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"Jornada Calidad de Aguas y Actividades Agropecuarias"
INIA Las Brujas
19 de agosto de 2015
“Avances en la evaluación del impacto de los
plaguicidas en aguas de escurrimiento superficial,
con énfasis en producciones intensivas”
Diego Maeso y Saturnino Núñez
INIA Las Brujas
RIESGO AMBIENTAL USO DE PLAGUICIDAS
RIESGO
Probabilidad de efectos adversos en condiciones de uso.
Se maneja la exposición no la toxicidad.
TOXICIDAD
Habilidad inherente al compuesto de producir
efectos tóxicos
EXPOSICIÓN
Dermal, Dieta
Componentes bióticos
Aves y mamíferos
EVALUACIÓN DE LA EXPOSICIÓN
Organismos Acuáticos PEC agua y sedimentos
TDI (consumo en dieta)
Artrópodos Benef. Dosis de aplicación
Lombrices/organismos de suelo
PEC suelo
TER
(Relación
Exposición-
toxicidad),
HQ
(Cociente de
peligrosidad)
comparación
con
“detonadores”
Evaluación de la exposición
Emissions
Properties
of chemicals
Environmental
characteristics
MODELS PECs
El PEC es una expresión cuantitativa de la exposición en un
ecosistema y un compartimiento dado
Emisiones
Propiedades de los plaguicidas
Características ambientales
MODELOS
Concentración
ambiental
potencial
Emisiones
Propiedades de los plaguicidas
Características ambientales
Emisiones
Propiedades de los plaguicidas
MODELOS
Características ambientales
Emisiones
Propiedades de los plaguicidas
Concentración
ambiental
potencial
MODELOS
Características ambientales
Emisiones
Propiedades de los plaguicidas
Emissions
Properties
of chemicals
Environmental
characteristics
MODELS PECs
Concentración
ambiental
potencial
MODELOS
Características ambientales
Emisiones
Propiedades de los plaguicidas
PRINCIPALES PROPIEDADES DE PLAGUICIDAS
ASOCIADAS CON EXPOSICIÓN AMBIENTAL
Solubilidad en agua - volatilización
• Koc: Partición carbono orgánico/agua.
• Alto: fijo adsorbido al suelo (movimiento por erosión en sedimentos)
• Bajo: movimiento en agua percolación y escurrimiento
Adsorción a suelo
Vida media
Evaluación del riesgo: un procedimiento “escalonado”
Efecto preliminar y evaluación de exposición.
Escenarios extremos: peor caso. Muchos supuestos
Información no específica de un sitio
Riesgo presente
Riesgo presente
Riesgo presente
Efecto más preciso y evaluación de exposición.
Escenarios más reales y conservadores. Menos supuestos
Información no específica de un sitio
Sin conjeturas.
Información específica de condiciones ambientales y de comunidades del ecosistema potencialmente expuestas
Escalón superior de la evaluación del efecto
Escenarios reales para la evaluación de la exposición
Información de monitoreo
Necesidad de medidas para control
Riesgo ausente
Riesgo ausente
Riesgo ausente
Fin del proceso
NIVEL 1
NIVEL 2
NIVEL 3Au
me
nto
de
co
mp
lejid
ad
Fin del proceso
Fin del proceso
DESTINO DE LOS PLAGUICIDAS
SUELO
40-60%
PLANTA
40 a 60%
APLICADOR
DERIVA16 a 30%
AGUA
ESCURRIMIENTO
SUPERFICIAL
VOLATILIZACIÓN
AGUAS
SUBTERRANEAS
CONSUMIDOR
Cross J.V. et alCrop Protection V 20, 1, pp.13-30
ALGUNOS TRABAJOS EN IMPACTO DE PLAGUICIDAS EN CORRIENTES DE AGUA
Evaluación del impacto ambiental de plaguicidas en microcuencas de producción frutícola y hortícola. 2005-2006
(INIA-BID).
Utilización de modelos de predicción de concentración de plaguicidas en compartimentos ambientales.2008-2010
(INIA-DGSA-JICA).
Sistema de diagnóstico para evaluar el impacto de lacontaminación por plaguicidas en los compartimentos de
alimentos y ambientales a escala de captación en laRegión de América Latina y el Caribe. 2010-2011
(INIA-OIEA-VARIOS).
EVALUACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL DE
LOS PLAGUICIDAS EN MICROCUENCAS DE
PRODUCCIÓN FRUTÍCOLA Y HORTÍCOLA
2005-2006
S. Núñez, D. Maeso, P. Conde, F. Duarte, P. Núñez, I. Mieres,
A. Bruno, F. Gemelli, G. Gallieta, E. Egaña, J. Espínola, F. Lorenzo
Cuencas:
• Frutícola: Cañada del Dragón Melilla, Montevideo
• Horti-frutícola: Cuchilla de Rocha, Sauce, Canelones
• Hortícola-pastoril: Costas del Colorado, Canelones
Relevamiento de uso de plaguicidas. Frec./dosis/productos
Estimación de niveles de plaguicidas: Modelo Soilfug
Niveles de
toxicidad
para Daphnia sp.
y
orgs. acuáticos
Análisis residuos
en
agua/sedimentoBioensayos
• Longitud de la cañada: 13,7 km
• Superficie total: 1430 hás.
• Superficie frutícola: 700 hás.
• Manzanos 50%, Perales 20%, Durazneros 20% Otros 10%
MICROCUENCA CAÑADA DEL DRAGÓN
Insecticidas
Metil azinfos
(Máx. 5 aplicaciones/
temporada)
Metil paration
Carbaril
Metidation
Acetamiprid
Thiacloprid
Fungicidas
Mancozeb
(Máx. 9 aplicaciones/temporada)
Captan
Dodine
IBEs
PLAGUICIDAS USADOS (2005-2006)
Concentración de metil azinfos en agua (Nov-Feb 2005)
(LOD 0,5 ppb)
0
50
100
150
200
250
1/11 16/11 1/12 16/12 31/12 15/1 30/1 14/2 1/3
Pre
cip
itacio
nes
(mm
)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Concentr
ació
n
(ppm
)
LLUVIA Concentración
* Los análisis realizados en la cañada no detectaron ningún plaguicida en agua LOD 0,5 ppb
Daphnia: Aguda LC 50 0,0011 ppm
de escurrimiento superficial según modelo Soilfug Cañada del Dragón
No se detectaron residuos de plaguicidas
mediante los análisis químicos del agua de la
cañada a 48 hs. luego de lluvia
Bioensayos en agua y sedimentos
FECHA DE
MUESTREO
LUGAR DE
MUESTREO
RESULTADO
Solo tests agudos
11/02/2005 Agua Inicio cañada
11/02/2005 Sedimento inicio cañada
11/02/2005 Agua fin cañada
11/02/2005 Sedimento fin cañada † Hydra Test agudo
Tests crónicos + agudos
24/8/2005 Agua inicio cañada
24/8/2005 Sedimento inicio cañada † Daphnia Test crónico
24/8/2005 Agua fin cañada † Daphnia Test crónico
24/8/2005 Sedimento fin cañada † Daphnia Test crónico
17/11/2005 Agua inicio cañada
17/11/2005 Sedimento inicio cañada
17/11/2005 Agua fin cañada † Daphnia Test crónico
17/11/2005 Sedimento fin cañada † Daphnia Test crónico
Según estimación Soilfug: Metil azinfos y mancozeb
(de uso común en fruticultura ) podrían presentar
riesgo para organismos acuáticos en la cañada del
Dragón en determinados períodos del año.
Toxicidad crónica en bioensayos.
Sin detección en análisis químico (limitaciones en
muestreo).
¿CUÁNTO DE LO QUE SE APLICA LLEGA
A LAS AGUAS SUPERFICIALES?
Concentración
Ambiental
Potencial (PEC)
Utilización de modelos de predicción de concentración
de plaguicidas (PEC) en compartimentos ambientales
2008-2010
Evaluación del escurrimiento de plaguicidas en aguas superficiales.
Evaluación de deriva de plaguicidas en frutales
Nuñez, S., Maeso, D., Franchi, S., Fiorentino G. , Chouhy A., Ferrazzini, H.,
Takahashi, S. y Gonda, G.
Estimación del escurrimiento de plaguicidas
hacia aguas superficiales utilizando parcelas
experimentales
Plaguicidas evaluados:
Principio activo Dosis/há Temporada
Clorpirifos 48 % 1,2 l 2008,
2009
Endosulfan 35% 2,5 l 2008
Glifosato 36% 5 l 2008
Metil azinfos 20% 2 l 2009
Fipronil 20% 20 cc 2009
Cipermetrina alfa 25 % 100 cc 2009
METODOLOGÍA
Aplicación con micropulverizadora experimental (dosis comercial).
Parcelas:
4 m2 (3 repeticiones)
empastadas y con suelo desnudo
Lluvia artificial
1, 4, 7 y 14 días post- aplicación.
10 a12mm/hora (promedio).
Escurrimiento 1,5 lt/m2
Colecta del escurrimiento en bandejas.
Análisis de plaguicidas en laboratorio de la DGSA
Suelo desnudo Empastadas
Manejo de suelo diferencial de las parcelas
Colecta del agua de
escurrimiento superficial
Simulación de lluvia
Cobertura para evitar efecto
de la lluvia
TASA DE ESCURRIMIENTOEscorrentía de metilazinfos
0
100
200
300
400
500
600
700
1 3 7
Días
pp
b
Empastado
Suelo desnudo
escorrentía glifosato (ppm)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
1 3 7 14
pp
m s.desnudo
s.empastado
3.5%
1 %
2.5%
0.5%
METIL AZINFOS
GLIFOSATO
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
pp
m
TASA DE ESCURRIMIENTOEscorrentía de clorpirifos
0
5
10
15
20
25
30
1 3 7 14
Días
pp
b
Empastado
Suelo desnudo
endosulfan alfa
0
5
10
15
20
25
30
35
1 3 7 14
pp
b
s.empastado
s.desnudo
0.008%
0.009%
CLORPIRIFOS
ENDOSULFAN
ALFA
CONCENTRACION DE PLAGUICIDAS EN AGUA DE
ESCURRIMIENTO (EN LA SALIDA DE LA PARCELA) / TOXICIDAD
ORGANISMOS INDICADORES
PLAGUICIDA MÁXIMA
CONCENT.
DETECTADA
LC 50
DAPHNIA
LC 50
PECES
EC50
Plantas
acuaticas
EC 50
ALGAS
METILAZINFOS 0,66 ppm 0,0011ppm 0,02ppm ---------- 7,15 ppm
ENDOSULFAN 0,045 ppm 0,44ppm 0,002ppm ----------- 0,56ppm
CLORPIRIFOS 0,025ppm 0,0001ppm 0,0013
ppm
---------- 0,48 ppm
GLIFOSATO 2,5 ppm 40ppm 38ppm 12ppm 4,4ppm
PLAGUICIDA % de escorrentía
(total)
Koc Solubilidad
Mg/l
METILAZINFOS 4 - 1 1112 30
ENDOSULFAN 0,19 – 0,11 11500 0,32
CLORPIRIFOS 0,125 8151 1.05
GLIFOSATO 3 – 0,4 1435 10500
ALFA CIPERMETRINA 0 57887 0,004
FiPRONIL 0 1247 3,78
RELACIÓN ESCORRENTÍA Y PROPIEDADES FISICO QUÍMICAS
Importantes diferencias en la tasa de escurrimiento lo cual en general coincide con sus propiedades físico químicas (Koc y solubilidad en agua) y dosis de uso.
Fipronil y alfa cipermetrina no fueron detectados en los análisis (propiedades físico químicas y dosis de uso).
Metilazinfos y glifosato mostraron la mayor tasa de escurrimiento.
Glifosato y metilazinfos: comportamiento diferente según sean aplicados a suelo desnudo o con vegetación.
CONCLUSIONES
¿QUÉ SUCEDE EN LA CORRIENTE DE AGUA QUE RECIBE EL
ESCURRIMIENTO DEL CAMPO TRATADO?
DEPENDERÁ DE:
• Porcentaje de la cuenca tratado
con el plaguicida
•Tiempo entre aplicación y lluvia
Drift and
deposition
Runoff
Drainage
Biological community
at risk
Treated
area
Área
tratada
Drenaje
Deriva y
deposición
Escurrimiento
•Magnitud de la lluvia
•Características topográficas de la cuenca
•Caudal de entrada a la cuenca bajo estudio
•Características de los suelos, etc.
Drift and
deposition
Runoff
Drainage
Biological community
at risk
Treated
area
Área
tratada
Drenaje
Deriva y
deposición
Escurrimiento
Drift and
deposition
Runoff
Drainage
Biological community
at risk
Treated
area
Área
tratada
Drenaje
Deriva y
deposición
Escurrimiento
Drift and
deposition
Runoff
Drainage
Biological community
at risk
Treated
area
Área
tratada
Drenaje
Deriva y
deposición
Escurrimiento
Comunidad biológica en riesgo
Estimación de la deriva de
aplicación de plaguicidas
en fruticultura
CARACTERÍSTICAS DE LAS APLICACIONES
Orthocide 80% PM (captan) 200g + Alanto 48%. SC (thiacloprid 48%)
40 cc/100 l de agua
Atomizadora tipo Berthoud. Tanque 1200lts
Número de boquillas: 14
Pastillas Nº 12
Gasto por boquilla: 3,16 lts/minuto
Gasto de la atomizadora: 44,24 lts/minuto
Velocidad de avance: 4,4 km/h
RECOLECCIÓN DE DERIVA
Placas de petri de vidrio en
dirección predominante del
viento.
Paralelas a la superficie del
suelo.
Distancia al monte: 5, 7, 10,
11,5, 14, 18, 23, 30 y 50 m.
3 líneas paralelas
distanciadas 3 m entre sí.
A los 5 minutos de finalizada
la aplicación las placas
fueron tapadas y
recolectadas.
DERIVA EN PORCENTAJE EN CADA EXPERIMENTO
y = 2.2564x-1.4755
R2 = 0.9377
y = 1.9815x-1.557
R2 = 0.9473
y = 2.5355x-1.6644
R2 = 0.9347
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 10 20 30 40 50 60
Distancia en m
% d
e d
eriv
a
Exp 2 Exp 3 Exp 4
25
20
10
5
15
Valores estimados son similares a bibliografía (Ganzelmeir et
al. 1995).
Deriva de plaguicida siempre > 5% hasta los 10 m del borde
del monte.
Aunque en bajo porcentaje, se detecta deriva de plaguicidas
hasta 30 a 40 m del área tratada.
Información útil para determinar distancias mínimas desde los
montes frutales a cursos de agua y viviendas.
Implementación de un sistema de diagnóstico para evaluar el impacto de la contaminación por plaguicidas en los compartimentos de alimentos y ambientales a escala de captación en la Región de América Latina y el Caribe.
Coordinador: Ing. Agr. Fernando Gemelli• Laboratorio Bromatología-Intendencia Montevideo -IMM
• INIA Las Brujas • DIGEGRA-MGAP • Laboratorio de Tecnogestión (Ministerio Industria Energía y Minería- MIEM) • Montevideo Rural- Intendencia Montevideo -IMM • Mercado Modelo - Intendencia Montevideo -IMM (Coordinación Nacional) • Cátedra Farmacognosia- Fac. Química- UDELAR • Laboratorio Ambiental - Intendencia Montevideo -IMM
Zona
muestreo 2
Zona
muestreo 3
Cañada
Cañada del Dragón. Melilla
Zona
muestreo 1
Aplicación metil azinfos 2/3/2010, 48 hs previo a lluvia 25 mm.
Análisis químico en Cátedra Farmacognosia- Fac. Química- UDELAR
Localización en el
monte
ppm de metylazinfos
a) Debajo de la fila 0.11
b) Borde de la cañada 0.97
c) Corriente de agua Detectado pero no
cuantificable (0.005-
0.017 ppm)
RESULTADOS
Escurrimiento en parcelas:
0.65 ppm(empastado)
0.250 ppm (suelo desnudo)
Estimación Soilfug: 0.35 ppm (máxima)
Monitoreo sistema rebose – escurrimiento:
0.11-0.97 ppm- trazas en agua de la cañada
(0.005-0.017 ppm)
Monitoreo agua cañada experimento inicial:
Sin detección en agua/sedimento
Toxicidad crónica en bioensayos
Resumen: Metil azinfos en fruticultura
Daphnia: Toxicidad Aguda LC 50 0,0011 ppm
Concentración de metil azinfos en agua (Nov-Feb
2005)
0
50
100
150
200
250
1/11 16/11 1/12 16/12 31/12 15/1 30/1 14/2 1/3
Pre
cip
itacio
nes
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Concentr
ació
n
(ppb)
LLUVIA Concentración
Aspectos a considerar para mitigar/prevenir
efectos negativos
Incorporar a la selección de plaguicidas propiedades
fisico-químicas (Koc, vida media, etc.) y
ecotoxicologicas.
Actualmente metil azinfos ha sido sustituido por otros
grupos de insecticidas (neonicotinoides, fisiológicos).
Racionalización de uso de plaguicidas/alternativas (P.ej.
Manejo regional de plagas, Producción Integrada).
Distancia a fuentes de agua, fajas empastadas.
GRACIAS POR SU ATENCIÓN