Presencia de pesticidas en agua superficial y aire de la Cuenca del Río Cachapoal, Chile Central: evaluación del riesgo para la biota acuática y salud humana.

Abstract

La contaminación de los recursos hídricos y del aire por pesticidas es un tema ampliamente estudiado en Norteamérica, Asia y Europa. Por el contario, en países de América Latina como Chile, las investigaciones son escasas y al mismo tiempo cada vez más necesarias por el incremento de la actividad agrícola. Bajo este contexto, en el presente trabajo se evaluó la concentración de pesticidas y sus productos de degradación en muestras de agua (Capítulo III) y aire (Capítulo IV) de la cuenca del río Cachapoal, una de las regiones con mayor actividad agrícola de Chile. Luego, en base a la toxicidad de los pesticidas detectados, se determinó si su concentración en los compartimentos ambientales analizados, constituye un riesgo para los organismos acuáticos y la salud de la población que habita en zonas aledañas a cultivos agrícolas de esta región (Capítulo V). Se determinó la presencia de pesticidas tanto en fase disuelta como particulada en muestras de agua colectadas a lo largo del río Cachapoal, río Claro, estero Cadena, estero Zamorano y canales de riego. Las metodologías de extracción y análisis para cada fase fueron las siguientes:  La fase disuelta fue preconcentrada con metodología de extracción en fase sólida (SPE) determinando 16 compuestos por GC-MS (cromatografía gaseosa-espectrometría de masas) y 34 compuestos por LC-MS (cromatografía líquida-espectrometría de masas).  La fase particulada fue tratada con método tradicional de agitación constante por 24 h. en cámara termostatizada a 20°C y posterior centrifugación. El análisis de los pesticidas se realizó por LC-MS, debido al bajo contenido de material sólido en suspensión recuperado de las muestras. Para evaluar la presencia de pesticidas en aire, se utilizaron dos tipos de muestreados pasivos, instalados por un período total de seis meses en la comuna rural de Peumo. Para ello se consideró temporada de primavera de 2015 y verano de 2016. En total, se instalaron seis PUF-PAS (muestreadores pasivos de aire con disco de espuma de poliuretano) y seis Pas-DD (colector pasivo de deposición seca) en el área de estudio, recuperando los PUFs (discos de espuma de poliuretano) cada 30, 60 y 90 días de exposición. Las muestras fueron tratadas mediante extracción asistida por microondas (MAE) y se cuantificaron 28 pesticidas de uso actual y 6 contaminantes orgánicos persistentes mediante GCMS/MS (cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas en tándem). Los resultados del análisis de pesticidas en agua revelaron la presencia de herbicidas, insecticidas, fungicidas y sus productos de degradación, en la mayoría de los cuerpos de agua estudiados. Los compuestos más ubicuos en fase disuelta fueron atrazina, terbutilazina, pirimetanilo, ciprodinil, diazinon, metamidofos, tebuconazol, imidacloprid, DET (desetilterbutilazina), DIHA (deisopropilhidroxiatrazina) y HA (atrazina-2-hidroxi). Por otra parte, los compuestos detectados en mayor concentración fueron simazina, acefato, diuron y DET. En el caso de la fase particulada, los compuestos más ubicuos fueron HA, imidacloprid, diazinon y pirimidinol, con DIHA y HA en mayor concentración. Se evaluó la relación entre la concentración promedio de los pesticidas detectados en ambas fases y sus propiedades fisicoquímicas. Para fase disuelta, se encontró una relación directa y significativa con la solubilidad en agua y los coeficientes de partición octanol-agua (Kow), mientras que para la fase particulada, la relación fue directa y significativa con los coeficientes de partición carbono orgánico (Koc) y vida media en suelo. Por lo tanto, se puede establecer que las concentraciones de algunos pesticidas en la fase disuelta están influenciadas por su solubilidad en agua (especialmente en el período de otoño e invierno), ya que la precipitación favorece la entrada de pesticidas en el curso principal y sus afluentes. Por otro lado, la presencia de pesticidas en la fase particulada estaría asociada con su afinidad con la materia orgánica presente en las partículas del suelo y que llega a los cuerpos de agua superficial mediante escorrentía. Los resultados del análisis de pesticidas en el aire de la Comuna rural de Peumo, muestran la ocurrencia de etoprofos, trifluralina, difenilamina, diazinon, lindano, pirimetanilo, clorpirifos-etil, fenitrotion, malation y penconazol tanto en primavera como verano. Estos compuestos fueron detectados al utilizar PUF-PAS y Pas-DD, siendo estos últimos los que capturaron una mayor cantidad de compuestos. De todos los pesticidas detectados, clorpirifos-etil y pirimetanilo fueron los que presentaron una mayor concentración con ambos muestreadores y con diferencias significativas entre la concentración de primavera y verano. No se observaron diferencias significativas entre tipo de muestreadores, por lo que ambos pueden ser utilizados para el monitoreo de pesticidas en aire. El análisis de la evaluación del riesgo ecológico (ERE) para la biota acuática dejó en evidencia el riesgo de toxicidad aguda asociado a la presencia de uno o más pesticidas en todos los períodos y sitios muestreados en la cuenca del río Cachapoal. Los compuestos ciprodinilo, diuron, kresoxim-metil, terbutilazina, clorpirifos-etil, diazion, tebuconazol y DET, presentaron el mayor riesgo para peces y Daphnia magna, mientras que para las microalgas, el mayor riesgo se asoció a la presencia de los herbicidas diuron, simazina y DET. En base a estos resultados se recomienda evaluar la concentración de pesticidas previo y posterior a los episodios de intensa precipitación, ya que el proceso de escorrentía es uno de los principales causantes de la contaminación difusa en los cuerpos de agua superficial. La evaluación del riesgo para la salud humana por inhalación de pesticidas reflejó que adultos (> 12 años), niños (1 a 6 años) y bebés (6 meses a 1 año), se encuentran expuestos lindano (γ-HCH), clorpirifos-etil, diazinon, pirimetanilo y penconazol durante primavera y verano. En ningun caso, la presencia de estos compuestos generaría un riesgo crónico (no cáncer) (HQAOEL <1) ni un riesgo acumulado (HI < 1) por la presencia de diazinon y clorpirifos-etil. Por lo tanto, la presente tesis demuestra que al igual que en otros países, la contaminación de los cuerpos de agua y del aire por el uso de pesticidas, es un problema ambiental que requiere ser estudiado con mayor rigurosidad, aplicando cuando sea necesario, medidas de prevención de contaminación de los recursos hídricos y del aire en zonas rurales.