Os produtos químicos agrícolas são geralmente definidos como pesticidas, fertilizantes e produtos de saúde. A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) define pesticidas como quaisquer materiais fabricados ou formulados para matar uma praga. Isso significa que herbicidas, fungicidas, inseticidas e acaricidas são pesticidas. fertilizantes são nutrientes químicos que aumentam o crescimento da planta. Os elementos importantes nos fertilizantes são nitrogênio, fósforo e potássio. O nitrogênio geralmente está na forma de amônia, nitrato de amônio, sulfato de amônio, fosfato de amônio ou soluções desses materiais. Outros produtos químicos contendo nitrogênio são usados para algumas necessidades especiais de nutrientes. O fosfato de amônio é a fonte normal de fósforo. Potassa (óxido de potássio) é o nutriente de potássio. Produtos de saúde animal são quaisquer produtos químicos usados para promover a saúde ou o crescimento de um animal. Isso inclui produtos que são usados topicamente por imersão ou derramamento, oralmente como um comprimido ou gel e injetáveis.
Pesticidas
O desenvolvimento mais significativo na indústria de fabricação de pesticidas foi a introdução de pesticidas ecologicamente corretos. A família de herbicidas imidazolinona tem sido um benefício para a soja e outras culturas de campo, pois os herbicidas são muito mais eficazes quilo por quilo; são menos tóxicos para humanos, animais e peixes; têm menor persistência no solo; e são formulados usando água em vez de solventes inflamáveis, em comparação com os nitroaromáticos de antiga geração. Paralelamente a essas inovações está o desenvolvimento de sementes resistentes às imidazolinonas que podem ser protegidas contra o crescimento de ervas daninhas. O milho está na vanguarda nesta área e tem sido cultivado com sucesso, protegido pelas imidazolinonas. Isso também faz com que a passagem do herbicida de ano para ano seja um problema insignificante, já que em muitas áreas a soja e o milho são rotacionados.
Um desenvolvimento mais recente é a produção de piretróides sintéticos, que são pesticidas de ampla gama. Esses produtos são pesticidas eficazes e menos tóxicos para animais e humanos do que os antigos organofosforados e carbamatos. Eles são ativados pelo sistema biológico do inseto e, portanto, não representam perigo para os vertebrados. Eles também são menos persistentes no meio ambiente, pois são biodegradáveis.
Também houve desenvolvimentos no uso de pesticidas e herbicidas da velha geração. Foram desenvolvidas formulações de herbicidas que utilizam tecnologia de dispersão em água que elimina o uso de solventes voláteis. Isso não apenas reduz a quantidade de produtos químicos orgânicos voláteis que vão para a atmosfera, mas também torna o manuseio, armazenamento, formulação e transporte muito mais seguros. Na área de pesticidas, foi desenvolvido um método superior de manuseio de pesticidas tóxicos que utiliza recipiente fechado de transferência do material da embalagem para o espalhador, denominado “Lock-N-Load”. Isso reduz as chances de exposição a esses materiais tóxicos. Os organofosforados ainda estão sendo usados com sucesso para ajudar a erradicar problemas de saúde como malária e oncocercose. Alguns dos organofosforados menos tóxicos são eficazes no tratamento de animais para insetos, vermes e ácaros por aplicação direta na pele usando formulações para derramar ou aerossol.
A indústria de pesticidas é regulamentada por muitos países, e rotulagem, aplicação em plantas e no solo, treinamento no uso de pesticidas e transporte são controlados. Muitos pesticidas só podem ser espalhados por aplicadores licenciados. As precauções durante a aplicação de pesticidas são discutidas em outra parte deste enciclopédia. Veículos de transporte a granel só podem ser operados por motoristas qualificados. Os produtores de pesticidas têm a obrigação legal de fornecer métodos seguros de manuseio e aplicação. Isso geralmente é feito fornecendo rotulagem abrangente, treinamento e folhas de dados de segurança de material (MSDSs) (consulte o capítulo Uso, armazenamento e transporte de produtos químicos).
Outro problema é o descarte de embalagens vazias. Não é aconselhável, e em muitos lugares é ilegal, reutilizar embalagens de pesticidas. Muitos avanços foram feitos para mitigar esse problema. Os recipientes de plástico foram recolhidos pelos distribuidores e reprocessados em tubos de plástico. Recipientes recarregáveis a granel têm sido usados. Com o advento dos pós molháveis e dispersões à base de água, o enxágue triplo do recipiente no tanque de soluções dá ao aplicador um método para descontaminar o recipiente antes do aterro ou reciclagem. Lanças manuais com bicos de pulverização que podem perfurar o recipiente são usadas para garantir a limpeza adequada e a destruição do recipiente para que não possa ser reutilizado.
Pesticidas são feitos para matar; portanto, é necessário cuidado para manuseá-los com segurança. Alguns dos problemas foram diminuídos pelos avanços do produto. Na maioria dos casos, grandes quantidades de água são o melhor tratamento de primeiros socorros para exposições superficiais à pele e aos olhos. Para ingestão, é melhor ter um antídoto específico disponível. É importante que a unidade de saúde mais próxima saiba o que está sendo usado e tenha o antídoto adequado à mão. Por exemplo, organofosforados e carbamatos causam inibição da colinesterase. A atropina, o antídoto específico para o tratamento dessa reação, deve estar disponível onde quer que esses pesticidas sejam usados.
Para uma discussão mais aprofundada sobre pesticidas, consulte o artigo homônimo neste capítulo.
fertilizantes
A amônia é a base dos fertilizantes mais importantes. Os principais fertilizantes são a própria amônia, nitrato de amônio, uréia, sulfato de amônio e fosfato de amônio. Parece haver um problema ambiental associado ao uso de nitrogênio, pois as águas subterrâneas em muitas áreas agrícolas estão contaminadas com nitratos, o que causa problemas de saúde quando a água é consumida como água potável. Há pressões para que os agricultores usem menos fertilizantes e alternem as culturas de leguminosas que usam nitrogênio, como soja e azevém. O nitrato de amônio, um oxidante, é explosivo se aquecido. Os perigos do nitrato de amônio como agente explosivo foram demonstrados pela destruição de um prédio federal dos EUA em Oklahoma City, Oklahoma, em 1995. Há algum movimento para adicionar ingredientes inertes para tornar o nitrato de amônio resistente à detonação. Uma explosão industrial resultando em múltiplas fatalidades que ocorreu em uma planta de soluções de nitrato de amônio que foi considerada segura contra detonação porque o nitrato de amônio foi manuseado como uma solução de 85% é outro exemplo. Os resultados da investigação indicaram que uma intrincada condição de temperatura e contaminação causou o incidente. Essas condições não existiriam no setor varejista ou agrícola. A amônia anidra é um gás moderadamente tóxico à temperatura ambiente e deve ser mantida sob pressão ou refrigeração durante o armazenamento e uso. É irritante para a pele, olhos e vias respiratórias, pode causar queimaduras e é inflamável. É aplicado diretamente no solo ou usado como uma solução aquosa. Há um armazenamento significativo de amônia anidra em muitas áreas agrícolas. Uma condição perigosa é criada se o armazenamento não for gerenciado corretamente. Isso deve incluir monitoramento de vazamentos e procedimentos de vazamento de emergência.
Produtos de Saúde Animal
O desenvolvimento e comercialização da somatotropina bovina (BST) tem causado controvérsia. O BST, produto da fermentação, aumenta a produtividade das vacas leiteiras em 10 a 20%. Muitas pessoas se opõem ao produto porque introduz um produto químico na produção de leite. No entanto, o leite BST é indistinguível do leite comum, uma vez que o BST é produzido naturalmente pela vaca leiteira. Um problema parece ser o aumento de infecções no úbere da vaca. Antibióticos para essas infecções estão disponíveis, mas o uso desses antibióticos também é controverso. Os benefícios importantes do BST são o aumento da produção de leite com uma redução no consumo de alimentos e uma redução semelhante no esterco de vaca, um material que é um problema de resíduos sólidos em muitas áreas. Um produto similar, a somatotropina suína (PST), ainda está em fase de testes. Produz suínos maiores rapidamente, utilizando menos ração e resultando em carne suína com menos gordura.
O uso de antibióticos na indústria de criação de carne também está causando controvérsia. Teme-se que o consumo de grandes quantidades de carne bovina resulte em problemas hormonais em humanos. Poucos problemas foram confirmados, mas a preocupação persiste. Produtos de saúde animal foram desenvolvidos para controlar vermes em animais. A geração anterior era um produto químico sintético, mas os produtos da nova geração são resultado da tecnologia de fermentação biológica. Esses produtos são eficazes em muitos tipos de animais em níveis de uso muito baixos e incluem animais domésticos em sua área de proteção. Esses produtos são muito tóxicos para a vida aquática, porém, muito cuidado deve ser tomado para evitar a contaminação de riachos e córregos. Esses materiais são biodegradáveis, então parece não haver problemas aquáticos residuais ou de longo prazo.
Fabricação de produtos químicos agrícolas
A fabricação de produtos químicos agrícolas envolve muitos processos e matérias-primas. Alguns produtos químicos agrícolas são sínteses químicas em lote que envolvem reações exotérmicas onde o controle de temperatura e o dimensionamento de alívio de emergência são um problema. As avaliações de perigos são necessárias para garantir que todos os perigos sejam descobertos e tratados. Estudos de perigo e operabilidade (HAZOP) são recomendados para a realização de revisões. O dimensionamento do relevo deve ser conduzido usando a tecnologia do Design Institute for Emergency Relief Systems (DIERS) e dados de equipamentos calorimétricos. Normalmente, devido à complexidade das moléculas, a produção de defensivos agrícolas envolve muitas etapas. Às vezes, há resíduos líquidos aquosos e orgânicos consideráveis. Alguns dos orgânicos podem ser recicláveis, mas a maior parte dos resíduos aquosos deve ser tratada biologicamente ou incinerada. Ambos os métodos são difíceis devido à presença de sais orgânicos e inorgânicos. Os herbicidas da geração anterior, por envolverem nitrações, eram produzidos em reatores contínuos para minimizar as quantidades dos materiais nitrados nas temperaturas de reação. Reações descontroladas graves, resultando em danos à propriedade e ferimentos, ocorreram quando reatores de batelada de compostos orgânicos nitrados foram submetidos a uma variação de temperatura ou contaminação.
Muitos pesticidas modernos são pós secos. Se a concentração, tamanho de partícula, concentração de oxigênio e uma fonte de ignição estiverem presentes ao mesmo tempo, pode ocorrer uma explosão de pó. O uso de inerte, a exclusão de oxigênio e a utilização de nitrogênio ou dióxido de carbono minimizam a fonte de oxigênio e podem tornar os processos mais seguros. Essas poeiras também podem ser um problema de higiene industrial. A ventilação, tanto geral como local, é uma solução para estes problemas.
Os principais fertilizantes são produzidos continuamente, e não por lotes. A amônia é produzida pela reforma do metano em altas temperaturas utilizando um catalisador específico. Dióxido de carbono e hidrogênio também são formados e devem ser separados da amônia. Nitrato de amônio é feito de amônia e ácido nítrico em um reator contínuo. O ácido nítrico é formado pela oxidação contínua de amônia em uma superfície catalítica. O fosfato de amônio é uma reação de amônia e ácido fosfórico. O ácido fosfórico é produzido pela reação do ácido sulfúrico com minérios contendo fosfato. O ácido sulfúrico é formado pela queima de enxofre em dióxido de enxofre, e convertendo cataliticamente o dióxido de enxofre continuamente em trióxido de enxofre e, em seguida, adicionando água para formar o ácido sulfúrico. A uréia é uma reação contínua de alta pressão de dióxido de carbono e amônia, o dióxido de carbono geralmente vindo do subproduto da reação contínua de amônia.
Muitas dessas matérias-primas são tóxicas e voláteis. A liberação de matérias-primas ou produtos acabados, por falha de equipamento ou erro do operador, pode expor funcionários e outras pessoas da comunidade. Um plano detalhado de resposta a emergências é uma ferramenta necessária para minimizar os efeitos de uma liberação. Esse plano deve ser desenvolvido determinando um evento de pior caso confiável por meio de avaliações de perigo e, em seguida, prevendo as consequências usando modelagem de dispersão. Este plano deve incluir um método para notificar os funcionários e a comunidade, um plano de evacuação, serviços de emergência e um plano de recuperação.
O transporte de produtos químicos agrícolas deve ser investigado minuciosamente para escolher a rota mais segura – uma que minimize as exposições caso ocorra um incidente. Um plano de resposta a emergências de transporte deve ser implementado para lidar com incidentes de transporte. Este plano deve incluir um número de telefone de resposta a emergências publicado, pessoal da empresa para responder às chamadas e, em alguns casos, uma equipe de resposta a emergências no local do acidente.
A fermentação é o método de produção de alguns dos produtos de saúde animal. A fermentação geralmente não é um processo perigoso, pois envolve o cultivo de uma cultura usando um meio nutritivo, como óleo de banha, glicose ou amido. Às vezes, amônia anidra é usada para controle de pH (acidez) ou como nutriente, portanto, o processo pode envolver riscos. Solventes podem ser usados para extrair as células ativas, mas as quantidades e a metodologia são tais que podem ser feitas com segurança. A reciclagem desses solventes geralmente faz parte do processo.