Diurnal variation of methane emission from a paddy field in Brazilian Southeast / Variação diurna da emissão de metano em arroz irrigado no Sudeste do Brasil

ABSTRACT: This study aimed to investigate the diurnal variation of methane (CH4) emission in a flooded-irrigated rice field at different stages of the plant development under tropical climate in three growing seasons, in order to determine the most appropriate time for gas sampling in the Brazilian Southeast region. It aimed also to verify correlations between CH4 flux and air, water and soil temperatures, and solar radiation. The CH4 emissions were measured every 3-hour interval on specific days in different development stages of the flooded rice in the Experiment Station of the Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA), Pólo Regional Vale do Paraíba, at Pindamonhangaba, State of São Paulo (22°55' S, 45°30' W), Brazil. Different CH4 emission rates were observed among the plant growth stages and also among the growing seasons. The CH4 emission showed high correlation with the soil temperature at 2cm depth. At this depth, the CH4 emission activation energy in response to soil temperature was higher in the stage R2. Emission peaks were observed at afternoon, while lower fluxes were recorded at the early morning. The most appropriate local time for gas sampling was estimated at 12:11:15a.m.±01:14:16 and 09:05:49p.m.±01:29:04.

RESUMO: Este estudo teve como objetivo investigar a variação diurna de emissões de metano (CH4) em uma lavoura de arroz irrigado por inundação em diferentes estágios de desenvolvimento de plantas de arroz irrigado, sob clima tropical, em três estações de crescimento, para determinar o período de tempo mais apropriado à amostragem de gás na região Sudeste do Brasil. O trabalho objetivou também verificar correlações entre o fluxo de CH4 e as temperaturas do ar, da água e do solo e a radiação solar. As emissões diurnas de CH4 foram medidas a cada intervalo de três (3) horas em dias específicos em diferentes estágios de desenvolvimento da planta de arroz inundado na Estação Experimental da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA), Pólo Regional Vale do Paraíba, em Pindamonhangaba, Estado de São Paulo (22°55' S, 45°30' W), Brasil. Diferentes taxas de emissão foram observadas entre os estágios de desenvolvimento da planta avaliados e também entre as estações de cultivo. A emissão de CH4 mostrou alta correlação com a temperatura do solo a 2cm de profundidade. Nesta profundidade, a energia de ativação da emissão de CH4 em resposta à temperatura do solo foi maior no estágio R2. Os picos de emissão foram observados no período da tarde, enquanto que menores fluxos foram registrados no início da manhã. O horário mais apropriado para amostragem de gás foi estimado em 12:11:15a.m.±01:14:16 and 09:05:49p.m.±01:29:04.

Estimation of herbicide bioconcentration in sugarcane (Saccharum officinarum L.) / Modelagem de bioconcentração de herbicidas em cana (Saccharum officinarum L.)

Sugarcane is an important crop for sugar and biofuel production in Brazil. Growers depend greatly on herbicides to produce it. This experiment used herbicide physical-chemical and sugarcane plant physiological properties to simulate herbicide uptake and estimate the bioconcentration factor (BCF). The (BCF) was calculated for the steady state chemical equilibrium between the plant herbicide concentration and soil solution. Plant-water partition coefficient (sugarcane bagasse-water partition coefficient), herbicide dilution rate, metabolism and dissipation in the soil-plant system, as well as total plant biomass factors were used. In addition, we added Tebuthiuron at rate of 5.0kg a.i. ha-1 to physically test the model. In conclusion, the model showed the following ranking of herbicide uptake: sulfentrazone > picloram >tebuthiuron > hexazinone > metribuzin > simazine > ametryn > diuron > clomazone > acetochlor. Furthermore, the highest BCF herbicides showed higher Groundwater Ubiquity Score (GUS) index indicating high leaching potential. We did not find tebuthiuron in plants after three months of herbicide application.

A cana de açúcar é uma cultura importante para produção de açúcar e biocombustíveis no Brasil e exige elevada utilização de herbicidas. Utilizamos modelo matemático para ajudar na compreensão da absorção de herbicida dessa cultura. Propriedades físico-químicas dos herbicidas e propriedades fisiológicas das plantas de cana foram usados para estimar a absorção e também o fator de bioconcentração, bioconcentration factor (BCF), calculado para o equilíbrio químico entre a concentração do herbicida na planta e na solução do solo. O coeficiente de partição planta/água, a taxa de diluição de herbicida, o metabolismo e a dissipação no sistema solo-planta e biomassa total das plantas foram adicionados ao modelo. O herbicida tebuthiuron aplicado ao solo na dose de 5,0kg ha-1 i.a. foi utilizado para testar o modelo. A absorção dos herbicidas mostrada pelo modelo indicou em ordem o seguinte: sulfentrazone> picloram> tebuthiuron> hexazinone> metribuzin> simazina> ametryn> diuron> clomazone> acetochlor. Esses herbicidas com alto índice (BCF) também apresentaram alto índice de potencial de lixiviação para água subterrânea "Groundwater Ubiquity Score" (GUS). Tebuthiuron não foi encontrado nas plantas após três meses de aplicação.

Algae acid phosphatase affected by ten metals and enzymatic parameters determination in presence of mercury and copper

Acid phosphatases play important roles in algae metabolism such availability/recycling of inorganic phosphate and autophagic digestive processes. Chemicals released into the environment from agricultural activities and through industrial and urban wastes, may impair algae enzyme activity. The aim of this work was to evaluate the in vitro activation/inhibition effect of ten metals, commonly present as contaminants in soil and water, on the acid phospahatase extracted from the green algae Pseudokirchneriella subcapitata. Results demonstrated that Hg, Al, Mo, Pb, Se, and Cd inhibited the enzyme activity in 56.3, 54.5, 30.6, 25.5, 23.1 and 11.5 per cent respectively. This corresponds to the maximum percentage of effect attained at the metal concentration tested (0.02-2.0 mM). On the other hand, Cu, Zn, Ni and Cr exhibited an increment on phosphatase activity equal to 95.5, 87.6, 87.6, 77.6 and 42.8 per cent, respectively. Kinetic parameters values were calculated for the metals that showed hisghest effects. Thus, Ki ( inhibition constant) and Kd (dissociation constant) values equal to 0.0400 and 0.0016 mM were determined for Hg and Cu, respectively. A non-competitive inhibition mechanism was attributed to the former. Results improved the understanding of the basic events of the impact of metals at biochemical lebels in primary producers organisms.

Insecticide distribution model in human tissues viewing worker's health monitoring programs

This work aimed at evaluating the characteristics of thirty nine insecticides on tissue distribution and accumulation, using their physico-chemical characteristics and the tissues lipid contents to calculate the compounds distribution among the tissues. The insecticides evaluated were selected among those registered in Brazil for agriculture use. The level I fugacity model was used for the calculations of insecticide distribution among the tissues of muscles, viscera, skin, fat, blood, liver, kidneys and gut. The octanol-water partition coefficient, water solubility and tissue lipid contents showed an insecticide distribution in human tissues. Cluster analysis was performed aiming the identification and separation of insecticides groups based on their physico-chemical characteristics as compounds with similar distribution within tissues and at the same time tissues with similar distribution of various insecticides. Cluster analysis pointed out three insecticide groups: in the first, 70 - 86 percent of insecticide accumulation was found in lipid tissues; in the second, 44 - 58 percent; and in the third, 9 -19 percent. These results could contribute to health monitoring programs of farmworkers.

O objetivo desse trabalho foi avaliar as características de 39 inseticidas quanto a sua distribuição e acumulação em tecidos humanos como também avaliar o grau de similaridade entre os inseticidas quanto a sua distribuição nos tecidos. Para tanto, foram utilizadas as características físico-químicas dos compostos e o conteúdo de lipídeos teciduais para calcular a distribuição dos inseticidas entre os tecidos estudados. Os inseticidas selecionados para o presente trabalho foram alguns daqueles que se encontram registrados no Brasil para uso agrícola. No cálculo da distribuição dos inseticidas entre os tecidos foi utilizado o modelo de fugacidade nível I em músculos, vísceras, pele, gordura, sangue, fígado, rins e intestinos. As características físico- químicas dos inseticidas e os conteúdos de lipídio dos tecidos foram usados para calcular a distribuição dos inseticidas entre os tecidos. O coeficiente de partição octanol-água, a solubilidade em água e o conteúdo de lipídio dos tecidos determinaram a distribuição de um inseticida entre tecidos humanos. Foram realizadas análises de agrupamento, para identificar grupos de inseticidas com distribuição similar nos tecidos. 90 por cento dos 39 inseticidas apresentaram distribuição em gordura maior do que 50 por cento. A análise de agrupamento indicou três grupos de inseticidas: no primeiro o percentual acumulado na gordura variou de 70 - 86 por cento, no segundo de 44 - 58 por cento e no terceiro de 9 - 19 por cento. Os resultados obtidos podem contribuir para os programas de monitoramento da saúde do trabalhador rural.

Nitrate in groundwater in Ribeirão Preto city area in Brazil

The region of Ribeirão Preto City, southeastern Brazil, is an important sugar cane and recharge area for grounwater of the Guarany aquifer. This research was conducted to evaluate the potential contamination of groundwater with nitrates in the area and in surrounding municipal wells. No significant amount of nitrate was found in the recharge agricultural area. However, nitrate levels were detected at concentrations higher than the Maximum Concentration Level (MCL) of 6.0 mg/L in a downtown, urban, well located away from agriculture, which had no history of nitrogen application, reaching values higher than the maximum risk coefficient for infants (RC) of 1.0.

Fator de bioconcentração de poluentes orgânicos de lodos em frutos de laranjeiras / Bioconcentration factor of organic pollutants of the sewage sludge in orange fruits

Estimou-se o fator de bioconcetração de dezenove poluentes orgânicos para verificar quais devem ser monitorados em frutos de laranjeiras, cultivadas em solos tratados com lodo proveniente de estações de tratamento de esgotos. O modelo Fruit Tree Model (FTM) foi aplicado em cultivo hipotético de laranjeiras, utilizando-se a massa molar,a pressão de vapor, a solubilidade em água e o coeficiente de partição pctanol-água de poluentes (compostos orgânicos não-iônicos) que podem ser encontrados em lodos. Os coeficientes de sorção no carbono orgânico do solo, de partição caule-águas e o fator de concentração no fluxo de transpiração foram calculados por meio de expressões que correlacionam cada um desses parâmetros com o coeficiente de partição octanol-água. Obtendo-se o fator de bioconcentração e a concentração do poluente no solo é possível estimar a quantidade desses agentes químicos ingeridos diariamente pelo consumo de frutas frescas. Valores limites de poluentes em lodos podem ser calculados a partir do fator de bioconcentração do poluente em frutas. Os poluentes indicados pela estimativa para monitoramento em frutos de laranjeiras cultivadas com lodo foram: 1,2-diclorobenzeno, 2,4-dinitrofenol, 3,3-diclorobenzidina e nitrobenzeno

Estimativa da carga contaminante de pesticidas e nitrato para as águas subterrâneas no estado de Säo Paulo / An estimating of risk contamination by pesticides and nitrate in groundwater in Säo Paulo state

Apresenta método simplificado para estimar a carga contaminante de águas subterrâneas do Estado de Säo Paulo, por pesticidas e nitrato, empregando dados secundários. As variáveis foram sistematizadas em base anual por cultura e município, integrando área cultivada, produtividade, insumos associados, tipo de solo, pluviosidade e características de mobilidade dos produtos. Os dados referentes a 563 municípios, 37 culturas, 128 princípios ativos e nitrato foram trabalhados em programa especialmente formulado para classificaçäo dos municípios, em uma escala de carga contaminante potencialmente aplicada, permitindo a definiçäo de regiöes prioritárias para monitoramento, principais produtos a serem determinados e culturas associadas. Os resultados podem ainda ser úteis para a indicaçäo de produtos com menores riscos para emprego em áreas vulneráveis

Um programa em Pascal para avaliar a cinética de agrotóxicos em organismos aquáticos / A Pascal program to evaluate the kinetics of the agrotoxics in aquatic organisms

O ambiente aquático é, freqüentemente, alvo de agressöes por compostos químicos de diversas origens que contaminam os organismos que alí habitam. Através de estudos de bioconcentraçäo de agrotóxicos na biota aquática, é possível se prever o impacto ambiental destes produtos. O presente trabalho tem por finalidade apresentar um programa computacional na linguagem PASCAL, que facilita o cálculo de alguns parâmetros toxicocinéticos, a usuários que trabalham com bioconcentraçao aquática com um modelo determinístico de um compartimento. Os parâmetros toxicocinéticos calculados pelo programa proposto auxiliam a estabelecer limites máximos de descarga de poluentes na água e oferecem subsídios para o delineamento de estudos de biomagnifiçäo.