Post on 14-May-2020
ÍNDICES DE RIESGO DE LIXIVIACIÒN DE
PLAGUICIDAS ALTAMENTE TOXICOS USADOS EN
CULTIVOS INTENSIVOS DE FLORJuan Carlos Sánchez Meza* (1); Víctor F. Pacheco Salazar(1); Pedro Ávila Pérez (2)., Jorge Javier Ramírez
García(1)., Aldo Velazquez Zepeda(1); Araceli Amaya Chávez(1); María Magdalena García Fabila(1);
(1) Facultad de Química, Universidad Autónoma del Estado de México;
(2) Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares
Correo electrónico: juancsm58@gmail.com
Proy: 4538/2018/CI
Octubre 29 al 31 de 2018
IV Congreso de la Sociedad de Análisis de Riesgo
Latinoamericana SRA-LA 2018
“El análisis de riesgos para el diseño de políticaspúblicas y presupuestales
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
Plaguicida
aplicado
Lixiviación
Volatilización
Degradación
microbiana
Arrastre óEscorrentiaSuperficial
Percolación
Sorción
Lavado
Transformaciones
químicas* Hidrólisis
* Oxido reducción
Fotólisis
Acuífero
Zona no saturada
Zona saturada
Incorporación
a plantas
Y organismos
Captación
por el follaje
Zona de raíz
Zona de vadosa
Figura 2.2 Procesos de distribución, transformación y transporte en el suelo
Elaboración propia con base en: Apel y Richter, 2002
Arrastre
Capilaridad
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
Transporte en
El acuífero
MultimediosTransporte
Suelo - acuífero
Multimedios
SESOIL
Modelos
NuméricosModelos Analíticos
(Evaluativos)
Modelos de
Tamizado
(Percolado)
PESTAN
MT3D
MODFLOW
SOILFUG
SOIL
Growsafe
SCI-
GROW
GUS
LEACH
PEARL
PRZM3
VLEACH
GLEAMS
Clasificación de modelos para evaluar el destino y transporte de plaguicidas en elMedio (Elaboración propia con base en los criterios de:ASTM, 1995; Natale et al., 2002)
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
DI ST RI TO
F E D E RA L
ESTADO
DEQUERETAR
O
ESTADO DE
GUANAJUAT
O
E S T A D O D E H I D A L G O
ESTADO
DETLAXCALA
ESTADO DE
MORELOS
Villa Guerrero
MuestraLatitud (UTM)
Longitud (UTM)
1 428605 2094525
2 428572 2094519
3 428579 2094544
4 428585 2094526
5 428579 2094523
6 428587 2094514
7 428584 2094514
8 428595 2094519
9 428608 2094527
10 428604 2094543
11 428591 2094533
12 428590 2094548
Área de cultivo de Gerbera jamesonii (Gerbera)
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
Cantidades de plaguicidas organofosforados y carbamatos aplicados en el área de cultivo de Gerbera Jamesonii en el período 2003- 2005.
Año de aplicación Nombre Técnico Grupo*
Cantidad del principio activo aplicado en el
año (g)
Cantidad del principio activo
(g/m2)
2005 Cymoxamil + mancozeb DCA 150 0.0729
2005 Dimetoato OF 400 0.1945
2005 Metomilo CA 90 0.0437
2005 Carbendazim CA 51.1 0.0248
2004 Dimetoato OF 1431.9 0.6964
2004 Clorpirifos + Permetrina OF 350 0.1702
2004 Mancozeb DCA 640 0.3112
2004 Paration metilico OF 50 0.0243
2004 Zineb DCA 640 0.3112
2004 Metomilo CA 13.5 0.0065
2004 Tiofanato metilico TCA 1642.2 0.7987
2004 Acefate OF 1374.75 0.6686
2004 Carbofurano CA 105 0.0510
2004 Tolclofos metil OF 600 0.2918
2004 Quintoceno + Thiram DCA 180 0.0875
2004 Oxamil CA 138 0.0671
2004 Carbendazim CA 40.88 0.0198
2004 Cymoxamil + mancozeb CA 270 0.1313
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
0
50
100
150
200
250
300
350
Principio activo
Nú
me
ro d
e e
nva
ses
Total de envases recolectados: 1811
Envases representados: 1625 (89 %)
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Grupo Químico
Nú
me
ro d
e p
lagu
icid
as id
en
tifi
cad
os
Grupo químico al que pertenecen los plaguicidas identificados en la zona
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
REQUISITOS DE INFORMACIÓN Y CRITERIOS DE SELECCIÓN (Anexo D)
➢Identificación del Producto➢Persistencia (T1/2 > 2 meses H2O; 6 meses Suelo; Sedimentos > 6 meses)
➢Bioacumulación (Fb > 5000; Kow > 5.0)
➢Potencial de transporte a larga distancia en el medio ambiente➢Efectos adversos
(CONVENIO DE ESTOCOLMO SOBRE CONTAMINANTES ORGÁNICOS PERSISTENTES, Mayo 23, 2001) IV
Congre
so S
RA-L
A 2
018
CAPTAN
ENDOSULFAN
VINCLOZOLIN
QUINTOZENO
CLORPIRIFOS
CLOROTALONIL
ATRAZINA
DIENOCLOR
DICOFOL
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Principio activo
Tie
mp
o d
e v
ida
me
dia
(D
ías)
Tiempo de vida media de plaguicidas Organofosforados y Carbámicos en suelo
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Principio activo
Co
efic
ien
te d
e p
arti
ció
n (
Ko
c)
Coeficiente de Partición (Koc) de plaguicidas Organofosforados y Carbámicos
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
SI
NO
Plaguicidas Altamente Peligrosos(Pesticide Action Network International, 2009)
17 %
83 %
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
Tabla 3. Índice GUS (Groundwater Ubiquity Score) estimado para plaguicidas organofosforados y carbámicos empleados en la zona de estudio
PLAGUICIDA
Coeficient
e Koc
T ½
(días) GUS Criterio GUS
ACEFATE 3 5 2.462
Intervalo de
transición
ALDICARB 30 3 1.203 No lixiviable
AZINFOS
METILICO 1000 68 1.832
Intervalo de
transición
BENOMILO 1900 180 1.626 No lixiviable
CARBARILO 300 14 1.745 No lixiviable
CARBENDAZIM 1900 320 1.806
Intervalo de
transición
CARBOFURANO 22 120 5.525 Lixiviable
CHLORPYRIFOS 6070 141 0.465 No lixiviable
DIAZINON 1000 28 1.447 No lixiviable
DICLORVOS 30 7 2.132
Intervalo de
transición
DIMETOATO 20 20 3.511 Lixiviable
ETHION 10000 343 0 No lixiviable
MALATHION 1800 25 1.041 No lixiviable
MANCOZEB 2000 7 0.590 No lixiviable
METAMIDOFOS 0.082 12 5.488 Lixiviable
METIDATHION 400 23 1.903
Intervalo de
transición
METIL
PARATHION 5100 30 0.431 No lixiviable
METOMILO 72 14 2.455
Intervalo de
transición
GUS = log(T1/2) * [4 – log(Koc)]
De acuerdo a este índice los
plaguicidas pueden ser clasificados como:
Lixiviables GUS > 2.8
Intervalo de transición GUS >1.8 y GUS
< 2.8
No lixiviables GUS < 1.8
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
Principio activo
Índ
ice
GU
SLixiviables
No Lixiviables
Intervalo de
Transición
Índice GUS (Groundwater Ubiquity Score) estimado para plaguicidas organofosforados y carbámicos empleados en la zona de estudio
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
16
Conceptualización del modelo
PESTAN
Masa del plaguicida
en forma granular o
sólidaDisolución
Masa disuelta
del
plaguicida
Concentración de la
masa = solubilidad del
plaguicida
El plaguicida ingresa al
Suelo a una tasa igual a
La velocidad en el poro
Fracción superficial
(0 a 30 cm)
Fracción profunda
(30 a 60 cm)
Superficie del suelo(Flujo continuo)
Zona de vadosa
No saturada
Nivel freático
Masa disuelta
del plaguicida
aplicado
Infiltración
Elaboración propia, basada en el modelo de dos tiempos de Phillip, 1969
(Nofzinger y Wu, 2003; EPA/600/R-03-008)
(Ravi y Johnson, 1986,
Manual de Usuario del Modelo PESTAN)
Fundamentos del modelo PESTAN
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
17
Condiciones del
Escenario (recarga,
Profundidad, tiempo)
Características del
Suelo (conductividad
Hidráulica, contenido
De saturación del
Agua, textura, materia
Orgánica)
Características fisico-
Químicas del plaguicida
Condiciones de
Aplicación del
plaguicida
(Stacy et al., 2007) IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
Escenarios
1. Recarga: 0.0028 cm/h
Tiempo: 60, 100 y 500 días
Cantidad anual de plaguicida
aplicado.
Profundidad (30 cm
Fracción de suelo superficial y 60
cm fracción de suelo profundo)
2. Recarga: 0.0134 cm/h
Tiempo: 60, 100 y 500 días
Cantidad anual de plaguicida
aplicado.
Profundidad (30 cm
Fracción de suelo superficial y 60
cm fracción de suelo profundo)
[PEC]
100 días
0
50
100
150
200
250
300
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
Meses
mm
Fuente: CNA,
Estudio Tenancingo
2003
Precipitación media mensualen el período 1931 a 1990
Resultados:
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
19
Modelo Matemático PESTAN US-EPA
Kd = coeficiente de sorción
de freundlich
Condiciones frontera:
La solución esta dada por:
Donde:
(Ravi y Johnson, 1986,
Manual de Usuario del Modelo PESTAN)
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
20
El grosor de lodo se calcula por:
Donde:
PARAMETROS DE ENTRADA
* Solubilidad del agua (S)
* Recarga
* Constante de sorción (Kd)
* Constante de la velocidad de degradación
en la fase sólida (ks)
* Constante de la velocidad de degradación
en la fase líquida (kl)
* Densidad bruta ( b)
* Contenido de agua saturada ( sat)
* Coeficiente característico de la curva (b)
* Conductividad hidraulica saturada (Ksat)
* Coeficiente de dispersión (D)
* Valor mínimo de x
* Valor máximo de x
* Tiempo del valor mínimo
* Tiempo del valor máximo
* Numero de aplicaciones del residuo
(Ravi y Johnson, 1986,
Manual de Usuario del Modelo PESTAN)IV
Congre
so S
RA-L
A 2
018
21
Variación de la concentración de Acefate (ppb) en el tiempo (días), A una profundidad de 30 cm, después de la aplicación anual de6.68Kg/ Ha en un suelo Franco del área de cultivo de Gerbera.
Método
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
22
Variación de la masa de lixiviado total de Acefate (Kg) en el tiempo(días), a una profundidad de 30 cm, después de la aplicación anual de 6.68Kg/ Ha en un suelo Franco del área de cultivo de Gerbera.
Método
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
23
Tiempo
(días)
Suelo A Suelo B
Concentración
máxima (ppb)
Profundidad
(cm)
Concentración
máxima (ppb)
Profundidad
(cm)
10 405.5 2.0 644.9 4.0
20 281.7 4.0 450.2 8.1
30 230.5 8.1 363.0 12.1
40 199.5 10.1 310.6 16.1
60 160.0 14.1 250.0 26.2
80 136.0 20.2 212.8 34.3
100 120.2 24.2 186.5 42.4
150 94.1 36.3 144.0 64.6
200 78.2 48.4 119.1 84.8
250 67.1 60.6 101.3 107.0
300 58.8 72.7 87.8 129.2
350 52.2 84.4 77.4 149.4
400 46.7 98.9 68.7 171.7
500 38.5 123.2 55.6 214.6
750 25.5 183.8 35.2 321.7
Tabla 4.21 Comparación de las concentraciones estimadas máximas delplaguicida Metomilo, alcanzadas a diferentes tiempos y profundidades en
un suelo A) Franco- Arcilloso y B) Franco- Arenoso a una recarga de agua de 0.0134 cm/h.
Resultados:
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
24
1
3
5
7
9
11
13
15
Prof A (cm)
Conc B (ppb)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Prof A (cm)
Prof B (cm)
Conc A (ppb)
Conc B (ppb)
Tiempo (d)
Figura 4.16 Comparación de las concentraciones estimadas máximas del
plaguicida Metomilo, alcanzadas a diferentes tiempos y profundidades en
un suelo A) Arcillo-Limoso y B) Areno-Limoso a una recarga de agua
de 0.0134 cm/h.
Resultados:
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
Plaguicida Carga aplicada(Kg/Ha)
Areno limoso
Arcillo limoso
Limoso
Profundidad 30 cm 60 cm 30 cm 60 cm 30 cm 60 cm
Metomilo 0.43 84.11 51.40 59.56 1.55 135.6 1.58
Carbofurano 0.51 5.17 0.59 1.39 0.77 0.35 1.99
Dimetoato 1.94 0.01 1.35 3.35 2.69 0.73 4.38
Acefate 6.68 0 78.83 93.6 1752.70 13.3 438.7
Carbendazim 0.24 0 0 0 0 0 0
Concentraciones estimadas de los plaguicidas aplicados en el área de Gerbera en ppb, usando el modeloDe simulación PESTAN., Recarga de 0.0134 cm/h
Resultados:
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
26
PRINCIPIO
ACTIVO
No.
CAS
GRUPO
QUIMIC
O
** USO
CLAS.TO
X.
(WHO,
2005)
P.
MOL.
SOLUBILIDA
D
EN AGUA P. vapor
COEF.
PARTICION.
(Kow)
COEF.
ADSORCION
(Koc) T ½ SUELO
Acefate
30560-
19-1 OF
Insect
icida IV, III 183.17
79 g/100mL a
20 °C; 650
g/L a 20°C
2.3 x 10 E-6
mbar a 24°C;
1.7 x 10 E-6
mmHg a
24°C -1.87 0.48
< de 3 a 6 días en
suelos
aeróbicos y
anaeróbicos
Respectivamente
Carbendazim
10605-
21-7 CA
Fungi
cida IV, *** 191.2
0.0008 g/100
mL a 24°C; 8
mg/L a pH 7
Despreciable;
< 100nPa A
20°C 1.49 (Log Pow) 1900
320 días (Ministerio
Colombia)
Carbofurano
1563-
66-2 CA
Insect
icida;
Nema
ticida
; I – II, Ib 221.25
320 mg/L@
25°C2.7 mPa @
33°C 1.2304 - 1.4150 22 30 a 120 días
Clorpirifos
2921-
88-2 OF
Insect
icida II, II 350.62
2 mg/L @
25°C2.5 mPa @
25°C 4.699 6070 11 a 141 días
Metomilo
16752-
77-5 CA
Insect
icida I, Ib 162.21
57.9 g/ L a 25
°C6.65 mPa @
25°C 0.6 Log Pow 72 14 días
Dimetoato
60-51-
5 OF
Insect
icida II, II 229.28
25 g/L @
21°C1.1 mPa @ 25
°C 0.699 20 20 días
Tabla 4.7 Propiedades fisicoquímicas* de los plaguicidas organofosforadosy carbámicos empleados en el cultivo de Gerbera jamesonii
(*) Datos integrados a partir de bases de datos especializadas
(PAN, EXTOXNET, ICSC, NIOSH, IRIS) y Hojas de Seguridad (MSDS)
Resultados:
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
Estimación del número de poros presentes en el suelo de acuerdo a su textura
Resultados:
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
Conclusiones
La simulación de la movilidad en una dimensión de los plaguicidas
aplicados en el área de cultivo de Gerbera mediante el modelo
PESTAN identificó dos grupos de plaguicidas, aquellos que tienen
una mayor facilidad de lixiviación como son metomilo, carbofurano, acefate, dimetoato y aquellos que pueden
permanecer un mayor tiempo en la fracción superficial del suelo y
menor posibilidad de lixiviación como carbendazim, paratión
metilico, mancozeb y zineb.
La importancia de incluir las características fisicoquímicas del suelo
Para determinar el potencial de lixiviación de plaguicidas hace
necesario hacer uso de modelos como PESTAN u otros explicar de
mejor manera el proceso de lixiviación de un plaguicida
IV C
ongreso
SRA-L
A 2
018
¡Gracias por su atención!
juancsm58@gmail.com
Octubre 28 al 31 de 2018
Parte de este trabajo fue apoyado a través del proyecto Clave: 4538/2018 CISIEA-UAEMex
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