INQUISUR   21779
INSTITUTO DE QUIMICA DEL SUR
Unidad Ejecutora - UE
artículos
Título:
Interacción de Pesticidas con los Componentes Orgánicos e Inorgánicos del Suelo
Autor/es:
M. BRIGANTE
Revista:
Industria y Química
Editorial:
ASOCIACIÓN QUÍMICA ARGENTINA
Referencias:
Lugar: Buenos Aires; Año: 2014 vol. 366 p. 23 - 24
ISSN:
0368-0819
Resumen:
Esta tesis pretendió, a través de una serie de estudios y análisis tanto en situaciones de equilibrio como en condiciones dinámicas, adquirir nueva información sobre la interacción de diferentes pesticidas con los componentes orgánicos e inorgánicos del suelo. Estos estudios tuvieron como fin aportar datos concretos que permitan plantear una solución al problema de la contaminación ambiental por el uso desmedido de agroquímicos, y porque no, trasladarlo hacia otros contaminantes. Es claro que los componentes del suelo como las partículas minerales y materia orgánica afectan el comportamiento y movilidad de los pesticidas en el ambiente. Sin embargo, los estudios llevados a cabo en este trabajo muestran que el efecto contrario también ocurre, y que los pesticidas pueden afectar la movilidad de los materiales del suelo, tal como es el caso de los ácidos húmicos en estado sólido. A partir de estudios cinéticos se pudo determinar que la velocidad de disolución de partículas de ácido húmico, además de ser fuertemente dependiente del pH, es dependiente del tipo y carga eléctrica del herbicida que entra en contacto con ellas. Por un lado, los herbicidas aniónicos tales como el 2,4-D o el glifosato producen un marcado aumento en la velocidad de disolución, ya que al adsorberse sobre la superficie de las partículas son capaces de debilitar las fuerzas atractivas que mantienen unidas a las moléculas de ácido húmico en la fase sólida y/o complejarse 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 neutros y alcalinos. Esto es debido a que este herbicida catiónico es capaz de adsorberse rápidamente en la superficie de las partículas disminuyendo la repulsión electrostática entre las moléculas de ácido húmico o de actuar como puente entre grupos funcionales de dos moléculas adyacentes aumentando las fuerzas atractivas entre ellas. A pH menores a 7, en cambio, el paraquat favorece la disolución de estas partículas, posiblemente debido a una interacción hidrofóbica con las moléculas superficiales del húmico, tal como sucede en el caso de los ácidos carboxílicos. Es importante remarcar la gran importancia que poseen los cationes metálicos en la cinética de disolución de las sustancias húmicas. Al parecer, son las impurezas metálicas (principalmente cationes como Ca(II), Fe(III), y Al(III)) las que mantienen estables los agregados y partículas de sustancias húmicas. Cualquier pesticida aniónico con grupos de capacidad complejante en su molécula es en principio capaz de remover esos cationes y promover una rápida disolución de las partículas de esas sustancias. Cualquier pesticida catiónico, por el contrario, sería capaz de mimetizar el efecto de los cationes inorgánicos, aumentando la estabilidad de los agregados y partículas de sustancias húmicas, disminuyendo su velocidad de disolución. Los resultados muestran que todos los pesticidas involucrados interactúan con las moléculas de los ácidos húmicos, y esta interacción afecta su movilidad por los cursos de agua superficiales y acuíferos. Queda, sin embargo, un aspecto importante que todavía necesita ser investigado. La agregación o precipitación de estos materiales húmicos podría atrapar pesticidas u otros contaminantes dentro de los agregados o dentro de la estructura sólida protegiéndolos, por ejemplo, de la degradación. En ciertas condiciones (altos pH, bajas fuerzas iónicas), los agregados podrían abrir su estructura, o las partículas sólidas de sustancias húmicas podrían disolverse liberando al contaminante. Estos procesos pueden tener también un gran impacto ambiental, aunque su estudio no ha sido documentado hasta el presente en la literatura científica. Los resultados obtenidos en esta tesis serán, por lo tanto, de gran ayuda para comenzar a estudiarlos en los próximos años. La adsorción es uno de los procesos de desactivación de pesticidas más importantes, y depende fuertemente de las propiedades del pesticida y de la naturaleza del adsorbente. Tal como fue descrito en este trabajo, no se detectó una adsorción apreciable del paraquat en goethita, debido casi seguramente a la repulsión electrostática que existe entre el herbicida catiónico y la superficie del óxido, la cual está cargada positivamente en condiciones naturales. Sin embargo, la presencia de ácidos húmicos previamente adsorbidos sobre la superficie de la goethita indujo la adsorción del paraquat, debido principalmente a la interacción directa entre el herbicida y los grupos funcionales cargados negativamente del ácido húmico. La implementación de la técnica de electroforesis capilar fue relevante en ese sentido. Estos estudios son de gran importancia desde el punto de vista ambiental, ya que en suelos con bajo contenido en arcillas la presencia de materia orgánica actuaría como un buen promotor de la adsorción para esta clase de herbicidas. Esto favorecería no solo a la desactivación del herbicida, sino que también disminuiría la lixiviación y el transporte a través de las napas subterráneas. Las arcillas, además, no sólo actuarían como buenas adsorbentes de pesticidas (u otros contaminantes) catiónicos, sino también de otros pesticidas como el metsulfurón metil, que no posee cargas eléctricas a pH ácidos. Se observó a pH 3 una fuerte adsorción del herbicida en Na- y Fe-montmorillonita y se demostró que el herbicida adsorbido no se degrada (o se degrada muy lentamente). Esta desactivación en la degradación aumentó significativamente con la concentración de arcilla y disminuyó con el pH. Los resultados obtenidos mediante espectroscopia UV-visible permitieron además determinar que las arcillas utilizadas en este trabajo 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. Finalmente, los resultados obtenidos en cada uno de los procesos estudiados fueron ajustados mediante modelos teóricos. Si bien estos modelos fueron implementados como una primera aproximación, describen razonablemente bien el comportamiento de disolución, adsorción y degradación tanto de los herbicidas como de los sólidos utilizados. Resumen de la Tesis Doctoral, galardonada con el "Premio Dr. Arata 2011", en el área de Toxicología y publicada en la mencionada revista.