CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE LOS …

1 CARACTER STICAS F SICO-QU MICAS DE LOS PLAGUICIDAS Y SU transporte EN EL AMBIENTE INTRODUCCI N Para entender como se comporta un plaguicida en el ambiente se necesita conocer cierta informaci n sobre las propiedades f sico-qu micas de la mol cula y su mecanismo de transporte , as como las caracter sticas medio ambientales y la geograf a del lugar en el que se le encuentra. Con la gran complejidad y cantidad de datos requeridos, los cient ficos no siempre pueden predecir exactamente lo que ocurrir con una part cula de plaguicida cuando sta ha entrado en el ambiente. A este problema, se suma el hecho de que los datos de las investigaciones son obtenidos bajo condiciones controladas de laboratorio y con cantidades conocidas de plaguicida, lo cual no ocurre en la naturaleza.

2 A pesar de lo complejo del problema, los cient ficos han logrado determinar ciertas caracter sticas f sico-qu micas cuantificables para los plaguicidas, como es la solubilidad, presi n de vapor, Constante de la Ley de Henry, el Coeficiente de Carbono org nico (Koc) y el Coeficiente de Partici n Octanol-Agua (Kow). Con esta informaci n pueden predecir el lugar donde pudiera encontrarse un plaguicida en altas concentraciones. Por otra parte, la mol cula de plaguicida no permanece intacta por tiempo indefinido en el medio ambiente, ya que con el tiempo sufre una degradaci n influenciada por microorganismos, actividad qu mica, pH, clima, y contenido de materia org nica del suelo, entre otros.

3 CARACTER STICAS MEDIO AMBIENTALES Son los lugares en que puede estar presente el plaguicida como: materiales o sustancias de desecho, agua subterr nea o superficial, aire, suelo, subsuelo, sedimento y biota (1). MECANISMOS DE transporte AMBIENTAL DE LOS PLAGUICIDAS Es la forma en que se mueven los plaguicidas en el medio ambiente, desde la fuente emisora del plaguicida hasta los puntos donde existe exposici n para el ser humano o biota (1). 1El transporte ambiental involucra los movimientos de gases, l quidos y part culas s lidas dentro de un medio determinado y a trav s de las interfaces entre el aire, el agua, sedimento, suelo, plantas y animales. Ilustraci n 1. Posibles mecanismos de transporte y transformaci n de plaguicidas en el ambiente.

4 Difusi n Es el movimiento de mol culas debido a un gradiente de concentraci n. Este movimiento es al azar pero trae como consecuencia el flujo de materiales desde las zonas m s concentradas a las menos concentradas. Para medir la difusi n de un compuesto en el suelo hay que considerar la interacci n conjunta de par metros tales como la porosidad, los procesos de adsorci n, la naturaleza del compuesto, etc. (5) Lixiviaci n. Es el par metro m s importante de evaluaci n del movimiento de una sustancia en el suelo. Est ligado a la din mica del agua, a la estructura del suelo y a factores propios del plaguicida. Los compuestos aplicados al suelo tienden a desplazarse con el agua y lixiviar a trav s del perfil, alcanzando las capas m s profundas y el acu fero, que en consecuencia resulta contaminado.

5 2 Evaporaci n. La tasa de p rdida de un plaguicida por volatilizaci n depende de su presi n de vapor, de la temperatura, de su volatilidad intr nseca y de la velocidad de difusi n hacia la superficie de evaporaci n (5). Ilustraci n 2. Tipos de procesos f sico-qu micos en el ambiente. INFLUENCIA DE LAS CARACTER STICAS DEL SITIO EN EL transporte DE PLAGUICIDAS Las caracter sticas f sicas y las condiciones clim ticas del sitio de estudio contribuyen al transporte de los contaminantes. Por consiguiente, es necesaria la informaci n acerca de la topograf a, tipos de suelo y ubicaci n, tipo de cubierta del suelo, precipitaci n anual, condiciones de temperatura, entre otros, para poder estimar hacia donde pudiera desplazarse el plaguicida aplicado (5).

6 FACTORES F SICO-QU MICOS QUE INFLUYEN EN EL DESTINO DE LOS CONTAMINANTES Y EN EL transporte AMBIENTAL Volatilizaci n La volatilidad representa la tendencia del plaguicida a pasar a la fase gaseosa. Todas las sustancias org nicas son vol tiles en alg n grado dependiendo de su presi n de vapor, del estado f sico en que se encuentren y de la temperatura ambiente. La volatilidad se mide a partir de la constante de Henry que depende de la presi n de vapor en estado l quido y de la solubilidad en agua (5). Presi n de Vapor Es una medida de volatilidad de una sustancia qu mica (plaguicida) en estado puro y es un determinante importante de la velocidad de volatilizaci n al aire desde suelos o cuerpos de agua superficiales contaminados.

7 La presi n de vapor var a; se incrementa la presi n cuando se incrementa la temperatura y disminuye cuando disminuye la temperatura. La presi n de vapor se expresa usando una variedad de unidades, incluyendo los pascales (Pa), mil metros de mercurio (mm Hg equivalente a Torr), libras por pulgada cuadrada (lb/pulg 2) y atm sferas (atm). 1 Pa = 1 kg/m s2 1 Pa = x 10-3 mm Hg (Torr) 1 kPa (kilopascal)= 1000 Pa= mm Hg (Torr) 1 mPa (milipascal) = Pa = x 10-6 mm Hg (Torr) 1 atm = kPa (kilopascal) 1 atm = lb/pulg 2 La unidad del sistema internacional de presi n de vapor es en pascales (Newton /m2) o en milipascales (10 3 Pa) Un plaguicida con presi n de vapor mayor a mm Hg puede f cilmente volatilizarse y tiende a alejarse del lugar donde se aplic (6).

8 Los plaguicidas con presi n de vapor menor a x 10-8 ( E-08) tienen bajo potencial para volatilizarse (cuadro 1). Los plaguicidas con una presi n de vapor mayor a x 10-3 ( E-03) tienen alto potencial para volatilizarse (8). 4 Cuadro Presi n de vapor de un plaguicida PRESI N DE VAPOR DEL PLAGUICIDA AFINIDAD DEL PLAGUICIDA Al SUELO O AGUA PLAGUICIDA < x 10-8 Alta BAJO POTENCIAL PARA VOLATILIZARSE Se puede solubilizar en agua o ser retenido en suelo > x 10-3 Baja ALTO POTENCIAL PARA VOLATILIZARSE Constante de la Ley de Henry (H) Describe la tendencia de un plaguicida a volatilizarse del agua o suelo h medo. El valor se calcula usando la presi n de vapor, solubilidad en agua y peso molecular de un plaguicida (6, 8).

9 Coeficiente de partici n aire-agua (Hc) Hc = p/c, donde: p = presi n de vapor del plaguicida (Pa) c = solubilidad en agua (mol. m-3) Hc = Pa/moles. m-3 = Pa m3/moles Hc = p x PM x 10-3/c Hc = mPa x PM x10-3/ppm donde: p = presi n de vapor del plaguicida (mPa) PM = peso molecular del plaguicida c = solubilidad en agua (ppm) Cuando el plaguicida tiene una alta solubilidad en agua con relaci n a su presi n de vapor, el plaguicida se disolver principalmente en agua (Cuadro 2). Un valor alto de la Ley de Henry, indica que un plaguicida tiene un potencial elevado para volatilizarse del suelo h medo (8); un valor bajo predice un mayor potencial de lixiviaci n del plaguicida (9). Constante de la Ley de Henry.

10 VOLATILIDAD DEL PLAGUICIDA RANGOS DEL VALOR (atm m3/mol) No vol til Menor a 3 x 10-7 Baja volatilidad El plaguicida puede disolverse en agua 3 x 10 7 a 1 x 10-5 Constante (H) BAJA Presi n de vapor baja Alta solubilidad Tiene potencial para lixiviarse Volatilidad moderada 1 x 10-5 a 1 x 10-3 Alta volatilidad El plaguicida puede evaporase Mayor a 1 x 10-3 Constante (H) ALTA Presi n de vapor alta Solubilidad baja Tiene potencial alto para volatilizarse del suelo h medo Persistencia Se define como la capacidad de cualquier plaguicida para retener sus caracter sticas f sicas, qu micas y funcionales en el medio en el cual es transportado o distribuido, durante un per odo limitado despu s de su emisi n.