Estudio experimental de la estabilidad química de agroquímicos utilizados en cultivos de arroz. Influencia de los parámetros físicos químicos del agua

El cultivo de arroz presenta bajos problemas sanitarios, sin embargo, los químicos de carácter preventivo que son parte de los procesos habituales que se llevan a cabo en una plantación de este tipo de cereal, pueden traer problemas de contaminación. La aplicación de este tipo de prácticas lleva inevitablemente a la liberación de agroquímicos a los canales hídricos de la zona que luego son utilizados por otros productores. Al aplicar los agroquímicos según las prácticas habituales, se pulveriza la planta dejándola parcialmente cubierta por ellos, parte de estos compuestos son absorbidos por la misma planta. Otra porción que no es retenida llega al agua que inunda las parcelas y desde allí fluyen a los canales utilizados para el desagote. Estos canales, a su vez llevan los efluentes a los ríos y embalses de la zona, generando un impacto ambiental negativo cuya magnitud aún no ha podido ser determinadas por falta de investigación en la materia. Una vez dispersados en el medio, los pesticidas sufren alteraciones en su estructura debido a procesos tanto bióticos como abióticos. Los procesos de transformación dependen, entre otros factores, de los compartimentos medioambientales en el cual los compuestos son dispersados y transportados. Los plaguicidas pueden permanecer en cualquiera de los tres compartimientos, aire, agua y suelo y su distribución depende de sus propiedades fisicoquímicas. Conociendo la presión de vapor, la solubilidad en agua, adsorción y desorción, se puede predecir donde se encontrarán con mayor probabilidad. Los procesos de transformación están influidos por distintos factores como la temperatura, la intensidad y duración de la luz solar, el pH y otros parámetros fisicoquímicos del agua. En principio y bajo condiciones favorables la degradación tiene lugar hasta la mineralización completa del pesticida, dando como productos finales CO2, H2O, NH4 + , NO3 - , SO4 -2, etc., dependiendo de cada pesticida en particular. Pero en muchas ocasiones, esta transformación total no tiene lugar y el pesticida es degradado a otros productos cuya toxicidad, movilidad y efectos sobre el medio son prácticamente desconocidos, y aunque en muchos casos se trata de compuestos más tóxicos y persistentes que los de partida. Por ello es necesario llevar a cabo estudios en el laboratorio sobre la degradación de pesticidas para obtener información sobre sus principales vías de transformación en condiciones que se presentan en el medio ambiente. En sistemas acuosos las principales vías de degradación son a través de procesos químicos y fotoquímicos. Las reacciones química más importantes son las hidrólisis, que pueden tener lugar tanto en condiciones ácidas como básicas. Los órganos fosforados, carbamatos, triazinas e hidrocarburos clorados, se degradan mediante este tipo de reacciones, que pueden ser aceleradas por la presencia de minerales u óxidos metálicos. En cambio, la adsorción de los pesticidas en la materia orgánica, puede llegar a impedir su degradación. En la mayoría de los casos son distintos los mecanismos que contribuyen a los procesos de degradación, que presenta una fuerte dependencia con el pH. Debido a su solubilidad en agua, los herbicidas fenoxiácidos tienen alto potencial de migrar en el ecosistema agrícola causando las contaminaciones del suelo, las aguas superficiales y subterráneas. Estos herbicidas ácidos son de moderada toxicidad por sí mismos, pero sus productos metabólicos son perjudiciales para los seres humanos y otros. Las investigaciones indican que podrían inducir a tumores malignos en humanos y embriotoxicidad en animales. El ácido 2,4-diclorofeoxiacético (2,4-D) posee la estructura química básica de la familia de herbicidas fenoxiácidos, que incluyen: ácido 2,4,5- triclorofenoxiacético (2,4,5-T), 2-metil-4-clorofenoxiacético ácido (MCPA), 2 - (2-metil-4-clorofenoxi) propiónico (mecoprop ácidos, MCPP), 2 - (2,4- diclorofenoxi) propiónico (dichloroprop), 2,4-DP), (2,4-diclorofenoxi ) butírico (2,4-DB). En el ambiente, herbicidas de la familia de los fenoxiácidos formulados como ésteres tienen vidas medias cortas en la hidrólisis, del orden de 24-48 h, y las formulaciones de sal amina también se disocian rápidamente, por lo que generalmente se presentan como los ácidos ionizados correspondientes. Por lo tanto, el estudio de la persistencia del anión fenoxido es de primordial interés. En esta tesis se estudia cuantitativamente cómo evoluciona la degradación química de los fenoxiácidos utilizados en los cultivos de arroz a fin de ampliar los conocimientos para el uso sustentable de los recursos naturales renovables y protección del medio ambiente; se estudia el efecto del pH, la temperatura y el agregado de sales. Así también se hace un estudio comparativo de reactividad en forma teórica a fin de corroborar el mecanismo de reacción experimental propuesto. Los objetivos de este trabajo son conocer el mecanismo de la reacción de degradación del herbicida, ver la influencia de los parámetros pH, temperatura y el agregado de sales y estudiar el mecanismo de reacción teórica para comparar con el experimental.