Comportamiento ambiental de los agroquímicos utilizados en el cultivo de arroz y acuíferos
La creciente densidad de población mundial, requiere de tecnología que optimice el uso de recursos y producción sobre una misma superficie, entre esas tecnologías se encuentran los agroquímicos. El arroz es el principal alimento en muchas culturas y constituyendo más de un tercio de la base alim...
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Otros Autores: | |
Formato: | Tesis doctoral |
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Publicado: |
Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura
2023
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La creciente densidad de población mundial, requiere de tecnología que
optimice el uso de recursos y producción sobre una misma superficie, entre
esas tecnologías se encuentran los agroquímicos. El arroz es el principal
alimento en muchas culturas y constituyendo más de un tercio de la base
alimentaria de la población mundial. En la Argentina la principal provincia
productora de arroz es Corrientes con una producción de 91.500 Ha. Los
agroquímicos son moléculas destinadas a la protección de los cultivos de
diferentes insectos, malezas y enfermedades que afectan a los mismos,
disminuyendo su rendimiento por hectárea. Hay diferentes tipos de
agroquímicos, están los insecticidas para combatir todos los diferentes
géneros de insectos, los fungicidas para combatir los diferentes géneros de
hongos y los herbicidas para combatir los diferentes géneros de malezas que
compiten con los cultivos. Deben ser utilizados en forma correctas los
agroquímicos para que no produzcan daños al medioambiente y a los seres
humanos, los mecanismos de pérdida de los mismos pueden ser por
transporte por el viento y, agua, ser transportado a las napas freáticas de agua
por lixiviación y también en los propios alimentos si no se respeta el periodo
de carencia. El arroz no es excepción en la utilización de agroquímicos dado
que en el mismo se utilizan todos los tipos de agroquímicos dependiendo de
la adversidad que se presente. Dentro de la amplia variedad de agroquímicos
utilizados en el cultivo de arroz se trabajaron en esta tesis tres de los mismos,
dos insecticidas uno de la familia de los insecticidas fosforado el clorpirifos
y otro de la familia de los piretroides lambdacialotrina, y un tercero del tipo
herbicida selectivo el cyhalofop n – butil, selectivo para el capín de arroz
(Echinochloa crus-galli) una de las principales malezas del arroz. Uno de los
objetivos de este trabajo es la implementación de una metodología analítica
que permita la determinación de estos analito en matrices de suelo y agua
para su estudio. Mediante la implementación de la extracción en fase sólida, se permitió obtener una selectividad del analito que se quería determinar,
eliminar las impurezas en el extracto a analizar y también disminuir los
valores de los límites de detección como así también el de cuantificación,
siendo los límites de cuantificación para el cyhalofop n - butil de 0,0020 mg
L
-1
, clorpirifós 0,0016 mg L-1 y la lambdacialotrina de 0,0010 mg L-1
. Al
mismo tiempo se probó diferentes solventes, para tener un mayor porcentaje
de recuperación en el momento de la elución del cartucho de extracción en
fase solida (SPE) y obteniéndose los mayores porcentajes de recuperación
con el metanol para el cyhalofop n – butyl, el hexano para la lambdacialotrina
y el acetonitrilo para el clorpirifós. De los estudios de cinética de
degradación en agua se vio que la velocidad de hidrólisis de los tres
agroquímicos sigue una cinética simple de primer orden para el rango de 0,5
a 2 mg L-1 para el cyhalofop n – butyl, y de 1 mg L-1 para el clorpirifós y
lambdacialotrina. Las energías de activación de la reacción son bajas para
los tres agroquímicos, indicando que se trata de una reacción sencilla y fácil
de producirse, y coincide con los bajos tiempos de vida media de estos
herbicidas. También indica que el estado de transición estaría solvatado
disminuyendo así la barrera de activación. De acuerdo a la energía de
activación el orden de reactividad a pH ácido es cyhalofop n-butil >
lambdacialotrina > clorpirifós. Como estamos en solución la entalpia nos da
una idea de la barrera de activación, y llegamos a la misma conclusión
cuando analizamos Arrhenius, que es una reacción que ocurre fácilmente.
Pero lo más importante es el gran valor negativo de la entropía que nos indica
que el estado de transición se encuentra ordenado y solvatado, facilitando así
la reacción. Esto nos permite postular que el solvente es relevante en la
reacción. Existen diferencias significativas en la persistencia de plaguicidas
entre los diferentes compuestos estudiados, siendo el siguiente orden el de
menor duración fue el cyhalofop n – butil, le sigue la lambdacialotrina y por agua. Respecto a los estudios de adsorción y desorción, se probaron cuatro
modelos de isotermas de adsorción y son los modelos de Freundlich,
Langmuir, Temkin, y Dubinin-Radushkevich. Del estudio de dichos modelos
se desprende que el modelo de Temkin es el que mejor se ajusta para
describir la adsorción de los tres agroquímicos, siendo las mismas isotermas
de tipo L, lo que pone de manifiesto una elevada afinidad entre el adsorbente
y el adsorbato hasta que el sustrato se satura. El valor de energía de adsorción
de los tres agroquímicos en estudio, pone de manifiesto una adsorción
esencialmente química. Se pone de manifiesto que la tasa de adsorción de
estos tres agroquímicos en estudio, revela que los suelos contaminados por
estos, puede actuar como fuente secundaria de contaminación. Se realizó
estudios de mitigación con cascarilla de arroz y se probó dos
concentraciones, 25 y 50 % de cascarilla de arroz en mezcla con suelo, de
dichos estudios se desprende que el agregado de la cascarilla de arroz
aumenta la adsorción de los plaguicidas y disminuye la cantidad desorbida,
quedando el plaguicida retenido en el suelo para ser degradado por lo
microorganismos, impidiendo su lixiviación, protegiendo de esa manera la
capa freática, de los modelos de adsorción se vio que la isoterma de
Langmuir es el modelo que mejor describe la adsorción de los plaguicidas
estudiados en el suelo enmendado con 25% de cascarillas de arroz y el de
Temkin para el que se utilizó 50 % cascarilla. Al igual que el suelo sin
enmendar las isotermas son de tipo L, lo que pone de manifiesto una elevada
afinidad entre el adsorbente y el adsorbato en la fase inicial de la adsorción,
hasta que el substrato se satura. |