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Acta toxicológica argentina

versión On-line ISSN 1851-3743

Acta toxicol. argent. v.17 n.1 Ciudad Autónoma de Buenos Aires ene./jul. 2009

 

Evaluación de riesgo por plaguicidas sobre aguas superficiales de la Región Norpatagónica argentina

Tosi, Analía P.1; Pechen de D'Angelo, Ana M.2; Savini, Mónica C.2; Loewy, Ruth M.2*

1 Subsecretaria de Medio Ambiente, Municipalidad de Neuquén, Neuquén, Argentina
2 LIBIQUIMA. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional del Comahue, Neuquén, Argentina. Buenos Aires 1400, 8300 Neuquén, Argentina. TE & FAX: 054-299-4490-385
* Autor para correspondencia: mloewy@uncoma.edu.ar

RESUMEN: Aunque el manejo integrado de plagas se aplica en forma creciente en la Región Norpatagónica, todavía una amplia gama de plaguicidas es utilizada con el fin de controlar apropiadamente las principales plagas agrícolas. Otros agroquímicos también son aplicados en las actividades industriales asociadas. El objetivo del presente trabajo es evaluar el impacto potencial causado por estos plaguicidas sobre los organismos acuáticos y para ello se utilizan datos bibliográficos de toxicidad aguda y resultados analíticos locales. Se utilizó un procedimiento escalonado, permitiendo la selección de aquellos xenobióticos ambientales que justificarían un estudio de ecotoxicidad posterior. Los residuos máximos de metil azinfos (S-(3,4-dihydro-4-oxobenzo[d]-[1,2,3]- triazin-3-ylmethyl)O,O-dimethyl phosphordithioate), indican la probabilidad de efectos agudos en el 37% de las especies estudiadas en el río, principalmente peces y zooplancton. Este valor se incrementa en los drenajes hasta un 42%. En el caso del carbaril (1-napthylmethylcarbamate) los residuos encontrados en drenajes afectarían al 14% de las especies estudiadas, mientras que en el río el impacto es despreciable.

Palabras clave: Plaguicidas; Agua superficial; Evaluación de riesgo; Metil azinfos; Carbaril

ABSTRACT: Assessing Pesticide Hazards On Surface Water From The Northern Patagonian Region-Argentina. Although the Integrated Pest Management (IPM) is increasingly being applied in the Northern Patagonia Region, different pesticides are still used in order to properly control agricultural pests. Other agrochemicals are also applied in the agriculture associated activities like conservation and packaging industries. The potential impact caused by these pesticides on aquatic organisms is assessed in the present study by means of acute toxicity data available in the literature and local analytical results. A tiered procedure was used allowing the selection of those environmental xenobiotics that need further ecotoxicity studies. The observed maximum residues of azinphos-methyl, (S-(3,4-dihydro-4-oxobenzo[d]-[1,2,3]-triazin-3-ylmethyl)O,O-dimethyl phosphordithioate), indicate the probability of acute effects in 37 % of the studied species in the river, mainly fish and zooplankton. This value increased in drainage channels samples up to 42 %. Additionally, carbaryl (1-napthylmethylcarbamate) residues found in drainage channels affect 14 % of the studied species, while in the river samples the impact was negligible.

Keywords: Pesticides; Surface water; Risk assessment; Azinphos-methyl; Carbaryl

INTRODUCCIÓN

El potencial contaminante de un plaguicida depende tanto de sus propiedades toxicológicas como de las concentraciones ambientales. En el compartimento acuático de la cuenca del Río Negro se han reportado residuos de plaguicidas en agua superficial y en agua subterránea (1-3). Respecto de las características regionales, el agua superficial muestra una significativa capacidad de recuperación debido al alto caudal y turbulencia de los ríos lo cual genera un importante proceso de oxigenación y dilución. Además, el alto nivel de heliofanía en el área favorece la ruptura química y fotolítica e incrementa la actividad de los organismos acuáticos. Esta situación se torna menos favorable en las pequeñas corrientes de agua como los canales de drenaje. Otro compartimento incluido en esta evaluación, a modo de parámetro comparativo, es el correspondiente a las descargas agroindustriales, aunque por cierto no se espera que ningún organismo se desarrolle en ese medio.
Aunque en nuestra región sólo se han registrado unos pocos episodios de intoxicación aguda con especies silvestres y población de peces, es recomendable evaluar si existe algún nivel de riesgo para las especies acuáticas. Si a través del presente estudio se confirma un efecto potencial será factible efectuar un llamado de atención temprano. Se presenta un diagnóstico preliminar acerca del impacto causado por la actividad agroindustrial en recursos acuáticos locales, siguiendo un procedimiento ordenado de compilación, edición e interpretación.

MATERIALES Y MÉTODOS

Descripción del sitio
El Alto Valle del Río Negro es una región irrigada de aproximadamente 70 mil hectáreas donde se producen fundamentalmente peras y manzanas. Con relación a esta actividad, más de veinte ingredientes activos se introducen intencionalmente en el medio ambiente para el control de plagas. El sistema bajo estudio comprende una sección del Río Negro, cercana a un área agrícola, con varios canales de drenaje que la atraviesan, desembocando en el río. A su vez estos canales son receptores de varios efluentes agroindustriales.

Hábitat acuático
El Río Negro nace de la unión de dos ríos de montaña, Limay y Neuquén. La comunidad béntica invertebrada en esta cuenca muestra los mismos grupos tróficos que en otros ríos templados (4).
El número de especies decrece desde la parte alta hacia el sitio en estudio, fundamentalmente por cambios del clima y la vegetación. Veintinueve especies fueron identificadas como exclusivas de la parte alta, 27 del área media y ninguna especie en particular pertenecía a la cuenca baja (5).

Predicción de las concentraciones ambientales
El modelo de "screening" GENEEC (6) fue aplicado para obtener una estimación preliminar de la concentración de plaguicidas en agua para metil azinfos y carbaril, compuestos detectados previamente como residuos en diferentes compartimentos acuáticos del área estudio.

Colección de datos toxicológicos
Se compilaron datos de literatura (7) y datos toxicológicos locales para los plaguicidas en uso, incluyendo un amplio rango de organismos acuáticos o aquellos que tuvieran por lo menos un estadio de vida en el agua. Los organismos sensibles fueron ordenados por grupos taxonómicos; se promedió la CL 50 (concentración letal 50), se calculó la desviación estándar (DS) y se informó el número de datos incluidos. En todos los casos se seleccionaron aquellos experimentos llevados a cabo en estadios de desarrollo temprano.

Procedimiento de evaluación de riesgo
Se realizó un procedimiento escalonado en concordancia con el descripto en el documento Guía Técnica de Evaluación de Riesgo de la U.S. EPA (8). Se desarrolló un modelo conceptual considerando los agentes perturbadores, fuentes identificadas, posibles interacciones y potencial impacto en el ambiente acuático. Los datos de CL 50 fueron correlacionados con la concentración de residuos en el medio acuático; inicialmente con las concentraciones estimadas por GENEEC y después con las concentraciones reales obtenidas por el análisis de plaguicidas en agua. El coeficiente de riesgo (CR) fue calculado como el cociente entre la concentración máxima de plaguicida y los valores de CL 50 (CR = concentración de plaguicidas en agua/CL 50). El criterio de decisión elegido para cada tóxico (CR < 0,1) fue adoptado para identificar claramente aquellos plaguicidas con mínimo efecto ecológico. Aquellos plaguicidas que cumplen con esta regla de decisión se considera que presentan la mínima toxicidad aguda sobre los organismos acuáticos (9). Se ordenaron las especies (n) con respecto a su CL 50 creciente para cada plaguicida. Se les asignó un número de orden (i), se calculó el percentilo (percentilo = i/(n+1)) y a partir de él se derivó el porcentaje de especies afectadas.
El procedimiento presentó ciertas limitaciones al considerar el impacto sobre organismos individuales sin tener en cuenta niveles de organización mayores. Así mismo cada agente se evaluó individualmente, sin considerar efectos sinérgicos y los efectos crónicos y subletales no fueron considerados.

Diseño de muestreo
La intención del plan de muestreo fue cubrir el peor escenario, considerando el período de mayor actividad agroindustrial y aquellas localizaciones más influenciadas por las descargas industriales.
Los plaguicidas investigados en muestras de agua de río y canales de desagüe fueron órganofosforados, conocidos como de uso frecuente en el área estudiada. La difenilamina, antiescaldante, también fue analizada como producto representativo de la aplicación post-cosecha. Cinco sitios se muestrearon en canales de drenaje y cinco en río, aguas abajo de cada desagüe. Una muestra adicional se tomó en el río aguas arriba de la zona en estudio, como puede verse en la Figura 1. Los muestreos se llevaron a cabo en marzo-abril durante dos años consecutivos. Adicionalmente, datos del contenido de plaguicidas en los efluentes agro industriales fueron evaluados retrospectivamente, con el fin de usarlos comparativamente como indicadores del mayor nivel de polución esperado.


Figura 1
. Localización geográfica y sitios de muestreo

Métodos analíticos
Las muestras fueron analizadas por extracción líquido-líquido (cloruro de metileno) y cuantificadas por cromatografía gaseosa (Agilent 6890, NPD). Los límites de detección fueron 0,1 μg/L y 1 μg/L para aguas de río/desagües y efluentes industriales respectivamente.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las predicciones de concentración máxima obtenidas con la aplicación del GENEEC fueron de 29,02 μg/L y 78,38 μg/L para metil azinfos y carbaril, respectivamente. Estos valores son, con respecto a las concentraciones reales detectadas en el río, por lo menos diez veces mayores para metil azinfos y cuatro veces mayores para carbaril, discrepancia que puede ser atribuida a las características conservativas del modelo. Aunque un modelo es una herramienta para evaluar hipótesis alternativas, no puede ser considerado como una hipótesis en sí misma (10).
Considerando los resultados estimados por el modelo, se tomó la decisión de monitorear el río y los drenajes, teniendo como objetivo evaluar la concentración de los plaguicidas y su frecuencia de detección en el peor escenario seleccionado. Los resultados confirmaron la hipótesis que las descargas de efluentes contribuyen a la contaminación del agua superficial con residuos químicos aplicados en la agricultura y lavados de las frutas durante el proceso industrial, encontrándose una disminución en la concentración de plaguicidas desde los efluentes, pasando por los desagües hasta el río, debido a procesos de dilución consecutivos (Tabla 1). Las concentraciones y frecuencias de detección en drenajes y río mostraron un aumento en el segundo año en coincidencia con un leve aumento en las cantidades vendidas en ese período.

Tabla 1. Concentraciones máximas y frecuencias de detección de distintos plaguicidas en: río, drenajes y descargas de efluentes.

Se obtuvieron datos de base temporal a través de un muestreo realizado durante la estación de "no aplicación", cuando las industrias locales tienen actividad mínima. En este caso, las concentraciones se mantuvieron por debajo del límite de detección.
Con respecto a la evaluación de riesgo, las Tablas 2 y 3 ilustran un resumen de los resultados obtenidos, clasificados por tipo de compartimento y período para metil azinfos y carbaril. En el caso del metil azinfos la fracción de especies susceptibles de ser dañadas aumentó de un año al otro de acuerdo a las mayores concentraciones halladas en el proceso de monitoreo, observándose en el segundo año una afectación del 37 y 42% en ríos y canales respectivamente. Las especies afectadas pertenecen a peces, zooplancton, insectos y crustáceos. El percentilo fue calculado sobre un total de 57 especies.

Tabla 2. Resumen de evaluación de riesgo: metil azinfos.

Tabla 3. Resumen de evaluación de riesgo: carbaril.

Para el carbaril, no se observaron cambios significativos entre los 2 períodos. Si bien la concentración se duplicó de un año a otro, sólo una especie se incluye en ese segmento particular incrementando muy levemente el percentilo.
Los coeficientes de riesgo para los demás plaguicidas estudiados fueron siempre menores que el criterio seleccionado (CR<0,1), lo que significa un mínimo riesgo agudo para los organismos acuáticos (datos no mostrados).
Se construyó un gráfico de Distribución de Especies Sensibles (11) para los 2 plaguicidas en estudio, distribución estadística estimada de una muestra de datos toxicológicos y visualizada como una función de distribución acumulativa (Figura 2). Ambos plaguicidas han sido identificados como los de mayor probabilidad de producir efectos agudos en las especies más sensibles. Este gráfico puede ser usado para visualizar rápidamente el número de especies que pueden ser afectadas por un determinado nivel de tóxico encontrado en un dado compartimento acuático y también puede ser aplicado para calcular la concentración para la cual una específica proporción de especies puede sufrir efectos tóxicos directos, en referencia a la concentración de riesgo (12).

Figura 2. Distribución de Especies Sensibles A: Toxicidad Aguda: metil azinfos B: Toxicidad Aguda: carbaril Porcentaje de especies afectadas = i x 100/ (n+1) i= número de orden de las especies listadas de acuerdo a su CL 50 creciente. n= número total de especies.

CONCLUSIONES

Este estudio presenta una evaluación de riesgo basada en la información de exposición obtenida del modelo de screening, la concentración real de los compuestos en el agua superficial y la toxicidad de las sustancias, representada por su CL 50. El primer paso del procedimiento escalonado permitió la predicción de concentraciones en agua, de los plaguicidas más usados en la región. La caracterización de las fuentes de contaminación no puntuales es compleja, debido a la dispersión difusa y episódica, y a menudo la estandarización de los puntos y tiempos de muestreos no simulan adecuadamente la aplicación intermitente de los residuos químicos. Sin embargo, las estimaciones alcanzadas acordaron razonablemente bien con los resultados químicos, pudiéndose atribuir la discrepancia a las características conservativas del modelo GENEEC. El siguiente paso fue relacionar los datos de toxicidad con los riesgos ambientales. Por lo menos 2 insecticidas, carbaril y metil azinfos fueron potencialmente capaces de afectar la supervivencia de algunas especies en el Río Negro y en los drenajes adyacentes. Otros contaminantes, tales como dimetoato, fosmet y difenilamina, fueron menos peligrosos para las especies acuáticas, teniendo en cuenta su concentración y toxicidad en el ambiente acuático. Los desbalances en el ecosistema podrían ocurrir cerca de las descargas de los drenajes. Dado que no viven especies endémicas en la región estudiada, las especies afectadas pueden ser reincorporadas con el flujo permanente del río, sin riesgo de extinción o destrucción de la cadena trófica. Sin embargo, no puede despreciarse que las condiciones hidrogeológicas podrían cambiar en el tiempo, la biodisponibilidad de los contaminantes puede ser alterada y así variar su efecto sobre el sistema.
El desarrollo agrícola, forestal y urbano es esencial para el estilo de vida humano, en consecuencia se requiere la caracterización y manejo de los polutantes para garantizar la coexistencia del desarrollo de la tierra y la preservación del ecosistema acuático.

BIBLIOGRAFÍA CITADA

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