Persistencia de plaguicidas en el ambiente y su ecotoxicidad: Una revisión de los procesos de degradación natural

Environmental persistence of pesticides and their ecotoxicity: A review of natural degradation processes

Los plaguicidas son los contaminantes de origen antrópico con mayor frecuencia de aplicación en los ambientes naturales. Una vez en el ambiente, factores naturales como la biodegradación, la fotodegradación y la hidrólisis química disminuyen su persistencia y por lo tanto su ecotoxicidad. Sin embargo, algunos productos de transformación pueden tener mayor potencial de bioacumulación y de toxicidad que los compuestos parentales. Por lo anterior, el conocimiento de los procesos de degradación en el ambiente es determinante en los estudios de la dinámica de los plaguicidas en la fase ambiental y su impacto sobre los ecosistemas acuáticos y terrestres. Esta revisión pretende mostrar la influencia de los procesos de degradación natural sobre la persistencia de los plaguicidas, su ecotoxicidad y su dinámica. Además, pretende complementar el conocimiento de la aplicación de los procesos de degradación de plaguicidas, en el tratamiento de las aguas contaminadas. Mientras algunas metodologías en los procesos de biodegradación han aplicado la manipulación genética de microorganismos, en la fotodegradación se han aplicado tecnologías avanzadas de oxidación (TAOs) en el tratamiento de aguas contaminadas con plaguicidas.

1.  INTRODUCCION

Los plaguicidas son uno de los mayores contaminantes de origen antrópico en los ambientes naturales, los cuales se aplican frecuentemente en la actividad agrícola (Konstantinou et al., 2006). En Colombia se usan anualmente más de 17 millones de kg de plaguicidas, cifra que ubica a nuestro país como el tercer consumidor en Latinoamérica después de países como Brasil y México (Domínguez et al., 2009). En Antioquia, el cultivo de flores, café, fríjol, papa, maíz, tomate y hortalizas, así como de pasto en la actividad ganadera, requiere la aplicación de plaguicidas organofosforados, carbamatos, piretroides entre otros, los cuales pueden constituir  un gran problema ambiental, dado que  pueden transportarse hasta los ecosistemas acuáticos, distribuirse entre los diferentes compartimientos y  representar un riesgo potencial para la biota y la salud humana (Martínez et al., 2009).

El proceso de transporte esta relacionado con el coeficiente de partición octanol /agua (log Kow), las constantes de disociación ácida y básica (Ka y Kb), el coeficiente de partición carbono orgánico/agua (log Koc), el índice potencial de lixiviación y la presión de vapor de los plaguicidas. Estas propiedades, determinan el destino final de estas sustancias en el suelo, en el agua  o en el sedimento (Jekel y Reemtsma, 2006).

De otro lado, la persistencia de los plaguicidas en un compartimiento ambiental depende de la eficiencia de los procesos de degradación natural, los cuales inducen en algunos casos la transformación de estas sustancias en metabolitos con mayor toxicidad (Cavoski et al., 2008; Belfroid et al., 1998). Los procesos de degradación natural, como la biodegradación, la fotodegradación y la hidrólisis química, se efectúan mediante reacciones de oxidación, reducción, hidrólisis, ruptura y reorganización de enlaces moleculares.  Estas reacciones,  involucran la actividad enzimática de microorganismos, la luz ultravioleta (UV) y el pH del medio (Lu et al., 2006; Van der Linden et al., 2009). Un amplio conocimiento de estas variables fisicoquímicas es de gran utilidad en la identificación de los procesos de degradación dominantes en un ecosistema.