Evaluación del movimiento de plaguicidas hacia la cuenca del lago de tota, Colombia

Evaluation of pesticide movement towards tota lake catchment, Colombia

Avaliação de pesticida movimento em direção tota bacia do lago, Colombia

Andrea Mojica.¹, Jairo A. Guerrero.^1,2

¹ Laboratorio de Análisis de Residuos de Plaguicidas. Departamento de Química. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá D.C., Colombia.
² Autor de correspondencia: jaguerreod@unal.edu.co, teléfono: (57) 1 3165000 Ext.14412.

Recibido: mayo 06 de 2013 Aceptado: julio 29 de 2013

Resumen

La cuenca del Lago de Tota es una de las principales zonas productoras de cebolla en Colombia. Las prácticas agrícolas convencionales utilizan plaguicidas para combatir las enfermedades que atacan al cultivo, siendo los fungicidas los más usados pues las condiciones climáticas de páramo (3.015 msnm),favorecen la proliferación de hongos tanto en el suelo como en los cultivos. Con el objetivo de evaluar el movimiento de los plaguicidas al lago de Tota, se tomaron muestras de agua y sólidos sedimentables durante 7 meses en algunos canales que recorren la zona y desembocan en el lago. En aguas superficiales se determinóla presencia de malatión, tebuconazol, difenoconazol y clorotalonilo, donde algunas muestras superaron el límite de cuantificación de la metodología. Por su parte, en las muestras de sólidos sedimentables se encontrómalatión y clorotalonilo en concentraciones de 1,90 mg/kg a 4,38 mg/kg y de 0,27 mg/kg a 1,29 mg/kg respectivamente. Como complemento a este estudio, se evaluóel movimiento superficial de los fungicidas tebuconazol y difenoconazol en una parcela de escorrentía ubicada en la zona de estudio, encontrando tebuconazol y difenoconazol en forma disuelta a concentraciones de 4800ng/L y 330ng/L respectivamente. Finalmente se utilizóel "PesticideImpact Rating Index" (PIRI) para evaluar el riesgo potencial de movilidad de los plaguicidas encontrando un riesgo entre alto y muy alto de movilidad hacia aguas superficiales; estos resultados concordaron con las evaluaciones experimentales.

Palabras clave: escorrentía, plaguicidas, aguas superficiales, Lago de Tota, cuenca.

Abstract

The Tota lake catchment is a major onion-producing area in Colombia. Conventional agricultural practices use pesticides to control diseases that attack the crop, and in onion- production in this area fungicides are most commonly used due to the Paramo weather conditions and its location, 3015 meters above sea level (masl). These factors are conducive to the proliferation of fungi in the soil and in crops. In order to evaluate the movement of pesticides to Lake Tota, water samples and suspended sediments were taken for seven months in several channels that traverse the area and flow into the lake. In surface waters, malathion, tebuconazole, difenoconazole and chlorothalonil were detected and even quantified in some samples. In suspended sediments, malathion was detected at concentrations between 1.90 mg/kg and 4.38 mg/kg, and chlorothalonil ranged from 0.27 mg/kg to 1.29 mg/kg. To determine concentrations of fungicides in surface water closer to the source water samples from a runoff plot located in the study area were monitored for tebuconazole and difenoconazole. In dissolved form, tebuconazole was found at aconcentration of 4800 ng/L and difenoconazole at a concentration of 330ng/L. ThePesticide Impact Rating Index (PIRI) was used to assess the risk of surface water contamination by pesticides commonly used in onion production. Index values indicating high to very high risk of surface water contamination were found for tebuconazole, malathion and chlorothalonil. These results agree with the experimental evaluations.

Key words: Runoff, pesticides, surface water, sediments, Lake Tota, catchment.

Resumo

A bacia do Lake Tota éumacebolamaiores áreas produtoras na Colômbia. Práticas agrícolas convencionais que utilizam pesticidas para controlar as doenç as que atacam a cultura, sendo os fungicidas mais utilizados, porque as condiç õ es climáticas da saúde (3015 metros acima do nível do mar) sã opropícias para a proliferaç ã o de fungos no solo e nas culturas. A fim de avaliar o movimento de pesticidas no lago de Tota, as amostras de água e de sólidos sedimentáveis de sete meses emalgunscanais que atravessam a área e correm para o lago. Naágua de superfíciefoi encontrada malatiã o, tebuconazol, difenoconazol e clorotalonil e atémesmoemalgumasamostras, as concentraç õ esexcederam o limite de quantificaç ã o, enquanto que nasamostras de sólidos sedimentáveissã o encontrado apresenç a de malatiã o e clorotalonilemconcentraç õ es entre 1,90 mg/kg - 4,38 mg/kg e 0,27 mg/kg - 1,29 mg/kg, respectivamente. Para complementar esseestudo, avaliamos o movimento da superfície de fungicidas tebuconazole e difenoconazoleemuma trama escoamento localizado na área de estudo. Tebuconazole e difenoconazole encontrado na forma dissolvida, emconcentraç õ es de 4800ng/L e 330ng/L,respectivamente. Usado o "PesticideImpact Rating Index (PIRI) para avaliar o riscopotencial de encontrar amobilidade de pesticidas entre risco alto e muito alto de mobilidade en águas de superficie, estes resultados foram consistentes com as avaliaç õ esexperimentais.

Palavras-chave: escoamento, pesticidas, água de superficie, sedimento, bacia, Tota lago.

1. Introducción

Debido a las diferentes altitudes y características topográficas presentes en Colombia, se encuentran diversos climas a lo largo de todo el territorio que favorecen el desarrollo de diferentes tipos de cultivos.Aunque Colombia es conocido por ser un exportador de algunos productos agrícolas como el café, en las últimas décadas y con la apertura de los tratados de libre comercio, se ha diversificado la exportación de productos a agrícolas hacia Europa y Estados Unidos(1).Durante los últimos añ os, en Colombiay en el mundo ha sido posible satisfacer la demanda de productos agrícolas y minimizar las pérdidas en la producción gracias al uso de plaguicidas, sin embargo su uso se ha incrementado en tal magnitud que entre los añ os 2004 y 2010 hubo un aumento del 16% en el consumo de agroquímicos, lo cual se traduce en131´ 418.209 kg y 206´ 557.182 L de formulaciones de plaguicidas vendidas. (2)

El Lago de Tota es uno de los principales sistemas hidrológicos del país ya que es el cuerpo de agua natural con mayor extensión y sus aguas son aprovechadas para el cultivo de trucha arcoíris, actividades de recreación, asícomo fuente para el abastecimiento de agua potable de diferentes municipios de la zona (3). Debido a su riqueza hidrológica, la cuenca del Lago de Tota se ha convertido en una de las principales zonas agrícolas del país, lo cual se reflejaen una producción de 131.451 toneladas de cebolla por añ oy un rendimiento de 34,53 toneladas por hectárea (4).

En los cultivos de cebolla larga ubicados a lo largo de la cuenca del lago, es común el usode plaguicidas para el control de las plagas que atacan este cultivo, dentro de las que se encuentran el mildeo velloso, mancha purpúra, pudrición blanca, entre otros (5). Diferentes autores han reportado que las prácticas agrícolas convencionales, ocasionan la liberación de plaguicidas al medio ambiente, los cuales pueden tener una serie de procesos de transformación y transporte. Dichos procesos dependentanto de lascondiciones de la región (pluviosidad, topografía del terreno, cobertura vegetal ytipo de suelos),como de las propiedades fisicoquímicas inherentes del compuesto contaminante; tales comola presión de vapor, solubilidad en agua, tiempo de vida media, coeficiente de adsorción de carbono orgánico (Koc), coeficiente de partición octanol-agua (Kow) (6).

Otros estudios han reportado que la presencia de plaguicidas en suelos, se relaciona directamente con el contenido de materia orgánica pues a mayor contenido, aumenta la adsorción de los plaguicidasy disminuye su movilidad a través del perfil de este cuerpo natural. En este sentido, cuando existe una fuerte adsorción de los plaguicidas en el suelo, el mecanismo más probable de transporte hacia cuerpos de agua es a través de fenómenos deerosión o escorrentía superficial (7). De igual manera, se ha reportado que si el plaguicida presenta una alta solubilidad en agua y una baja constante de adsorciónlos mecánismos de movilidad hacia aguas se dan a través de escorrentía y/o lixiviación (8).

En la actualidad, el plan de ordenamiento de la cuenca del lago de Tota, se ha convertido en el estudio más relevante relacionado con la zona; en este estudio se determinóla calidad fisicoquímica y microbiológica de las principales corrientes de agua. Aunque es un estudio que reúne bastante información acerca de la región, no incluye la evaluación de residuos de plaguicidas en matrices ambientales (3).

En este contexto, el presente estudio tiene como objetivo realizar una evaluación de la movilidad de plaguicidas hacia el lago de Tota, para lo cual serealizaron encuestas con el fin de identificar los plaguicidas y las prácticas agrícolas que se emplean en la zona; posterior a ellose realizóun monitoreo sobre fuentes de agua que atraviesan los cultivos y paralelamente se evaluaron muestras desedimentos. Finalmente, se aplicóel PesticideImpact Rating Index(PIRI)como herramienta para predecir el riesgo potencial de transporte de los plaguicidas hacia acuíferos en la zona de estudio (9).

2. Materiales y métodos

2.1 Á rea de estudio

El área de estudio se localizóen la vereda Hato Laguna (Municipio de Aquitania, Boyacá, Colombia), ubicada en la cuenca del Lago de Tota.La regiónde estudio se caracteriza por tener cultivos intensivos de cebolla larga (Alliumfistulosum). El monitoreo de plaguicidas en agua y sedimentos serealizóen la corriente "Las Cintas", la cual recorre parte de la vereda Hato Laguna y desemboca en el Lago de Tota(5alizóen 72alizóeO).

El lago de Tota tiene un área de 55,1 km2, con 11,8 km de largo por 6,2 km de ancho y una profundidad media de 60 metros. Se encuentra situado a 3.015 msnm. La temperatura en la cuenca dellago de Tota presenta fuertes fluctuaciones que pueden variar entre 0º C y 22º C. (10).

El lago cuenta con dos regímenes de lluvia: interandino efecto bimodal en la cuenca occidental (730 mm/añ o) y el efecto monomodal en la región noreste (945 mm/añ o), produciendoun periodo de lluvias en los meses de abril a noviembre y una temporada seca de diciembre a marzo (11,12).

2.2 Uso de Plaguicidas

La información del uso de plaguicidas en los cultivos de cebolla larga se recolectópor medio de entrevistas personales con 30 agricultores de la región; a partir de esta información se establecióque la aplicación de plaguicidas en los cultivos de cebolla larga se realiza por medio de aspersiones,con bombas manualesdemezclas de los diferentes principios activos. La frecuencia de fumigación es de cada ocho días en época de lluvia y cada quince días en época seca. Las principales enfermedades que atacan a los cultivos de cebolla son causadas por hongos, por lo que la mayoría de plaguicidas que se aplican son fungicidas. En la tabla 1 se presentan los plaguicidas usados en los cultivos de cebolla, asícomo las cantidades aplicadas y la cantidad de veces que se aplica cada plaguicida al añ o, expresada en porcentaje (% Uso).Esta información permite identificar los plaguicidas que se emplean en mayor dosificación y los plaguicidas que se emplean más frecuentemente en los cultivos de cebolla de laregión de estudio.

2.3 Muestreo de agua y sedimentos

2.3.1 Aguas superficiales

La tabla 2 muestra las fechas de muestreo de aguas superficiales y de sedimentos suspendidos, estos muestreos se dividieron en siete campañ as en el periodo comprendido entre Febrero y Agosto de 2009a lo largo de la corriente "Las Cintas". Esta corriente fue seleccionada pues su caudal recorre zonas densamente cultivadas y sus aguas desembocan directamente al Lago de Tota. El muestreo realizado fue completamente al azar, recolectando una muestra de agua en cada estación de muestreo por cada campañ a.

A lo largo de esta corriente, se establecieron cinco estaciones de muestreo una de ellas ubicada en una zona no intervenidacon cultivos en la cual se encontraba vegetación nativa de la región, ésta se considerócomo muestra de referencia (zona de control). Tres estaciones seubicaron en zonas densamente cultivadas (estaciones 2,3 y 4) y unaestación se ubicóen la desembocadura de la corriente "Las Cintas" al Lago de Tota (estación 5). Adicionalmente, se ubicóotra estación enun canal que recorrepredios cultivados y desemboca directamente en el lago de Tota (estación 6). La figura 1 muestra la localización de cada estación.

Las muestras de agua superficialfueron recolectadas en botellas devidrio ámbarcon capacidad de 4 L,las botellas fueron previamente lavadas con jabón neutro ypurgadascon acetona y agua destilada. Las muestras de agua fueron recolectadas en cada sitio de muestreo por inmersión directade las botellas en contra del flujo de la corriente. Se transportaron inmediatamente al laboratorio donde fueron refrigeradas a 4oC hasta su análisis. El análisis de las muestras se realizópor duplicado.

2.3.2 Parcela de escorrentía.

Para este experimento se empleóel montaje reportado por Martínez (13), para ello se aislóun área de 1 m2, sobre un terreno cultivado con cebolla larga (pendiente 30 grados); por medio de láminas metálicas de dimensionesde 100 cm de largo por 30 cm de alto.Las láminas metálicas que forman las paredes se introdujeron en el suelo a una profundidad de 10 cm sobresaliendo 20 cm por encima del terreno, esto con el fin de aislar el terreno hidrológicamente.

Durante un periodo de 6 meses se recolectaronmuestras de agua y sedimentos provenientes de la escorrentía producida por eventos de lluvia; la cantidad de precipitación total durante el período de muestreo fue de 561,2 L/m2 y la cantidad de muestra recolectada fue de 25 L/m2, la cual se recogiópor medio de un dispositivo que contaba con un tanque cerrado.

Los principios activos aplicados en los cultivos de cebolla donde se encontraba instalada la parcela fueron tebuconazol y difenoconazol y las cantidades totales aplicadas durante el período de muestreo fueron de 6 kg/ha y0,3 kg/ha respectivamente.

2.3.3 Sólidos sedimentables

Enla estación de muestreo 4 se instalóen el fondo de la corriente, un dispositivo para recolección de sólidos sedimentables. El dispositivo utilizado fue reportado por Liess et al (14) y Jergentz (15). El dispositivo consistía en un contenedor de 4 litros que estaba equipado con una entrada y una salida de la corriente de agua, permitiendo que los sedimentos se depositaran en el interior del contenedor. La recolección de estas muestras se realizóen cuatro períodos de 20 días cada uno como se muestra en la tabla 2.

2.3.4 Información pluviométrica

Los datos pluviométricos durante el periodo del estudio fueron suministrados por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM), a través de la estación Corriente Las Cintas (No. 3519001). La Figura 2 muestra que las primeras campañ as de muestreo se realizaron en un periodo de bajas precipitaciones mientras que las otras campañ as se llevaron a cabo en época de alta precipitación.

2.4 Estándares, Reactivos y Soluciones.

Los estándares de plaguicidas empleados en este trabajo fueron obtenidos del Dr. Ehrenstorfer y de Chemservice, cada uno de estos con una pureza superior al 95%. Las soluciones madre fueron preparadas a concentraciones cercanas a 500 µ g/mL en acetato de etilo y fueron almacenadas en frascos ámbar a -20º C. La mezcla de plaguicidas se preparóen acetato de etilo tomando diferentes volúmenes de cada una de las soluciones madre hasta obtenerun rango de concentraciones entre 1,5 µ g/mL y 44 µ g/mL. Esta se almacenóen frascos ámbar a -20 º C.Todos los solventes empleados en este estudio fueron J.T. Baker grado residuos.

2.5 Metodologías de extracción

2.5.1. Extracción de plaguicidas en aguas

Se realizópor medio de una extracción líquido-líquido empleando n-hexano como solvente de extracción. Se tomaron 1000 mL de muestra (previamente filtrada a través de papel de filtro cuantitativo) en una botella de vidrio ámbar de fondo plano, con capacidad de un litro, se adicionaron 10 g de cloruro de sodio y 60 mL de n- hexano. La botella tapada se colocóen agitación magnética durante 30 minutos, luego se realizóla recolecciónde la fase orgánica (16).

La fase orgánica se pasósobresulfato de sodio y se concentróa través de unrotaevaporador a una temperatura de 35 º C y los plaguicidas fuerontransferidos cuantitativamente con acetato de etilo a un balón aforado de 1 mL.

Muestras de agua potable fueron fortificadas para los experimentos de recuperación en un rango de concentraciones de 0,05μ g/mL a 2,30 μ g/mL. Los porcentajes de recuperación(%R) se encontraron entre el 76%-106% y los coeficientes de variación (%CV) entre el 3%-13% respectivamente. Estos datos cumplen con lo establecidopor USEPA (%R: 70-130% y CV< 30%) (17).

2.5.2 Extracción de plaguicidas en sedimentos

Se empleóuna extracción fraccionada con acetato de etilo y metanol asistida con ultrasonido (18). La exactitud de la metodología fue evaluada por medio de muestras fortificadas. (%R entre el 70% y 120% y %CV< 20%).

La extracción de las muestras se realizópesando 5 g de sedimento los cuales fueron agitados con 30 mL de acetato de etilo durante 30 minutos en un bañ o ultrasonido, luego fueron centrifugados y filtrados a través de sulfato de sodio anhidro, tomando 15 mL de la fracción orgánica. Posterior a esto, se realizóuna segunda extracción con 30 mL de metanol. Se combinaron los extractos de acetato de etilo y metanol y fueron concentrados en un evaporador rotatorio a 35° C hasta 1mL. El extracto fue secado en corriente de nitrógeno y el residuo se disolvióen 2 mL de acetato de etilo para inyectarlo en el cromatógrafo de gases.

Los límites de detección y de cuantificación se establecieron de acuerdo al método propuesto por la US EPA (19). La calibración se realizóen extractos blanco de agua potable. La Tabla 3 muestra los porcentajes de recuperación, los límites de detección (LD) y los límites de cuantificación (LC) determinados para los plaguicidas estudiados en agua y en sedimentos.

Se utilizóPCB 104(2,2',4,6,6' -pentaclorobifenil) y TPP (trifenil fosfato) como compuestos subrrogados para controlar el desempeñ o de las metodologías analíticas, evaluando los porcentajes de recuperación de dichos compuestos en cada una de las muestras.

2.5.3 Análisis instrumental y confirmación

La identificación y cuantificaciónde los plaguicidas se realizópor cromatografía de gases en un equipo HP6890 plus con inyector automático 7683 Agilent Technologies® (Palo Alto, CA, EUA). Se utilizaron dos detectores en paralelo uno demicrocaptura electrónica (µ ECD) y el otro un detector de nitrógeno-fósforo (NPD). Las condiciones de operación fueron previamente reportadas por Ahumada, et al. (20).

Las muestras en las que se encontraron plaguicidas se confirmaron por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (CG/EM), utilizando un cromatógrafo de gases 7890 A de Agilent Technologies ® (Palo Alto, CA, EUA) y un detector selectivo de masas 5975 C, cuyas condiciones fueron reportadas previamente (21).

Este cromatógrafo contaba con un inyector de temperatura programada, lo que permitióinyectar volúmenes superiores a los convencionales y alcanzar menores límites de detección que los alcanzados con el equipo que se realizóla identificación inicial de los plaguicidas. La confirmación se realizóempleando los parámetros de calidad propuestos por la unión Europea, para lo cual se monitorearon mínimo 3 iones por compuesto en modo SIM (22).

2.6 Potencial de movilidadde los plaguicidas hacia aguas superficiales

El potencial demovilidad de los plaguicidas en estudio hacia aguas superficiales, se estableciópor medio del "PesticideImpact Rating Index (PIRI)". Para esta evaluación, el índice considera las diferentes características ambientales de la región de estudio tales como el tipo de suelo, contenido de materia orgánica del suelo, pendiente del terreno, temperatura de la zona e información pluviométrica. A diferencia de otros índices ambientales el índice también considera lasdiferentes zonas dentro del perfil del suelo, los cambios en el contenido de carbono orgánico, densidad de la población microbiana y decrecimiento de la actividad microbiológica con respecto al perfil del suelo (23).

La evaluación de movilidad de los plaguicidas se realizóen dos parcelas cultivadas con cebolla larga que presentaban características geográficas diferentes. Uno de ellas se encontraba ubicada en un terreno con pendiente deaproximadamente30°, adyacente a la corriente "Las Cintas", y la otraestaba ubicada en un terreno planoa orillas del Lago de Tota. La tabla 4 muestra los parámetros característicos de cada parcela.

3. Resultados y discusión

3.1 Plaguicidas en aguas superficiales

La Tabla 5 muestra los resultados encontrados en las muestras de aguas superficiales, la mayoría de las muestras presentaron concentraciones por debajo del límite de cuantificación. Los resultados reportados como< LC indican la presencia del plaguicida en las muestras, las cuales fueron confirmadas por CG/EM. En sólo dos muestras las concentraciones encontradas estuvieron por encima del límite de cuantificación de la metodología, estas corresponden a las muestras 4 y 5 de la campañ a de muestreo 7. El plaguicida malatión se encontróen el 16,7%, difenoconazol en 14,2%, tebuconazol en 4,8% y clorotalonilo en 4,8% de las muestras analizadas.

La frecuencia de detección de malatión en las muestras puede deberse a las propiedades fisicoquímicas del agua de la corriente las cintas, ya que se encontróun pH entre 6,2 y 6,8,lo cual favorece la estabilidad de este plaguicida, pues se ha reportado que la cinética de hidrólisis de malatión es mayor en medio alcalino. Adicionalmente, al observar la Tabla 1, se encuentra que esta molécula es de los plaguicidas que más se usan en la región, lo cual aumenta su probabilidad de detección.

Estos resultados correlacionan satisfactoriamente con lo reportado en estudios similares, en los cuales se ha encontrado en repetidas ocasiones la presencia de este compuesto en aguas superficiales (24-27). De acuerdo a la USEPA, concentraciones de malatión por debajo de 0,1 g/L, no presentan toxicidad para la vida acuática de la región (28).

Respecto a la detección declorotalonilo, se encuentra que al igual que el malatión las condiciones ambientales favorecen la estabilidad del compuesto, pues para este plaguicidase ha reportado un tiempo de vida media por hidrólisis de 31 días a un pH 9, asícomo una descomposición por fotólisis de 65 días (29). Por otro lado, la movilidad de éste plaguicida hacia el agua puede deberse a fenómenos de escorrentía, pues su constante de adsorción es relativamente alta (300-7000 mL/g) (30). De igual manera que lo reportado para el malatión, la presencia de clorotalonilo en aguas superficiales se ha encontrado frecuentemente (31).

Como se observa en la Tabla 5, la detección de compuestos de la familia de los azoles ( difenoconazol y tebuconazol) fue la más alta respecto a las demás familias de plaguicidas; la presencia de estos compuestos en agua puede obedecer a diferentes mecanismos de transporte, aunque debido a sus altas capacidades de adsorción en el suelo (Koc992 L/kgy 3760 L/kg, respectivamente)(29) se cree que la erosión hídrica superficial puede arrastrar las partículas de suelo en las que se encuentran adsorbidos estos plaguicidas y de esta manera estos compuestos puedenllegar hasta las corrientes de agua superficial (32).Cabe resaltar en la tabla 1 que las dosis utilizadas para tebuconazol son de las más altas respecto a los demás plaguicidas utilizados.

La Figura 2 muestra que durante el período de muestreo se observaron precipitaciones intensas, las cuales pueden causarla erosión de los terrenos produciendo el arrastre de las partículas del suelo hacia los canales de agua y por tanto aumentando la escorrentía. Dado que los plaguicidas se encuentran adsorbidos a las partículas del suelo estos se transportan hacia aguas superficiales presentando sedimentación y posteriorresuspensión de las partículas en el agua. Este hecho ha sido evidenciado por Schaffer y Schriever quienes encontrarontebuconazolen aguas superficiales y en aguas de escorrentía respectivamente (33,34).

3.2. Parcela de escorrentía

Con el propósitode evaluar de una manera más adecuada el movimiento de los plaguicidas que se aplican en el cultivo de cebolla hacia el lago de Tota, se llevóa cabo un experimento que buscaba estimar la cantidad de plaguicida que es transportado por escorrentía superficial (producida por eventos de lluvia), en un área y período de tiempo establecidos, una vez los plaguicidas son aplicados.

Para realizar este estudio, se escogieron los plaguicidas tebuconazol y difenoconazol, los cuales como se observa en la Tabla 5 fueron frecuentemente detectados y que además se ha reportado que su movilidad hacia cuerpos de agua se produce principalmente por este mecanismo de transporte (32). Los análisis de las muestras, sobre los sólidos sedimentables y el agua recolectada indicaron que tebuconazol y difenoconazol se encontraban a una concentración de 4800 ng/L y330 ng/L, respectivamente. En sólidos suspendidos tebuconazol se encontróa unaconcentración de 6,3 mg/kg y difenoconazol a una concentración de 7,3 mg/kg.

De otra parte, se calculóla fracciónde compuesto que se transportóa través de fenómenos de escorrentía o erosión (porcentaje pérdida) para cada uno de los plaguicidas, lo cual se realizóa través de los resultados obtenidos de los análisis de sólidos suspendidos y del agua recolectada, asícomo de la cantidad de plaguicida aplicada en la parcela que se diseñ ó(ver sección 2.3.2 ). La Tabla 6, muestra los resultados del cálculo de esta pérdida de plaguicidas por fenómenos de escorrentía.Se puede observar que las pérdidas son similares en agua y sedimentos para tebuconazol, mientras que para difenoconazol se presentanmayores pérdidas ensedimentos. Este hecho se atribuye a la mayor solubilidad del tebuconazol en agua y al mayor valor de la constante de adsorción (Koc) del difenoconazol (3760 L/ kg) respecto a la del tebuconazol (992 L/ kg).

A pesar de que la cantidad de tebuconazol aplicada (1kg/ha), a la parcela cultivada, esmayor que la cantidad de difenoconazol (0,05 kg/ha); se presenta una mayor pérdida por escorrentía para este último, donde éstas pérdidas se encuentran asociadas a sedimentos, por lo que es posible establecer que la erosión hídrica del terreno es un factor influyente para el transporte de difenoconazol hacia aguas superficiales. Algunos autores han reportado un máximo de pérdidas del 2% para plaguicidas debidas a fenómenos de escorrentía (13).

3.3. Plaguicidas encontrados en sólidos sedimentables en la corriente las cintas

La tabla 7 muestra los resultados de las muestras de sólidos sedimentables tomadas en la corriente "las cintas"; en esta tabla se observa que se determinóla presencia de malatión y clorotalonilo.

La presencia de malatión en sedimentos ha sido reportada por otros autores en sistemas hídricos de características similares, en estos estudios se encontraron concentraciones entre 0,8 g/kg y 36 kg (35,36). Por otro lado, Varca et al. reportaron que en Laguna de Bay (Filipinas),elmalatión se transporta desde el lugar de aplicación a cuerpos de aguaa través de sedimentos detamañ o de partículas< 1,2um (37).

De esta manera, al observar los resultados presentados en la Tabla 7, se encuentra que las concentracionesencontradas en el presente estudio, son superiores a lo reportado en literatura, por lo que es probable que el malatión se adsorba a los sólidos suspendidos del agua, a través de interacciones lipofílicas con la materia orgánica. Por lo tanto, el malatión podría moverse hacia aguas superficiales por medio de la adsorción a los sedimentos. El potencial de los sedimentos para adsorber contaminantes orgánicos ha sidodemostrado por varios investigadores (38,39). La preferencia de los contaminantes por los sedimentos en suspensión se debe a la gran área superficial que estos presentan y al contenido de carbono orgánico.

Debido a su relativamente alta constante de adsorción (850 L/kg), la presencia de clorotalonilo en sólidos sedimentables era de esperarse pues esta propiedad le permite al plaguicida adsorberse al material particulado que proviene de la erosión del suelo yquellega a aguas superficiales para finalmente depositarse a manera de sólidos suspendidos.

3.4 Potencial de movilidad de los plaguicidas hacia aguas superficiales

Se determinóel potencial de movilidad de los plaguicidas encontrados en la corriente "Las Cintas" hacia aguas superficiales por medio del índice PIRI.

Se encontróque tebuconazol, clorotalonilo ymalatión presentan un muy alto riesgo de movilidad hacia aguas superficiales, mientras que el riesgopara difenoconazol es alto; esto indica que dependiendo de las condiciones ambientales y lasaplicaciones de los principios activos que se realizan en la zona de estudio, se presenta una alta probabilidad de encontrarestos compuestos en aguas superficiales. Lo anterior coincidecon las determinaciones analíticas realizadas en las muestras de agua superficial de la corriente "Las Cintas".De esta manera, se evidencia la residualidad de estos compuestosenaguas superficiales de la cuenca del Lago de Tota.

Conclusiones

Se encontróla presencia de los plaguicidas malatión, difenoconazol, tebuconazol y clorotalonilo en aguas superficiales de la cuenca del Lago de Tota, en la mayoría de las muestras analizadas las concentraciones se encontraron por debajo del límite de cuantificación. A pesar de las bajas concentracionesde los plaguicidas encontrados en aguas superficiales, el flujopermanente de la corriente hacia el lago puede arrastrar cantidades de plaguicidas que serían representativas en los sedimentos del lago.

El transporte de difenoconazol y tebuconazolhacia aguas superficiales se podría explicar por el arrastre departículas de sueloy porla erosión de los terrenos ya que estos plaguicidas se retienen en las partículas del suelo debido al alto valor de la constante de adsorción (Koc) y a su baja solubilidad en agua.

Agradecimientos

Agradecemos al Laboratorio de Suelos del Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, por su asesoría y al apoyo de la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA).

Referencias

1. Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). Colombia. 2014. Disponible en: http://www.dane.gov.co/index.php/comercio-exterior/exportaciones. [Consultado en marzo de 2014]         [ Links ]

2. Instituto Colombiano Agropecuario (ICA). Colombia. 2014. Disponible en: http://www.ica.gov.co/getdoc/1908eb2c-254f-44de-8e21-c322cc2a7e91/Estadisticas.aspx. [Consultado en abril de 2014]         [ Links ]

3. Martínez, H. (2006). Plan de Ordenación y Manejo de la Cuenca del Lago de Tota, Corpoboyacá -Pontificia Universidad Javeriana, Ed. JAVEGRAF, Bogotá. p. 126-150.         [ Links ]

4. Primer Censo del Cultivo de Cebolla Larga. Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE), Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. 2001. Disponible en: http://www.dane.gov.co/files/investigaciones/agropecuario/ena/Cebolla_Boyaca_Reg_Laguna_Tota.pdf. [Consultado marzo de 2014]         [ Links ].

5. La cebolla de rama (Alliumfistulosum) y su cultivo. Corpoica y asohorfrucol. Colombia 2004. Disponible en: http://www.corpoica.org.co/SitioWeb/Archivos/Publicaciones/LacebolladeramaAlliumfistulosumysucultivo.pdf. [Consultado marzo de 2014]         [ Links ]

6. Manahan, S.E.; Science Technology and Chemistry- Environmental Chemistry, C.P. LLC: Boca Ratón, 2000.         [ Links ]

7. Holvoet, K.M.; Seuntjens, P.; Vanrolleghem, P.A. (2007). Monitoring and modeling pesticide fate in surface waters at the catchment scale. Ecol.Model. 209: 53-64.         [ Links ]

8. Schlotz, T.F. (2006). Modelling of the long term fate of pesticides residues in agricultural soils and their surfaces exchange with the atmosphere. Sci. total environ. 368:823-838.         [ Links ]

9. Kookana, R.S.; Miller, R.B. (2005). Pesticide impact rating index- a pesticide risk indicator for water quality. Water Air Soil Poll.5:45-65.         [ Links ]

10. Cañón, J.E.; Rodríguez, C.O.Balance Hídrico del Lago de Tota, XV Seminario nacional de agua e hidrología. Universidad Nacional de Colombia- Sociedad Colombiana de Ingenieros, Bogotá, 2002.         [ Links ]

11. González, A.D.; Aranguren, N.J.; Gaviria, S. (2008). Cambios en la estructura de la población de Boeckella gracilis en el plancton del lago de Tota, Boyacá, Colombia. Acta biol.Colomb. 13:61-71.         [ Links ]

12. Cordero, R.D.; Ruiz, J.E.; Vargas E.F. (2005). Spatialtemporal determination of phosphorous concentration in lake of Tota. Rev. Colomb.Quim. 34: 211-218.         [ Links ]

13. Martínez-Cordón, M.J. Comportamiento de herbicidas en suelos de Olivar: Simazina y Terbutilazina. Ph. D. Tesis, Universidad de Córdoba. Departamento de Química Agrícola y Edafología. Córdoba, 2005.         [ Links ]

14. Liess, M.; Schulz, R.; Liess, M.H.D.; Brother, B.; Kreuzig, R. (1999). Determination of insecticide contamination in agricultural headwater streams. Water Res. 33: 239-247.         [ Links ]

15. Jergentz, S.; Training workshop on environmental toxicology FAO/IAEA, in Field sampling. Vienna, 2007.         [ Links ]

16. International Atomic Energy Agency (IAEA). Training workshop on methodologies for the extraction pesticides. Vienna, 2007.         [ Links ]

17. Environmental Protective Agency. United Sates. 2013. Disponible en: http://www.epa.gov/ogwdw/methods/pdfs/methods/met527.pdf. [Consultado marzo de 2014]         [ Links ].

18. Mojica A., Guerrero J.A. Extraction procedure for pesticide analysis in soil. 2nd Latin American Pesticide Residue Workshop. Food and Environment. Santa Fe, Argentina. 2009.         [ Links ]

19. Corley, J. In Handbook of residue analytical methods for agrochemicals; Lee, P., Ed.; Wiley & Sons: England, 2003, p.352.         [ Links ]

20. Ahumada D.; Guerrero, J. (2010). Estudio del efecto matriz en el análisis de plaguicidas por cromatografía de gases. Vitae. 17(1): 51-58.         [ Links ]

21. Ahumada D.; Guerrero, J. (2010). Optimización del inyector de temperatura programada en el análisis de residuos de plaguicidas mediante el método simplex. Rev. Colomb. Quim. 39(2): 221-236.         [ Links ]

22. SANCO 10684. Method validation and quality control procedures for pesticide residues analysis in food and feed. 2009. Disponible en: http://www.crl-pesticides.eu/library/docs/allcrl/AqcGuidance_Sanco_2009_10684.pdf [Consultado en Marzo de 2014]         [ Links ].

23. Kookana, R.S., Miller, R.B. (2005). Pesticide impact rating index- a pesticide risk indicator for water quality. Water Air Soil Poll.5: 45-65.         [ Links ]

24. Vryzas, Z.; Vassiliou, G.; Alexoudis, C.; Papadopoulou-Mourkidou, E. (2009). Spatial and temporal distribution of pesticide residues in surface waters in northeastern Greece. Water Res.43:1-10.         [ Links ]

25. Sujatha, C. H.; Nair, S. M. (1999). Determination and distribution of endosulfan and malathion in an Indian estuary. Water Res.33:109-114.         [ Links ]

26. Abdel-Halim, K. Y.; Salama, A. K.; El-khateeb, E. N.; Bakry, N. M. (2006). Organophosphorus pollutants (OPP) in aquatic environment at Damietta Governorate, Egypt: Implications for monitoring and biomarker response. Chemosphere. 63:1491-1498.         [ Links ]

27. Kuster, M.; López de Alda, M. J.; Barata, C.; Raldúa, D.; Barceló, D. (2008). Analysis of 17 polar to semi-polar pesticides in the Ebro river delta during the main growing season of rice by automated on-line solid-phase extraction-liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Talanta. 75:390-401.         [ Links ]

28. Environmental Protective Agency. United States. 2013. Disponible en: http://water.epa.gov/scitech/swguidance/standards/current/index.cfm#nonpriority. [Consultado marzo de 2014]         [ Links ].

29. University of Hertfordshire. 2011. Disponible en: http://sitem.herts.ac.uk/aeru/ppdb/en/index.htm [Consultado marzo de 2014]         [ Links ].

30. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Colombia. 2013. http://www.minambiente.gov.co/documentos/res_0806_290410.pdf. [Consultado el 15 de febrero de 2013]         [ Links ].

31. Chaves, A.; Shea, D.; Cope, W. G. (2007). Environmentalfate of chlorothalonil in a Costa Rica banana plantation. Chemosphere. 69:1166-1174.         [ Links ]

32. Martínez-Cordón, M.J.; Guerrero, J.A.; Mosquera, C.S. (2010).14C tebuconazole degradation in Colombian soils. Commun. Agric. Appl. Biol. Sci. 75: 173-81.         [ Links ]

33. Schäfer, R. B. P.; Vrana, B.; Mueller, R.; Liess, M.(2008). Performance of the Chemcatcher passive sampler when used to monitor 10 polar and semi-polar pesticides in 16 Central European streams, and comparison with two other sampling methods. Water Res. 4: 2707-2717.         [ Links ]

34. Schriever, C. A.; Von Der Ohe, P. C.; Liess, M. (2007). Estimating pesticide runoff in small streams. Chemosphere. 68:2161-2171.         [ Links ]

35. Sapozhnikova, Y.; Bawardi, O.; Schlenk D. (2004). Pesticides and PCBs in sediments and fish from the Salton Sea, California, USA. Chemosphere. 6:797-809.         [ Links ]

36. Long, J.L.A.; Parker, A.; Rae, J.E. (1998). Micro-organic compounds associated with sediments in the Humber rivers. Sci. Total Environ. 210: 229-253.         [ Links ]

37. Varca, L.M. (2012). Pesticide residues in surface waters of Pagsanjan-Lumban catchment of laguna de Bay, Philippines. Agr. Water Manage. 106: 35-40.         [ Links ]

38. Katagi T. (2006). Behavior of pesticides in water-sediments systems. Rev. Environ. Contam.Toxicol. 187:133-251.         [ Links ]

39. Avnimelech, Y.; Mc Henry. J.R. (1984). Enrichment of transported sediments with organic carbon, nutrients and clay. Soil Sci. Soc.Am.J. 48: 259-266.         [ Links ]