Herbicidas

Os herbicidas são químicos utilizados para destruir plantas indesejadas (terrestres ou aquáticas) chamadas ervas daninhas. Os herbicidas dividem-se em duas grandes categorias: inorgânicos (por exemplo, sulfato de cobre, clorato de sódio, e arsenito de sódio) e orgânicos (por exemplo, compostos clorofenoxídicos, dinitrofenóis, compostos bipiridílicos, carbamatos, e amidas herbicidas). Historicamente, os compostos inorgânicos foram os primeiros disponíveis e os primeiros utilizados. Houve durante um longo período um esforço contínuo para desenvolver compostos herbicidas que são mais selectivos – que afectam as ervas daninhas, em oposição às plantas desejáveis.

Desenvolvimentos históricos

A década de 1890 a 1900 viu a introdução de pulverizações para controlar ervas daninhas de folha larga em culturas cerealíferas, e os primeiros esforços do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA, utilizando arsenite de sódio, para controlar plantas aquáticas em cursos de água. Em 1925, o clorato de sódio (aplicado directamente no solo) foi utilizado pela primeira vez para matar ervas daninhas. A primeira importação (de França) de nitrocresilato de sódio, como primeiro matador selectivo de ervas daninhas, foi em 1934. O ano de 1945 testemunhou a introdução de herbicidas orgânicos e o advento do regulador de crescimento 2,4-D (ácido 2,5-diclorofenoxiacético), levando subsequentemente ao desenvolvimento do 2,4,5-T (ácido 2,4,5-triclorofenoxiacético). Durante os anos 1965 a 1970, as forças militares americanas utilizaram a 2,4,5-T (Silvex) e materiais relacionados como desfolhantes no Vietname, sem saber que um subproduto inevitável da síntese da 2,4,5-T era uma substância tóxica, a 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina (dioxina). Ainda se debate a extensão dos efeitos nocivos sofridos pelos aviadores, soldados e civis que foram expostos a este material. A dioxina estava presente a um nível de cerca de 2 ppm (mg/kg de amostra) em algumas das amostras de 2,4,5-T (chamado agente laranja), mas outras amostras continham mais de 30 ppm do subproduto. A dioxina acabou por ser considerada altamente tóxica para cobaias (o valor LD 50 era de 1 ppb, ou 1 μ g de composto/kg de amostra), o que levou à rotulagem da dioxina como “o veneno mais mortífero do mundo”, um título impressionante, se impreciso (impreciso devido a uma sensibilidade única das cobaias e porque se sabe que algumas toxinas naturais são mais potentes).

A experiência do governo federal dos EUA com 2,4,5-T demonstra um princípio significativo: Deve-se preocupar não só com a segurança dos componentes activos dos produtos comerciais, mas também com a segurança dos subprodutos que possam estar presentes nesses produtos ou que se possam formar durante a degradação natural. A adesão a este princípio é um desafio importante e dispendioso para aqueles que desenvolvem herbicidas, e a preocupação com a segurança é parcialmente responsável pela (presentemente) diminuição do número de herbicidas disponíveis para o tratamento de ervas daninhas aquáticas.

Pensa-se que os primeiros jacintos de água foram introduzidos nos Estados Unidos durante uma exposição hortícola de 1884 em Nova Orleães, em

Os herbicidas estão a ser pulverizados nesta estrada da Califórnia.

o curso do qual estas plantas, importadas da Argentina, foram dadas como lembranças. Suspeita-se que foram acidentalmente colocadas no rio St. Johns na Florida e que, pouco tempo depois, se multiplicaram. A planta cresce (em condições óptimas) à taxa de 1,8 plantas filhas por planta-mãe por semana, e o crescimento rápido gerou esteiras densas que afectaram a navegação de barcos neste rio e outros. Em 1898, o U.S. Army Corps foi encarregado de manter a navegabilidade dos rios, e o controlo das plantas aquáticas tornou-se também a sua responsabilidade, uma responsabilidade que tem persistido até hoje.

Toxicidade dos herbicidas

Uma vez que as plantas e os mamíferos diferem em organização e fisiologia, pode esperar-se que os herbicidas constituam apenas um ligeiro perigo químico para os mamíferos. Enquanto alguns herbicidas têm toxicidade muito baixa nos mamíferos, outros têm um risco considerável. Várias espécies de teste são utilizadas para avaliar a toxicidade, e as suas sensibilidades são classificadas como valores agudos (curto prazo) de LD 50.

Os compostos clorofenoxídicos ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) e ácido 2,4,5-triclorofenoxiacético (2,4,5-T) podem ser os herbicidas mais familiares. Têm sido utilizados na agricultura (para erradicar ervas daninhas de folha larga) e para controlar plantas lenhosas em valas e ao longo de auto-estradas. Actuam como hormonas de crescimento em muitas plantas, e podem evocar o crescimento activo das plantas em áreas em que ocorre um crescimento anormal, torcido, ou encurtado. Doses massivas

Características de herbicidas representativos.

de 2,4-D ou 2,4,5-T causam fibrilação ventricular em mamíferos. Doses menores causam dermatite de contacto e cloracne (uma espécie de dermatite grave) em trabalhadores que têm contacto com 2,4,5-T (que, como referido, pode ser misturada com 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina, ou dioxina).

Dinitrofenóis (como sais alcalinos ou sais de aminas alifáticas) têm sido utilizados há muito tempo no controlo de ervas daninhas. A exposição humana a estes compostos levou a náuseas, perturbação gástrica, respiração rápida, taquicardia (batimento cardíaco rápido), cianose, e por fim coma. A morte ou recuperação ocorre no prazo de 24 horas.

Paraquat e diquat são os exemplos mais conhecidos de compostos bipiridílicos. Estes compostos parecem agir através de um mecanismo radical livre, competindo por e privando as plantas de um agente redutor essencial . Estes compostos são perigosos para os seres humanos. Cerca de 200 mortes por envenenamento acidental ou tentativa de suicídio ocorreram na década de 1960. As fatalidades mostraram danos pulmonares, hepáticos e renais. O paraquat tende a concentrar-se no rim, sendo a acumulação de quantidades tóxicas no pulmão secundária a danos nos rins.

O propanil é um de um grupo de herbicidas amida (feito de anilina tratada com ácidos orgânicos), e é usado extensivamente para controlar ervas daninhas em culturas de arroz. O próprio arroz contém uma enzima que hidrolisa o propanil a 3,4-dicloroanilina e ácido propiónico, e por isso é resistente ao herbicida. As ervas daninhas, sem esta enzima, são adversamente afectadas por ela. (As células hepáticas de mamíferos também têm uma enzima que causa esta hidrólise)

Os efeitos dos vestígios de contaminantes nos herbicidas são uma grande preocupação. Por exemplo, a utilização de Silvex foi cancelada pela Agência de Protecção Ambiental dos EUA em 1979 porque o herbicida continha dioxina, um tóxico. No entanto, o Corpo de Engenheiros do Exército opôs-se ao cancelamento, registando os benefícios globais da navegação nas vias navegáveis dos EUA. A soma total dos benefícios do controlo de ervas daninhas baseado em Silvex foi considerada como correspondendo a aproximadamente 40 milhões de dólares, e a relação benefício/custo foi de cerca de 11 para 1. Comparados com isto, devem ser os custos desconhecidos de uma substância tóxica (dioxina), cujos efeitos adversos ainda estão a ser avaliados.

O mercado mundial inteiro de protecção de culturas em 2000 foi estimado em 31 mil milhões de dólares, e provavelmente não irá crescer significativamente num futuro próximo. Os herbicidas são vendidos como formulações especiais, e a sua utilização nos Estados Unidos só ocorre após extensos testes e aprovação governamental. Embora estejam a ser desenvolvidos novos produtos químicos, a dimensão relativamente estática do mercado de herbicidas resultou numa redução do número de empresas agroquímicas (através de fusões e aquisições). O número de novos herbicidas que ficarão disponíveis no futuro será provavelmente baixo.