plaguicidas organoclorados en agua residual

8/18/2019 Plaguicidas Organoclorados en Agua Residual

1/6

AGROFAZ 67

PLAGUICIDAS ORGANOCLORADOS EN AGUA RESIDUAL SOMETIDAA UN PROCESO DE DILUCIÓN AL MEZCLARSE CON FUENTES

ALTERNATIVAS DE ABASTECIMIENTO

Organochlorine Pesticides in Wastewater Process Subject to Dilution to Mixed with

Alternative Sources of Supply

Miguel Palomo-Rodríguez1, Antonio Anaya Salgado1, Miguel Rivera González2,

Juan Guillermo Martínez Rodríguez1 y Arturo Reyes González1

1Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Campo

Experimental La Laguna. Blvd. José Santos Valdez No. 1200, Matamoros, Coahuila, México.

e-mail: [email protected] 2Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Relación Agua Suelo Planta Atmósfera. Km

6+500 margen derecha Canal Sacramento, Gómez Palacio, Durango, México.

RESUMEN

La investigación tuvo como objetivos, caracterizar la presen-

cia de plaguicidas organoclorados en el agua residual y valorar

el proceso de dilución que registran los plaguicidas al mezclar

el agua residual con agua del Río Bravo/Grande y bombeo

profundo, así como establecer evidencias de que existe una

continuidad decreciente en las concentraciones de plaguicidas

por efecto de dilución del agua residual mezclada. El estudio

se realizó en Valle de Juárez Chihuahua (México), donde se

colectaron muestras de agua residual (Loma Blanca) y residual

mezclada en cinco localidades (San Isidro, Tres Jacales, Gua-

dalupe, Praxedis G. Gro., y San José de Paredes). Se utilizó un

cromatógrafo de gases en extracción liquido-liquido mediante

columna capilar y detector de captura de electrones. Se en-

contró como evento aleatorio a 44-DDT, 44-DDE, Metoxicloro

y aldrín en agua residual cruda. Solamente 44-DDT manies-

ta presencia en cuatro localidades para un evento aleatorio en

todos los sitios de muestreo donde ocurre el proceso de dilu-

ción. El parámetro 44-DDE maniesta presencia en un evento

aleatorio o muestreo para Loma Blanca y hasta Guadalupe D.

B. Se encontró un comportamiento similar en la frecuencia re-

lativa de muestras para los parámetros a BHC, b BHC, BHC

y d BHC en agua residual cruda y residual mezclada, donde se

registra una continuidad decreciente en el proceso de dilución aconcentraciones < 6.000 ppb con un coeciente de correlación

altamente signicativo. Para los parámetros a BHC, b BHC,

BHC y d BHC en concentraciones < 0.006 ppb de agua resi-

dual cruda y residual mezclada, se presenta una continuidad

creciente desde Loma Blanca hasta Praxedis G. Guerrero.

Palabras clave: Contaminación, Calidad de gua

SUMMARY

The objectives of this research were to characterize the pre-

sence of organochlorine pesticides in the wastewater and eva-

luate the process of dilution registered by pesticides when was-

tewater is mixed with water from the Rio Bravo / Grande and

deep pumping, and establish evidence that there is a decreasing

continuity of pesticide concentrations by dilution effect of mixed

wastewater. The study was conducted in Juarez Valley, Chihu-

ahua (Mexico). Samples were collected from wastewater (Loma

Blanca) and mixed waste in ve locations (San Isidro, Tres Ja

cales, Guadalupe, Praxedis G. Guerrero, and San Jose de Pa

redes). A gas chromatograph was used in liquid-liquid extraction

using a capillary column and an electron capture detector. It was

found as random events 44-DDT, 44-DDE, methoxychlor and al-

drin in raw wastewater. Only 44-DDT manifest presence in fou

locations for a random event in all sampling sites where dilution

process occurs. The 44-DDE parameter manifest presence in a

random event or sampling for Loma Blanca and to Guadalupe

D. B. Similar behavior was found in the relative frequency o

samples for the parameters a BHC, b BHC, BHC and d BHC

in raw wastewater and mixed waste, where there is a continui-

ty decreasing process in the dilution at concentrations


2/6

AGROFAZ

AGROFAZ VOLUMEN 13 NÚMERO 1 2013

68

deseadas que causan perjuicio o que intereren con la produc-

ción agropecuaria y forestal (US-EPA, 2010). Los plaguicidas

llegan a cuerpos de agua por escurrimiento, inltración y ero-

sión de los suelos, en lugares donde se han aplicado. También

pueden movilizarse por transporte tanto atmosférico como por

escurrimiento durante lluvias o riego agrícola y, de esta manera,

transportarse hacia cuerpos de agua, tanto superciales como

subterráneos hasta contaminar agua y sedimentos (Ongley,

1996).

La mayoría de los insecticidas están hechos para seleccio-

nar ciertos organismos y todos intervienen en el bloqueo de

algunos procesos metabólicos, donde los cuatro grupos más

importantes son los organoclorados, organofosforados, carba-

matos y piretroides (Ponce et al., 2006). Los insecticidas orga-

noclorados son altamente estables, característica que los hace

valiosos por su acción residual contra insectos y a la vez peli-

grosos debido a su prolongado almacenamiento en la grasa de

mamíferos; el grupo organoclorados se dividen en tres grupos

desde el punto de vista del mecanismo de resistencia, que son:

a) DDT y sus derivados, b) grupo del benceno y c) grupo deciclodienos.

Dentro del grupo organoclorados se encuentran compues-

tos importantes como el DDT, BHC/HCH, lindano, heptaclo-

ro, clordano y aldrín y dieldrín entre otros (Jiménez-Cisneros,

2001); estos compuestos fueron utilizados para provocar una

revolución en el combate de los insectos, por su amplio inter-

valo o espectro de acción y su bajo costo, donde sus residuos

son de gran persistencia en el ambiente. Los planteamientos

de Usma-Ríos et al. (2008), destacan que el uso de los pesti-

cidas organoclorados está prohibido en el mundo, sin embargo

debido a su persistencia en el ambiente y poca degradabilidad,

hacen que estos se bioacumulen en los auentes hídricos porperiodos mayores a diez años, mostrando así como los plagui-

cidas organoclorados son una amenaza persistente al medio

ambiente.

En Valle de Juárez, Chihuahua es una zona eminentemente

agrícola, con fuerte actividad pecuaria, donde por varias dé-

cadas se han utilizado tres fuentes de abastecimiento para el

riego de los cultivos, dentro del Distrito de Riego 009 (DR-009),

las cuales son por su importancia: 1) agua del Río Bravo/Río

Grande, procedente del Tratado Internacional entre México y

Estados Unidos, que representa el 41.3 por ciento del volumen

total; 2) agua residual generada en Ciudad Juárez representa

el 35.7 por ciento y nalmente, 3) agua de bombeo del acuíferosomero aluvión del río grande, que es de naturaleza altamen-

te salina y que representa el 23 por ciento del volumen total

(Palomo-Rodríguez, 2005).

En la misma zona indicada, el agua residual se mezcla con

agua del Río Bravo/Río Grande a la altura de Loma Blanca y

aguas abajo, se incorporan progresivamente diversos pozos de

bombeo a lo largo del DR-009, lo que conere un proceso de

dilución del agua residual; en el proceso de mezclado se pre-

senta una dilución de contaminantes, manifestada como una

continuidad decreciente para la concentración de DBO-DQO

fenoles, coliformes fecales y coliformes totales (Palomo-Ro-

dríguez y Figueroa, 2005 y 2006); esta continuidad asocia de

manera signicativa, los valores de semivarianza con distancia

para los parámetros indicados en lo que es el modelaje geoes-

tadístico. De igual manera la carga nutrimental y presencia de

metales pesados-metaloides ofrece una continuidad decrecien-

te para amortiguar o disminuir la concentración de parámetros

involucrados en el proceso de dilución.

En esta zona agropecuaria se ha utilizado por varias dé-

cadas y de manera intensiva pesticidas que han favorecido e

desarrollo tecnológico de diversos cultivos; algunos de ellos

pueden permanecer en concentraciones traza, debido a su

persistencia; por otro lado el uso de plaguicidas urbanos, pue-

den implicar un riesgo, sobre todo si se utilizan de manera in

adecuada o cuando los excedentes son arrojados al inodoro

fregadero o sanitarios en general, ya que inevitablemente se

contaminará el agua residual que uye por los sistemas de al

cantarillado.

De acurdo con lo expuesto por la Agencia de Protección

de los Estados Unidos (US-EPA, 2012), los pesticidas pueden

interferir en las operaciones del sistema de tratamiento de las

aguas residuales o contaminar otras fuentes de agua y la pre-

ocupación se reere a que muchos sistemas municipales no

están equipados para eliminar residuos de pesticidas. Por lo

anterior en el presente estudio se plantearon los siguientes ob

jetivos: a) caracterizar la presencia de plaguicidas organoclora

dos en el agua residual y b) valorar el proceso de dilución que

registran los plaguicidas al mezclar el agua residual con agua

del Río Bravo/Grande, así como bombeo profundo y nalmen

te, c) establecer evidencias de que existe una continuidad decreciente en las concentraciones de plaguicidas por efecto de

dilución del agua residual mezclada.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se desarrolló en Valle de Juárez, localizado

al norte del Estado de Chihuahua y ubicado entre los meri

dianos 105° 30’ y 106° 30’ de longitud oeste y los paralelos

30° 56’ y 31° 45’ de latitud norte; el estudio fue involucrado

dentro del proyecto “Contaminación en la agricultura del Valle

de Juárez por el uso de agua residual” mediante el nancia

miento de CONACYT y donde se involucraron los campos de

contaminación sobre sicoquímicos, metales pesados y metaloides, microbiológico y compuestos orgánicos en las modalida

des de volátiles aromáticos y plaguicidas organoclorados; es-

tos campos de contaminación fueron para agua residual cruda

agua del Río Bravo/Grande, pozos de bombeo profundo, agua

residual mezclada, así como drenes agrícolas y agua freática

somera.

En el estudio fueron colectadas muestras por duplicado

para agua residual cruda en la localidad Loma Branca (km 17)


3/6

AGROFAZ

EXPLOTACIONRACIONAL Y MONITOREODEECOSISTEMAS

69

así como agua residual-mezclada en cinco localidades, que

corresponden para San Isidro (km 26), Tres Jacales (km 39),

Guadalupe (km 48), Praxedis (km 60) y San José de Paredes

(km 74). La preservación de muestras se realizó de acuerdo

con lo establecido por US-EPA (1979, 1982) (Cuadro 1), donde

el medio de transporte de las muestras fue a 4° C.

La determinación de pruebas químicas para muestrasde agua, se llevo a cabo con la técnica de EPA 608 por cro-

matografía de gases, la cual se aplicó al listado de parámetros

que se indican en el Cuadro 2; la metodología consiste en una

extracción liquido-liquido de la muestra con cloruro de metilo

y su posterior análisis cromatográco, columna capilar RTX-5

detector de captura de electrones ECD, (EPA 508 y EPA

608), de acuerdo con la Norma Ocial Mexicana NOM-127

SSA1-1994 y NOM-AA-71-1981. Para ello se utilizó gas helio y

nitrógeno ultra alta pureza o grado cromatográco y se trabajó

con estándares puros y soluciones certicadas.

Cuadro 1. Descripción de la preservación y tipo de recipiente utilizado en los muestreos de agua residual paraValle de Juárez, Chihuahua.

Las acciones emprendidas para el control de calidad interno

del laboratorio, fueron la recuperación de adiciones conocidas,

análisis de estándares de suministro externo, análisis de blan-

cos de reactivos, calibrado con estándares, análisis de dupli-

cados y mantenimiento de grácos de control, entre otros. Los

participantes del área analítica fueron Zulema Poncio Acosta y

Laura Santana, además en control de calidad Dora Alicia Be-

cerra Gutiérrez y al frente del laboratorio ambiental de la Junta

Municipal de Agua y Saneamiento de Ciudad Juárez estuvo

Cecilia Grajeda Máuregui.

Para establecer el análisis de continuidad decreciente en

la concentración de cada plaguicida, se utilizó regresión linea

como una medida de aproximación y evidencia de que existe

un proceso de dilución del agua residual cruda; para el análisis

de regresión se tomaron las localidades de muestreo que tuvie-

ran más del 90 por ciento de análisis determinados, tal como

ocurrió para Loma Blanca, San Isidro, Tres Jacales, Guadalupe

D. B., y Praxedis G. Guerrero.

Cuadro 2. Parámetros y metodología seguida en la determinación de plaguicidas organoclorados para aguaresidual mezclada y/o diluida a lo largo del Distrito de Riego 009.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Del total de plaguicidas organoclorados que fueron eva-

luados, destaca la presencia ocasional o registrada en un solo

evento/muestreo, para los parámetros 4,4’ DDT, 4,4’ DDE, me-

toxicloro, dieldrín, aldrín y -Gamma BHC, aunque no en todas

las localidades de estudio, como se indica en el Cuadro 3. Los

valores encontrados son extraordinariamente bajos para todos

los parámetros y en el caso de 4,4’ DDT, éste puede tener e

mayor interés ya que en un mismo evento fue registrada su pre-

sencia en todas las localidades de estudio, tal como se indica

en el Cuadro 3.

El mezclado del agua residual con la fuente del Río Bravo/

Grande y bombeo profundo, fomentan un proceso de dilución

en diversos parámetros contaminantes, como ya fue indicado


4/6

AGROFAZ


70

(Palomo-Rodríguez y Figueroa, 2005 y 2006), sin embargo en

el presente estudio se tiene que 4,4’ DDT, se aproxima una

continuidad decreciente excepto para la localidad Tres Jacales

Cuadro 3. Plaguicidas encontrados de manera ocasional en agua residual y residual-mezclada a lo largo delDistrito de Riego 009 del Valle de Juárez Chihuahua.

donde aparece el mayor valor encontrado para éste parámetro

(Cuadro 4).

Los resultados generados en el campo de los plagui-

cidas, para aguas mezcladas fueron demasiado bajos, ya que

los límites de detección regularmente establecieron concentra-ciones


5/6

AGROFAZ

EXPLOTACIONRACIONAL Y MONITOREODEECOSISTEMAS

71

Cuadro 5. Comportamiento similar de los plaguicidas a BHC, b BHC, BHC y d BHC en agua residual cruday residual mezclada, en su frecuencia relativa dentro del proceso de dilución a lo largo del Valle de Juárez

Chihuahua.

ND = No determinado

Norma Ocial Mexicana NOM-127-SSA1-1994. Salud ambiental, agua para uso y consumo humano-límites permisibles

de calidad y tratamientos a que debe someterse el agua

para su potabilización. México.

Ongley E. D. 1996. Control of water pollution from agriculture

FAO Irrigation and Drainage Paper 55. Roma, Italia, 111 pp

Palomo-Rodríguez, M. 2005. Descripción hidro-agrológica de

Valle de Juárez en búsqueda de soluciones para la con-

servación del agua. Memorias del Simposio Binacional de

Conservación del Agua en la Región Paso del Norte. Ciudad

Juárez (México), p. 40-48.

Palomo-Rodríguez, M. y Figueroa V. U. 2006. Variabilidad es-

pacial aplicada a fenoles, DBO y DQO en agua residual a lo

largo del Distrito de Riego 009. Ciencia en la Frontera 4(1)

134-139.

Palomo-Rodríguez, M. y Figueroa V. U. 2005. Variabilidad es-

pacial de nutrientes en el agua residual del Valle de Juárez

Chihuahua. Agrofaz 5(3):95-103.

Ponce G., P. Cantú C., A. Flores, M. Badii, R. Zapata, B. López

e I. Fernández. 2006. Modo de acción de los insecticidas

RESPYN 7(4):1-8.

US-EPA. 1989. Method 508. Determination of chlorinated pesti-Determination of chlorinated pesti

cides in water by gas chromatography with an electron cap

ture detector. J.J. Lichtenberg, J.E. Longbottom, T.A. BellarJ.W. Eichelberger, and R.C. Dressman -- EPA 600/4-81-053

US-EPA. 1989. Method 608. Methods for organic chemica

analysis of municipal and industrial wastewater. Organo-

chlorine Pesticides and PCBS. Washington D. C.

US-EPA. 1979. Manual for Organics Analysis Using Gas Chro-

matography-Mass Spectrometry No. 600879006.

CONCLUSIONESPara muestreos mensuales realizados durante un año, se

encontró como evento aleatorio a 44-DDT, 44-DDE, Metoxiclo-

ro y aldrín en agua residual cruda en un muestreo realizado en

la localidad Loma Blanca.

Solamente 44-DDT maniesta presencia en cuatro localida-

des para un evento aleatorio en todos los sitios de muestreo,

desde Loma Blanca (agua residual cruda) hasta San José de

Paredes donde ocurre el proceso de dilución.

El parámetro 44-DDE maniesta presencia en un evento

aleatorio o muestreo para localidades ubicadas desde loma

Blanca (agua residual cruda) hasta Guadalupe D. B. (aguamezclada).

Se encontró un comportamiento similar en la frecuencia re-

lativa de muestras para los parámetros a BHC, b BHC, BHC

y d BHC en agua residual cruda y residual mezclada, donde se

registra una continuidad decreciente en el proceso de dilución a

concentraciones < 6.000 ppb con un coeciente de correlación

altamente signicativo.

Para concentraciones < 0.006 ppb en los parámetros a

BHC, b BHC, BHC y d BHC en agua residual cruda y residual

mezclada, se presenta una continuidad creciente desde Loma

Blanca hasta Praxedis G. Guerrero.

LITERATURA CITADA

Jiménez-Cisneros, B. E. 2001. La contaminación ambiental en

México. Causas, efectos y tecnología apropiada. FEMISCA-

Editorial Limusa, p. 88.

Norma Ocial Mexicana NMX-AA-71. 1981. Análisis de agua.

Determinación de plaguicidas organoclorados. Método de

cromatografía de gases. México.


6/6

AGROFAZ


72

US-EPA. 1982. Methods for organic chemical analysis of muni-

cipal and Industrial wastewater. Washington, D.C.

US-EPA. 2010. Types of Pesticides. United States Envi-

ronmental Protection Agency [en línea]. http://www.epa.gov/

pesticides/about/types.htm. 12/03/2010.

US-EPA. 2012. Desechar Pesticidas de modo seguro. http://

www.epa.gov/opp00001/ regulating/spanish/disposal.htm.

Usma-Ríos, J. C., Villegas Z., y P. Arrubla V. 2008. Evaluación

del grado de contaminación por pesticidas organoclorados

del Río Otún, mediante GC-MS. Scientia et Technica 14(40)

234-239.

plaguicidas organoclorados en agua residual

Documents