Interacción de pesticidas con los componentes orgánicos e inorgánicos del suelo
En este trabajo se ha estudiado la interacción de diferentes herbicidas con los componentes inorgánicos y orgánicos del suelo. Como componentes inorgánicos se utilizaron óxidos metálicos y arcillas minerales, mientras que partículas de ácidos húmicos fueron utilizadas como representantes de la mater...
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Autor principal: | |
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Formato: | tesis doctoral |
Lenguaje: | Español |
Publicado: |
2009
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Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/1972 |
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En este trabajo se ha estudiado la interacción de diferentes herbicidas con los componentes inorgánicos y orgánicos del suelo. Como componentes inorgánicos se utilizaron óxidos metálicos y arcillas minerales, mientras que partículas de ácidos húmicos fueron utilizadas como representantes de la materia orgánica del suelo. Inicialmente, se realizó la caracterización química y estructural de los sólidos
mencionados mediante el uso técnicas tradicionales, tales como la determinación del área superficial, espectroscopia UV-visible e infrarroja, 13C-RMN, difracción de rayos X y titulaciones potenciométricas ácido-base. Una vez realizada la
caracterización de los sólidos, se implementaron diferentes procesos como ser disolución, adsorción y degradación para evaluar el tipo interacción que mantienen estos contaminantes con ambos tipos de componentes presentes en los suelos. A partir de experimentos de cinética de disolución en diferentes condiciones experimentales se determinó que la velocidad de disolución de las partículas de ácido húmico es fuertemente dependiente del pH y del tipo y concentración de
sustancias en la solución disolvente. Sustancias complejantes, como los carboxilatos y otras moléculas con propiedades ligantes aceleran la disolución. Especies catiónicas, como los cationes divalentes de Mg, Ca, Sr y Ba, por el contrario, desaceleran significativamente la disolución. La estabilidad de las moléculas de ácido húmico en la fase sólida parece estar principalmente controlada por la presencia de cationes metálicos, los cuales impiden un rápido pasaje a
solución de las mismas. Estos cationes metálicos inorgánicos serían, conjuntamente con los óxidos metálicos, los que mantienen de manera bastante insoluble a las sustancias húmicas en medios naturales, impidiendo su rápida movilización en el ambiente. La capacidad de los herbicidas de aumentar o disminuir la velocidad de disolución de ácidos húmicos puede ser interpretada de la misma manera. Por un
lado, herbicidas aniónicos tales como el 2,4-D o el glifosato, con propiedades ligantes, producen un aumento significativo en la velocidad de disolución debido a que pueden debilitar las fuerzas atractivas que mantienen unidas a las moléculas de
ácido húmico en la fase sólida y/o coordinarse con las impurezas metálicas presentes. Por otro lado, el herbicida catiónico paraquat produce una disminución en la velocidad de disolución de las partículas húmicas a pH alcalino, debido a
interacciones electrostáticas entre el herbicida y los grupos funcionales (carboxílicos y fenólicos) presentes en el ácido húmico, mimetizando el accionar de los cationes metálicos. A pH menores a 7, en cambio, el paraquat favorece la disolución de estas partículas, posiblemente debido a una interacción hidrofóbica con las moléculas de húmico localizadas en la superficie de las partículas. A través de estudios de adsorción en condiciones de equilibrio se pudo determinar que el paraquat no se adsorbe apreciablemente en goethita. Esto es
debido a la repulsión electrostática que existe entre el herbicida catiónico y la superficie del óxido, el cual está cargado positivamente en condiciones naturales de pH, temperatura y fuerza iónica. Sin embargo, la presencia de ácidos húmicos previamente adsorbidos sobre la superficie de la goethita induce la adsorción del paraquat, debido principalmente a la interacción directa entre el herbicida y los
grupos funcionales cargados negativamente del ácido húmico.
Finalmente, las arcillas minerales afectan significativamente la velocidad de degradación del herbicida metsulfurón metil, especialmente a pH ácidos. A pH 3 se
produce una fuerte adsorción del herbicida en Na- y/o Fe-montmorillonita, disminuyendo fuertemente la velocidad de degradación del mismo. Esta desactivación en la degradación aumenta marcadamente con la concentración de arcilla y disminuye con el pH. Los resultados obtenidos mediante espectroscopia UV-visible además permitieron determinar que ambas arcillas no modifican el orden cinético de reacción del metsulfurón metil, siendo de primer orden al igual que en la
degradación química en solución acuosa a las mismas condiciones de pH y fuerza iónica. |