Para onde vão os pesticidas e seus produtos de degradação, uma vez que entram no solo? E quanto tempo leva para chegar ao lençol freático ou aos sistemas de drenagem? Isso depende de vários fatores, mas os pesquisadores da Universidade de Aarhus deram um passo mais perto de encontrar respostas rápidas. Pela primeira vez, eles usaram espectroscopia visível / infravermelho próximo para prever o transporte de produtos químicos dissolvidos através do solo intacto.

A capacidade dos solos de transportar produtos químicos dissolvidos depende da textura e estrutura do solo. O rastreamento do tempo de viagem desses solutos é geralmente realizado em laboratório por meio da medição de curvas de ruptura, onde a aplicação de um soluto na superfície do solo e seu aparecimento ao longo do tempo no fundo são registrados. A obtenção de curvas de descoberta de estudos de laboratório é extremamente cara, além de demorada e trabalhosa, então a equipe de cientistas da Aarhus University e da Aalborg University decidiu pensar fora da caixa e usar espectroscopia visível / infravermelho próximo (vis – NIR) para prever curvas de ruptura - pela primeira vez.

Aplicando tecnologia de uma nova maneira

A espectroscopia Vis – NIR é bem conhecida por sua velocidade de medição e seu baixo custo de aquisição de dados. Pode ser usado para estimativa quantitativa de propriedades básicas do solo, como argila e matéria orgânica.

A equipe de cientistas usou a espectroscopia vis – NIR para prever as curvas de ruptura dos solutos em uma grande variedade de colunas de solo intacto de seis campos representativos na Dinamarca. Em média no campo individual, a nova tecnologia estimou as curvas de ruptura com alto grau de precisão.

"Descobrimos que poderíamos medir o transporte de massa de substâncias químicas dissolvidas com bastante precisão com a espectroscopia vis – NIR. Nossas descobertas podem abrir caminho para medições de próxima geração e monitoramento do transporte de substâncias químicas dissolvidas por espectroscopia, "diz o professor Lis Wollesen de Jonge, um dos cientistas da equipe e co-autor de seu artigo em Relatórios Científicos .

Compreender a lixiviação química através do solo é importante

A intensificação da produção agrícola para atender à crescente demanda por commodities agrícolas está aumentando o uso de produtos químicos. O uso extensivo de agroquímicos causa poluição dos recursos hídricos. Esse, por sua vez, representa sérias ameaças aos ecossistemas aquáticos, saúde humana, e o meio ambiente. A ocorrência de agroquímicos e seus produtos de degradação acima dos limites permitidos em poços de água potável forçou o fechamento de vários poços e a implementação de regulamentações rígidas sobre o uso de agroquímicos na UE.

Compreender a lixiviação de solutos para as águas subterrâneas e ser capaz de medir e modelar seus tempos de transporte são, portanto, importantes para a nossa saúde e o meio ambiente. O solo desempenha um papel importante neste aspecto devido às suas muitas funções. O solo é fundamental para a produção agrícola, por sua capacidade de filtrar nutrientes e poluentes, e para armazenamento e reciclagem de material orgânico.

O solo também é a via de transporte mais importante de agroquímicos para as águas subterrâneas. A capacidade do solo de filtrar agroquímicos dissolvidos depende das propriedades do solo e da interação entre os solutos dissolvidos e as propriedades do solo, e é influenciado pela forma como os solos são usados ​​e manejados.

A estrutura do solo é uma propriedade muito dinâmica, uma vez que é influenciada por propriedades básicas do solo, como textura, matéria orgânica, carbonatos e óxidos de metal, clima, e práticas de uso e manejo da terra. Dependendo da estrutura do solo, perto da saturação, água e produtos químicos dissolvidos podem ser transportados uniformemente através do solo, ou rapidamente através de caminhos específicos no solo com vários graus de troca de massa entre a matriz do solo e os caminhos de transporte.

Avenidas futuras para exploração

Vários modelos de transporte de soluto foram desenvolvidos para levar em conta diferentes processos de transporte e facilitar a previsão do transporte de produtos químicos dissolvidos através do solo.

"Os principais desafios quando se trata de avaliação de risco são obter uma estimativa precisa de uma gama de parâmetros que são usados ​​como entrada em modelos de transporte de soluto e para contabilizar as diferenças espaciais nessas propriedades de transporte, "Lis Wollesen de Jonge explica.

Mesmo que haja uma ligeira subestimação das variâncias dentro do campo com espectroscopia vis – NIR, a eficiência dessa tecnologia em termos de custo e velocidade de medição pode superar medições caras e precisas usando métodos convencionais de propriedades do solo que geralmente apresentam grande variabilidade espacial.

Para aprimorar a tecnologia, abordagens para reduzir o erro de estimativa resultante de diferenças na estrutura do solo que não podem ser capturadas por espectroscopia vis – NIR devem ser investigadas. Outra via de exploração a fim de melhorar as precisões de predição poderia ser a integração da espectroscopia vis-NIR com outras informações prontamente disponíveis, como informações sobre a estrutura do solo com base em pesquisas de solo ou testes de campo rápidos.