Dabek-Zlotorzynska E.: Electrophoresis 1997, 18, 2453
41. Desiderio C., Polcaro C.M., Padiglioni P., Fanali S.: Enantiomeric separation of acidic
herbicides by capillary electrophoresis using vancomycin as chiral selector,
J.Chromatogr. A 1997, 781, 503-513
42. Desiderio C., Polcaro C.M., Fanali S.: Electrophoresis 1997,18, 227
43. Desilets C.P., Rounds M.A., Regmir F.E.: Semipermeable-surface reversed-phase
media for high-performance liquid chromatography, J.Chromatogr. 1991, 544, 25-39
44. [NUME_REDACTAT] A., Crescenzio C., Lagana A.: J.Agric.[NUME_REDACTAT]. 1996, 44,1930
45. Dinelli G., Vicari A., Catizone P.: J. Chromatogr.A, 1996, 733, 340
46. Dinelli G., Vicari A., Brandolini V.: Detection and quantitation of sulfonylurea
herbicides in soil at the ppb level by capillary electrophoresis
J. Chromatogr. A, 1995, 700, 201-207
47. Dinelli G., Vicari A., Bonetti A.: Separation of sulfonylurea metabolites in water by
capillary electrophoresis, J.Chromatogr.A, 1995, 700, 195-200
48. Dinelli G., Bonetti A., Catzione P., Galletti G.C.: J.Chromatogr.B, 1994, 656, 275
49. Doerge D.R., Miles C.J.: Anal. Chem. 1991, 63, 1999
50. Domeracki S., Wasilkowska J.: Dynamics of pesticide disappearance in medicinal
plants. Part 4. Method for analysis of fungicide Kaptan (captan) residues in marjoram.
Herba polonica, 1976, 22, 110-116
51. Dubey J.K., Heberer T., Stan H.-J.: Determination of ethylenethiourea in food
commodities by a two-step derivatization method and gas chromatography with
electron capture and nitrogen-phosphorus detection. J. Chromatogr. A, 1997, 765, 31-
38
52. Dudka S., Miller W.P.: Accumulation of potentially toxic elements in plants and their
transfer to human food chain. J.Environ.Sci.Health B, 1999, 34 (49), 681-708
53. Dugo G., Saitta M., [NUME_REDACTAT] G., Dugo P.: Organophosphorus and organochlorine
pesticide residues in italian citrus oils. Perfumer and flavorist, 1997, 22, 33-44
54. Eisert R., Levsen K., Wünsch G.: Element-selective detection of pesticides by gas
chromatography-atomic emission detection and solid-phase microextraction
J.Chromatogr.A, 1994, 683, 175-183
55. [NUME_REDACTAT]: Electrophoresis, 1997, 18, 2465
56. Farran A., Serra C., Sepaniak M.J.: Three different approaches for the separation of
MCPA and 2,4-D by capillary electrophoresis, J.Chromatogr.A 1999, 835, 209-215
57. Farran A., Ruiz S., Serra C., Aguilar M.: Comparative study of high-performance
liquid chromatography and micellar electrokinetic capillary chromatography applied to
the analysis of different mixtures of pesticides , J.Chromatogr. A, 1996, 737, 109-116
58. Farran A., Ruiz S.: Anal. Chim. Acta, 1995, 317, 181
59. Farran A., Ruiz S.: Int. J. Environ. Anal.Chem., 1995, 58, 121
60. Favali S.J.: Controlling enantioselectivity in chiral capillary electrophoresis with
inclusion–complexation, J. Chromatogr. A, 1997, 792, 227-267
61. Feng C.C.P., Ryerse J.S., Jones C.R., Sammons R.D.: Analysis of surfactant leaf
damage using microscopy and its relation glyphosate or deuterium oxide uptake in
velvetleaf (Abutilon theophrasti). [NUME_REDACTAT], 1999, 55 (39), 385-386
62. Fernandez – Alba A.R., Agüera A., Contreras M., Penuela G., Ferrer I., Barcelo D.:
Comparison of various sample handling and analytical procedures for the monitoring
of pesticides and metabolites in ground waters. J. Chromatogr. A, 1998, 823, 35-47
63. Ferrer I., Barceló D.: Analusis, 1998, 26, 118
64. Ferrer I., Pichon V., Hennion M.C., Barceló D.: Automated sample preparation with
extraction columns by means of anti-isoproturon immunosorbents for the determination
of phenylurea herbicides in water followed by liquid chromatography–diode array
detection and liquid chromatography–atmospheric pressure chemical ionization mass
spectrometry J.Chromatogr.A, 1997, 777, 91-98
65. Fodor-Csorba K.: Chromatographic methods for the determination of pesticides in
foods , J.Chromatogr. 1992, 624, 353-367
66. Franqueira D., Cid A., Torres E., Orosa M., Herrero C.: A comparison of the relative
sensitivity of structural and functional cellular responses in the alga Chlamydomonas
eugamentos exposed to the herbicide paraquat. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1999,
36, 264-269
67. Frank J.R., Baron J.J., Guest R.T.: Pesticides for use in herbs, spices and medicinal
plants. [NUME_REDACTAT] Herb, Spice and [NUME_REDACTAT] Digest, 1987, 5 (1)
68. Freitag D., [NUME_REDACTAT]., Simon R., Kaune A., Kettrup A.: Electrophoresis
1999, 20, 1568
69. Friedrich H., Büter H.G.: Problematik der Anwendung von pestiziden im
arzneipflanzenbau untersuchungen an Mentha piperita L. 3. Teil. Dtsch. Apoth. Ztg.,
1974 b, 114, 1875 – 1879
70. Gaines B.T.: Acute toxicity of pesticides: Toxicology and applied Pharmacology,
1969, 14 (3), 515-534
71. Galceran M.T., Carneiro M.C., Puignon L.: Chromatographia 1994, 39, 581
72. Garcia – Blásquez R.M., Pérez-Arribas L.V., León – Gonzáles M.E., Polo-Diez L.M.:
J. Liq.Chromatogr. Rel.Technol. 1998, 21, 1173
73. Garrido J., [NUME_REDACTAT] M., Jimenez I., Casado E., Folgueiras M.L.: Chromatographic
analysis of imazalil and carbendazim in fruits. Method validation and residue
monitoring program 1995. Journal of chromatography A, 1997, 765, 91-97
74. Garrison A.W., [NUME_REDACTAT]., Marteus D., Kettrup A.: Environ. Sci.Technol., 1996, 30,
2449
75. Garrison A.W., [NUME_REDACTAT]., Kettrup A.: Separation of phenoxy acid herbicides and
their enantiomers by high-performance capillary electrophoresis, J.Chromatogr. A,
1994, 688, 317 -327
76. Gelsomino A., Petrovičová B., Tiburtini S., Magnani E., Felici M.: Multiresidue
analysis of pesticides in fruits and vegetables by gel permeation chromatography with
electron-capture and mass spectrometric detection. J. Chromatogr. A, 1997, 782, 105-
122
77. Grejtovsky A.: The influence of soil cadmium eliminating sorbents on Chamomilla
recutita. J. Environ. Sci. Health B, 1998, 33 (3) 307-316
78. Goodwin S., Ahmad N.: Relationship between azinphosmethyl usage and residues on
grapes and in wine in Australia. [NUME_REDACTAT], 1998, 53 (1), 96-100
79. Guan F., Watanabe K., Ishii A., Seno H., Kumazawa T., Hattori H., Suzuki O.: J.
Chromatogr. B, 1998, 714, 205
80. Guang – Guo Y., Williams B.: Herbicides residues in grapes and wine. J. Environ. [NUME_REDACTAT] B, 1999, 34 (3), 397 – 411
81. Guardino X., Obiols J., Rosell M.G., Farran A., Serra C.: Determination of
chlorpyrifos in air, leaves and soil from a greenhouse by gas-chromatography with
nitrogen–phosphorus detection, high-performance liquid chromatography and capillary
electrophoresis, J. Chromatogr. A, 1998, 823, 91 – 96
82. Gudzinowicz J.B.: Gas-chromatographic analysis of drugs and pesticides, 1967,
[NUME_REDACTAT] Inc., [NUME_REDACTAT], 153, 215-220
83. Hagestam I., H., Pinkerton T.C.: Anal. Chem. , 1985, 1757
84. Hajšlova J., Holadová K., Kocourek V., poustka J., Godula M., Cuhra P., Kempný M.:
Matrix-induced effects: a critical point in the gas chromatographic analysis of
pesticide residues. J. Chromatogr. A, 1998, 800, 283-295
85. He Y., Lee H.K.: Electrophoresis, 1997, 18, 2036
86. Hernández F., Grases J.M., Beltrán J., Sancho J.V.: Chromatographia, 1990, 29, 459
87. Hiemstra M., Joosten J.A., [NUME_REDACTAT] A.: J.AOAC Int., 1995, 78, 1267
88. Hogenboom A.C., Speksnijder P., Vreeken R.J., Niessen W.M.A, Brinkman U.A.Th.:
Rapid target analysis of microcontaminants in water by on-line single-short-column
liquid chromatography combined with atmospheric pressure chemical ionization
tandem mass spectrometry, J. Chromatogr. A, 1997, 777, 81-90
89. Hsieh Y.Z., Huang H.Y.: Analysis of chlorophenoxy acid herbicides by cyclodextrin-
modified capillary electrophoresis, J. Chromatogr. A, 1996, 745, 217-223
90. Hu R., Hennion B., Urruty L., Montury M.: [NUME_REDACTAT]. Contam., 1996, 16, 111
91. Hull M.R., Cobb A.H.: An investigation of herbicide interaction with the H+-ATP-ase
activity of plant plasma membranes. [NUME_REDACTAT], 1998, 53 (2), 155-164
92. Jagers op Akkerhuis A.J.M.G., Axelsen J.A., [NUME_REDACTAT].: Towards predicting pesticide
deposition from plant phenology; a study in spring barley. [NUME_REDACTAT], 1998, 53
(3), 252-262
93. Jimenez J.J., Bernal J.L., [NUME_REDACTAT] M.J., Martin M.T., Mayorga A.L.: Solid-phase
microextraction applied to the analysis of pesticide residues in honey using gas
chromatography with electron-capture detection, J. Chromatogr. A, 1998, 829, 269-
277
94. Jinno K., Muramatsu T., Saito Y., Kiso Y., Magdic S., Pawliszyn J.: Analysis of
pesticides in environmental water samples by solid-phase micro-extraction-high-
performance liquid chromatography, J. Chromatogr. A, 1996, 754, 137-144
95. Johnson P.D., Duncan A.R., Brown R.H.: Adaptation and application of a multi-
residue method for the determination of a range of pesticides, including phenoxy acid
herbicides in vegetation, ased on high-resolution gel permeation chromatographic
clean-up and gas chromatographic analysis with mass-selective detection. J.
Chromatogr. A, 1997, 765, 3 -11
96. Jorgenson J.W., Lukacs K.D.: Science, 1983, 222, 266
97. Jorgenson J.W., Lukacs K.D.: Anal.Chem., 1981, 53, 1298
Juhler R.K., Larsen S.B., Meyer O., Jensen N.D., Spanò M., Giwercman A., Bonde
J.P.: Human semen quality in relation to dietary pesticide exposure and organic diet.
Arch. Environ. Contam. Toxicol., 1999, 37, 415-423
99. Jung M., Brumley W.C.: Trace analysis of fluorescein-derivatized phenoxy acid
herbicides by micellar electrokinetic chromatography with laser-induced fluorescence
detection, J. Chromatogr. A, 1995, 717, 299- 308
100. Kacew S., Akhtar M.H., Khan S.U.: Bioavailability of bond pesticide
residues and potential toxicologic consequences an update. Proc. Soc.
Exp. Biol. Med., 1996, 211 (1), 62-68
101. Karcher A., [NUME_REDACTAT] Z.: Electrophoresis, 1999, 20, 3280
102. Karcher A., [NUME_REDACTAT] Z.: Electrophoresis, 1997, 18, 1173
103. Kataoka H.: J. Chromatogr. B, 1998, 717, 247
104. Kim I., Sassinos F.I., Stephens R.D., Brown M.A.: J. Agric. [NUME_REDACTAT].,
1990, 38, 1223
105. Kirkwood R.C.: Recent developments in our understanding of the plant
cuticle as a barrier to the foliar uptake of pesticides. [NUME_REDACTAT],
1999, 55 (1), 69-77
106. Kriz D., Ramstrom O., Mosbach K.: Anal. Chem. 1997, 69, 345 A
107. Krynitsky A.J.: J. AOAC Int., 1997, 80, 392
108. Krynitsky A.J. Swineford D.M.: J. AOAC Int., 1995, 78, 1091
109. Kubilius D.T., Bushway R.J.: Determination of hexazinone and its metabolites in
groundwater by capillary electrophoresis, J. Chromatogr. A, 1998, 793, 349-355
110. Lacassie E., Dreyfuss M.F., Daguet J.L., Vignaud M., Marquet P., Lachaître G.:
Liquid chromatography–electrospray mass spectrometry multi-residue determination
of pesticides in apples and pears, J. Chromatogr. A, 1999, 830, 135-143
111. Lamoree M.H., Ghijsen R.T., Brinkman U.A.T. in Barceló D. (Ed.), [NUME_REDACTAT]: Techniques, Applications and QualityAssurance, Elsevier, Amsterdam,
1993, 521
112. Langeenfeld J.J., Hawthorne S.B., Miller D.J.: Anal. Chem., 1998, 68, 144
113. Laucas F.M., Rissato S.R., Galhiane M.S.: Chromatographia, 1999, 50, 35
114. Lawrence J.F., Menard C., Hennion M.C., Pichon V., [NUME_REDACTAT] F., Duran N.: Use of
immunoaffinity chromatography as a simplified cleanup technique for the liquid
chromatographic determination of phenylurea herbicides in plant material
J. Chromatogr. A 1996, 732, 277-281
115. Lawrence J.F., Menard C., Hennion M.C., Pichon V., [NUME_REDACTAT] F., Duran N.:
Evaluation of immunoaffinity chromatography as a replacement for organic solvent
clean-up of plant extracts for the determination of triazine herbicides by liquid
chromatography, J. Chromatogr. A 1996, 752, 147-154
116. Leah J. M., Caseley J.C., Riches C.R., Valverde B. E.: Efffect of monooxygenase
inhibitors on uptake, metabolism and phytotoxicity of propanil in resistant biotypes of
jungle-rice, Echinochloa colona, [NUME_REDACTAT],1997, 49 (2), 141-147
117. Lee M.E., Lee R.J., Lin Y.W., Chen C.M., Hwang B.H.: Anal.Chem.,1998, 70, 1963
118. Lee X.P., Kumazawa T., Sato K., Suzuki O.: Chromatographia, 1996, 42, 135
119. Lehotay S.: Supercritical fluid extraction of pesticides in foods. J. Chromatogr. A,
1997, 785, 289-312
120. Lewis D.L., Garrison A.W., Wommack K.E., Whittermore A., Stendler P., Meillio J.:
Nature, 1999, 401, 898
121. Lino C.M., Guarda L.M., Silveira M.I.: Determination of organochlorine
pesticide residues in medicinal plants sold in Coimbra. J. AOAC Int., 1999, 82 (5),
1206-1213
122. Liska I., Slobodnik J.: Comparison of gas and liquid chromatography for analysing
polar pesticides in water samples, J. Chromatogr. A, 1996, 733, 235-258
123. Liu X.L., Hsiang T.: Estimating benzimidazole residues in thatch and
turfgrass by bioassay. [NUME_REDACTAT], 1996, 46 (2), 139-143
124. Liu C.H., Mattern G.C., Yu X., Rosen R.T., Rosen J.D.: J. Agric. [NUME_REDACTAT]., 1991, 39, 718
125. Liu C.H., Mattern G.C., Yu X., Rosen J.D.: J. Agric. [NUME_REDACTAT]., 1990, 38, 167
126. Loos R., Niessner R.: Analysis of atrazine, terbutylazine and their N-dealkylated
chloro and hydroxy metabolites by solid-phase extraction and gas chromatography–
mass spectrometry and capillary electrophoresis–ultraviolet detection, J. Chromatogr.
A, 1999, 835, 217-229
127. Luke M.A., Forbeng J.E., Masumoto H.T.: J. AOAC Int., 1975, 58, 1020
128. Lydon J., Darlington L.: [NUME_REDACTAT] in leaves of Erythroxylum
coca var.coca plants treated with soil-applied tebuthiuron and
hexazinone. J.Environ.Sci.Health B, 1998, 33 (5), 581-594
129. Majors R.E: LC-GC, 1998, 9, 8
130. Martin – Esteban A., Fernadez P., Camara C., Fresenious J.: Anal. Chem,
1997, 357, 727
131. Matthews H.B., Lucier G.W., Fisher K.D.: Medicinal herbs in the [NUME_REDACTAT]: [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] Perspectives, 1999, 107
(10), 773-778
132. Matchett W.H., Winnik W., Brumley W.C.: J.Cap.Electrophoresis, 1996,
3, 199
133. Mattern G.C., Liu C.H., Loms J.B., Rosen J.D.: J.Agric. [NUME_REDACTAT],
1999, 39,700
134. Mayes A.G., Mosbach K.: [NUME_REDACTAT].Chem., 1997, 16, 321
135. McLaughlin G.M., Weston A., Hauffe K.D.: Capillary electrophoresis methods
development and sensitivity enhancement strategies for the separation of industrial
and environmental chemicals, J. Chromatogr. A, 1996, 744, 123-134
136. Mechref Y., [NUME_REDACTAT] Z.: Capillary electrophoresis of herbicides II. Evaluation of
alkylglucoside chiral surfactants in the enantiomeric separation of phenoxy acid
herbicides , J. Chromatogr. A, 1997, 757, 263-273
137. Mechref Y., [NUME_REDACTAT] Z.: Micellar electrokinetic capillary chromatography with in-
situ charged micelles VI. Evaluation of novel chiral micelles consisting of steroidal-
glycoside surfactant-borate complexes, J. Chromatogr. A, 1996, 724, 285-296
138. Miellet A.: Dosage de résidus de pesticides par C.L.H.P. sur plantes médicinales et
aromatiques. Ann. Fals. Exp.Chim., 1982, 75, 369-375
139. Mol H.G.J., [NUME_REDACTAT] R.J.C., Vreeken R.J., Steijger O.M.: Determination of
daminozide in apples and apple leaves by liquid chromatography–mass spectrometry
J.Chromatogr. A, 1999, 833, 53-60
140. Molinari G. P., [NUME_REDACTAT] A., Redaelli C., Formentini L.: Determinazione di
residui di antiparassitari in camomille: rischi di errore nella ricerca di
organoclorurate. Ind. Alim., 1981, 20, 91-94
141. Muhammad A.B., Felsot A.S., Parker R., Mink G.: Leaf photosynthesis, stomatal
resistance and growth of wine grapes (Vitis vinifera L.) after exposure to simulated
chlorsulfuron drift. J. Environ. Sci. Health B, 1998, 33 (1), 67-81
142. Neicheva A., Kovacheva E., Karageorgiev D.: Simultaneous determination of
insecticides, acaricides and fungicides by thin – layer chromatography. J.
Chromatogr., 1990, 509, 263 – 269
143. Nelson W.M., Tang Q., Harrata K., Lee C.S.: On-line partial filling micelllar
electrokinetic chromatography-electrospray ionization mass spectrometry, J.
Chromatogr. A, 1996, 749, 219-226
144. Nemoto S., Lehotay S.J.: J. Agric. [NUME_REDACTAT], 1998, 46, 2190
145. Newsome W.H., Lan B.P.Y., Ducharme D., Lewis D.: J. AOAC Int., 1
1995, 78, 1312
146. Nielen M.W.F.: Industrial applications of capillary zone electrophoresis-mass
spectrometry, J. Chromatogr. A, 1995, 712, 269-284
147. Niessen W.M.A.: Advances in instrumentation in liquid chromatography–mass
spectrometry and related liquid-introduction techniques, J. Chromatogr. A, 1998, 794,
407-435
148. Nilsson T., Baglio D., [NUME_REDACTAT] I., [NUME_REDACTAT] J., Facchetti S.:
J. Chromatogr. A, 1998, 826, 211
149. Nunes G.S., Ribeiro M.L., Polese L., Barcelo D.: Comparison of
different clean-up procedures for the determination of N-
methylcarbamate insecticides in vegetables matrices by high-
performance liquid chromatography with UV detection. J. Chromatogr.
A, 1998, 795, 43-51
150. Otsuka K., Smith C.J., Grainfer J., Barr J. R.: Patterson D.G., [NUME_REDACTAT].
N., Terabe S.: J. Chromatogr. A, 1998, 817, 75
151. Pacakova V., Stulik K., Jiskra J. : J. Chromatogr. A, 1996, 754, 17
152. Pank F., Eichholz E., Ennet D., Zygmunt B.: Chemische
Unkrautbekämpfung in Arzneipflanzenkulturen. 8. Mitteillung: Melisse
(Melissa officinalis L.). Pharmazie, 1987b, 42, 191-195
153. Pank F., Eichholz E., Ennet D., Zygmunt B.: Chemische
Unkrautbekämpfung in Arzneipflanzenkulturen. 7. Mitteillung:
Pfefferminze (Mentha piperita L.). Pharmazie, 1986, 41, 47-52
154. Pank F., Eichholz E., Ennet D.: Chemische Unkrautbekämpfung in
Arzneipflanzenkulturen. 4. Mitteillung: Thymian (Thymus vulgaris L.).
Pharmazie, 1982, 37, 795-797
155. Pank F., Zygmunt B., Hauschild J.: Chemische Unkrautbekämpfung in
Arzneipflanzenkulturen. Pharmazie, 1983, 38, 755-758
156. Patnaik P.: Handbook of environmental analysis: Chemical pollutans in
air, water, soil and solid wastes. 1997, CRC [NUME_REDACTAT]., [NUME_REDACTAT],
155- 213
157. Pichon V., Rogniaux H., Fischer – Durand N., [NUME_REDACTAT] S., [NUME_REDACTAT]
F., Hennion M.-C.: Chromatographia 1997, 45, 289
158. Pichon V., Chen L., Durand N., [NUME_REDACTAT] F., Hennion M.-C.: J.
Chromatogr. 1996, 725, 107
159. Pichon V., Chen L., Hennion M.-C., Daniel R., Martel A., [NUME_REDACTAT] F.,
Abain J., Barceló D.: Anal. Chem. 1995, 67, 2450
160. Pichon V., Chen L., Hennion M.-C.: Anal. Chem. 1995, 311, 429
161. Penmetsa K.V., Leidy R.B., Ross B., Shea D.: J.Chromatogr. A, 1997, 766, 225
162. Penmetsa K.V., Leidy R.B., Shea D.: J. Chromatogr. A, 1997, 790, 225
163. Penmetsa K.V., Leidy R.B., Shea D.: J. Chromatogr. A, 1996, 795, 201
164. Penmetsa K.V., Leidy R.B., Shea D.: Electrophoresis, 1997, 18, 235
165. Perez-Luiz T., Martinez – Lozano C., Sanz A., Tomas V.: Chromatographia, 1996,
43, 468
166. Pietta P.G., Mangano M.F., Battaglia C., Salani G., Bernardi L.R., [NUME_REDACTAT] G.: J.
Chromatogr. A, 1999, 853, 355
167. Pluta J.: Effect of technological factors on concentration of halogen derivative
pesticides in some vegetables drugs. Pharmazie, 1990, 45 (4), 273-275
168. Pluta J.: Studies on concentration of halogen derivatives in herbal products from
various regions of Poland. Pharmazie, 1989, 44 (3), 222-224
169. Popa C., Drimuș R.: Pesticide, Vol. III, 1973, Centrul de documentare al industriei
chimice și petroliere, 327-345
170. Popp P., Kalbitz K., Oppermann G.: J. Chromatogr. A, 1994, 687, 133
171. Pyell U., Bütehorn U.: J. Chromatogr. A, 1995, 716, 81
172. Quérou R., Euvrard M., Gauvrit C.: Uptake and fate of triticonazole applied as seed
treatment to spring wheat (Triticum aestivum L.). [NUME_REDACTAT], 1998, 53 (4),
324-332
173. Randall C.B.: Disposition of toxic drugs and chemicals in man – second edition,
1982, [NUME_REDACTAT] Davis, California, 210-225
174. Rappe A.: La conservation de la nature, condition du maintien de la Santé humaine.
In Journeés [NUME_REDACTAT] de Paris, 1971, Ed. [NUME_REDACTAT] Française, 30-35
175. Raveton M., Ravanel P., Serre A.M., Nurit F., Tissut M.: Kinetics of uptake and
metabolism of atrazine in model plant systems. [NUME_REDACTAT], 1997, 49 (2), 157-
163
176. Reichling J., Becker H., Exner J., Grager P.D.: [NUME_REDACTAT], 1979, 124,
1990-2005
177. Remcho V.T., Tan Z.J.: [NUME_REDACTAT]., 1991, 71, 248 A
178. Rossi M., Rotilio D.: J. [NUME_REDACTAT]. Chromatogr., 1997, 20, 265
179. Sarmini K., Kenndler E.: J. Chromatogr. A, 1997, 792, 3
180. Schilcher H., Peters H., Wank H.: Pesticides and heavy metals in plant drugs.
[NUME_REDACTAT], 1987, 49, 203-211
181. Schilcher H., Habenicht M.: New analytic method for the detection of organochlorine
pesticides in essential oils and results of the investigations in 110 commercial
essential oil samples and finished drugs. Part b. On hazardous contaminant contents
in plant drugs and drug preparations. [NUME_REDACTAT], 1998, 60, 249-252
182. [NUME_REDACTAT]., Garrison A.W., Freitag D., Kettrup A: J. Chromatogr. A, 1997, 792, 419
183. [NUME_REDACTAT]., Garrison A.W., Freitag D., Kettrup A: J. Chromatogr. A, 1996, 723, 169
184. [NUME_REDACTAT]., Freitag D., Sanlaville Y., Lintelmann J., Kettrup A: J. Chromatogr. A,
1995, 709, 215
185. Sellergren B.: [NUME_REDACTAT] Chem., 1997, 16, 310
186. Sicbaldi F., Sarra A., Mutti D., Bo P.F.: Use of gas-liquid chromatography with
electron capture and thermionic sensitive detection for the quantitation and
identification of pesticide residues. J. Chromatogr. A, 1997, 765, 13-22
187. Simplicio A.L., Boas L.V.: J. Chromatogr. A, 1999, 833, 35
188. Slobodnik J., Hogenboom A.C., Vreuls J.J., Rontree J.A., [NUME_REDACTAT] B.L.M., Niessen
W.M.A., Brinkman U.A.Th.: J. Chromatogr. A, 1996, 741, 59
189. Slobodnik J., [NUME_REDACTAT] B.L.M., Brinkman U.A.Th.: J. Chromatogr. A, 1995, 703, 81
190. Smith J.T., [NUME_REDACTAT] Z.: Electrophoresis, 1994, 15, 1248
191. Smith J.T.: J. Chromatogr. A, 1994, 685, 131
192. Smith J.T., Nashabeh W., [NUME_REDACTAT] Z.: Anal. Chem., 1994, 66, 1119
193. Song X., Budde W.L.: J. Chromatogr. A, 1998, 829 327
194. Song X., Budde W.E.: J. Am. Soc. [NUME_REDACTAT]., 1996, 7, 981
195. Sovocool G.W., Brumley W.C., Dounelly J.R.: Electrophoresis, 1999, 20, 3297
196. Spagone C., D’Orazio C., Rossi M., Rotilio D.: J. [NUME_REDACTAT]. Chromatogr., 1996,
19, 647
197. Stan H.-J., Lïnkerhägner M.: J. Chromatogr. A, 1996, 750, 369
198. Süsse H., Müller H., Fresenius J.: Anal. Chem., 1995, 352, 470
199. Süsse H., Müller H.: J. Chromatogr. A, 1996, 730, 337
200. Tharsis N., Portillo J.L., Broto –Puig F., Comellas L.: Simplified reversed phase
conditions for the determination of benzimidazole fungicides in fruits by high –
performance liquid chromatography with UV detection. J. Chromatogr. A, 1997, 78,
95-101
201. Terabe S., Otsuka K., Ichikawa K., Tsuchija A., Ando T.: Anal. Chem., 1984, 56, 111
202. Tsai C.Y., Chen Y.R., Her G.R.: J. Chromatogr. A, 1998, 813, 379
203. Toth J.P., Snyder A.P.: Biol. [NUME_REDACTAT]., 1991, 20, 70
204. Unger K.K.: Chromatographia 1991, 31, 507
205. Urruty L., Monturz M., Braci M., Fournier J., Dournel J.M.: J. Agric. [NUME_REDACTAT].,
1997, 45, 1519
206. Vassilakis I., Tsipi D., Scoullos M.: Determination of a variety of chemical classes of
pesticides in surface and ground waters by off-line solid- phase extraction, gas
chromatography with electron – capture and nitrogen – phosphorus detection, and
high – performance liquid chromatography with post- column derivatization and
fluorescence detection. J. Chromatography A, 1998, 823, 49-58
207. Vieira R.F., Sumner R.D.: Application of fungicides to foliage through overhead
sprinkler irrigation – a review. [NUME_REDACTAT], 1999, 55 (49), 412-422
208. Vitali M., Guidotti M., Giovinazzo R., Cedrone O.: [NUME_REDACTAT]. Contam., 1998, 280,
280
209. Voicu A.V.: Toxicologie clinică, 1997, Ed. Albatros, București, 149-158
210. Volmer A.: J. Chromatogr. A, 1998, 794, 129
211. Wan H. B., Wong M.K.: J. Chromatogr. A, 1996, 754, 43
212. Wilkins J.P.: Anal. Proc., 1993, 30, 396
213. Williams C.S., Eastoe B.V., Slaiding I.R., Walker M.D.: Analysis of pesticide
residues in hops and their extraction by liquid CO2 during the production of hop
extracts. [NUME_REDACTAT] Contam., 1994, 11 (59), 615-619
214. Winnacker k., Weingaertner E.: Tehnologie chimică organică, vol. IV 1959, Ed.
Tehnică, București, 495-539
215. Whang K. S., Whang C. W.: Electrophoresis, 1997, 18, 241
216. Wyss P., Bolsinger M.: Translocation of Pymetrozine in plants. [NUME_REDACTAT],
1997, 50 (3), 195-202
217. Zygmunt B., Gnusowski B.: Rückstände synthetischer pyrethroidderivate Insektizide
in galenischen präparaten. [NUME_REDACTAT], 1996, 9, 33-34
218. Yang L., Harrata A.K., Lee C.S.: Anal. Chem., 1997, 69, 1820
219. Yoon H.R., Lee E. J., Park J. H.. Sulphuric acid pretreatment for the simultaneous
GC screening of organochlorine and organophosphorus pesticides in herbal essential
oils. Chromatographia 1998, 47, 587-592
220. *** [NUME_REDACTAT] on [NUME_REDACTAT]
221. *** EC Directive. No 95-61. [NUME_REDACTAT]. Brussels, 1995
222. *** [NUME_REDACTAT], vingt – huitième éd., 1992, ACTA, 44-48; 126-130; 222-
227; 318-341
223. *** [NUME_REDACTAT] on [NUME_REDACTAT]: Principles for the toxicological
assessment of pesticide residues in food. Geneva, WHO, 1990
224. *** [NUME_REDACTAT] on [NUME_REDACTAT]. Assessing human health risks of
chemicals: derivation of guidance values for health- based exposure limits. Geneva,
WHO, 1994
225. *** Foliaca, 1998, 2 (4), 7-8
226. *** [NUME_REDACTAT] in Food. Evaluations (131/1, 131/2), FAO, Roma, WHO,
1994
227. *** [NUME_REDACTAT], Stop!, Sciences et Avenir, 1997, 28-33
228. *** [NUME_REDACTAT], 1999, 45, 6
CUPRINS
I. INTRODUCERE
I.1Definitie
I.2 Tipuri de pesticide 3
I. 3 Efectele toxice ale pesticidelor asupra organismului uman 7
II. UTILIZAREA PESTICIDELOR IN CULTURA PLANTELOR MEDICINALE
II. 1 Circulatia pesticidelor in plante 9
II.1.1. Circulatia in sol 9
II.1.2. Aplicarea pe samânta18
II.1.3. Absorbtia prin radacini19
II.1.4. Mobilizarea depozitului de pe frunze20
II.1.5. Absorbtia prin frunze21
II.1.6. Distributia si metabolizarea27
II.1.7. Eliminarea27
II. 2. Circulatia reziduurilor de pe plante28
II.3. Circulatia pesticidelor An biocenoze 29
II.4. Contaminarea cu pesticide a medicamentelor de origine vegetala32
II.5. Limite maxime ale reziduurilor de pesticide in plantele medicinale si
in produsele farmaceutice obtinute din acestea33
III. METODE DE ANALIZA A PESTICIDELOR DIN PLANTE MEDICINALE / MEDICAMENTE VEGETALE
III.1. Consideratii generale 35
III.2Gaz-cromatografia in analiza pesticidelor din plante 47
III.3. Lichid-cromatografia in analiza pesticidelor din plante 49
III.4. Electroforeza capilara in analiza pesticidelor din plante 55
BIBLIOGRAFIE 62
=== Lucrare de diploma ===
I. INTRODUCERE
I.1. [NUME_REDACTAT] este o substanta sau un amestec de substante utilizate pentru a impiedica actiunea, pentru distrugerea sau neutralizarea unui daunator, unui vector, unei maladii umane sau animale, unei specii vegetale sau animale nocive sau unor germeni din timpul productiei, transformarii, transportului sau comercializarii produselor alimentare, produselor agricole, bauturilor sau furajelor pentru animale sau susceptibile de a fi administrate animalelor, pentru distrugerea insectelor, sau a altor organisme parazite de pe suprafata corpului sau din interiorul organismului tinta (FAO).
O definitie mai putin complexa a pesticidelor arata ca acestea sunt substante sau amestecuri de substante folosite pentru a elimina organismele vegetale/animale nedorite din ecosistemele agricole si urbane (11).
Pesticidele au creat o adevarata problema publica, deoarece omenirea nu poate inca renunta la ele, daca doreste sa asigure necesarul de hrana al unei populatii in crestere si totodata controlul daunatorilor in zonele problematice ale globului, iar pe de alta parte, este vorba de potentialul lor risc toxic pentru om si mediul inconjurator, mai ales la utilizare indelungata.
Actual exista in jur de 21000 produse folosite ca pesticide, formulate din aproximativ 860 ingrediente active diferite.
In SUA, agricultura este utilizatorul principal al pesticidelor, acoperind 75% din intregul volum de utilizare. Utilizatorii industriali, comerciali si guvernamentali reprezinta 18% , iar domeniul casnic 70%.
Erbicidele folosite pentru controlul buruienilor in domeniul agricol reprezinta cea mai larga categorie de pesticide utilizate (59%), in special pentru culturile de porumb; insecticidele reprezinta a doua categorie majora de pesticide (21% din volumul total), in special pentru culturile de porumb, bumbac si soia.
Reziduurile de pesticide, provenite din utilizarea in agricultura, dar si din celelate domenii si produsii lor de transformare pot pune in pericol sanatatea omului si a mediului ambiant si pot constitui un risc ecologic pentru ecosisteme. Estimarea riscului pentru mediul inconjurator si introducerea de masuri de rezolvare/reducere a acestui risc necesita cunostinte aprofundate asupra comportarii lor in mediul extern si a efectelor pesticidelor.
Informatii asupra comportarii in mediul inconjurator pot fi furnizate inainte de inregistrarea pesticidelor pentru a avea siguranta ca ele sunt sigure in ceea ce priveste organismele diferite de organismul-tinta. Pe lânga aceasta, supravegherea post-inregistrare si studii de monitorizare sunt necesare pentru a verifica daca degradarea si efectul pesticidelor asupra mediului inconjurator in conditiile de utilizare sunt in acord cu cele prevazute pentru ele. Majoritatea acestor date se obtin aplicând diferite metode (radioizotopi) pentru diverse componente ale mediului ambiant (apa, aer, sol), in ecosisteme terestre (agricole si neagricole) si in cele marine.
Datele standard (fizico-chimice, informatii privind metabolismul si persistenta pesticidelor) trebuie suplimentate cu datele valabile local, datorita diferentei de compozitie a solului, calitatii diferite a luminii, a regimului de ploaie si a tipului de sistem de recoltare.
I.2.Tipuri de pesticide
Exista mai multe criterii de clasificare a pesticidelor: biologic, toxicologic, chimic, fiziologic, spectru de actiune.
Biologic, functie de organismul tinta asupra caruia isi exercita actiunea exista urmatoarele tipuri de pesticide:
TIP PESTICID ORGANISM }INT|/FUNC}IE
1. ACARICIDE ACARIENI
2. ALGICIDE ALGE
3. AVICIDE P|S|RI
4. AGEN}I ANTIFOULING ORGANISME CE ATAC|
SUPRAFE}ELE SUBACVATICE
5. ATRACTAN}I
6. BACTERICIDE BACTERII
7. DEZINFECTAN}I MICROORGANISME
8. FUNGICIDE FUNGI
9. ERBICIDE PLANTE
10. INSECTICIDE INSECTE
11. LARVICIDE LARVELE INSECTElOR
12. FUMIGAN}I D|UN|TORI (SOL, CL|DIRI)
13. MOLUSCICIDE MOLU{TE
14. NEMATICIDE NEMATODE
15. OVICIDE OU| INSECTE / ACARIENI
16. PISCICIDE PE{TI
17. REPELAN}I Indepartare insecte si pasari
18. RODENTICIDE ROZ|TOARE
Sunt incluse in aceeasi categorie a pesticidelor:
defoliantii, folositi pentru a provoca caderea frunzelor/foliajului, in scopul facilitarii uscarii;
desicantii, care promoveaza uscarea tesuturilor vii (partea superioara a plantelor subacvatice)
feromonii, care actioneaza asupra comportamentului sexual al insectelor
reglatori ai dezvoltarii insectelor, ce afecteaza diferitele procese vitale ale insectelor
reglatori ai cresterii plantelor, care sunt substante (exceptie, fertilizanti sau alti nutrienti ai plantelor) ce altereaza procesele de crestere, inflorire sau "rata de inmultire" a plantelor (11).
[NUME_REDACTAT] cadrul [NUME_REDACTAT] privind folosirea pesticidelor, OMS (1991) a realizat o clasificare a acestora dupa clase de risc.
Astfel, exista urmatoarele clase de risc:
I. a Extrem de toxic DL50 5mg/kg corp, la administrare orala (p.o) de
pesticid, substanta solida (P-s)
DL50 20 mg/kg corp, p.o pesticid lichid (P-l)
DL50 10 mg/kg corp, administrare cutanat, P-s
DL50 40 mg/kg corp, administrare cutanat, P-l
I.b Foarte toxic DL50 = 5-50 mg/kg corp, p.o P-s
DL50 = 20-200 mg/kg corp, p.o P-l
DL50 = 10-100 mg/kg corp, cutanat, P-s
DL50 = 40-400 mg/kg corp, cutanat, P-l
II. Moderat toxic DL50 = 50-5000 mg/kg corp, p.o P-s
DL50 = 20-2000 mg/kg corp, p.o P-l
DL50 = 10-1000 mg/kg corp, cutanat P-s
DL50 = 400-4000 mg/kg corp, cutanat P-l
III. Usor toxic DL50 > 500 mg/kg corp, p.o P-s
DL50 > 2000 mg/kg corp, p.o P-l
DL50 > 1000 mg/kg corp, cutanat P-s
DL50 > 4000 mg/kg corp, cutanat P-l
IV. Netoxice DL50 > 5000 mg/kg corp, p.o P-s
DL50 >5000 mg/kg corp, p.o P-l
DL50 >5000 mg / kg corp, cutanat P-s
DL50 > 5000 mg/kg corp, cutanat P-l
DL50 reprezinta doza unica de pesticid (substanta activa) exprimata in mg/kg corp, care administrata oral la sobolanii masculi si femele, tinuti in prealabil in post 24 ore, provoaca moartea a 50% dintre aceste animale, in decursul perioadei de observatie de 2 saptamâni.
Unele pesticide naturale, ca piretrinele sunt considerate ca fiind lipsite de toxicitate; piretroizii de sinteza, cu DL50= 50.000mg/kg corp se incadreaza in aceeasi clasa de risc.
[NUME_REDACTAT] acest punct de vedere, exista doua clase mari:
Pesticide anorganice
Cu si compusii sai
zeama bordeleza: CuSO44 Cu(OH)2 si laptele de var, componentul principal este CuSO4 5 H2O
oxiclorura de cupru (3 CuOCuCl2H2O)
oxid rosu de cupru
Se folosesc si ca fungicide, actionând prin schimb de ioni cu cationi aflati in mod normal in celulele sporilor si acumularea cuprului in membrana si citoplasma celulelor.
Sulful si derivatii sai
Sulful sub diferite stari alotropice/combinatii (S sublimat, triturat, de flotare-din gaze-, coloidal, zeama sulfo-calcica) se foloseste ca fungicid si pentru combaterea acarienilor; actiunea sa este legata de capacitatea sa de sublimare si de presiunea sa de vapori.
Ajuns in celule, sulful se reduce sub influenta glutationului la H2S, ce este toxic pentru ciupercile fitopatogene. Nu este indicat a se aplica preparate cu sulf la temperaturi de peste 280C, când activitatea sa fungicida scade repede, intensificându-se in schimb actiunea fitotoxica.
Arsenul si derivatii sai
Se folosesc ca insecticide si rodenticide:
acetoarsenit de Cu (verde de Paris) – (CH3COO)2 3 Cu (AsO2)2
arsenit de Ca : metaarsenit de Ca- Ca(AsO2)2 si arsenit tricalcic-Ca(AsO3)2
arsenit de sodiu (Na3AsO3 si metaarsenit de Na-NaAsO2)
arsenit de Ca (arseniati bi- si tricalcici, arseniat bazic de Ca, carbonat si hidroxid de Ca)
arseniat de Pb: PbHAsO4
Compusii cu As au o toxicitate relativ mare pentru om si animale; de asemenea sunt fitotoxici, fenomenul fiind mai accentuat pentru sarurile acide, care sunt mai solubile, si se acumuleaza in sol.
Compusii fluorului
Derivatii insolubili se folosesc in agricultura, ca insecticide, iar compusi precum: fluorosilicatul de calciu, fluorura de sodiu si aluminiu (criolitul) se utilizeaza si pentru protectia lemnului de ciuperci si insecte sau protectia obiectelor de lina de molii.
Pesticide organice
1.3.2.1 [NUME_REDACTAT] si nornicotina
Sunt alcaloizi din frunzele de Nicotiana tabacum, folositi ca insecticide.
[NUME_REDACTAT] compusi cu proprietati insecticide obtinuti din capitulele florale ale speciei Chrysanthemum cinerariaefolium (tataisi), derivati ai acizilor crizantemic monocarboxilic si crizantemdicarboxilic.
Au in general o actiune toxica fata de animalele cu sânge rece si tegument suficient de moale, DL50=2000-2600mg/kg corp.
Exista si derivati de sinteza ai piretrinelor: bartrina (DL50=36000mg/kg corp), dimetrina (DL50=50000mg/kg corp)
[NUME_REDACTAT] un derivat izoflavonic intâlnit in specii de Derris, Tephrosia, Loncocharpus, cu proprietati insecticide prin interventia inhibitoare asupra unor enzime din lantul respirator mitocondrial(DL50=1500mg/kg corp).
[NUME_REDACTAT] aceasta denumire este cunoscut un extract din tulpini de Ryana speciosa, cu actiune insecticida de contact si ingestie( DL50=1200mg/kg corp), prin rianodina.
Quassia, extract de Quassia amara, este insecticid prin quasina si neoquasina.
Sabadilla, extract din semintele speciei Schoenocalum officinale, ce contine veratrina,
alcaloid toxic fata de animalele cu sânge rece.
Endotoxina-6 este o nucleotida toxica din structura Bacillus thuringensis, cu proprietati insecticide.
1.3.2.2. De sinteza
Hidrocarburi: ulei de gudron, parafinice;
Compusi clorurati: – derivati de difeniletan(DDT)
– derivati de ciclohexan(HCH)
– derivati halogenati policiclici(aldrin, clordan)
– derivati terpenici clorurati(toxafen, pinetox);
c) Compusi cu fosfor: – derivati de acid fosforic(paraoxon, diclorvos)
– derivati de acid tiofosforic(paration, metilparation, diazinon)
– derivati de acid ditiofosforic(malation, dimetoat);
d) Combinatii carbonilice: clorchinone;
Compusi fenolici: dinitrofenol, DNOC;
Compusi carboxilici: 2,4-D; 2,4,5-T;
Combinatii sulfonice: alchilsulfati, arilsulfonati, alchilarilsulfonati;
Amine: dietilamina;
Combinatii cianice: HCN, cianuri alcaline;
j) Combinatii tiocarbamice: Ziram;
Compusi heterociclici cu O: warfarina, dicumarol;
Compusi heterociclici cu N: captan, Simazin, atrazin.
[NUME_REDACTAT] de modul in care se exercita actiunea pesticidelor asupra organismelor sensibile, sunt:
– pesticide de ingestie; au spectru de actiune redus si sunt toxice pentru om (rodenticide).
– pesticide de contact (IOC, IOP),
– pesticide de respiratie (fumiganti, nematicide).
Dupa nivelul de exercitare a actiunii se clasifica in:
Pesticide externe, ce formeaza film la suprafata produsului vegetal, film
cu proprietati penetrante locale, uneori. Se impart in:
– instabile, dispar rapid (volatile-oxid de etilena- sau hidrosolubile/miscibile cu apa, TEEP),
– semistabile: ditiocarbamati, nitroalchilfenoli,
– stabile: hidrocarburi clorurate;
Pesticide sistemice, care patrund in interiorul plantelor, fiind transportate
de seva. Ele pot fi: – stabile (nemetabolizate de planta)
– endolitice (metabolizate cu inactivare)
– endometatoxice, metabolizate de planta mai intâi intr-un compus cu actiune superioara derivatului initial si ulterior, in timp, inactivat de catre sistemul enzimatic al plantei.
Spectrul de actiune
Se deosebesc:
Pesticide neselective
Pesticide selective
De exemplu, erbicidele nu au o selectivitate fiziologica reala, bazata pe reactii enzimatice in planta. Efectul lor selectiv, numai asupra buruienilor, se obtine prin alegerea potrivita a conditiilor de aplicare (stadiu de vegetatie, forma de conditionaare, umiditatea solului si aerului, structura solului).
I.3. Efecte toxice ale pesticidelor asupra organismului uman
Omul poate resimți efectul toxic al unui pesticid într-un mod acut (intoxicație acută), dar de cele mai multe ori acest efect se manifestă după o expunere prelungită (intoxicație cronică).
Consecințele biologice acute sau cronice variază în funcție de calea de pătrundere, concentrație, stare de sănătate, factorii genetici și alimentari.
Pesticidele pot ajunge în organismul uman pe cale:
– respiratorie (pesticide gazoase sau sub formă de aerosoli),
– gastrointestinală,
– transcutanată.
Absorbția pesticidelor se poate realiza pe o singură cale sau pe mai multe, simultan sau succesiv.
Natura substanței determină durata absorbției, biotransformării, depozitării și eliminării din organism. Efectele toxice pot apare imediat, în momentul pătrunderii în organism sau deloc, ori după ani de zile.
Din punct de vedere toxicologic nu contează atât cantitatea absorbită, cât viteza de absorbție de care depinde concentrația efectivă la nivelul receptorilor.
Depășirea capacității de adaptare, dar și a limitelor de toleranță ale organismului uman față de substanța în cauză conduce la apariția stărilor de intoxicație acută, subacută sau cronică cu astfel de substanțe, și deci la manifestarea efectelor dăunătoare ale acestora.
Deși insecticidele organoclorurate au fost interzise în Europa din 1976, trebuie să li se acorde atenția cuvenită în ceea ce privește toxicitatea lor, pentru că sunt biodegradabile, prezintă o remanență crescută și au tendința de a se acumula în țesuturile grase din organism sau în teaca de mielină.
Stabilitatea lor chimică remarcabilă determină un grad ridicat de persistență ca reziduuri pentru produse alimentare, plante medicinale provenite din culturi tratate, reziduuri ce pot produce intoxicații cronice la om și animale.
Astfel, în SUA deși s-a renunțat de mai mult de 20 de ani la folosirea DDT-ului, efectele lui nocive mai persistă, urme de DDT fiind încă prezente în sol și în plantele rădăcinoase, ca morcovul și cartoful. Potrivit statisticilor Consiliului de Apărare a [NUME_REDACTAT] din SUA, 17% din morcovii analizați conțineau urme decelabile de DDT.
Insecticidele organoclorurate prezintă o acțiune toxică selectivă asupra SNC și determină tulburări senzitive corticale la nivelul trunchiului cerebral.
Dozele letale pentru om ale unor insecticide organoclorurate la administrare orală sunt prezentate în tabelul 1:
Tabelul 1: Dozele letale ale unor pesticide organoclorurate la om
În intoxicația acută apar simptome precum: iritație gastrică, mioză cu scăderea acuității vizuale, hiperreflectivitate osteotendinoasă, convulsii tonico-clonice, iar lindanul poate produce chiar orbire.
Intoxicația cronică provoacă necroză hepatocelulară (DDT, lindan, dieldrin, heptaclor), tulburări digestive, neuropsihice, audiovizuale și cutanate.
Unele organoclorurate se metabolizează în compuși mai toxici decât substanța inițială, de exemplu derivații de indan se metabolizează în epoxizi cu toxicitate mare. În cazul în care intoxicația se produce prin inhalare, există risc de edem pulmonar acut toxic.
Insecticidele organofosforice (IOP) inhibă colinesteraza, enzimă ce catalizează hidroliza acetilcolinei, mediator chimic pentru sistemul parasimpatic.
În intoxicația cu IOP este inhibată transmiterea impulsurilor nervoase de la organul efector la cel receptor prin creșterea cantității de acetilcolină cu apariția efectelor toxice muscarinice, nicotinice și central nervoase ca urmare a acțiunii asupra ganglionilor vegetativi și asupra mușchilor striați.
Simptomele muscarinice se caracterizează prin mioză, hipersecreție bronșică, apariția de dispnee, laringobronhospasm, tulburări digestive cu hipersecreția glandelor digestive, tulburări circulatorii cu hipotensiune, bradicardie și colaps.
Simptomele nicotinice sunt de natură neuromusculară caracterizate prin contracții musculare la nivelul feței și extremităților, apariția de convulsii tonico-clonice, tetanice, paralizia mușchilor respiratori.
Sindromul central se caracterizează prin cefalee, somnolență, convulsii, comă.
Unele insecticide organofosforice acționează neurotoxic după multe săptămâni, prin degenerarea axonilor SNC, producând paralizie. Una dintre cele mai grave complicații târzii ale intoxicației cu IOP este encefalopatia toxică.
Insecticidele organofosforice spre deosebire de cele organoclorurate, au o stabilitate chimică mică, remanență mică (sunt ușor biodegradabile), fără tendință de a se acumula, dar sunt mai toxice.
Carbamații folosiți ca fungicide, insecticide și erbicide sunt mai puțin toxici; ei determină cel mai adesea dermite de contact.
Unii carbamați sunt inhibitori colinesterazici, dar spre deosebire de IOP, efectul lor inhibitor este în general mai puțin intens și mai rapid reversibil.
Totodată, ele nu pătrund la fel de ușor în țesutul nervos, astfel încât acțiunea lor asupra SNC este minimă sau chiar inexistentă.
Expunerea organismului uman timp îndelungat la concentrații mici de pesticide poate determina efecte cancerigene, mutagene și teratogene.
În 1992, un raport al Academiei de Științe a S.U.A aprecia că în spațiul unei generații, consumul reziduurilor de pesticide din alimente este responsabil de 1,4 milioane de decese datorate cancerului.
Mecanismele prin care pesticidele sunt implicate în cancerogeneză se cunosc doar parțial și pornesc de la afectarea structurală și funcțională a ADN ce conduce la pierderea controlului asupra sintezei proteice și a diviziunii celulare.
Reziduurile unor pesticide – hidrocarburi halogenate, precum DDT, DDE, dieldrin, clordan par să joace un rol destul de important în apariția cancerului de sân; un mecanism plauzibil al acestui fenomen are la bază acțiunea estrogenică a acestor hidrocarburi, inhibarea funcției imunitare a organismului și determinarea unui dezechilibru hormonal.
[NUME_REDACTAT] de Cercetare a Cancerului (OMS), Agenția de Protecție a [NUME_REDACTAT] a SUA, [NUME_REDACTAT] Environmental and [NUME_REDACTAT] apreciază următoarele 12 pesticide ca având cel mai mare potențial cancerigen și de perturbare a sistemului endocrin: 2,4 D, alachlor, atrazin, benomyl, carbaryl, cyanazin, dicofol, mancazeb, maneb, metiram, trifluralin și zineb.
Substanțe precum: cyanazina, carbaryl, endrin, rotenona sau benomyl sunt teratogene, iar o acțiune mutagenă a fost evidențiată pentru trifluralin, dimetoat, carbaryl, rotenonă sau hidrazidă maleică.
O problemă deosebită o constituie acțiunea reziduurilor de pesticide asupra organismului copiilor.
Între copii și adulți există diferențe în ceea ce privește toxicitatea pesticidelor și aceste diferențe pot fi nu numai cantitative, dar și calitative.
Copiii pot fi mai sensibili sau mai puțin sensibili decât adulții, funcție de pesticid.
Diferențele calitative ale intoxicației sunt consecințele expunerii din timpul unor perioade de vulnerabilitate – perioade scurte de dezvoltare – când expunerea la un agent toxic poate altera permanent structura sau funcția unui sistem de organe.
Pentru a caracteriza riscul datorat existenței pesticidelor în dieta copiilor este nevoie de informații privind atât efectele toxice ale pesticidelor, cât și cantitatea de pesticid administrată. De aceea, pentru materiile prime necesare preparării hranei pentru copii, s-au impus următoarele principii:
– producerea plantelor prin echilibrarea proceselor de rotație a culturii și promovarea dușmanilor naturali ai dăunătorilor,
– controlul mecanic și tehnic al lemnelor,
– promovarea obținerii fertilității solului prin folosirea îngrășămintelor, tratarea timpurie cu var,
– neutilizarea preventivă a pesticidelor sau medicamentelor.
[NUME_REDACTAT], nivelul de toleranță pentru pesticidele din hrana copiilor este de 0,01 mg/kg.
În general, aprecierea toxicității unei substanțe prezente în mediul înconjurător sub formă de reziduuri se face prin fixarea CMA (concentrația maximă admisă), pentru a proteja organismul uman de orice risc.
Pentru substanțele străine prezente în elementele mediului ambiant în cantități reziduale au fost stabilite de către specialiști, cantitățile care pot fi introduse zilnic în organismul uman, odată cu apa sau alimentele fără a determina apariția unor efecte toxice.
Vorbim în acest caz de parametrul numit ADI = acceptable daily intake, respectiv doza zilnică acceptată.
În stabilirea ADI se ține seama de:
a) toxicitatea substanței în cauză. Pentru a estima toxicitatea orală și dermică a pesticidelor se folosește DL50. Aceasta reprezintă cantitatea de substanță (pesticid) necesară pentru a ucide 50% din populația-test într-o perioadă de timp determinată și se exprimă în mg substanță/kg corp.
În tabelul 2 sunt prezentate DL50 pentru o serie de substanțe naturale și sintetice, incluzând și unele pesticide.
Tabelul 2: DL50 pentru unele substanțe naturale și sintetice
* toxicitatea crește de sus în jos.
b) fenomenul de cumulare
S-a constatat că pesticidele cu o toxicitate acută relativ mică pot avea datorită efectului de cumulare o toxicitate cronică ridicată.
Astfel, DDT-ul prezintă o toxicitate acută de 4-6 ori mai mică decât cea a aldrinului, însă toxicitatea cronică a DDT-ului este de 2-4 ori mai mare decât a acestuia.
stabilitatea chimică a pesticidului
toxicitatea produșilor de degradare sau de metabolizare a pesticidului. Spre
exemplu, degradarea prin oxidare a malationului, un insecticid organofosforic, conduce la maloxon, compus mai toxic decât malationul.
Doza cea mai mare (mg pesticid/kg greutate corporală/zi) care nu produce efecte toxice observabile la speciile cele mai sensibile se definește ca NOEL (no observed effect level) și se utilizează pentru a calcula ADI (acceptable daily intake), la om.
Astfel, ADI = NOEL factor de siguranță (1/100 – 1/20000)
În acest context, ADI poate fi definit ca doza zilnică de pesticid/produs chimic admisă în timpul vieții, care nu afectează organismul uman, potrivit cunoștințelor toxicologice actuale.
Factorul de siguranță cuantifică tocmai cunoștințele toxicologice pentru substanța /pesticidul în cauză.
În tabelul 3 sunt prezentate valorile ADI pentru o serie de pesticide.
Tabel 3: Valorile ADI pentru unele pesticide după JMPR ([NUME_REDACTAT] on [NUME_REDACTAT] – 1996)
II. UTILIZAREA PESTICIDELOR IN CULTURA PLANTELOR
MEDICINALE
Cultivarea plantelor, medicinale și alimentare, pe scară largă nu este posibilă fără pesticide.
Datorită costurilor mari, cultivarea „organică” (lipsită de pesticide) este posibilă doar la scară mică. Cantitatea de materie primă vegetală furnizată de aceste culturi organice sau din areale necultivate este pe moment insuficientă pentru a satisface cererea de pe piața plantelor medicinale. Ca urmare, situația ideală, nu doar pentru producția de plante medicinale, ci și pentru cele alimentare, constă în implementarea unui management bazat pe o concepție ecologică de folosire a pesticidelor, ca și pe îmbinarea altor mijloace de combatere: biologice, fizice și agrotehnice.
Din acest punct de vedere, pesticidele folosite trebuie să corespundă următoarelor cerințe:
– să aibă o selectivitate fiziologică ridicată,
– persistență moderată,
– să nu activeze dezvoltarea unor organisme dăunătoare,
– să permită aplicarea eficientă a unor forme de condiționare selective în cazul compușilor cu spectru larg de acțiune.
II.1. Contaminarea plantelor medicinale cu pesticide
Plantele medicinale pot fi contaminate cu pesticide pe două căi:
– direct, ca urmare a tratamentelor agrotehnice, când pesticidele rămân la suprafață sau pot pătrunde mai mult sau mai puțin în organismul vegetal;
– indirect, prin intermediul solului poluat, al apei din precipitații/irigații, ce antrenează pesticidele care vor fi preluate prin sistemul radicular al plantei sau prin intermediul curenților de aer ce transportă pesticidele departe de locul de aplicare.
În cazul solului poluat cu insecticide organoclorurate, trebuie să subliniem remanența mare a acestor compuși (toxafen – 9 ani, DDT- 11 ani, HCH – 13 ani, clordan – 15 ani), astfel încât posibilitatea de contaminare a plantelor cultivate sau din flora spontană nu numai că este destul de ridicată, dar este extinsă și pe o perioadă îndelungată.
Începând cu anii 1970 în Europa au fost inițiate cercetări privind contaminarea plantelor medicinale cu pesticide.
Pentru probe de plante medicinale recoltate între 1975 – 1976 s-a pus în evidență prezența IOC, după cum urmează:
42 – 100% dintre probe conțineau lindan ;
10-30% din probe conțineau DDT;
2,5 – 10% din probe erau poluate cu aldrin, HCH, heptaclor.
Prezența IOC în plantele medicinale și în produsele obținute din acestea (uleiuri volatile) a fost de asemenea tema unor cercetări inițiate în Polonia în 1975 de Lutomski și Domeracki.
Tot atunci s-a semnalat pentru prima oară că nu există CMA ale pesticidelor în plantele medicinale.
În anii 1996 în probe de plante medicinale provenite din farmacii/magazine de tip Plafar din Portugalia au fost detectate reziduuri ale unor IOC (DDD, izomerii HCH-, , ; aldrin; dieldrin; heptaclor; endosulfan); majoritatea probelor din farmacii conțineau – HCH (51,3%), iar nivelele reziduale maxime au fost depășite în 48,7% din probele provenite din farmacii și în 53,1% din probele provenite din magazinele tip Plafar.
Reziduuri de DDT și DDE au fost puse în evidență și în 1999 în probe de plante aromatice din diferite zone geografice (Indonezia, India, China, Vietnam), și anume în: Piper nigrum, Cinnamomum sp., Pimenta officinalis, Oregano vulgare, Eugenia caryophyllata, Zingiber officinale.
În cazul contaminării directe a plantelor medicinale se constată o mai frecventă poluare a părților aeriene: flori (75,7%), frunze (46,6%), herba (40,45%), față de rădăcini (1%) sau scoarțe (2,8%).
Atunci când solul este principalul „furnizor de pesticide”, se constată o poluare mai consistentă a părților subterane (rădăcini, rizomi, tuberculi); în această privință, morcovul și sfecla au capacitatea de a concentra numeroase pesticide din sol, astfel încât ele sunt numite și „legume indicator”.
Comportarea pesticidelor în sistemul sol-plantă-hidrosferă, mediată de circuitul apei, este determinată de proprietățile acestor substanțe chimice, tipul de acumulare, tehnica de aplicare, condițiile climaterice, caracteristicile solului și morfologia plantei.
Aspectele centrale ale studiilor efectuate pentru a evolua și a prognostica potențiala contaminare a plantelor medicinale includ:
căile prin care pesticidele ajung din pământ în organismul plantei;
penetrarea și fotodegradarea pesticidelor la suprafața plantelor, ca și volatilizarea lor din foliaj;
bioconcentrarea și cinetica de eliberare a pesticidelor de la nivelul frunzelor;
dezvoltarea de modele matematice pentru a estima potențialul maxim rezidual al pesticidelor în materialul vegetal și în circuitul alimentar;
efectul reziduurilor de pesticide asupra reacțiilor chimice ce au loc în țesutul vegetal și viceversa.
II.2.Circulatia pesticidelor in plante
Prin aplicarea pesticidului se realizeaza un depozit pe saminta, in sol, in zona radiculara sau pe foliaj (partea aeriana).
II.2.1. Circulatia in sol
Pesticidele ajung in sol de regula in cantitati mari, direct sau pe cai indirecte:
prin tratarea solului pentru combaterea buruienilor si insectelor
2) la tratarea foliajului
spalarea foliajului de catre ploi, caderea frunzelor stropite si a insectelor tratate pe sol
prin seminte, bulbi, tuberculi tratati cu fungicide si insecticide
prin irigarea culturilor cu ape cu continut de pesticide
prin apa de ploaie, mai rar.
Alti factori ce influenteaza distributia pesticidelor se refera la: volatilitate, dimensiunea granulelor de pesticid, doza aplicata la hectar, etc.
Urmatoarele fenomene contribuie direct la circulatia pesticidelor in sol:
a) Tensiunea de vapori
Acest fenomen ce exprima presiunea pe care o exercita vaporii saturati a unei substante este important pentru realizarea unei distributii uniforme si a unei eficacitati corespunzatoare.
Pesticidele foarte volatile (dioxid de sulf, formaldehida, bromura de metil) se aplica mai ales in spatiile de depozitare, cele volatile (DD, dibromclorpropan, heterofos) si partial mediu volatile (trifluralin, sulf, PCNB, lindan, diazinon) sunt substante tipice pentru sol.
Din categoriile celor slab volatile (dieldrin, paration, acetat de fenilmercur) si practic nevolatile (HCH, atrazin, propazin, simazin, DDT, captan, tiram, zineb), in sol se aplica erbicidele.
Miscarea fumigantilor in sol, aplicati sub forma de lichide depinde foarte mult de tensiunea de vapori. In general hidrocarburile halogenate supuse unor temperaturi ridicate au o tensiune de vapori ridicata.
Erbicidele se pot deplasa sub forma de vapori intr-o cantitate destul de mare, mai ales in cazul unor compusi, precum: trifluralin, EPTC.
Evaporarea (difuzia in aer)
In faza de actiune biologica evaporarea are un efect negativ, deoarece reduce cantitatea de produs agrodisponibila, producând si efecte toxice.
In faza de introducere in sol efectul evaporarii este pozitiv, intrucât dispar reziduurile de pesticid.
Evaporarea depinde de tensiunea de vapori, fenomenele de adsorbtie si de schimbul de aer la nivelul solului.
Miscarea ascendenta a apei cu continut de pesticide prin capilare, spre suprafata solului, duce la cresterea concentratiei in stratul superficial al solului si prin aceasta la cresterea pierderilor prin evaporare. Evaporarea pesticidelor clorurate aplicate in sol este foarte rapida in primele 1-2 zile de la aplicare, pentru ca apoi sa fie mai inceata, cu oscilatiile inerente datorate factorilor meteorologici.
Pentru reducerea evaporarii, unele pesticide se pot formula ca granule sau microcapsule, prelungindu-se in felul acesta actiunea lor.
[NUME_REDACTAT]-o anumita masura eficacitatea unui pesticid, dar si posibilele efecte toxice sunt determinate si de: solubilitatea sa in apa, antrenarea cu apa de ploaie, absorbtia de catre plante, in general dispersia in mediul extern.
Majoritatea pesticidelor sunt slab solubile sau insolubile in apa. Pesticidele foarte solubile sunt usor spalate de ploaie, daca nu sunt usor absorbite de sol (paraquat, diquat) si de aceea au o eficacitate scazuta.
In cazul fumigantilor, intre aerul si apa din sol are loc un schimb continuu de fumigant, raportul dintre concentratiile substantei in aerul solului si apa, fiind constant la o temperatura data.
Solubilitatea este importanta si pentru explicarea actiunii fata de microorganisme si a fenomenului de absorbtie.
Continutul in apa al solului si natura substantei active determina un anumit coeficient de difuzie a pesticidului in apa. Astfel, cel mai ridicat coeficient de difuzie al lindanului se realizeaza la un continut de 4% in apa. Coeficientul de difuzie al unor erbicide, precum: atrazin, propazin, simazin, tinde sa creasca odata cu continutul in apa al solului.
[NUME_REDACTAT] de difuzie moleculara se produce pe baza gradientului de concentratie, moleculele deplasându-se de la o zona cu concentratie ridicata spre zone cu concentratii scazute. In functie de volatilitate si solubilitate, difuzia se poate realiza prin aer sau apa, in ultimul caz, difuzia fiind mai redusa.
Solul este un mediu foarte eterogen datorita existentei unei faze solide in suspensie, starii solului (porozitate, densitate, continut in apa) si proprietatilor lui adsorbante, astfel incât nu se poate aplica legea lui Fick pentru difuzia pesticidelor in sol (q = – D dc/dx, unde q= cantitatea de substanta ce difuzeaza prin unitatea de suprafata in unitatea de timp; D=coeficient de difuzie, iar x=distanta normala pâna la suprafata).
In general, difuzia moleculara este un fenomen care joaca un rol mare in cazul fumigantilor si mai putin in cel al erbicidelor, majoritatea erbicidelor migrând mult mai incet prin difuzie.
Difuzia este importanta in cazul aplicarii de granule sau microcapsule in sol, in faza de mobilizare a substantei.
Porozitatea solului asigura circulatia aerului si a apei, astfel spatiile mari permit difuzia si circulatia apei spre straturile profunde, iar capilarele permit deplasarea in cele mai variate directii, inclusiv spre suprafata solului. Din cauza porozitatii, drumul pe care-l parcurge pesticidul este mai lung.
Coeficientul de difuzie in apa depinde mai putin de marimea moleculei, el având valori de 5 pâna la 2 × 10-6 cm2/sec.
Pentru fumiganti, raportul dintre greutatea pesticidului in fazele de aer si apa din sol in echilibru la o anumita temperatura este de circa 20000, iar pentru erbicidele persistente de circa 10000. Când volumul unei faze scade se reduce si contributia fazei la difuzia totala.
Odata cu cresterea temperaturii creste si presiunea de vapori, din care cauza si raportul apa/aer descreste.
Prin aplicarea unui fumigant in sol se realizeaza un echilibru intre diferitele componente ale solului dupa cum urmeaza:
Fumigant-Sol- Fumigant-Solutie in apa
Fumigant-Aerul din sol
Fumigant-Aerul din sol Fumigant-Solutie in apa
Fumigant-Aerul din sol Atmosfera -[NUME_REDACTAT] adsorbit este in echilibru cu cel din aerul din sol in momentul aplicarii si cu cel solubilizat in apa. Datorita volatilitatii lor mari, fumigantii trec usor in aerul de deasupra solului. Pentru a le spori actiunea se folosesc pelicule de plastic pentru a mentine produsul in sol, astfel incât procesele ce au loc in acest caz sunt mult mai complexe.
Scurgerea la suprafata
Fenomenul se produce datorita ploilor puternice sau irigarii. El depinde de o serie de factori, precum: perioada de timp de la tratare pâna la prima ploaie, natura culturii, intensitatea ploii
Importanta acestui fenomen consta in faptul ca pesticidele antrenate spre locurile mai joase se pot concentra, iar in alte cazuri se produce o neuniformitate de distributie.
h) Spalarea in adâncime
Migrarea pesticidelor aplicate in sol pe verticala se produce sub influenta apei de ploaie sau de irigare, fenomenul fiind adesea mai important decât difuzia.
Transportul pe aceasta cale este in mod hotarâtor determinat de structura si proprietatile fizico-chimice ale solului. Porozitatea, gradul de umplere a spatiului poros cu apa, ca si adsorbtia si desorbtia pesticidului pe particulele de sol sunt factori importanti in ceea ce priveste migrarea pesticidelor in sol. Frecventa pesticidelor este de asemenea importanta, deoarece in perioadele de seceta, apa se ridica prin capilare si odata cu ea si pesticidul, spre suprafata, iar pe timp de ploaie deplasarea este inversa.
Aceste miscari succesive realizeaza o anumita uniformizare a substantei pe unele portiuni din profilul solului si in special la suprafata solului.
In conditii de câmp, primavara, deplasarea erbicidelor dupa aplicare este redusa deoarece ploaia care imbiba stratul superficial, favorizeaza preluarea de catre radacinile plantelor. Iarna, umiditatea in exces poate antrena erbicidul mai adânc.
Abordarea teoretica a problemei spalarii in adâncime a erbicidelor a condus la urmatorul model:
C1 + UC2 = DCx1 1/ Nt, unde: C = concentratia substantei in sol; U= viteza purtatorului; D=coeficientul de difuzie; = volumul fractional; N=cantitatea de pesticid sorbita pe suprafata.
Experientele de laborator efectuate pe trei tipuri de sol care difereau prin pH si continut in substanta organica au aratat ca aldrinul, lindanul si DDT-ul nu sunt levigati in adâncime chiar la ploi de 500 mm.
Pe adâncimea solului, cei mai mobili sunt compusi ca: dalaponul, 2,4 D; cu mobilitate medie sau scazuta sunt: atrazin, simazin, prometrin, diazinonul, iar cele mai putin mobile sunt: lindanul, parationul, diquatul, paraquatul, heptaclorul, DDT-ul si altele.
[NUME_REDACTAT] refera la imobilizarea temporara a pesticidelor in faza de vapori, dizolvate sau in suspensie, la suprafata particulelor de sol. Functie de natura legaturilor ce se stabilesc, adsorbtia poate fi fizica si chimica. Adsorbtia fizica se realizeaza prin legaturi electrostatice, dipol-dipol si van der Waals intre particule si substanta. Adsorbtia chimica se bazeaza pe schimbul de ioni si pe protonizare, ea producându-se pe 4 cai:
schimb ionic;
protonizare la suprafata silicatilor sau suprafata coloidala;
protonizare in faza solubila cu corelatie ulterioara cu schimb ionic;
protonizare conform reactiei cu protoni disociati din apa reziduala.
Adsorbtia este influentata de numerosi factori, dintre care un rol deosebit au:
Constituentii solului
Este vorba in primul rând de tipul de sol, respectiv textura si compozitia solului.
Astfel, solulurile cu textura grosiera sunt mai usor de tratat cu fumiganti, in timp ce cele cu textura mai fina, argilo-nisipoasa si argiloase sunt mai greu de tratat astfel.
Dintre constituentii solului un rol mare in circulatia pesticidelor si adsorbtia lor il au silicatii.
Substanta organica este de asemenea importanta pentru adsorbtia multor erbicide, precum si a insecticidelor si fungicidelor. Adsorbantii organici: humina, acizii humici si fulvici, ca si resturile animale si vegetale, au pe lânga o suprafata mare de contact si o capacitate de schimb mai mare si anume de 2-3 ori mai mare decât a compusilor anorganici. In plus, majoritatea acestor substante se afla in stare coloidala, ceea ce le permite sa se disperseza sau sa se aglomereze.
Sim-triazinele (atrazin, simazin) se adsorb puternic in solurile cu multa substanta organica, ceea ce impune chiar diferentierea dozelor, functie de procentul de materie organica. Adsorbtia prometrinului depinde mai mult de fractia de argila decât de cea organica. Exista de asemenea o interrelatie intre continutul in caolinita si substanta organica, acolo unde predomina acest mineral, substanta organica joaca un rol mult mai mare in adsorbtia pesticidelor.
Compusii acidici sunt adsorbiti invers proportional cu solubilitatea in apa: dinoseb>picloram>2,4 D.
Pesticidele neionice (lindan, DDT, carbamatii) sunt putin mobile in sol si sunt retinute in special de substanta organica. De asemenea endrinul, aldrinul, toxafenul, heptaclorul sunt retinuti in special de fractia organica.
Substantele organofosforice sunt retinute atât de fractia organica, cât si de argile.
Derivatii anilici (trifluralinul) sunt adsorbiti de materia organica, ca si multi carbamati si unii derivati ureici. Alti derivati ureici, ca: fenuron, monuron, se adsorb foarte putin foarte putin pe substanta organica.
Resturile vegetale introduse in sol, cum sunt paiele si lucerna adsorb atrazinul, propazinul.
Sorbtia erbicidelor se poate realiza atât pe lignina, cât si pe chitina.
pH-ul solului
In general, influenta pH-ului asupra adsorbtiei depinde de gradul de disociere sau de asociere a compusului.
Adsorbtia compusilor din solutii neutre este determinata de formarea legaturilor de hidrogen si a altor legaturi neionice.
Pentru multe erbicide se apreciaza ca adsorbtia de catre minerale, creste odata cu scaderea pH-ului. Asa se produce de regula adsorbtia sim-triazinelor, derivatilor uronici, fenilcarbamatilor, anilidelor.
Adsorbtia derivatilor de fenil-uree este insa independenta de pH.
umiditatea
Continutul in apa al solului are o influenta mare asupra adsorbtiei si in general asupra activitatii pesticidelor. Astfel, cresterea umiditatii de la zero la 18% duce la o scadere de cinci ori a adsorbtiei acestui fumigant.
Se considera ca umiditatea are o influenta importanta asupra disponibilitatii insecticidelor aplicate in sol. De regula, actiunea insecticidelor creste odata cu umiditatea, ordinea de influentare fiind: dieldrin>DDT>heptaclorepoxid=heptaclor>aldrin>clordan.
Carbamatii au reactii similare, in timp ce organofosforicele variaza mult ca reactie.
temperatura
Teoretic cresterea temperaturii determina scaderea adsorbtiei si intensificarea desorbtiei. Sunt insa si situatii in care cresterea temperaturii duce la accentuarea adsorbtiei pesticidelor, fenomen explicat prin influenta indirecta a temperaturii, care poate spori solubilizarea si prin aceasta cantitatea de pesticid ce poate fi adsorbita.
Intr-un sol umed efectul temperaturii asupra diferitelor pesticide se situeaza in ordine descrescânda: dieldrin=clordan=heptaclor epoxid>aldrin>heptaclor. In sol uscat la 150C actiunea pesticidelor de mai sus este mult mai scazuta, comparativ cu temperatura mai ridicata de 330C.
rolul naturii substantei active
In cazul derivatilor uronici se considera ca partea aromatica influenteaza mai mult adsorbtia. De exemplu, in cazul derivatilor ureeii, adsorbtia se situeaza in ordinea: uree<fenuron<metiluree, feniluree<monuron<diuron<linuron.
Adsorbtia propriu-zisa a triazinelor in sol se realizeaza in ordinea: prometrin>simazin>atrazin>propazin.
Tipul formulei de conditionare este un alt element ce influenteaza actiunea si eficacitatea pesticidelor. Astfel, produsele granulate sau microincapsulate cu cedare controlata a substantei active, pot prelungi considerabil durata de actiune si eficacitatea.
In general, se considera ca partea de doza adsorbita scade eficacitatea pesticidului, deoarece nu se afla in solutia de unde ar putea fi preluata de plante sau organisme daunatoare. Produsul adsorbit nu este mobil si nu poate fi supus difuziei sau spalarii, nefiind accesibil nici dezintegrarii microbiologice.
De fapt, comportarea pesticidelor in sol este o rezultanta a unor procese complexe fizico-chimice, chimice si biologice. Interpretarea acestora este dificila si de aceea la inceput trebuie determinate interactiunile intre 2 sau câtiva factori si abia dupa aceea sa se ajunga la un model global. Daca se ia de exemplu numai evaporarea si spalarea se constata ca acestea explica doar partial comportarea pesticidelor in sol. Astfel, heptaclorul si toxafenul au un index de vaporizare destul de ridicat si o mobilitate scazuta, dar sunt totusi destul de persistente.
Metabolizarea si inactivarea pesticidelor in sol
Pesticidele ajunse in sol sunt supuse actiunii unor factori variati, care influenteaza atât etapa care asigura eficacitatea, cât si faza a doua in care produsul nu mai este util si devine reziduu.
Dupa ce produsul actioneaza si asigura o combatere eficienta ramân cantitati de substanta activa si metaboliti care nu numai ca nu sunt utili, dar pot deveni si daunatori.
Metabolizarea pesticidelor se realizeaza prin procese, cel mai adesea de degradare si inactivare a lor, dar sunt si cazuri in care intr-o prima faza, metabolizarea presupune activarea pesticidelor in sol, fapt remarcat la multe insecticide (aldrin, heptaclor, paration, aldicarb).
Principalii factori care influenteaza aceste procese sunt cei abiotici, precum: temperatura, umiditatea, aciditatea, diferite elemente chimice si minerale, sau fenomene ca: deplasarea mecanica din stratul arabil a pesticidului, prin scurgere la suprafata sau spalare in adâncime, evaporarea si preluarea odata cu recoltarea, si cei biotici, ca: bacteriile, ciupercile, algele, protozoarele sau acarienii.
Factorii abiotici
Pesticidele sunt substante cu reactivitate ridicata ceea ce constituie o premisa pentru reactii chimice in sol dintre cele mai variate. Sub influenta aerului, a unor gaze din sol (CO2, NH3, SO2), a apei, luminii, caldurii si a unor elemente chimice se produc o serie de reactii care, in cele din urma se soldeaza cu pierderea actiunii lor biologice.
Solul este locul unde se acumuleaza cel mai mult pesticidele.
Fractia organica din sol are o pondere redusa, insa rolul ei in evolutia pesticidelor este foarte mare. Compusii organici cu greutate moleculara joasa pot reactiona cu multe pesticide. Astfel, bromura de metil sau 1,2-dicloretanul pot alchila bazele naturale cu azot, esterii organofosforici pot alchila grupele fenolice ale ligninelor si a altor polimeri.
Gruparile sulfhidrice reactioneaza usor cu captanul si triazinele substituite, iar multi aminoacizi pot cataliza hidroliza esterilor organofosforici.
Totodata, fractia organica poate favoriza oxidarea si hidroliza multor pesticide (aldrin in dieldrin).
Multe minerale din sol, cum sunt carbonatii, sulfurile, cele care contin Fe, Mn, Co pot cataliza oxidarile si reducerile sau pot lua chiar parte la aceste reactii. Radicalii acizi sau bazici ai mineralelor argiloase, pot reactiona cu pesticidele. Argila umeda poate hidroliza atrazinul si multe triazine, precum si diazinonul.
Diferite minerale argiloase (montmorilonitii) contin radicali liberi cu capacitate ridicata de reactie cu pesticidele. Un rol important in desfasurarea acestor procese il joaca apa; ea dizolva o serie de pesticide, oxigenul si alte gaze din sol, fiind un mediu de reactie in sol extrem de favorabil. De regula, ea nu actioneaza singura, ci in complex cu diferiti factori biotici si abiotici de inactivare.
Sub influenta apei se produce izomerizarea compusilor organofosforici, iar oxidarile in mediul apos aerat ale ditiocarbamatilor se produc usor. Disocierea apei in ioni joaca un rol insemnat in descompunerea multor compusi, precum: insecticide organofosforice sau erbicide care se descompun in conditii de alcalinitate.
Dezintegrarea sub influenta luminii are loc in principal la suprafata solului, unde lumina poate patrunde circa 12 mm. Procesele de baza care pot fi influentate de lumina sunt: rearanjarea intramoleculara (dieldrin fotodieldrin, moleculele fosfor organice tiolice in tionice), hidroliza (fenoli, nitrofen), oxidarea (insecticidele cu S trec in sulfoxizi si sulfone), izomerizarea si inlocuirea Cl cu OH (2,4 D). De fapt, influenta luminii se exercita concomitent cu cea a apei si aerului, in aceste conditii degradându-se compusi, precum: pentaclorfenolul, paraquatul, trifluralinul, aldrinul.
Aerul din sol, datorita oxigenului si altor gaze, contribuie substantial la descompunerea multor erbicide.
Factori biotici
Radacinile plantelor nu numai ca preiau apa, sarurile minerale si unele substante organice din sol, dar elimina in mod activ multe substante organice, care sunt preluate de radacinile altor plante. Aceste substante pot reactiona direct asupra pesticidelor din sol si influenteaza formarea rizosferei microbiene. Impreuna cu zaharurile, aminoacizii si alti compusi, pesticidele pot forma produse de conjugare, ca si metabolitii pesticidelor.
Solul contine un numar important de enzime libere, ce provin de la microorganismele moarte sau sunt eliminate de organismele vii sau ca exudate ale plantelor si secretii ale animalelor. Prin adsorbtie pe microparticule tampon ele devin mult mai stabile. Se cunoaste astfel descompunerea prin hidroliza a malationului in sol; totodata in sol au fost identificate peroxidaze ce joaca un rol important in transformarea erbicidelor.
Procesul de descompunere al pesticidelor de catre diferite organisme dureaza in functie de substanta activa de la câteva zile pâna la câteva luni, uneori si ani.
Se observa din examinarea sa ca la inceput exista o faza de intârziere, in care se pierde putin pesticid si este etapa in care se manifesta si partea cea mai importanta a eficacitatii in combatere. Dupa aceasta urmeaza o faza de scadere a cantitatii de pesticid, dar care asigura totusi o eficacitate de pâna la 50%, dupa care pesticidul poate fi considerat reziduu.
Prima faza de latenta corespunde perioadei necesare adaptarii microorganismelor la noul substrat sau multiplicarii microorganismelor capabile sa le degradeze.
Daca se practica tratamente repetate, faza de latenta se reduce sau dispare, procesul de descompunere incepând imediat dupa tratament. Se reduce si durata de descompunere ca urmare a existentei populatiilor adaptate in astfel de cazuri, dar aceasta nu este valabil pentru toate substantele (linuron, simazin). De asemenea, aplicarea unor compusi inruditi structural, poate accelera procesul de descompunere a unor erbicide.
Dozele mici de erbicide adaugate permit formarea unei microflore care persista in sol pâna la 6-12 luni. Adaugarea dupa aceea de doze mari duce la o descompunere rapida de catre aceasta microflora adaptata.
Trebuie aratat insa ca succesul dezintegrarii de catre microorganisme, depinde de starea libera (neadsorbita) a pesticidului. Pesticidele puternic adsorbite ca: paraquatul sau diquatul, se descompun putin pe aceasta cale.
De regula, bacteriile sunt cele mai frecvent implicate in descompunerea pesticidelor, in special pentru substante solubile si mai putin adsorbite, in timp ce ciupercile par sa descompuna mai usor erbicidele putin solubile si adsorbite.
In realitate, procesele ce au loc in sol se produc concomitent sub influenta unui numar mare de factori, care in final duc la descompunerea pesticidului.
O importanta deosebita pentru eficacitate, dar si pentru reziduuri, o are perioada de semidescompunere in sol. Ea exprima numarul de zile, luni sau ani, dupa care cantitatea aplicata se reduce cu 50%.
In cazul in care se fac tratamente repetate in sol in timpul unui an sau mai multi ani la rând, notiunea pierde din continut.
Timpul de injumatatire al unui pesticid in sol poate varia functie de mai multi factori printre care tipul solului, temperatura, umiditatea, microorganismele joaca un rol important. Principalele caracteristici care influenteaza degradarea produselor sunt:
Tipul solului
Solurile nisipoase absorb mai putin produsul, acesta va fi vehiculat, transportat
mai usor si de aceea se degradeaza mai repede. Cu cât continutul in materie organica (humus) al solului este mai mare, cu atât pesticidul se degradeaza mai greu.
In general, coloizii organici au o capacitate de adsorbtie net superioara celor anorganici.
pH-ul si unele elemente minerale
In general, la pH foarte scazut sau foarte ridicat, stabilitatea multor pesticide se
reduce. Unele pesticide se absorb mai bine când pH-ul scade.
In mediu alcalin, organocloruratele si mai ales organofosforicele se degradeaza mai repede. In solurile acide, organofosforicele sunt mai persistente. Unele lucrari evidentiaza descompunerea mai rapida a organocloruratelor in soluri cu mult Fe si Al.
Structura solului este o caracteristica ce afecteaza miscarea apei si aerului in
sol. O textura grosiera asigura si o aerisire buna, deci o pierdere mai accentuata a pesticidelor prin volatilizare.
O circulatie buna a apei in sol antreneaza si pesticidul, astfel ca acesta se "dilueaza" mai mult in masa solului, fiind supus mai intens, unor procese chimice si microbiologice.
d) Microorganismele din sol joaca im multe cazuri un rol esential in degradarea pesticidelor, in special pentru erbicide si insecticide.
De regula, in solul steril, viteza de degradare a reziduurilor scade foarte mult, ceea ce duce la prelungirea duratei lor de persistenta.
Actiunea microorganismelor este foarte puternica mai ales in zona rizosferei, datorita in primul rând numarului lor mai mare la acest nivel, indeosebi, bacterii si ciuperci.
Un rol important in degradarea unor produsi il au si unele organisme din sol cum sunt acarienii.
e) Aplicarea la suprafata solului favorizeaza mult descompunerea pesticidelor, pe când incorporarea prelungeste mult durata de actiune si existenta reziduurilor.
Formularea granulata a pesticidelor duce de regula la cresterea duratei de actiune si la cresterea cantitatii de reziduuri in zona tratata. Reziduurile pe care le lasa formele granulate depind in primul rând de natura substantei active. Astfel, aplicarea de granule de forat la tomate si sfecla, duce la reziduuri foarte scazute.
In functie de formulare, persistenta pesticidelor descreste in urmatoarea ordine: granule>microcapsule>emulsii>lichide miscibile>pulberi umectabile si pulberi de prafuit.
Timpul de injumatatire in sol difera de cel de foliaj. Chiar si pentru unul si acelasi produs, descompunerea se realizeaza dupa ecuatii diferite functie de timp.
In general, s-a cautat sa se dea o expresie cantitativa procesului de degradare a depozitului de pesticid, ba mai mult s-a propus o serie de modele matematice care sa descrie procesul de descompunere a unor pesticide in sol.
Reziduuri de pesticide
Cercetarile efectuate au demonstrat ca reziduurile de pesticide sunt incluse in ciclurile ecosistemelor din sol si ca pot migra in culturi, apa freatica si aerul atmosferic.
De exemplu DDT-ul din sol in timp de un an se pierde astefel: 5-15% se degradeaza in sol, 18% se evapora, 20% migreaza in profunzime, iar 50% ramâne in stratul arabil. Lindanul migreaza 7% pâna la 1m adâncime, iar restul ramâne in stratul arabil.
Din sol frecvent reziduurile pot fi preluate de plante si pot ajunge in produsele agroalimentare. Se poate face chiar un raport intre continutul de reziduuri din planta si continutul din sol, raport denumit coeficient de acumulare. Astfel, pe sol nisipos, lindanul are un coeficient de acumulare de 36,9 in frunze si de 133,2 in radacini de mazare. In morcov, pe acelasi tip de sol, coeficientul de acumulare este de numai 3,5.
Cercetând patrunderea reziduurilor de aldrin, lindan, p,p'-DDT si clorfenvinfos din sol in plante se constata ca in plante se acumuleaza putin (8-10% din cantitatea din sol). Lindanul se acumuleaza mai mult pâna la 25%.
Cele mai stabile produse in sol sunt astfel de insecticide: DDT, HCH, heptaclor, aldrin, dieldrin, fiind interzise in multe tari din aceasta cauza. O stabilitate mai redusa in sol au astfel de IOC, cum sunt: metoxiclorul, endosulfanul, lindanul. Insecticidele organofosforice au o stabilitate si mai redusa.
Importante sunt si fenomenele de poluare a solului cu erbicide. Erbicidele din grupa 2,4-D au in general o stabilitate redusa, altele precum: linuron, monuron, se descompun de regula in sol, in decursul unei perioade de vegetatie, dar in cazul unor doze mari pot prezenta o persistenta indelungata.
Simtriazinele (atrazin, simazin) se pastreaza de regula pe durata unui an, uneori se constata influente si reziduuri in culturile din anul urmator. Stabilitatea acestor produse depinde mult de conditiile climatice si de tipul de sol.
Analiza comportarii aminelor aromatice (trifluralin, benfluralin) si a derivatilor de amoniu cuaternar in mediul extern, arata ca acestea se descompun usor si nu pun probleme de reziduuri. Totusi produsii lor de descompunere care fac parte dintre derivatii benzimidazolilor, se pot acumula.
O solubilitate ridicata in sol au benomilul si tiofanatul de metil, datorita transformarii lor in carbendazim.
Reziduurile de erbicide sunt absorbite de plantele de cultura in functie de nutritia plantelor, intensitatea proceselor de crestere, modul de aplicare, proprietatile erbicidului, conditiile de aplicare si caracteristicile solului.
Cercetarile asupra clor-s-triazinelor au demonstrat ca adsorbtia in sol este direct proportionala cu continutul in argila si humus si ca acestea variaza intre 25-40 mg/g de sol.
Migrarea pesticidelor in sol se produce in urmatoarea ordine descrescânda: acizi clorfenoxialcanici, derivati ai feniltioureeii, triazinele, diazinonul, lindan, DDT, paration, aldrin, dieldrin.
II.2.2. Aplicarea pe saminta
Tratarea semintelor duce la realizarea unui depozit la suprafata semintelor, si in functie de natura substantei active, se poate realiza in plus patrunderea sa in invelisurile semintei, de unde migreaza in interior.
In general, utilizarea produselor cu actiune sistemica duce la realizarea unui depozit, care in contact cu umiditatea din sol este preluat de tesuturile semintei si in special de plantula. Patrunderea apei si odata cu aceasta si vehicularea pesticidului pâna la embrion, este un proces de difuzie, dar si fiziologic. Semintele cu continut mare de proteine (fasole, soia) preiau o cantitate mare de apa (104-107% din greutatea uscata la aer).
Absorbtia apei depinde in principal de pozitia ovulului. Astfel, semintele cu ovul campilotrop (crucifere) absorb apa prin hil, viteza de patrundere depinzând de marimea hilului. La cele cu ovul anatrop, apa patrunde prin salaza, iar la cele cu ovul ortrotop, intrarea in saminta se face prin micropil.
Un rol important in patrunderea apei si deci si a pesticidelor, il au zgirieturile si crapaturile tegumentului semintelor recoltate, care pot determina o absorbtie mai rapida si mai adânca a acestora.
Studiind absorbtia unor fungicide benzimidazolice si tiofanati la tratarea semintelor de porumb, orz, castraveti, fasole, mazare se constata ca dupa o luna in plante este absorbita circa 22% din cantitatea depusa initial pe saminta de castraveti, 18% pentru orz, 12 % pentru fasole, 7% pentru porumb si 4% pentru mazare.
Relatia intre doza depusa pe seminte si cantitatile de fungicide detectate in plante este lineara. Pentru o doza de 1 mol s.a./q saminta(semanare in nisip), se constata urmatoarea ordine a cantitatii absorbite: tiofamina > benomil > metiltiofanat > carbendazim.
Alaturi de apa, in germinarea semintelor si in procesul de mobilizare a depunerii, importanti sunt si factori precum: temperatura, oxigenul, lumina (in special cea rosie). In plus, mobilizarea compusului depinde si de procese cum sunt: actiunea microbiologica, actiunea radacinilor si procesele fizice si chimice din sol.
De regula, apa solubilizeaza partial substanta, inducând unele transformari in molecula substantei aplicate.
Substantele sub forma de vapori in contact cu saminta pot patrunde in tesuturi, dar mai frecvent se solubilizeaza si vor fi vehiculate mai departe. Alteori absorbtia pesticidului se continua cu un proces de acumulare si metabolizare in endosperm si embrion, cum este cazul semintelor de pin alb (Pinus strobus) tratate cu o solutie 0,15 mM de fenotrotion.
Pesticidele ce patrund in plante, ca si cele de suprafata pot fi fitotoxice intârziind germinarea sau afectând vigoarea plantulelor. Astfel, in cazul benomilului se poate observa o acumulare a substantei in cotiledoane, de unde nu mai migreaza, deoarece nu mai este mobil prin floem, protectia plantei fiind limitata.
Un rol insemnat in patrundere il au si unele substante tensioactive prezente in formulele de conditionare a produselor de tratare a semintelor, care in general favorizeaza absorbtia de catre saminta.
Esential este insa contactul intre substanta si sporii de pe saminta si miceliul din tegument, straturile profunde sau chiar din embrion.
Particulele pesticidelor destinate tratarii semintelor sunt destul de mari (30-150 microni) si aceste pesticide sunt in general putin solubile, radacinile plantelor si mai ales in cazul buruienilor si al erbicidelor, pot prelua cantitati importante din sol din acest depozit.
Probabil ca un rol important in preluarea multor erbicide, insecticide, nematocide si fungicide il au bulbii plantelor de cultura si ai buruienilor din familiile Liliaceae si Iridaceae.
II.2.3. Absorbtia prin radacini
Radacinile plantelor au rolul de a absoarbe apa si sarurile minerale si prin aceasta pot prelua si unele pesticide ce se fla in solutie.
O importanta deosebita prezinta din acest punct de vedere adincimea de patrundere a radacinilor, ca si pozitia sistemului radicular. Functie de specie exista 10 tipuri de astfel de sisteme, iar aplicarea pesticidelor, in special in cazul unor erbicide preemergente putin selective, trebuie sa tina cont de acestea.
Radacinile tinere, ca si frunzele au la exterior un strat de cuticula prin care pot trece unele substante. De fapt, in radacinile tinere circa 7-10% din volum este usor permeabil la apa si solutii, acest volum numit si spatiu liber fiind alcatuit din aerul intercelular si volumul peretilor celulari din cortex.
Endodermul datorita lignificarii sale partiale constituie o bariera pentru trecerea substantelor si apei, dar si pentru trecerea inversa a substantelor.
Analizând absorbtia pesticidelor de catre plante se constata ca majoritatea lor patrund in radacini si sunt translocate in cantitate mai mare sau mai mica ca molecula initiala sau sub forma de metaboliti in planta.
Dintre cele mai cunoscute substante active se pot cita: heptaclor, endosulfan, lindan, DDT, diazinon, parationul.
Unele erbicide volatile (trifluralin, benfluralin) pot fi preluate de catre buruieni direct prin radacini, in faza de vapori. Preluarea se poate face si prin tulpini, in faza de vapori.
Absorbtia pesticidelor din sol de catre plante se realizeaza de regula in 2 faze. Prima faza dureaza 30 minute pâna la 2 ore si se desfasoara cu viteza mare, a doua faza este mai lenta, dar si mai stabila. Scaderea temperaturii determina o diminuare a vitezei de absorbtie; de asemenea pH-ul poate influenta absorbtia, un pH scazut poate determina o crestere a absorbtiei (2,4-D, DNOC).
Odata cu cresterea concentratiei erbicidului in apa din sol, preluarea lui de catre plante creste in mod linear, pâna la o valoare corespunzatoare aparitiei simptomelor de fitotoxicitate.
Transpiratia ar influenta de asemenea absorbtia, in special pentru produsele solubile in apa. Patrunderea in radacini depinde si de multi alti factori, ca: activitatea unor microorganisme, adsorbtia substantei in sol, cantitatea de apa din radacini.
O importanta deosebita prezinta specia de planta, datorita metabolismului ei diferit. De exemplu, terbutrinul se acumuleaza in radacinile de sorg, dar nu si in grâu, in timp ce propazinul este translocat la ambele specii.
Totodata prin radacini se poate produce si eliminarea unor substante aplicate foliar.
Astfel, acizii benzoic, fenilacetici pot fi eliminati in proportie de 1-10% (24 ore) din cantitatea aplicata foliar.
In prima faza, procesul de absorbtie de catre radacini a substantelor solubile in apa se realizeaza prin patrunderea lor odata cu apa in spatiul liber, preluarea fiind dependenta de concentratie. A doua faza a absorbtiei o constituie trecerea prin plasmalema si acumularea in celule. Compusii nedisociati si moleculele liposolubile sunt dizolvate in lipidele membranare si de aici vehiculate mai departe.
Plantulele de dicotiledonate pot absorbi prin hipocotil diferite s-triazine, prin epicotil in special la leguminoase la care aceasta zona este mult alungita si prin cotiledoane (trifluralin). Exemple similare se pot da si la monocotiledonate. Prin coleoptil se pot absorbi dinitroanilinele, tiocarbamatii, iar prin mezocotil sunt preluate unele dinitroaniline si tiocarbamatii.
Radacinile adventive si cele de pe tulpini preiau adesea multe erbicide.
Realizarea unei concentratii ridicate in radacini depinde de un grad de lipofilie mic.
Acumularea unor fungicide depinde de coeficientul de partitie octanol/apa, cu cit acesta este mai ridicat, cu atât acumularea este mai mare. Acizii slabi (tiofanatii) si compusii amfoteri se absorb sub forma de molecule nedisociate.
S-a demonstrat ca erbicidele ureice, s-triazinele si uracilii sunt preluati din sol pe cale radiculara Procesele de preluare si absorbtie sunt influentate in mare masura de organismele cu care plantele sunt in simbioza si de cele din rizosfera.
Exista de asemenea o interactiune insemnata intre erbicide si alte pesticide ce se afla in sol si care trebuie cunoscuta pentru asigurarea eficacitatii lor.
II.2.4. Mobilizarea depozitului de pe frunze
Prin stropire, prafuire, pe frunze, petioluri, ramuri si tulpini se realizeaza un depozit de substanta. In practica, depozitul realizat nu este continuu, cu exceptia cazului de inmuiere a plantelor in solutie. Zonele libere de substanta ramase dupa stropire pot constitui o noua sursa de infectie a plantei, de aceea este necesar ca depozitul sa fie mobilizat si redistribuit si pe aceste spatii.
Un astfel de factor care contribuie la redistribuire este vintul ce provoaca frecarea frunzelor, in acest fel depozitul fiind pus in contact si cu zonele netratate. Acest efect se produce lent, dar actiunea sa este pe o perioada indelungata.
Ploaia redistribuie mai repede substanta, mai mult prin actiune mecanica decât prin solubilizare. De fapt pe aceasta cale se pierde o parte din substanta, astfel incât pentru asigurarea eficacitatii pesticidului, apare necesitatea aplicarii unui nou tratament.
Pesticidele care pot functiona si sub forma de vapori cum sunt: sulful, tilt, trifluralin, diclorvos, in afara mobilizarii in contact cu apa pot sa actioneze si sub forma de vapori asupra sporilor, insectelor, semintelor de buruieni.
Pierderea prin volatilizare la insecticidele-depozit de pe frunze se realizeaza in urmatoarea ordine descrescânda: DDT>metoxiclor>toxafen>dieldrin>clordan>heptaclor>aldrin>lindan. Actiunea acestor insecticide in faza de vapori este totusi limitata.
Datele publicate in legatura cu fotodescompunerea erbicidelor si a altor pesticide subliniaza faptul ca majoritatea pesticidelor se pot descompune sub actiunea luminii.
Produsii ce se formeaza ca si viteza de descompunere depind de sursa de lumina, intensitatea ei, prezenta unor sensibilizatori si de natura compusului initial.
Dieldrinul formeaza sub influenta luminii UV, fotodieldrin, ce este de 2-4 ori mai toxic decât dieldrinul. In mod similar se formeaza acelasi tip de compusi si la endrin, clordan.
Insecticidele organofosforice se descompun dupa ecuatii de gradul I. Sub actiunea luminii UV, mevinfosul se transforma in izomerul cis care este de 100 de ori mai toxic.
Carbamatii sub influenta luminii UV se descompun si se activeaza.
In general, mobilizarea substantei sub influenta luminii se traduce in multe cazuri prin formarea de produsi biologici activi, dar in si mai multe cazuri prin descompunere se pierde actiunea biologica.
Un rol important in evolutia depunerii pe frunze il are pH-ul suprafetei; acesta influenteaza efectul biologic in general si mobilizarea pesticidului in special.
Actiunea biologica a fungicidelor aplicate pe frunza se manifesta uneori prin concentrarea de catre spori a substantei ce se gaseste in cantitati reduse in apa.
Exista si parerea, destul de bine fundamentata de altfel, ca mobilizarea pesticidelor se realizeaza datorita secretiilor foliare ale plantelor (sulf, oxid de cupru, zeama bordeleza).
Mobilizarea substantei de pe frunze se realizeaza chiar de catre sporii agentului patogen. Astfel, compusii cuprici pot fi mobilizati de catre aminoacizi si in special de catre glicina si acidul malic, eliminati de sporii ciupercilor fitopatogene.
In concluzie, mobilizarea depozitului poate fi realizata pe cale mecanica, fizico-chimica si pe cale biologica. Cel mai frecvent se produce o actiune concomitenta a acestor factori.
II.2.5. Absorbtia prin frunze
Frunzele constituie organele de baza prin care patrund compusii sistemici, care pe aceasta cale actioneaza daca au proprietati sistemice asupra multor buruieni, iar daca au proprietati insecticide, fungicide sau nematocide sunt preluate si vehiculate in plantele de cultura.
Cuticula si stratul de ceara epidermic au rolul cel mai important in preluarea substantelor. O influenta mare asupra retinerii picaturilor o au perii prezenti pe frunzele multor specii; ei influenteaza muiabilitatea si retentia pe diferite zone ale frunzei de unde si preluarea diferentiata.
Patrunderea se face mai usor la nivelul unor formatiuni, precum: stomate, peri, cuticula de pe nervuri, peretii laterali ai celulelor, baza frunzelor.
Stratul ceros, aflat intr-o stare semicristalina sau sub forma de solzi, cu proprietati hidrofobe, nu favorizeaza patrunderea substantelor si inlaturarea lui duce la cresterea patrunderii. Astfel o serie de insecticide, ca: malation sau fenitrotion prezinta o absorbtie ridicata in cazul plantelor de mazare, caracterizate prin frunze subtiri, cu strat ceros neinsemnat si stomate mici (60-80/mm2), in timp ce pentru varza absorbtia este mult mai redusa datorita frunzelor groase, cu peri si stomate mari (40/mm2 ).
Anumite zone ale frunzei au ectodesme, structuri nespecifice ale peretelui, care sunt permeabile pentru compusii polari. De fapt, toti peretii celulari au locuri precise (spatiul liber al lui Donan) prin care se produce schimbul de cationi, astfel de locuri fiind formate din acizi uronici asociati cu celuloza si pectina si cu zone aditionale formate din proteine si polifenoli. La adaosul de tenside, importanta acestor zone usor penetrabile se reduce.
Patrunderea multor substante se realizeaza mai bine prin cuticula suprafetei inferioare si prin peretii anticlinali, decât prin cuticala suprafetei superioare, ceea ce se explica prin reducerea cantitatii de ceruri orientate (birefringente) si prin cresterea unor cantitati de substante isotropice.
Se cunoaste ca pretratarea plantelor cu carbamati sau alte erbicide poate duce la o preluare mai mare a erbicidului ce se aplica ulterior. Acesti compusi actioneaza printr-un mecanism care interfera cu biosinteza lipidelor si de aceea pot reduce puternic cantitatea de ceruri epicuticulare. De aceea erbicidele aplicate ulterior pot difuza usor prin cuticula.
De regula modificarile chimice care duc la cresterea liposolubilitatii determina si o patrundere mai buna prin cuticula sau prin membrane.
Suprafata frunzei este in principal nepolara, ea este in general incarcata negativ, iar pH-ul suprafetei foliare este acid. In aceste conditii compusii nepolari sunt mai usor absorbiti decât cei polari, dar exista si locuri prin care pot patrunde si substantele disociate.
Legarea electrostatica a pesticidelor joaca un rol mai mic in patrunderea prin cuticula comparativ cu adsorbtia sau cu partitia.
Viteza de patrundere prin membrana cuticulara este de regula lineara la erbicide si multe alte pesticide, daca schimbarea concentratiei nu este prea mare, ceea ce depinde de viteza de evaporare a picaturilor. Printr-o umectare mai indelungata a frunzelor de catre roua sau ploi fine, viteza si cantitatea ce patrunde poate creste.
Concentratiile mai ridicate duc la o absorbtie mai mare a substantei.pH-ul este un factor imortant in patrundere, in special pentru erbicidele din grupa acizilor organici slabi.
Pesticidele sistemice: benziimidazoli, tiofanatii, triazolii, metalaxilul, compusi tio- si ditiofosforici, carbamati, majoritatea erbicidelor patrund usor si se deplaseaza in interiorul plantei prin sistemul vascular. Prin frunza insa, pot patrunde si substantele ce actioneaza asupra insectelor sau ciupercilor de contact, dar cantitatea ce trece prin cuticula este redusa.
In unele cazuri, compusul initial nu patrunde, dar unii produsi de descompunere pot ajunge in interiorul fructelor. Astfel, zinebul prin descompunere poate produce etilentiouree, care poate fi regasita in sucul de portocale. Prin aplicarea unor compusi cu mangan, cum este manebul, in plantele tratate se regasesc cantitati mici de Mn (circa 20 micrograme/g substanta uscata).
Studiind eficacitatea miscarii transcuticulare a unor fungicide se constata ca aceasta descreste in ordinea: tiofanat de metil, tiofanat de etil, benomil, carbendazim, tiabendazol.
Exista substante care practic nu pot patrunde prin frunza (hexaclorofen).
Substantele tensioactive, uleiurile si alti adjuvanti au un rol important in cresterea patrunderii.
Fenomenele care duc la o patrundere mai buna in frunze a diferitelor substante sub influenta tensidelor sunt mai complexe. Astfel, sub influenta acestor substante, picaturile se etaleaza mai bine si deci se realizeaza un contact pe o suprafata mai mare intre pesticide si cuticula, pot sa partitioneze in cuticula. La unele specii de plante suprafata frunzelor se umecteaza usor, in acest caz adaosul de tenside duce la reducerea retentiei, datorita scurgerii de pe frunze.
In anumite cazuri, tensidele pot solubiliza cerurile de pe frunze, modificând in felul acesta patrunderea.
Uleiurile pot de asemenea sa intensifice patrunderea unor erbicide, insecticide si fungicide. Adaosul de ulei la uniii derivati aminici ai 2,4-D duce la cresterea absorbtiei. La fel actioneaza uleiurile de parafina adaugate benomilului si tiabendazolului atunci când se trateaza frunzele de bumbac. Prezenta unui emulgator alaturi de erbicidul metamitron imbunatateste mult distributia pe suprafata frunzei, favorizeaza patrunderea mai rapida prin ceara, cuticula, perete si membrana celulara. Sulfatul de amoniu creste absorbtia picloramului, clorura de amoniu pe cea a 2,4,5-T, iar acidul ascorbic pe cea a 2,4-D, 2,4,5-T.
Factorii de mediu pot influenta substantial patrunderea substantelor, desi modul lor de manifestare este foarte complex.
Lumina influenteaza puternic procesul de patrundere al unor compusi fotodegradabili, sub actiunea ei cantitatea de substanta scade repede. Alti compusi patrund mai usor la intensitati scazute de lumina.
Cresterea temperaturii, de regula duce la cresterea patrunderii.
Umiditatea are un rol important in patrundere. Obisnuit, umiditatea relativa ridicata a aerului favorizeaza acest fenomen, deoarece timpul de uscare a picaturilor este mai mare, stomatele stau mai mult deschise, iar transportul este mai activ. Roua si ploaia pot reumecta picaturile, astfel ca substanta este mobilizata si patrunderea este mai rapida.
Umiditatea trebuie privita si prin prisma relatiei umectat-muiant. Aminotriazolul la care s-a daugat umectant-DMSO si polisorbat 20 ca muiant este preluat in proportie de 3,1% la o umiditate sub 30%, 86,8% la o umiditate de 45 10% si numai 0,3% la umiditate 100%. In alte cazuri, cresterea umiditatii aerului duce la o crestere a vitezei de preluare.
Ploaia si irigarea prin aspersiune spala relativ usor depozitul de pe frunza, actiunea ei depinzând de intensitatea si momentul de cadere a ploii. Prin umectari repetate absorbtia poate sa creasca. Acifluorfenul este mai fitotoxic fata de soia la o umiditate ridicata de 85 ± 5%, daca se compara cu nivelul de umiditate relativ de 50 ± 5%, temperatura având aici o influenta redusa.
Adaosul de tenside neionogene duce la cresterea fitotoxicitatii.
Patrunderea prin frunze se realizeaza tinând cont si de principiul trecerii prin membrane. Astfel, membranele care contin pori umpluti cu apa permit trecerea moleculelor cu solubilitate mica, caz in care permeabilitatea membranei depinde de raza porilor si de numarul de pori/cm2 si este vorba de un mecanism de transfer pasiv, respectiv fenomenul de difuzie.
Prin membranele fara pori, patrunderea se realizeaza prin solubilizarea substantei si deplasarea intimplatoare a moleculelor spre partea opusa a membranei, fiind vorba de un transport activ, in care adesea intervine o substanta purtatoare ce formeaza un complex cu substanta ce traverseaza membrana.
Trecerea prin membrane
Membranele celulei vegetale reprezinta o bariera importanta pentru trecerea multor compusi chimici. Membrana care inconjura protoplastul (plasmalema), ca si cea ce inconjura vacuola (tonoplastul) au o structura similara. Ele prezinta 3 straturi, 2 exterioare si altul ceva mai gros, mijlociu; plasmalema este ceva mai groasa decât tonoplastul. De asemenea, trebuie mentionata membrana nucleara, care este dubla si cu numerosi pori.
Tot cu o membrana dubla sunt inconjurate mitocondriile si cloroplastii, dar fara pori. Spre deosebire de modelul obisnuit tip "sandwich" al membranei elementare, membrana interna a mitocondriilor are un aspect de scara, cu iesituri in spatiul intern, mai transparent dintre cele 2 straturi.
Reticulul endoplasmatic este de fapt o membrana cu forme variate de plasa continua ramificata in care patrunde citoplasma. Pe aceasta suprafata se realizeaza numeroase reactii biochimice, in special cele de sinteza proteica. Din acest punct de vedere, membranele nu pot fi considerate numai bariere, ci si ca loc de actiune pentru multi compusi.
Un fapt foarte important care trebuie subliniat este acela ca membranele biologice sunt extrem de fluide, datorita miscarii laterale a fosfolipidelor.
Ca elemente componente ale apoplastului, peretii celulari constituie caile de circulatie laterala in tulpini si in general spre xilem.
Actiunea pesticidelor asupra membranelor este destul de variata.
Prima si cea mai importanta din punct de vedere al circulatiei este cea de patrundere si de deplasare prin membrane. Pentru substantele straine de celula, acest proces nu se realizeaza usor, deoarece plasmalema si tonoplastul au rolul de a proteja citoplasma de actiunea diferitelor substante. Totusi prin aceste membrane trec o serie de substante, de aceea permeabilitatea lor constituie o problema importanta.
Pentru o serie de molecule de pesticide, permeabilitatea poate fi exprimata prin urmatoarea formula: fluxul=KD/l, unde: K-coeficient de partitie intre membrana si faza apoasa; D-coeficientul de difuzie in membrana, l-grosimea membranei.
Determinarile directe efectuate au aratat ca unele molecule organice patrund mai repede decat arata ecuatia, probabil datorita faptului ca membranele au pori, prin care trecerea este facilitata.
Substantele cu coeficient de partitie ridicat patrund mai usor. Unele membrane au un sistem propriu de transport. Uneori se poate observa o interactiune intre diferite erbicide, din punct de vedere al permeabilitatii. Astfel, diclofop metilul aplicat pe frunzele de ovascior si orz sporeste permebilitatea membranei celulelor frunzei, in timp ce 2,4-D nu afecteaza aceasta proprietate.
Viteza de difuzie depinde mai ales de dimensiunea si forma moleculei si de modul de asamblare a moleculelor de fosfolipide.
Actiunea pesticidelor asupra membranelor celulelor vegetale si in special a erbicidelor se manifesta fie direct, fie indirect. Actiunea directa de dezorganizare este puternica, in special a nitroderivatilor. Cea indirecta provine din actiunea proceselor biochimice ce se produc la suprafata membranelor, si care in final poate duce la formarea unor produsi toxici. Pe aceasta cale se pare ca actioneaza bipiridilii, producând apa oxigenata, care dezorganizeaza membrana.
Preluarea si transportul activ al erbicidelor este influentata de lipide. Compozitia membranei in lipide si solubilitatea erbicidului in lipide influenteaza puternic procesul de difuzie prin membrane. Permeabilitatea membranei fata de erbicide poate fi determinata si de procesul de legare sau de actiunea destructiva a erbicidului. Astfel, datorita influentei asupra sintezei si circuitului lipidelor din membrane pot apare modificari ca rupturi, umflarea cloroplastelor si mitocondriilor, similare cu cele produse la ger sau imbatrinire.
Inghetul in prezenta erbicidelor influenteaza componentele lipidice membranare, ceea ce poate duce la o crestere a difuziei erbicidelor prin membrane si in acest fel pot atinge usor nivelul de fitoxicitate.
Transportul prin apoplast
Apoplastul constituie totalitatea peretilor celulari si a xilemului (7-10% din totalitatea tesuturilor plantei) si care inconjura si simplastul. Fiind incluse in el si spatiile intercelulare, apoplastul este si un sistem prin care se realizeaza o circulatie a apei si a substantelor dizolvate in ea.
Miscarea prin apoplast este dirijata de jos in sus si se manifesta atunci când se face tratarea semintelor si a solului sau a foliajului.
In frunzele cu nervatiune paralela substantele se acumuleaza la vârf, iar in cele cu nervatiune ramificata se acumuleaza spre margini. In aceste locuri la concentratii mari se pot constata ingalbeniri si fenomene de fitotoxicitate.
Drumul pe care il parcurg substantele incepe la nivelul peretilor celulari ai perilor radiculari, de unde se deplaseaza in spatiile intercelulare. Prin peretii endodermului drumul apei cu substante solubilizate este blocat de stratul casparian. In aceasta zona substantele trebuie sa treaca prin protoplasti, de unde revin in peretii celulelor cilindrului central. In xilem patrund prin zonele sublignificate ale acestor vase.
Pentru transportul prin xilem compusii trebuie sa fie solubili in apa, sa nu fie descompusi sau absorbiti in sol, sa ajunga la radacini si sa patrunda prin zona caspariana pana in simplast. Când sunt preluate de seva bruta, substantele nu mai intâmpina bariere si sunt distribuite pe intreaga planta. Numai câtiva produsi sunt metabolizati sau fixati in radacini.
Substantele cu caracter acid sau neutru se deplaseaza fara piedici, cele bazice pot fi absorbite de peretii xilemului.
Substantele sistemice aplicate foliar ajung de asemenea in xilem, unde se deplaseaza odata cu curentul transpiratiei si nu se deplaseaza spre radacini.
Dependenta de curentul transpiratiei explica de ce in frunzele care transpira putin din cauza lipsei sau a numarului redus de stomate, continutul in pesticide mobile prin xilem este relativ redus. Transportul rapid prin xilem este insotit uneori de absorbtia pe pereti si cel mai des de o difuzie laterala inceata prin pereti, ceea ce asigura protectia zonelor invecinate de atacul unor agenti fitopatogeni sau al unor daunatori.
Viteza de transport depinde de stare de deschidere sau inchidere a stomatelor.
Tratarea plantei cu acid abscisic duce la inchiderea stomatelor si deci la reducerea translocarii.
Prin apoplast patrund si circula multe erbicide. Frecvent chiar in cazul multor insecticide si fungicide ce se transloca prin xilem, se pot gasi cantitati mici si in floem.
Cercetand miscarea tiofanatului si a tiofanatului de metil aplicat radicular la plantele de tomate se constata deplasarea acestora si a principalului produs de degradare BEC si BMC odata cu curentul de transpiratie. In radacini se acumuleaza cantitati mai mari, de unde se deplaseaza spre frunze, in care se concentreaza, in special in zona marginala.
In planta acesti compusi se metabolizeaza, astfel ca actiunea fungicida este asigurata de metaboliti.
Aplicarea unor insecticide organo-fosforice sistemice pe sol sau scoarta duce in principal la o deplasare prin xilem. Cresterea dozelor nu influenteaza prea mult persistenta.
Al doilea tratament cu organofosforice protejeaza si noii lastari, dar frunzele mai batrâne contin o cantitate mai redusa de insecticid, probabil din cauza transpiratiei mai reduse. In schimb la hamei, in conditii de câmp, organofosforicele se acumuleaza in frunzele batrane.
Transportul prin simplast
Simplastul cuprinde totalitatea protoplastilor, incluzând protoplastii diferitelor celule ale frunzei, tulpinii si radacinii, si floemul. Patrunderea pesticidelor prin frunze, in special al erbicidelor adesea duce la o translocare prin simplast.
Trecerea de la o celula la alta se realizeaza prin plasmodesme, acesta fiind insa un transport pe distante scurte. O circulatie pe distante mai mari se realizeaza prin floem.
Circulatia prin vasele floemului se poate realiza si impotriva gradientului de concentratie,dar numai anumite substante se pot deplasa aici si aceasta este functie de natura substantei active.
Dintre fungicide, putine substante se deplaseaza prin simplast: triadimefon, trisetilfosfonat de Al, piriclor.
De fapt, transportul in planta nu se realizeaza niciodata numai prin apoplast sau simplast. Compusii ce se deplaseaza prin apoplast trebuie sa treaca prin simplast in zona endodermului, pentru a evita stratul casparian de celule.
Conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca o substanta pentru a circula prin floem, definite experimental se refera la: solubilitatea in apa, mobilizarea la suprafata plantei, capacitatea de patrundere in mezofil, lipsa de interferenta cu mecanismul energetic.
Schematic aceata circulatie poate fi redata astfel:
celula( membrana celulara) spatiu liber al xilemului membrana floemului
floem.
Datorita afinitatii diferite a substantelor pentru floem sau xilem, se poate stabili chiar un raport de afinitate pentru floem care este egal cu fractia din floem/fractia din floem + fractia din xilem, raport care caracterizeaza chiar mobilitatea substantei in planta.
Multe din substantele care circula prin floem sunt supuse unor procese de metabolism, astfel ca se formeaza noi compusi. De ex., din oxamil se formeaza oxime, din aldicarb un derivat sulfonic. Adesea, diferite substante formeaza conjugati cu variate substante organice, sub aceasta forma deplasandu-se in diferitele zone ale plantei. Astfel, substantele cu grupari carboxil formeaza conjugati cu diferite zaharuri sau aminoacizi si se pot deplasa prin floem. Derivatii etanolici, etanolamina, cetonele si derivatii etoxi se deplaseaza pasiv numai prin xilem.
Sistematizarea unor aspecte ale transportului prin floem permite evidentierea urmatoarelor trasaturi:
translocarea depinde de eficacitatea absorbtiei si invers
aplicarea aceluiasi erbicid ca pretratament duce la o inhibare a translocarii si mai rar la o stimulare
in tesutul plantelor se poate constata o fixare sau metabolizare in locuri de actiune reactive, probabil prin absorbtie in vacuole, legare de proteine sau de lipide
multe erbicide afecteaza permeabilitatea membranelor si pot distruge chiar membranele celulare si ale diferitelor organite
transportul in plantele cu cilindrul central concentric (plante C4) este mai rapid decât in celelalte plante.
tratamentul cu unii regulatori de crestere poate influenta directia si gradul de translocare al compusilor aplicati foliar
erbicidele se vor deplasa in functie de sursa de substanta de pe planta si de directia generala de miscare a asimilatelor in plante.
II.2.6. Distributia si metabolizarea
In diferite tesuturi si organe, substantele se distribuie in functie de locul de aplicare, transport si de particularitatile anatomice ale plantelor.
II.2.7. [NUME_REDACTAT] proces este rar intalnit la plante. Este cunoscuta eliminarea prin radacini a unor erbicide (2,4 D; glifosat), a unor nematocide (oxamil) si a unor fungicide.
Eliminarea prin hidatode este de asemenea cunoscuta in cazul unor fungicide sistemice (benomil, carbendazim, tiofanat de metil) si a altor pesticide.
In unele cazuri substantele se pot acumula in frunzele batrane, care nu mai sunt active si care pot cadea (etirimolul la grau).
Pesticidele patrunse in plante, daca planta ramane in viata, de regula sunt metabolizate pâna la compusi simpli ce pot fi inclusi in metabolismul propriu. Daca au actiune fitotoxica, planta moare si compusii ramân neschimbati sau cu diferite grade de transformare.
II.3. Circulatia reziduurilor de pe plante
Plantele de cultura in perioada de vegetatie sunt tratate de obicei integral, astfel ca de regula, dupa ce se pierde eficacitatea, reziduurile de pesticide sunt prezente pe fructe, legume si in general pe partile comestibile.
II.4. Circulatia pesticidelor in biocenoze
Biocenozele constituie un nivel de organizare a materiei vii, reprezentând o totalitate a populatiilor structurate de interactiuni biologice in cadrul unor limite de factori fizici si chimici ai mediului inconjurator.
Raspunsul biocenozelor la prezenta pesticidelor se reflecta in structura si functiile comunitatiilor supuse actiunii lor.
Influenta pesticidelor se exprima prin urmatoarele:
reducerea numarului de indivizi ai daunatorilor si multor altor insecte
schimbarea dominantei
reducerea biomasei organismelor daunatoare
schimbarea raportului intre specii
modificarea diversitatii
reducerea homeostaziei
Unul dintre indicatorii cei mai importanti ai actiunii pesticidelor asupra biocenozelor il constituie abundenta, ceea ce se exprima prin numarul de insecte, numar de buruieni/m2 , etc.
Actiunea fata de organismele tinta este drastica si duce la reducerea abundentei lor.
Pesticidele neselective actioneaza de asemenea si asupra pradatorilor si parazitilor reducând puternic abundenta lor.
Biomasa este un alt indicator, dar mai greu de utilizat in cercetarile cu insecte, acarieni sau ciuperci microscopice; in schimb pentru buruieni sau rozatoare constituie un indice usor de folosit.
Actiunea erbicidelor in biocenoze conduce nu numai la distrugerea unui producator primar, ci si la dereglarea unei multitudini de lanturi trofice ce au la baza buruienile.
Influentele acestea sunt mai mari sau mai mici in functie de tipul pesticidului, doza de aplicare, durata de actiune, numarul de tratamente si de aceea exista o variabilitate mare in timp si spatiu.
Reducerea densitatilor populatiilor tinta sub actiunea pesticidului rareori duce la eliminarea unor specii din agroecosistem si aceasta numai in conditii de izolare pe insule, spatii izolate. Totusi aplicarea de insecticide la doze mari poate distruge albinele si alti polenizatori, ceea ce are efecte indirecte si asupra biomasei utile omului din agrocenioza.
Polenizatorii joaca insa un rol mare si in ecosisteme naturale.
De la aplicare pâna la realizarea produsului agricol/plantei medicinale, pesticidele pot ajunge si-n alte agroecosisteme sau ecosisteme, fiind deplasate sub actiunea unor factori abiotici sau biotici (lanturile trofice).
Functie de timpul de injumatatire in sol, pesticidele pentru zona temperata se pot clasifica in:
T 1/2 sub 30 zile: malation, paration, diclorvos, mevinfos, 2,4 -D, propanid;
T1/2 intre 30-120 zile: diazinon, dalapon, diuron, monuron;
T1/2 intre 120-365 zile: 2,4,5-T, trifluralin, linuron;
T1/2 intre 365-547 zile: atrazin, propazin;
T1/2 mai mare de 547 zile, ca de exemplu: DDT, HCH, clordan, aldrin, dieldrin, in general produse scoase din uz.
Se pot distinge urmatoarele forme-stadii de actiune ale pesticidelor asupra biocenozelor:
Actiunea locala
a) direct asupra organismelor tinta care apare la toate grupele 1-5, dar cu viteze diferite, foarte repede, cum este cazul fungicidelor, al paraquatului sau mai incet cum este cazul 2,4 D, al majoritatii erbicidelor;
actiune asupra altor organisme, asupra solului si apei, functie de natura substantei
active, de selectivitatea ei si de durata timpului de injumatatire.
Putem distinge o actiune imediata si una de durata mai lunga. In special, pesticidele din grupele 4 si 5 ridica probleme deosebite, deoarece se pot deplasa, leviga, absorbi sau se pot deplasa prin lanturi trofice.
Postactiune in zonele apropiate (regionale) care apar ca urmare a derivei si al unor
procese chimice si biologice. In cazul zonelor de munte si deal, pe pante poate apare fenomenul de scurgere cu importanta redusa pentru pesticidele din grupele 1 si 2, dar mare pentru cele din 4 si 5. Pe podisuri, actiunea este locala, dar cu posibilitati de deplasare, datorita derivei. Pe terasele vailor si in lunci, zonele de linga lacuri, in delta, pesticidele pot ajunge usor in ape si chiar cele din grupele 1 si 2 trebuie eliminate.
Postactiunea in zonele indepartate apare mai ales la pesticidele din grupele 4 si 5. Migrarea are loc sub forma de solutii, particule sau absorbtie pe coloizi. Durata de migrare, redistribuire, eventuala acumulare este de 1-3 ani si se produce in estuare, delte, vai.
Postactiunea foarte indepartata globala care s-ar datora deplasarii unor pesticide in stare de vapori si aerosoli, curentilor marini, furtunilor, migrarii pasarilor si animalelor, transportului, are mai mult importanta teoretica, deoarece chiar pentru pesticidele cu t1/2 foarte lung nu s-a putut demonstra clar semnificatia biologica.
O alta problema care intereseaza mult actiunea si circulatia pesticidelor in mediul inconjurator o constituie durata in timp a acestor actiuni in functie de tipul de pesticid. Insecticidele foliare actioneaza de regula 5-15 zile timp dupa care populatiile de daunatori se refac, dar nu intotdeauna si cele de organisme utile la care implicatiile sunt de durata chiar daca pesticidul a disparut.
La aplicarea erbicidelor postemergente se produc unele schimbari in populatiile de artropode si ale microorganismelor, dar care au o durata scurta.
Actiunea unui tratament cu fungicid foliar asupra filoplanului este scurta si dupa 8-15 zile revine la normal, datorita vitezei mari de inmultire a microorganismelor.
Patrunderea si absorbtia se realizeaza datorita dozei si tehnologiei de aplicare.
Transportul se realizeaza in sol, apa, aer, plante de cultura si in general in lanturile trofice.
Metabolizarea si degradarea se situeaza in diferite componente, sol, apa, microorganisme, plante. Rolul esential in degradare si metabolizare il are solul, inclusiv activitatea sa biologica, in special a reducatorilor si planta de cultura. Totusi in functie de natura substantei active si de metode de aplicare, rolul cel mai important in degradare poate reveni si altor componente ale ecosistemului.
Tratamentele din grupa 1 sunt cele mai drastice, influentând componentele biotice si homeostazia. In aceasta situatie circulatia pesticidelor se realizeaza in sol si la toate nivelele trofice. Ecosistemul este complet distrus, dar deoarece aceste tratamente se fac pe suprafete mici, populatiile de microorganisme se refac prin migrare din formele de rezistenta ale organismelor.
Cantitatile reziduale de pesticide, dupa manifestarea actiunii, la dozele subletale pentru organismele ce se vor dezvolta, vor continua sa circule. Plantele si alte organisme distruse de fumigant descompun o parte din produs. Organismele saprofite ce se instaleaza preiau substanta la doze subletale si o degradeaza.
Plantele care se instaleaza pe aceste soluri preiau si ele unele cantitati si le metabolizeaza.
Durata de timp in care se produc aceste fenomene depinde de persistenta pesticidului. De regula, aceasta este scurta, 15-60 de zile si fenomenele de circulatie se pot distinge numai la unele animale si ciuperci de sol, care preiau prin contact unele cantitati de fumigant.
Erbicidarea totala duce la distrugerea producatorului primar. Circulatia erbicidului se refera in special la sol si organisme de sol, dar indirect sunt afectate toate lanturile trofice. Dat fiind specificitatea actiunii erbicide, direct organismele animale sufera putin.
Tratamentele uzuale cu fungicide, insecticide si acaricide, care se fac in cadrul tehnologiilor de cultura, influenteaza datorita actiunii lor specifice, un grup mai mare sau mai mic de organisme. Distributia care se realizeaza in cadrul acestor tratamente este importanta pentru circulatia pesticidului in continuare. Astfel, la stropirile aeriene pe teritoriul tratat s-au depus 27,5-31,25% din doza aplicata, iar la tratamentul cu tractorul sau cu pompe purtate de om s-au depus 52,7-74,3% din doza.
Restul cantitatii de pesticid datorita curentilor de aer a ajuns la 2000 de m de locul de tratare (tratamente aeriene) si 750 m (la tratamente terestre).
Coeficientul de acumulare in sistemul apa-hidrobionte (mil, plante de apa, peste) oscileaza in limitele 4,3 – 32,5 la derivatii ureii (fenuron, monuron), la 1,9 – 44,7 la sim-triazine, 29,4 la DDT, 27-85,8 la HCH si 5,6 – 684 la metabolitii lor.
Organismele neafectate de toxicitatea compusilor aplicati preiau adesea cantitati insemnate de pesticide pe care le metabolizeaza sau le elimina. Bacteriile, ciupercile preiau substanta la aplicare, dupa aceea prin redistribuire de pe zonele tratate pe cele netratate si prin eventualele deplasari cu apa din sol de suprafata. animalele si in special entomofauna, atât de sol cât si foliare, preiau in plus substante si prin contact cu suprafete tratate.
Pentru a se realiza circulatia in lanturile trofice, substanta trebuie sa fie suficient de persistenta, asa cum e cazul: DDT, HCH, aldrin, dieldrin, endrin, heptaclor, care de fapt, cu exceptia heptaclorului, nici nu se mai folosesc in culturi.
In cazul acestor produse are loc si un proces de bioconcentrare, respectiv o crestere a concentratiei substantei active/metabolitilor sai, pe masura ce substanta este preluata de nivele trofice superioare.
Dupa cum s-a vazut, circulatia pesticidelor in agroecosisteme este rezultanta circulatiei in sol, aer, apa, plante, dar nu poate fi redusa la circulatia in biotop si planta de cultura, ci trebuie sa se tina seama si de circulatia in lanturile trofice, respectiv sa se stabileasca legaturile cantitative intre diferitele elemente ale agroecosistemului.
Prezenta reziduurilor in mediul inconjurator
Dupa realizarea efectului biologic, o mare parte din produs ramâne pe planta, ca reziduu. Daca pesticidele sunt persistente (DDT, aldrin, simazin, HCH), reziduurile sub influenta a diferiti factori, incep sa circule in cadrul agroecosistemului.
Pesticidele teoretic pot fi antrenate in circuitul unor elemente daca nu integral, cel putin in fazele in care sunt inglobate (conjugati) sau solubilizate in grasimi si apa odata cu materia organica a plantei de cultura sau a organismelor tinta. In faza de dupa aplicare pot circula in planta si din planta sunt preluate de fitofagi, unii pradatori si paraziti ai fitofagilor, precum si organismele care asigura descompunerea resturilor.
In toate aceste faze de sinteza si descompunere a substntei organice din organism se regasesc astfel de insecticide: DDT, HCH, heptaclor, aldrin.
In compartimentul de descompunere, erbicidele si mai ales fungicidele pot induce schimbari mari. Fungicidele cu actiune generala (captan) afecteaza multe specii de ciuperci, unele actinomicete si mai putin bacteriile.
Nematocidele de sol cu efecte puternic fungicide si insecticide au actiunea cea mai drastica si numai dupa multe luni de la aplicare, procesele isi reiau mersul apropiat de normal.
Insecticidele aplicate pe toata suprafata plantei (stropiri, prafuiri) afecteaza multe nevertebrate saprofage: rime, viermi Enchytreide, insecte Collembola, unii acarieni, larve de Diptera care toate sunt implicate in descompunere.
Circulatia reziduurilor in apa
Prin prafuirea si stropirea culturilor o parte din produse sunt antrenate de curentii de aer, de unde pot ajunge in ape statatoare sau curgatoare.
Pesticidele de pe sol si din sol pot fi de asemenea antrenate de apele ce se scurg la suprafata si pot ajunge fie in apele de suprafata, fie in cele freatice.
Fenomenele se amplifica considerabil, daca imediat dupa tratament cade o ploaie torentiala.
Cantitati mari de pesticide ajung in ape, in zonele in care se lucreaza pe soluri supuse eroziunii. Particulele insolubile in suspensie sunt antrenate odata cu solul, cantitatile fiind de regula mult mai mari decât in apa (DDT, aldrin, dieldrin). Daca substantele sunt mai solubile in apa, atunci transportul se realizeaza in faza apoasa.
Datorita faptului ca majoritatea tratamentelor se aplica primavara, in aceasta perioada pot fi gasite in apele de scurgere de la suprafata.
O sursa importanta de reziduuri in apa o constituie tratamentele de combatere a buruienilor si algelor de pe canalele de irigatie, drenaj si de pe canalele si râurile pe care se efectueaza transporturi.
In ape statatoare se aplica tratamente cu insecticide pentru combaterea larvelor de tântari si a altor insecte vectoare de maladii ale omului si animalelor domestice.
Majoritatea pesticidelor ajungând in apa sunt supuse unor procese variate de transformare si descompunere, cele mai importante fiiind cele de hidroliza, oxidare, reducere. O parte din substante sunt preluate de plancton, alge pluricelulare sau ajung in depunerile de pe fund unde bacterii sau o serie de organisme le preiau si le metabolizeaza.
In general, pesticidele mai stabile (organoclorurate) sunt supuse circulatiei prin ingestie, ele fiind preluate de diferite organisme si concentrate in lanturi trofice. {i in apa substantele care se acumuleaza cel mai mult sunt: heptaclorul, dieldrinul, DDT, endrinul.
Comparativ insa cu solul sau cu plantele, acumularile din apa in diferite organisme sunt de 10-100 de ori mai mari.
Apele de irigare nu trebuie sa contina in principiu nici un erbicid sau alt pesticid fitotoxic.
Remanența produselor fumigante este mult mai mică, deoarece au tensiune a de vapori foarte mare.
Există și reziduuri ce nu prezintă importanță toxicologică, deoarece toleranțele admise sunt atât de mari, încât depozitul rezidual existent pe produs în momentul recoltării se situează întotdeauna sub aceste toleranțe. Este cazul fungicidelor din grupa ftalmidelor (captan) sau ditiocarbamaților.
În concluzie, folosirea pesticidelor în tratamente lasă reziduuri pe produsele vegetale, fie depuse direct pe fruct sau plantă, fie absorbite de plantă din sol. Cele mai nocive sunt din acest punct de vedere insecticidele organoclorurate ce prezintă o remanență mare în mediul ambiant, cât și o rezistență la biodegradare.
II.3. Contaminarea cu pesticide a medicamentelor de origine vegetala
În ultimii ani se constată o creștere a consumului de plante medicinale, ca atare sau sub forma diverselor preparate obținute din ele.
Astfel, O.M.S. apreciază că aproximativ 80 % din populația globului apelează în principal la remedii ale medicinei tradiționale și aproximativ 51% din toate medicamentele existente în țările industrializate provin din plante; în aceste condiții se impune ca materialul vegetal să respecte o serie de criterii cerute de farmacopeele și normele interne de fabricație ale produselor respective.
Între aceste criterii/condiții de calitate, contaminarea cu pesticide ocupă o poziție de prim rang.
Atunci când materialul vegetal se constituie în materie primă pentru obținerea fitopreparatelor, este necesară analiza contaminării cu reziduuri de pesticide și a produsului finit (medicamentul vegetal).
Lutomski și Debska (1974), Plenta (1988, 1989, 1990) studiind produsele vegetale din punct de vedere al contaminăriii cu pesticide în Polonia au constatat în special pentru perioada 1980 –1984 o contaminare mai frecventă a materiilor prime vegetale, dar și a produselor granulate și a amestecurilor vegetale cu p,p – DDT și metaboliții săi: p,p – 1,1- dicloro – 2,2 – (4-clorofenil)-etan (p,p – DDE), contaminare situată cantitativ între 0,1 – 10 ppm.
Trecerea pesticidelor din materia vegetală brută în produsele medicamentoase finite în urma operațiilor de prelucrare (comprimare sau extracție selectivă – apoasă, alcoolocă/hidroalcoolică) și modificarea nivelului concentrației pesticidului (IOC) în produsul finit sunt unele dintre cele mai importante aspecte ale contaminării plantelor medicinale.
Aceasta deoarece efectul biologic al fitopreparatului poate fi influențat în mare măsură datorită interacțiunilor posibile între pesticide și principiile active ale materialului vegetal sau proprietăților de inductor enzimatic ale unor pesticide (DDT).
Nu în ultimul rând trebuie să amintim că organismul căruia i se administrează medicamente (vegetale) prezintă deja o serie de deficiențe de funcționare ale sistemelor enzimatice, ceea ce îngreunează metabolizarea unor substanțe exogene, substanțe care, cum este și cazul pesticidelor manifestă uneori valențe toxice deosebite pentru organismul uman.
În cazul remediilor homeopate, unde materia primă de origine vegetală are o pondere considerabilă (hotărâtoare, chiar), nici nu este admisă prezența reziduurilor de pesticide; același criteriu de calitate este valabil și pentru uleiurile volatile folosite în aromaterapie, cosmetică sau în parfumerie.
În vederea respectării acestui criteriu, materialul vegetal trebuie să fie atent selecționat, plantele să fie cultivate pe terenuri controlate care nu au fost supuse tratamentelor fitosanitare în ultimii ani, iar înainte de utilizare materialul vegetal este analizat GC – MS.
Cantitatea de pesticide ce ar putea fi transferată din materialul vegetal brut în produsul finit depinde de operația tehnologică de prelucrare a materialului, de tipul și cantitatea de solvent, temperatură, durată de încălzire și de proprietățile materialului vegetal (compoziție chimică, grad de mărunțire).
Cel mai înalt pasaj al insecticidelor organoclorurate în fitopreparate s-a observat pentru extractele alcoolice, în timp ce pentru extractele apoase, cantitățile extrase au fost mai mult mai mici.
În cazul tincturilor, transferul este de aproximativ 90%, pentru extractele uscate este de 60%, infuzii – 25%, iar în cazul decocturilor, transferul este de circa 14%.
Chiar dacă în cazul infuziilor și decocturilor, transferul insecticidelor organoclorurate este mai mic, datorită solventului folosit (apa), ce extrage mai slab derivații halogenați, totuși nu trebuie neglijat faptul că uneori, chiar concentrații mici de pesticid pot fi riscante pentru organismul uman slăbit de boală sau cu imunitate redusă.
Zongmao și Xuefen (1990) consideră concentrația reziduului de pesticid în produsul final ca fiind mai importantă decât în produsul brut și arată că reziduurile de pesticide trec în infuzii, funcție de solubilitatea în apă a pesticidului.
Unele pesticide, cum sunt DDT-ul, dicofolul și piretroidele sunt extrase în cantitate mică în timpul infuzării, pe când altele ca: dimetoatul și malationul pot fi extrase într-o proporție mai mare de 50%.
Wan și colaboratorii menționează de asemenea dependența ratei de extracție a pesticidului de hidrosolubilitatea pesticidului și descrie întregul proces ca un echilibru reversibil între absorbție și dizolvare.
Lino și Silveira (1997) studiind procesul de pierdere a reziduurilor unor IOC ( – hexaclorciclohexan; – HCH; – HCH; hexaclorbenzen; heptaclor și epoxidul său; p,p – DDE; p,p – DDD; o,p – DDT; p,p – DDT; aldrin; dieldrin; endrin) în timpul infuzării produsului Tilia cordata Mill, arată că procesul de infuzare a fost un factor determinant al pierderii pesticidului și datorită degradării chimice ce are loc atunci când pesticidul suferă efectul încălzirii.
Comportarea IOP reziduale în infuzii ale unor produse vegetale (frunze) studiată de Nagoyama (1996) a condus la o rată a pierderii acestora apropiată de coeficientul de partiție octanol – apă, potrivit formulei de regresie: log Lr = 2,25 – (0,312 log Kow ), unde: Kow = coeficientul de partiție octanol/apă, iar Lr = concentrația pesticidului translocat în produsul final (infuzie ) (%).
Transferul de insecticide organoclorurate și organofosforice din produsele uscate: Melissae folium, Aurantii folium, Verbenae odoratae folium, Chamomillae flos, Mentha folium în infuzie, a fost între anumite limite, aproape independent de conținutul de pesticid al materialului vegetal, tipul de plantă și conținutul său de ulei volatil.
Astfel, rata de transfer, Y (%) este descrisă ca:
Y = 100 (5,62 L –0,42 + 1 ) -1 , unde L = solubilitatea pesticidului în apă a pesticidului.
Unele produse din plante pot avea un conținut de pesticide mai mare decât materialul vegetal /materia primă, cum este cazul uleiurilor volatile.
Starr și colab. (1963) arată că pentru uleiul de mentă (Mentha piperita), cantitatea de reziduu depinde în oarecare măsură de severitatea distilării.
Astfel, atunci când planta conține circa 0,5% ulei la maturitate, reziduurile în ulei pot fi de 200 de ori mai mari decât cele găsite în plantă, ca urmare a unei distilări severe.
Reziduurile de DDt în uleiul volatil de mentă pot ajunge astfel la circa 2300 ppm, dacă are loc un transfer complet în timpul distilării.
Benecke și Ortwein (1992) au arătat că doar 9% din produsele analizate între 1986 – 1989 conțin mai mult de 0,5 mg/kg HCH și DDT, valoare care reprezintă MLR (limita maximă a reziduului de pesticid) din farmacopeea fostei RDG.
Într-un studiu extensiv bazat pe analiza a 2654 probe, Schilcher (1982) a arătat că un număr considerabil din ele, nu se conformează reglementărilor în ceea ce privește cantitățile maxime permise.
Cu toate acestea, se menționează că nu trebuie uitat că preparatele din plantele medicinale conțin 1/5 – 1/3 din reziduurile de pesticide prezente în produsul proaspăt și că valorile ADI sunt rareori depășite.
Utilizarea preparatelor farmaceutice vegetale contaminate este una din cele mai semnificative surse de expunere a omului la insecticidele organoclorurate, fiind alături de alte surse de expunere, responsabilă de mai mult de 10 % din ingestia totală de pesticide de către om.
Nu în ultimul rând, cantitățile mici de reziduuri prezente în produsele vegetale pot modifica efectul terapeutic (pot influența teoretic calitatea tratamentului respectiv) prin efectele lor biologice.
II.4. Limite maxime ale reziduurilor de pesticide in plantele medicinale si in produsele farmaceutice obtinute din acestea
Reziduurile de pesticide pot fi definite din punct de vedere toxicologic, din punct de vedere al prezenței lor în cantități semnificative și al corespondenței procedeelor analitice de rutină cu cele de monitorizare.
În general, prin reziduu de pesticid se înțelege cantitatea de pesticid rămasă la suprafață sau acumulată în materialul vegetal provenit din culturi ce au fost supuse tratamentelor fitosanitare.
OMS a făcut o serie de recomandări pe baza unor consultări naționale în vederea stabilirii unei liste internaționale de pesticide potrivite sau nepotrivite pentru utilizarea în cultura plantelor medicinale.
Din punct de vedere al metodologiei de analiză a reziduurilor de pesticide, se recomandă următoarele modalități de exprimare:
– exprimarea ca pesticid – părinte, dacă pesticidul nu are metaboliți sau dacă metaboliții nu prezintă semnificație toxicologică.
Dacă metaboliții sunt cunoscuți a fi prezenți în cantitate semnificativă și metodele analitice măsoară reziduul total ca fiind un compus singular, este preferabilă alegerea acestui tip de exprimare .
Dacă metodele analitice măsoară separat pesticidul părinte și metaboliții săi, compușii reziduului total pot fi exprimați suplimentar ca produs părinte cu recalcularea pentru diferențele de greutate moleculară, doar când aceste diferențe sunt substanțiale.
– exprimarea ca metabolit unic, când pesticidul părinte este metabolizat în totalitate la o altă entitate chimică sau dacă metaboliții de importanță toxicogică sunt prezenți în cantități semnificative și metodele analitice determină toate reziduurile ca un metabolit.
Dacă pesticidul – părinte și metabolitul unic pot fi determinați separat, reziduul total poate fi exprimat suplimentar ca pesticid – părinte cu o recalculare în ceea ce privește diferența de greutate moleculară.
– exprimarea ca pesticid – părinte și metaboliți separat, când metaboliții au un profil toxicologic diferit și sunt prezenți în cantități semnificative, iar metodele analitice măsoară fiecare compus din reziduul total separat sau când metaboliții sunt ei înșiși pesticide.
Atunci când este posibil, pesticidul părinte și metaboliții săi folosiți ca pesticid prezintă valori distincte ale limitelor maxime ale reziduurilor lor.
Când acest lucru nu e posibil (pesticidul primar se degradează rapid), limitele maxime ale reziduurilor pesticidului în cauză se pot exprima pentru metaboliții pesticidului.
Limitele maxime ale reziduurilor de pesticide în plantele cultivate, precum și pentru cele din flora spontană, sunt stabilite de OMS pe baza unor teste care indică nivelele acceptabile de pesticid, din punct de vedere toxicologic la oameni, în conformitate cu o metodologie de analiză admisă de forul internațional. Totodată, OMS definește și MRL – limita maximă a reziduurilor în plantele cultivate, precum și în cele din flora spontană.
Acest nivel maxim al reziduurilor a fost calculat, ținând cont de o serie de teste siguranță efectuate pentru aceste pesticide, la oameni, teste care indică nivelele acceptabile de pesticid.
[NUME_REDACTAT], ediția a 2-a 1995 prevede limitele maxime ale reziduurilor unor pesticide (mg /kg material vegetal ; ppm), precum și interzicerea unor pesticide (tabelul 4).
Tabelul 4: Limitele maxime ale reziduurilor unor pesticide (după [NUME_REDACTAT], ed.a 2-a, 1995, și în acord cu directivele 76/895 și 90/642 ale [NUME_REDACTAT])
Pentru pesticidele care nu apar în farmacopee, valoarea limitei maxime în materialul vegetal se calculează conform formulei:
MRL = ADI W E / MDI 100 (factor de siguranță), unde:
ADI = doza zilnică acceptată (mg compus/greutate corporală),
W = greutatea corporală (kg),
MDI = aportul zilnic de produs vegetal / preparat farmaceutic vegetal (kg),
E = coeficient de extracție a pesticidului în preparatul vegetal,
factor de siguranță = 1/1000 – 1/2000.
Uneori sunt admise, în mod excepțional, limite mai mari decât cele preconizate în [NUME_REDACTAT] ; așa este cazul plantelor ce necesită un management particular pentru cultura lor.
De asemenea atunci când tratamentul fitosanitar se face în condiții controlate și prin proceduri precise, testele de determinare a reziduurilor de pesticide pot fi eliminate total sau parțial.
Farmacopeea fostei RDG (1987) prevedea următoarele limite admise pentru unele IOC și IOP folosite în culturile agricole :
HCH total: 0,5 mg/kg produs,
DDT total: 0,5 mg/kg produs,
Dimetoat, Diclorvos, Metilparation: 0,2 mg/kg produs,
Nitrofen: 2 mg/kg produs
În produsele homeopate nu trebuie să fie prezente pesticide.
În legislația românească există termenul de toleranță admisă – concentrația admisă sub formă de reziduu în alimente, atunci când acestea intră pentru prima dată în consum (în special pentru probele de legume și fructe stropite cu diferiți antidăunători).
Pentru produsele tratate și care se consumă proaspete, se utilizează noțiunea de termen de siguranță sau pauza de la ultima stropire și până la recoltare.
Acest termen de siguranță are valori diferite, chiar pentru același pesticid și se stabilește experimental funcție de:
– factori care depind de pesticid (cantitatea de pesticid folosită, concentrația preparatului în principiu activ, mod de condiționare, număr de tratamente, momentul aplicării),
– factori ce țin de natura plantei cultivate (capacitate de metabolizare, proprietatea de acumulare a unor pesticide),
– condiții atmosferice (temperatură, umiditate, curenți de aer).
III. Metode de analiză a pesticidelor în produsele vegetale
III.1. Consideratii generale
Cercetarea reziduurilor de pesticide, atât de importantă pentru asigurarea sănătății omului și a mediului înconjurător, se confruntă cu identificarea și cuantificarea a sute de pesticide în tipurile cele mai diverse de matrici.
Complexitatea acestor matrici, cât și contaminarea cu nivele joase de pesticid face dificilă determinarea în probele din mediul înconjurător.
La fel de problematică este și analiza pesticidelor și a produșilor lor de degradare în plantele medicinale. Aceasta pe de o parte, datorita tipului de matrice implicată (produs vegetal pulverizat), iar pe de altă parte diversității mari de compuși cu polaritate apropiată de cea a pesticidelor, sau sensibilității la solvoliză/oxidare a unora dintre pesticide
(pesticidele organofosforice).
Metodologia de analiză a pesticidelor în produsele vegetale nu diferă esențial de cea utilizată în cazul produselor alimentare, legumelor, condimentelor sau diverselor băuturi.
Mai mult, Gabrio și col. (1988) chiar accentuează că metodele analitice stabilite pentru pesticidele din produsele alimentare pot fi aplicate necondiționat la plantele medicinale și preparatele obținute din acestea.
Analiza reziduurilor de pesticide necesită în mod obișnuit tehnici pentru extracția reziduurilor, tehnici de purificare pentru a izola reziduurile de interes de alte componente, și tehnici pentru a determina nivelul rezidual și a le confirma identitatea.
Totodată, această analiză se poate realiza:
– calitativ: confirmă prezența unor eventuale reziduuri de pesticide în matricea analizată,
– cantitativ: apreciază mărimea reziduurilor prezente,
– multirezidual: măsoară mai mulți analiți într-o probă dată,
– specific: se execută pentru un singur pesticid sau câțiva analiți, ca de ex. pentru un pesticid și metaboliții săi majori.
Agențiile de reglementare recurg și utilizează obișnuit tehnicile multireziduale în screeningul pesticidelor deoarece ele au nevoie de stabilirea prezenței /absenței pesticidului într-o probă de origine necunoscută.
Pe de altă parte, industria producătoare de pesticide necesită metode specifice și cantitative de determinare a distribuției reziduurilor și disipării produselor lor specifice într-un set de probe dat, în corelație cu reglementările în vigoare sau cu ceea ce se cunoaște pentru produsul în cauză.
Metodele de analiză au debutat, în 1933 cu determinarea reziduurilor de rotenonă/produșilor săi de degradare.
În anii 1940- începutul anilor 50, analiza reziduurilor de pesticide se realiza folosind metode gravimetrice și biologice.
Calorimetria și metodele spectrofotometrice (1950-1960) au îmbunătățit limitele de detecție și specificitatea.
Cromatografia pe hârtie și în strat subțire introduse în 1950 sunt metode esențial calitative, pentru a identifica prezența/absența compușilor specifici.
În prezent tehnicile GC și HPLC au eliminat în mare măsură (dar nu total), cromatografia pe hârtie și cea în strat subțire. Utilizarea acestor metode, a permis îmbunătățirea substanțială a capabilităților de separare și de determinare a reziduurilor de pesticide. De altfel aceste metode au cunoscut și cunosc o evoluție continuă, ajungându-se astăzi la posibilități de detecție neimaginate cu ani în urmă.
O importanță deosebită în stabilirea și folosirea unei anume metode de analiză a reziduurilor de pesticide prezintă proprietățile pesticidului – analit / clasei chimice din care face parte pesticidul respectiv, precum: volatilitatea, polaritatea, reactivitatea chimică, interacțiunea cu diverși detectori (electrochimici, optici , de ionizare).
În același timp, analiza pesticidelor ține cont și de tendințele manifestate actual în acest domeniu.
Astfel, se remarcă o tendință netă de a trece de la utilizarea insecticidelor foarte persistente (organoclorurate) la folosirea pesticidelor mai polare, mai ușor degradabile (N-metilcarbamații).
De asemenea, o serie de erbicide: tradiționale (triazine, acizi clorfenoxiacetici, derivați de feniluree), și moderne (derivați de sulfoniluree, imidazolinone) șe utilizează intensiv, încât metoda analitică trebuie să se focalizeze pe găsirea tehnicilor de detecție cât mai optime în raport cu structura lor chimică și tipul de matrice în care se găsesc.
Etapele proceselor analitice includ în general extracția analitului/analiților din matricea de bază, purificarea extractului pentru a îndepărta potențialii coextractivi interferenți, modificarea sau derivatizarea analitului pentru a-l transforma într-un compus mai ușor determinabil (etapă opțională) și separarea analitului/derivatului său de alte substanțe chimice rămase în proba separată.
Procesul de concentrare (extracția câtorva micrograme de analit din grame sau kilograme de substrat într-un volum mic de solvent), sau de purificare (izolarea unuia sau unor puțini compuși specifici din multitudinea de compuși prezenți în proba brută) necesită trecerea prin etapele anterior prezentate.
Fazele de determinare includ:
– detecția : obținerea unui răspuns legat de caracteristicile structurale și de cantitatea de analit,
– măsurarea: răspunsul la standardul de referință pentru compusul chimic de interes
– confirmarea: certificarea faptului că răspunsul măsurat este datorat într-adevăr analitului și nu unui artefact /impostor.
Odată ce proba de analizat este obținută cu sau fără purificare, etapele de separare, detecție, măsurare și cuantificare se realizează ocazional după derivatizare.
Metodele multireziduale folosite de regulă în analiza pesticidelor includ una sau mai multe etape pentru a extrage, purifica și detectarea simultană a mai multor potențiale reziduuri.
În tabelul 5 sunt prezentate cele mai utilizate metode de acest tip de către unele dintre cele mai importante agenții de reglementare în domeniu.
Tabel 5.: Metode multireziduale utilizate obișnuit de FDA, USDA și CDFA
FDA=U.S.Food and [NUME_REDACTAT]
USDA= U.S.Department of Agriculture
CDFA= [NUME_REDACTAT] Department of Food and [NUME_REDACTAT] pesticidul la care a fost expus materialul vegetal este cunoscut sau poate fi identificat prin metode corespunzătoare, conform metodologiei oficiale (WHO; [NUME_REDACTAT]), poate fi utilizată o metodă stabilită foarte bine pentru tipul particular de compus sau chiar pentru o clasă specifică de asemenea compuși.
Când materialul vegetal este de proveniență necunoscută și pot fi prezente mai multe grupe de pesticide, este necesar să se folosească în acest caz metode care să măsoare clorul, fosforul, arsenul sau plumbul total, pentru, respectiv, hidrocarburile clorurate, fosforice și pesticidele ce conțin arsen sau plumb.
Metodele multireziduale incluse în PAM ([NUME_REDACTAT] Manual, 1994/rev 1999) și care sunt folosite în mod curent în aproape toate laboratoarele de analiză a reziduurilor de pesticide din lume sunt:
LIB 3896, pentru produsele non-grase, care se bazează pe extracția cu acetonă, urmată de o extracție în fază solidă și apoi lichid-lichid (figura 1),
LIB 3964, pentru produsele uscate, non-grase, care apelează la extracția în fază solidă și analiza GC/ECD (figura 2),
LIB 4110, pentru analiza pesticidelor polare și nonpolare în produsele grase. Se realizează printr-o extracție în fază solidă, dublă extracție lichid-lichid, extracție în fază solidă cu schimbător anionic și analiză GC (figura 3)
100 g probă, mărunțită, omogenizată
200 ml acetonă
amestecare, 2 minute
filtrare (vid)
cartuș filtrant (0,45μm, nylon)
40 ml extract – probă
40 ml 10 ml
spălare extracție în fază solidă eluare
acetonă acetonă
50 ml acetonă
100 ml diclormetan
extracție lichid – lichid
uscare
( trecere pe sulfat de sodiu anh., strat de 3,8 cm)
100 ml acetonă
100 ml diclormetan
extracție lichid – lichid
uscare
( trecere pe sulfat de sodiu anh., strat de 3,8 cm)
concentrare (2-3 ml) (B)
B
se ajustează volumul la 5 ml cu acetonă ( cântărire)
se adaugă 10 ml eter de petrol
15 ml ( volum final)
40 ml acetonă 10 ml (5)
extracție în fază solidă eluare
acetonă și (schimbător anionic) acetonă și eter de petrol
eter de petrol
(10 ml)
concentrare
volum final (2 ml)
GC
Figura 1: Metoda LIB 3896
Figura 2: Metoda LIB 3964
Proba
pulverizare
cernere (sita = 1mm)
10-15 g proba
300 ml apă: acetonă (35:65)
amestecare, 5 minute
filtrare (vid)
cartuș filtrant ( 0,45 m nylon)
40 ml 40 ml acetonă
spălare extracție în fază solidă eluare
acetonă 10 ml apă + acetonă
(30:70)
40 ml eluent
50 ml acetonă
100 ml diclormetan
extracție lichid -lichid
uscare
( trecere pe sulfat de sodiu anh., strat de 3,8 cm)
concentrare (2-3 ml) (B)
B
Ajustarea volumului la 5 ml cu acetonă
(cântărire)
10 ml eter de petrol
cartuș filtrant (0,45 m nylon)
40 ml acetonă 10 ml (5)
extracție în fază solidă eluare
(schimbător anionic)
10 ml acetonă acetonă – eter de petrol
și eter de petrol (33:67)
(33:67)
concentrare
volum final (2-3 ml)
GC
Figura 3: Metoda LIB 4110
6-10 g produs gras
ml apă (produse uscate)
4 g oxalat de potasiu
20 g celită
triturare
100 ml apă-acetonă (20:80)
coloană de separare eluare
SP [NUME_REDACTAT] 10 ml apă.acetonă (30:70)
50 ml acetonă
100 ml diclormetan
extracție lichid-lichid
uscare pe strat de sulfat de sodiu anh. (3,8 cm)
100 ml acetonă
100 ml diclormetan
extracție lichid-lichid
50 ml
Spălare uscare pe strat de sulfat de sodiu anh. (3,8 cm)
diclormetan
concentrare (2 ml)
B
Ajustarea volumului la 5 ml cu acetonă
(cântărire)
10 ml eter de petrol
cartuș filtrant (0,45 m nylon)
10 ml acetonă-eter de petrol
50:50
extracție în fază solidă eluare
cu schimbător anionic 40 ml acetonă-eter de petrol
33:67
100 ml eter de petrol
concentrare (2 ml)
20 ml acetonă
concentrare (2 ml)
GC
Izolarea reziduurilor de pesticide din produsele vegetale se poate realiza prin partiția lichid-lichid, uneori cu purificare pe Florisil, prin extracția în fază solidă (SPE) sau cu fluid supercritic (SFE).
Alături de ultimele două câștigă din ce în ce mai mult popularitate și cromatografia de gel permeație (GPC).
GPC s-a dovedit a fi o procedură universală de purificare în metodele multireziduale și matriceale, fiind adoptată în metodologia generală de analiză a pesticidelor în Olanda, Suedia, Germania sau de către [NUME_REDACTAT] Analiști. Ea permite purificarea pesticidelor polare și nonpolare pentru aceeași injectare în sistem automat.Tot ea s-a folosit și ca tehnică de purificare în metodologia HPLC de determinare a unor pesticide în fructe și legume: carbamați, derivați de benzoiluree.
Solvenții organici s-au folosit în mod obișnuit pentru extracția pesticidelor.În acest caz selectivitatea extracției este asigurată prin alegerea solventului.
Adesea solvenții se combină pentru a conduce la o capacitate de solvatare corespunzătoare extracției.
Un lichid este un mediu excelent pentru omogenizarea probei, limitează procesele de degradare și de volatilizare și permite uzul convenabil al sărurilor, acizilor, bazelor și tehnicilor de partiție.
O selectivitate mare poate fi obținută folosind extracția lichidă și purificarea prin partiție lichid-lichid, asociată cu tehnicile cromatografice.
Pe de altă parte acest tip de purificare și etapele asociate cu concentrarea solventului necesită timp, muncă, spațiu, echipament specializat și sunt astfel destul de costisitoare.
Cei mai utilizați solvenți pentru extracția reziduurilor de pesticide sunt prezentați comparativ din perspectiva celor mai importante caracteristici ale lor în tabelul 6.
Tabel 6: Solvenți obișnuit utilizați în analizele multireziduale
Noile strategii de obținere a probelor în analiza reziduurilor de pesticide
urmăresc miniaturizarea acestei etape, cu o reducere a consumului de solvenți, a
timpului de lucru efectiv și o diminuare a erorilor de analiză.
Unele dintre aceste caracteristici se regăsesc și în tehnica de microextracție în fază solidă (SPME). Acest procedeu de extracție constă din 2 etape separate: absorbția (retenția analiților pe o fază staționară) și desorbția acestora.
Ca materiale absorbante s-au folosit inițial fibre de tipul polidimetilsiloxanilor și poliacrilaților.
Astăzi, tendința este de a utiliza fibre mai polare (de ex. pe bază de carbowax-divinilbenzen), care să permită extracția compușilor mai polari, ca și pentru aplicații în tehnica SPME – HPLC.
Prima aplicație a SPME în analiza reziduurilor de pesticide datează din 1994.
Pesticidele organoclorurate, organofosforice, triazinice au fost determinate folosind SPME.
Astfel, prin SPME, compușii triazinici din apa de băut au putut fi detectați la concentrații apropiate de concentrațiile limită prevăzute de legislația europeană
(100 ng/l) pentru acest tip de pesticide (directiva 80/778 a [NUME_REDACTAT] limitează concentrația pesticidelor individuale și a produșilor lor de transformare toxici în apa de băut la 0,1 g/l, concentrația totală la 0,5 g/l ).
SPME urmată de HPLC cu detecție UV s-a folosit și pentru analiza insecticidelor organofosforice, erbicidelor tiocarbamice și fungicidelor din apa de băut. De fapt, metodele ce folosesc extracția în fază solidă sunt obișnuit folosite astăzi pentru monitorizarea pesticidelor în sistemul acvatic, iar printre sorbenții cei mai utilizați, octadecyl-Si poros este unul dintre cei mai populari.
SPME a fost combinată cu derivatizarea pre-GC (cu diazometan sau bromură de benzil) în analiza erbicidelor fenoxiacetice.
Procedurile SPME de determinare a pesticidelor în probele de sol s-au dezvoltat mult mai lent, pe de o parte, deoarece materia organică prezentă în acest tip de probă influențează în mare măsură rezultatul determinării, iar pe de altă parte determinarea cantitativă nu permite utilizarea directă a standardului extern, fiind necesar cel intern sau o procedură suplimentară standard.
Aplicarea tehnicii SPME în analiza probelor de produse vegetale/alimente necesită o etapă prealabilă de pregătire a probelor.
Probele fructe sunt extrase cu amestec de acetonitril-apă sau cu apă, prin agitare cu viteză mare.
Probele lichide (sucuri de fructe, vin) sunt extrase direct, ca și probele de apă; uneori se diluează cu apă distilată pentru a reduce/elimina interferențele matriceale.
Fibrele cele mai utilizate în SPME pentru produse vegetale/alimente sunt cele pe bază de polidimetilsiloxani și de poliacrilat, iar SPME se realizează manual prin imersia directă a fibrei în probă, la temperatura camerei; probele de miere de albine se extrag la 70C.
Au fost determinate astfel pesticidele organofosforice, organoclorurate din mierea de albine, organofosforicele în fructe și sucuri de fructe.
Eficiența SPME este mai mică în cazul fructelor/sucurilor de fructe datorită interferențelor matriceale complexe.
Se recomandă și în cazul acestor tipuri de matrice, folosirea fie a unui standard intern sau metoda adaosului de standard pentru acuratețea determinării.
SPME se folosește mai puțin în determnarea pesticidelor din probele biologice (sânge, urină).
Extracția pesticidelor din probele de urină este mai eficientă decât cea din sânge, asigurându-se recuperări ale pesticidelor de circa zece ori mai mari și deci, detecție unor concentrații foarte mici de pesticide, cum sunt cele organofosforice sau de tipul dinitroanilinei.
În ultimul timp câștigă teren din ce in ce mai mult metodele de extracție cu fluid supercritic a reziduurilor de pesticide.
Această tehnică de extracție elimină utilizarea solvenților toxici, reduce timpul de lucru, costul, munca manuală, echipamentul de laborator și spațiul necesar pentru extracție; în același timp este și o procedură ușor automatizabilă.
Un alt avantaj al utilizarii SFE față de metodele de extracție cu solvenți constă în concentrarea analiților în timpul procesului de „colectare” .
Limitarea majoră a metodei constă în tipul de pesticid ce poate fi extras prin SFE, folosind un singur fluid de extracție.
Folosirea apei, ca solvent netoxic pentru extracția pesticidelor polare, urmată de concentrarea utilizând cartușe cu fază solidă sunt metode complementare în analiza SFE.
Parametrii majori ce trebuie controlați în extracția cu fluid supercritic sunt următorii:
pentru obținerea probei propriu-zise:
– procedeul de mărunțire,
– mărimea probei,
– conținutul de apă,
– agentul de uscare (tip, proporție),
– densitatea probei,
– volumul vasului de extracție,
pentru extracția propriu-zisă:
– fluidul utilizat pentru extracție,
– temperatura, presiunea,
– debitul și volumul fluidului,
– utilizarea unor agenți modificatori (tip, cantitate)
pentru “colectarea” analitului:
– tip de sorbent/solvent (mărime/volum),
– temperatura de colectare,
– solventul pentru eluția analitului
– volumul de solvent pentru eluție,
– debitul solventului.
Metodele multireziduale folosite în analiza reziduurilor de insecticide recurg adesea la extracția cu fluid supercritic (SPE).
Singurul aspect problematic este separarea lipidelor în cazul insecticidelor foarte lipofile. Acest lucru se poate realiza prin:
– extracție selectivă ( folosirea de CO2 cu densitate mică),
– purificare în timpul SFE prin folosirea unui sorbent ce poată să rețină fie insecticidul, fie lipidele,
– purificare post-SFE, prin metode tradiționale (cromatografie de gel-permeație).
Se poate apela de asemenea la o metodă de analiză care nu este afectată de prezența lipidelor, precum testul ELISA sau alte metode imunochimice.
(Benz)- imidazolii, triazolii, ftalimidele și alte clase similare de fungicide sunt cel mai adesea dificil de analizat prin metodele multireziduale ce folosesc GC.
HPLC este tehnica de ales în cazul lor, acuratețea și detectabilitatea fiind de departe superioare în acest caz.
În general, SFE prezintă dificultăți de extracție a compușilor labili termic ce pot fi analizați GC.
Extracția compușilor relativ polari (amine, amide, imide) și a structurilor similare poate fi de asemenea dificilă prin SFE.
Tehnica SFE s-a folosit pentru determinarea erbicidului metribuzin din soia (fluid supercritic – acetona), a acizilor clorofenoxiacetici din diferite matrițe sau a norflurazonului din semințele de bumbac ( cu CO2 ).
III.2. Gaz-cromatografia în analiza reziduurilor de pesticide
În anii 1960 a fost introdusă gaz-cromatografia (GC) în analiza pesticidelor.
Remarcabilul său progres a determinat ca să fie rapid adoptată, ea fiind astăzi una din tehnicile de bază ale metodologiei multireziduale standard de analiză a reziduurilor de pesticide.
În plus, îmbunătățirile ulterioare importante, precum coloanele capilare cu o înaltă capacitate de separare și sensibilitate ( coloane lungi și înguste, 25-30 m cu un diametru interior de 0,2-0,32 mm), ca și utilizarea unor detectori selectivi au crescut considerabil numărul de pesticide ce pot analizate eficient odată.
GC cu detecție selectivă bazată pe conținutul în heteroatom (N,S,X) al analitului – pesticid reprezintă cel mai frecvent sistem de rezoluție-detecție utilizat.
Detecția flam-fotometrică (FPD) este sistemul cel mai potrivit pentru pesticidele cu S sau organofosforice. O variantă a flamfotometriei este puls-flamfotometria (PFPD). Ea poate furniza simultan informații asupra atomilor de S și P, ca și asupra raportului S/P pentru un pesticid ce conține S,P. Cuplarea PFPD cu MS îmbunătățește marcant identificarea pesticidelor, informațiile obținute fiind calitatoiv superioare față de cle furnizate de analiza separată cu fiecare din acești 2 detectori. Practic, PFPD poate detecta simultan și identifica 13 elemente, ca: S, P, N, Sn, Se, As, Ge (7).
Detectorii cu conductivitate electrolitică sunt de primă alegere pentru compușii organohalogenați și de a 2-a alegere pentru cei organoazotați,
Detectorii termionici (GC-NPD) reprezintă o cale viabilă pentru analiții organofosforici și organoazotați,
Detectorii cu captură de electroni (GC-ECD) sunt de preferat pentru pesticidele cu halogeni.
Fotoionizarea se utilizează pentru compușii aromatici fără heteroatom și pentru unii compuși polisulfurici și polihalogenați.
Confirmarea identității pesticidului se poate realiza prin GC-MS.Cel mai important aspect al combinației GC-MS folosind ionizarea electronică este acela că este singurul sistem analitic ce permite screening-ul automat a sute de compuși-țintă în monitorizarea de rutină, precum analiza reziduurilor de pesticide.
De fapt, utilizarea a doi GC-detectori simultan s-a dovedit a fi mai informativă și eficientă în analiza pesticidelor.
Morello și colab. descriu o metodă de analiză a pesticidelor folosind simultan detectoare NP și NS, montate pe același GC, dar acționând ca detectori pentru semnale venind de la două coloane diferite.
În anii 1996, combinarea emisiei atomice element-specifice (AED) cu GC-MS a condus la apariția unui sistem complet pentru analiza reziduurilor de pesticide în care toate componentele necesare operează într-o rețea integrată.
Pesticidele foarte polare, cu volatilitate joasă și/sau compuși termolabili nu se pot detecta direct prin GC, decât dacă sunt transformați în compuși compatibili cu această metodă prin derivatizare.
Metodele GC-MS ce implică o etapă de derivatizare rămân atractive pentru compușii polari termo-stabili (clorfenoxiacizi).
Unele pesticide precum: Amilazin, Benomyl, Carbendazim, Cyhexatin, Diflunenzuron,, Methomyl, Propargit, Rimsulfuron, Tiofanat de metil, Triforin nu pot fi determinate direct prin GC-MS. Dar după derivatizare, ca de exemplu, în cazul tiofanatului de metil, benomilului sau carbendazimului cu bromură de pentafluorobenzil, acest lucru devine posibil.
Aplicabilitatea metodelor GC în analiza reziduurilor de pesticide din plante medicinale/produse din plante medicinale este ilustrată sugestiv în cele ce urmează:
GC-ECD
– analiza pesticidelor organoclorurate în probe comerciale de Frangulae cortex,Quercus cortex, Calendulae flos, Crataegi flos et folium, Malvae flos, Tiliae flos, Matricariae flos, Sambuci flos, Verbasci flos, Betulae folium, Farfarae folium, Melissae folium, Menthae piperitae folium, Uvae ursi folium, Rosmarini folium, Salviae folium, Carvi fructus, Foeniculi fructus, Absinthii herba, Millefolii herba, Thymi herba, Liquiritiae radix, Valerianae radix; detectabilitate = 0,001-1,051 mg pesticid /kg produs vegetal;
GC-ECD și GC-MS
– analiza pesticidelor organoclorurate în probe de material vegetal uscat și pulverizat de Chamomillae flos și Valerianae radix; detectabilitate = 0,013 – 9,164 mg/kg produs vegetal;
GC-FID (detector cu flam-ionizare)
– analiza pesticidelor organoclorurate și organofosforice în Angelicae gigantis radix, Atractyloidis rhizoma alba, Curcumae rhizoma; detectabilitate = 0,25 –12,5 mg/kg produs vegetal;
GC-ECD-FID
– analiza pesticidelor organoclorurate în Chamomillae flos, detectabilitate = 0,008-0,017 mg/kg produs vegetal;
GC-NPD
– analiza triazinelor în Thymus vulgaris, detectabilitate = 0,01-0,66 mg/kg produs vegetal;
GC-NPD și GC-ECD
– analiza pesticidelor organoclorurate și organofosforice în infuzia și uleiul volatil de mentă (Mentha piperita), detectabilitate = 0,0005-8 mg/kg infuzie ori ulei;
GC-FPD, GC-MCD (detector microcoulumetric), GC-ECD și GC-NPD
– analiza benzotiadiazolilor, derivaților de uree, benzamidelor și triazinelor în Mentha piperita, detectabilitate = 0,01-0,7 mg/produs vegetal;
GC-ECD și GC-NPD
– analiza carbamaților, benzamidelor, derivaților fenoxiacetici și dinitroanilinici în mușețel, detectabilitate 0,5-1,9 mg/ kg produs vegetal;
GC-NPD și GC-FPD
analiza triazinelor, benzotiadiazolilor și derivaților de uree în melisă, detectabilitate = 0,02-33,8 mg/kg produs vegetal.
III.3. Lichid – cromatografia (LC) în analiza reziduurilor de
pesticide
Deși GC este tehnica preferată, datorită abilității sale de a identifica un membru al unei clase chimice și analiți individuali, ea nu este valabilă pentru toate pesticidele, apărând necesitatea de a dezvolta tehnici analitice alternative și selective.
LC simplă sau HPLC (cromatografia lichidă de înaltă performanță) sunt foarte eficiente în separarea compușilor nonvolatili și labili termic.
Majoritatea pesticidelor foarte polare pot fi separate eficient prin RPLC (cromatografia lichidă cu fază inversă) fără o etapă laborioasă de derivatizare.
Introducerea RPLC cu detecție prin UV/fluorescență a avut loc în anii 1980, LC devenind rapid o tehnică adoptată ca viabilă și complementară GC în determinarea diferitelor clase de pesticide polare.
Gradul mare de aplicabilitate, stabilitatea pe termen lung, utilizarea ușoară, costurile mici și selectivitatea îmbunătățită determină ca detecția UV să fie cea mai folosită.
Totuși, confirmarea identității pesticidului devine dificilă în cazul pesticidelor din aceeași clasă chimică (similitudine între spectrele UV), de aceea metodele RPLC/UV necesită obișnuit o analiză suplimentară de confirmare în cazul probelor pozitive.
Detecția prin fluorescență este în mod distinct mai selectivă, mai sensibilă pentru analiții ce prezintă în mod normal fluorescență, dar aplicabilitatea sa este limitată.
Folosirea unor tratamente de derivatizare pre/post-coloană măresc șansele de utilizare a acestei metode în analiza multireziduală (1).
Câteva exemple privind aplicabilitatea LC în analiza reziduurilor de pesticide în produsele vegetale sunt prezentate în continuare:
– determinarea insecticidelor de tipul N-metilcarbamaților ( aldicarb, carbaryl, carbofuran, metomyl, propoxur) în matrițe vegetale prin HPLC-UV,
– determinarea organofosforicelor în material vegetal proaspăt și uscat Mentha sp., Majorana hortensis și Matricaria chamomilla prin HPLC-UV; detectabilitate = 0,024-0,23 mg/kg (4),
– determinarea organofosforicelor în Humulus lupulus, Artemisia vulgaris, Melissa officinalis, Mentha piperita, Laurus nobilis, Cinnamomum zeylanicum, Peumus boldus, Rosa galica, Citrus aurantium var. amara et var. dulcis, Lippia citriodora prin HPLC-UV; detectabilitate = 0,04 – 5 mg / kg produs vegetal (9),
– determinarea organocloruratelor, organofosforicelor și piretroidelor în Levisticum officinalis și Tanacetum balsamita prin HPLC-UV; detectabilitate = 0,006-0,180
– analiza organofosforicelor, piretroidelor, ftalimidelor și benzimidazolilor în uleiul de mentă și de Monarda fistulosa prin HPLC-UV, detectablitate = 0,01-24,83 mg/kg produs,
– analiza tiofanatului de metil, carbendazimului și benomilului prin HPLC-DAD.
Pentru compensarea selectivității și sensibilității insuficiente a detectorilor LC, s-a încercat combinarea LC cu MS.
Deși prima combinație de acest gen datează de acum 25 de ani și unele interfețe LC-MS au fost descrise în decursul timpului, utilizarea unor astfel de asocieri HPLC/MS poate fi considerată ca nenaturală, dat fiind că un instrument operează în fază condensată, iar celălalt sub vid.
În prezent, tehnicile ce se folosesc obișnuit în analiza probelor lichide prin MS pot fi încadrate în două grupe mari:
– tehnici ce introduc proba în sursa ionică a spectrometrului (flux de particule – PB),
– tehnici ce permit ionizarea ușoară a probelor, ca termopulverizarea (TSP) sau ionizarea la presiune atmosferică (API) (electrospray-ES, ionspray-IS sau ionizarea chimică la presiune atmosferică-APCI).
Sursele APCI, în special IS și APCI sunt cele mai intens folosite dintre toate aceste interfețe, datorită compatibilității lor cu pesticidele foarte polare.
Interfața tip flux de particule, cunoscută și ca interfață tip generator mono-dispers de aerosoli pentru cromatografie cuplează un număr mare de separatoare LC la o sursă convențională de ioni.
Ionizarea poate fi prin impact electronic, ionizare chimică sau ionizare negativă prin captură de electroni.
Reziduurile de etilentiouree (ETU) au fost detectate (5 ppb;1,25 ng) într-o varietate de culturi vegetale prin LC-PB-MS.
Metoda prezintă totuși o sensibilitate mai redusă comparativ cu celelalte tipuri de interfețe.
În termopulverizare (TS) ionii folosiți pentru coliziune pot proveni din diferite surse. Obișnuit ei rezultă din adaosul unui electrolit la solventul folosit (faza mobilă): acetat/formiat de amoniu.
Configurația TSP permite caracterizarea moleculară a celor mai multi carbamați, derivați de benzoiluree sau fungicide imidazolice, dar buna sensibilitate a metodei se referă la monitorizarea unei singure substanțe (ion).
Dezavantajul său major îl constituie sensibilitatea analit-dependentă.
Prima aplicare a termopulverizării în analiza reziduurilor de pesticide din fructe și legume a constat în determinarea fungicidului benomil.
În tehnicile IS și ES, ionizarea se obține prin aplicarea unei tensiuni înalte, iar APCI presupune un proces în fază gazoasă tip reacție ion-moleculă.
Limitele de detecție prin LC-IS-Ms pentru o serie de carbamați au fost obișnuit între 0,001-0,01 mg/kg, de 10-100 ori mai mici decât MRL-s stabilite de [NUME_REDACTAT].
Interfețele de tip ES prezintă următoarele avantaje:
– oferă informații asupra greutății moleculare a analitului,
– sunt corespunzătoare pentru analiții volatili și nonvolatili, pentru analiții ionici/polari,
– prezintă sensibilitate mare (limite de detecție joase),
– sunt ideale pentru coloanele capilare folosite în LC,
– diferitele formate sub care se poate realiza (ionspray, microelectrospray și nano-ES)
– permit utilizarea unor debite ale fazei mobile de la 10l/min la 1 ml/min.
Dezavantajele majore ale acestui tip de interfețe constau în următoarele:
– nu oferă informații asupra controlului fragmentării,
– analiții trebuie șă fie capabili să formeze un ion în soluție,
– este posibilă „supresia” ionică pentru o varietate de constituenți ai fazei mobile.
Metoda APCI a fost utilizată în analiza carbofuranului, aldicarbului, aldicarb-sulfoxidului, tiabendazolului și carbendazimului, care nu se pot detecta direct GC.
Avantajele interfețelor APCI sunt:
– oferirea de informații asupra greutății moleculare,
– aplicabilitate bună pentru analiții cu volatilitate moderată,
– ușurință în utilizare,
– sensibilitate extrem de mare (limite de detecție mai mici de 1 picogram, funcție de compus),
– permit și utilizarea apei,
– oferă o reproductibilitate excelentă pentru cuantificare,
– permit folosirea unui debit mare al fazei mobile (mai mare de 1 ml/min).
O serie de aspecte precum degradarea termică a analiților și problemele potențiale cu tampoanele nonvolatile și analiții ce au greutăți moleculare mici (mai mici de 150 Da) sunt dezavantajele principale ale interfețelor APCI.
În general, tehnicile LC-MS cu interfețe de tipul celor prezentate anterior au avantajul cromatografic al separării tehnice și pe cel al MS în ceea ce privește identificarea unor substanțe ionice, chiar non-volatile.
Ele oferă și posibilitatea de a obține limite de detecție de 10 ori mai mici decât cele mai mici MRL stabilite de EU sau FDA pentru fructe și legume.
Interfețele API sunt preferat de ales deoarece ele permit determinarea unui număr mai mare de pesticide.
Datorită acestor interfețe, LC-MS a devenit unanim acceptată ca tehnica preferată pentru identificarea și cuantificarea pesticidelor, a altor compuși polari și labili termic.
Procesele de purificare sunt simplificate, iar timpul de analiză este scurtat.
Prin LC-MS au fost determinate îndeosebi pesticidele carbamace, erbicidele fenilureice, triazinele, sărurile de amoniu cuaternare și fungicidele benzimidazolice.
O analiza comparativă a metodelor cele mai importante folosite în analiza reziduurilor de pesticide (inclusiv din produsele vegetale), și anume GC-MS și HPLC-MS este prezentată în tabelul 7.
Tabel 7: Metodele GC-MS și HPLC-MS în analiza reziduurilor de pesticide
III. 4. Electroforeza capilară în analiza reziduurilor de pesticide
Utilizarea electroforezei capilare (CEZ) s-a intensificat în ultima decadă, în domeniul medical și cel al biochimiei, dovedindu-se o tehnică cu un răspuns foarte bun în analiza probelor de mediu în ceea ce privește conținutul în pesticide, poluanți organici sau anorganici.
Separările prin electroforeză capilară și cromatografia micelară electrocinetică (MEKC) acoperă un spectru larg de analiți de polaritate variată, de la compușii ionizați (anioni, cationi) la compuși neutri.
Selectivitatea și rezoluția separărilor sunt controlate direct de substanțele auxiliare (solvneți, agenți de complexare, polimeri, substanțe tampon).
Electroforeza capilară este complementară și pentru unele separări chiar în tehnicile cromatografice clasice, combinând automatizarea cu o mare eficiență a separării pentru cantități foarte mici de probă ( miniaturizare).
De asemenea, costul mediu este mai mic comparativ cu metodele cromatografice. În plus, CEZ este considerată și o tehnică de separare “ecologică”.
CEZ (UV/VIS, cu fluorescență, MS) a început să fie folosită în analiza pesticidelor, compuși organici, de la mijlocul anilor 1990.
Prin electroforeză capilară se pot analiza:
– formulări comerciale ale pesticidelor (înainte de aplicarea în câmp/ analiza substanțelor active),
– probe de apă (deionizată, distilată, apa de râu, apa de lac, apa potabilă),
– probe de sol ( agricol, de plajă),
– produse alimentare sau vegetale : trestie de zahăr, orez, porumb, grâu, orz, cartofi, soia.
Purificarea și concentrarea probelor este esențială în analiza prin electroforeză capilară a pesticidelor.
Cele mai importante metode de preconcentrare sunt :
– extracția în fază solidă (SPE). Sorbenții – materiale nonpolare C18 , ce rețin analiți prin
interacțiuni hidrofobe sunt utilizați în mod special.
– extracția lichid-lichid. Diclormetanul și hexanul sunt sovenții cei mai folosiți. Metoda prezintă numeroase dezavantaje, este puțin selectivă și presupune și un consum foarte mare de solvenți.
– extracția cu lichid sub presiune. Aceasta folosește temperaturi și presiuni ridicate pentru a mări viteza de extracție.
– extracția cu fluid supercritic.
Volumul probei de analizat în electroforeza capilară este de ordinul nl.
Detecția pesticidelor în această tehnică se poate realiza:
– UV/VIS, direct și indirect, pentru acizii fenoxiacetici, s-triazine, carbamați, organofosforice, organoazotate și organoclorurate, piretroide, derivați de sulfoniluree, derivați cuaternari de amoniu.
– UV/VIS indirect pentru glifosat sau monofluoracetat de sodiu,
– prin fluorescență laser-indusă, în cazul acizilor fenoxiacetici sau a piretroidelor,
– ES-MS, ce oferă posibilitatea de a utiliza substanțe tampon obișnuite în concentrații molare mici.
Câteva aplicații ale electroforezei capilare în analiza reziduurilor de pesticide sunt prezentate în cele ce urmează:
– determinarea clorpyrifos din aer, frunze, sol prin CZE. Electroliții folosiți sunt: fosfat 10 mM, borat 6 mM, acetonitril 25 %, deoxycolat de sodiu 50mM, iar detecția se face prin UV;
– determinarea carbendazimului, metalaxylului, propiconazolului și vinclozolinului di apa deionizată sau apă de lac prin MEKC. Pentru extracția pesticidelor se folosește diclormetanul iar electroliții folosiți sunt: fosfat 10 mM (pH = 7), colat (100 mM ) și metanol 10 %. Detecția analiților se realizează în UV ( = 214 nm), limitele de detectabilitate fiind de 5 g /l (carbendazim); 10 g /l (metalaxyl); 20 g /l (propiconazol) și 5 g /l ( vinclozolin),
determinarea fenoxiacizilor (2,4 D, dicamba) în culturi de trestie de zahăr, orez sau porumb prin MEKC. Extracția analiților din probe se realizează cu fluid supercritic (CO2 – acetonă), iar purificarea extractelor prin extracție lichid-lichid, folosind dietileterul.
Electroliții utilizați sunt: borat 50 mM (pH-8,3), sulfat de sodiudodecyl 25 mM.
Detecția se realizează în UV ( = 254 nm ), limitele de detectabilitate fiind de 0,6 pg.
determinarea derivaților de sulfoniluree (metsulfuron metil, rimsulfuron sau tribenuron metil) din grâu, orz sau porumb prin MEKC. Pesticidele sunt extrase din materialul vegetal cu n-hexan, după o omogenizare prealabilă cu acetonitril. Purificarea probelor se realizează prin extracție în fază solidă cu schim anionic, iar electroliții folosiți în metoda electroforetică sunt: fosfat 25 mM (pH = 6,15), sulfat de sodiu dodecyl 50 mM. Detecția se efectuează în UV ( = 234 nm), limitele de detecție fiind de: 0,02 mg/l (metsulfuron metil) sau 0,035 mg/l (rimsulfuron, tribenuron metil).
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Influenta Pesticidelor Asupra Plantelor Medicinale Si a Medicamentelor Vegetale (ID: 1072)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.