Resumen:
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.