martes, noviembre 30, 2021

Plaguicidas: transporte en el ambiente y características

Para entender cómo se comportan los plaguicidas en el ambiente se necesita conocer cierta información sobre las propiedades físico-químicas de la molécula y su mecanismo de transporte; así como las características medio ambientales y la geografía del lugar en el que se lo encuentra.

La molécula de plaguicida no permanece intacta por tiempo indefinido en el medio ambiente; ya que con el tiempo sufre una degradación influenciada por microorganismos, actividad química, pH, clima, y contenido de materia orgánica del suelo, entre otros.

Datos a tener en cuenta para comprender la dinámica de los plaguicidas

Características medio ambientales

Son los lugares en que puede estar presente el plaguicida como: materiales o sustancias de desecho, agua subterránea o superficial, aire, suelo, subsuelo, sedimento y biota.

Mecanismos de transporte ambiental de los plaguicidas

Es la forma en que se mueven los plaguicidas en el medio ambiente; desde la fuente emisora del plaguicida hasta los puntos donde existe exposición para el ser humano o biota.

¿Qué factores participan?

Involucra los movimientos de gases, líquidos y partículas sólidas dentro de un medio determinado y a través de las interfaces entre el aire, el agua, sedimento, suelo, plantas y animales.

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Plaguicidas – Ilustración 1

Ilustración 1. Posibles mecanismos de transporte y transformación de plaguicidas en el ambiente.

Otros conceptos involucrados

Difusión: El movimiento de moléculas debido a un gradiente de concentración; trae como consecuencia el flujo de materiales desde las zonas más concentradas a las menos concentradas.

Lixiviación: Es el parámetro más importante de evaluación del movimiento de una sustancia en el suelo. Está ligado a la dinámica del agua, a la estructura del suelo y a factores propios del plaguicida. Los compuestos aplicados al suelo tienden a desplazarse con el agua y lixiviar a través del perfil; alcanzando las capas más profundas y el acuífero, que en consecuencia resulta contaminado.

Evaporación: La tasa de pérdida de un plaguicida por volatilización depende de su presión de vapor, de la temperatura, de su volatilidad intrínseca y de la velocidad de difusión hacia la superficie de evaporación.

Influencia de las características del sitio en el transporte de plaguicidas

Las características físicas y las condiciones climáticas del sitio de estudio contribuyen al transporte de los contaminantes. Por consiguiente, es necesaria la información acerca de la topografía, tipos de suelo y ubicación, tipo de cubierta del suelo, precipitación anual, condiciones de temperatura, entre otros; para poder estimar hacia donde pudiera desplazarse el plaguicida aplicado.

Uso de plaguicidas
Uso de plaguicidas

Factores físico-químicos que influyen en el destino de los contaminantes y el transporte ambiental

A continuación se detallan los factores físico- químico de mayor importancia.

Volatilización

 La tendencia del plaguicida a pasar a la fase gaseosa. Todas las sustancias orgánicas son volátiles en algún grado dependiendo de su presión de vapor, del estado físico en que se encuentren y de la temperatura ambiente.

La volatilidad se mide a partir de la constante de Henry; que depende de la presión de vapor en estado líquido y de la solubilidad en agua.

Presión de Vapor

Es una medida de volatilidad de una sustancia química (plaguicida) en estado puro y es un determinante importante de la velocidad de volatilización al aire desde suelos o cuerpos de agua superficiales contaminados.

La presión de vapor varía; se incrementa la presión cuando se incrementa la temperatura y disminuye cuando disminuye la temperatura.

Constante de la Ley de Henry

Describe la tendencia de un plaguicida a volatilizarse del agua o suelo húmedo. El valor se calcula usando la presión de vapor, solubilidad en agua y peso molecular de un plaguicida.

Cuando el plaguicida tiene una alta solubilidad en agua con relación a su presión de vapor, el plaguicida se disolverá principalmente en agua. Un valor alto de la Ley de Henry, indica que un plaguicida tiene un potencial elevado para volatilizarse del suelo húmedo; un valor bajo predice un mayor potencial de lixiviación del plaguicida.

Persistencia

Se define como la capacidad de cualquier plaguicida para retener sus características físicas, químicas y funcionales en el medio en el cual es transportado o distribuido; durante un período limitado después de su emisión.

Los plaguicidas que persisten más tiempo en el ambiente, tienen mayor probabilidad de interactuar con los diversos elementos que conforman los ecosistemas.

Si su vida media y su persistencia es mayor a la frecuencia con la que se aplican; los plaguicidas tienden a acumularse tanto en los suelos como en la biota y, con el tiempo; la mayoría de los plaguicidas sufren una degradación como resultado de reacciones químicas y microbiológicas en suelo o agua.

Cuadro 3: Clasificación de los plaguicidas de acuerdo a su persistencia
Cuadro 3: Clasificación de los plaguicidas de acuerdo a su persistencia

Vida media

La vida media está definida como el tiempo (en días, semanas o años) requerido para que la mitad del plaguicida presente después de una aplicación se descomponga en productos de degradación.

La descomposición depende de varios factores incluidos la temperatura, el pH del suelo, los microorganismos presentes en el suelo, clima, exposición del plaguicida a la luz, agua y oxígeno. 

La vida media se puede clasificar en:

  • Vida media en suelo: Es el tiempo requerido para que un plaguicida se degrade en el suelo. La vida media está determinada por el tipo de organismos presentes en el suelo, el tipo de suelo (arena, arcilla, limo), pH y temperatura, entre otros.
  • Vida media por Fotólisis: Es el tiempo requerido para que la mitad de un plaguicida aplicado expuesto a la luz del sol se degrade.
  • Vida media por Hidrólisis: Es el tiempo requerido para que la mitad de un plaguicida aplicado se degrade por la acción del agua.
Plaguicidas en plantas
Plaguicidas en plantas

Solubilidad en Agua

La solubilidad en agua de un plaguicida es una medida que determina la máxima concentración de un plaguicida a disolverse en un litro de agua y por lo general tiene un rango de 1 a 100,000 mg/L.

Los plaguicidas muy solubles en agua se adsorben con baja afinidad a los suelos y; por lo tanto, son fácilmente transportados del lugar de la aplicación por una fuerte lluvia, riego o escurrimiento, hasta los cuerpos de agua superficial y/o subterránea.

Coeficiente de Adsorción de carbono orgánico (Koc)

Es una medida de la tendencia de un compuesto orgánico a ser adsorbido (retenido) por los suelos o sedimentos.

Los valores del Koc van de 1 a 10, 000,000 (10). Un Koc elevado indica que el plaguicida orgánico se fija con firmeza en la materia orgánica del suelo; por lo que poca cantidad del compuesto se mueve a las aguas superficiales o a los acuíferos.

Cuadro 04 - Plaguicidas

Coeficiente de Partición Octanol/Agua (Kow)

El coeficiente de partición Octanol-agua,(Kow), es una medida de cómo una sustancia química puede distribuirse entre dos solventes inmiscibles, agua (es un solvente polar) y octanol (es un solvente relativamente no polar, que representa a las grasas).

El Kow proporciona un valor de la polaridad de un plaguicida, que es frecuentemente utilizado en modelos para determinar como un plaguicida puede distribuirse en tejido de grasa animal.

Cuadro 05 - Plaguicidas

Potencial de contaminación de agua subterránea

Las propiedades anteriormente descritas son de gran utilidad para los investigadores ya que permiten estimar el potencial de afectación de los plaguicidas si entran en contacto con el agua.

La Agencia de Protección Ambiental (EPA), de los Estados Unidos, realizó estudios de laboratorio durante 10 años, asociando ciertas propiedades de los plaguicidas con la lixiviación; los datos  se muestran en el siguiente cuadro.

Cuadro 06 Plaguicidas

Conclusión

Las propiedades de algunas sustancias químicas, tales como los plaguicidas, implican cierto nivel de riesgo tanto al medio ambiente como a la salud humana.

Debido a esto, es necesario contar con un mejor conocimiento de los plaguicidas; con la finalidad de prevenir y minimizar los riesgos asociados a un uso indiscriminado de estos.

Vía: agrospray

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