"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