Laboratory studies on mechanisms for the degradation of aldicarb, aldicarb sulfoxide and aldicarb sulfone

Abstract

Experiments were performed in order to better define the degradation mechanisms and kinetics for aldicarb and its two metabolites, aldicarb sulfoxide and aldicarb sulfone. The mechanisms studied were oxidation in surface soil and saturated zone soil samples, degradation in saturated zone soil samples and distilled water hydrolysis. The studies showed that soil is an important mechanistic factor, probably because surface catalysis occurs. Temperature and pH are important factors in determining degradation rates. The experiments seem to indicate that microbial oxidation is an important degradation mechanism in the surface soil, but the breakdown of aldicarb residues to noncarbamates is largely the result of chemical hydrolysis. The reduction of aldicarb sulfoxide to aldicarb was observed in the presence of limestone but only after an incubation period of two to six months. No reduction of aldicarb sulfone to aldicarb sulfoxide was observed in these experiments. The complexity of degradation is such that laboratory studies can augment but not replace well‐designed experiments conducted under actual field conditions.

Lixiviação de aldicarbe em macrolisímetros de dois Latossolos

“…Os resultados obtidos vêm confirmar o alto potencial de lixiviação dos resíduos de aldicarbe em solos, conforme constatado por outros autores em solos norteamericanos (Jones & Back, 1984;Jones et al, 1986), europeus (Bromilow & Leistra, 1980;Fava et al, 2001) e brasileiros (Piffer & Rigitano, 1991;Scorza Junior et al, venientes da aplicação do produto de acordo com sua recomendação, seriam mínimos ou mesmo desprezíveis. Contudo, esses mesmos resultados, obtidos em condições próximas àquelas de campo, em função da utilização de lisímetros com grandes dimensões e com os solos de estrutura indeformada, confirma o risco de contaminação da água do lençol freático, e possivelmente de minas e poços de água, em solos com lençol freático próximo à superfície.…”

“…Por ocasião das coletas, o volume de água percolada foi medido e uma amostra (500 mL) foi separada para análise. Piffer & Rigitano (1991), mediante a qual o aldicarbe e seus produtos de oxidação tóxicos (sulfóxido e sulfona de aldicarbe) são conjuntamente determinados na forma de sulfona de aldicarbe. Separou-se uma subamostra de 100 mL, que foi submetida à extração dos resíduos em funil de separação através de três partições sucessivas com 50 mL de diclorometano, passando-se às fases orgânicas em 20 g de sulfato de sódio anidro.…”

“…Tais estudos revelaram que o aldicarbe é oxidado a sulfóxido e sulfona de aldicarbe, compostos tão tóxicos quanto o aldicarbe. Simultaneamente, ocorre a degradação do aldicarbe e seus produtos de oxidação, formando compostos não-carbamatos (oximas e nitrilas), que, por sua vez, são pouco tóxicos (Bull et al, 1970;Andrawes et al, 1971;Lightfoot et al, 1987). Estudos sobre a meia-vida de degradação do aldicarbe em solos mostraram uma considerável variação nos resultados, com valores de meiavida de 10 dias a 36 meses, de acordo com a classe de solo, profundidade, umidade, temperatura e pH Jones, 1987;Lightfoot et al, 1987;Barbosa & Rigitano, 1994).…”

The Geochemistry of Pesticides

“…Some pesticide compounds, however, react with more than one of the three species of interest (H 3 O þ , H 2 O, and/or OH -), resulting in a pattern of pH dependence that may display an abrupt shift above or below a particular threshold pH value (Mabey and Mill, 1978;Schwarzenbach et al, 1993). Few compilations of these threshold parameters appear to be available for pesticide compounds (Mabey and Mill, 1978;Mabey et al, 1983;Roberts et al, 1993;Schwarzenbach et al, 1993), but individual values may sometimes be inferred from published data (e.g., Bank and Tyrrell, 1984;Burlinson et al, 1982;Cline and Delfino, 1989;Jeffers et al, 1989;Lee et al, 1990;Lightfoot et al, 1987;Ngabe et al, 1993;Weintraub et al, 1986;Zepp et al, 1975). Other results suggest that these threshold parameter values may vary with temperature (Lightfoot et al, 1987).…”

“…Distinguishing between biological and abiotic mechanisms of transformation, however, is not always straightforward. For several pesticide compounds, both abiotic and microbially mediated transformations may occur simultaneously or sequentially (e.g., Figure 6; Bondarenko et al, 2004;Gan et al, 1999;Graetz et al, 1970;Lightfoot et al, 1987;Oremland et al, 1994;Skipper et al, 1967;. Some transformations may occur either with or without biological assistance (e.g., Jafvert and Wolfe, 1987;Loch et al, 2002;Mandelbaum et al, 1993;Wolfe et al, 1986).…”