Sorption and mobility of thiabendazole in a Brazilian Oxisol

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X42330

Keywords:

Adsorption and desorption isotherms, Benzimidazole, Soil

Abstract

Thiabendazole is a benzimidazole class drug that is widely used due to its vermifugal and fungicidal properties. The present study investigates the behaviour of TBZ in the A and B horizons of a Red-Yellow Latosol typical of southern Minas Gerais State, Brazil. Adsorption and desorption assays were performed under different pH conditions (3.0, 4.2-5.1, and 8.5) and a leaching study was conducted using soil columns. The results demonstrated that the behaviour of TBZ in the soil was influenced by the pH, soil organic matter and clay content. The Freundlich constants  indicated that the adsorption capacities for horizons A and B were high (50-149 mg1-1/n.L1/n.kg-1) and low (0-24 mg1-1/n.L1/n.kg-1), respectively. The leaching study results indicated that for both horizons, TBZ presented higher sorption in the initial fractions of the column (0-2 cm), and that the B horizon had a lower adsorption capacity, compared to the A horizon.

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Author Biographies

Bianca Veloso Goulart, Universidade Federal de Itajubá

Bacharel em Química pela Universidade Federal de Itajubá, mestre em Química pelo Programa de Pós Graduação Multicêntrico em Química de Minas Gerais PPGMQ-MG UNIFEI e doutoranda pelo Programa de Pós-Graduação em Química da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Atua na área de Química Analítica/Ambiental, com experiência em Processos Oxidativos Avançados e desenvolvimento de métodos para determinação de contaminantes emergentes por cromatografia líquida (HPLC-FLD e LC-MS/MS)

Wallace Nikolas dos Santos Nascimento, Universidade Federal de Itajubá

Graduando em Química Bacharelado pela Universidade Federal de Itajubá, onde busquei aprimorar minhas habilidades através de projetos de extensões oferecidos pela Universidade, como Centro Acadêmico de Química (DAQUI), Empresa Júnior (WorQui Soluções Químicas), pesquisas de Iniciação Cientifica focadas em Química Ambiental. Além de trabalhar com projetos sociais voluntarios em prol da comunidade de Itajubá. Atualmente exercendo o cargo de estagiário na empresa Aché Laboratórios Farmacêuticos, sendo o primeiro estagio realizado na empresa Cristália Produtos Químicos Farmacêuticos, ambos atuando no Controle de Qualidade

Ana Carolina Pinto, Universidade Federal de Itajubá

Aluna ingressante no curso de química bacharelado em 2015 na Universidade Federal de Itajubá. Participou do Programa Voluntário de Iniciação Científica (PIVIC) sendo orientada pela Prof.ª Dr.ª Márcia Matiko Kondo no estudo da dinâmica de Tiabendazol em solos característicos do sul de Minas Gerais. Atuou como diretora de projetos da empresa júnior WorQui Jr., como membro do grupo de teatro científico QuiTrupe e foi parte do time de vendas do intercâmbio empreendedor para jovens na AIESEC, ocupando cargo de membro e de líder de time. Atualmente é estagiária no Laboratório de Contaminação Cruzada na BASF, trabalhando diretamente com análises de traços por UHPLC-MS/MS

Patrícia Maralyne Lopes Lisboa Fagundes, Universidade Federal de Itajubá

Possui graduação em Medicina Veterinária pelo Centro Universitário de Itajubá (2015). Mestre em Meio Ambiente e Recursos Hídricos pela Universidade Federal de Itajubá. Tendo como projeto de pesquisa a análise de resíduos de medicamentos veterinários em amostras ambientais

Larissa Silva Maciel, Universidade Federal de Itajubá

Bacharel em Química pela Universidade Federal de Itajubá (2012-2018). Entre o período de setembro de 2016 e maio de 2017, fez intercâmbio com bolsa Erasmus Mundus programme (Smart² Project) na Aalto University (Espoo, Finlândia) no programa de Mestrado em Engenharia Química, Bioquímica e de Materiais. Fez estágio no centro de pesquisa VTT Technical Research Centre of Finland Ltd, durante o período de janeiro de 2017 e maio de 2017. Em 2016, fez estágio na Rhodia - Grupo Solvay, trabalhando no centro de Pesquisa e Inovação (P&I) no Laboratório de Caracterização Estrutural. Já trabalhou com pesquisa nas áreas de química ambiental e química analítica, sendo que a primeira pesquisa foi voltada para a produção de materiais de limpeza biodegradáveis. A segunda pesquisa foi voltada para a degradação do contaminante emergente EE2 por Processos Oxidativos Avançados (POA), especificamente a reação de Fenton. Nesta pesquisa, também trabalhou com HPLC para a quantificação do EE2. Trabalhou recentemente no Trabalho Final de Graduação (TFG) com o projeto intitulado de "Estudo do Comportamento da Amoxicilina em Solo do Sul de Minas Gerais

Maria Inês Nogueira Alvarenga, Universidade Federal de Itajubá

Professora Associada II na Universidade Federal de Itajubá, atuando no Centro de Estudos em Qualidade Ambiental (CEQUAM), lotada no Instituto de Recursos Naturais - IRN. Graduada em Engenharia Agronômica pela Escola Superior de Agricultura de Lavras (1980), onde fez o mestrado com concentração em Solos e Nutrição de Plantas (1983) e Doutorado Solos e Ambiente (1966). MInistra aulas na Engenharia Ambiental e no Mestrado em Meio Ambiente e Recursos Hídricos, com orientação de alunos e desenvolvimento de pesquisas. Tem experiência na área de Consultoria, com ênfase em Solos e Meio Ambiente, atuando principalmente nos seguintes temas: licenciamento ambiental, atributos do solo, indicadores de impacto, recuperação de áreas degradadas, sustentabilidade e recursos naturais.

Márcia Matiko Kondo, Universidade Federal de Itajubá

Possui graduação em Química pela Universidade Estadual de Campinas (1987), mestrado em Química pela Universidade Estadual de Campinas (1990) e doutorado em Engenharia Ambiental - University of Delaware (1995). Atualmente é Titular da Universidade Federal de Itajubá. Tem experiência na área de Química, com ênfase em Análise de Traços e Química Ambiental, atuando principalmente nos seguintes temas: processos oxidativos avançados, TiO2, foto-Fenton, contaminantes emergentes e fotocatálise heterogênea

References

BARRÈRE V, ALVAREZ L, SUAREZ G, CEBALLOS L, MORENO L, LANUSSE C et al. Relationship between increased albendazole systemic exposure and changes in single nucleotide polymorphisms on the β-tubulin isotype 1 encoding gene in Haemonchus contortus. Vet. Parasitol. 2012; 186(3-4):344– 349.

BÁRTÍKOVÁ H, PODLIPNÁ R, SKÁLOVÁ L. Veterinary drugs in the environment and their toxicity to plants. Chemosphere. 2016; 144:2290–2301.

BRASIL. MINISTÉRIO DA SAÚDE. Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Resolução RE nº 899, de 29 de maio de 2003. Determina a publicação do "Guia para validação de métodos analíticos e bioanalíticos"; fica revogada a Resolução RE nº 475, de 19 de março de 2002 Brasília. Diário Oficial da União, Poder Executivo, Brasília (Brasil); 2003.

BUNDSCHUH M, HAHN T, EHRLICH B, HÖLTGE S, KREUZING R, SCHULZ R. Acute Toxicity and Environmental Risks of Five Veterinary Pharmaceuticals for Aquatic Macroinvertebrates. Bull Environ Contam Toxicol. 2016:96:139–143.

DIONISIO AC, RATH S. Abamectin in soils: Analytical methods, kinetics, sorption and dissipation. Chemosphere. 2016; 151:17-29.

DORETTO KM, PERUCHI LM, RATH S. Sorption and desorption of sulfadimethoxine, sulfaquinoxaline and sulfamethazine antimicrobials in Brazilian soils. Sci Total Environ. 2014; 476–477, 406-414.

EKMAN E, FANIBAND MH, LITTORIN M, MAXE M, JÖNSSON BA, LINDH CH. Determination of 5-hydroxythiabendazole in human urine as a biomarker of exposure to thiabendazole using LC/MS/MS. J. Chromatogr. B. 2014; 973C:61–67.

EL-NAHHAL YZ. Development of controlled release formulations of thiabendazole. J. Agric Chem Environ. 2014;3(1):1-8.

EMBRAPA. Manual de métodos de análise de solo. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. 2. ed.. Rio de Janeiro: Rev. Atual; 1997.

EUROPEAN COMMISSION. Review report for the active substance thiabendazole finalised in the Standing Committee on Plant Health at its meeting on 12 December 2000 in view of the inclusion of thiabendazole in Annex I of Directive 91/414/EEC. 7603/VI/97- final, p 41; 2001.

FRADE F, DIAS M, TEIXEIRA ACSC, PALMA MAS. Environmental contamination by fluoroquinolones. Braz J Pharm Sci. 2014;50(1):41-54.

HÖRSING M, LEDIN A, GRABIC R, FICK J , TYSKLIND M, JANSEN JLAC et al. Determination of sorption of seventy-five pharmaceuticals in sewage sludge. Water Res. 2011; 45(15):4470-4482.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE) [Internet]. Censo 2017. Available from: https://www.ibge.gov.br/estatisticas-novoportal/economicas/agricultura-e-pecuaria/21814-2017-censo-agropecuario.html.

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE) [Internet]. Produção da Pecuária Municipal2017. Available from: https://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/periodicos/84/ppm_2017_v45_br_informativo.pdf.

JALALI F, DORRAJI PS. Interaction of anthelmintic drug (thiabendazole) with DNA: Spectroscopic and molecular modeling studies. Arab J of Chem. 2014;10(Suppl 2): S3947-S3954.

JALIL MER, RODRIGO SV, AZEVEDO D, BASCHINI M, SAPAG K. Improvement in the adsorption of thiabendazole by using aluminum pillared clays. Appl Clay Sci. 2013; 71:55-63.

MAXIMIANO AA, FERNANDES RO, NUNES FP, ASSIS MP, MATOS RV, BARBOSA CGS et al. Utilização de drogas veterinárias, agrotóxicos e afins em ambientes hídricos: demandas, regulamentação e considerações sobre riscos à saúde humana e ambiental. Ciênc. saúde coletiva. 2005; 10(2):483-491.

MELLO CR, SÁ CAM, CURI N, MELLO MJ, VIOLA RM, SILVA MA. Erosividade mensal e anual da chuva no Estado de Minas Gerais. Pesq. Agropec. Bras. 2007; 42(4):537-545.

OLIVEIRA JR. RS, REGITANO JB. Dinâmica de pesticidas no Solo. In: MELO VF, ALLEONI LRF, editors. Química e Mineralogia do Solo. Minas Gerais: SBCS. Viçosa; 2009. p. 188-241.

OLIVEIRA NETO O F DE, ARENAS AY, FOSTIER AH. Sorption of thiabendazole in sub-tropical Brazilian soils Environ Sci Pollut R. 2017; 24:16503-16512.

ORGANISATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT OECD (2000) Test No. 106: Adsorption–Desorption Using a BatchEquilibrium Method. Available from: https://www.oecd-ilibrary.org/environment/test-no-106-adsorption-desorption-using-a-batch-equilibrium-method_9789264069602-en.

PEREIRA LA, JARDIM ICSF, FOSTIER AH, RATH S. Ocorrência, comportamento e impactos ambientais provocados pela presença de antimicrobianos veterinários em solos. Quím. Nova. 2012; 35(1):159-169.

RATH S, PEREIRA LA, DAL BOSCO SM, MANIERO MG, FOSTIER AH, GUIMARÃES JR. Fate of ivermectin in the terrestrial and aquatic environment: mobility, degradation, and toxicity towards Daphnia similis. Environ Sci Pollut R. 2016; 23(6):5654-5666.

RIBANI M, BOTTOLI CBG, COLLINS CH, JARDIM ICSF, MELO L FC. Validação em métodos cromatográficos e eletroforéticos. Quím. Nova. 2004; 27(5):771-780.

SARMAH AK, MEYER MT, BOXALL ABA. A global perspective on the use, sales, exposure pathways, occurrence, fate and effects of veterinary antibiotics (VAs) in the environment. Chemosphere. 2006; 65(5):725-759.

SINDAN (Sindicato Nacional da Industria de Produtos para a Saúde Animal) (2018) [internet] Data on the Brazilian market for veterinary products. Available from: http://www.sindan.org.br/sd/base.aspx?controle=8.

SINGH S, SINGH N, KUMAR V, DATTA S, WANI AB, SINGH D et al. Toxicity, monitoring and biodegradation of the fungicide carbendazim. Environ Chem Lett. 2016:14:317–329.

SOARES MR, ALLEONI LRF. Contribution of soil organic carbon to the ion exchange capacity of the tropical soils. J. Sustain Agr. 2008; 32(3):439-462.

VIEIRA AP, RATH S, FOSTIER AH. Sorption of sulfachloropyridazine in Brazilian soils. J. Braz. Chem. Soc. 2017; 28(1):158-167.

ZAHRA T, AHMAD KS, SHAHEEN I, AZHAR S, JAFFRI SB. Determining the adsorption and desorption behavior of thiabendazole fungicide for five different agricultural soils. Soil Environ. 2017:36(1): 13-19.

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Published

2020-09-03 — Updated on 2022-04-06

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Goulart, B. V., Nascimento, W. N. dos S., Pinto, A. C., Fagundes, P. M. L. L., Maciel, L. S., Alvarenga, M. I. N., & Kondo, M. M. (2022). Sorption and mobility of thiabendazole in a Brazilian Oxisol. Ciência E Natura, 42, e44. https://doi.org/10.5902/2179460X42330 (Original work published September 3, 2020)

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Vol. 42 (2020): 40 years special anniversary edition

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