Degradación de plaguicidas altamente peligrosos mediante biocamas en pequeñas fincas de Zarcero, Alajuela
DOI:
https://doi.org/10.56205/ret.5-1.5Palabras clave:
biomezcla, buenas prácticas agrícolas, clorotalonil, contaminación puntual, degradación enzimáticaResumen
Los sitios de manipulación de plaguicidas en las fincas se consideran fuentes puntuales de contaminación, donde se liberan al ambiente plaguicidas altamente peligrosos o PAPs. Para contrarrestar lo anterior se ha desarrollado la biocama, que es un dispositivo para retener y degradar residuos de plaguicidas líquidos mediante la acción microbiana de la biomezcla. Sin embargo, en Latinoamérica se cuenta con escasa información sobre su eficiencia en condiciones reales de uso en fincas. El objetivo de esta investigación fue evaluar la degradación de PAPs en biocamas ubicadas en tres fincas del cantón Zarcero, provincia de Alajuela. Se tomaron muestras de las biomezclas, a 15 y 30 cm de profundidad durante tres meses consecutivos, las cuales se analizaron mediante cromatografía de gases y cromatografía líquida. Los plaguicidas detectados se analizaron integral e individualmente comparando las concentraciones en ambas profundidades. Se consideró indicio de degradación de un plaguicida cuando su concentración fue menor a 30 cm en comparación con 15 cm; o se detectó a 15 cm, pero estuvo ausente a 30 cm. Los resultados confirmaron la eficiencia de la biocama para degradar PAPs de uso no intensivo como linuron, carbendazim y cipermetrina. Se debe continuar investigando la degradación de PAPs de uso intensivo como fue clorotalonil en el pasado reciente, ya que es posible que la tasa de vertido supere la tasa de degradación, lo que erróneamente puede interpretarse como mal funcionamiento de la biocama. Lo anterior lleva a replantear el modelo de biocama promovido en la zona de Zarcero para optimizar la degradación de plaguicidas.
Descargas
Citas
Anderson, M. (2001). A new method for non-parametric multivariate analysis of variance. Austral Ecology, 26, 32-46.
Andrades, R.M.S.; Herrero, H.E.; Marín, B.J.M.; Sánchez, M.M.J. y Rodríguez, C.M.S (2015). Disipación del fungicida azoxistrobina en un suelo de viñedo de la Rioja
enmendado con sustrato postcultivo del champiñón: experimento en campo y laboratorio. Enoviticultura, 34, 6-16.
Arya, P.R.; Binitha, N.K. & Unnikrishnan B.V. (2022). Microbial inoculants as most effective agents for degradation of chlorpyrifos in coarse textured laterite soils.
PREPRINT (Version 1) available at Research Square. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1517385/v1
Betancourt-Portela, J.-M.; Bautista-Duarte, P.-A.; Narvaez-Florez, S., Parra-Lozano, J.-P. (2018). Biodegradation of chlorothalonil fungicide in coastal areas of the colombian caribbean suitable for banana crops. Tecciencia, 13(25),19-28. https://doi.org/10.18180/tecciencia.2018.25.3
Bhatt, P.; Bhatt, K.; Sharma, A.; Zhang, W; Mishra, S., Chen, S. (2021). Biotechnological basis of microbial consortia for the removal of pesticides from the
environment. Critical Reviews in Biotechnology, 41(3), 317-338. https://doi.org/10.1080/07388551.2020.1853032
Calvo, O. y Molina, D. (2019). Tecnología limpia para el tratamiento de aguas residuales de plaguicidas provenientes de pequeñas y medianas fincas con cultivos de café y aguacate, en el cantón de León Cortés, zona de Los Santos. [Tesis de Licenciatura no publicada]. Universidad Nacional, Costa Rica.
Castellanos, R.J. (2012). Selección y caracterización de microorganismos degradadores de plaguicidas. En Ramírez, M.C.; Wilches, T.A. y Cifuentes, O.G.R. (Comp.),
Memorias 3er. Seminario en Ciencias Básicas e Ingeniería (pp. 90-102). Tunja, Colombia: Universidad de Boyacá.
Castillo, D.J.M.; Delgado-Moreno, L.; Núñez, R.; Nogales, R. y Romero, E. (2016). Enhancing pesticide degradation using indigenous microorganisms isolated under
high pesticide load in bioremediation systems with vermicomposts. Bioresource Technology, 214, 234-241. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2016.04.105
Castillo, M. del P.; Torstensson, L. &, Stenström, J. (2008). Biobeds for environmental protection from pesticide use: A review. Journal of Agricultural and food chemistry,
(15), 6206-19. https://doi.org/10.1021/jf800844x
Chavarría, P. (2015). Manejo de residuos líquidos de plaguicidas en las aplicaciones agrícolas a través de la elaboración de un sistema de biopurificación con recirculación. Instituto Nacional de Aprendizaje, Costa Rica.
Chin Pampillo, J. S. 1. (2015). Diseño de una biomezcla para la degradación de carbofurán en sistemas de biopurificación de aguas de lavado originadas en los equipos de aplicación de plaguicidas. [San José], Costa Rica.
Chin-Pampillo, J.-S.; Ruiz-Hidalgo, K.; Masís-Mora, M.; Carazo-Rojas, E., RodríguezRodríguez, C. (2015). Design of an optimized biomixture for the degradation of
carbofuran based on pesticide removal and toxicity reduction of the matrix, Environmental Science and Pollution Research, 22, 19184-19193. https://doi.org/10.1007/s11356-015-5093-3
Cooper, R.J.; Fitt, P.; Hiscock, K.M.; Lovett, A.A.; Gumm, L.; Dugdale, S.J.; Rambohul, J.; Williamson, A.; Noble, L.; Beamish, J., Hovesen, P. (2016). Assessing the
effectiveness of a three- stage on- farm biobed in treating pesticide contaminated wastewater, Journal of Environmental Management, 181, 874-882.
https://doi.org/10.1016/jenvman.2016-06-047
Córdova, M.E.A.; Góngora, E.V.R.; Giácoman-Vallejos, G.; Quintal-Franco, C. y PonceCaballero, C. (18-20 de octubre de 2017). Influencia de la humedad y temperatura en
la disipación de cinco plaguicidas [Presentación en papel]. XII Congreso Regional para Norteaméricay el Caribe. Universidad Juárez Autónoma de Tabasco,
Villahermosa, Tabasco, México.
Decreto N° 44280-S-MAG-MINAE (2023). Distribución, transporte, reempaque, reenvase, manipulación, venta, mezcla y uso del ingrediente activo de grado técnico y
plaguicidas slntéticos formulados que contengan el ingrediente activo clorotalonil. La Gaceta N 223, alcance N.237 del 20 de noviembre del 2023.
https://www.imprentanacional.go.cr/pub/2023/11/30/ALCA237_30_11_2023.pdf
Del Puerto, A.; Suárez, S., Palacio, D. (2014). Efectos de los plaguicidassobre el ambiente y la salud. Revista Cubana de Higiene y Epidemiología, 52(3), 372-387.
Derbalah, A.S.H.; El-Banna, A., Saad, A.M. (2020). Efficiency of Candida tropicalis for potential degradation of metalaxyl in the aqueous media, Current Microbiology, 77, 2991–2999. https://doi.org/10.1007/s00284-020-02121-0
Días, L. de A.; Gebler, L.; Niemeyer, J.-C. & Itako, A.-T. (2020). Destination of pesticide residues on biobeds: State of the art and future perspectives in Latin America,
Chemosphere, 248, 126038. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.12603
Diez, J.M.C.; Palma, C.G.; Altamirano, Q.C.; Briceño, M.G.; Calderón, R.C., Díaz, S.J., Rubilar, A.O. y Tortella, F.G. (2013). Manual de construcción y operación de lechos
biológicos. Universidad de la Frontera, Instituto de Agroindustria. Temuco, Chile. 120 p.
Escudero-Leyva, E.; Alfaro-Vargas, P.; Muñoz-Arrieta, R.; Charpentier-Alfaro, C.; Granados-Montero, M. del M.; Valverde-Madrigal, K.-S.; Pérez-Villanueva, M.;
Méndez-Rivera, M.; Rodríguez-Rodríguez, C.-E.; Chaverri, P. & Mora-Villalobos, J.-A. (2022). Tolerance and biological removal of fungicides by Trichoderma species
isolated from the endosphere of wild Rubiaceae plants, Frontiers in Agronomy, 3, 772170. https://doi.org/10.3389/fagro.2021.772170
Góngora-Echeverría, V.R.; Quintal-Franco, C.; Arena-Ortiz, M.L.; Giácoman-Vallejos, G. & Ponce-Caballero, C. (2018). Identification of microbial species present in a pesticide dissipation process in biobed systems using typical substrates from southeastern Mexico as a biomixture at a laboratory scale, Science of the total Environment, 628-629, 528-538. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.02.082
Guerra, V.I. (2020). Camas biológicas: una herramienta versátil y proactiva para el uso adecuado de fitosanitarios, Actualidad en I+D, 46(2),140-144.
Hidalgo, B.D.; Calvo, B.O. y Loría, B.R. (2015). Sistemas de saneamiento básico rural con tecnologías limpias, un enfoque innovador y seguro para la población trabajadora en fincas: la experienciacon recolectores en la zona de Los Santos, Costa Rica. SALTRA: Salud, Trabajo, Ambiente. Noticias Centroamericanas, 13.
Hintze, S.; Hannalla, Y.S.B.; Guinchard, S.; Hunkeler, D. & Glauser, G. (2021). Determination of chlorothalonil metabolites in soil and water samples. Journal of chromatography. A, 1655, 462507. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2021.462507
INEC [Instituto Nacional de Estadística y Censos de Costa Rica]. (2015). VI Censo Nacional Agropecuario: Atlas estadístico agropecuario. Recuperado de:
IRET [Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas]. (2018). Estrategia integral para disminuir el uso de plaguicidas en la agricultura y mejora dela calidad ambiental en Zarcero, Alajuela. Proyecto Académico, Universidad Nacional. CostaRica.
IRET [Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas]. (2019). Manual de plaguicidas de Centroamérica. Instituto Regional del Estudio en Sustancias Tóxicas.
Universidad Nacional. Recuperado de http://www.plaguicidasdecentroamerica.una.ac.cr/
Jiménez, M. (2018). Evaluación del potencial de degradación de biocamas con microorganismos descomponedores de clorotalonil en la finca experimental Santa
Lucía. Informe final de graduación. Universidad Nacional, Costa Rica.
Madrigal, Z.K. (2015). Degradación de carbofurán y análisis de toxicidad en dos biomezclas bioaumentadas con Trametes versicolor. [San José, Costa Rica].
Mendoza,R.B. y Espinoza, A.(2017). Guía técnica para muestreo de suelos. Universidad Nacional Agraria. Nicaragua. Recuperado de: https://repositorio.una.edu.ni/3613/1/P33M539.pdf
Municipalidad de Zarcero. (2016). Cantón de Zarcero: breve reseña. Recuperado de: http://www.zarcero.go.cr/sobre-zarcero
NMKL [Nordic Committee On Food Analysis]. (2013). Method 195: Pesticide residues. Analysis in foods with ethyl acetate extraction using gas and liquid chromatography with tandem mass spectrometric determination. Nordic Committee On Food Analysis.
PAN [PESTICIDE ACTION NETWORK]. PAN International List of Highly Hazardous Pesticides. Pesticide Action Network. 2021. Recuperado de: http://paninternational.org/wp-content/uploads/PAN_HHP_List.pdf
Ramírez, M.F. (2015). Buenas prácticas agrícolas para el mejoramiento ambiental de la zona de Zarcero, Alajuela, Costa Rica. SALTRA: Salud, Trabajo, Ambiente. Noticias Centroamericanas, 12.
Ramírez, M.F; Orozco, A.M.; Fournier, L.M.L.; Berrocal, M.S.; Echeverría, S.S.; de la Cruz, M.E.; Chaverri, F.J.F.; Moraga, L.G.; Solano, D.K.; Alfaro, A.A.; Pinnock, B.M.; Rodríguez, R.G.; Bravo, D.V.; Calvo, A.J.A., Ruepert, C. (2017). Las buenas prácticas agrícolas en el uso y manejo de agroquímicos en lazona hortícola de
Zarcero, Alajuela. Instituto Regional del Estudio en Sustancias Tóxicas, Universidad Nacional.
Rojas, G.A.M. (2016). Elaboración de un mecanismo de cobertura nacional para el manejo de la contaminación difusa. Universidad de Costa Rica. Recuperado de https://da.go.cr/wp-content/uploads/2017/01/Informe-Final-Contaminacion-DifusaUCR.pdf
Sánchez-Brunete, C.; Albero, B. y Tadeo, J.L. (2004). Multiresidue determination of pesticides in soil by gas chromatography-mass spectrometry detection, Journal of agricultural and food chemistry, 52(6),1445–1451. https://doi.org/10.1021/jf0354646
Stamatiu, S.K. (2013). Tolerancia y biodegradación de plaguicidas con hongos filamentosos. Institución de enseñanza e investigación en ciencias agrícolas. [Tesis de Doctorado]. Colegio de Postgraduados, México. Recuperado de: http://colposdigital.colpos.mx:8080/jspui/bitstream/10521/2175/1/Stamatiu_Sanchez_K_DC_Entomologia_Acarologia_2013.pdf
Vargas, C.E. (2021). Uso aparente de plaguicidas en la agricultura de Costa Rica. Programa de las Naciones Unidades para el Desarrollo (PNUD). Costa Rica. Recuperado de: https://impactoplaguicidas.cr/wp-content/uploads/2021/12/USO-APARENTE-DEPLAGUICIDAS_MAY22_VF_PRINT.pdf
Weiss, F.T.; Ruepert, C.; Echeverría-Sáenz, S.; Eggen, R.I.L. & Stamm, C. (2023). Agricultural pesticides pose a continuous ecotoxicological risk to aquatic organisms
in a tropical horticulture catchment. Environmental Advances, 11, 100339. https://doi.org/10.1016/j.envadv.2022.100339
Xi-Hui, X.; Xiao-Mei, L.; Long, Z.; Yang, M.; Xu-Yuan, Z.; Jing-Ya, F.; Shun-Peng, L. & Jian-Dong, J. (2018). Bioaugmentation of chlorothalonil-contaminated soil with hydrolytically or reductively dehalogenating strain and its effect on soil microbial community, Journal of Hazardous Materials, 351, 240-249. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.03.002.
Zhang, Q., Liu, H., Saleem, M., & Wang, C. (2019). Biotransformation of chlorothalonil by strain Stenotrophomonas acidaminiphila BJ1 isolated from farmland soil. Royal Society open science, 6(11), 190562. https://doi.org/10.1098/rsos.190562
Zhou, T.; Guo, T.; Wang, Y.; Wang, A. Zhang, M. (2023). Carbendazim: Ecological risks, toxicities, degradation pathways and potential risks to human health, Chemosphere, 314. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.137723.