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Terra Latinoamericana

On-line version ISSN 2395-8030Print version ISSN 0187-5779

Terra Latinoam vol.37 n.2 Chapingo Apr./Jun. 2019

http://dx.doi.org/10.28940/terra.v37i2.462 

Artículos científicos

Análisis de residuos de plaguicidas en el agua superficial de la cuenca del Río Ayuquila-Armería, México

Analysis of pesticide residues in the surface water of the Ayuquila-Armeria River watershed, Mexico

Brian Arturo Rodríguez Aguilar1 

Luis Manuel Martínez Rivera1   

Alejandro Aarón Peregrina Lucano2 

Claudia Irene Ortiz Arrona1 

Oscar Gilberto Cárdenas Hernández1 

1 Departamento de Ecología y Recursos Naturales. Centro Universitario de la Costa Sur. Universidad de Guadalajara. Independencia Nacional 151, Centro. 48900 Autlán de Navarro, Jalisco, México.

2 Departamento de Farmacobiología. Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenería. Universidad de Guadalajara. Blvd. Marcelino García Barragán 1421, esq Calzada Olímpica, Módulo E. 44430 Guadalajara, Jalisco, México.

Resumen:

La aplicación de productos químicos para el control de plagas es uno de los métodos más usados en la agricultura a nivel mundial a pesar de tener efectos adversos sobre los humanos y el ambiente. Este es un tema de interés por el número creciente de productos químicos y su toxicidad. Los objetivos de esta investigación fueron identificar los plaguicidas más comercializados dentro de la cuenca del río Ayuquila-Armería (México) y determinar su concentración en el agua superficial. La hipótesis de este trabajo fue que el sistema actual de producción agrícola en la cuenca está provocando la degradación de la calidad de agua debido a la presencia de una amplia variedad de plaguicidas. Para el primer objetivo se visitaron 27 expendios de plaguicidas ubicados en las principales cabeceras municipales en la cuenca; obteniéndose un total de 143 ingredientes activos comercializados, principalmente de origen químico. Para el segundo objetivo se realizaron dos muestreos en temporada de estiaje y dos en la de lluvias, en 30 sitios distribuidos en la cuenca. Los sitios de muestreo fueron elegidos de forma dirigida de acuerdo a la problemática de contaminación existente y tratando de cubrir las zonas agrícolas más grandes dentro de la cuenca. Los análisis se hicieron con cromatografía de líquidos acoplada a espectrometría de masas-masas. Los resultados mostraron que el 66% de las muestras presentaron al menos un plaguicida. Los plaguicidas más frecuentes fueron ametrina, dimetoato y diazinón. Los sitios que presentaron mayor número de plaguicidas en los cuatro muestreos fueron Palo Blanco, Antes Manantlán, Tuxcacuesco y Ayuquila. Los sitios cercanos a la zona de agricultura intensiva presentaron número mayor de plaguicidas que aquellos ubicados en zonas con agricultura de secano. Este estudio es el primero en analizar la presencia de plaguicidas en aguas superficiales en la cuenca.

Palabras claves: agroquímicos; agricultura intensiva; contaminación de agua; cromatografía; contaminantes orgánicos

Summary:

The application of chemical products for pest control is one of the most widely used methods in agriculture worldwide despite their adverse effects on humans and the environment. This is a topic of interest due to the growing number of chemical products and their toxicity. The objectives of this research were to identify the most commercialized pesticides in the Ayuquila-Armería River basin (Mexico) and to determine their concentration in the surface water of the basin. The hypothesis of this work was that the current system of agricultural production in the basin is causing degradation of water quality due to the presence of a wide variety of pesticides. For the first objective, we visited 27 outlets of pesticides located in the main municipal capitals within the basin, obtaining a total of 143 commercialized active ingredients, mainly of chemical origin. For the second objective, we carried out two samplings in the dry season and two in the rainy season, in 30 sites distributed within the basin. The sampling sites were chosen in a directed way according to the problem of existing contamination and trying to cover the largest agricultural areas within the basin. The analyses were carried out through liquid chromatography coupled to mass-mass spectrometry. The results showed that 66% of the samples contained at least one pesticide. The most frequent pesticides were ametrine, dimethoate and diazinon. The sites that presented the highest number of pesticides in the four samplings were Palo Blanco, Antes Manantlán, Tuxcacuesco and Ayuquila. The sites near the area of intensive agriculture had a higher number of pesticides than those located in areas with rainfed agriculture. This study is the first to analyze the presence of pesticides in surface waters of the basin.

Index words: agrochemicals; intensive farming; water pollution; chromatography; organic pollutant

Introducción

El aumento de las actividades agrícolas, ha incrementado la cantidad y frecuencia de aplicación de plaguicidas para el control de plagas. Sin embargo, sus efectos tóxicos han sobrepasado los beneficios asociados a su uso, por lo que son algunos de los principales contaminantes del ambiente (Arias-Estévez et al., 2008).

La contaminación por plaguicidas es normalmente de tipo difusa, y se mueve a través de diferentes fuentes como escorrentía superficial, erosión, lixiviación y mala disposición de los envases vacíos, lo que provoca que estos compuestos se detecten lejos de su punto de aplicación (Herrero-Hernández et al., 2013; De Gerónimo et al., 2014). Por lo tanto, constituyen un problema a escala local, regional, nacional y mundial, por el desconocimiento que existe sobre los efectos que los plaguicidas pueden provocar a largo plazo sobre la biota y a los seres humanos (Loos et al., 2009; Masiá et al., 2015). La determinación de las concentraciones de plaguicidas en aguas superficiales es considerada un primer acercamiento hacia la evaluación del grado de contaminación de un ecosistema, del riesgo tóxico hacia la biota y los seres humanos debido a su exposición, y de su dinámica en el medio ambiente (Hernández‑Antonio y Hansen, 2011; Derbalah et al., 2019).

La agricultura intensiva es una de las actividades económicas que se realizan en la cuenca del río Ayuquila-Armería, el uso de plaguicidas y su presencia en el agua superficial, pueden estar afectando la biota asociada al medio acuático (Graf et al., 2006; Rodríguez-Aguilar, 20131). El río Ayuquila-Armería es considerado como el de mayor diversidad biótica en el estado de Colima y el segundo en Jalisco. En la cuenca se encuentran cinco áreas naturales protegidas: la Reserva de la Biosfera Sierra de Manantlán, el Parque Nacional Nevado de Colima, las Áreas de Protección de Flora y Fauna del Jabalí y de Sierra de Quila, y el Área de Protección de Recursos Naturales “Las Huertas” en Comala (Santana et al., 1993; Martínez et al., 20052).

Los objetivos de este estudio fueron identificar los plaguicidas más comercializados en la cuenca del río Ayuquila-Armería y determinar su concentración en el agua superficial, una de las más importantes en el occidente de México. La hipótesis de este trabajo fue que el sistema actual de producción agrícola en la cuenca del río Ayuquila-Armería está provocando la degradación de la calidad de agua debido a la presencia de una amplia variedad de plaguicidas.

Materiales y Métodos

Localización del Área de Estudio

La cuenca del río Ayuquila-Armería se ubica entre los estados de Jalisco y Colima (México) con coordenadas extremas de 18º 40´a 20º 29´N y 102º 56´ a 104º 35´ O. La cuenca tiene una superficie de 9864 km2, el 81.3% se encuentra en el estado de Jalisco y el 18.7% en el estado de Colima. El río Ayuquila tiene una longitud de 321 km; de éstos, aproximadamente 70 km constituyen el límite norte y este de la Reserva de la Biosfera Sierra de Manantlán (Santana et al., 1993).

Determinación de los plaguicidas comercializados en la cuenca Ayuquila-Armería

Para los municipios del estado de Jalisco se consultó el Directorio Fitosanitario de Empresas Comercializadoras Certificadas Vigentes de Plaguicidas Agrícolas disponible en la página web del Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria (SENASICA), se determinó un total de 20 expendios dentro del directorio para los municipios de Jalisco, de los cuales 17 pudieron ser entrevistados, ya que algunos expendios habían cambiado de domicilio, no respondieron las llamadas telefónicas o no estuvieron interesados en participar. Debido a que el número de empresas certificadas para los municipios de Tecomán, Armería y Colima que se encuentran dentro del directorio de la SENASICA suman un total de cuatro, se procedió a buscar y visitar directamente un total de 15 expendio en dicho estado, lográndose un total de 10 visitas exitosas.

Para determinar los plaguicidas más comercializados se realizaron un total de 27 entrevistas, una por expendio. El número total de entrevistas estuvo en función del número de expendios en cada municipio y la disponibilidad de los responsables a brindar información. Se cubrió la mayor parte de los municipios, principalmente aquellos con mayor actividad agrícola, ya que los municipios mas pequeños no cuentan con expendios. Los expendios seleccionados se encuentran ubicados en las cabeceras municipales de Autlán de Navarro, El Grullo, Tecolotlán, Ayutla, San Gabriel y Unión de Tula en Jalisco, y Tecomán, Armería, Villa de Álvarez y ciudad de Colima en el estado de Colima.

Posteriormente, se determinaron los cultivos dominantes con base en su superficie cultivada dentro de la cuenca y utilizando disponible del Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP, 2015), realizándose una zonificación municipal del área de la cuenca. En dicha zonificación se incluyeron los datos de plaguicidas obtenidos en las visitas a los expendios y los cultivos en los que son aplicados de acuerdo con el Catálogo de Plaguicidas de México (COFEPRIS, 2016), con el fin de determinar los cultivos que reciben la mayor utilización de plaguicidas.

Selección de los Sitios para el Muestreo de Agua Superficial

Se llevaron a cabo cuatro muestreos en 30 sitios distribuidos en la cuenca (Figura 1), dos en temporada de estiaje en los meses de marzo y junio de 2016 y dos muestreos en la temporada de lluvias en los meses de julio y septiembre del mismo año; por lo tanto, se tomaron cuatro muestras en cada sitio de muestreo. Sin embargo, no se consideran realmente repeticiones porque el río es dinámico y los sitios no son independientes, ya que las descargas aguas arriba repercuten en todo el río y se pueden ir acumulando o diluyendo. Las muestras de agua se colectaron de la parte media de la columna de agua en bolsas de polietileno estériles, con una capacidad de 125 mL y se colocaron en una hielera a 4 °C para mantenerlas a bajas temperatura previo a su congelamiento en laboratorio.

Figura 1 Sitios de muestreo en la cuenca del Río Ayuquila-Armería.  

Figure 1  Sampling sites in the Ayuquila-Armería river basin. 

La detección de analitos se realizó en un cromatógrafo de líquidos (modelo 1200, Agilent Technologies) acoplado a espectrometría de masas/masas (6430B, Agilent Technologies). Para la adquisición y el análisis de los datos se utilizó el software MassHunter Workstation Acquisition Software versión B.02.01 y MassHunter Workstation Quantitative Analysis Software versión B.03.02 (Chin-Kai, 2006). Las muestras fueron filtradas con Whatman de 0.2 µm antes de inyectarlas al cromatógrafo. El análisis de ellas se llevó a cabo mediante monitoreo de reacciones múltiples y a un flujo de 0.5 mL para los tres métodos analíticos utilizados (Cuadro 1).

Cuadro 1 Condiciones de separación y detección en el cromatógrafo.  

Table 1  Separation and detection conditions in the chromatograph. 

Condiciones analíticas
Analito % A/O TA IPre IPro Frag EC Pol
min m/z m/z eV
Paratión 25/75 Isocrático 1 292 264 90 5 Positiva
Paratión 292 236 90 10 Positiva
Picloram 240.9 222.9 90 10 Positiva
Picloram 240.9 194.9 90 15 Positiva
Ametrina 228.1 186 120 15 Positiva
Ametrina 228.1 96 120 25 Positiva
2,4-D 219 160.9 70 10 Negativa
Piraclostrobin 10/90 Gradiente 2.5 388 163 120 20 Positiva
Malatión 331 99 80 10 Positiva
Diazinón 305 153 160 20 Positiva
Imazalil 297 159 160 20 Positiva
Dimetoato 230 171 80 10 Positiva
Carbofurano 222 123 120 15 Positiva
Atrazina 216 132 120 20 Positiva
Tiabendazol 202 131 120 30 Positiva
Molinato 188.1 55.1 78 22 Positiva
Glifosato 25/75 Isocrático 1 168 149.9 80 5 Negativa
Glifosato 168 124.2 80 5 Negativa

Dwell time que se utilizó durante el análisis cromatográfico fue de 200 m seg. % A/O = porcentaje de fase acuosa/orgánica; TA = tiempo de análisis; IPre = ion precursor; IPro = ion producto; Frag = fragmentor; EV = energía de colisión; Pol = polaridad.

Dwell time that was used during the chromatographic analysis was 200 m seg. % A/O = percentage of aqueous/organic phase; TA = analysis time; IPre = precursor ion; IPro = product ion; Frag = fragmentor; EV = collision energy; Pol = polarity.

Los estándares de referencia incluyeron paratión, picloram, ametrina, ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), piraclostrobina, malatión, diazinón, imazalil, dimetoato, carbofurano, atrazina, tiabendazol, molinato y glifosato, con una pureza de 99.9% (AccuStandardÒ). También se utilizó una columna para cromatografía C18 Zorbax Eclipse XDB con 50 mm de largo, 2.1 mm de diámetro, 3.5 micras, tamaño de partículas.

Resultados y Discusión

Determinación de Plaguicidas más Comercializados en la Cuenca Ayuquila-Armería

Los resultados de las entrevistas indicaron que dentro de la cuenca se comercializaron un total de 143 ingredientes activos. De éstos, 55 eran insecticidas, 39 herbicidas y 49 fungicidas, lo cual coincidió con el trabajo publicado por González-Arias et al. (2010) en el que se señala que el número de plaguicidas comercializados en Nayarit, México, fue dominado por insecticidas y seguido por los herbicidas. El glifosato fue el único ingrediente activo mencionado en todas las entrevistas, seguido por el paraquat, cipermetrina, clorpirifós, mancozeb, 2,4-D, permetrina, atrazina, abamectina, clorotalonil y malatión.

Dentro de la cuenca, el cultivo de maíz es el que recibió la mayor variedad de plaguicidas, con un total de 77 ingredientes activos, dominando los de origen químico como los organofosforados, piretroides, carbamatos y triazinas (Figura 2). Estos resultados fueron similares a lo publicado por Hernández-Antonio y Hansen (2011) y González-Arias et al. (2010), quienes determinaron que en el Distrito de Riego 063 en Guasave, Sinaloa, el maíz fue el cultivo que ocupó la mayor superficie, y para el cual dominó principalmente el uso de plaguicidas de la familia de los organofosforados, piretroides y triazínicos.

Figura 2 Número de plaguicidas utilizados por cultivo de acuerdo al Catálogo de Plaguicidas de México, con respecto a los cultivos de mayor superficie en la cuenca. 

Figure 2  Number of pesticides used per crop according to the Pesticide Catalog of Mexico, with respect to the crops with the largest area in the basin.  

Del total de las muestras analizadas mediante LC-MS/MS, el 66% de ellas presentan al menos uno de los compuestos a niveles detectables. Las detecciones se distribuyeron de la siguiente manera: ametrina (54), dimetoato (25), diazinón (18), atrazina (16) y picloram (16); los demás analitos se detectaron en menos de 10 muestras, molinato (9), carbofurano (8), imazalil (8), piraclostrobina (7), glifosato (3), malatión (3), tiabendazol (3), 2,4-D (1). Únicamente el paratión se encontró por debajo del límite de detección en todas las muestras analizadas (Cuadro 2).

Cuadro 2 Promedio y desviación estándar de las concentraciones detectadas de los analitos. 

Table 2  Average and standard deviation of the detected concentrations of the analytes. 

Ingrediente activo Promedio SD Ingrediente activo Promedio SD
mg L-1 mg L-1
Glifosato 0.29 0.37 Diazinón 0.16 0.29
Paratión NA NA Imazalil NA§ NA§
Picloram 0.08 0.02 Dimetoato 0.06 0.15
Ametrina 0.02 0.002 Carbofurano 0.06 0.04
2,4-D NA NA Atrazina 0.09 0.2
Piraclostrobina 1.3 3.08 Tiabendazol 0.02 0.02
Malatión 0.5 0.12 Molinato 0.07 0.05

Compuesto detectados por debajo del límite. Compuesto detectado en una sola muestra. § Compuesto determinado cualitativamente.

Compound detected below the limit. Compound detected in a single sample. § Qualitatively determined compound.

De acuerdo con los cultivos dominantes por superficie en la cuenca (SIAP, 2015) fue posible distinguir cinco zonas de cultivos (Figura 3), y junto con las detecciones de plaguicidas en cada uno de los sitios, se obtuvo que las zonas de caña de azúcar (Saccharum off icinarum) y agave (Agave tequilana, A. maximiliana y A. angustifolia) presentaron la mayor cantidad de plaguicidas distintos detectados, 11 y 12 respectivamente (Cuadro 3). La producción de caña de azúcar dentro de la zona de estudio representa una de las actividades más productivas. Así mismo, es uno de los cultivos con mayor dependencia a la aplicación de plaguicidas, lo que ha conllevado también a un alto registro de intoxicaciones asociadas a esta actividad (Guzmán-Plazola et al., 2016). El agave en la zona se caracteriza por ser un monocultivo y por un uso intensivo de fertilizantes y plaguicidas, principalmente debido a su relativa facilidad de aplicación y menor costo sobre el control manual (Martínez-Rivera et al., 2007; Gerritsen et al., 2010), siendo los herbicidas e insecticidas los grupos utilizados en este cultivo, tales como glifosato, paraquat, 2,4-D, picloram, ametrina, carbofuran, clorpirifós, monocrotofós, diazinón, todos ellos de origen químico (Nava-López y Medina-Rocha, 20053).

Figura 3: Cultivos dominantes por superficie en la cuenca del Río Ayuquila-Armería. 

Figure 3  Dominant crops by surface in the Ayuquila-Armería river basin.  

Cuadro 3 Plaguicidas detectados de acuerdo con la zonificación por cultivo dominante.  

Table 3  Pesticides detected according to the zoning by dominant culture. 

Plaguicidas Maíz y pastos Agave, maíz y pastos Caña de azúcar, maíz y pastos Cítricos Maíz, papa y avena
Tiabendazol - -
Picloram - -
Malatión - - -
Diazinón -
Dimetoato -
Carbofurano
Atrazina -
Molinato -
Glifosato - -
Imazalil - - -
Ametrina - -
Piraclostrobina - - -
2,4-D - - - -
Paratión - - - - -

Los sitios de muestreo que presentaron una mayor incidencia de plaguicidas en toda la cuenca son: antes presa El Nogal, dren Autlán, dren El Grullo, puente El Grullo, Palo Blanco, Acachales, antes Manantlán, Zenzontla, río Ayuquila, río Tuxcacuesco y arroyo La Lumbre. En dichos sitios se detectaron de tres a cuatro compuestos distintos por muestra colectada (Cuadro 4). Durante los muestreos de marzo y junio, correspondientes a la temporada de estiaje, se observó un aumento en la cantidad de plaguicidas detectados (de 30 a 37 plaguicidas detectados), mientras que entre los muestreos de junio y julio, correspondiente al cambio de la temporada de estiaje a lluvias, se presentó un ligero aumento a 40 analitos, y posteriormente una disminución a 30 en las muestras del mes de septiembre.

Cuadro 4 Compuestos detectados por sitio de muestreo y temporada. 

Table 4   Compounds detected by sampling site and season. 

Sitios Estiaje Lluvias Sitios Estiaje Lluvias
Mar Jun Jul Sep Mar Jun Jul Sep
Acachales N/D GFT, AMT, PCB, DMT AMT, ATZ AMT La Croix DMT, TBZ N/D N/D DMT
Antes Dren Autlá DZN AMT AMT AMT, DMT Palo Blanco IZL AMT, PCB, ATZ AMT, DMT AMT, DZN
Antes Manantlán PCM, AMT, DMT AMT, DMT, ATZ AMT, DMT, ATZ AMT, DZN, IZL Piñuela N/D PCM DZN PCM
Antes Presa El Nogal DZN, DMT, MNO DZN, MNO CBF N/D Puente El Grullo CBF PCM, AMT, ATZ AMT AMT, IZL
Apulco N/D N/D N/D N/D Río Armería CBF, ATZ GFT AMT, CBF AMT, MLT
Armería Paso Real N/D AMT AMT DMT, ATZ Río Ayuquila GFT, IZL, DMT AMT, ATZ AMT, DMT, ATZ AMT, IZL, MNO
Arroyo La Lumbre N/D PCM, IZL, DMT PCM N/D Río Colima MLT N/D AMT N/D
Arroyo Manantlán DMT N/D N/D DMT, ATZ Río Tuxcacuesco DMT, CBF AMT, DZN, IZL, ATZ DZN, MNO N/D
Ayutla N/D N/D DZN, CBF PCM San Buenaventura N/D N/D ATZ N/D
Calteco N/D MLT DZN N/D San Gabriel MNO N/D DZN MNO
Coquimatlán N/D CBF AMT N/D Santa Fe DMT PCM PCM, ATZ N/D
Corcovado N/D PCM PCB DZN Tecolotlán MNO N/D N/D N/D
Después Presa El Nogal N/D N/D N/D N/D Tonaya N/D N/D PCM, DZN PCB
Dren Autlán AMT AMT AMT, DZN, DMT, ATZ DZN Zacualpan DZN, DMT N/D AMT AMT
Dren El Grullo AMT, DZN, ATZ AMT AMT, ATZ AMT, ATZ Zenzontla CBF AMT, PCB, DMT AMT AMT

Mar = marzo; Jun = junio; Jul = julio; Sep = septiembre; GFT = glifosato; AMT = ametrina; PCB = piraclostrobina; DMT = dimetoato; ATZ = atrazina; DZN = diazinón; PCM = picloram; IZL = imazalil; MNO = molinato; CBF = carbofurano; MLT = malatión; TBZ = tiabendazol.

Mar = march; Jun = june; Jul = july; Sep = september; GFT = glyphosate; AMT = ametrine; PCB = pyraclostrobin; DMT = dimethoate; ATZ = atrazine; DZN = diazinon; PCM = picloram; IZL = imazalil; MNO = molinate; CBF = carbofuran; MLT = malathion; TBZ = thiabendazole.

El número de detecciones de plaguicidas con respecto a la temporada presentó un ligero aumento durante el primer mes correspondiente a la temporada de lluvias, lo cual coincide con lo expuesto por Arias-Estévez et al. (2008) y De Gerónimo et al. (2014), que señalan que la temporada de lluvias facilita la movilidad de los plaguicidas en los campos de cultivo hacia el medio acuático, principalmente a través de procesos de escorrentía superficial y lixiviación. No obstante, la variación entre los muestreos de junio y julio fue relativamente pequeña con respecto a los plaguicidas detectados, lo cual responde a la heterogeneidad de los cultivos, la temporada de aplicación de plaguicidas, y la variación del flujo durante las distintas temporadas, lo cual modifica principalmente los factores de dilución de plaguicidas lo cual coincide con lo planteado por Masiá et al. (2015). Por otro lado, las concentraciones de los plaguicidas variaron de acuerdo con la temporada, ya que se presentaron de manera general mayores concentraciones durante la temporada de estiaje, a excepción de picloram, piraclostrobina, carbofurano y molinato, esto es debido a las diferentes propiedades intrínsecas de los plaguicidas, como lo es la solubilidad en agua, la variación de eventos meteorológicos dentro de la cuenca y a los diversos niveles de contaminación dentro de la cuenca, coincidiendo con lo publicado por Montuori et al. (2016) y Derbalah et al. (2019) (Cuadro 5).

Cuadro 5 Promedio y desviación estándar de las concentraciones de plaguicidas en la temporada de estiaje y lluvias. 

Table 5  Average and standard deviation of pesticide concentrations in the low season and rainfall. 

Ingrediente activo Promedio SD Ingrediente activo Promedio SD
mg L-1 mg L-1
Estiaje
Glifosato 0.29 0.37 Diazinón 0.16 0.29
Paratión NA NA Imazalil NA§ NA§
Picloram 0.08 0.02 Dimetoato 0.06 0.15
Ametrina 0.02 0.002 Carbofurano 0.06 0.04
2,4-D NA NA Atrazina 0.09 0.2
Piraclostrobina 1.3 3.08 Tiabendazol 0.02 0.02
Malatión 0.5 0.12 Molinato 0.07 0.05
Lluvias
Glifosato 0.29 0.37 Diazinón 0.18 0.23
Paratión < LD NA Imazalil NA NA
Picloram 0.07 0.03 Dimetoato 0.7 0.18
Ametrina 0.02 0.0001 Carbofurano 0.04 0.02
2,4-D 0.13 NA Atrazina 0.14 0.29
Piraclostrobina 0.18 0.12 Tiabendazol 0.03 0.02
Malatión 0.52 0.16 Molinato 0.06 0.03

Compuesto detectados por debajo del límite. Compuesto detectado en una sola muestra. § Compuesto determinado cualitativamente.

Compound detected below the limit. Compound detected in a single sample. § Qualitatively determined compound.

La ametrina fue el único plaguicida que presentó relación directa con la presencia de la caña de azúcar. Desde la parte media de la cuenca, donde comienza el valle agrícola de Autlán-El Grullo, hasta el último sitio de muestreo cerca de la desembocadura del río, se encontró a una concentración promedio de 0.02 mg L-1 en ambas temporadas. Este herbicida tiene una alta solubilidad en agua y es ampliamente usado en el control pre o post emergente de hierbas, principalmente en cultivos de maíz y caña de azúcar. Su baja afinidad de adsorción en el suelo y sus recomendaciones de aplicación en zonas de riego o con altas probabilidades de lluvias, favorece la posibilidad de detección en las aguas superficiales de la cuenca debido a procesos de escorrentía superficial (Sandoval-Carrasco et al., 2013; Shattar et al., 2017).

Las zonas maiceras no mostraron una incidencia alta de plaguicidas en el agua superficial, a pesar de ser el cultivo con más variedad de ingredientes activos en el mercado, de acuerdo con los resultados obtenidos. Por lo tanto, el tipo y cantidad de plaguicidas que se comercializan para cada cultivo no está asociado con el grado de contaminación que cada cultivo puede representar.

Debido a la heterogeneidad de los cultivos en la cuenca, se vuelve necesario profundizar en la investigación de la presencia de agrotóxicos de uso actual en aguas superficiales y agua subterráneas, sedimento y biota, debido a que la mayor parte de las investigaciones realizadas en México están enfocadas principalmente a compuestos organoclorados (Hernández-Antonio y Hansen, 2011; Uzcátegui et al., 2011; García-Hernández et al., 2015), que si bien son altamente tóxicos, no representan la situación actual de esta contaminación debido a la amplia variedad de plaguicidas que son comercializados y usados actualmente.

Los sitios de muestreo Acachales, antes Manantlán, Dren Autlán, Dren El Grullo, río Tuxcacuesco, río Ayuquila, río Armería, Puente El Grullo y Palo Blanco fueron los que presentaron la mayor variedad de plaguicidas. Durante los cuatro muestreos, los sitios anteriormente mencionados presentaron una variedad de 7 a 12 plaguicidas distintos.

Como parte de este estudio podemos concluir que la presencia de los plaguicidas en el río Ayuquila-Armería es resultado de la combinación de procesos naturales, antropológicos y legales entre los cuales destacan los siguientes:

  • 1). La agricultura intensiva y perenne está generando el mayor aporte de plaguicidas a las aguas superficiales de la cuenca Ayuquila-Armería, esto de acuerdo con lo observado en los resultados obtenidas a través de los análisis cromatográficos y la zonificación de los principales cultivos dentro de la cuenca.

  • 2). La topografía irregular en el área de estudio, principalmente en la parte media de la cuenca, tal como es mencionado por Meza-Rodríguez (20064) y Guzmán-Plazola et al. (2016), es un factor importante en la detección de los agrotóxicos, facilitando la entrada de plaguicidas al medio acuático en la temporada de lluvias debido a procesos de escorrentía superficial, mala disposición de envases de plaguicidas, alteración o deforestación de las zonas de ribera y por la pendiente de dichas zona.

  • 3). Actualmente existe la carencia de un marco normativo en materia de residuos de plaguicidas para la protección del medio ambiente. Es necesaria una norma con límites máximos permisibles y que se desarrollen concentraciones de referencia sobre las dosis letales medias, efectos agudos y crónicos en especies asociadas al medio acuático y con ingredientes activos de uso común en el actual sistema de producción agrícola.

  • 4). La mala disposición y manejo de los envases de plaguicidas, tal como lo menciona Bejarano-González (2018), es una problemática importante que representa una fuente de contaminación constante hacia los ecosistemas acuáticos, lo que es una situación evidente dentro de la cuenca Ayuquila-Armería, esto aunado a la falta de capacitación en el manejo y uso de estos compuestos y la amplia variedad de plaguicidas comercializados.

  • 5). La existencia de presas en la cuenca Ayuquila-Armería facilita procesos de dilución, debido a la disminución de la velocidad del flujo y a la cantidad de volumen de agua en la presa. Esto se hizo evidente en el sitio ubicado después de la presa El Nogal, en la subcuenca del río Tuxcacuesco, donde todos los plaguicidas se encontraron por debajo del límite de detección del equipo, no así para el sitio antes de la presa.

  • 6). La deforestación de la vegetación ribereña debido a la expansión de las zonas agrícolas hasta las orillas del cauce del río afecta la continuidad longitudinal, anchura de la zona ribereña y degrada los márgenes del río acelerando la erosión. (Ortiz, 20155). Esta situación disminuye la capacidad de la vegetación de ribereña para retener los sedimentos provenientes de las zonas agrícolas, los cuales generalmente vienen acompañados de residuos de plaguicidas, facilitando de esta manera su ingreso al medio fluvial.

Los resultados cromatográficos mostraron que los sitios Corcovado, Palo Blanco y río Tuxcacuesco presentaron una mayor cantidad de agrotóxicos con un alto valor del coeficiente de partición octanol-agua. La presencia de estos compuestos debe considerarse “focos rojos” por la acumulación de estos plaguicidas en los organismos acuáticos. Los resultados de esta investigación representan un aporte importante al conocimiento de los plaguicidas que se comercializan en la cuenca, de la presencia y concentraciones, de la importancia de los procesos de escurrimiento superficial en el aporte de plaguicidas al medio acuático y en la determinación de sitios con alto grado de contaminación por plaguicidas en la cuenca de estudio.

Conclusiones

  • La agricultura intensiva es la principal causa de contaminación por plaguicidas en el agua superficial de la cuenca del río Ayuquila-Armería. La temporada de lluvias es la época en donde se registra el mayor número de plaguicidas; no obstante, para definir un programa de monitoreo es importante también considerar los periodos de menor volumen de agua, esto debido al efecto de concentración de los plaguicidas.

  • Las presas disminuyen la concentración de plaguicidas provocando que los sitios ubicados aguas abajo muestren a los analitos por debajo del límite de detección del equipo analítico. Es importante realizar estudios más a detalle para evaluar si el efecto de las presas en las concentraciones de plaguicidas es negativo o positivo con respecto a los componentes bióticos del ecosistema acuático.

  • A pesar de que muchos de los analitos presentan un elevado y moderado coeficiente de partición octanol-agua, no fue un parámetro que determinara la presencia o ausencia de estos compuestos en el agua, por lo que es importante evaluar los procesos de acumulación y biomagnificación en organismos acuáticos. Así mismo, es necesario el desarrollo de métodos cromatográficos y técnicas de preparación de muestras validadas para la determinación de los plaguicidas que se comercializan y se usan dentro de la cuenca, con el fin de conocer el grado de contaminación en las distintas matrices ambientales.

Agradecimientos

Los autores desean agradecer a la Universidad de Guadalajara por el apoyo financiero para la realización de esta investigación. Además, Rodríguez-Aguilar agradece al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la beca para estudios de posgrado otorgada.

Literatura Citada

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Cita recomendada:

Rodríguez Aguilar, B. A., L. M. Martínez Rivera, A. A. Peregrina Lucano, C. I. Ortiz Arrona y O. G. Cárdenas Hernández. 2019. Análisis de residuos de plaguicidas en el agua superficial de la cuenca del río Ayuquila-Armería, México. Terra Latinoamericana 37: 151-161. DOI: http://dx.doi.org/10.28940/terra.v37i2.462

Received: October 30, 2018; Accepted: February 26, 2019

Autor para correspondencia (lmartinez@cucsur.udg.mx)

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