Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería

1-1-2008

Propuesta de alternativas para la atenuación del impacto Propuesta de alternativas para la atenuación del impacto

generado por el uso de plaguicidas obsoletos malathion y generado por el uso de plaguicidas obsoletos malathion y

endosulfan basados en los estudios comparativos de movilidad endosulfan basados en los estudios comparativos de movilidad

en los suelos de los predios de la Corporación Colombiana de en los suelos de los predios de la Corporación Colombiana de

Investigación Agropecuaria Corpoica - Mosquera Investigación Agropecuaria Corpoica - Mosquera

Liliana Asleidy López Prieto Universidad de La Salle, Bogotá

Lissette Andrea Zambrano Gutiérrez Universidad de La Salle, Bogotá

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Citación recomendada Citación recomendada López Prieto, L. A., & Zambrano Gutiérrez, L. A. (2008). Propuesta de alternativas para la atenuación del impacto generado por el uso de plaguicidas obsoletos malathion y endosulfan basados en los estudios comparativos de movilidad en los suelos de los predios de la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria Corpoica - Mosquera. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/596

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PROPUESTA DE ALTERNATIVAS PARA LA ATENUACIÓN DEL IMPACTO GENERADO POR EL USO DE PLAGUICIDAS OBSOLETOS MALATHION Y

ENDOSULFAN BASADOS EN LOS ESTUDIOS COMPARATIVOS DE MOVILIDAD EN LOS SUELOS DE LOS PREDIOS DE LA CORPORACIÓN

COLOMBIANA DE INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA CORPOICA -MOSQUERA

LILIANA ASLEIDY LÓPEZ PRIETO LISSETTE ANDREA ZAMBRANO GUTIÉRREZ

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOTÁ D.C. 2008

PROPUESTA DE ALTERNATIVAS PARA LA ATENUACIÓN DEL IMPACTO GENERADO POR EL USO DE PLAGUICIDAS OBSOLETOS MALATHION Y

ENDOSULFAN BASADOS EN LOS ESTUDIOS COMPARATIVOS DE MOVILIDAD EN LOS SUELOS DE LOS PREDIOS DE LA CORPORACIÓN

COLOMBIANA DE INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA CORPOICA -MOSQUERA

LILIANA ASLEIDY LÓPEZ PRIETO

LISSETTE ANDREA ZAMBRANO GUTIÉRREZ

Proyecto de Grado para optar al titulo de Ingeniero Ambiental y Sanitario

Director RICARDO CAMPOS SEGURA

Ingeniero Agrónomo- Universidad Nacional de Colombia. Master of Science - Universidad de Chapingo, México.

Master en Fertilizantes y Medio Ambiente – Universidad Autónoma de Madrid, España.

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOTÁ D.C. 2008

AAggrraaddeecciimmiieennttooss

Las autoras expresan sus agradecimientos a:

Nuestros padres, por el esfuerzo titánico realizado para darnos educación, la

motivación brindada durante el desarrollo de la carrera y la confianza que

tuvieron en nosotros.

Ricardo Campos, Ingeniero Agrónomo y director del proyecto ante la

Universidad, por el apoyo constante, la motivación brindada durante el

desarrollo del proyecto y la confianza que tuvo en nosotros.

Alejandro Parra Saad, Economista y docente, por sus valiosos aportes

orientación y enseñanzas, por el interés, respaldo y entusiasmo demostrado

para el desarrollo de este proyecto, muchas gracias.

Los profesores de la facultad de Ingeniería Ambiental y Sanitaria de la

Universidad de la Salle, por los conocimientos ofrecidos durante el desarrollo

de la carrera.

A Los integrantes del macroproyecto un especial agradecimiento por el

esfuerzo realizado por su amabilidad, su colaboración y su alegría, que hicieron

mucho más ameno el trabajo investigativo.

A todas aquellas personas que de una u otra forma contribuyeron al desarrollo

de este proyecto infinitas gracias al ayudarnos a cumplir con nuestros

objetivos.

CCoonntteenniiddoo INTRODUCCIÓN JUSTIFICACIÓN OBJETIVOS 1.MARCO DE REFERENCIA 18 1.1 MARCO TEÓRICO 18 1.1.1 Plaguicidas obsoletos 18 1.1.2 Malathión 19 1.1.3 Endosulfan 20 1.1.4 Comportamiento de los plaguicidas en el suelo y zona no saturada. 22 1.1.5 Estudio de Movilidad 25 1.1.6 Modelación y aproximación matemática de la migración de contaminantes 26 1.1.7 Análisis de Riesgo 30 1.1.8 Alternativas de Atenuación 31 1.2 MARCO LEGAL 34 2. GENERALIDADES 37 2.1 SECCIONAL CUNDINAMARCA 37 2.1.1Ubicacion 37 2.2 DESCRIPCIÓN DEL MACRO PROYECTO DE INVESTIGACIÓN SEGMENTO UNIVERSIDAD DE LA SALLE

38

3. DISEÑO METODOLÓGICO 41 4. ESTUDIO BÁSICO DE CASO 46 4.1 TOMA DE MUESTRA 48 4.1.1 Ubicación De la Zona De Muestreo 48 4.1.2 Meteorología Y Climatología General de la zona de Muestreo 48 4.1.3 Historial de cultivos en el lote No. 5 Corpoica. 51 4.1.4 Inventario 52 4.1.5 Descripción Del Perfil 52 4.1.6 Metodología de muestreo 53 4.2. CARACTERIZACIÓN DE CONDICIONES INICIALES DE LA MUESTRA 54 4.2.1 Propiedades físicas del suelo 54 4.2.2 Propiedades químicas del suelo en condiciones iniciales 58 4.3. MONTAJE 60 4.4. DERRAME 60 4.4.1 Análisis De la Influencia De Las Características Fisicoquímicas En El Transporte De Plaguicidas

62

4.5. EXTRACCIÓN LIQUIDO – LIQUIDO 64 4.6. CROMATOGRAFÍA 64 4.6.1 Aplicación de la ecuación para el Malathión y en Endosulfan 65 4.7. TABULACIÓN, Y SELECCIÓN DE DATOS 66 4.7.1 Evaluación del proceso de medición 66 4.8 DECISIÓN ESTADÍSTICA 68 4.8.1 Análisis e Interpretación de condiciones fisicoquímicas del suelo después de cada derrame

68

5. ANÁLISIS DE LIXIVIACIÓN POTENCIAL 72 5.1 PROPIEDADES HIDRÁULICAS DEL SISTEMA Y RELACIONES 72 5.1.1 Parámetros del modelo de Campbell 72 5.1.2 Análisis de las propiedades hidráulicas de los suelos estudiados 74 5.1.3 Cálculo de la conductividad hidráulica 76 5.2 RELACIONES PRESENTES EN DATOS DE MOVILIDAD 77 5.2.1 Análisis de prueba de hipótesis 79 5.2.2 Correlación de Pearson (r) 80 5.3 PROCESOS SEGUIDOS POR LOS PLAGUICIDAS EN LA ZONA NO SATURADA

80

5.3.1 Adsorción 81 5.3.2 Volatilización 83 5.4 RELACIÓN DE LOS PROCESOS DE MOVILIDAD DE PLAGUICIDAS Y LOS ÍNDICES DE LIXIVIACIÓN POTENCIAL DE PLAGUICIDAS HACIA AGUA SUBTERRÁNEA

84

5.4.1 GUS (Groundwater Ubiquity Score) 84 5.4.2 Potencial de lixiviación 85 5.4.3 Criterio USEPA/CDFA 86 5.4.4 Factor de retardo 86 6. ALTERNATIVAS DE ATENUACIÓN 88 6.1 ANÁLISIS DE RIESGO 89 6.1.1 Investigación Preliminar: ¿Qué Genero El Peligro? 89 6.1.2 Investigación Exploratoria: ¿Existe Un Peligro Real? 89 6.1.3 Tipificación Del Riesgo: ¿Qué Genera El Peligro? 93 6.2 PROPUESTA DE ALTERNATIVA DE ATENUACIÓN 95 6.2.1 Requerimientos Normativos Por Componente 95 6.2.2 Incentivos Tributarios 96 6.2.3Objetivos de atenuación del impacto y protección 97 6.2.4 Metas de atenuación 97 6.2.5 Condiciones generales para el Tratamiento 97 6.3 DETERMINACIÓN DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS EN TECNOLOGÍAS PARA LA RECUPERACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS

98

6.4 MATRIZ DE EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS 99 6.4.1 Selección Y Propuesta De Alternativas 101 6.5 VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LA APLICACIÓN DE LA ALTERNATIVA

104

6.5.1 Fotocatálisis heterogénea 104 6.5.2 Tratamiento Biodegradación asistida 105 CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA

LLiissttaass LISTA DE TABLAS Tabla 1: Características Fisicoquímicas Malathión Tabla 2. Clasificación Malathión Tabla 3. Características Físico químicas Endosulfan Tabla 4. Clasificación Endosulfan Tabla 5. Transporte Y Transferencia De Plaguicidas En La Zona No Saturada Tabla 6. Información básica para un análisis de riesgo Tabla 7. Tipos de tratamiento de suelos contaminados Tabla 8. Referencias Legales Tabla 9. Datos de características metereologicas para el Lote 5 CORPOICA Tabla 10. Historial de cultivos en el lote No. 5 de CORPOICA Tibaitatá. Tabla 11. Clases texturales USDA del suelo muestreado Tabla 12. Porcentajes De Agregados Estables Al Agua Determinados por el Contenido

De Arcilla Y Materia Orgánica (Kemper, 1966)*. Tabla 13. Observaciones Generales de Malathión y Endosulfan Tabla 14. Comparación de propiedades Fisicoquímicas entre Malathión y Endosulfan Tabla 15. Clasificación de los plaguicidas de acuerdo a su persistencia Tabla 16. Comparación de características toxicologicas entre Malathión y Endosulfan Tabla 17. Análisis normativo entre Malathión y Endosulfan Tabla 18. Datos de las propiedades hidráulicas de los suelos estudiados Tabla 19. Coeficientes de correlación Pearson Tabla 20.Matriz de evaluación para determinación de riesgo según el tipo de

plaguicida. Tabla 21. Análisis de resultados de la matriz de evaluación para determinación de

riesgo para Malathión y Endosulfan Tabla 22. Análisis de opciones de tratamiento binario Tabla 23. Tecnologías evaluadas Tabla 24. Criterios para la calificación de las tecnologías LISTA DE DIAGRAMAS Diagrama 1. Generalidades Del Marco Conceptual del Plaguicida Diagrama 2. Esquema De La Zona No Saturada y distribución vertical del agua Diagrama 3. Comportamiento De Plaguicidas En La Zona No Saturada Diagrama 4. Factores que determinan el movimiento de plaguicidas por la ZN Diagrama 5: Objeto y tipos de modelación de Plaguicidas En La Zona No Saturada Diagrama 6: Generalidades del Análisis de Riesgo Diagrama 7: Diseño Metodológico Diagrama 8: Proceso De Diseño Experimental De Ensayos De Columnas De

Derrame De Malathión Y Endosulfan Diagrama 9: Escalas granulométricas Diagrama 10: pH en el suelo, Rango de las Clases de pH y condiciones edáficas

asociadas Diagrama 11: Metodología de Extracción Liquido –Liquido Diagrama 12: Centro Reactivo (Activo) superficial para el proceso de adsorción Diagrama 13: Flujo grama Para La Formulación De alternativas En Función Del

Riesgo Diagrama 14: Ponderación De Los Núcleos De Evaluación

LISTA DE FIGURAS Figura 1. Estructura del Malathión. Organofosforados Figura 2. Estructura del Endosulfan. Organoclorados ciclodiénicos. Figura 3. Localización general Bogotá D.C. Vía Mosquera LISTA DE FOTOS Foto 1: Fotografía aérea, CORPOICA, Tibaitatá Foto 2. Condiciones actuales del lote No. 5 Foto 3. Representación de la Tipificación del Riesgo sobre una foto aérea Foto 4. Población aledaña Foto 5. Población (fauna) con mayor riesgo de afectación. Foto 6. Canal de drenaje. Lote 5 Corpoica Foto 7. Tecnología En Proyectos LISTA DE GRAFICAS Grafica 1. Temperatura maxima Tibaitatá -abril, mayo y junio de 2008 Grafica 2. Brillo Solar Tibaitatá -abril, mayo y junio de 2008 Grafica 3. Precipitacion Tibaitatá -abril, mayo y junio de 2008 Grafica 4. Relación de contenido de Humedad de Campo vs. Tipo De Suelo Grafica 5. Relación de contenido de Humedad de Campo vs. Tipo De Suelo Grafica 6. Relación de contenido de Humedad de Campo vs. Tipo De Suelo Grafica 7. Relación de contenido de Humedad de Campo vs. Tipo De Suelo Grafica 8. Relación de las propiedades hidráulicas en los suelo de estudio Grafica 9. Curvas Características De Los Suelos Estudiados Grafica 10. Curvas de Conductividad vs. Contenido de Agua Grafica 11. Relación de índices de lixiviación Grafica 12. Relación de índices de lixiviación Grafica 13. Evaluación De Alternativa Por Núcleos A Grafica 14. Evaluación De Alternativa Por Valor A Grafica 15.Evaluación De Alternativa Por Núcleos B Grafica 16. Evaluación De Alternativa Por Valor B Grafica 17. Evaluación De Alternativa Por Ponderación B

GGlloossaarriioo

Para la interpretación interna del presente documento se incluyen los siguientes términos y definiciones: Absorción. Concentración selectiva de sólidos disueltos en el interior de un material sólido, por difusión. atraer algo hacia adentro tal y como lo haría una esponja que absorbe agua. Adsorción: Enlace de un Ion o compuesto a una superficie sólida, normalmente de forma temporal. En el suelo, los cationes son adsorbidos en las partículas de arcilla y el humus. Regula la tendencia del plaguicida a quedar retenido en el suelo. Si el coeficiente de adsorción del plaguicida es pequeño, indica una alta movilidad. Aproximación: Máxima diferencia posible entre un valor obtenido en una medición o cálculo y el exacto desconocido. Atenuación: Acción de disminución del impacto ambiental negativo a fin de reducirlo a límites tolerables restableciendo la función productiva o aptitud potencial de un recurso del suelo. Bioacumulación: Aumento de las de concentraciones de sustancias tóxicas en el organismo; a través del tiempo, por causas naturales u antropogénicas. ocurre en el caso de que las sustancias ingeridas, no son excretadas ni descompuestas (sustancias no biodegradables). Capacidad de campo: Es la cantidad de agua que un suelo retiene contra de la fuerza de gravedad cuando se la deja drenar libremente. Debido al sistema dinámico del agua, la capacidad de campo no es un valor único del suelo. No puede determinarse con precisión debido a que no existe en el tiempo discontinuidad en la curva de humedad. Capacidad de intercambio de catión (CIC): Número total de cationes intercambiables que están presentes en un suelo y se puede absorber. Una medida de la capacidad del suelo para retener nutrientes que son cationes, en el suelo. Se Expresa en mili equivalentes por 100 gramos de suelo. Concentración: La relación existente entre su peso y el volumen de un líquido que lo contiene. Sus unidades generalmente se expresan en mg/L. Correlación: Medida estadística que muestra el nivel de asociación, indica la fuerza y la dirección de una relación entre el movimiento de dos variables aleatorias. Desviación típica o desviación estándar: Es una medida de dispersión para variables. de razón (ratio o cociente) y de intervalo, de gran utilidad en la estadística descriptiva. Medida de dispersión en torno a la media. Es una medida (cuadrática) de lo que se apartan los datos de su media y por lo tanto, se mide en las mismas unidades que la variable. Ex – Situ: Referente a Fuera del lugar.

Endosulfan: Es un pesticida. usado para controlar insectos tanto en cosechas comestibles como no-comestibles, y también como preservativo para madera. Ingrediente activo (IA): Compuesto químico que ejerce la acción plaguicida. Este es el nombre que hay que identificar en la etiqueta de los plaguicidas. Ingredientes inertes (I.I): Ingredientes cuyo objeto es dar estabilidad al ingrediente activo en una formulación determinada. In – Situ: Referente dentro del lugar. Lixiviado: Es el líquido que se ha filtrado a niveles inferiores de un suelo y que ha extraído, disuelto o suspendido materiales. Denominación que se le da a los constituyentes sólidos tras haber sufrido el proceso de lixiviación, el cual es susceptible de análisis para determinar su toxicidad. Lixiviación: Es el proceso de Escurrimiento de líquidos a niveles inferiores de un suelo mediante drenaje, arrastrando nutrientes, sales minerales y otros compuestos orgánicos. Es un proceso físico, basado en los principios de convección y difusión, sorción y degradación. Malathion: Plaguicida organofosforado, funciona como insecticida. Movilidad: Indica en qué medida y con qué velocidad un compuesto se puede dispersar en el medio ambiente. Modelación: Es un algoritmo matemático que intenta describir fenómenos que suceden en la naturaleza. El algoritmo matemático de un modelo es traducido a un lenguaje de programación para ser utilizado mediante equipo de cómputo. Plaguicida: Cualquier sustancia o mezcla de sustancias destinadas a prevenir, destruir o controlar cualquier plaga. Plaguicida Obsoleto: Son aquellos plaguicidas que no se pueden o no se quieren seguir usando y deben ser eliminado, y que por sus características son desechos peligrosos. Residuo: Material, insumo, producto o subproducto, sólido, semisólido, líquido o gaseoso, generado en el sector servicios, y que se descarta, que pueda ser susceptible de ser aprovechado o requiera sujetarse a tratamiento o disposición final. Residuo Peligroso: Es aquel residuo o desecho que por sus características corrosivas, reactivas, explosivas, tóxicas, inflamables, infecciosas o radiactivas puede causar riesgo o daño para la salud humana y el ambiente. Así mismo, se considera residuo o desecho peligroso los envases, empaques y embalajes que hayan estado en contacto con ellos. Residuos Peligrosos De Xenobiótico: Comprende los plaguicidas en desuso, es decir, los que se encuentran vencidos o fuera de especificaciones técnicas, envases o empaques que hayan contenido plaguicidas, remanentes, sobrantes, subproductos de estos plaguicidas; así como el producto de lavado o limpieza de objetos o elementos que hayan estado en contacto con los plaguicidas.

Rutas de migración: Trayectorias pueden tomar los contaminantes en un área específica. Suelo: Sistema dinámico de tres componentes: partículas minerales, detritos y organismos que se alimentan de estos. es la capa superior de la corteza terrestre en la cual las plantas fijan sus raíces y a partir de donde obtienen nutrientes y la humedad que requieren para su desarrollo. Screen Models: Prototipo de modelo más simplificado basado en la definición de índices o aproximaciones empíricas para la aproximación del transporte de un contaminante. Tipo de Formulación: Presentación del plaguicida, en que condiciones se encuentra y depende de ellas su forma de uso o aplicación. Entre ellas se encuentran:

- Formulaciones líquidas: EC ó E; Emulsión concentrada. SL; Suspensión.

- Formulaciones Secas: D; Polvos.G; Granulados.WP ó W; Polvos mojables.SP ó WSP; Polvos solubles.

Toxicidad: Propiedad fisiológica o biológica que determina la capacidad de una sustancia química para ocasionar daños a un organismo vivo. medida del peligro inherente de una sustancia. Tratamiento: Es el conjunto de acciones y tecnologías mediante las cuales se modifican las características contaminantes de un residuo (compuesto) en un compuesto inocuo incrementando sus posibilidades de reutilización, o para minimizar los impactos ambientales y los riesgos a la salud humana en su disposición temporal o final. Textura Del Suelo: Tamaño relativo de las partículas minerales que componen el suelo. Por lo regular se define en términos de contenido de arena, limo y arcilla. Thiodan: Plaguicida órgano clorado que tiene como ingrediente activo el Endosulfan sustancias derivadas de hidrocarburos ciclodiénicos. Unidad experimental: Unidad de material a la cual se aplica un tratamiento. Zona no saturada: También llamada zona vadosa o zona de aireación, está comprendida entre la superficie del terreno y el nivel freático del agua en los acuíferos y en ella los poros no están completamente ocupados por agua. Zona saturada: Zona del subsuelo en la que todos los huecos están ocupados por agua, por debajo del nivel freático del agua en los acuíferos.

AAbbrreevviiaattuurraass YY SSiiggllaass

CORPOICA: La Corporación Colombiana De Investigación Agropecuaria.

DL50: Dosis Letal 50

FAO: Food and Agriculture Organization. Organización De Las Naciones Unidas Para

La Agricultura Y La Alimentación

ICA: Instituto Colombiano Agropecuario.

LDLo (DLLO): Dosis tóxica mortal mínima

LMR: límite máximo de residuos

MAVDT: Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial.

MStr: Cuadrado Medio De Tratamientos

MSE: Cuadrado Medio Del Error

OMS: Organización Mundial de la Salud.

ONU: Organización de las Naciones Unidas.

USDA: United States Department Of Agriculture

TDLo (DTLO): Toxic dose lower. Mínima dosis de una sustancia tóxica reportada que

causa efectos tóxicos

[ ]: Concentración

P1: Primer estudio, Derrame en columnas de suelo del plaguicida Malathión.

P2: Segundo estudio, Derrame en columnas de suelo del plaguicida Endosulfan.

E1: Primer evento

E2: Segundo Evento.

ZN: Zona no saturada

(i.a.): Ingrediente Activo

RReessuummeenn

En este trabajo se presenta un estudio comparativo del transporte de los plaguicidas obsoletos malathión y endosulfan en el suelo del predio de La Corporación Colombiana De Investigación Agropecuaria Corpoica –Mosquera. Este estudio precisa la utilización de ensayos de lixiviación que describen condiciones de equilibrio durante el movimiento de estos en la zona no saturada, el análisis de la información obtenida a partir del muestreo, los datos históricos del predio, el diagnóstico edafológico sobre la zona potencialmente afectada, junto con las aproximaciones empíricas del potencial de lixiviación, aproximaciones basadas en “screen models” para modelación de la curva característica del suelo y la estimación de los coeficientes de correlación de diferentes variables, que proporcionan parte de la herramienta básica para la propuesta de atenuación del impacto ambiental derivado del uso y manejo de los plaguicidas obsoletos malathión y endosulfan. En búsqueda de la alternativa de atenuación se establece un marco muestreal de lixiviación, la determinación de correlación de Pearson y la prueba estadística ANOVA en donde se destaca las relaciones presentes entre concentración y altura de la columna de suelo las cuales presentan, una alta heterogeneidad de comportamiento entre los dos plaguicidas y su determinación lleva implícito un grado de incertidumbre considerable; Para ello se toman como referencia los experimentos en columnas de un mismo suelo utilizando diferentes alturas de las mismas y los dos plaguicidas. Gracias a los resultados procedentes de los análisis anteriores se establecieron posibilidades de tratamiento y se realizo la estimación de parámetros de evaluación donde se determino que el tratamiento para suelos contaminados por derrame de malathión y endosulfan debe ser multifasico y el estudio preliminar de varias alternativas arroja como viables la fotocatálisis heterogénea como primer tratamiento y como secundario la biodegradación asistida. Palabras clave: Atenuación, Endosulfan, Plaguicidas Obsoletos, Lixiviación, Malathión, Movilidad, Screen Models y Zona no saturada

AAbbssttrraacctt

This paper presents a comparative study of the transportation of obsolete pesticides malathión and endosulfan on the floor of the property of The Colombian Agricultural Research Corporation Corpoica-Mosquera. This study requires the use of leaching tests that describe conditions of balance during the movement of these in the unsaturated zone, analysing the information obtained from sampling, historical data of the property, diagnosis soil over the area potentially affected , Along with empirical approaches potential leaching, estimates based on "screen models" for modeling of the curve characteristic of soil and the estimate of the correlation coefficients of different variables, which provide the basic tool for the proposed mitigation environmental impact arising from the use and management of obsolete pesticides malathión and endosulfan. In pursuit of alternative mitigation establishing a framework leaching, the determination of Pearson correlation and statistical test ANOVA where highlights the relationship between concentration and present height of the column of soil which have a high heterogeneity behavior between the two pesticides and their determination implies a degree of considerable uncertainty; To do so is taken as a reference experiments in columns of the same soil using different heights of the same and the two pesticides. Thanks to the results from previous analyses were established treatment options and make the estimated parameters of evaluation which determined that treatment for soil contaminated by spill malathión and must be multi-endosulfan and preliminary study of several alternatives as casts photocatalysis viable heterogeneous as the first treatment and as secondary biodegradation assisted. Keywords: Mitigation, Endosulfan, Obsolete Pesticides, Leaching, Malathión, Mobility, Screen Models And Unsaturated Zone

IInnttrroodduucccciióónn

Los plaguicidas son parte importante de los sistemas de producción agrícolas y forestales modernos. Su adecuada utilización contribuye a la producción de alimentos de calidad y además, a un bajo costo. Sin embargo, dada su naturaleza, ellos presentan riesgos tanto para la salud de las personas, como para la vida silvestre y los ecosistemas. Existen efectos no evaluados en la utilización de plaguicidas que han llevado a prohibir o restringir el uso de algunos compuestos considerados riesgosos. En efecto, el uso de estos plaguicidas ha ocasionado daños importantes en el medio ambiente y las personas, motivando la necesidad de estudiar y monitorear el impacto generado en los recursos ambientales (agua superficial, agua subterránea, suelo, sedimentos, aire, etc.). El potencial contaminante de un plaguicida está dado por su movilidad y persistencia. El plaguicida debe ser lo suficientemente móvil y persistente como para alcanzar y eliminar el organismo específicamente atacado minimizando su impacto sobre las aguas subterráneas. Estas dos características están controladas principalmente por los procesos de adsorción y de degradación que condicionan la lixiviación. La adsorción se manifiesta como un retardo del movimiento del contaminante respecto de la velocidad del agua. Este proceso no afecta la cantidad total de plaguicida presente en el suelo pero puede disminuir e incluso eliminar la cantidad disponible para el transporte. La magnitud de este fenómeno dependerá de la composición físico-química del suelo, en particular de su contenido en materia orgánica y arcillas. Por otra parte, los plaguicidas pueden sufrir la rotura de su estructura molecular en fragmentos que dan lugar a compuestos inorgánicos como productos finales de la reacción. Este proceso se denomina degradación, siendo ésta la única vía para que un plaguicida sea totalmente eliminado del medio ambiente. El objetivo de este proyecto es la propuesta a una alternativa de atenuación del impacto generado por los plaguicidas a partir de la determinación de relaciones presentes en las características de contaminación potencial de cada plaguicida. Por lo anterior y en contribución a la búsqueda de soluciones a la problemática generada por los plaguicidas obsoletos, es indispensable la determinación de posibles relaciones entre variables que gobiernan la migración de una sustancia contaminante sometida a procesos de absorción y degradación en la zona no saturada, ya que permite hacer valoraciones reales en función del uso y manejo que se le va a dar a los suelos y residuos contaminados sirviendo como herramienta para la toma de decisiones.

JJuussttiiffiiccaacciióónn Las existencias de plaguicidas obsoletos, constituyen un riesgo para la salud y el ambiente, dado que son un residuo constituido por sustancias químicas peligrosas que en su calidad de residuo sin valor económico en general se acumulan en condiciones inadecuadas en sitios no controlados por consiguiente el riesgo se incrementa porque existe exposición a los desechos debido al libre acceso de personas, animales al sitio y se agudiza por los deterioro de envases, ,vertido de productos y contaminación del sitio y su entorno. En este sentido, es necesario que en nuestro medio, se desarrollen experiencias que permitan adquirir conocimientos con respecto a la aplicación de sistemas de atenuación que se ajusten a las reales condiciones que presenta la movilidad de plaguicidas, ya que “actualmente existe una carencia en estudios puntuales de plaguicidas por ser sustancias químicamente más complejas, implicadas en procesos de transformación y degradación originados a lo largo de su tránsito por la zona no saturada”1.; debido a que estos procesos presentan variabilidad experimental se requiere la aplicación de matemáticas y estadísticas para entender y analizar datos experimentales de una manera cuantitativa. En el año 2004, se realizó la auditoria analítica de gestión al uso y manejo de plaguicidas en Colombia para apoyar a la Contraloría General De La República, en el ejercicio de un efectivo control sobre las entidades pública este informe revela como aspectos crítico que “ el Instituto Colombiano Agropecuario debe revisar la política establecida para los plaguicidas obsoletos ya que estos no son valorados técnicamente, sino cualitativamente lo que implica un peligro para la salud pública, en razón a que los estudios de contenidos agroquímicos no son suficientes para garantizar el uso y manejo de los mismos”2,donde se evidencia la necesidad actual de una valoración técnica y ambiental de los plaguicidas obsoletos. La concentración de plaguicidas en diferentes matrices ambientales se estima de acuerdo a muestreos basados en métodos estadísticos que no han sido previamente evaluados Por esto, la presente investigación va dirigida a establecer una comparación del comportamiento de la movilidad de los plaguicidas por medio de un análisis numérico simple donde se realizará un estudio comparativo con los plaguicidas obsoletos Malathión y Endosulfan ya que son los que se encuentran en mayor proporción en predios del ICA Instituto encargado de almacenar los plaguicidas que se encuentran en desuso, labor que les fue encomendada por el gobierno tras el reporte de plaguicidas obsoletos elaborado por la FAO y el gobierno nacional, este estudio se ofrece como herramienta para el desarrollo de nuevas tecnologías de remediación de suelos en Colombia.

1 ________, Asistencia Técnica para la Eliminación de Plaguicidas Obsoletos. Proyecto FAO TCP-COL-0065.

Memorias Jornada de Capacitación Valledupar y San Andrés. 2002. 2 COLOMBIA. Auditoria General de la República Online-http://www.auditoria.gov.co/templates/ informes_gestión

/2_3_2 plaguicidas.pdf. Auditoria analítica de gestión al uso y manejo de plaguicidas en Colombia (Citado el 22 de febrero de 2008)

OObbjjeettiivvooss OBJETIVO GENERAL Proponer alternativas para la atenuación del impacto generado por el uso de plaguicidas obsoletos Malathion y Endosulfan basados en los estudios comparativos de movilidad en los suelos de los predios de la Corporación Colombiana De Investigación Agropecuaria CORPOICA (Sede Mosquera). OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Analizar condiciones químicas, físicas y morfológicas presentes en el predio de la Corporación Colombiana De Investigación Agropecuaria CORPOICA (Sede Mosquera), lote 5.

Establecer el método mas apropiado para el análisis comparativo de datos de lixiviación de plaguicidas obsoletos Malatión y Endosulfan en el predio de la Corporación Colombiana De Investigación Agropecuaria CORPOICA (Sede Mosquera).

Estimar el índice de lixiviación potencial de los plaguicidas Malatión y Endosulfan, bajo supuestos de equilibrio y flujo unidimensional en la zona no saturada.

Determinación de la relación que existe entre variables que indiquen el comportamiento de los plaguicidas a nivel de lixiviación en los suelos del predio del ICA (Sede Mosquera).

Identificar las alternativas para la atenuación del impacto generado por los plaguicidas a nivel de lixiviación en los suelos del predio del ICA (Sede Mosquera).

Identificar Ventajas y limitaciones de la aplicación de la alternativa propuesta para la atenuación del impacto generado por el uso de plaguicidas obsoletos Malathion y Endosulfan, en los suelos del predio del ICA (Sede Mosquera).

11.. MMaarrccoo ddee RReeffeerreenncciiaa 1.1 MARCO TEÓRICO 1.1.1 Plaguicidas obsoletos Los plaguicidas obsoletos son plaguicidas que no se pueden o no se quieren seguir usando y deben ser eliminados, esta denominación incluye:

- Plaguicidas técnicos y formulaciones pasada la fecha de caducidad.

- Plaguicidas cuya utilización ha sido prohibida o fuertemente restringida.

- Productos deteriorados: Aquellos que sufrieron cambios físicos o químicos que los hacen fitotóxicos para los cultivos, o con peligrosidad no aceptable tanto para la salud humana como para el medio ambiente, aquellos que sufrieron pérdida de eficacia biológica, aquellos que presentan cambios en sus propiedades físicas que los hacen incompatibles con los equipamientos de aplicación habituales.3

Diagrama 1. Generalidades Del Marco Conceptual del Plaguicida

3 MARTINES, Javier, Centro Coordinador Del Convenio De Basilea Para América Latina Y El Caribe,

Guía Práctica Sobre La Gestión Ambientalmente Adecuada De Plaguicidas Obsoletos Montevideo, Uruguay Noviembre, 2004

Sustancia o mezcla de sustancias destinada prevenir, destruir o controlar cualquier plaga

Nombres de Plaguicidas

Nombre comercial

Nombres común del ingrediente

activo

Nombre químico

Formulación

Ingrediente activo

Su época de aplicación.

Confiere la acción biológica

Ingredientes inertes (aditivos)

Clasificación

Vehículos se agregan para mejorar las propiedades de la formulación Agentes

tenso activos

Odorizantes

Estabilizadores Anticoagulantes

Colorantes Anticoagulantes

Surfactantes

PLAGUICIDA

Su estructura química o familia química

Su mecanismo de acción

Tipo de formulación

Grado de toxicidad

Su destino

Fuente: Las autoras

1.1.2 Malathión Es un insecticida fosforado, es el nombre común de O,O dimetil-S-1,2-di (carboetoxi) etil fosforoditioato. otros nombres comunes de este compuesto son los siguientes: (a) O,O dimetil-S-1,2-di (carboetoxi) etil fosforoditioato; (b) O,O-dimetil S-(1,2-dicarbetoxietil) fosforotioato; (c) Fosforoditioato del O,O-dimetil dietilmercaptosuccinato; (d) O,O-dimetil-S-(1,2-dicarbetoxietil) ditiofosfato; Este insecticida fue introducido en 1950 por American Cyanamid Company4. El Malathión no es por lo tanto un insecticida puro si no un "complejo" que incluye, además del Malathión propiamente dicho, impurezas como los trimetil fosfatos y el Malaoxón e incluso ingredientes "inertes" de alto riesgo. Además de "complejo" es por lo tanto "variable" y de variación poco predecible. En muchos casos los derivados de su propia molécula son varias decenas de veces más tóxicos que el Malathión puro. Lamentablemente, los perfiles de las formulaciones comerciales se refieren, por lo general, al Malathión puro y no al "complejo" Malathión.En realidad nunca se demostró que las dosis bajas del complejo Malathión fueran inocuas, muy por el contrario, esas bajas dosis han podido asociarse a

innumerables efectos deletéreos.

Figura 1. Estructura del Malathión. Organofosforados

Fuente: ENVIROMENTAL PROTECTION AGENCY, Centro panamericano de ecología humana y mundial de la salud. Malathion efectos sobre la salud y ambiente, Metepec, México 1988.

Tabla 1: Características Fisicoquímicas Malathión Formula empírica: C10H19O6PS2

Nombre IUPAC: O,O dimetil-S-1,2-di (carboetoxi) etil fosforoditioato

Masa Molecular relativa: 330,36g.

Densidad: 20 ºC: 1,2076 g/cm3

Densidad relativa del Gas: -

Punto de Ebullición: 156 ºC.

Punto de Fusión: 2,8 ºC

Hidrolizacion: pH >7 y <5

4 ENVIROMENTAL PROTECTION AGENCY, Centro panamericano de ecología humana y mundial de la

salud. Malathion efectos sobre la salud y ambiente, Metepec, México 1988

Solubilidad: Es ligeramente soluble Su solubilidad acuosa a 25 ºC es de 3,36 mol/l- 130 mg/l

Tabla 2. Clasificación Malathión International programmer on chemical safety

(IPCS) Libro naranja de las naciones unidas

Número CAS: 121-75-5. Clasificación de peligrosos NU:9

Número UN: 3082 Grupo de envasado y embalaje : III

Tipo de Químico: Organofosforado R:22 S: (2-)24

Fuente: las autoras

1.1.3 Endosulfan Es un ingrediente activo que hace parte de la familia de los organoclorados, su estructura química corresponde en general, a la de hidrocarburos clorados aromáticos, con un peso molecular de 291 a 545. Sus propiedades fisicoquímicas dependen del grado de cloración, pero generalmente son sustancias insolubles en agua y muy estables a la luz solar, a la humedad, al aire y al calor; el endosulfan hace parte de la subdivisión de los derivados de hidrocarburos ciclodiénicos. La Composición de este plaguicida en desuso generalmente es una mezcla de isómeros del endosulfán (80% de isómeros-alfa / 20% de isómeros-beta) y se obtiene a partir del hexaclorociclopentadieno, mediante la reacción de Diels-Alder con butinediol, seguido de ciclización con cloruro de tionilo5; es persistente y estable en el suelo y relativamente estable en presencia de luz ultravioleta.

Figura 2. Estructura del Endosulfan. Organoclorados ciclodiénicos.

Fuente: COLEMAN PF, DOLINGER PM. 1982. Endosulfan monograph number four: Environmental health evaluations of California restricted pesticides. State of California Department of Food and Agriculture. Sacramento, CA. USA.

5 HARIKRISHNAN v r y usha s “Endosulfan Fact Sheet & Answers to common questions” Thanal

Conservation Action / Information Network L-14 Jawahar Nagar, Kowdiar, Kerala, India. Enero 2004

Tabla 3. Características Físicoquímicas Endosulfan Formula empírica: C9H6CL6O3S

Nombre IUPAC: 6,7,8,9,10hexacloro 1,5,52,6,9,9, a hexacloruro 6,9 metano 2,4,3

benzodioxadipin 3 oxido

Masa Molecular relativa: 406.95 g

Densidad: 1.745 g / cm3

Densidad relativa del Gas: 14.1

Punto de Ebullición: 106°a 0.9 hPa (descomposición Parcial)

Punto de Fusión: Prod. Técnico 70-100 °C

Isómero a 108-109°C

Isómero b 206-208°C

Presión de Vapor: < 1x10 -5

Pa Fuente: las autoras con información htpp:\informacion\internet\seguridad endosufan_archivos\seguridad endosufan.htm (11 febrero 2008)

Tabla 4. Clasificación Endosulfan International programme on chemical safety

(IPCS) Libro naranja de las naciones unidas

Número CAS: 115- 29 – 7 Clasificación de peligrosos NU:6.1

Número UN: 2761 Grupo de envasado y embalaje : I II

Tipo de Químico: Compuesto organoclorado R:24/25-36-50/53 S: (1/2-)28-36/37-45-60-61

Fuente: las autoras

Los productos encontrados en mayor cantidad en las bodegas del ICA son plaguicidas con ingrediente activo endosulfan6. Debido a las características del endosulfan como organoclorado y por la cantidad registrada, representa un interés especial sobre su gestión hasta la disposición final. Además es uno de los candidatos para ser incluido en el convenio de Estocolmo7, lo que hace que el país tome acciones con el objetivo de eliminar sustancias existentes; por esta razón, es seleccionado como sustancia a ser evaluada en el presente estudio.

1.1.4 Comportamiento de los plaguicidas obsoletos en el suelo y en la zona no

saturada. La zona no saturada ha sido durante muchos años una especie de "caja negra" en los estudios hidrogeológicos, pues la mayoría de investigaciones se centraban solamente

6 HELDERTH CARDENAS,” Formulación de alternativas ambientalmente apropiadas para la disposición

final de plaguicidas en desuso incautados por el estado”. Universidad de la salle, Bogotá D.C. 2006 7 UNITED NATIONS ENVIRONMENTAL PROGRAMMER, “Evaluación regional de Substancias Tóxicas

Persistentes” Océano indio el Informe Regional - Sustancias Químicas- la Facilidad Global del Ambiente. 2002

en la zona saturada, actualmente se ha evidenciado el poder depurador de la zona no saturada y la influencia de esta en la contaminación de aguas subterráneas. La zona no saturada, está situada entre el nivel freático y la superficie del terreno, tiene alguna pequeña porción (parte baja de raíces) saturada de agua permanentemente, y otras en las que ocasionalmente puede producirse saturación pero que transcurrido cierto tiempo pierden el agua. En la zona no saturada se distinguen tres subzonas: a) Subzona sometida a evapotranspiración: comprendida entre la superficie del terreno y los extremos radiculares de la vegetación. Cuando no hay vegetación puede tener un espesor muy pequeño entre 8 y 15 cm y si la hay puede alcanzar profundidades de hasta 3 ó 4 m. b) Subzona intermedia: de características totalmente similares a la anterior, está situada debajo de ella y al no estar afectada por las raíces de las plantas es más compacta. c) Subzona capilar: es la de transición a la zona saturada propiamente dicha y alcanza una altura sobre la superficie freática que depende de las fuerzas capilares. Su parte inferior está también saturada, el límite superior de la subzona capilar con la subzona intermedia puede estar muy definido o ser apenas perceptible, según el tipo de materiales del suelo8.

Diagrama 2: Esquema De La Zona No Saturada y distribución vertical del agua

Fuente: Imagen –online www.visionlearning.com, ciclo hidrológico. (Citado 26 de mayo de2008), Modificada por las autoras.

8 CALDERÓN, M. J HERMOSIN, M. C; MORENO, F, y CONEJO, J. Movilidad de trifloralina en labranza

tradicional y de conservación. En “Estudios de la zona no saturada del suelo”. ed. R. Muños – Carpena, A Ritter. C. Tascón) 1999.

Subzona capilar

ZONAS

Subzona edáfica o de evapotranspiración

Subzona intermedia

Nivel piezométrico

SUBZONAS

Acuífero

Distribución Del Agua

Agua higroscópica, pelicular y capilar aislada

Todas excepto, agua gravifica

Aguas subterráneas

Los modelos existentes en la actualidad para predecir el comportamiento de los plaguicidas en la zona no saturada del suelo consideran los procesos físicos, químicos y biológicos que afectan su transporte y diversos procesos de degradación e inactivación de los mismos. La mayor parte de los plaguicidas, una vez aplicados, sufren procesos de transporte y transferencia9, total o parcial, que conducen a la formación de nuevos productos que, en ocasiones, pueden ser más móviles, persistentes y peligrosos que los compuestos de partida. Las dos características más importantes que controlan la migración de plaguicidas en aguas y suelos son su movilidad y persistencia10. Los plaguicidas deben ser suficientemente móviles como para alcanzar su objetivo y suficientemente persistentes como para eliminar el organismo específicamente atacado.11

Diagrama 3: Comportamiento De Plaguicidas En La Zona No Saturada

Fuente: http://images.google.com.co/ (movimiento de plaguicidas) (Citado 20 Febrero2008)

Tabla 5. Transporte Y Transferencia De Plaguicidas En La Zona No Saturada PROCESO CONSECUENCIA FACTORES

TRANSPORTE

ADVECCIÓN

Se refiere al movimiento pasivo de solutos disueltos en el agua. Proceso de transporte de una sustancia química por el movimiento

Condiciones climatológicas (lluvias, viento, temperatura, radiación

9 BAILEY, G.W. y White, J.L. Factors influencing the adsorption, desorption and movement of pescticides

in soils. Residue review 1970 p. 32, 29-92.. 10 MADRIGAL MONÁRREZ, P BENOIT Retención de plaguicidas en zonas amortiguadoras. Caso del isoproturon, INRA unite environnement et grandes cultures 78850 trivial Grigman, Francia. Online- www.ejournal.unam.mx/ict/vol0801/080104.pdf (Citado 17 de febrero 2008.) 11

MORELL, I. Y L. CANDELA,. Comportamiento de los plaguicidas en suelos. En: Plaguicidas. Aspectos ambientales, analíticos y toxicológicos, Ed. Univ. Jaume I. 1998 p 9-23. , (Citado15 demayo2008)

del medio que la contiene. * (ley de Darcy generalizada

12 )

solar), Sistemas de riego, Sistema radicular y [ ] en disolución de plaguicida

PROCESO CONSECUENCIA FACTORES

DISPERSIÓN MECÁNICA

Movimiento de un producto químico de regiones de alta concentración a regiones de baja concentración mediante la turbulencia. Los diferentes tipos, tamaños y orientación de los poros da lugar a velocidades que difieren de unos puntos a otros. Además también hay variaciones de velocidad en un mismo poro. *(Coeficiente de dispersión mecánica expresión Bear,1972,Modelación Millington y Quirk)

13(Ecuación de Richards) (Ecuación de

transporte Wagerner, R.J 1986)14

Flujo de agua, porosidad y [] en disolución de plaguicida

DIFUSIÓN

Movimiento de un producto químico de regiones de alta concentración a regiones de baja concentración mediante el movimiento molecular.* ( Ley de Ficky, Ecuación de la continuidad)

iones disueltos y [] en disolución de plaguicida, humedad.

TRANSFERENCIA

LIXIVIACIÓN

Movilización de los compuestos a través del suelo en donde se relaciona la curva característica de suelo con los procesos de degradación y adsorción. (∑ de aproximaciones empíricas y aproximaciones de los procesos principales de adsorción y degradación).

Solubilidad, MO, Textura, estructura porosidad y Humedad.

LIXIVIACIÓN

*( Conductividad hidráulica: Ecuación de Richards, Curva característica: Modelado van Genutchen Modelado Campbell Modelado Hutson-Cass Modelado Brooks and Corey)

15

Volatilización

Perdida de compuestos orgánicos debido a la evaporación del suelo o planta. * (Ley de Henry)

Presión de vapor, Temperatura, velocidad del viento

Adsorción

Disminuir o Eliminar la cantidad disponible para trasporte de plaguicida. *(Modelo de

contenido en arcillas (la arcilla la montmorillonita es la especie

12

JOSEP M GASTO Y JORDI GRIFOLL, Modelación y análisis del transporte no isotérmico de compuestos orgánicos, departamento Enginyeria química, universidad Rovira iVirgili 2000 p 2,3. 9 L. GUARRACINO1, L. CANDELA LLEDÓ2 Y J. E. SANTOS, Simulación numérica del transporte del

herbicida glifosato en la zona no saturada, CONICET; Facultad de Cs. Astronómicas y Geofísicas,

Universidad Nacional de La Plata (Argentina). 2001

14

________, Modelación matemática del movimiento de los plaguicidas hacia y en las aguas

subterráneas. Primera Edición Diciembre 2003. p 61-65 15

FABREGAT, Estudios cinéticos de transporte del herbicida 2,4-D en columnas de laboratorio ,Dep. de ingeniería del Terreno – Universidad politécnica de Cataluña. Jordi Girona 2003.p107-108.

Langmuir, Modelo de Freundlich, Modelo de Henry)

16

más adsorbente), MO,[] de plaguicida.

DEGRADACIÓN

Conduce a cambios en su estructura química siendo la degradación bioquímica, la mas predominante en suelo.*(Modelo cinético de primer orden vida media, ecuación Walker, 1987)

Estructura química, Polaridad y solubilidad, Persistencia y volatilidad temperatura, humedad.

Fotoquímica

Rotura de los compuestos orgánicos debido a la absorción de la luz solar.

Estructura de los compuestos, intensidad y duración de exposición solar.

Microbiana

Degradación de los compuestos orgánicos ocasionados por microorganismos.

ph., humedad del suelo presencia de nutrientes MO.

Química

Alteración de los compuestos por reacciones de oxidación, reducción, hidrólisis, sustitución o eliminación de grupos funcionales

ph., Estructura de los compuestos. Presencia de iones.

*Algoritmos o modelos básicos, mas representativas en el proceso. la explicación total o parcial del desarrollo matemático para evaluar lixiviación potencial se expone en el ítem de Análisis de lixiviación potencial de esta investigación.

Fuente: Las autoras DOMÍNGUEZ CALLE, Efraín, modelación Matemática, Online - http://mathmodelling.googlepages.com (Citado 13 de marzo de 2008).

Diagrama 4: Factores que determinan el movimiento de plaguicidas por la ZN

1.1.5 Estudio De Movilidad Es la evaluación del comportamiento de diferentes solutos en el suelo en donde se busca estudiar la adsorción de un plaguicida en un suelo, se utilizan dos técnicas de laboratorio:

16

ROBLES-GONZALEZ, Ireri V, RIOS-LEAL, Elvira, GALINDEZ-MAYER, Juvencio et al.

Comportamiento adsortivo-desortivo del lindano en un suelo agrícola. INCI. Online. http://www.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0378-18442006000400011&lng=es&nrm=iso (citado 20 de Mayo 2008)

MOVIMIENTO DE LOS PLAGUICIDAS

HACIA AGUAS SUBTERRÁNEAS

Propiedades intrínsecas

Condiciones del acuífero

Características del medio

Solubilidad

Volatilidad

Persistencia

Adsorcion en suelo

Suelo

Clima

Labores agricolas

Topografía

- Experiencias en batch (lotes): Se diseñan para estudiar el equilibrio de adsorción en una suspensión de suelo agitado continuamente.

Las experiencias en batch no son totalmente representativas de las condiciones naturales ya que representan las condiciones de un sistema cerrado y ofrecen a la adsorción la mayor superficie específica posible y, por tanto, la máxima posibilidad de interacción. Además, la velocidad de flujo puede asimilarse a flujo nulo, de manera que en estas condiciones puede esperarse el máximo grado de adsorción.17 Los problemas que tienen las experiencias en batch, son:

Elevada relación suelo/disolución. Acumulación de productos y especies desorbidas en un sistema cerrado

que puede inducir reacciones secundarias. Puede producir incremento de la superficie específica, o puede no producir

suspensiones uniformes ni evitar transferencias de soluto por procesos de difusión.

El muestreo y la separación de fases son operacionalmente afectadas.

- Miscible Column Experiments: ha sido ampliamente utilizada para obtener datos de cinética de reacciones.

Los métodos con flujo (columnas) son sistemas abiertos en los que el soluto es continuamente añadido y/o extraído. En estos métodos la fase sólida reacciona con una mayor masa de soluto pero con una relación suelo/disolución más pequeña18. En este sentido, proporciona una mejor representación del transporte de solutos en condiciones de campo, de manera que permiten investigar el proceso de adsorción en condiciones de “no equilibrio” siempre y cuando se realicen diferentes experimentos con variación de condiciones tanto de velocidad de flujo y de concentraciones del soluto. El objetivo es hacer pasar agua que contenga un contaminante a través del material del suelo contenido en una columna, evaluar su movimiento y caracterizar el modelo teórico de comportamiento. El contaminante que pasa es recogido, analizado y representado en una gráfica. Con ello se obtiene la información necesaria para la predicción del comportamiento de la substancia en estudio, conociendo el conjunto de factores que intervienen y su influencia en el movimiento y persistencia de los compuestos del suelo.

Cabe aclarar que para la representatividad de las apreciaciones matemáticas se requiere un análisis de la trayectoria de un trazador conservativo.

17

I MORELL, L CANDELA ,Comportamiento De Los Plaguicidas En Suelos Y Aguas, Universitat Jaume Publicado en 1998* , Online ttp://books.google.com.co/books?id=Ti3ZZRNIaaYC&pg=PA128&dq=Las+experiencias+en+batch+&lr=&source=gbs_toc_r&cad=04N0yCt6qV2g#PPA319,M1, (Citado 15 de mayo 2008) * Papers presented at the 1st Jornadas sobre Investigación en Plaguicidas, held in Mar. 1997 at the Univ. Politécnica de Catalunya. 18

L. CANDELA, S. Fabregat, M. Solé y R.L. Rodríguez-Pacheco. Estudios Cinéticos De Transporte Del Herbicida 2,4-D En Columnas De Laboratorio, Dep. de Ingeniería del Terreno-Universidad Politécnica de

Cataluña. Jordi Girona, Barcelona. 2003. p 1-3

1.1.6 Modelación y aproximación matemática de la migración de contaminantes.

Al aplicar un plaguicida ya sea a la planta o al suelo, este puede permanecer como un residuo en el agua, aire y suelo. De esta manera, el conocimiento sobre la dinámica de los plaguicidas en el suelo, es necesario para predecir la bioactividad de los mismos19 , así como su efecto sobre la contaminación ambiental, movilidad y residualidad20. En la actualidad existen gran variedad de modelos capaces de ayudar en la interpretación de los procesos de transferencia de agua y solutos en la agricultura que a nivel local permiten simular las interacciones del sistema suelo – planta – atmósfera.

Diagrama 5: Objeto y tipos de modelación de Plaguicidas En La Zona No Saturada

19

BAILEY,G ; WHITEJ, . 1964. Review of absorption and desorption of organic pesticide bioactivity. Of Journal of Agricultural and Food Chemistry p 324-332. 20

LETEY, J.; FARMER, J. 1974. Movement of pesticides in soil. and water. Ed. by B. Guenzi. Madison, Wisconsin, Soil Science Society of America. p. 67-98.

Fuente: las autoras

Actualmente los modelos implementados en estudios de lixiviación de plaguicidas en el suelo, son modelos deterministas, pues los modelos estocásticos no están desarrollados para el estudio de los plaguicidas, pero se muestran como la clara alternativa que sustituirá a los modelos deterministas en el futuro de la modelización. El tipo de modelos más utilizado en el estudio de lixiviación de plaguicidas son los llamados Screen Models que son modelos analíticos en donde se tienen relaciones matemáticas o lógicas que representen leyes físicas. que se cree gobiernan el comportamiento del movimiento de solutos en el suelo en una situación puntual. Estos modelos generalmente emplean una columna de suelo unidimensional de propiedades homogéneas21 debido a que la cuantificación de los diversos procesos del sistema suelo- planta- atmosfera – plaguicida son muy complejos; por esto se han realizado estudios puntuales a nivel de laboratorio donde se validan diferentes algoritmos para el estudio de condiciones del suelo en base a estudios experimentales.

21 MORELL, I. Y L. CANDELA, Comportamiento de los plaguicidas en suelos. En: Plaguicidas. Aspectos

ambientales, analíticos y toxicológicos, Ed. Univ. Jaume 1998I. pp. 9-23.

Modelación matemática de la migración de plaguicidas en ZNS

Evaluación de las posibilidades de transporte de los plaguicidas hacia y por las aguas subterránea

Condiciones

Cuantificar procesos que intervienen

Propósito

Resolución

Recursos

Modelos deterministas

Modelos estocásticos

Sistema suelo-agua-plaguicida

Condiciones simples

Ignora la incertidumbre

Naturaleza Muestreo

Simular la respuesta

Consideran la incertidumbre

Todo como un sistema

Interrelación de diferentes sistemas

Funciones

Descripción

Análisis

Screen Models

Predicción

Estas soluciones analíticas se usan para evaluar y comparar el comportamiento de los plaguicidas bajo condiciones limitadas y constreñías. El propósito de estos modelos no es simular el movimiento subsuperficial de los plaguicidas si no estimar su potencial de lixiviación bajo determinadas condiciones climáticas e hidrogeológicas, describiendo el comportamiento de un químico con relación a otro. Es recomendable el calculo del ranking con varios modelos de percolado antes de seleccionar los plaguicidas de alto riesgo para un programa de monitoreo. Ya que el uso de estos modelos implica en la mayoría de los casos, asumir algunos factores y despreciar otros, motivo por el cual los resultados obtenidos no deben considerarse como exactos para las condiciones reales de campo, de igual forma los algoritmos planteados son simples y sintéticos que facilitan la construcción de una percepción de problemas complejos. Además, proveen información cuantitativa para evaluar la efectividad de las alternativas de decisión de recuperación de suelos contaminados. Pero este tipo de modelos no pueden utilizarse para la inferencia de datos que requiera un rango de precisión alto, como la sustentación de estudios en casos epidemiológicos, ya que los estimadores no se acercan a los parámetros, aunque si puede ser utilizado como herramienta de anticipación para la minimización de impactos ambientales adversos producidos por diferentes contaminantes en donde se garantice que la generalización conceptual se abstrae de un grupo de experiencias con el propósito de categorizar y sistematizar nuevas experiencias de dinámicas de suelos. Al mismo tiempo los algoritmos numéricos utilizados en estos screen models permiten la asociación de cálculos de los ordenadores, que verifican las cualidades del suelo en una forma no accesible para los enfoques teóricos. Con los screen models se puede realizar:

Cálculo de características físicas e hidráulicas del suelo: porosidad, densidad aparente, densidad real, conductividad Hidráulica y la curva característica.

Estimación de procesos de transporte y trasferencia de plaguicidas, adsorción,

degradación, volatilización, transporte advectivo.

Índices de evaluación de lixiviaciones de los plaguicidas en la zona no saturada hacia aguas subterráneas: factor de retardo, factor de atenuación, GUS (Groundwater Ubiquity Score), Potencial de lixiviación (LP),Criterio USEPA/CDFA.

También para la evaluación del movimiento de plaguicidas a través de la ZN se han creado

modelos de análisis que exigen una gran cantidad de datos de entrada que establecen relaciones

multivariables como:

Modelos terrestres:22

22

EPA. Guía de modelos, Online- http://www.epa.gov/pesticides/science/models_pg.htm#terrestrial, ,http://www.epa.gov/pesticides/regulating/laws/fqpa/backgrnd.htm (Citado el 19 de mayo de 2008)

REX t (la Exposición Terrestre de Residuo) REX T es usado por OPP para estimar pesticida la concentración que se dispone y limites máximos en mamíferos de alimento.

TIM (el Modelo Terrestre de la Investigación) TIM es un modelo de probabilístico que estima la probabilidad, la magnitud, y la certeza del riesgo a organismos terrestres de la exposición al pesticidas.

PRZM (el Modelo de la Zona de Raíz de pesticida) PRZM es un modelo de superficie de agua que simula el movimiento químico en la tierra dentro de e inmediatamente debajo de la zona de raíz de planta. PRZM a menudo se traba con EXAMENES para desarrollar las evaluaciones refinadas de la exposición de concentraciones de pesticida en ambientes acuáticos.

Modelo acuático:

SCIGROW (la Selección la Concentración En el Agua del SUELO) SCIGROW 23 es de los modelos que mas se ajustan a este estudio ya que un estima las concentraciones de pesticida en el agua del suelo. El modelo proporciona un valor de la exposición que se usa para determinar el riesgo potencial al ambiente y a la salud humana de beber agua contaminada con el plaguicida. pero su gran debilidad es que maneja rangos específicos para áreas de evaluación limitando el estudio de cantidad de agua en el suelo porque tiende a evaluar que las áreas grandes son menos propensas a la contaminación de aguas subterráneas, también maneja la base de datos de tierras de STATSGO que no es aplicable para zona tropical es que no poseen estaciones como la nuestra.

Modelos hidrogeológicos:

LEACHM24

(Leaching Estimation And CHemistry Model) que utiliza una base de datos

en formato Fortran 90 que requiere un conocimiento técnico sobre el manejo del

modelo específicamente el LEACHP Plaguicidas.

SWAT (Soil and Water Assessment Tool), es el modelo que actualmente se utilizado en el pais25, este es un programa de modelamiento hidrológico26 que permite simular la producción de agua y sedimentos en cuencas hidrográficas, así como el efecto que en la calidad del agua tienen las prácticas agronómicas por el uso de pesticidas y fertilizantes. El SWAT se basa en un balance hídrico para determinar la entrada, salida y almacenamiento de agua en la cuenca. por esta razón se requiere validación de la obtención de diferentes datos de entrada para el modelo.

1.1.7 Análisis de riesgo

23

EPA. Guía de modelos, Online- http://www.epa.gov/oppefed1/models/water/#scigrow , (Citado el 19 de mayo de 2008) 24

EPA. Guía de modelos, Online- http://www.epa.gov/oppfead1/Publications/catalog/, (Citado el 19 de mayo de 2008) 25

Evaluación del modelo hidrológico S.W.A.T. para la simulación de la producción de agua y de suelo, Carabali Mosquera, Fredy, Universidad Nacional, 26

Departamento de Agricultura, de los Estados Unidos, Universidad de Texas- 1990

Para la implementación de cualquier sistema remedial, es necesario realizar un análisis de riesgo que permita definir los objetivos de limpieza del emplazamiento a intervenir en función de los riesgos generados por los productos químicos involucrados en el problema de contaminación sobre la salud de las personas y el medio ambiente. El análisis de riesgo es una metodología que sirve para determinar como se debe remediar un sitio contaminado y que tan limpio debe quedar. Teniendo en cuenta la escasez de recursos económicos en practicas ambientales, la determinación del riesgo de contaminación en suelo en zonas no saturadas, es una herramienta importantísima para la toma de decisiones acerca de la destinación de estos recursos para el monitoreo y remediación. Reúne una serie de etapas mediante las cuales es posible realizar el diagnóstico de las condiciones del sitio de tratamiento, sus alrededores y los riesgos sobre cualquier posible receptor.

Diagrama 6: Generalidades del Análisis de Riesgo

Fuente: las autoras con información de EPA. Evaluación de los riesgos del superfund. http://www.epa.gov/oswer/riskassessment/commspan.htm ,online, (citado 23 de mayo de 2008)

La evaluación de riesgo varía según las condiciones propias de la zona adyacente al sitio contaminado, el tipo de suelo, la profundidad de la tabla de agua, el uso del agua subterránea, entre otras, por ello, dentro del análisis se consideran la seguridad de las personas, las fuentes de agua, sitios de producción agrícola, características ecológicas, entre otras, en función de las particularidades del sitio de remediación.

Análisis de riesgo

Posibles receptores

Establece vulnerabilidad campo

Identificar Evaluar exposición

Primera fase Segunda fase

Plaguicidas

Procesamiento de datos

Amenaza (A) Vulnerabilidad (V)

Recopilación

Fenómenos, procesos naturales y acciones antrópicas con suficiente intensidad para causar daño

Condiciones resultantes de factores sociales, económicos y ambientales que condicionan la susceptibilidad de la comunidad a sufrir un daño

Riesgo de contaminación

Probabilidad de que el suelo se contamine a concentraciones por encima de los valores recomendados para su aprovechamiento.

Estimación de Dimensiones

Depende del análisis de la información obtenida para la determinación del riesgo y con base en ello se definen los límites de limpieza para el sitio del tratamiento, en la siguiente tabla se relaciona la información básica para un análisis de riesgo. Tabla 6. Información básica para un análisis de riesgo

ÍTEMS DE INFORMACIÓN CONTENIDO

Fuente o posibles fuentes del problema de contaminación

- Definición del tipo de producto almacenado.

- Medidas para el control de los residuos.

Caracterización de la zona afectada - Historia de cultivos.

- Presencia de tratamientos en suelo.

Evaluación de las características hidrogeológicas del sitio

- Tipo de suelo

- Profundidad del nivel freático.

- Conductividad hidráulica.

- Permeabilidad.

Determinación de los mecanismos de transporte a través del subsuelo y de las posibles rutas de migración (principalmente estructuras subterráneas

- Migración de producto en fase libre.

- Volatilización y acumulación de vapores en espacios cerrados.

- Lixiviación del suelo contaminado.

- Hendeduras evidentes en los pedones.

Definición de los receptores sensitivos próximos al foco de contaminación

- Cuerpos de agua.

- Pozos profundos para agua de consumo, viviendas, zonas de cultivo y cualquier estructura que en función de su uso ponga en riesgo la salud de las personas y los ecosistemas.

Fuente: las autoras con información ASTM. Standard guide for risk based corrective action. ASTM E 2081-00. West Conshohocken, PA 19428-2959, Estados Unidos.

1.1.8 Alternativas de Atenuación.

En la actualidad existen una gran cantidad de tecnologías encaminadas a la disminución del impacto ambiental negativo con el objetivo de remediarlo totalmente, pero en los casos de contaminación de suelos con residuos peligrosos se ha demostrado que el alcance máximo es el de reducir la contaminación a límites tolerables, restableciendo la función productiva del sistema, entendido como atenuación. Estas tecnologías, unas tradicionales y otras todavía en fase experimental, están diseñadas para aislar o destruir las sustancias contaminantes alterando su estructura química mediante procesos generalmente químicos, térmicos o biológicos27. Su aplicación depende de las características del suelo y del contaminante, de la eficacia esperada con cada tratamiento, de su viabilidad económica y del tiempo estimado para su desarrollo, este tipo de tratamientos pueden ser:

- tratamientos in situ: Actúan sobre los contaminantes en el lugar en el que se localizan, requieren menos manejo que los tratamientos ex-situ28 pero por lo

27

TECHNOLOGY TREE. link treatments Online - http://www.cpeo.org/techtree/about.htm. (Citado 15 de

abril 2008) 28

ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. How to Evaluate Alternative Cleanup Technologies for

Underground Storage Tank Sites: A Guide for Corrective Action Plan Reviewers. Octubre de 1994. Estados Unidos-Online - http://www.epa.gov/oust/pubs/tums.htm (Citado 15 abril 2008)

general son más lentos y más difíciles de llevar a la práctica dada la dificultad de poner en contacto íntimo a los agentes de descontaminación con toda la masa de suelo contaminada.

- tratamientos ex situ: Requieren la excavación previa del suelo para su posterior tratamiento, ya sea en el mismo lugar (tratamiento on-site) o en instalaciones externas que requieren el transporte del suelo contaminado (tratamiento off-site), suelen ser más costosos pero también más rápidos, consiguiendo normalmente una recuperación más completa de la zona afectada.

Tabla 7. Tipos de tratamiento de suelos contaminados

TIPO DE TRATAMIENTO TRATAMIENTO APLICACIÓN

DE

SC

ON

TA

MIN

AC

IÓN

- D

irig

idas a d

ism

inu

ir la

[ ]

de los c

onta

min

ante

s

en e

l sue

lo.

FÍS

ICO

- Q

UÍM

ICO

Extracción con aire (EPA 542-f-01-016s) In situ

Extracción de vapores de los suelos y la aeración (EPA 542-f-01-006s)

In situ

Extracción por solventes (EPA 542-f-01-009s) In situ

Lavado del suelo (EPA 542-f-01-008s) Ex situ

Flushing In situ

Electrocinética In situ

Adición de enmiendas In situ

Barreras reactivas permeables (EPA 542-f-01-005s)

In situ

Biosparging, Inyección de aire comprimido In situ

Pozos de recirculación In situ

Oxidación ultravioleta Ex situ

Oxidación Química (EPA 542-F-01-013S) Ex situ

Tratamiento con Carbono Activado (EPA 542-F-01-020S)

Ex situ – in situ

Deshalogenación Química (EPA 542-F-01-010S) Ex situ

Enjuague In Situ (EPA 542-F-01-011S) In situ

BIO

LÓ

GIC

O

Biodegradación asistida In situ

Biotransformación de metales In situ

Fito corrección (EPA 542-f-01-002s) In situ

Bioventing In situ

Landfarming Ex situ

Biopilas Ex situ

Compostaje Ex situ

Lodos biológicos Ex situ

TÉ

R

MIC O Incineración (EPA 542-f-01-018s) Ex situ

Desorción térmica (EPA 542-f-01-003s) Ex situ

MIX

TO

Extracción multifase In situ

Atenuación natural (EPA 542-f-01-004s)

In situ

TIPO DE TRATAMIENTO TRATAMIENTO APLICACIÓN

CO

NT

EN

CIÓ

N

-Aís

lan

el conta

min

an

te e

n e

l sue

lo

sin

actu

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sobre

él

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n la e

xcavació

n d

el

suelo

.

Barreras verticales In situ

Barreras horizontales In situ

Barreras desuelo seco In situ

Sellado profundo In situ

Barreras hidráulicas In situ

CO

NF

INA

MIE

NT

O

-Reducen

la

movili

da

d

de los c

onta

min

an

tes e

n

el sue

lo p

ara

evitar

su

mig

ració

n

Solidificación y estabilización fisicoquímica (EPA 542-f-01-024s)

Ex situ

Inyección de solidificantes In situ

Vitrificación (EPA 542-f-01-017s)

In situ – Ex situ

Fuente: las autoras con información de La EPA .Rutas a Tecnologías para la investigación y descontaminación de suelos contaminados 4ª edición (referencia EPA 542-B-05-001) (citado 15 abril

2008)

1.2 MARCO LEGAL La normatividad de orden Nacional aplicable a la gestión de residuos peligrosos y en particular a los plaguicidas obsoletos se desarrolla con los actos administrativos propuestos principalmente por el MAVDT y el ICA, en el orden internacional con los convenios de Basilea, Rótterdam y Estocolmo, propuestos por las Naciones Unidas. Tabla 8. Referencias Legales

LEY OBJETO ENTIDAD

253 de 1996

Ratificó el convenio de Basilea sobre el control de los movimientos transfronterizos de los residuos peligrosos y su eliminación con inclusión de residuos fitosanitarios.

Congreso de la República.

9 de 1979.

Código Sanitario Nacional. Incluye normas generales sobre la producción, formulación, almacenamiento, distribución, movilización y aplicación aérea de los plaguicidas.

Congreso de la República.

1843 de 1991

Por el cual se reglamentan parcialmente los títulos III, V, VI, VII y XI, de la ley 9 de 1979, sobre uso y manejo de plaguicidas.

Congreso de la República.

430 de 1998

Por el cual se dictan normas prohibitivas en materia ambiental, referentes a desechos peligrosos.

Congreso de la República.

DECRETO OBJETO ENTIDAD

1443 de 2004 Reglamenta parcialmente el Decreto-ley 2811 de 1974, la Ley 253 de 1996, y la Ley 430 de 1998 en relación con la prevención y control de la contaminación ambiental por el manejo de plaguicidas y desechos o residuos peligrosos provenientes de los mismos

MAVDT

1843 de 1991 Reglamenta la Ley 9 de 1979 sobre uso y manejo de plaguicidas con el objeto de evitar que afecten la salud de la comunidad, la sanidad animal y vegetal o causen deterioro al medio ambiente.

Ministerio De Salud

502 de 2003 Reglamenta la decisión andina 436 de 1998 para el registro y control de plaguicidas químicos de uso agrícola.

Presidencia De La Republica

4741 de 2005.

Clasifica los plaguicidas en desuso como sustancias sujetas a un Plan de Gestión de Devolución de Productos Pos-consumo, para su retorno a la cadena de producción importación-distribución-comercialización.

Código Residuo

Plazo máximo para presentación del Plan de Devolución a partir de lo Establecido en el artículo 22°.

Y4

Plaguicidas en desuso, sus envases o empaques y los embalajes hayan tenido contacto con ellos.

6 Meses

Presidencia De La Republica

RESOLUCIÓN OBJETO ENTIDAD

3079 de 1995

Dicta disposiciones sobre la industria, comercio y aplicación de bioinsumos y productos afines, de abonos, fertilizantes, enmiendas, acondicionadores de suelo y productos afines, plaguicidas químicos, reguladores fisiológicos, coadyudantes de uso agrícola y productos afines.

Instituto Agropecuario Colombiano

01669 DE 1997 Autoriza el uso de productos con base en endosulfan únicamente para el control de brocha del cafeto (hipotenemus hampei)

Ministerio De Salud

1311 2001 Cancela los registros de venta en Colombia a l empresa Aventis Cropscience Colombia S. A. correspondiente a los productos formulados con base endosulfan: thiodan 4 DP, thiodan 30UL, thiodan 15UL, thiodan 35SC, thiodan EC, endosulfan RP 35 EC.

Instituto Agropecuario Colombiano

1312 2001 Cancela el registro de venta a la empresa Proficol S. A. correspondiente al producto thiodan 35 EC. formulado con base en endosulfan.

Instituto Agropecuario Colombiano

1313 DE 2001 Cancela el registro de venta de la empresa agroquímicos semillas y equipos de riego s a correspondiente al producto thiodan 35 EC con base en endosulfan.

Instituto Agropecuario Colombiano

770 de 2003.

Dicta disposiciones para el registro y control de plaguicidas.

OTROS OBJETO ENTIDAD

Convenio de Estocolmo.

Busca la reducción y eliminación de 12 COP´s, nueve plaguicidas órgano clorados: aldrín, dieldrín, clordano, endrín, heptacloro, hexaclorobenceno, mirex, toxafeno, DDT, y tres productos químicos industriales y subproductos.

Organización de las Naciones Unidas ONU.

Convenio de Rótterdam.

Promueve acciones que permiten fortalecer la capacidad nacional para el manejo de los Productos químicos, mediante la transferencia de tecnologías, Intercambio de información, la prestación de asistencia financiera y técnica y consentimiento previo de los países Importadores.

Organización de las Naciones Unidas ONU.

Código Internacional de Conducta para la Utilización y Distribución de Plaguicidas

Fue adoptado en 1985 por la FAO y ha sido modificado dos veces en el año 1989 y 2002, en éste ultimo se introdujo el concepto de ciclo de vida del plaguicida. Es de carácter voluntario y establece los procedimientos que se deben seguir para el manejo y distribución de plaguicidas a fin de disminuir los riesgos a la salud y el medio ambiente.

FAO

Fuente: las autoras

22.. GGeenneerraalliiddaaddeess

La legislación ambiental en Colombia posee unos vacios legales en relación con la protección de algunos recursos naturales como lo es el suelo ya que las normas nacionales no contemplan valores máximos permisibles o límites de limpieza en suelos y aguas subterráneas de acuerdo a la valoración del riesgo sobre posibles receptores del caso de contaminación, metodologías estándar para la evaluación y remediación de suelos contaminados. La Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria CORPOICA, siguiendo la dinámica de la división política nacional, situó de acuerdo a las necesidades del país veintisiete seccionales que cubren la totalidad del territorio nacional. Para efectos de este trabajo se selecciono la Regional de Cundinamarca Sede Mosquera, porque abarcan gran parte de la actividad agrícola del centro del país, existen cantidades representativas de plaguicidas que son utilizados para el control de plagas en sus actividades agrícolas y sus instalaciones se encuentran cerca a la ciudad de Bogotá. El ICA seccional Cundinamarca junto con CORPOICA son los encargados de la recolección y almacenamiento de los pesticidas obsoletos en esta zona. A partir de la problemática encontrada se ve la necesidad de identificar el impacto generado en el suelo, partiendo de una simulación de un derrame en condiciones normales de la zona. 2.1 SECCIONAL CUNDINAMARCA La seccional Cundinamarca ubicada en el municipio de Mosquera, con sede administrativa en el Centro de Investigaciones TIBAITATÁ, realiza el control sanitario agrícola y pecuario de todo el departamento, cumpliendo con lo establecido en su misión institucional. La Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria, tiene como visión para el 2012 ser el centro de investigaciones líder para el sector agropecuario colombiano, con alto reconocimiento en los ámbitos nacionales e internacionales por su rigor científico y la calidad de sus procesos, servicios y productos, articulado a los procesos de ciencia y tecnología, con estabilidad económica y patrimonial. De acuerdo con esto, el director seccional determinó la necesidad de estudiar el impacto que podría generar el uso de plaguicidas obsoletos para el control de plagas en un determinados lotes que hacen parte del centro de investigaciones, y de esta forma poder tomar algunas medidas para la atenuación de este impacto. 2.1.1 Ubicación La Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria CORPOICA, sede Mosquera Regional Cundinamarca se encuentra ubicado al occidente de la Ciudad de Bogotá D.C. Se encuentra situado en el Km 14 vía Mosquera. Con una altura aproximada de 2550 metros sobre el nivel del mar y registra una temperatura media multianual de 12 a 14 °C.

2.2 DESCRIPCIÓN DEL MACRO PROYECTO DE INVESTIGACIÓN SEGMENTO UNIVERSIDAD DE LA SALLE

Los últimos 10 años, la facultad de ingeniería ambiental y sanitaria de la Universidad de La Salle, ha adelantado varias investigaciones acerca de los residuos del sector de agroquímicos, ya que estos representan un conjunto diverso de sustancias que dependen del origen específico del residuo; la presente investigación contribuye al desarrollo de una investigación matriz que busca simular condiciones de infiltración del residuo en suelos de los predios del ICA (Seccionales Mosquera y Villavicencio), ya que allí se disponen plaguicidas obsoletos, y éstos al infiltrarse pueden reaccionar y generar componentes peligrosos que ocasionen riesgos de salud publica y ambientales debido a la adsorción de los mismos.

La investigación matriz también busca proponer un tratamiento no convencional para la degradación de estos compuestos, como lo es la Fotocatálisis, el cual es un método de oxidación avanzada, con lo que se quiere degradar el residuo debido a la gran problemática sobre la disposición final de éstos compuestos, ya que según Cárdenas (2006), ésta es una de las posibles alternativas para tratar éste tipo de compuestos. Para las pruebas de movilidad y Fotocatálisis, la investigación contará con participación activa del laboratorio de la Facultad de Ingeniería Ambiental y Sanitaria, donde se llevará a cabo los ensayos.

Esta investigación se ha desarrollado gracias a las investigaciones generadas por: - HELDERTH CARDENAS, “Formulación de alternativas ambientalmente apropiadas para la disposición final de plaguicidas en desuso incautados por el estado”. Universidad de la Salle, Bogotá D.C. 2006 - ALEJANDRO DUARTE, NATALIA GUERRERO, “Evaluación de alternativas de manejo para la eliminación de plaguicidas obsoletos existentes en el ICA; estudio de caso Mosquera y Villavicencio”, Universidad de la Salle, Facultad de Ingeniería Ambiental y sanitaria Bogotá D.C. 2006. -ANDREA DEL PILAR CHAVEZ, INGRID NATALIA CHAPARRO, “Elaboración de una guía metodológica para la evaluación del manejo y disposición final de plaguicidas

N ICA

Figura 3 : Localización general Bogotá D.C. Vía Mosquera

Fuente: Precalculó Prosis, DANE 2008

químicos obsoletos en las seccionales meta Cundinamarca del instituto colombiano agropecuario ICA” Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería Ambiental y sanitaria, 2007. -CAMILO CHÁVEZ, ADRIÁN FELIPE PARRA, “Estudio de impacto generado por un derrame simulado del insecticida Malathión en suelos de CORPOICA ubicado en el municipio de Mosquera Cundinamarca”, Universidad de la Salle, Facultad de Ingeniería Ambiental y sanitaria, Bogotá D.C. 2008. -LESLIE STEPHANIE GONZALEZ, CESAR MAURICIO MENESES, “Determinación de la característica de toxicidad del ingrediente activo clorpirifos en el plaguicida organofosforado attamix SB mediante el procedimiento de TCLP” Universidad de la Salle. Facultad de ingeniería Ambiental y Sanitaria, 2008. -MIGUEL EDUARDO JIMÉNEZ, JORGE ARMANDO SANTOS, “Estudio de movilidad del plaguicida lorsban (ia. Clorpirifos) y de impacto ambienta, en suelos del corpoica ubicados en suelo de Villavicencio, A partir de un derrame simulado.” proyecto en proceso para optar al titulo de ingeniero ambiental y sanitario. Facultad de ingeniería Ambiental y Sanitaria, 2008 -JULIANA FUENTES, IVAN MIRANDA, “Estudio de movilidad e impacto ambiental del plaguicida Thiodan 35 EC (ia. Endosulfan) en los suelos de corpoica Mosquera a partir de derrame simulado” proyecto en proceso para optar al titulo de ingeniero ambiental y sanitario. Facultad de ingeniería Ambiental y Sanitaria, 2008 Todo esto con el objetivo de Estudiar comparativamente la movilidad de residuos de los plaguicidas obsoletos Thiodan, Attamix y Clorpirifos, en suelos de los predios del ICA (Regionales Mosquera y Villavicencio) y evaluar a nivel de laboratorio una alternativa de destrucción fotocatalítica del Thiodan y Attamix.

33.. DDiisseeññoo MMeettooddoollóóggiiccoo Para la realización del trabajo se diseñó una metodología dividida en cuatro fases conjuntamente relacionadas que permitieron acceder a la complejidad ambiental de la contaminación de suelo por los plaguicidas obsoletos Malathión y Endosulfan en donde se formularon una serie de actividades ordenadas propuestas para estructurar y conducir el desarrollo del mismo.

Diagrama 7: Diseño Metodológico

Fuente: las autoras

FASE 1 ANÁLISIS DE CASO En esta fase se realiza básicamente una sinopsis y evaluación química de la situación actual del suelo en el predio lote 5 de CORPOICA (regional Mosquera) y la prerrevisión de los datos de movilidad obtenidos para los plaguicidas Malathión y Endosulfan y se encuentra desglosado en dos etapas

FASES

1. Estudio básico de caso

2. Análisis de lixiviación potencial

ETAPAS

3. Propuesta de alternativas de

atenuación

4. Análisis de resultados

I. Identificación de alternativas de tratamiento y recuperación de suelos contaminados -Condiciones básicas para la aplicabilidad de la alternativa

II. Producción de la propuesta de la alternativa de atenuación

- Núcleos de evaluación y ponderación de las alternativas

III. Ventajas y limitaciones de la aplicación de la alternativa propuesta

I. Análisis estadístico de correlación - Identificación de variables -Determinación de coeficientes de correlación

II. Selección, modificación y aplicación del screen models para estimación de datos

-Descripción de ecuaciones y condiciones -Aproximación de datos -Aplicación y graficación

III. Análisis de resultados

I. Identificación De Características Generales - Análisis litológico del sitio

- Análisis preliminar de toxicidad de los plaguicidas Malathión y Endosulfan

- Análisis normativo. II. Análisis de veracidad y Selección de datos de los

Pruebas de Movilidad

I. Análisis de resultados -Resolución del problema de investigación -cumplimiento de objetivos y conclusiones -Recomendaciones

ETAPA I Identificación De Características Generales:

- Análisis edafológico del sitio: Se analiza en una muestra de suelo; en condiciones iniciales y después de cada uno de los eventos los siguientes parámetros, pH, MO, CIC, Elementos mayores, Elementos Menores, porosidad %humedad, %limo, %arcilla, %arena, y Densidad en el laboratorio del Instituto Colombiano Agropecuario especializado en suelos.

- Análisis preliminar de toxicidad de los plaguicidas Malathión y Endosulfan: se realiza un análisis basado en datos históricos de los plaguicidas Malathión y Endosulfan, sus principales características que condicionan la lixiviación en suelos como solubilidad en agua, vida media en suelos (t½ días), presión vapor, densidad, coeficiente de adsorción, coeficiente de reparto y limites de exposición.

- Análisis normativo: se revisa los aspectos legales de orden ambiental que deben ser considerados para el análisis de datos e implementación de alternativas de atenuación tales como, permisos, incentivos económicos, entre otros. (Revisión de resoluciones ICA para Endosulfan y Malathión).

ETAPA II Análisis de veracidad y Selección de datos de las Pruebas de Movilidad: Ya que una investigación experimental es “esencialmente de tipo secuencial, un experimento antecede a otro ganándose cierto conocimiento en el proceso y proponiéndose nuevos interrogantes que pueden mejorar los resultados del proceso experimental.”29 Esta es la fase determinante para garantizar la efectividad en el desarrollo de la investigación ya que deben tomar muchas decisiones tales como: la selección de los factores de tratamiento y clasificación, posiblemente seleccionando un subconjunto de todas las combinaciones; la distribución experimental que mas se acentúe en los datos inicialmente recogidos es decir es un análisis de tipo exploratorio con los primeros datos manejados.

- Se Identifican los posibles errores por tratamiento y errores de estado por incumplimiento de procedimientos en las pruebas de Movilidad que limitan la veracidad de los datos obtenidos a nivel de laboratorio mediante:(Auditoria de procedimiento, tiempos de lixiviación, Cantidad de solvente para la extracción y calibración de la curva de respuesta del plaguicida para el cromatógrafo de gases detector de ionización de llama (GC-FID),Tendencia de datos.

FASE 2 ANÁLISIS DE LIXIVIACIÓN POTENCIAL En esta etapa se pretende conocer y evaluar el transporte de los contaminantes a través de la zona no saturada por medio de aproximaciones numéricas con screen models.

29

Curso virtual de Estadística para ciencias biológicas y de la salud del Departamento de Estadística de la

Universidad Nacional de Colombia. online - http://www.virtual.unal.edu.co (Citado 27 de febrero de 2008)

ETAPA I Análisis estadístico de correlación.

- Identificación de variables: En esta etapa se selecciona la(s) variable(s) respuesta(s) o variable (s) dependiente(s) como:[ ] de plaguicida, % humedad volumétrica, retención de humedad, dispersión hidrodimanica, adsorción de plaguicida e independientes como tiempo, porosidad, profundidad de la columna y velocidad.

- Determinación de coeficientes de correlación: Se establece una medida sobre el grado de relación entre las variables de concentración vs. Altura, para cada uno de los eventos.

ETAPA II Selección, modificación y aplicación del screen models para estimación de datos:

- Descripción de ecuaciones y condiciones: Se describen las ecuaciones que gobiernan la migración de plaguicidas a través de la zona no saturada, se establecen los métodos numéricos para la resolución de las ecuaciones, se asumen las condiciones del flujo en la zona no saturada (flujo vertical)

- Aproximación de datos: Se ajustan datos con aproximaciones empíricas y aproximaciones a condiciones de laboratorio (screen models)

- Aplicación y graficación: Se realizan las graficas respectivas al screen models establecido para la evolución de lixiviación potencial.

ETAPA III Análisis de resultados: Se realiza el cotejo de datos generados y determinan las relaciones principales para la generación de la alternativa de atenuación. FASE 3 PROPUESTA DE ALTERNATIVAS DE ATENUACIÓN ETAPA I Identificación de técnicas de tratamiento y recuperación de suelos contaminados: De acuerdo a toda la información recopilada en las fases anteriores se establecen los impactos generados en el suelo por la lixiviación de los plaguicidas y se plantean alternativas para la atenuación del impacto generado por el uso de plaguicidas obsoletos Malathión y Endosulfan.

- Condiciones básicas para la aplicabilidad de la alternativa: Se averiguan las nuevas tendencias y tecnologías emergentes para el tratamiento de suelos contaminados con fitosanitarios, se realiza la clasificación de las mismas y se establecen las metas de recuperación de este predio.

ETAPA II Producción de la propuesta de la alternativa de atenuación:

En éste punto se analizan las alternativas planteadas determinando la viabilidad de cada una para determinar cual demuestra mayores ventajas frente a las demás.

- Núcleos de evaluación y ponderación de las alternativas: se crean las bases de comparación y evaluación de las distintas alternativas de recuperación como Desempeño, Recursos necesarios, Impacto y transferencia de la tecnología.

ETAPA II: Ventajas y limitaciones de la aplicación de la alternativa propuesta: Se exponen los resultados de todo el proceso con el fin de evaluar la alternativa seleccionada. FASE 4 ANÁLISIS DE RESULTADOS En esta fase se realizan las consideraciones pertinentes para la culminación del proyecto y se establecen las recomendaciones para la aplicabilidad de las herramientas utilizadas en el mismo.

- Resolución del problema de investigación

- Cumplimiento de objetivos y conclusiones

- Recomendaciones

44.. EEssttuuddiioo ddee CCaassoo

En el marco del desarrollo del proyecto se realiza un estudio comparativo de las

investigaciones de ensayos de derrames en columnas de Malathión y Endosulfan ; dando un nuevo enfoque a la información suministrada por estos estudios; en donde se manejan dos ejemplares que pertenecen al mismo grupo es decir el mismo tipo de suelo del lote 5 de CORPOICA regional Mosquera, pero que difieren en el tipo de plaguicida estudiado, con el análisis de suelo en condiciones sin modificar como blanco, las diferencias y similitudes presentadas serán el foco de la examinación.

La meta es descubrir porqué los casos son diferentes: para revelar la estructura subyacente general que genera o permite una variación, para el desarrollo de estudios posteriores realizando una comparación descriptiva.

4. ESTUDIO DE CASO (Evaluación Y Análisis Del Proceso De Diseño Experimental De Ensayos De Columnas De Derrame De Malathión Y Endosulfan)

Los experimentos de los estudios P1 y P2 consistieron en la aplicación de los plaguicidas Malathión y Endosulfan respectivamente en columnas de suelos, una vez realizada la aplicación se procedió a un monitoreo de la migración de ambas sustancias mediante un muestreo de los lixiviados generados. Para los estudios P1 y P2, se utilizaron ensayos en columnas de suelo, ya que en este caso se pueden controlar las condiciones de flujo usado, se reflejan mejor las condiciones de campo y además permite investigar el comportamiento de los plaguicidas a diferentes concentraciones. A continuación se describe el diagrama general del estudio experimental de las dos investigaciones.

Diagrama 8: Proceso De Diseño Experimental De Ensayos De Columnas De Derrame De Malathión Y Endosulfan

CAMILO CHÁVEZ, ADRIÁN FELIPE PARRA, “Estudio de impacto generado por un derrame simulado

del insecticida Malathión en suelos de CORPOICA ubicado en el municipio de Mosquera Cundinamarca”, Universidad de la Salle, Facultad de Ingeniería Ambiental y sanitaria, Bogotá D.C. 2008.

JULIANA FUENTES, IVAN MIRANDA, “Estudio de movilidad e impacto ambiental del plaguicida Thiodan 35 EC (ia. Endosulfan) en los suelos de CORPOICA Mosquera a partir de derrame simulado” proyecto en proceso para optar al titulo de ingeniero ambiental y sanitario. Facultad de ingeniería Ambiental y Sanitaria, 2008

Diagrama De Flujo Del Proceso

General de investigación

1. Toma de muestra

Lugar: ICA Centro de Investigaciones Tibaitatá-Mosquera

2. Caracterización de condiciones iniciales de

la muestra

Lugar: laboratorio Universidad De La Salle

15 Muestras

Cada 100m

Método en zig - zag

Humedad del suelo

Lugar: laboratorio externo Elementos mayores, menores, textura, CO y pH.

Cada uno de los procesos descritos en el diagrama fueron desarrollados completamente en los dos estudios P1 y P2, se evidencia que el proceso de toma de Muestra (1), la caracterización de la muestra en condiciones iniciales (2) y el montaje (3) se ejecutaron de la misma manera.

(E1) Endosulfan:

(E1) Malathión:

(E2) Endosulfan:

(E2) Malathión: 57%

Lectura de área bajo la curva

Equipo de cromatografía de gases

Trace GC Ultra, marca Thermo finnigan con

detector de ionización de llama (GC-FID)

Evento 1 Evento 2

Solvente

Separación por fases del (i.a.) del lixiviado

Fase incolora Fase color

6. Cromatografía

5. Extracción

Líquido - Líquido

4. Derrame

Método 3510C EPA

Plaguicida [ ] Máxima (formulación)

Plaguicida diluido

Endosulfan: Hexano

Malathión: Diclorometano

Calibración con método de validación

Endosulfan

Malathión

Lavado con solución sulfocromica el material

de vidrio

Lavado con solución sulfocromica el material

de vidrio

Simulación de derrame Prueba piloto

25cm

(3) Terrarios para cada altura, total 9

3. Montaje

17cm

10cm

28X25X25

16 agujeros para lixiviación en el fondo

Se toma como blanco las condiciones iniciales referenciadas en la muestra inicial del primer estudio ”Derrame de plaguicida malathión”, a continuación realizaremos el análisis, complementación de los datos obtenidos y la relación con factores que condicionan el estudio de movilidad de cada uno de los procesos seguidos en los dos estudios de movilidad. 4.1 TOMA DE MUESTRA 4.1.1 Ubicación De la Zona De Muestreo Las muestras para el desarrollo de los estudios fueron tomadas en el lote 5 del CORPOICA, el cual posee una superficie cultivable de 11 Has y se encuentra situado en el Km. 14, vía Mosquera. Este lote pertenece a la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria que tiene un área de 568 ha, las cuales se han destinado 270 para investigación agrícola y 267 para investigación pecuaria, localizado a 4º 42' latitud norte y 74º 12' Longitud oeste. La principal vía de acceso la constituye la calle 13 (Avenidas Centenario). El punto más elevado del lote se encuentra situado a una altura sobre el nivel del mar de 2550 m y el más bajo a 2500 m.

4.1.2 Meteorología Y Climatología General de la zona de Muestreo Para evaluar y establecer las condiciones bajo las cuales se realizaron los muestreos, se evaluaron tres características meteorológicas: temperatura, brillo solar y precipitación, ya que estos parámetros son un marco de referencia para establecer el porque de la cantidades de agua en el suelo, y los rangos de degradación de los plaguicidas y para establecer la alternativa de atenuación que mas se adapte a las condiciones del sistema suelo –planta – atmósfera. Tabla 9: Datos de características metereologicas para el Lote 5 CORPOICA

CARACTERÍSTICAS LOTE 5 ICA

UNIDAD MÍNIMA MÁXIMA PROMEDIO

Temperatura Ambiente ºC 5 22 14

Precipitación mm/año 628 906.21 775.57

Evaporación mm/año - - -

Horas De Brillo Solar h/día 0.3 8.7 3.8

Humedad Ambiente % 72 78 74

Fuente: Las autoras con datos del “Estudio agro meteorológico Tibaitatá” realizado por el grupo de investigación Windrise junto con el IDEAM, Datos abril, mayo y junio de 2008.

Fuente. CORPOICA.

Foto 1: Fotografía aérea, CORPOICA, Tibaitatá

Las muestras de suelo fueron tomadas el 7 de febrero de 2008 para el malathión y el 5 de julio y el 20 de julio para el Endosulfan, para la fecha del 7 de febrero no fue posible la recolección de datos por esta razón se toma en cuenta la media diaria referenciada por el grupo Windrise para el primer periodo de 2008, con los siguientes datos:

Temperatura: 17.5a.C. Brillo Solar: 4.2 h/día Precipitación: 7.2 mm/día

Lo que condiciona sustancialmente el análisis de la movilidad del plaguicida en la zona no saturada ya que no se toman las condiciones presentadas en el momento del muestreo, de igual forma se deduce que las variación de las condiciones del suelo no son representativas, ya que todos los procesos metabólicos y de degradación de los plaguicidas están influidos por la temperatura y se mantiene dentro los limites presentados durante el tiempo de estudio; para el muestreo del segundo estudio P2 se presentan las siguientes condiciones:

Temperatura :17°C-17.9°C Brillo Solar: 6.4 h/día- 8h/día Precipitación: 2.5 mm/día- 0.2mm/día

Aumento de la temperatura los días que fueron tomadas las muestras así mismo se establece un aumento del brillo solar diario, lo que es considerado normal ya que estos parámetros son directamente proporcionales evidenciando la aplicación en este estudio, las precipitaciones en los días de muestreo no son significativas presentando valores muy bajos que no interfieren con las condiciones hidrodinámicas del suelo. Parámetros que influencian el buen desarrollo del suelo. Condiciones de suma importancia ya que estas determinan el transporte y desplazamiento del plaguicida en cualquier medio. A partir de estas condiciones climáticas es donde se videncia que es posible que se presente la evaporación, en los compuestos mas volátiles del Endosulfan en su formulación, esta evidentemente en relación directa con la temperatura. También se muestra que es posible que se presente la evaporación, en los compuestos más volátiles del Endosulfan en su formulación, esta evidentemente en relación directa con la temperatura.

La temperatura manejada en el laboratorio se encontró en un rango de 17.3 a 18.7 y con un porcentaje de humedad que oscilo entre 65.2 a 70.7 % manteniendo las condiciones de campo. Tibaitata cuenta con un clima frio, su temperatura maxima no paso de los 22 ºC manteniendo un promedio de 18 ºC. a 19.5 °C; Estos datos representan las temperaturas del suelo en vertical, teniendo en cuenta que la temperatura del suelo frente a la temperatura externa se mantiene en el entorno de 2 ó -2°C en relación lineal.

Cuando se presente aumento en la temperatura aumentara la degradación de endosulfan, ya que la producción de endosulfan -sulfato aumenta con el aumento de la temperatura, disminuyendo la lixiviación del (IA) inicial a aguas subterráneas.30 Se puede deducir que es posible que para el 30-04-08 la radiación provoca un incremento de temperatura, lo que produce una disminución de la presión atmosférica y se genera un flujo de aire desde el interior del suelo hacia la atmosfera lo que limita el movimiento de plaguicida hacia la zona no saturada del

suelo. Los cambios de temperatura muy

elevados también condicionan la actividad microbiana en el suelo.

Grafica 1. Temperatura maxima Tibaitatá -abril, mayo y junio de 2008

La radiación solar calienta la superficie terrestre esto beneficia algunas de las reacciones químicas de degradación de plaguicidas, ya que se intensifican y aceleran el aumento de temperatura en el suelo. Las precipitaciones proporcionan humendad al suelo y esta favorece la degradacion viendose catalizado el fenomeno por una temperatura elevada como se presento del 26-04/08 al 01/05/08 en donde probablenmente exista menor adsorcion inicial del Plaguicida.

Fuente: Reporte IDEAM-Corpoica Tibaitatá

Grafica 2. Brillo Solar Tibaitatá -abril, mayo y junio de 2008

En donde es posible que se presente

Fuente: Reporte IDEAM-Corpoica Tibaitatá

mayor difucion del ingrediente activo y aumente la asimibilidad del malathion por su ligera solubilidasd en agua. Las condiciones hidrodinamincas del suelo son directamente dependiente de los aportes externos de agua por esta razon es probable que si se presenta un derrame de plaguicida el 26-05-08 este tome rutas preferenciales con el agua gravitacional.

Grafica 3. Precipitacion Tibaitatá -abril, mayo y junio de 2008

30

SUSAN SANG AND SANIA PETROVIC, Endosulfan- A Review of its Toxicity and Respuestas a

preguntas frecuentes, its Effects on the Endocrine System WWF (Wor ld Wi ld Life Fund –Canada) (1999)

Este fenómeno tiene una importancia relativa en el estudio de movilidad de plaguicidas, ya que los gradientes térmicos que se producen en el suelo son bastante débiles y no aparecen en forma repentina.

Fuente: Reporte IDEAM-Corpoica Tibaitatá

4.1.3 Historial de cultivos en el lote No. 5 CORPOICA.

En este momento el lote esta siendo adecuado para una zona de invernadero. La Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria, Tibaitatá, suministró estudios preliminares de compactación, fertilidad y alcalinidad, realizados por especialistas en el año 2003, además se encontró un nivel freático a los 40 cm de profundidad, siendo estos los únicos estudios realizados para este lote, esta información nos permitió tener una visión inicial sobre el terreno.

Tabla 10. Historial de cultivos en el lote No. 5 de CORPOICA Tibaitatá.

AÑO SEMESTRE CULTIVO

2006 1 Lechuga

2006 2 Papa

2007 1 Lechuga

2007 2 Descanso

2008 1 Invernadero

Fuente. CORPOICA.

ya que este terreno se esta adecuando para la instalación de un invernadero esto se puede utilizar como opción de fase inicial para la atenuación del impacto generado por los plaguicidas, ya que el invernadero es pensado para conseguir tener en el interior de él una temperatura mayor que la exterior, de forma que se pudieran dar los cultivos en zonas frías o simplemente adelantar y acortar el ciclo del cultivo en el tiempo, con la correspondiente ganancia económica; estas condiciones favorecen el crecimiento de cepas microbianas. También la cantidad de humedad presente en la atmósfera del invernadero está en proporción directa con la humedad del terreno, y más ampliamente, está en proporción directa con el balance hídrico del invernadero, este sistema favorece el control de factores que condicionan la lixiviación de plaguicidas y por lo mismo no seria necesario ninguna medidas de contención.

Foto 2. Condiciones actuales del lote No. 5

Fuente. las Autoras 2008

4.1.4 Inventario

En el inventario31, se destaca la existencia de los plaguicidas objeto de estudio Malathion y Endosulfan. (Ver anexo A); el fin de estos dos plaguicidas en el instituto colombiano agropecuario ICA es servir de insecticida. Este inventario se concentro en la actualización y consolidación de la información existente, en relación con la existencias almacenadas para establecer por que la importancias de que estos dos plaguicidas sean objetivo del estudio macro realizado. El Malathión se encontró en estado liquido a una concentración de 58.91%, con una cantidad de 20 envases de 5 litros cada uno, es decir aproximadamente 100 litros lo cual demuestra la importancia de ser objeto de estudio; El Endosulfan se encontró en estado líquido a una concentración del 80%, con una cantidad de 18 envases de 1 litros, 18 litros de Endosulfan confinados sin ningún tipo de seguridad ni precaución. Por este motivo estos dos tipos de insecticidas fueron los escogidos para estudio y así poder determinar que tan expuesto se encuentran los recursos naturales y el ser humano si se llegara a presentar un accidente ya sea en almacenamiento o en transporte dentro de las instalaciones del Instituto Agropecuario ICA. 4.1.5 Descripción Del Perfil

Número del perfil: 1 perfil estudiado. Fecha de la descripción: 7 de Mayo de 2008. Microtopografía: ninguna. Pendiente donde está situado el perfil: 1.2 %. Drenaje: bien drenado. Condiciones de humedad del suelo: húmedo.

Presencia de piedras en la superficie o afloramientos rocosos: poco

frecuentes.32 Perfil: Este perfil se evaluó bajo parámetros de la sistemática europea.

Horizonte (0- 17 cm) A00: Corresponde a pastos frescos, con un aporte de materia orgánica no superior al 10%, probablemente un humus debido a las precipitaciones presentadas, y con pH entre 4 a 6 ,se presenta un epipedon móllico con abundantes raíces, Gris muy oscuro ; arcilloso, estructura fuerte granular, fina y mediana. Presencia de hojarasca y M.O, en la superficie, característica que se puede determinar a simple vista por la oscuridad del suelo.

Por debajo encontramos un material sedimentario alterado correspondiente a la formación Geológica

31

ALEJANDRO DUARTE, NATALIA GUERRERO, “Evaluación de alternativas de manejo para la

eliminación de plaguicidas obsoletos existentes en el ICA; estudio de caso Mosquera y Villavicencio”, Universidad de la Salle, Facultad de Ingeniería Ambiental y sanitaria Bogotá D.C. 2006 32

HERRERA HEREDIA C., Diagnóstico Sobre La Disponibilidad De Nutrientes En Los Suelos, Los

Problemas De Salinidad Y Compactación Y Caracterización De Las Propiedades Hidrodinámicas De Los Suelos, C. I. Tibaitatá 2003

Horizonte (0- 20 cm) Ac : Es un material de lavado o eluvial, mas claro que sub-horizonte anterior, presenta muchos poros muy finos. en este punto esta la profundidad efectiva. Es un suelo muy poco evolucionado.

Este suelo presenta por debajo de un horizonte mineral de acumulación de materia orgánica, un horizonte de máxima eluviación, luego del cual existe un horizonte iluvial de acumulación de arcilla, que pasa en forma gradual al material meteorizado.

Horizonte (0- 25 cm.) Ap: Según la historia de cultivos hay un epipedon antrópico

ya que es posible la existencia de labrados en la zona. húmedo y muy duro, presenta poros finos. Su color es idéntico al anterior y su estructura está algo más desarrollada, posiblemente por unas labores más espaciadas en el tiempo.

Horizonte (0-10 cm) Bw1: Gris muy oscuro, arcilloso; 30 % de elementos gruesos, tamaño grava y piedra, de naturaleza cuarcítica (Devónico), esencialmente, muy rodados; estructura fuerte en bloques angulares, mediana y grande; firme en húmedo y extremadamente duro en seco; pocos poros finos y muy finos, continuos, caóticos, exped, intersticiales; raíces frecuentes finas; actividad de la fauna moderada; presencia de caliza; presencia de caras de deslizamiento; límite neto plano. es la de mayor fertilidad y de mejores propiedades. Si la misma se pierde, lo que es irrecuperable, disminuye notablemente la productividad ya que la parte inferior o subsuelo (Horizonte B) es de propiedades y fertilidad muy inferior.

Horizonte (0-20 cm) Bw2: presenta manchas blancas de acumulación de carbonato cálcico; arcilloso; 10 % de elementos gruesos, tamaño piedra, de naturaleza cuarcítica (Devónico), esencialmente, muy rodados; estructura en bloques angulares, moderada, mediana; extremadamente firme en húmedo y extremadamente duro en seco; frecuentes poros finos, continuos, caóticos, exped, algunos inped, intersticiales y tubulares, dendríticos; pocas raíces finas y medianas; presencia abundante de carbonato cálcico; menos de un 1 % de concreciones negras de óxidos de manganeso de diámetro menor a 1 mm; cutanes negros de óxidos de manganeso asociados a superficies de elementos gruesos y elementos estructurales, delgados, discontinuos, zonales.

4.1.6 Metodología de muestreo En el desarrollo los estudios P1y P2 se realizo un muestreo de tipo intencional ya que los investigadores seleccionaron la muestra bajo un criterio del método zig-zag, pero para la cantidad de muestreos se debió establecer un muestreo probabilístico, que permitiera establecer un margen de error de estimación. ya que si una muestra es representativa de una población es posible inferir importantes conclusiones sobre la población a partir del análisis de la muestra. En el muestreo se debe define los limites del terreno, y se procede a tomar las submuestras haciendo un recorrido cambiando la dirección en cada toma de una submuestras, se realizo un descapote de la capa vegetal que recubría el suelo

aproximadamente 2cm, y se tomaron las muestras a una profundidad de 20 a 25 cm, en donde seguidamente se mezclaron en un balde para su homogenización. Para cada uno de los estudios se tomaron 15 muestras, cada 100 m.,buscando evaluar cual fue el rango de error incurrido en el muestreo que se requiere para mantener un determinado grado de exactitud en la estimación, establecimos cada cuantos m se debía realizar una toma de submuestras.

2

22

2

22

2

22

2

53.115.0)5.0()96.1()05.0)(97.2(

5.0)5.0()96.1)(97.2(

5.015.0)96.1()05.0)(97.2(

5.015.0)96.1)(97.2(

1

1

mn

n

PPZcME

PPMzcn

n = Tamaño de la muestra. (distancia de submuestreo). M = Tamaño de la población. (2.972m2) Zc = Valor crítico para la distribución normal según margen de error (1 .96, corresponde al valor crítico para un 5% de error 95% de seguridad). P = Valor de la probabilidad de variabilidad de la población. ( 0.5 se ha considerado la máxima probabilidad de variabilidad para la de las condiciones del suelo ). E = Margen de error (0.05 corresponde al margen de error 5%.). Entonces se debió tomar cada 3.39 m en vertical es decir y 3.38 m en dirección horizontal y aproximadamente cada distancia 11Km2 tomar una submuestras. El muestreo realizado aunque toma solo un sector de estudio, es representativo para todo el lote analizado. De igual forma se realizo el muestreo en suelo no alterado donde las unidades de muestreo coinciden con las características del suelo en campo, reflejando la variabilidad la homogeneidad existente en los distintos horizontes en cuanto a propiedades y características del mismo. 4.2. CARACTERIZACIÓN DE CONDICIONES INICIALES DE LA MUESTRA

4.2.1 Propiedades físicas del suelo Las propiedades físicas del suelo están condicionadas por la masa total del mismo. Son una función de sus componentes tanto en lo que se refiere al tamaño como a su naturaleza, por ello, la caracterización de la distribución del tamaño de las partículas del suelo es un problema edafológico de gran importancia, ya que se trata de un primer paso que permite su posterior modelización y determinar su relación con fenómenos físicos del suelo que resultan fundamentales.

En el presente estudio se aborda la aplicación un screen models propuesto por Shirazi y Boersma33 para la determinación del tamaño de las partículas. Dado el carácter multidisciplinar del estudio se ha procedido a exponer tanto los conceptos edafológicos como los conceptos matemáticos básicos para el entendimiento del problema tratado. Granulometría: composición elemental de una muestra de suelo o distribución por tamaños de las partículas. Expresado en % en peso. Esta se determino en el primer repote de análisis de suelo (ver anexo B) que presenta un diámetro aparente inferior a 2 mm.

Diagrama 9: Escalas granulométricas

Fuente: Curso virtual de edafología, Online- http://edafologia.ugr.es/introeda/text.htm (Citado15 de Marzo 2008)

Tabla 11: Clases texturales USDA del

suelo muestreado

Fuente: Las Autoras

Clase textural: es el nombre con que se designa a un suelo de acuerdo a la fracción o fracciones predominantes; la clase textural del suelo muestreado según el diagrama textural USDA es Franca. (Ver anexo E) Distribución del tamaño de partículas: En la aplicación del screen models propuesto por Shirazi y Boersma34 para la determinación del tamaño de las partículas en lugar de clasificar las partículas en clases texturales según su tamaño, basándose en el esquema USDA de clasificación, lo que se hace es ajustar una función Log-normal (número de partículas de un diámetro determinado vs. Log-diámetro), donde se estiman dos parámetros:

33

-2 M. A. SHIRAZI, L. BOERSMA, and C. B. Johnson Particle-Size Distributions: Comparing Texture

Systems, Adding Rock, and Predicting Soil Properties Soil Sci. Soc. Am. J., March 1, 2001; Online -

http://soil.scijournals.org/cgi/content/full/65/2/300 (Citado 13 de Marzo de 2008)

Clase textural Fracción de masa %

Limo 38

Arena 39

Arcilla 23

- Media geométrica del diámetro de partícula dg (µm): 14.43

- Desviación standard geométrica del diámetro de partícula g: 29.55

Este sistema, permite que la estimación posterior de parámetros hidráulicos del suelo a partir de datos texturales sea más fácil. Densidad aparente: La densidad es una relación de masa a volumen donde se incluye el total de espacios porosos del suelo.

Vt

Msap

Debido a que en la caracterización de las muestras no se valoro este parámetro se realizo la estimación utilizando el modelo matemático Saxton et al. (1986), que es un algoritmo computacional para determinar las constantes hídricas usando la textura del suelo y una determinación indirecta que se encuentra como constantes en el algoritmo. Que se realizaron midiendo la humedad volumétrica por Time Domain Reflectometry (TDR) y dividiendo por su respectivo contenido gravimétrico de humedad experimentalmente y se llego a la determinación siguiente algoritmo.35

0.48 s

log0.1276 0.0017.251 - 0.332 s

log0.1276 0.0017.251 - 0.332 s

10

10

2339

%% arcillaarena

Ya que las densidades aparentes de los suelos, pueden relacionarse con la densidad real (ρr) es decir la densidad ocupada exclusivamente por las fracciones generales bioorgánicas excluyendo el espacio poroso, la llamada peso especifico mediante la expresión:

)1( srap36

Podemos establecer la ρap relacionando la porosidad; que varían en suelos estudiados entre 0,36 y 0,52 (Domingo Santos, 2002), con una media ρap cercana a 0,43; otros autores (Porta et al., 1994; Birkeland, 1999) indican rangos medios de entre 1,35 y 1,6 g cm3 lo que, para una ρr media de 2,65 g cm3, significa porosidades entre 0,49 y 0,39. Gandullo (1985) considera una de ρap 1,25 g cm3 que equivale a porosidad 0,5337. Teniendo la ρr media 2.65 Mg m3 que ha sido sustentada en de desarrollo de curvas características podemos establecerla ρap.

35

MATUS BAEZA, FRANCISCO.Influencia del método sobre la densidad aparente en suelos con distintos contenidos de humedad, porcentaje y tipo de arcilla, Universidad de Talca (Chile). Escuela de Agronomía. 2001 p 15. 36

CARLES RUBIO, hidrodinámica de los suelos en un área de montaña mediamediterrane sometida a cambios de uso y cubierta, consejo superior de investigaciones científicas institut deciencies de la tierra ´jaume almera´ tesis doctoral 2005 37

J. M. DOMINGO SANTOS*, R. Fernández de Villarán San Juan, Estimación de la capacidad de retención de agua en el suelo: revisión, del parámetro CRA, Departamento de Ciencias

Agroforestales. Universidad de Huelva. Campus Universitario de La Rábida. 21819 Palos de la Frontera (Huelva) 2006

38.1

)48.01(65.2

)1(

3

ap

ap

rap

mMg

s

Esto indica que el suelo estudiado es de contextura liviana y su densidad aparente es

ideal para suelos francos este suelo no restringe el crecimiento de las raíces y no se presenta compactación del suelo lo que demuestra que no se inhibe el movimiento de fluidos a través del suelo. Porosidad: se define como la relación del volumen de espacios vacíos (huecos) Vh

respecto del volumen total aparente del suelo Vt y se expresa mediante la siguiente formula:

t

h

V

V

Dado que estas relaciones no fueron analizadas para este suelo en el momento del muestreo se puede estimar con la siguiente ecuación:

%45

100*65.2

38.11

100*1r

ap

Lo que quiere decir que el orden de la porosidad eficaz indica que su reserva de agua útil es media, esta característica es de vital importancia ya que la porosidad determina la capacidad de infiltración. si hay presencia de macroporos, la infiltración es intensa al principio y al rompérsela comunicación entre ellos aumenta las escorrentías. Estabilidad de Agregados: El agregado es la estructura básica del suelo, incluyendo las partículas de suelo (arena, limo y arcilla) y el humus que se encuentra en el suelo. Un suelo con agregados estables absorberá el agua más rápidamente porque una mayor cantidad de agregados en el suelo (los agregados mayores) aumentan la cantidad de espacios entre los poros en el suelo.

Tabla 12: Porcentajes De Agregados Estables Al Agua Determinados por el Contenido De Arcilla Y Materia Orgánica (Kemper, 1966)*.

Guía para la salud y calidad del suelo USDA 1998 (para textura desuelo franca las densidades

aparentes ideales 1.4g/cm3, entre 1,60 a 1.69 pueden afectar el crecimiento radicular, entre 1.75 a 1.80

restringen el movimiento radicular.

Materia Orgánica (%)

Agregados Estables al Agua (%)

Arcilla (%) Agregados Estables al Agua (%)

0.4 53 5 65

0.8 66 10 65

1.2 70 20 70

2 75 30 74

4 77 40 78

8 81 60 82

12 85 80 86 Fuente: Espinoza, Y. Calidad de la materia orgánica bajo diferentes prácticas de manejo en un suelo ácido tropical. Revista de la Facultad de Agronomía (LUZ) 2004. 136.

* Los agregados estables al agua deben leerse independientemente para el % de arcilla y para el % de

materia orgánica, los valores de estabilidad de agregados están basados en 520 muestras de la zonas acidas y subhúmedas de los EE.UU. y Canadá. las muestras provenían de áreas cultivadas y de pasturas reinducidas.

Para el estudio en condiciones iniciales se presenta una formación de agregados estables en el agua en un rango de 70 % a 75 % lo que indica la cantidad que resiste las perturbaciones por agua que fluye es alta - buena, haciendo decrecer la erodabilidad del suelo, este rango manejado esta en un porcentaje elevado para un suelo franco, lo que mejora notablemente el movimiento del agua y del aire ya que se incrementan la cantidad de espacios de poros grandes favoreciendo la lixiviación de plaguicidas. Ya que se presentarían mayor cantidad de rutas preferenciales de movilidad. Para el evento P1 se evidencia un aumento en los agregados estables, debido al decrecimiento del Na+ intercambiable que se presenta después del derrame que presento una variación de 2.20 meq/100g a 0.57 meq/100g . De igual forma se evita la formación de costras en superficie que aumenta la posibilidad de escorrentías superficiales con trazas de plaguicidas. El agua en el suelo como propiedad física: esta investigación maneja la presencia del agua en el suelo como propiedades hidráulicas del suelo y son el punto de partida para el estudio de la movilidad de los plaguicidas en el suelo que se desarrolla en el siguiente ítem. (Análisis de lixiviación potencial) Contenido de Humedad (%): Los métodos realizados para la determinación de la humedad fue el método gravimétrico consiste en pesar un volumen dado de muestra y secar sin tapar en una estufa a 105 ºC durante un mínimo de 24 horas, si la estufa es de convección. Una vez seca la muestra se deja enfriar y se pesa, siendo la diferencia de peso el contenido en humedad, el cual se expresa en porcentaje de suelo seco. Esta medición se realizo para determinar el contenido presente en cada uno de los derrames desde su condición inicial, debido a que es una característica física del suelo que influye sobre otros factores tales como, la resistencia a la penetración de fluidos en el suelo, la adsorción, la solubilidad del insecticida, ya que la solubilización varía con el contenido de agua; cuando este contenido es bajo, debido a la baja solubilidad, que generalmente presentan la mayoría de los insecticidas, tienden a quedar en estado sólido y, por tanto difícil de adsorberse. Un segundo mecanismo tiene que ver con la competencia del insecticida por los lugares de adsorción a diferentes niveles de humedad. Los contenidos bajos de esta provocan una fuerte retención del agua, que dejan pocos sitios activos libres para que el insecticida pueda adsorberse.

4.2.2 Propiedades químicas del suelo en condiciones iniciales (ver anexo C) pH en el suelo: Es una propiedad química que determina tanto el comportamiento y la evolución de los componentes químicos del suelo. El tipo de suelo estudiado en P1 y P2 es un suelo acido con un pH de 5.9. Diagrama 10: pH en el suelo, Rango de las Clases de pH y condiciones edáficas

asociadas

Fuente: Guía Para La Evaluación De La Calidad Y Salud Del Suelo Adaptado Del National Surrey Manual (1993) Y De Troch Y Thompson (1993)

El manejar un tipo de suelo acido modifica el comportamiento de los plaguicidas, debido a que al añadir plaguicida en un suelo acido se produce un aumento en las concentraciones de nutrientes y elementos como el Cu y el As, que pueden llegar a ser asimilables produciendo fototoxicidad; es importante resaltar que bajo estas condiciones existe mayor absorción de plaguicidas a medida que el pH del suelo es mas bajo, y el malathión seria mas persistente. También se intensifica inicialmente la descomposición de materia orgánica generando cantidades apreciables de múltiples ácidos orgánicos y es posible que reinicie una sucesión en donde gran cantidad de microorganismos mueran y además se favorezca la persistencia de endosulfan por más tiempo ya que es más persistente bajo condiciones de mayor acidez38 Materia Orgánica (MO): La materia orgánica del suelo representa un sistema complejo de sustancias cuya dinámica es gobernada por el aporte de residuos orgánicos de diversa naturaleza y por la transformación continua a través de factores biológicos, químicos y físicos, la cantidad de MO. de este suelo es de 3.06% muy pobre para el clima presentado en Tibaitata, con estas deficiencias en MO el suelo estudiado muy probablemente va a adsorber y trasformar el plaguicida como fuente de diferentes fracciones orgánicas.

Saturación de bases: Es una propiedad importante en este tipo de suelos ya que determina el porcentaje de la capacidad de cambio catiónico total ocupada por

38

EPA, Pesticide information Profile- Endosulfan Online- extension Toxicology Network,

http://www.epa.gov/fedrgstr/EPA-PEST/2004/March/Day-05/p463.htm (Citado 22 de junio de 2008)

cationes alcalinos como el calcio, magnesio, sodio y potasio. La saturación de bases está relacionada con el pH y la fertilidad del suelo, a mayor pH y mayor fertilidad de un suelo mayor es el grado de saturación de bases. A mayor grado de saturación de bases es mayor la facilidad con que los cationes son absorbidos por las plantas. Este tipo de suelo presenta un pH acido desde sus condiciones iniciales hasta después de haber realizado los derrames, manejando un valor de 5,6 en promedio, es decir, se encuentra en un rango entre 15% de cationes básicos respecto al total y 45%; lo que determina un suelo saturado, pocas bases de cambio y bastantes cationes ácidos. Esto también depende del carácter acido del plaguicida derramado. El nivel de saturación de bases del suelo puede determinar el sistema de tratamiento a realizar, siempre que la contaminación no haya pasado al subsuelo, cosa que casi nunca ocurre, pues como es lógico, parte de la acción del suelo es detener en lo posible, como amortiguador ambiental, la acción agresora. Intercambio Iónico: Lo que se puedo observa según las características físico-químicas encontradas en el suelo del lote 5 del Instituto Agropecuario Colombiano ICA es que el cambio tanto iónico como cationico ayuda a Controlar la disponibilidad de nutrientes para el K+, Mg++, Ca++, entre otros, Interviene en los procesos de floculación - dispersión de arcilla y por consiguiente en el desarrollo de la estructura y estabilidad del suelo, y Determina el papel del suelo como depurador natural al permitir la retención de los plaguicidas derramados en este. Hemos de indicar también que la capacidad de intercambio cationico , además de depender de los coloides y del contenido de arcilla en este tipo de suelo, también depende del contenido de materia orgánica, textura, humedad, temperatura, altura y topografía, como factores mas relevantes en nuestro estudio 4.3. MONTAJE Para los estudios de movilidad P1 y P2 se instalaron 9 unidades experimentales con dimensiones de 25 cm de largo 25 cm de Ancho, de polietileno transparente, en donde se evaluaron diferentes profundidades (10cm, 17 cm y 25 cm) todas las unidades poseen 3 cm. de borde libre; en el fondo 16 agujeros para la recolección de lixiviado que se realiza en una bandeja. Estás unidades se ubicaron en el laboratorio de ingeniería ambiental y sanitaria de la universidad de la salle, en una zona del mismo que se encuentra aislada.

4.4. DERRAME Para los dos estudios se realizaron dos derrames, el primer derrame (E1) con el plaguicida a su máxima concentración y el segundo derrame (E2) el plaguicida a concentración diluida recomendada por los fabricantes; se manejaron diferentes volúmenes de solución plaguicida para el derrame en cada una de las alturas de la columna de suelo de 10cm ,17cm y 25cm donde se aplicaron 400ml, 680ml y 1000ml respectivamente. (ver anexo F)

Para P1 el derrame se realizo utilizando un montaje que consistió en un embudo localizado en el punto central de la columna de suelo en donde se vertió la solución

plaguicida; a una concentración de 57% = 570000ppm de malatión para E1 y 604ppm en E2.

Para P2 el derrame se realizo en forma de estría sobre toda la columna de suelo, ignorando que se podía presentar un flujo preferencial representativo por el borde de la columna, se utilizo endosulfan a una concentración de 350 ppm, 199 ppm para E1 y E2 respectivamente. Las diferencias en movilidad y persistencia de los plaguicidas contribuyen a la frecuencia de aparición de los plaguicidas en aguas subterráneas. Consecuentemente las propiedades físicas y químicas de los plaguicidas pueden usarse para predecir la probabilidad de alcanzar el agua subterránea, por esta razón a continuación a continuación presentamos las características químicas, físicas, de movilidad y observaciones normativas más representativas de cada uno de los plaguicidas que condicionan su movimiento a través de la zona no saturada y su evaluación. Tabla 13: Observaciones Generales de Malathion y Endosulfan

OBSERVACIONES

Malathión Endosulfan α Endosulfan β

-Son compuestos de interés en suelos por razones de persistencia y/o toxicológicas

-Es degradado más rápidamente en suelo que en agua

39

-Puede considerárselo "el DDT" de los organofosforados. -Actualmente es considerado cancerígeno*

40

-Solubilidad en agua aumenta a ph bajos. -Se descomponen rápidamente en la luz del sol”luz UV” informó con una vida media en el aire de alrededor de 1,5 días.

41

- En Estados Unidos el Malathión causa 5 veces más enfermedades ocupacionales por unidad de peso vendida que el promedio de todos los plaguicidas (1981-1985; ver Brenner, 1992).

-Inmóvil y altamente persistente en el suelo, se adsorbe fuertemente

42

- Es uno de los Pentium compuestos prioritarios identificados por el PNUMA GEF

43

En la superficie de las plantas el Endosulfan se degrada rápidamente en metabolitos.

Fuente: las Autoras

Tabla 14: Comparación de propiedades Fisicoquímicas entre Malathion y Endosulfan

39

Miles y Takashima, 1991 40

la EPA de Estados Unidos estime que este riesgo se encuentre dentro de límites aceptables), mutagénico, teratogénico, hepatotóxico, neurotóxico, dañino para la vista, perjudicial para el sistema reproductor, ecotóxico etc. (Brenner, 1992; CNN, 2000) 41

EPA, malathion efectos sobre la salud y el ambiente Documento final 1988 42

ROMEO F. QUIJANO, MD Risk Assessment in a third world reality: An Endosulfan case History. International Journal of Occupational and Environment Health. Vol. 6, No.4. (Oct/Dec 2000). 43

Evaluación Regional de Sustancias Tóxicas Persistentes (STP), 2002.

CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS.

PROPIEDAD Malathion Endosulfan α Endosulfan β

Nº de CAS44

121-75-5 115-29-7

Peso Molecular (g/mol) 330.36** 406,96**

Solubilidad en agua (mg/L) 145 / 130** 0.32**

Vida Media en Suelo (días) 25 (Extoxnet, 2000; Muffel y otros, 2000).

147 (El NYSDOH Simon, 2000).252**

60**(Romeo, 2000).

800**

Vida Media en Agua (días) 11 49 -

Presión de vapor (Pa.) 4.41** Pa 1200** mPa

Coeficiente de partición Log octanol/agua (KOW)

2.7482 3.55 4.74

3.62 4.79,

Coeficiente de Adsorcion (KOC)

1800**

12400

12400** **0.15mg/l(CCME,

1999).

9500**

**0.06mg/l

Densidad (g/cm3) 1,2076 1,8

Fuente: Las autoras **Estos datos son los utilizados en el desarrollo del proyecto por su confiabilidad y manejo de rangos de temperatura entre 20ºC a 25ºC.

4.4.1 Análisis De la Influencia De Las Características Fisicoquímicas En El Transporte De Plaguicidas

Las diferencias en movilidad y persistencia de los plaguicidas contribuyen a la frecuencia de aparición de los plaguicidas en aguas subterráneas. Consecuentemente las propiedades físicas y químicas de Malathión y Endosulfan pueden usarse para predecir la probabilidad como será la movilidad de estos en la ZN.

Se han evidenciado que se presentan relaciones de gran significancia entre los valores de Koc en la lixiviación de plaguicidas rescatando que la presencia de plaguicidas en el suelo posee correlación inversa con los valores de Koc y una correlación significativa positiva con los valores de solubilidad en agua En la tabla se presentan las propiedades fisicoquímicas mas relevantes del malathion y Endosulfan en donde se espera una correlación significativamente negativa de Koc,

en relación con la generación de lixiviados, por el hecho de que el valor de Koc refleja el efecto de la materia orgánica del suelo sobre el transporte de plaguicida; en donde el Malathión posee una adsorcion en el suelo moderada puede ser ligeramente volátil; la vía de exposición a este plaguicida puede ser la inhalatoria. El endosulfan por el contrario posee una adsorcion en el suelo fuerte, y puede ser soluble en grasa; es importante la recuperación de suelos contaminados por endosulfan ya que su persistencia en el suelo le confiere la posibilidad de bioacumularce. Por otra parte se espera que por la solubilidad del malathion sus concentraciones sean mas elevadas que las del Endosulfan, ya que la solubilidad del Malathión es muy alta , y posee potencial para contaminar un acuífero por presentar una solubilidad mayor a 3

44 Chemical Abstract Service, que pertenece a la Sociedad Química Americana.

mg/L45; De igual forma puede facilitarse su biodegradación, también es importante rescatar que debido a los rangos de presión de vapor se podría presentar una relativa baja volatilidad del Endosulfan y el malathion puede fácilmente volatilizarse y tiende a alejarse del lugar donde se aplique. Con respecto a los valores de vida media la forma variable en que este parámetro ha sido determinado en los diferentes estudios no se puede inferir ningún comportamiento en este punto de la investigación. Aunque se puede decir que estos plaguicidas persisten más tiempo en el suelo teniendo así mayor probabilidad de interactuar con los diversos elementos que conforman este tipo de ecosistemas

Tabla 15: Clasificación de los plaguicidas de acuerdo a su persistencia PERSISTENCIA TIEMPO

Ligeramente persistente Menor de 4 semanas

Poco persistente De 4 a 26 semanas

Moderadamente persistente De 27 a 52 semanas

Altamente persistente De 1 a 20 años

Permanentes Mayor de 20 años

Fuente: Catálogo Oficial de Plaguicidas, CICOPLAFEST, 1998

Según la clasificación de persistencia el malathion es ligeramente persistente y el endosulfan poco persistente teniendo un nivel medio de lixiviación ya que un plaguicida que tiene una vida media mayor a 9 días en un suelo aeróbico puede tener potencial para contaminar aguas subterránea46 Tabla 16: Comparación de características toxicologicas entre Malathion y Endosulfan

CARACTERÍSTICAS Y CLASIFICACIÓN TOXICOLOGICA

PROPIEDAD o TIPO DE CLASIFICACION

Malathion Endosulfan α Endosulfan β

Riesgos especiales de la sustancia

Inhibidor colinoesterasa- Inflamable, neurotóxico,

Alterador endocrino, descargas descontroladas de acetilcolina

Convulsiones, irritación ocular

Productos peligrosos de la descomposición

Maloxon, malexian

Persistencia Plaguicida con mayor persitencia.

Menor, bajo condiciones de acidez

Mayor, bajo condiciones de acidez

Bioacumulacion Suelos Agua (peces), niveles tróficos altos

Categoría toxicológica Moderadamente toxico Altamente toxico

Tipo III II II

DL50

DL50 1 260 mg/kg, oral en ratas

DL50 160 mg/kg, oral en ratas

Fuente: Las autoras

4545

California Department of Pesticide Regulation (CDPR), Online -http://www.cdpr.ca.gov (Citado el

7 de agosto de 2008)

Tabla 17: Análisis normativo entre Malathión y Endosulfan ANÁLISIS NORMATIVO

NORMA O VALORES SUGERIDOS

47

Malathión Endosulfan α Endosulfan β

Concentración máxima en ríos lagos y arroyos

- 74 ppb (ATDSR, 2001),

-

Promedio de Concentración máxima en productos agrícolas crudos

0.1-85 ppm 0.1 a 2 ppm, 0.1 a 2 ppm

Concentración máxima en agua potable

< 0.1 mg/L ≤ 0.1 mg/L,48

≤ 0.1 mg/L

Límites permisibles ponderado (LPP)

8 mg/m3, Malathion 57%

(hds)

10 mg/m3

10 mg/m3

OBSERVACIÓN No existe niveles de Referencia específicos de plaguicidas de cumplimiento nacional o local

Fuente: Las autoras

4.5. EXTRACCIÓN LIQUIDO – LIQUIDO Para el estudio P1 se mantuvo el Volumen de Extracción diclorometano en 90 ml, con un Volumen de Muestra de 10 µL aproximadamente en 25µL de diclorometano un Volumen de Inyección de 2µL. Para el estudio P2 se mantuvo el Volumen de Extracción hexano en un rango de 52

a 90 mL, con un Volumen de Muestra 3.57 μL para E12 en 1,494 mL de Hexano y de

3.57 μL para E22 1.5 μL, y un Volumen de Inyección de 2µL para los dos eventos. Para la extracción de las muestras se desarrollo la siguiente metodología en los dos estudios:

Diagrama 11: Metodología de Extracción Liquido –Liquido

47

Base de datos sobre Limites Máximos de Residuos de plaguicidas Especificaciones de plaguicidas y

Normas para el Control de la calidad. Online, http://www.fao.org/ag/agp/agpp/Pesticid/Default.htm (Citado 22 de julio 2008). 48

________.riesgos toxicológicos de plaguicidas Online-http://www.contraloriagen.gov.co/html/comtema/pdf/casopetrolero.pdf, (Citado el 25 de julio de 2008)

4.6. CROMATOGRAFÍA Todos patrones de pureza de Malathion y Endosulfan son conocidos en donde Malathion presenta 57% de (IA) y endosulfan x% (ia). Los datos obtenidos han sido procesados en un equipo para cromatografía de gases, de alta resolución con detección de ionización de llama (GC-FID). Primero se realizaron los análisis para determinar las condiciones óptimas de operación del equipo de cromatografía (flujo de gas transportador y temperaturas para el inyector, el detector y el horno) para la separación y cuantificación de los plaguicidas basados en los parámetros cromatográficos tales como el factor de capacidad, la selectividad y la resolución. Bajo estas condiciones se realizaron 3 repeticiones del análisis de la mezcla y se determino la repetibilidad de las señales producidas por los diferentes plaguicidas en la solución y sus tiempos de retención definiendo para cada caso tiempo de inicio y final de la elución de cada pico cromatográfico. Tomando como base un estándar certificado de la mezcla de Malathion, α-endosulfan

y -endosulfan, se preparó una solución patrón y a partir de ésta se prepararon soluciones de trabajo que fueron analizadas con las réplicas necesarias para efectuar la validación estadística del método instrumental para la cuantificación de estos compuestos.

Tomar 100 ml de

lixiviado

Introducirlos en el embudo de decantación.

Agregar 30 ml de solvente agitar y esperar 10 min.

Eliminar un volumen de 140 ml

Agregar 30 ml solvente esperar 10 min.

Hasta completar adición de 90 ml de solvente

50ml de solución

Eliminar un volumen de 55 ml

25 ml de solución

Observación de 2 fases

Cálculos para ingresar muestra en el vial para lectura en cromatógrafo

Cálculos de cantidad de IA en el derrame

En los casos en que no alcanza el volumen de lixiviado se complementa con agua destilada

Estabilización de pH en 7con Hidróxido de Sodio 10N

La validación de este método de análisis para a determinación de las concentraciones de Malathión y Endosulfan están marcadas por las posibilidades técnicas al alcance del laboratorio de la universidad, como disponibilidad de patrones de referencia confiables, equipos de medición con detectores de alta sensibilidad u otros que se constituyan como dificultades técnicas para la realización del análisis y la exactitud requerida, que puedan afectar la calidad y la fiabilidad de los resultados de los diferentes eventos. Por esto se busco un procedimiento comprensible, fácil de implementar y validado, en donde se consideren factores como la respuesta lineal frente a diferentes concentraciones, la exactitud, la selectividad y la precisión, con el propósito de que la dispersión y variabilidad de los resultados sea la mas baja posible y de esta manera la incertidumbre del método este bajo control frente a resultados obtenidos en análisis realizados. La validación de datos se confirmo mediante el suministro y utilización de la ecuación de la recta tanto para el Malthion como para el Endosulfan en sus dos eventos, (Ecuación de la recta: Y = a X + b). El objetivo de la validación de este método es confirmar y documentar que los resultados producidos y análisis de de los datos son confiables. De esta manera en un proceso de validación deben considerarse los parámetros de selectividad, linealidad, precisión, exactitud, y sensibilidad. 4.6.1 Aplicación de la ecuación para el Malathión y en Endosulfan:

Calculo de la pendiente para Malathión (Y = a X + b) a = ((Σ Xi Yi) – ((Σ Xi Σ Yi )/ n )) / (Σ Xi2 – ((Σ Xi)2 / n)) a = ((252776625) – ((5200 x 1767596) / 40)) / ((750000 – (27040000 / 40)) a = 22989145 / 74000 = 310.66

Calculo del intercepto para Malathión

b = ( Σ Yi – b Σ Xi ) / n b = ((1767596 – (310.66 x 5200)) /40 b = 3804.1

Ecuación de la recta: Y = a X + b

Y = 310.66 X + 3804.1

Cálculo de la pendiente para α-endosulfan (Y = a X + b) a = ((Σ Xi Yi) – ((Σ Xi Σ Yi )/ n )) / (Σ Xi2 – ((Σ Xi)2 / n))

a = ((639567509) – ((2947,6 x 7332188) / 40)) / ((255779,2 – ((2947,6)2) / 40)) a = 992585575.28 / 38570.56 = 2573.43

Cálculo del intercepto para α-endosulfan

b = ( Σ Yi – a Σ Xi ) / n b = ((7332188 – (2573.43 x 2947.6)) /40 b = -6331.16

Ecuación de la recta: Y = a X + b

Y = 2573.43 X + (- 6331.16)

Sensibilidad del método cromatográfico para determinación de Malathión

Para la determinación de los parámetros de sensibilidad del método se inyectó en el sistema cromatográfico diclorometano, reactivo utilizado como disolvente en la preparación de cada una de las soluciones de trabajo (blanco = línea base) y se realizó el análisis bajo las condiciones cromatográficas seleccionadas para la separación y cuantificación de la mezcla del plaguicida.

Sensibilidad del método cromatográfico para determinación de α-Endosulfan

y de - Endosulfan Para la determinación de los parámetros de sensibilidad del método se inyectó en el sistema cromatográfico hexano, solvente utilizado en la preparación de cada una de las soluciones de trabajo (blanco = línea base) y se realizó el análisis bajo las condiciones cromatográficas seleccionadas para la separación y cuantificación de alfa y beta Endosulfan. 4.7. TABULACIÓN, Y SELECCIÓN DE DATOS Para la selección de datos se realizo la representación del diagrama de una distribución construida para mostrar las características principales de cambios en las propiedades del suelo después del derrameque se presentaron en la tabla de datos (ver anexo D). También se analizan las condiciones de error en los ensayos de laboratorio, para señalar los posibles datos atípicos, es decir, aquellas observaciones que parecen ser distintas de las demás. En donde se depuro la información suministrada por P1 y P2 puesto que se pueden

eliminaron los datos de mayor variación en los extremos. 4.7.1 Evaluación del proceso de medición: El proceso de medición tiene como propósito inicial distinguir y por ende clasificar los comportamientos seguidos por los dos plaguicidas que deben responder a una serie de principios que se analizan a continuación. En primer lugar el proceso de medición debe ser válido, entendiéndose que cumple este requisito cuando mide de alguna manera demostrable aquello que trata de medir, libre de distorsiones sistemáticas, este principio se cumple para el desarrollo cromatografico ya que se manejaron las validaciones del método instrumental para la determinación de endosulfan y malathion mediante cromatografía de gases de alta resolución con detección por ionizacion de llama.49; el tipo de validez manejada es una validez pragmática.

49

BAUDILIO ACEVEDO BUITRAGO, Desarrollo y validación de un método instrumental para la

determinación de endosulfan/ malathion, mediante cromatografía de gases de alta resolución con

Cabe anotar que los procedimientos de muestreo poseen un soporte técnico pero no existen métodos para su validación, y los derrames realizados para este estudio son netamente de planteamiento empírico y de demostración. El segundo principio deseable en la toma de datos es la fiabilidad, esta si se presenta tanto para P1 como para P2 ya que fueron realizados los datos de lectura de concentración para cada columna de suelo de diferentes alturas (3veces) repetidamente y estos proporcionaron resultados parecidos. Finalmente se tiene el principio de la precisión. Este principio se evaluó por parte de los integrantes de P1 y P2 cuando se realizaron las pruebas piloto en donde se determinaban que las concentraciones de plaguicida se encontraran en el rango de detección, de igual forma la evaluación de la relación del propósito de la investigación y el fenómeno de movilidad en la ZN no fue analizado correctamente ya que se evidencia errores como: -Unidades vacías también llamados elementos faltantes por la falta de cobertura en los datos, ya que algunos elementos del agregado se encuentran incompletos por la falta de sustentación con la comparación de un blanco de lixiviación y tiempos de retención. - La presencia de Blancos que no son evaluables para el cumplimiento del objetivo de la investigación. - La presencia de datos extraños, corresponde este problema a las situaciones en las cuales los datos contiene elementos que ya no son representativos en el estudio, generando confusión, por esta razón para el análisis de datos, se ocultaron del marco muéstreal los datos que se mantiene iguales durante el proceso como: -Volumen de Muestra en la cantidad de solvente para la extracción -Volumen de Inyección También se ocultaron los datos que ya no son representativos por ser la base de determinación del dato de evaluación como: -Masa de plaguicida en Volumen de Inyección -Masa de plaguicida en Volumen de extracción Redefiniendo así el marco muéstreal para estudio de lixiviación. (Ver anexo G); de igual forma se realizo el compilado de los datos obtenidos de los laboratorios de suelo en las condiciones iniciales y después de cada derrame; para la valoración del contenido de humedad en campo en % se realizaron las medias aritméticas de los datos proporcionados por los estudios P1 y P 2. 4.8 DECISIÓN ESTADÍSTICA La toma de decisiones sobre la base de una información incompleta como la actual y que se encuentra contenida en algunos datos, es arriesgado y no puede realizarse con certeza absoluta sino con incertidumbre. (Ver anexo G)

detección por ionizacion de llama. Universidad de la salle. Laboratorio de ingeniería ambiental y sanitaria.2008

Sin embargo esta última no es total, pueden controlarse sus niveles, puede medirse su magnitud, lo cual se lleva a cabo con base en el calculo de probabilidades,50basadas en posibles asociaciones entre los datos de P1 y P2 y partimos de la sospecha de correlación entre variables como Volumen de lixiviado, Concentración de plaguicidas y altura de la columna de suelo principalmente. Para lograr que los datos a analizar posean suficiente significación se propuso como mínimo manejar 11 pares de datos. También establecimos que debíamos manejar un marco muestral menor, por esta razón determinamos las medias aritmética de cada columna y para cada asociación revisando que no tuviera valores atípicos que modificaran la media; estableciendo la moda para determinar el valor en cada intervalo que se da con mayor frecuencia.

Se decidió estudiar las relaciones bajo el coeficiente de correlación de Pearson ya que este índice estadístico mide la relación lineal entre dos variables cuantitativas; Los pasos realizados en la depuración de datos fueron lo siguientes: 1. Realizar las medias aritméticas para la tabla generada para cada plaguicida. 2. Eliminar de la tabla los datos extraños. 3. Realizar las medias aritméticas para la tabla final. 4.8.1 Análisis e Interpretación de Cambios de condiciones fisicoquímicas del suelo después de cada derrame Es indispensable tener en cuenta que el plaguicida no permanece intacto por tiempo indefinido en el medio ambiente, ya que con el tiempo sufre una degradación influenciada por microorganismos, actividad química, pH, clima, y contenido de materia orgánica del suelo, entre otros. Obtenida, depurada y clasificada la información (ver anexo H) se evidencia que:

- La capacidad máxima de retención de agua por el suelo en los diferentes eventos. En condiciones iniciales y en los dos eventos tanto para Malathión como para Endosulfan el contenido de humedad no es uniforme, sabiendo que es el mismo tipo de suelo. Esto se debe a las características del suelo, como la temperatura en el momento del derrame. El cambio después de aplicados los plaguicidas es bastante evidente y más en el endosulfan, esto se debe a que la solubilidad varía constantemente, al tener mayor movimiento: mayor espacio para el contenido de humedad. tiene mayor humedad de campo, la granulometría y la cantidad de arcilla es menor, por ende menor adsorción del plaguicida y mayor contenido de humedad, también por ser mas persistente en el medio conserva el grado de humedad al no volatizarse. El contenido de humedad en campo del Malathión menor, esto facilita la movilidad del plaguicida ya que los poros no se encuentran saturados, en caso de estarlo, ejercerían una resistencia la cual conlleva a una adsorción, la cual es directamente proporcional con la humedad. Grafica 4: Relación de contenido de Humedad de Campo vs. Tipo De Suelo

50

Realizado en el ítem de análisis de lixiviación potencial.

RELACION CONTENIDO DE

HUMEDAD DE CAMPO (%)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

P0 P1E1 P1E2 P2E1 P2E2

Tipo De Suelo

Con

teni

do D

e

Hum

edad

(%

)

Fuente: Las Autoras

La cantidad e materia orgánica es el indicador básico de la calidad del suelo, el (%) de MO aumento después de haber realizo los derrames al suelo en condiciones iniciales, lo cual determina una transformación química en las características del suelo, el evento 1 del Malathión presenta mayor contenido de materia orgánica con un 6.40% manteniendo el sustrato del plaguicida disminuyendo su transporte por eso es el evento con menor cantidad de lixiviado. Se observa que el evento 2 para el endodulfan se mantiene con las mismas características de las condiciones iniciales del suelo, al contrario de los demás eventos donde tiende a aumentar ya que el medio busca remediarse naturalmente por degradación al encontrar sustancias nocivas para el mismo.

Grafica 5: Relación de contenido de Humedad de Campo vs. Tipo De Suelo

RELACION CONTENIDO DE MATERIA

ORGANICA

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

P0 P1E1 P1E2 P2E1 P2E2Tipo De Suelo

Conte

nid

o D

e M

O

(%)

Fuente: Las Autoras

A mayor contenido de arcilla mayor adsorción del plaguicida por el suelo, los eventos de Endosulfan presentan un mayor porcentaje en el contenido de arcilla esto puede deberse al arrastre de elementos por lixiviación, favoreciendo al aumento de la fracción de arcilla, razón ya que se supone que si hay un mayor coeficiente de adsorción la movilidad del plaguicida en el suelo es baja, y aquí ocurre lo contrario; De igual forma el comportamiento en relación con la cantidad de arcilla no tiene gran variabilidad ya que esta es una característica principal del duelo y no del plaguicida.

Grafica 6: Relación de contenido de Humedad de Campo vs. Tipo De Suelo

RELACION CONTENIDO DE ARCILLA

(%)

0

5

10

15

20

25

30

35

P0 P1E1 P1E2 P2E1 P2E2

Tipo De Suelo

Conte

nid

o D

e

Arc

illas (

%)

Fuente: Las Autoras

El pH de las condiciones iniciales es de 5,90 determina un suelo acido, el cual no cambia luego de los derrames tanto de Malathión como de endosulfan manteniendo su característica de acides lo que favorece a la solubilidad de los plaguicidas, como lo determina la grafica el Malathión en su máxima concentración presenta el mayor grado de acides siendo este el mas soluble en agua; Los plaguicidas muy solubles en agua se adsorben con baja afinidad a los suelos y por lo tanto, son fácilmente transportados del lugar de la aplicación.

Grafica 7: Relación de contenido de Humedad de Campo vs. Tipo De Suelo

RELACION DE PH 1:2

4,60

4,80

5,00

5,20

5,40

5,60

5,80

6,00

P0 P1E1 P1E2 P2E1 P2E2

Tipo De Suelo

pH

Fuente: Las Autoras

Esta característica también representa que en este estado hay menor biodegradación lo que conlleva a una cantidad menor de materia orgánica caso del evento 2 del Endosulfan y que se puede evidenciar en la grafica de contenido de Materia orgánica.

55.. AAnnáálliissiiss ddee LLiixxiivviiaacciióónn PPootteenncciiaall

“El entendimiento integral de los mecanismos de transporte de solutos a través del perfil del suelo es esencial para el

estudio del destino de los plaguicidas en el ambiente, y para diseñar mejores prácticas de manejo que minimicen

los potenciales impactos adversos sobre el ambiente”.51 5.1 PROPIEDADES HIDRÁULICAS DEL SISTEMA Y RELACIONES Las propiedades hidrodinámicas de los suelos, controlan los flujos y las reservas de agua en el sistema suelo-planta-atmósfera52, y por tanto, factores como la recarga de los acuíferos o los flujos de nutrientes y/o sustancias químicas como los plaguicidas en la zona no saturada. Por esta razón se iniciará este análisis con la estimación de las propiedades hidrodinámicas del suelo ya que el balance de agua determina el potencial de lixiviación y pérdidas por escurrimiento superficial de los plaguicidas aplicados en superficie53. En las últimas décadas, se han desarrollado numerosos métodos para determinar las propiedades hídricas de los suelos en el campo y en el laboratorio. Generalmente, estas metodologías requieren de una elevada inversión económica y/o de tiempo debido a la gran variabilidad espacial de dichas propiedades. Por estos motivos, se han desarrollado las funciones de edafotransferencia, FETs, como método de estimación de propiedades hidrodinámicas a partir de propiedades edáficas de más fácil determinación en donde se destacan las propuestas realizadas por Van Genuchten, Campbell, Hutson-Cass y Brooks and Corey entre otros. Aunque el modelo propuesto por Van Genuchten es el que ofrece una descripción más satisfactoria de la curva característica de humedad, la determinación de los parámetros empíricos54 requiere el conocimiento de los puntos de retención de humedad en cada uno de los derrames de los estudios P1 y P2, por esta razón se eligió el modelo propuesto por Campbell debido a que la estimación de los parámetros de este, se obtienen a partir de datos texturales y de la densidad apartente.

52 TRIEGEL E,L GUO Overview of the fate of pesticides in the environment, water balance; Runoff vs.

Leaching. En Mechanisms of Pesticides into Ground Water. Honeycutt R, D Schabacker (eds.). CRC Press, Inc. Corporated Blvd., NW, Boca Raton, Fl. pp: 1-13. US-EPA. 199 Modificaciones 1994

53W.J.LEWIS, Análisis de contaminación de las agua subterráneas por sistemas de saneamiento básico,

1988 Online- http://www.cepis.ops-oms.org/eswww/fulltext/repind46/analisis/analisis.html x1988(Citado 14 de julio 2008).

54 J. ÁLVAREZ-BENEDÍ1, T. ISLA1, Efecto de la velocidad de flujo en los parámetros de 1. Servicio de

Investigación, Desarrollo y Tecnología Agraria, Junta de Castilla y León, Valladolid. Dep. Ingeniería Química, Universidad de Valladolid. p157 2000

Para modelar el potencial de agua en el suelo y la conductividad hidráulica del sistema en la zona no saturada se utilizó el modelo de Campell expresado mediante el siguiente sistema: 5.1.1 Parámetros del modelo de Campbell:

m = potencial mátrico. Describe la fuerza que ejerce la matriz del suelo sobre el agua, debido a fuerzas de adhesión y cohesión (capilaridad, tensión superficial)

b

sem Donde

e, es el potencial de entrada de aire el cual drena el agua que llena los poros más grandes del suelo, J/kg se determino a partir de los valores de la media y desviación

estándar geométricas del diámetro de partículas (dg, g), y de la densidad aparente

b

e sdg

25

5.0

, es el contenido de agua en saturación, m3/m3.

s, es el contenido gravimétrico de agua, kg kg-1 donde r

aps 1

b: constante de Campbell, se determino a partir de los valores de la media y

desviación estandard geométricas del diámetro de partículas (dg, g)

gdg

b 2.010

5.0

Para el desarrollo de la formula se combinan e y s en una nueva constante a, y la ecuación se puede escribir como:

bam

bsea

El modelo plantea la ecuación de m de forma inversa para obtener todos los factores en función del contenido volumétrico de agua que es la cantidad de líquido en un volumen total y evaluar el potencial del agua que es la energía del agua en el suelo.

bes

1

Con los datos calculados en la siguiente tabla: Tabla 18: Datos de las propiedades hidráulicas de los suelos estudiados

Para la obtención de estas constantes se importo la constantes de Campbell en descargaron las

funciones de Excel academic. Online- www2.udec.cl/~riego/Asignaturas/SueloPlantaAgua/Laboratorios.xls (citado 29 de junio de 2008)

PARÁMETRO

CONDICIONES MALATHIÓN ENDOSULFAN

INICIALES EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 1 EVENTO 2

SUELO P0 SUELO P11 SUELO P12 SUELO P21 SUELO P22

Arena (%) 39 42,1 33 51,6 20,8

Arcilla (%) 23 25,6 26 31,6 35,4

Limo (%) 38 32,3 41 16,8 43,8

Textura USDA franca franca franca franco-arcillo-

arenosa franco-

arcillosa

Densidad aparente (Kg/m3) 1,38 1,56 1,36 1,36 1,29

PARÁMETRO SUELO P0 SUELO P11 SUELO P12 SUELO P21 SUELO P22

Diámetro partícula dg (µm) 14,43 14,38 10,32 15,46 4,54

Desviación estandar tg 29,55 27,03 27,57 17,10 20,44

Potencial entrada aire e (J/kg) -1,95 -6,51 -1,90 -1,51 -1,82

Exponente b de curva e 8,54 8,04 8,63 5,96 8,78

Humedad Saturación s (m3/m3) 0,48 0,41 0,49 0,49 0,51

Capacidad de campo θfc, -33 kPa (m3/m3) 0,34 0,34 0,35 0,29 0,37

Punto de Marchitez Permanente θpwp, -1500 kPa (m3/m3) 0,22 0,21 0,23 0,15 0,24

Agua disponible para las plantas CRAD (m3/m3) 0,12 0,13 0,13 0,14 0,13

Conductividad sat .ks (kg s m-3) 0,000057 0,000003 0,000065 0,000101 0,000082

Conductividad sat. ks (m-día) 0,494065774 0,02813841 0,5596403 0,8729371 0,708035 Fuente: Las autoras

5.1.2 Análisis de las propiedades hidráulicas de los suelos estudiados Se evidencia que la capacidad de campo se encuentra en el orden del 30 % lo que significa que se encuentra con una relación textural no franca si no arcillosa (Ver anexo J), lo que modificaría la adsorción de plaguicidas según el grafico de la equivalencia de humedad en capacidad de campo (ver anexo), de igual forma este valor se mantiene constate durante todo el desarrollo experimental, Pero es preocupante porque este valor se encuentra alto y como trata de reflejar la cantidad de agua que puede tener un suelo cuando se pierde el agua gravitacional de flujo rápido es posible que cuando no representen precipitaciones el suelo va tender a adsorber gran cantidad de agua y por ende plaguicidas que son persistente y se bioacumulan. Pero cuando exista un flujo preferencial cabe la posibilidad

Grafica 8: Relación de las propiedades hidráulicas en los suelo de estudio

que represente retención de los plaguicidas en el suelo en un porcentaje alto. También se muestra que la alternativa de recuperación de suelos por medio de Fito remediación no es adecuada ya que la relación del punto de marchites permanente y contenido de humedad esta por encima 1:2 lo que quiere decir que se presenta un gran contenido de agua superior en el suelo a partir del cual las plantas ya no tienen capacidad de absorber más agua.

COMPARACION DE LAS PROPIEDADES

HIDRAULICAS DEL SUELO

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

P0 P1E1 P1E2 P2E1 P2E2

Tipo De Suelo

Punto de Marchitez PermanenteCRADCapacidad de CampoHumedad de Saturacion

Fuente: Las autoras

Para implementar este tipo de recuperación en este suelo se tendría que utilizar una especie que supere este tipo de condiciones inconvenientes. por ultimo la humedad de saturación es alta permitirá el uso de rutas preferentes para el movimiento de agua en el suelo ya que todos los poros están llenos de agua en porcentaje cercano al 50%.

Se modelo el potencial del agua J/Kg. ( ) para diferentes contenidos de agua ( ) que van desde 0 m3/m3 a 5 m3/m3 , ya que en este rango se empieza a evaluar el agua disponible en el suelo con una parte mas minima de agua gravitacional, luego se

realizó a grafica vs. Que es la curva característica o curva de retención de agua. (ver anexo K) Para esto establecimos los comportamientos de humedad en campo en (%) ya que posee una importancia crítica en los procesos hidrológicos que suceden a lo largo de la ZN

Grafica 9: Curvas Características De Los Suelos Estudiados

CURVAS CARACTERISTICAS

-4000

-3500

-3000

-2500

-2000

-1500

-1000

-500

0

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Contenido agua (m3/m3)

Po

ten

cia

l ag

ua (

J/k

g)

Suelo 1 Cond.I Suelo 2 (P1 E1) Suelo 3 (P1 E2)

Suelo 4 (P2 E1) Suelo 5 (P2 E2)

Fuente: Las autoras.

En la grafica, se presentan las curvas de retención de humedad de cada uno de los suelos empleados, y posee la forma típica para un suelo de textura franca.

Se pueden diferenciar claramente dos grupos de suelos de acuerdo a sus propiedades de retención. El primero está constituido por el suelo del estudio P2E1 cuales exhiben la minima capacidad de retención de agua para tensiones cercanas a – 100 k Pa , con valores del orden de 0,24 y 0,25 m3 /m3, El segundo grupo lo constituyen los otros suelos que poseen un comportamiento cercano en cuyo caso para los valores de retención de humedad entre , 0.25 y 0.25 se presentan tensiones cercanas en el superiores de -145 k Pa hasta -208 k Pa., lo que se debe al % de cantidad de arena presentada en el suelo P2E1.

Así pues, El suelo P2E2 posee menor densidad aparente y poseen muy pocos poros grandes en relación con los otros suelos por eso se da una disminución gradual del contenido de agua con el descenso del potencial. Por el contrario, en el suelo P2E1 la mayor parte del agua se encuentra asociada a los poros de mayores dimensiones, en la región capilar se da un decrecimiento rápido del contenido de agua en el suelo. Finalmente, En el suelo P2E2 pueden tener una mayor cantidad de agua adsorbida que los otros suelos.

También se encontró que la capacidad de retención de humedad se incrementó con la aplicación del los plaguicidas diluidos eventos E2 en relación con las condiciones iniciales del suelo, presentando una capacidad de campo mayor en relación con los suelos de E1.

En esta curva se pueden diferenciar, a grandes rasgos, dos de las tres regiones presentes en una curva característica:

1) Región de entrada de aire: En las curvas modeladas no se evidencia la franja en que el suelo se encuentra saturado donde el potencial varía pero el contenido de agua no.

2) Región capilar, se demuestra que pequeños incrementos en el potencial del agua

“succión” provocan el drenaje de los poros más pequeños del suelo, y el contenido de agua en el suelo disminuye rápidamente.

3) Región de adsorción: en la que se mantienen constantes y únicamente queda el

agua adsorbida a las partículas del suelo, debido a que el agua que estaba albergada en los poros ha sido drenada y se presentan importantes cambios de potencial con pequeños cambios de contenido de agua.

5.1.3 Cálculo de la conductividad hidráulica: La conductividad hidráulica (Kg. s m-3) del suelo es máxima cuando el suelo está saturado de agua y, decrece rápidamente a medida que el suelo pierde agua. La conductividad hidráulica en saturación (ks) se puede estimar (Campbell, 1985) a partir de datos de:

Textura: diámetro de partícula medio y desviación estándar

Estructura: densidad aparente

Distribución del tamaño de poros: ye puede ser un índice indirecto de la macroporosidad. De todos modos, el modelo asume una distribución aleatoria del tamaño de poros es importante aclarar que estas estimaciones no consideran suelos con grietas, canales radiculares es decir que no se tiene en cuenta el flujo preferencial tomado por el fluido.

El modelo utilizado considera que

cteeKs2

Ya que la conductividad hidráulica en condiciones de no saturación (k), depende del contenido volumétrico de agua según el modelo propuesto por Campbell (1985)

m

sKsK Donde

m = constante empírica de cambell para suelos francos.

Grafica 10: Curvas de Conductividad vs. Contenido de Agua

CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA Vs CONTENIDO DE AGUA

0

0,00002

0,00004

0,00006

0,00008

0,0001

0,00012

0,00014

0,00016

0,00018

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6Contenido agua (m3/m3)

Co

nd

ucti

vid

ad

hid

ráu

lica

(kg

s m

-3)

Suelo 1Cond.I Suelo 2 (P1E1) Suelo 3 (P1E2)

Suelo 4 (P2E1) Suelo 5 (P2E2)

Se evidencia que la conductividad hidráulica decrece a medida que disminuye el valor de la humedad, presentándose conductividad hidráulica desde un contenido de agua de 0.37 m3/m3 después de esto representa un disminución gradual dándose de manera más brusca para P2E1 ya que posee la textura más gruesa y también se vio afectada por el exceso de sodio (Na+) presente en el suelo en condiciones iniciales. También los más bajos valores en densidad aparente coinciden con los mayores en conductividad hidráulica como se de muestra en los suelos P2E2 y P1E2; la velocidad de infiltración del agua en el suelo mas alta para un contendido de humedad de 0.5 es de 0,000154634. 5.2 RELACIONES PRESENTES EN DATOS DE MOVILIDAD Se establecieron estas relaciones debido a que el carácter contaminante de los plaguicidas depende de sus propiedades toxicas las cuales están definidas a su vez por la concentración que este se encuentre en un momento dado en el ambiente y la sensibilidad de los organismos vivos y factores abióticos.55 se planteo una hipótesis; y se analizo realizado los cálculos de las medias de concentración en una cantidad de lixiviado para cada plaguicida y altura de la muestra de suelo, con su desviación estándar, para determinar la aceptación de la hipótesis mediante el análisis de varianza ANOVA, calculando el estadístico F y comparando este valor con las tablas estadísticas de la F de Snedecor, así como un estudio apareado de los resultados entre los tipos de muestras para expresar el grado de relación lineal entre ellos, calculando el coeficiente de correlación de Pearson (r), para determinar el grado de relación entre la concentración, volumen lixiviado, y alturas de la columna.

55

Barriuso 2000

Se formularon conjeturas sobre el comportamiento de la concentración en relación con la altura y con el volumen de lixiviado para realizar la prueba de las hipótesis de relación directa entre las variables y establecer la probabilidad de ocurrencia de mayor concentración para la altura de25 cm de cada plaguicida. Formulación de hipótesis:

21

210

alproporcionnoteinversamenH

alproporcionteinversamenH

a

Aunque la prueba ANOVA, prueba la hipótesis de que la media de los tratamientos son homogéneos, en este caso a través del ANOVA contrastada reanaliza la hipótesis de la relación inversa entre la concentración y la altura; entonces el ANOVA se concentra en una comparación de dos medidas poblacionales o tratamiento. Donde I= numero de poblaciones o tratamientos que se comparan = 2 µ1= medida de la población I o la verdadera respuesta promedio cuando se aplica el tratamiento.

µ2= medida de la población I o la verdadera respuesta promedio cuando se aplica el tratamiento

Para establecer el ANOVA como estadístico de prueba suponemos que las I distribuciones poblacionales o de tratamiento son todas normales con la misma

varianza 2. Esto es, cada X normalmente distribuida con E(Xij)=µi V(Xij)=σ2

Y la hipótesis H0 se cumple si las J observaciones de cada muestra vienen de una distribución poblacional normal con el mismo valor medio µ en cuyo caso las medidas muéstrales deben ser razonablemente cercanas.

El procedimiento de prueba esta basado en la comparación de una medida de diferencias entre las variaciones muéstrales, con una media de variación calculada dentro de cada una de las muestras.

El cuadrado medio de tratamientos esta dado por:

i

XXI

JMSTr

2

1 ..1

Y el cuadrado medio del error es

I

SSMSE

....2

1

2

1

El estadístico de prueba para ANOVA de un solo factor es

MSE

MSTrF

Donde F es el estadístico de prueba ANOVA de un solo factor, donde aparecen I o tratamientos con una muestra aleatoria de J observaciones de cada una, al considerar un cociente donde hay grados de libertad del numerador y del denominador. Respectivamente para una variable con una distribución F. con V1=I-1 y V2= I(J-I). Si

se representa con f el valor calculado de F, la región de rechazo 1,1 JJIFf con un

nivel de significancia de 0.05 (ver anexo I) Cálculos de ejemplo: 1. Datos de entrada 2. I = 2 J=9 Remplazamos la primera formula

22.4012)26.3219.41(26.3233.1712

9 22MSTr

59.1575.165.62

1 22MSE ,Donde

Primer grado de libertad es, I-1=v1 , 2-1=1

Segundo grado de libertad es, I(J-1)=v2 , 2(9-1)=16

4.2559.157

22.4012f

3. Buscar en la tabla

=0.05 v1=1 v2=16 F= 4.49 4.Análisis

Como 25.4 4.49, H0 es rechazada al nivel de significancia 0.05, la verdadera relación se ve condicionada por otra variable. Donde se confirma que depende de la cantidad derramada de plaguicida y cantidad de lixiviado.

CÁLCULOS P2 PRIMER EVENTO Media Desviación estándar

Altura 10 10 10 17 17 17 25 25 25 17,333 6,5

Concentración

de – Sulfan en el lixiviado

ppm 27.6 37.2 52.6 52.2 59.0 24.7 64.0 71.42 35.742 41.19 16.5

G Medias (Promedio De Las Medias ) 32.26

5.2.1 Análisis de prueba de hipótesis

Es importante destacar que la hipótesis es aprobada para el , Endosulfan en los dos casos lo que quiere decir que si es adsorbido altamente en el suelo, se presenta una

adsorción moderada para - Endosulfan y en el Malathión para el primer evento, donde moderadamente significa con un nivel de significancia de 0.1 se aprueba la hipótesis. 5.2.2 Correlación de Pearson (r) Este estadístico, refleja el grado de relación lineal que existe entre dos variables. El resultado numérico fluctúa entre los rangos de +1 a -1. Tabla 19 : coeficientes de correlación Pearson

COEFICIENTES DE CORRELACIÓN

RELACIONES P11 P12 P21 P21 P22 P22

Concentración vs. Altura -0,874 -0,955 0,492 0,524 -0,789 -0,805

Concentración vs. Volumen lixiviado 0,281 0,692 -0,678 -0,891 -0,908 -0,924

Volumen Lixiviado vs. Altura -0,418 -0,736 -0,636 0,876 Fuente: Las Autoras

Para las relaciónes de concentración con altura se evidencia que el malathion presenta una fuerte tendencia lineal inversa, a medida que disminuye la concentración aumenta la altura, lo que quiere decir que bajo las características fisicoquímicas del malathion probablemente se está hidrolizando y generando malaxon, también es posible que se presente mucha radiación solar y se este foto degradando ya que los rayos UVA que son los de longitud de onda superior a 290 nanómetros alcanzan hasta los 15 cm de la capa superior del suelo56. Se presenta un valor atípico de correlación lineal positiva muy débil para el evento concentrado de endosulfan, que puede presentarse a la agrupación de sus isómeros al contrario de la concentración dilída en donde es probable que se distribuyan mejor los isómeros y se presente adsorción de estos en el suelo Se muestra que para el malathion a medida que aumenta el volumen de lixiviado existe una posibilidad de aumentar la concentración del plaguicida, para endosulfan la correlación es fuertemente inversa lo que demuestra que el fenómeno de dilución es mucho mas evidente y que a mayor volumen de lixiviado menor concentración. Finalmente solo para P2E2 se la influencia del % de humedad de campo en este tipo de estudios ya que el comportamiento de la correlación es atípico que a medida que aumenta la altura aumenta el volumen del lixiviado.

56

Radiación ultravioleta (UV), Online-

http://209.85.215.104/search?q=cache:nSccfs8FjGgJ:www.windows.ucar.edu/tour/link%3D/physical_science/magnetism/em_ultraviolet.sp.html (Citado 08 de Agosto de 2008)

5.3 PROCESOS SEGUIDOS POR LOS PLAGUICIDAS EN LA ZONA NO SATURADA En esta sección se describen las ecuaciones que gobiernan la migración de una sustancia contaminante sometida a procesos de adsorción y degradación, junto con los métodos numéricos adoptados para su resolución. Las soluciones numéricas no se encuentran todas validadas debido a que se realizó

una simbiosis de varios métodos numéricos utilizados en diferentes investigaciones , aplicables a los datos suministrados y evaluados en los estudio P1 y P2.

Los métodos numéricos propuestos son unidimensionales pues se asume que el flujo en la ZNS es exclusivamente vertical bajo condiciones de equilibrio para la adsorción.

Esto condiciona la veracidad del análisis para representar las condiciones reales del sistema suelo – plaguicida, ya que el transporte de solutos está afectado por procesos químicos y físicos de no-equilibrio de difícil cuantificación, porque el no-equilibrio químico está dado por una cinética de adsorción en donde coexisten sitios de adsorción instantánea (equilibrio) y sitios de adsorción en función del tiempo (no-equilibrio) que se evaluaron indiscriminadamente debido a que el tiempo de espera de lixiviación fue establecido arbitrariamente de 2 a 5 horas para los estudios P1 y P2; además para poder establecer las condiciones de no equilibrio se tendría que evaluar la relación de la fase líquida móvil en los macroporos y una fase líquida inmóvil en los microporos porque El no-equilibrio físico puede ser producto de un régimen de flujo heterogéneo debido a la presencia de un medio poroso de diversos tamaños.57

5.3.1 Adsorción La adsorción se manifiesta como un retardo del movimiento del contaminante respecto de la velocidad del agua. Este proceso no afecta la cantidad total de plaguicida presente en el suelo pero puede disminuir e incluso eliminar la cantidad disponible para el transporte, está caracterizada clásicamente con isotermas de adsorción, las cuales son representaciones gráficas de valores de concentración de equilibrio del compuesto en solución y en la fase sólida del suelo.

Los algoritmos propuestos por cada investigación se encontrara referenciada a medida que se utilizan

57 (Cameron, Klute 1977).. (Bejat et al. 2000).

Diagrama 12: Centro Reactivo (Activo) superficial para el proceso de adsorción

Fuente: Las autoras Los tres modelos de mayor aplicación para solutos en el suelo son: – Modelo de Langmuir – Modelo de Freundlich – Modelo de Henry

Se empleo la Ecuación de Freundlich ya que se tienen en cuenta las heterogeneidades de la superficie en donde se clasifican los centros activos por su respectivo calor de adsorción (ΔH), en donde las moléculas del plaguicida pasan de una fase líquida o gaseosa a una fase estacionaria; desarrollando la ecuación de Freundlich58, la ecuación queda:

hCeKfM

Ms1

Donde:

Ms/M, es la cantidad de plaguicida adsorbido sobre el suelo, donde se Ms denota

la masa del soluto y M la masa de suelo

Ce, es la concentración del compuesto en la solución inicial del derrame

Kf y 1/h, son parámetros empíricos que representan la capacidad de adsorción y la afinidad del compuesto por el suelo (factor intensidad), respectivamente y representan unos coeficientes de distribución apropiados.

Estos dos parámetros pueden ser calculados desde el gráfico logarítmico de Ms/M vs.Ce. Ya que las isotermas del malathión como Endosulfan pueden ser consideradas lineales, el exponente 1/n es próximo a la unidad esta la adsorción puede describirse como:

58

SAMANTHA L. SAALFIELD,aA comparison of two techniques for studying sediment desorption kinetics

of hydrophobic pollutants ,Department of Chemistry, Johns Hopkins University, Remsen 138, 3400 N. Charles St., Baltimore, MD 21218, USA

cDepartment of Chemistry, Whitman College, 345 Boyer Avenue,

Walla Walla, WA 99362, USA. 2006

Recubrimiento de materia orgánica

Sitio de la superficie del adsorbente en el que la interacción físico/química es favorable

SUPERFICIE SÓLIDA

Centro (re)activo superficial

Ce

M

Ms

Kd Donde

KdCeM

Ms

Debido a que los valores de Kf y Kd y 1/h son desconocidos por que el flujo através de la columna no se realizo simultáneamente con un trazador conservativo de evaluación, utilizamos el método estimativo establecido por (Cheng, H.H.; Koskinen, W.C., 1.986).que han mostrado que la adsorción de los plaguicidas por el suelo está correlacionada con el contenido de éste en materia orgánica más que con el contenido en arcillas. De esta forma, las constantes de adsorción se suelen expresar en función del contenido en materia orgánica del suelo KCO Esto se define como:

f

KdKco Donde

fKcoKdDonde

F , es la fracción decimal de carbono orgánico en el suelo sobre un peso determinado del mismo que varía entre O y 1,y asumimos un valor de 0.7 para suelo franco (karickoff et al 1979 )59

MALATHIÓN ENDOSULFAN ENDOSULFAN

57.107.01.15L

mgKd

fKcoKd

042.07.006.0

L

mgKd

fKcoKd

105.07.015.0L

mgKd

fKcoKd

ppmppmppmM

Ms

KdCeM

Ms

6024905700057.10

ppmppmppmM

Ms

KdCeM

Ms

7.14350042.0

ppmppmppmM

Ms

KdCeM

Ms

75.36350105.0

Lo que quiere decir que la el -Endosulfan b es mas persistente en suelos y posee

menos potencial de lixiviación en relación con - Endosulfan, el malatión no es adsorbido por el suelo de el lote 5 de Corpoica. 5.3.2 Volatilización Las mayores perdidas por volatilización se producen en el periodo inmediatamente posterior a la aplicación del plaguicida a las planta o el suelo. Sin embargo también pueden ser significativas las pérdidas lentas pero continúas en ambientes que presente unos rangos de temperatura superiores a 18ºC.

La volatilización se evaluó a partir de la constante de Henry con la cual se encontró referenciada60realiza una estimación preliminar del grado de volatibilidad del malathion y el Endosulfan en donde;

w

vH

S

PK Donde

KH , es la constante de Henry Pv, es la presión de vapor saturado (mmHg) Sw, es la solubilidad en agua (mg/L)

MALATHIÓN ENDOSULFAN ENDOSULFAN

4.80 X 10-05(Volátil) 3.29 X 10-04(Volátil)

Los datos bibliográficos sugieren que el depósito atmosférico de partículas puede ser un suministro importante de contaminantes orgánicos semi-volátiles para las plantas y que la liberación de vapores del suelo hacia la superficie vegetal significa un importante reingreso de éstos al ambiente61 La cantidad de plaguicida que es susceptible de volatilizarse, es la resultante de sustraer al volumen inicial la porción que puede ser disuelta por el agua del suelo y la que se puede encontrar adsorbida.

El malatión Después de su aplicación se detecta una concentración aproximada de 0,1 g/m3 en el aire sobre las áreas agrícolas tratadas, OMS, 1983). 5.4 RELACIÓN DE LOS PROCESOS DE MOVILIDAD DE PLAGUICIDAS Y LOS ÍNDICES DE LIXIVIACIÓN POTENCIAL DE PLAGUICIDAS HACIA AGUA SUBTERRANEA

En ausencia de información62 del tiempo real de transito de malathion y endosulfan por la ZN en las columnas de suelo; se realizo una valoración cualitativa de la contaminación potencial de estos plaguicidas en aguas subterráneas usando cuatro índices de adsorción y persistencia.

Es de destacar que los índices utilizados para evaluar el potencial de contaminación se emplearon con la finalidad es establecer dos categorías de plaguicidas: lixiviables y no lixiviables.

60 ________, FOOTPRINT herramientas de valoración de pesticida riesgo y gestión en Europa, Online-

http://sitem.herts.ac.uk/aeru/footprint/es/index.htm (citada 15 de agostode2008)

61( Waymann y Rüdel 1995, Rüdel 1997, Jantunen et al. 2000, Schweizer et al. 2000).

62 Debido a que no se utilizo un trazador para evaluar los tiempos de lixiviación – retención.

5.4.1 GUS (Groundwater Ubiquity Score)

Desarrollado por Gustafson (1989). Se basa en la aplicación de una función obtenida a partir de valores de pesticidas detectados en aguas subterráneas y viene definido por la siguiente expresión:

OCKtLogGUS log42

1 Donde,

t1/2, Es el tiempo necesario para que la concentración de pesticida se reduzca hasta la mitad tiempo de vida medio (días).

Koc, Es el coeficiente de adsorción.

De acuerdo con los datos presentados en la tabla x comparación de propiedades fisicoquímicas entre malathion y endosulfan los resultados son: El Malathion con un GUS: 1,788, Según los valores umbral del índice GUS el Potencial contaminante de un acuíferos es medio – bajo y se clasifica como un plaguicida de transición esto quiere decir que si se presentan flujos preferenciales la probabilidad de contaminar un acuífero es alta. EL Endosulfan es un plaguicida no lixiviable de igual forma es mas probable que se presente contaminación de acuíferos por endosulfan α ya que tiene un valor de GUS

mayor que el endosulfan con 0,040 y -0,271 respectivamente, no siguiendo la tendencia entre los isomeros de endosulfato para el estudio realizado por Empordà y Plans de Lleida donde se encuentran siempre una concentración mayor

correspondiente al isómero de los lixiviados estudiados. Es importante destacar que a pesar de estas relaciones tanto endosulfan como malathion se han encontrado en aguas subterráneas con valores por encima de los sugeridos por la EPA. 5.4.2 Potencial de lixiviación Desarrollado por Laskowski et al. (1982). Estima el potencial de lixiviación del pesticida hasta el momento de su degradación. Su utilidad es muy similar a la del GUS y se puede calcular mediante la siguiente expresión:

OCKPv

tS

LP2

1

Donde,

LP: potencial de lixiviación (adimensional). S: solubilidad en agua (mg/l). t1/2: vida media (días). Pv: presión de vapor ( Pa). Koc: coeficiente de adsorción (ml/Kg.).

Los resultados obtenidos se relacionan en la siguiente grafica:

Grafica 11: Relación de índices de lixiviación

RELACION DE INDICES DE LIXIVIACION

-1,000

0,000

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

MALATHION ENDOSULFAN a ENDOSULFAN b

Indice GUS

Lixiviacion

Potencial

Fuente: Las autoras

Se evidencia que el malathion posee mayor potencial de lixiviación en relación con endosulfan con una diferencia del 459.40% de lixiviación, con valores de 4,603174603

para el malathion, 0,001684211 para endosulfan α y 0,017204301 endosulfan .

Grafica 12: Relación de índices de lixiviación

RELACION DE INDICES DE LIXIVIACION

0,001

0,010

0,100

1,000

10,000

MALATHION ENDOSULFAN a ENDOSULFAN b

Indice GUS

Lixiviacion

Potencial

* Esta grafica posee un error de lógica matemática, de igual forma es solo para la apreciación visual

de diferencia entre malathion y endosulfan

5.4.3 Criterio USEPA/CDFA

Según el criterio desarrollado por Wilkerson y Kim (1986) y adoptado por la USEPA y el California Department Of Food And Agriculture CDFA donde se asignaron valores numéricos específicos para determinar la frontera entre lixiviables y no lixiviables (ver anexo).

El malathion y el endosulfan son plaguicidas que se encuentran en rango de transición y su determinación depende totalmente del tipo desuelo y las condiciones metereologicas y climáticas del sitio de aplicación o derrame.

5.4.4 Factor de retardo Indica la relación existente entre un trazador no absorbido y un pesticida para una determinada profundidad, de igual forma como se realizo la modelación de la curva

característica no se requiere el conocimiento del movimiento del trazador e indica el retraso de la velocidad de transporte del plaguicida en comparación con la velocidad del agua.y su capacidad de adsorcion.

fc

K

fc

KfRF Hoca1

, Donde

RF, Es el factor de retardo (adimensional).

Fc , es la humedad del suelo a capacidad de campo (P1=0.34 P2=0.29)

, es la porosidad del suelo (P1 =41 P2=48)

MALATHIÓN ENDOSULFAN ENDOSULFAN

51.443 3.994 3.728

El malatión presenta un movimiento muy acelerado en comparación al agua presente en la zona no saturada de igual forma su adsorción no están alta en relación con

endosulfan, afirmando lo anteriormente dicho el endosulfan presenta mayor

adsorcion que el isomero .

66.. AAlltteerrnnaattiivvaass ddee AAtteennuuaacciióónn

Para la viabilidad de la aplicación de un sistema de atenuación y obtener la mayor certidumbre en torno a los riesgos que se pretenden controlar al abatir las concentraciones de los plaguicidas, se considero la realización de un análisis de riesgo basado en un diagrama de criterios para considerar que un suelo ha sido contaminado por plaguicidas. Diagrama 13: Flujo grama Para La Formulación De alternativas En Función Del

Riesgo

Fuente: Las Autoras

En busca de la factibilidad técnica para alcanzar el objetivo de la restauración ambiental, o sea eliminar, reducir o controlar la presencia de Malathión y Endosulfan en el lote 5 de Corpoica. Se genero un flujo grama para la formulación de

IDENTIFICACIÓN

OBJETIVOS O TAREAS ELEMENTOS

Confirmar indicios: Se confirma la existencia de los plaguicidas Malathión y Endosulfan en los predios de estudio.

INVESTIGACIÓN PRELIMINAR

-Estudio histórico de la zona donde reevidencia mal almacenamiento de Residuos Peligrosos - Visita decampo

Estimar la movilidad del plaguicida

Implementación de la guía metodológica para la evaluación del manejo y disposición final de plaguicidas químicos obsoletos*

X>VIE-B X<VIE-C

No aplica

El riesgo es inaceptable y constituye un grave peligro para la salud humana y el medio ambiente.

INVESTIGACIÓN EXPLORATORIA Y

DETALLADA

Riesgo

No aplica

X>>VIE-C

Si aplica Si aplica

X: VIE-A X<VIE-B

X< VIE-A

Aislar e incinerar (condiciones ambientalmente amigables / Normatividad)*

INICIO

FASES

ERBL

-Los niveles genéricos de referencia

Identificación De Riesgo *

PROPUESTA DE ALTERNATIVAS DE ATENUACIÓN

-Realizar una Matriz de evaluación. -Valoración de alternativas -Elección de alternativas

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE ALTERNATIVA

Propuesta = Cubrimiento 100%

Objetivos

-Estudios y alternativas de recuperación de suelos -Núcleos de evaluación

SI Stop

NO

SI

alternativas en función del riesgo que presenta la evaluación de riesgos de línea base para:

Documentar la magnitud del riesgo en el sitio y las causas primarias de ese riesgo

Ayudar a determinar si es necesario intervenir en el sitio

Establecer las metas preliminares de restauración

Fundamentar la decisión de “no-acción”, cuando sea lo apropiado

Establecer bases de comparación en la evaluación de las distintas alternativas de restauración

6.1 ANÁLISIS DE RIESGO (Ver anexo L) 6.1.1 Investigación Preliminar: ¿Qué Genero El Peligro? En el estudio de caso realizado para la evaluación de alternativas de manejo para la eliminación de plaguicidas obsoletos existentes en Corpoica; estudio de caso Mosquera y Villavicencio6364 se demuestra el mal almacenamiento de Malathión y Endosulfan y posibles derrames de estos en suelos a cielo abierto. DERRAME 6.1.2 Investigación Exploratoria: ¿Existe Un Peligro Real? Se estableció una matriz para cuantificar el riesgo y un algoritmo para establecer la contaminación máxima por plaguicida que debe presentar el suelo del lote 5 de Corpoica: a) Matriz de evaluación para determinación de riesgo de contaminación de suelo según el tipo de plaguicida La cual posee 4 áreas temáticas cada una compuesta por parámetros que poseen un valor porcentual que varia de 4 hasta 12, la asignación de estos valores se estimaron, calificando el total de los datos del 50 % mayor para plaguicidas lixiviables; Otorgándole el mayor porcentaje a la movilidad de plaguicida con un 40 % debido a que es la fuente de estudio para el futuro planteamiento de las alternativas de atenuación. Se formularon ocho parámetros con sus respectivos rangos de ubicación, de los cuales cinco fueron establecidos por clasificaciones aprobadas y manejas dos por la EPA, la WHO o la FAO y tres empíricamente a partir del comportamiento presentado en el estudio; asignándole mayor valor de puntuación a los rangos que presentan mayor riesgo descontaminación de la ZN, ZS y mayor riesgo para la población.

CHÁVEZ A., CHAPARRO I.“Elaboración de una guía metodológica para la evaluación del manejo y

disposición final de plaguicidas químicos obsoletos en las seccionales meta Cundinamarca del instituto

colombiano agropecuario ICA” Universidad de La Salle. 2007

* CÁRDENAS H, “Formulación de alternativas ambientalmente apropiadas para la disposición final de plaguicidas en desuso incautados por el estado”. Universidad de La Salle. 2007 63

64

DUARTE A.”Evaluación de alternativas de manejo para la eliminación de plaguicidas obsoletos existentes en el ICA; estudio de caso Mosquera y Villavicencio universidad de la salle. 2006

Para establecer la presencia de un riesgo significativo nos localizamos en el diagrama: flujo grama para la formulación de alternativas en función del riesgo en donde: - X, es el puntaje obtenido en la matriz de riesgo. Existen tres valores indicativos de evaluación (VIE) en función del factor del riesgo -VIE-A, Valor entre 18 a 25 puntos – Nivel de referencia Por debajo de este nivel el suelo no esta contaminado y el riesgo se puede considerar nulo o despreciable ya que el plaguicida se clasifica como no lixiviable ni persistente. -VIE-B, Valor entre 25 a 41-Nivel limite inferior de aceptabilidad de riesgo Por encima de este nivel, el riesgo puede ser inaceptable y el plaguicida que clasificara moderadamente lixiviable y persistente en el medio. -VIE-C, Valor entre > 41- De máximo riesgo tolerable Valores mas altos a este nivel se constituyen un grave peligro para la salud publica y para los ecosistemas, Es el riesgo que Clasifica el plaguicida altamente lixiviable y persistente en el medio. Tabla 20: Matriz de evaluación para determinación de riesgo según el tipo de plaguicida. (Ver anexo M)

ÁREA TEMÁTICA

PARÁMETROS VALOR (%)

RANGOS DE UBICACIÓN PUNTAJE

Suelo

Humedad De campo

10 c>6.4 2

3< c>6.4 3

c<3 5

% arcillas 12 %>31.5 2

31.5<%>21 4

%<21 6

Climatología

Precipitación 10 P>26 2

26<P>0.1 3

P<0.1 5

Temperatura 8 T<15 2

T17-32 2

T>40 4

Plaguicida

Persistencia en Suelo

15 (0-15 días) 2

(15-500) 4

(>500) 9

Toxicidad DL50 15 dl50 5000-15000 2

dl50 50-500 4

dl50 50-5 9

GUS

15 GUS<1,8 = 2

GUS1,8-2,8= 4

GUS>>2,8 = 9

USEPA

15 NL 2

ML 4

L 9

TOTAL 100% 100 Fuente: Las autoras

La evaluación de estos parámetros se realizo con los datos obtenidos en el análisis de lixiviación potencial.

Tabla 21: Análisis de resultados de la matriz de evaluación para determinación de riesgo para Malathion y Endosulfan

Parámetro Malathion Endosulfan

Humedad De campo 2 2

% arcillas 4 4

Precipitación 3 3

Temperatura 2 2

Persistencia en Suelo 4 9

Toxicidad DL50 4 4

GUS 4 2

USEPA 4 4

27 30

Ponderación 28,5 Fuente: Las autoras

Se determino gracias a la matriz de evaluación que el riesgo de que llegase a ocurrir un derrame de Malathion o Endosulfan esta en el rango de VIE-B, Valor entre 25 a 41-(Nivel limite inferior de aceptabilidad de riesgo Por encima de este nivel, el riesgo puede ser inaceptable y el plaguicida que clasificara moderadamente lixiviable y persistente en el medio.) VIE-B, es el valor estándar que indica que la concentración del los plaguicidas en el suelo estaría por encima de la cual el suelo esta alterado y existe la posibilidad de que estuviese contaminado, es decir, que puede existir un riesgo inaceptable para la salud humana o en medio ambiente, para cuya confirmación se requerirá la realización de un análisis de riesgo. Se deben realizar medidas de monitorización en la zona vulnerable, para esto se encarga realizar una investigación detallada, se debe delimitar la zona y la posible extensión de contaminación; valorar el riesgo teniendo en cuenta los siguientes parámetros: diseño de muestreo, toma de muestras. Si se llegase a comprobar el riesgo al que se esta expuesto se realizara un proyecto de saneamiento bajo criterios puntuales, tales como: Medidas de prevención, control y medidas de recuperación b) Algoritmo de evaluación de la concentración mínima permitida para el suelo del lote 5 de corpoica.

Con el planteamiento de este algoritmo se pretende la obtención de la concentración máxima a la cual deben estar el malathion y Endosulfan en el lote 5 de corpoica, El dato obtenido será la concentración de línea base para el planteamiento de los objetivos de atenuación del impacto en el suelo.

El NGR (nivel genérico de referencia65): Los valores corresponden a las concentraciones en suelo que arrojan niveles de riesgo admisibles para un escenario genérico de exposición a la contaminación. Para la determinación de este valor se siguió la metodología propuesta por la EPA en el documento Supplemental Guidance for Developing soil Screenning levels for Supperfund sites en donde establecimos los siguientes criterios: Escenario: suelo sin restricción de uso- ya que este suelo no se puede calificar ni como residencial o industrial. Ruta de exposición: ingestión de suelo: debido a que es probable por su transporte en el agua y por su almacenamiento en cultivos aledaños. Tipo de contaminante: sistémico -Bajo estas condiciones las características del individuo razonablemente mas expuesto corresponden a un adulto de70 Kg. de peso que esta sometido aun exposición un promedio de 30 años y con una frecuencia de 350 días al año o un niño de 15 Kg. con una exposición de 6 año, y admite la ingestión de cierta cantidad de suelo por vía oral de 250 mg-año/kg-día66. Se determino mediante el siguiente algoritmo (ver anexo I):

oRfD

IREDxEF

añodiasATBWTHQKgmgNGR

410

/365)2.( Donde,

THQ: Coeficiente de peligrosidad (adimensional):1 BW: pesocorporal (kg): 15 AT: timempo medio (años):6 EF: frecuencia de exposicion (día/ año):350 ED: Duración de exposicion (años): 30 RfD0 (mg/kg-día): Malathion= 4.0 x10 -3Endosulfan=6.0x10-3 67 IR: radio de ingestión desuelo (mg/día): 200 Como resultado se obtuvo:

PLAGUICIDA NGR INGESTIÓN-SIN RESTRICCIÓN DE USO

Malathión 6.257x10-1(mg/kg)

Endosulfan 9.38x10-4(mg/Kg)

65

El NGR, Online_ http://www.epa.gov/superfund/health/conmedia/soil/pdfs/ssg_appd-e.pdf, (Citado de

31 de agosto de 2008). 66

Supplemental Guidance for Developing soil Screenning levekls for Supperfund, Online-

http://www.epa.gov/superfund/health/conmedia/soil/index.htm ,(Citadoel 30 de Agosto de 2008).

67

Supplemental Guidance for Developing soil Screenning levekls for Supperfund, anexo:Exhibit C-5 (Continued)Regulatory And Human Health Benchmarks Used To Develop SSLS.

Lo que quieredecir que endosulfan es mas riesgoso para humanos que el malathion. 6.1.3 Tipificación Del Riesgo: ¿Qué Genera El Peligro?

Foto 3. Representación de la Tipificación del Riesgo sobre una foto aérea

Fuente: Las Autoras, con información suministrada por el ICA.

-Fuente: Derrame de plaguicidas. El peligro se centra en el manejo, transporte y almacenamiento de Malathión y Endosulfan a cargo del Instituto Colombiano Agropecuario ICA. -Rutas de migración: Transporte Y Destino En caso de presentarse un accidente el plaguicida puede tomar varias rutas aumentando el grado de peligro, a continuación se van a describir las posibles rutas: El plaguicida puede ser transportado principalmente por lixiviación, lo cual conllevaría a un deposito tanto de agua superficial como de agua subterránea, peligro latente ya que este Instituto no cuenta con una planta de potabilización de agua, lo anterior se podría dar si se presentan los siguientes fenómenos: volatilización del plaguicida por aumento de la temperatura contaminando el recurso aire ya que permite el transporte y aspersión de contaminantes, escorrentía superficial el cual transportaría el plaguicida a una fuente de agua poniendo en riesgo la salud humana en caso de que esta llegase a ser consumida por la población; adsorción por suelo poniendo en riego la micro fauna acuática y terrestre llegando al hombre de forma directa por exposición, o indirecta por ingestión de productos contaminados por los plaguicidas.

Población

aledaña

Canales

de riego PTAR

Sistema de

drenaje

-Punto De Exposición: Receptores Sensitivos

Cualquier contacto potencial entre los pobladores aledaños al Instituto Agropecuario ICA y trabajadores con un medio contaminado es un punto de exposición; la población más cercana se encuentra situada a 68 mts de los límites del lote, encontrando así puntos de exposición dónde la población expuesta se puede clasificar como de interés especial por pertenecer a un grupo sensible.

Foto 4. Población aledaña

Fuente: Las Autoras

Una de las poblaciones mas afectadas es la fauna del sector, las especies mas perturbadas son las aves que tienen este territorio como habitad. Están expuestas ya sea por contacto con el suelo o por exposición al aire.

Foto 5. Población (fauna) con mayor riesgo de afectación.

Fuente: Las autoras

El análisis de receptores sensitivos incluye la observación de áreas, que por las características de uso del suelo, son vulnerables debido a la migración de contaminantes del sitio afectado. El lote cinco no cuenta como tal con redes de alcantarillado pero si tiene un sistema de riego a dos de sus costados como se puede evidenciar en la imagen # y un sistema de drenaje solo a un costado del lote por donde se drena el agua lluvia y los posibles efluentes del suelo.

Foto 6. canal de drenaje. Lote 5 Corpoica

Fuente: Las Autoras

A 15 mts se encuentra una planta de tratamiento de agua residual que no esta en uso aproximadamente hace 1 año, pero entra dentro de la clasificación de receptor ya que por su corta distancia esta vulnerable al alcance de contaminantes por derrame de los plaguicidas.

Actualmente cuenta con un proyecto a corto plazo para poner en actividad un reservorio ya construcción pero aun no en funcionamiento, motivo por el cual se evidencia la importancia de recuperar el suelo y poner en marcha un plan de contingencia que será recomendado al final del proyecto para mitigar impactos negativos en el Medio Ambiente.

Foto 7. tecnología en proyectos

Fuente: Las Autoras

6.2 PROPUESTA DE ALTERNATIVA DE ATENUACIÓN 6.2.1 Requerimientos Normativos Por Componente

a) Suelo: Donde se dictan las respectivas disposiciones sobre la industria, comercio y aplicación de bioinsumos y productos afines, de abonos, fertilizantes, enmiendas, acondicionadores de suelo y productos afines, plaguicidas químicos, reguladores fisiológicos, coadyuvantes de uso agrícola y productos afines. Regulado por la resolución 3079 de 1995, Instituto Agropecuario Colombiano ICA. Para el Malathion 0.1-85 ppm y para el Endosulfan de 0.1 a 2 ppm.

b) Agua: Los Requerimientos Aplicables y Relevantes la Concentración máxima para agua potable que es de ≤ 0.1 mg/L. Límites Máximos de Residuos de plaguicidas. Decreto número 1575 de 2007.

c) Aire: A fin de proteger la calidad del Medio Ambiente se tiene en cuenta los valores máximos permisibles para la emisión de sustancias peligrosas al aire.

d) Salud Humana: Con el objetivo de proteger la salud humana y asegurar que sobre los alimentos se aplique solamente la cantidad mínima de plaguicida para combatir una plaga, la legislación colombiana acoge los Límites Máximos de Residuos (LMR), definidos por el Codex alimentarías de la FAO, los cuales indican la cantidad máxima de residuo de un plaguicida en un determinado producto.

Se debe realizar visita de inspección, vigilancia y control para verificar el cumplimiento de la normatividad (Ley 9 de 1979 y su decreto reglamentario 1843 de 1991; Leyes 53 de 1996 y 430 de 1998, decreto - ley 2811 de 1974 y su decreto reglamentario 1443 de 2004). Requerir el cumplimiento de la normatividad, para lo cual se fija un plazo concertado, tiempo en el cual el representante legal deberá ajustarse a la norma.

6.2.2 Incentivos Tributarios

a) Exenciones de IVA: Ni los productores ni los consumidores de plaguicidas pagan los costos ambientales derivados de su uso, lo que implica que la cantidad de plaguicidas utilizados actualmente seguramente es mayor que lo ideal para la sociedad en su conjunto. Se estará exento en el pago de IVA por inversiones en mejoramiento de medio ambiente y sistemas de control. Los equipos y elementos nacionales o importados que se destinen a la construcción, instalación, montaje y operación de sistemas de control y monitoreo, necesarios para el cumplimiento de las disposiciones, regulaciones y estándares ambientales vigentes, para lo cual deberá acreditarse tal condición ante el Ministerio del Medio Ambiente, según el Estatuto tributario en su artículo 424-5 numeral 4 y 428 literal f, reglamentado por el decreto 2532 de 2001. B) Valor Sobre La Renta: Las personas jurídicas que ejecuten inversiones en control y mejora del medio ambiente, tendrán derecho a derivar anualmente de su renta el valor de dichas inversiones que hayan realizado en el respectivo año gravable, previa acreditación que efectúe la autoridad ambiental respectiva, en la cual deberán tenerse en cuenta los beneficios ambientales directos asociados a dichas inversiones. El valor a deducir por este concepto en ningún caso podrá ser superior al veinte por ciento (20%) de la renta líquida del contribuyente, determinada antes de restar el valor de la inversión.

C) Impuesto Ambiental: El desacoplamiento de impuestos y de excepciones fiscales dañinos para el medio ambiente sustituye apoyos por subsidios. Otorgar incentivos en efectivo en lugar de reducir precios permitiría que las señales económicas de los costos (privados y sociales) dirijan las decisiones de los agricultores sin reducir sus ingresos. Los impuestos a plaguicidas deben establecerse con base en el daño que provocan a la salud o al medio ambiente. Las sustancias más tóxicas deben tener el impuesto más alto y si es posible, el monto del impuesto debe ser igual al daño marginal que causa a la sociedad (al tamaño de la externalidad). El impuesto tendrá mayor éxito entre más fácil sea su recolección y entre más difícil sea su evasión.

6.2.3 Objetivos de atenuación del impacto y protección:

Reducir las concentraciones de Malathion y Ensofulfan en suelos.

Establecer el tratamiento de recuperación de suelos indicado para manejar dos plaguicida uno orgonoclorado y otro organofosforados

Determinar las condiciones más eficientes de las tecnologías seleccionadas, en función del tiempo y magnitud de la remoción o estabilización de los plaguicidas.

6.2.4 Metas de atenuación:

Reducir las concentraciones de Malathion por debajo de en el suelo a 1 mg/l en un tiempo menor a 6 días

Reducir las concentraciones de Malathion y endosulfan en el suelo a 0.1 mg/l en un tiempo no superior a 1 año y medio.

6.2.5 Condiciones generales para el Tratamiento:

Estas condiciones se formulan a partir de los resultados y análisis obtenidos de las fases anteriores, se encuentran organizados en escala de mayor a menor importancia.

1. Permitir e tratamiento multifase y de simbiosis debido a la diferencias de

comportamiento entre los plaguicidas Malathión y Endosulfan.

2. Tratar con premura el Malathión ya que es el plaguicida con mayor potencial de lixiviación seguido Endosulfan.

3. Se presenta un área contaminada para recuperación reducida.

4. El suelo a tratar es un suelo franco, con tendencia franco arcilloso y pH acido.

5. No existe un tiempo limite establecido por CORPO ICA como obligación para tratar el suelo y co ayudar a la atenuación.

6. Disposición a la investigación en recuperación de suelos por parte de CORPO

ICA. 6.3 DETERMINACIÓN DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS EN TECNOLOGÍAS

PARA LA RECUPERACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS (ver anexo N) A fin de identificar las posibles alternativas atenuación del impacto del malathion y endosulfan, se estudian los avances científicos que se realizan en éste medio. Este tipo de investigaciones forman una base científica que sirve de soporte para la toma de decisiones con respecto a la viabilidad de un proyecto de recuperación de suelos. Finalmente al desarrollar dichos proyectos se generan varias tecnologías que se pueden agrupar de la siguiente forma: tecnologías de técnicas de contención, técnicas de confinamiento y técnicas de tratamiento, que además pueden diferenciarse por la el sitio donde se desarrolla el proceso in situ exsitu, difieren en el tipo de requerimientos técnicos, económicos y ambientales. A continuación se formularon tres supuestos de estudio para establecer las alternativas a comparar, para cumplir la primera y segunda condición de tratamiento.

Tabla 22: Análisis de opciones de tratamiento binario OPCIONES DE

TRATAMIENTO BINARIO O DE MULTIFASE

CONFRONTACIÓN DE OPCIONES POSIBILIDADES:

Primer tratamiento + segundo tratamiento = ALTERNATIVA DE ATENUACIÓN

Ya que la diferencia que se presenta entre las opciones es el primer tratamiento de las relaciones, la confrontación se evalúa en función de la capacidad de tratamiento primario para el reducir concentraciones de malatión

A. Trabajar técnicas de contención + técnica de descontaminación

Se descarta la posibilidad debido a:

-Barreras Verticales: Limitan la utilización de otro tratamiento. -Sellado Superficial: El Malatión posee un rango de volatilidad moderadamente alto, no aplicable a esta técnica ya que requiere un rango alto, además genera residuos. -Sellado Profundo: Altera la estructura del suelo. -Barreras Hidráulicas: No se ha demostrado contaminación de la Zona Saturada.

B. Trabajar técnica de confinamiento + técnica de descontaminación.

Se descarta la posibilidad debido a: QUE Estas técnicas presentan limitaciones para tratar plaguicidas exceptuando la inyección de solidificantes y la vitrificación. (FRTR,1999 a

-Vitrificación: El elevado contenido de limo y arcilla que presenta el suelo dificulta la liberación de agua en el proceso de calentamiento, limitando la reutilización del suelo. Afectando los objetivos de protección del suelo. -Inyección de solidificantes: No aplica para plaguicidas, tanto para Malatión como para Endosulfan, ya que la sustancia posee

ingredientes inertes que limitan los agentes estabilizantes inyectados al suelo. -Estabilización físico-química: Las reacciones generadas por la degradación de los plaguicidas no son controladas y poseen gran variedad de ingredientes inertes que pueden interactuar de manera contraria al objetivo de la sustancia aplicada.

C. Trabajar una técnica de contaminación rápida + técnica de descontaminación.

Se descartan los tratamientos que requieren un tiempo prolongado para la recuperación. Determinado así que esta posibilidad es la aplicable para el cumplimiento de la necesidad objeto de estudio. Como opciones para el tratamiento primario se destinan las siguientes tecnologías:

- Bombeo de agua - Lavado de suelos - Tratamiento químico - Incineración - Desorcion térmica - Foto catálisis heterogénea

Fuente: Las Autoras

Se realizó un primer análisis, en donde se establecieron las ventajas y desventajas de aplicación de las tecnologías para el tratamiento primario del suelo y para el tratamiento secundario del suelo. (Ver anexo N) y un segundo análisis donde se establecen las caracteriza principales de cada tecnologia de tratamiento en función del cumplimiento de los objetivos de atenuacion y las condiciones de tratamiento. 6.4 MATRIZ DE EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS La matriz de evaluación aplicada es una asociación de las alternativas para la gestión de suelos contaminados por Malathion y Endosulfan, cumpliendo con la posibilidad establecida como aceptable anteriormente, la primera matriz evalúa la aplicación de una tecnología rápida para interrumpir los niveles potenciales de lixiviación de Malathion y la segunda evalúa la aplicación de una tecnología para reducir las concentraciones de Malathion y Endosulfan y de cumplimiento de las metas establecidas.(Ver Anexo O) De acuerdo a lo anterior se diseña una matriz que incluye varios núcleos evaluativos (criterios), estos núcleos están compuestos de una serie de ítems que ponderados en una doble escala.

Tabla 23: Tecnologías evaluadas LAS TECNOLOGÍA INCLUIDAS EN LA MATRIZ FINAL

Matiz A: Técnica de descontaminación rápida, (Para Malathión)

Matriz B: Técnica de descontaminación, (Para Malathión y Endosulfan)

Lavado de suelos Fito remediación

Desorción térmica Flushing

Fotocatálisis Heterogénea Biodegradación asistida

Barrearas permeables Biopilas Fuente: Las Autoras

Fueron formuladas dos escalas para ponderar los ítems de a matriz A y B, una califica al ítem evaluado con 0 o 10 puntos; La siguiente escala califica al ítem con 0 o 5

puntos; lo anterior se realizó con el objetivo de darle un mayor peso a los ítems que puedan ser mas relevantes para el cumplimiento de los objetivos planteados.

Núcleos de evaluación En la tabla de explicación la matriz de evaluación por núcleos se describen los núcleos de evaluación y sus componentes (ítems). De acuerdo a la información obtenida por cada tecnología se generan los ítems al igual que su agrupación por núcleos. Cada ítem viene acompañado de una descripción que indica la forma en que es evaluado, la escala de ponderación y sus unidades. -Núcleo 1. Núcleo de desempeño: Este núcleo evalúa las características técnicas de la tecnología, sus alcances y posibles debilidades, los ítems adoptados son los siguientes: -Núcleo 2. Recursos necesarios (Costos): Este núcleo estima los recursos económicos necesarios para implementar la alternativa de atenuación y recuperación del suelo -Núcleo 3. Impacto: Este núcleo mide el alcance y el grado de afectación que puede llegar a tener la alternativa durante el proceso de recuperación. -Núcleo 4. Transferencia de tecnología: Evalúa el nivel de accesibilidad o posicionamiento de una tecnología en el mercado y su grado de innovación, asegurando el cumplimiento de los requerimientos básicos para el funcionamiento pertinente de la tecnología. A continuación se explica la matriz y su evaluación. (Ver anexos P- Q)

Diagrama 14: Ponderación De Los Núcleos De Evaluación.

Fuente: Las autoras

6.4.1 Selección Y Propuesta De Alternativas

Se diseñaron las matrices de evaluación (ver Anexo) y se establecieron los parámetros de evaluación por ítem evaluado; de éste modo al fijar un dato en la casilla de valor, la matriz ponderará según el parámetro asignado y luego totalizará la ponderación de todos los núcleos, totalizando cada uno de forma individual; Con el fin de evaluar fortalezas y debilidades por núcleo entre las alternativas. Finalmente, luego de la ponderación total, se elige la alternativa más promisoria para las condiciones asignadas, de acuerdo a la escala fijada Tabla 24. Criterios para la calificación de las tecnologías CRITERIO VALOR RESULTADO DESCRIPCIÓN

≥50% sobre el

puntaje total

95-150

Tecnologías promisorias

Tecnologías que se adaptan a las condiciones del suelo y contaminación, pueden desarrollarse cumpliendo parámetros técnicos, económicos y Ambientales.

15%<

revisiones<50%

95-75

Tecnologías promisoria con revisiones

Tecnologías que pueden llegar a adaptarse a las condiciones del suelo y de contaminación, pero que aún requieren de más avances por parte de Los investigadores para su desarrollo

15%< sobre el puntaje

total

<75

Tecnologías no promisorias

Tecnologías que no se adaptan a las Condiciones del suelo y que por tanto su desarrollo se dificulta en mayor grado

Fuente: Las autoras

36.6 %: Se le otorgó mayor valor ya que los objetivos están en función de la capacidad de reducción en concentración de plaguicida

Desempeño

Valor : 125 Puntos

Núcleos de Evaluación

MATRIZ DE EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS

Ponderado : 100%

Evalúa simultáneamente las Tecnologías A y B

Recursos Necesarios

Impacto Transferencia de la Tecnología

26.6 %: ya que este es el segundo componte crítico en las instituciones y de este depende que se implemente o no una alternativa se le otorgó el segundo nivelen valor.

20 %: el impacto generado por este tipo de procesos no es tan representativo pero tratándose de residuos peligrosos es indispensable cuantificarla la transformación de estos residuos.

16.6 % el cumplimiento de este ítem depende de la recursividad e ingenio del investigador; se enfoca en la evaluación de experiencia de implementación.

A continuación se analizan los resultados obtenidos.

MATRIZ A Grafica 13: Evaluación De Alternativa Por Núcleos A

EVALUACION DE ALTERNATIVAS POR NUCLEO (A)

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

LS DT FH BRP

Alternativa

Pondera

do

Desempeño Recursos RequeridosImpacto Transferencia De La Tecnologia

Con esta evaluación lo que buscamos es determinar cual de las alternativas para la recuperación de suelos contaminados, es la mas factible para el tratamiento primario en donde la prioridad es el Malathión según los núcleos de evaluación planteados. La técnica de recuperación por lavado de suelo es una técnica de buen desempeño según la calificación que se le dio, cuya transferencia es significativa, la generación de residuos es casi nula, su impacto sobre el Medio es bajo, pero posee algunas limitaciones para ser usado en cuanto a los recursos requeridos, no siendo viable para este caso. La técnica de desorcion térmica también posee un buen desempeño ya que cumple con la eficiencia requerida de reducción y eliminación para este tipo de plaguicida, su problema es a cantidad de residuos que quedan luego de su aplicación y así como puede demorar solo unas semanas también se puede prolongar su tiempo debido a la cantidad de suelo a tratar, característica que no es viable para ser aplicada ya que el lote 5 cuenta con un área aproximadamente de 11 hectáreas. Se puede observar que la técnica que mas se ajusta a las características buscadas para la recuperación es la de Fotocatálisis Heterogénea, tanto el desempeño que califica la eficiencia de eliminación del plaguicida, de reducción de la carga contaminante y de la capacidad en tiempo para tratarlos como la transferencia de tecnología alcanzan los valores máximos confiriéndole a la tecnología mayor eficacia e importancia, demostrándose que la tecnología el viable para la remoción de plaguicidas. El costo resulta un elemento clave cuando se considera la viabilidad de un proyecto o nueva tecnología, y es el factor clave para su aplicación. En este sentido su procedimiento indican que cualquier nueva tecnología debe aportar reducciones en los costos de procesos sobre otras tecnologías competitivas, o bien, contribuciones técnicas significativas. Las barreras reactivas permeables presentan un comportamiento diferente frente a las otras técnicas en cuanto a los recursos requeridos esta es la que genera menos residuos luego de su ejecución, pero su construcción, operación y mantenimiento son demasiados extensos, pueden demorar anos y sus costos también sobrepasan limites dándole menor valor frente a las otras.

Grafica 14: Evaluación De Alternativa Por Valor A

EVALUACION DE LA ALTERNATIVA POR VALOR (A)

0,00

25,00

50,00

75,00

100,00

125,00

150,00

LS DT FH BRPAlternativas

Pu

ntu

ació

n

Fuente: Las Autoras La técnica que mayor tendencia tiene para acercarse al valor máximo de 150 puntos como se puede observar es la Fotocatálisis Heterogénea rectificando una vez más que es la más apropiada para la recuperación del suelo por derrames de Malathión.

MATRIZ B

Grafica 15: Evaluación De Alternativa Por Núcleos B

EVALUACION DE ALTERNATIVAS POR NUCLEO (B)

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

FR F BA

B

Alternativa

Po

nd

era

do

Desempeño Recursos RequeridosImpacto Transferencia De La Tecnologia

Fuente: Las Autoras

Con esta evaluación lo que buscamos es determinar cual de las alternativas para la recuperación de suelos elimina los residuos de malatión dejados en el tratamiento 1 y disminuye o elimina los residuos de Endosulfan, es la más factible según los núcleos de evaluación planteados.

La técnica de recuperación por Fito remediación es una técnica de buen desempeño, de buena transferencia de la tecnología, la generación de residuos es casi nula, su impacto sobre el Medio es bajo, pero hay otras técnicas que superan las expectativas por esta razón no se dice que no es viable pero tampoco es factible para la recuperación del suelo. La técnica de Flushing posee menor ponderación, se debe principalmente a que esta técnica funciona únicamente en suelos muy permeables y solo es eficaz si el suelo que esta por debajo de la superficie contaminada es menos permeable, característica que no tiene el suelo del lote 5 de Corpoica según sus estudios. Luego de utilizar esta técnica necesitara de un post- tratamiento lo que la hace no viable ni factible. Se puede observar que la técnica que mas se ajusta a las características buscadas para la recuperación por derrame de Endosulfan es la de Biorremediacion Asistida, tanto el desempeño que califica la eficiencia de eliminación del plaguicida, de reducción de la carga contaminante y de la capacidad en tiempo para tratarlos como la transferencia de tecnología alcanzan los valores máximos confiriéndole a la tecnología mayor eficacia e importancia, demostrándose que la tecnología el viable para la remoción de plaguicidas. Su tiempo de ejecución es mínimo y su costo también. La técnica de recuperación por Biopilas es una técnica de menor desempeño lo cual la descalifica ya que es necesaria la eficiencia de eliminación y reducción del plaguicida. Aunque no se puede decir que no posee una buena transferencia de la tecnología, y que la generación de residuos es casi nula, su impacto sobre el Medio es bajo, pero hay otras étnicas que superan las expectativas por esta razón no se dice que no es viable pero tampoco es factible para la recuperación del suelo. Grafica 16: Evaluación De Alternativa Por Valor B

EVALUACION DE LA ALTERNATIVA POR VALOR (B)

0

25

50

75

100

125

150

FR F BA BAlternativas

Pu

ntu

ació

n

La técnica que mayor tendencia tiene para acercarse al valor máximo de 150 puntos como se puede observar es la Biorremediacion Asistida rectificando una vez más que es la más apropiada para la recuperación del suelo por derrames de Endosulfan.

Fuente: Las Autoras La evaluación de las Grafica 17: Evaluación De Alternativa Por

Ponderación B

EVALUACION DE LA ALTERNATIVA POR

PONDERACION (B)

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

FR F BA BAlternativas

Pu

ntu

ació

n

alternativas obtenidas al calificar su ponderación buscan que la técnica cumpla con los objetivos de recuperación del suelo contaminados por derrames de Endosulfan; la Fito remediación cumple dichos objetivos con un 0.66% y Biorremediacion Asistida con un 0.64 %.

Fuente: Las Autoras

6.5 VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LA APLICACIÓN DE LA ALTERNATIVA

6.5.1 Foto catálisis Heterogénea: Forma parte de los llamados Procesos de Oxidación Avanzados (POA) o Tecnologías de Oxidación Avanzadas (TAO). La Fotocatálisis heterogénea permite la degradación, e incluso la mineralización, de gran variedad de compuestos orgánicos según la reacción global siguiente:

Este proceso se basa en la excitación de un sólido foto catalizador (normalmente semiconductor de banda ancha) sumergido en una solución, mediante la absorción de energía radiante (visible o UV), lo que origina unas reacciones simultáneas de oxidación y reducción en diferentes zonas de la región interfacial existente entre las dos fases 68 Ventajas El malatión no es un plaguicida muy foto estable, es decir, se puede degradar en presencia de la luz solar en un tiempo no muy largo. Se han desarrollado estudios a nivel nacional sobre La fotocatálisis con TiO2 en donde se demostró porcentajes de degradación mayores del 60%del malatión en menos de 4 horas.

La concentración de TiO2 influye en la velocidad de degradación del malatión, pero hasta ciertas cantidades de H2O2. Es decir que la relación TiO2/H2O2 es importante en la velocidad de degradación del malatión, y en general de cualquier contaminante.

68

ALFANO O., et al. 2004, Eliminación de contaminante por Fotocatálisis Heterogénea “Usos de óxidos

semiconductores y materiales relacionados para aplicaciones ambientales y ópticas”, Red. CYTED VIII-G, cooperación Iberoamericana, Brasil.

Contaminante orgánico + O2 CO2 + H20 + Ácidos Minerales

Semiconductor

hv

La fotocatálisis con TiO2 con luz solar es una buena técnica para destruir el malatión en un tiempo muy corto. La principal ventaja es que el malatión no es muy foto estable y presenta altos índices de foto degradación. Desventajas Los parámetros derivados del diseño y del tipo de reactor, tales como la geometría, la óptica, distribución de la luz, tipo de lujo, etc. influyen sobre el resultado final de la reacción. Y limitan su desempeño. Es necesaria la presencia siempre de un agente oxidante para que se de la reacción foto catalítica, ya que es este el encargado de retirar los electrones foto generados en el catalizador. 6.5.2 Biodegradación asistida

Una de las más fuertes limitaciones de la rehabilitación de suelos y sedimentos contaminados por plaguicidas es la baja disponibilidad de los compuestos diana para las poblaciones microbianas degradadoras. Los plaguicidas presentes en suelos pueden estar secuestrados de la acción microbiana debido a su adsorción a los coloides del suelo o a su presencia en fases orgánicas líquidas. Esto puede hacer que se enlentezca y dificulte la completa biorrecuperación de suelos y sedimentos contaminados por plaguicidas La degradación necesita de ciertas vías físico-químicas, en particular hidrólisis y fotólisis. Entre los microorganismos que degradan plaguicidas organofosforados se mencionan los géneros Pseudomonas, Streptomyces y Thiobacillus, y algunos hongos del género Trichoderma. Para determinar las condiciones ambientales óptimas para lograr la biodegradación de alfa y beta-endosulfán en el suelo se necesita de la inoculación con una cepa bacteriana degradadora de endosulfan (degradantes de Pseudomonas aeruginosa). Las condiciones optimizadas proporcionan una eficaz estrategia de biorremediación. Los parámetros que fueron objeto de investigación incluyen la textura del suelo, el suelo purines: ratios de agua, tamaño del inóculo inicial, pH, temperatura de incubación, una cuba de aireación, y el uso de fuentes exógenas de compuestos orgánicos y aminoácidos. Ventajas Para la Biorremediación de endosulfán se puede suponer que estas cepas bacterianas pueden ser empleados para la biorremediación de suelos contaminados por ciertos plaguicidas y entornos de agua.

La degradación microbiana ofrece un enfoque eficaz para eliminar esas sustancias tóxicas del medio ambiente. Desventajas La degradación del endosulfán necesita obligatoriamente de condiciones anaeróbicas y la concentración de proteínas totales en el reactor puede fallar progresivamente en la profundidad del suelo. Son necesarias condiciones extremas de aireación en la degradación. Se recomienda la remediación de este de suelo por biorremediación asistida debido a que la aplicación técnica de la fotocatálisis heterogénea es muy dispendiosa por el tipo de medio contaminado (suelo)por los requerimientos para el desarrollo metodológico de esta técnica.

CCoonncclluussiioonneess Para el planteamiento de una alternativa de atenuación de un suelo contaminado a partir de estudios comparativos de movilidad de un plaguicida organofosforado y un plaguicida organoclorado, es indispensable la formulación de dos o mas tratamientos, ya que su comportamiento no es homogéneo; en donde para el primer tratamiento se debe tratar el plaguicida con mayor potencial de lixiviación, y en el segundo tratamiento se busque reducir las concentraciones de los dos plaguicidas. Cabe resaltar que los tratamientos deben permitir su simbiosis. Las condiciones de temperatura, brillo solar y precipitación modifican las condiciones hidrodinámicas del suelo y por ende el transporte y desplazamiento del plaguicida. Se presentaron variaciones significativas en la relación de materia orgánica del suelo, en rangos de 3.2 de las concentraciones iniciales al promedio del P1 y aumentando un grado para P2. Lo que significa que el Malathión es una fuente primaria de carbono para las bacterias.

Las funciones de edo transferencia surgen como una alternativa interesante para la caracterización hidrodinámica de suelos, particularmente para el empleo de modelos de simulación y transporte de contaminantes a través de un flujo de agua. A la vez, se plantea la necesidad de seguir evaluando su valides a nivel local, ya que la universalidad que habitualmente confiere el modelo de Campbell debe ser tomada con mucha precaución ya que se puede estimar valores de forma bastante alejada de la real.

De la caracterización previa del suelo se podía esperar diferencias en la retención de los plaguicidas, ya que el análisis textural revela diferencias en el tamaño de partículas, con predominio de limos y arcillas, lo que se confirma posteriormente en los datos de adsorción, donde se evidencia que el Malathión no es retenido en el suelo y este presenta textura franca mientras que el Endosulfan si es adsorbido y presenta textura franca arcillosa con un porcentaje superior de limos y arcillas. El sodio es el catión de cambio con mayor afectación después de los derrames, ya que varia de 2.2. meq/100gr a valores entre de 0.75 meq/100gr y 0.94 meq/100gr. El pH para este suelo es acido, lo cual favorece la persistencia del plaguicida Endosulfan. El método mas apropiado para el análisis comparativo de datos de lixiviación de plaguicidas obsoletos Malathión y Endosulfan, es la estadística descriptiva, iniciando por el estudio del proceso detallado de coeficientes de correlación de Pearson y estadístico de prueba ANOVA. Debido a que las distribuciones presentadas fueron normales, para las relaciones de Concentración vs. Altura. Se presentaron errores representativos estadísticamente en la metodología de muestreo, ya que este no refleja la variabilidad y homogeneidad de la población.

Las características físico químicas de cada plaguicida condicionan la movilidad de estos a través de la zona no saturada, en donde se evidencio significancia entre los valores de koc ya que poseen una correlación inversa con la lixiviación y una correlación positiva con los valores en solubilidad en el agua. La solubilidad del Malathión es muy alta en relación a la del Endosulfan, otorgándole mayor potencial para contaminación de agua subterráneas. También el Malathión puede volatilizarse fácilmente, lo que favorece la disminución en las concentraciones de lixiviado. El isómero β del Endosulfan es mas persistente en suelo que el isómero Endosulfan α, con respecto a sus valores de vida media de 800 y 60 respectivamente. El Malathión posee mayor potencial de lixiviación en relación con el Endosulfan, teniendo una diferencia del 459.40% de lixiviación, con valores de 4.6 para el Malathión, 0.0016 para Endosulfan α y 0.017 para Endosulfan β. El Malathión presenta una fuerte tendencia lineal inversa en la relación de concentración con altura, mientras que para Endosulfan se evidencia un valor atípico de correlación lineal positiva muy débil para el E1. No se encontraron correlaciones significativas entre el volumen del lixiviado y vs. altura y concentración para el Malathión, se atribuye este resultado a las grandes diferencias entre los niveles de las masas aplicadas sin ningún tipo de estudio preliminar sobre la columna de suelo. Se presenta una fuerte relación lineal inversa entre concentración vs. volumen de lixiviado para el Endosulfan en el segundo evento, lo que demuestra que representa hidrólisis de este plaguicida haciendo mucho mas evidente el fenómeno de dilución. A medida que aumenta el volumen de lixiviado existe una posibilidad de aumentar levemente la concentración del plaguicida Malathión, muy por el contrario del Endosulfan en donde se demuestra la presencia del fenómeno de dilución en donde a mayor volumen de lixiviado menor concentración. Mediante el estadístico de prueba ANOVA es rechazada a nivel de significancia de 0.05 la relación inversa entre concentración y altura para el segundo evento y aprobada a un nivel de significancia de 0.1, esta hipótesis para el E1 y es aprobada para el Endosulfan β en los dos eventos, con un nivel de significancia de 0.05. Se ha demostrado que las concentraciones totales de plaguicidas en los suelos no son suficientes a la hora de valorar la peligrosidad de esos contaminantes. En la legislación ambiental Local y nacional no se cuenta con una norma para aguas superficiales y subterráneas contaminadas por plaguicidas.

La predicción del destino de los plaguicidas en el ambiente permitiría evitar o minimizar sus posibles impactos adversos. Para ello es necesario comprender los procesos que se desencadenan tras la aplicación del compuesto y poder pronosticar su comportamiento. El desarrollo de modelos de simulación es una herramienta útil para alcanzar este objetivo

Se formula como alternativa de tratamiento de suelos contaminados con plaguicidas obsoletos la tecnología de biorremediacion asistida, luego de obtener una ponderación de 63/150, como resultado de la aplicación de una matriz de evaluación que contempla tanto parámetros técnicos, ambientales como económicos; presentándose en general, como una tecnología con un buen desempeño ambiental y técnico satisfaciendo las necesidades locales para la eliminación de Malathión como plaguicida organofosforado, pero que aun así, cuenta con deficiencias en algunos ítems, como el de recursos requeridos. La biorremediacion Asistida es la alternativa que posee mayor capacidad de atenuación para el impacto generado por Malathión y Endosulfan. Y posee la oportunidad de transferir sus innovaciones.

RReeccoommeennddaacciioonneess Validar procedimiento de TC LP, (Toxicidad Característica de Lixiviación) para plaguicidas a nivel local, ya que es indispensable para el análisis de riesgo de plaguicidas obsoletos, para determinar la movilidad de los analitos orgánicos e inorgánicos; y establecer si el residuo de plaguicida reúne las condiciones para lixiviarse y generar un impacto en aguas subterráneas.

Establecer una guía metodológica para proyectos macro de investigación en la universidad, fundamentada estadísticamente, esto con el fin de poder validar la información obtenida de investigaciones. Proponer a las autoridades ambientales el desarrollo de normatividad con respecto al establecimiento de límites de limpieza para sitios con afectación de suelos y aguas subterráneas en función del riesgo de estos sobre las personas

Proponerla la realización de una Bases de datos a Niveles Regional y Nacional sobre estudios de plaguicidas para estandarizar los desarrollos metodológicos en estudios de suelos, poder establecer a priori correlaciones de comportamiento de plaguicidas en diferentes suelos y establecer una guía nacional para el estudio de suelos contaminados y planteamiento de alternativas de remediación. Crear en la universidad un comité técnico que lleve a cabo tareas específicas sobre disposición final de plaguicidas, este comité servirá de base técnica para llegar a desarrollar las tecnologías propuestas.

Hacer un seguimiento y control de la Gestión Integral de los Residuos peligrosos a nivel local, puesto que la gestión debe ser continua y fortalecida cada vez mas. si no existe PGIR respel seguir la guía propuesta por CHÁVEZ, A. “Elaboración de una guía metodológica para la evaluación del manejo y disposición final de plaguicidas químicos obsoletos en las seccionales meta Cundinamarca del instituto colombiano agropecuario ICA” Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería Ambiental y sanitaria, 2007. Considerar todas las alternativas técnicas y legales aplicables caso a caso, previo a determinar que las sustancias o materiales peligrosos deben ser tratados o conducidos a disposición final.

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