Effetto delle pectine su adsorbimento, rilascio e degradazione di agrofarmaci

Con la finalità di accelerare la degradazione dei pesticidi e di mitigare l'effetto della tossicità delle miscele di pesticidi sulle comunità microbiche all'interno di biobeds, l'Unità di Ricerca di Bologna si propone di studiare l'effetto delle pectine su adsorbimento, rilascio e degradazione dei pesticidi. L'obiettivo del progetto è lo studio della persistenza e della degradazione di pesticidi ionizzabili su pectine flocculate con diversi cationi. Come molecule modello sono stati scelti quattro pesticidi, selezionati tra i principali erbicidi tutt'oggi in uso, caratterizzati da diverse caratteristiche chimico-fisiche di seguito riportate: Simazina: triazina; basica con pKa 1.7; Kow 91; S: 5 mg/l. Terbutilazina: triazina; basica con pKa 2.0; Kow 1096; S: 8.5 mg/l. Primisulfuron: solfonilurea; acido con pKa 5.1; Kow 1.6; S: 70 mg/l. MCPA: fenossiacido con pKa 3.1; Kow 631; S: 825 mg/l. Il programma di ricerca si articolerà nei seguenti punti: Prima fase (1° anno). 1.1. Preparazione pectine. Pectine a diverso grado di esterificazione: pectine non metossilate (NMP), a basso grado (LMP) e ad alto grado di metossilazione (HMP) verranno acquistate, flocculate in soluzione acquosa contenete cloruri di diversi metalli ed infine lavate con acqua distillata. 1.2. Analisi delle pectine. Sulle pectine preparate come al punto 1.1, verrà misurato il contenuto di Carbonio e di metallo tramite analisi MS e ICP. 1.3. Analisi dei pesticidi. Sviluppo di metodiche cromatografiche (HPLC) per l'analisi di simazina, terbutilazina, primisulfuron e MCPA. 1.4. Cinetiche d'adsorbimento. Le cinetiche di adsorbimento verranno effettuate per ciascun pesticida alla propria dose d'applicazione sulle pectine ottenute come al punto 1.1. Il tempo impiegato da ciascun pesticida per raggiungere il massimo d'adsorbimento verrà utilizzato per le successive prove di adsorbimento. 1.5. Condizioni d'adsorbimento. Per ottimizzare le condizioni d'adsorbimento, verranno presi in considerazione parametri quali: pH, rapporto pesticida/pectina, concentrazione e tipo di elettroliti utilizzati per generare forza ionica. 1.6. Adsorbimento-desorbimento. Prove di adsorbimento verranno effettuate per ciascun pesticida alla propria dose d'utilizzo. Ad adsorbimento avvenuto, verranno effettuate prove di desorbimento tramite il metodo della diluizione. Per la misura dell'adsorbimento, a contatto terminato, dopo blanda centrifugazione, un'aliquota del surnatante viene direttamente inettata in HPLC. Per la misura del desorbimento il volume iniziale del surnatante viene ripristinato per aggiunta di acqua distillata e, a desorbimento avvenuto, e dopo blanda centrifugazione, il surnatante viene iniettato direttamente in HPLC. Per ciascuna coppia pectina-pesticida verrà calcolato il coefficiente di adsorbimento e desorbimento (Kd e Kdes). 1° anno. Risultati attesi. Il coefficiente di adsorbimento e desorbimento (Kd e Kdes) verrà utilizzato per confrontare, tra le diverse pectine, la capacità di adsorbimento e di rilascio dei pesticidi. Sulla base delle Kd, le pectine caratterizzate dalla più elevata capacità adsorbente verrà selezionata come sistema su cui studiare al secondo anno la capacità degradativa. Seconda fase (2° anno). 2.1. Rilascio e degradazione. Per poter accedere con maggiore facilità agli eventuali prodotti di degradazione, le prove di rilascio-degradazione verranno condotte in colonne riempite di pectine alimentate alla sommità da soluzioni di pesticidi. A diversi tempi di contatto, la soluzione circolante verrà scaricata dalla base della colonna, raccolta ed analizzata direttamente in HPLC. La quantità e la tipologia dei residui raccolti fornirà informazioni su rilascio e degradazione dei pesticidi in studio. 2.2. Analisi dei prodotti di degradazione. Messa a punto di metodiche cromatografiche (HPLC) per l'analisi dei prodotti di degradazione derivanti da simazina, terbutilazina, primisulfuron e MCPA. 2.3. Isolamento dei prodo...