ARTÍCULO CIENTÍFICO
Cálculo de la carga fluvial de
plaguicidas en el río Pisque (Ecuador) entre junio de 2018 y mayo de 2019
Fluvial loads of pesticides in the Pisque river (Ecuador) between June 2018 and May 2019
Renato Sánchez Proaño rsanchezp@ups.edu.ec
Universidad Politécnica Salesiana del Ecuador sede Quito.
Grupo de Investigación en Ecología y Gestión de los Recursos Naturales
(GIERENA). Av. Morán Valverde y Rumichaca s/n, Quito, Ecuador.
http://orcid.org/0000-0002-5015-7570
Carlos Cerón Pánchig
Carrera de Ingeniería Ambiental, Universidad Politécnica
Salesiana. Código Postal 170517, Quito, Ecuador.
http://orcid.org/0000-0003-3968-3681
Karla Landeta Jibaja
Carrera de Ingeniería Ambiental, Universidad Politécnica
Salesiana. Código Postal 170517, Quito, Ecuador.
http://orcid.org/0000-0002-5996-7481
Cálculo de la carga fluvial de plaguicidas en el río Pisque
(Ecuador) entre junio de 2018 y mayo de 20197
La Granja. Revista de Ciencias de la Vida, vol. 38, núm. 2,
pp. 96-105, 2023
Universidad
Politécnica Salesiana
2023.Universidad
Politécnica Salesiana
Esta obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional.
Recibido: 06-09-2021
Aceptado: 28-04-2022
Publicado: 01-09-2023
DOI: http://doi.org/10.17163/lgr.n38.2023.07
Resumen
La cuenca del río
Pisque en el Ecuador tiene alta presencia de industria florícola, desarrollándose
aquí un estudio cuyo objetivo es la estimación de la magnitud de las pérdidas
de plaguicidas que ingresan al agua fluvial por fuentes como escorrentía
superficial, contacto con el suelo, permeado de una escorrentía previa o por
infiltración, y que pueden ser medidas en el cauce final del río Pisque antes
de su desembocadura. Para conocer los pesticidas utilizados se han realizado
encuestas a los productores florícolas. Las mediciones se realizaron en los
ríos Granobles y Guachalá,
afluentes del río Pisque, y en dos puntos separados en el mismo río Pisque, uno
inmediatamente después de la conjunción entre los dos afluentes y un punto
antes de su desembocadura al siguiente río. Los aforos de caudal fueron
mensuales desde junio 2018 hasta mayo 2019; cómo método de muestreo se usaron
dispositivos pasivos SPMD y POCIS durante los tres meses secos, de junio
a agosto de 2018. Para obtener las tasas de retención de los dispositivos
pasivos se realizó una calibración con los plaguicidas en laboratorio mediante
un canal hidrodinámico. De las encuestas se identificaron 24 ingredientes
activos principales, en su mayoría compuestos con toxicidades Tipo III y Tipo
IV. Según los resultados del modelo, la carga fluvial de pesticidas en aguas
superficiales fue de 2982,24 Kg entre los meses de junio de 2018 a mayo de
2019, existiendo degradación ambiental de varios compuestos a lo largo del
tramo del río.
Palabras clave: Floricultura, muestreadores pasivos
SPMD y POCIS, degradación ambiental de pesticidas.
Abstract
The Pisque river basin in Ecuador has a high
presence of the floricultural industry, hence the aim of the research is to
estimate the losses of pesticides that enter the river water through sources
such as surface runoff, contact with the ground, permeate of a previous runoff
or by infiltration, and that can be measured in the final channel of the Pisque river before its mouth. In order to know the
pesticides used, surveys have been carried out with flower producers. The
measurements were made in the Granobles and Guachalá rivers, the two tributaries of the Pisque river; and at two separate points on the same river Pisque, one immediately after the conjunction between the
two tributaries and a point before their mouth to the next river. The flow
gauges were monthly from June 2018 to May 2019. As a sampling method, SPMD and
POCIS passive devices were used during the three dry months, from June to
August 2018. To obtain the retention rates of the passive devices, a
calibration with the pesticides was carried out in the laboratory through a
hydrodynamic channel. Twenty-four main active ingredients were identified from
the surveys, mostly compounds with Type III and Type IV toxicities. According
to the results of the model, the fluvial load of pesticides in surface waters
was 2,982.24 Kg between the months of June 2018 to May 2019, with environmental
degradation of various compounds along the stretch of the river.
Keywords: Floriculture, passive SPMD and POCIS samplers,
environmental degradation of pesticides.
Forma sugerida de citar: Sánchez Proaño, R.,
Cerón Pánchig, C. y Landeta
Jibaja, K. (2023). Cálculo de la carga fluvial de
plaguicidas en el río Pisque (Ecuador) entre junio de 2018 y mayo de 2019. La
Granja: Revista de Ciencias de la Vida. Vol. 38(2):96-105. http://doi.org/10.17163/lgr.n38.2023.07.
1 Introducción
Los plaguicidas se
aplican casi universalmente en terrenos de cultivos agrícolas, parcelas y en la
industria florícola, centrándose el presente estudio en esta actividad
económica, ya que es una de las principales actividades económicas dentro de la
cuenca del río Pisque.
La cuenca del río
Pisque es un valle en el cual se encuentran dos ciudades principales, Cayambe y
Tabacundo, las cuales sumaron una población de 152 153 habitantes para el año
2018 (GAD Municipal de Pedro Moncayo, 2018; GADIP Cayambe, 2020), además de
contar con 3 201,73 hectáreas de flores cultivadas en invernadero para el año
2017 (Cachipuendo, 2018). Se encuentra ubicada en la
provincia de Pichincha y sus aguas desembocan en el río Guayllabamba, que
posteriormente desemboca en el río Esmeraldas y en el océano Pacífico. Los
invernaderos dedicados a la producción florícola acentuados entre las ciudades
de Cayambe y Tabacundo se pueden apreciar en la ortofoto de la Figura 1.
En la cuenca, los
cultivos florícolas para los años ochenta ocupaban 25 hectáreas (Bravo y
Flores, 2006), e incrementaron a mediados de los años 90 debido a factores económicos
como la eliminación de los aranceles para la exportación a Estados Unidos
(Corrales, 2016) y a factores ambientales, como la gran iluminación solar que
ocurre a los 2800 y 2900 msnm, las temperaturas estables durante todo el año
(Bravo y Flores, 2006), y la cercanía a los puertos aéreos; este incremento de
la producción florícola conllevó consecuentemente al incremento del uso de
plaguicidas.
Figura
1. Área ocupada por florícolas entre las ciudades de Cayambe y
Tabacundo en el año 2018.
Se estima que menos
del 0,1% de los pesticidas aplicados a los cultivos alcanzan su objetivo,
mientras que el resto terminan contaminando el aire, el suelo y el agua (Arias
y col., 2008). Mucha de esta liberación de pesticidas se transporta al agua,
afectando su calidad y salud humana. Entre las afectaciones al agua se tiene el
incremento de la toxicidad, del carbón orgánico no biodegradable, de la
conductividad eléctrica, y de la materia sólida (Calamari
y Barg, 1993); mientras que las principales
afectaciones a la salud humana son daños al sistema nervioso, alteraciones
hormonales, cáncer, daños al sistema inmunológico, daños reproductivos, entre
otros (Badr, 2020). Por esta razón es necesario el
monitoreo de pesticidas, lo cual generalmente se realiza mediante muestreos
activos y únicamente de Compuestos Orgánicos Persistentes (COP) (Alvarez y col., 2014; Miège y
col., 2012). Por lo cual, se propone para el presente trabajo un muestreo de
los químicos más usados en la industria florícola para evaluar su permanencia,
y registrar descargas continuas mediante técnicas de muestreo pasivo, evitando
descargas puntuales (Alvarez y col., 2007).
Para el muestreo de
los plaguicidas se usó una técnica útil en la evaluación de los compuestos
orgánicos en cuerpos de agua naturales, como son los métodos de muestreo pasivo
(Narváez, López y Molina, 2013). Estos pueden permanecer en el agua por
periodos acumulados de tiempo de forma pasiva adsorbiendo los contaminantes por
procesos de difusión y partición (Vrana y col.,
2005). El uso de un muestreador pasivo para monitorear contaminantes en el
medio acuático es más simple y práctico que la medición de plaguicidas
bioacumulados en organismos vivos (Alvarez y col.,
2004; Vrana y col., 2005; Fedorova
y col., 2014; Kot, Zabiegała
y Namie´snik, 2000). Sin embargo, su uso en el campo
ambiental requiere de una calibración de laboratorio previa para determinar el
valor de la tasa de muestreo del compuesto específico (Morin y col., 2012),
obteniéndose como resultado final el arrastre o carga fluvial que tiene cada
químico en un flujo de agua superficial.
2 Materiales
y Métodos
En esta sección se
explicarán los protocolos que se usaron para la medición del caudal, el
muestreo pasivo de aguas, los análisis de laboratorio y la calibración de los
dispositivos de muestreo. Para esto, primero se definieron los plaguicidas que
se evaluarán mediante una encuesta a 20 productores florícolas.
Para los aforos se
buscó en cada río una pequeña sección donde el agua fluya continua y unidireccionalmente,
sin la interrupción de rocas u obstáculos para realizar la medición del área
transversal del cuerpo de agua mediante una batimetría (Swanson, Brownawell y O’Connell, 2009), y
para la medición de la velocidad se usó un micromolinete
marca Simtech, modelo FP111. Este procedimiento se
realizó un día al mes, cada mes durante un año, iniciándose en junio de 2018.
Hubo tres puntos de aforo, uno en el río Granobles,
otro en el río Pisque (punto 1) después de la unión con el río Guachalá y un último en el río Pisque (punto 2) antes de
aportar su caudal al río Guayllabamba. Para el cálculo del caudal del río Guachalá se procedió a restar el caudal del río Granobles del caudal del río Pisque (punto 1), ya que como
se observa en la Figura 2, no se encuentran aportes importantes dentro del
tramo estudiado.
Para la medición de
plaguicidas polares se usaron dispositivos SPMD (Semipermeable Membrane Devices/Dispositivos de
membrana semipermeable) y para no polares POCIS (Polar Organic
Chemical Integrative Sampler/Muestreador integrador
de compuestos orgánicos polares). La diferencia de potenciales químicos del
analito entre los medios líquido y sólido de los muestreadores hacen que estos
dos lleguen al equilibrio en el tiempo en el que se realiza el análisis, obteniendo
como resultado en el muestreador pasivo la concentración media de analito que
se encontraba en el cuerpo de agua (Górecki y Namie´snik, 2002). Para el cálculo de la masa del analito
acumulado respecto a la concentración en el agua se usó la Ecuación 1 propuesta
por Vrana y col. (2005).
Donde Ms(t)
es la masa del analito acumulada en el muestreador luego del tiempo de
exposición. Rs es la
constante de proporcionalidad, Cw
es la concentración de analito en el ambiente acuoso, y t corresponde al
tiempo de exposición. Los dispositivos usados son los distribuidos por la
empresa “ESTLab” ubicada en St. Joseph, Missouri,
Estados Unidos. Los dispositivos POCIS son del modelo “Oasis HLB rectangular” y
los dispositivos SPMD son del modelo “99% purity 15cm
with loops”. Ambas
membranas fueron sujetadas por una estructura de metal y colocadas dentro de
una carcasa plástica de tubo PVC (Figura 3).