CARACTERÍSTICAS
FÍSICO-QUÍMICAS DE LOS PLAGUICIDAS Y SU TRANSPORTE EN EL AMBIENTE
Para entender como
se comporta un plaguicida 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 le encuentra.
Los científicos han logrado determinar ciertas características
físico-químicas cuantificables para los plaguicidas, como es la solubilidad,
presión de vapor, Constante de la Ley de Henry, el Coeficiente de Carbono
orgánico (Koc) y el Coeficiente de Partición Octanol-Agua (Kow).
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.
1.- 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
2.- 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.
El transporte
ambiental 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.
Ilustración 1. Posibles mecanismos de transporte y transformación
de plaguicidas en el ambiente.
2.1. Difusión
Es el movimiento de moléculas debido a un gradiente de
concentración. Este movimiento es al azar pero 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.
·
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.
Ilustración 2.
Tipos de procesos físico-químicos en el ambiente.
3.- 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.
4.- FACTORES FÍSICO-QUÍMICOS QUE INFLUYEN EN
EL DESTINO DE LOS CONTAMINANTES Y EN EL TRANSPORTE AMBIENTAL
4.1. Volatilización
La volatilidad
representa la tendencia del plaguicida a pasar a la fase gaseosa. 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.
4.2. 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.
Un plaguicida con presión de vapor mayor a 10.6 mm Hg puede
fácilmente volatilizarse y tiende a alejarse del lugar donde se aplicó.
Los plaguicidas con presión de vapor menor a 1.0 x 10-8 (1.0
E-08) tienen bajo potencial para volatilizarse. Los plaguicidas con una presión
de vapor mayor a 1.0 x 10-3 (1.0 E-03) tienen alto potencial para
volatilizarse.
4.3. Constante de la Ley
de Henry (H)
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.
Coeficiente de
partición aire-agua (Hc)
Hc = p/c,
donde:
p = presión de vapor del plaguicida (Pa)
c = solubilidad en agua (mol. m-3)
Hc =
Pa/moles. m-3
= Pa m3/moles
Hc = p’ x PM x 10-3/c’
Hc = mPa
x PM x10-3/ppm
donde:
p’ = presión de vapor del plaguicida (mPa)
PM = peso molecular del plaguicida
c’ = solubilidad en agua (ppm)
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.
4.4. 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.
De manera a facilitar
la información contenida en esta base de datos se asignó un valor de 1 a los
plaguicidas ligeramente persistentes; 2 a los poco persistentes; 3 a los
moderadamente persistentes y 4 a los altamente persistentes.
4.4.1. 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.
·
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.
4.5. 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.
4.6 Coeficiente de Adsorción de carbono orgánico (Koc).
A este valor también se le conoce como Coeficiente de adsorción
suelo/agua o el Coeficiente de adsorción. Es una medida de la tendencia de un
compuesto orgánico a ser adsorbido (retenido) por los suelos o sedimentos.
Koc = KD x 100/ %oc, donde:
%oc es el porcentaje de carbono orgánico en el suelo = % materia
orgánica/ 1.72.
El Koc es específico para cada plaguicida y es sumamente
independiente de las propiedades del suelo. Los valores del Koc van de 1 a
10,000,000.
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.
4.7. 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.
Kow = C octanol / C agua, donde:
C = la concentración molar
pKow = -log 10 Kow
Los plaguicidas con una vida media y un Kow altos
pueden acumularse en tejido graso y bioacumularse a lo largo de la cadena
alimenticia.
4.8. Potencial de contaminación de agua subterránea
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.
5. CLASIFICACIÓN DE LA TOXICIDAD DE LOS PLAGUICIDAS
El método más comúnmente empleado y avalado por la Organización
Mundial de la Salud (OMS) para medir la toxicidad es la Dosis Letal 50, DL50, que
se define como la cantidad mínima de una sustancia, generalmente expresada en
mg/kg, que es capaz de matar al 50% de una población de animales de prueba. Los
resultados de DL50 obtenidos para una sustancia dada se extrapolan a los
humanos y sirven de base para los sistemas de clasificación de la toxicidad.
En el catálogo de plaguicidas de la CICOPLAFEST se adopta la
clasificación de la toxicidad recomendada por la OMS, con base en la DL50 obtenida
en ratas cuando el plaguicida se administra por vía oral en forma aguda. La
clasificación según estos criterios se anota en el siguiente cuadro.
CONCLUSIONES
Las propiedades de
algunas sustancias químicas, tales como los plaguicidas, implican cierto nivel
de riesgo tanto al medio ambiente como a la salud humana.
En México, debido a
la gran diversidad de climas, suelos, orografía, biota y tipo de tecnología
aplicada en la agricultura, se deben tomar los valores del cuadro 7 como una
base o referencia, y no como una regla, debido a que son datos tomados en
laboratorio bajo condiciones controladas, lo cual no ocurre en la naturaleza.
Sería
importante realizar investigaciones a nivel de laboratorio y campo con las
condiciones ambientales que prevalecen en México, a fin de entender los
parámetros ambientales e identificar de forma más precisa el transporte y
comportamiento de los plaguicidas en el ambiente a lo largo de su ciclo de
vida. Esto proporcionaría la mínima información requerida para: prevenir el
desarrollo de resistencia de las plagas, la intoxicación de insectos, animales
y plantas benéficos para el hombre y evitar la bioacumulación a lo largo de las
cadenas tróficas y la contaminación de suelo, aire y agua.
Exelente informacion, a mi me sirvio mucho... Gracias! :)
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