Dinámica y efecto de plaguicidas en matrices ambientales: aproximaciones de campo y experimentales

Abstract

La presencia de plaguicidas en los sistemas acuáticos representa una de las amenazas ambientales más importantes a escala global. Desde 2020, América Latina se ha convertido en la región donde se aplican la mayor cantidad de plaguicidas a nivel global. En particular, en Uruguay la intensificación agrícola asociada a los cultivos de secano y el uso masivo de plaguicidas han llevado a un deterioro significativo en la calidad de los cuerpos de agua. En este sentido, el desarrollo de planes de monitoreo integrales que involucren el análisis en varias matrices ambientales y la realización de análisis de riesgo representan una herramienta fundamental para una correcta evaluación y gestión de plaguicidas. Los objetivos de la presente tesis fueron monitorear la presencia y destino de múltiples plaguicidas en agua superficial y peces en la Laguna del Cisne (LC), utilizada para el suministro de agua potable. Determinar el posible impacto ambiental de estos contaminantes en el sistema mediante diferentes evaluaciones de riesgo ecotoxicológico (ERE) y realizar bioensayos de exposición en una especie de pez nativa para evaluar los efectos del compuesto más representativo del sistema. La estrategia aplicada permitió generar el más completo set de datos de ocurrencia de plaguicidas en un sistema acuático de Uruguay. Mediante muestreos mensuales (Abril 2018- Marzo 2019) se logró determinar la presencia de 25 plaguicidas en agua superficial. La distribución temporal fue relacionada al uso estacional de plaguicidas en los cultivos de la cuenca, con máximos de ocurrencia en primavera-verano. Los plaguicidas más frecuentes del sistema fueron el insecticida clorantraniliprole (CHL) y los herbicidas glifosato (su metabolito AMPA) y metolacloro. Se observó una contaminación por organoclorados, principalmente p,p′-DDT, con concentraciones en algunos casos superiores en dos órdenes de magnitud a los valores guía internacional para la protección de la biota acuática. Se encontraron seis compuestos actualmente prohibidos por la legislación nacional, incluida la atrazina, que presentó una alta frecuencia de ocurrencia. La ERE se realizó en función de las concentraciones en agua a través de aproximaciones determinísticas (RQ) y probabilísticas (PRA). Ambos enfoques evidenciaron un muy alto riesgo ecotoxicológico de plaguicidas organoclorados (DDT y sus metabolitos DDD y DDE), organofosforados (etión y clorpirifós) y piretroides (especialmente bifentrina, permetrina y cipermetrina) en este sistema. En el análisis PRA, la concentración perjudicial para el 5% de las especies (HC5) fue mayor para la especie más sensible en exposición a largo plazo. Contrariamente, en exposiciones agudas el riesgo fue mayor para todas las especies. En tejido de peces se encontraron ocho compuestos diferentes, con concentraciones desde 1000 a 453000 ng·kg−1, siendo propiconazole, chlorpyrifos, y p,p′-DDE los compuestos más frecuentes. Se encontró que la bioacumulación está directamente relacionada con el contenido lipídico y la talla de los individuos. Se observó una complementariedad entre ambas matrices en el tipo de plaguicidas detectados, relacionado con las propiedades fisicoquímicas de estos. Para conocer los efectos subletales del compuesto más frecuente y con un alto riego ecotoxicológico en el sistema (CHL), se realizaron bioensayos de toxicidad aguda (96hs) en madrecita (Cnesterodon decemmaculatus) a concentraciones de 1/10 (1.5 mg/L) y 1/100 (0.15 mg/L) de la LC50. Se evidenció que la exposición a CHL impacta negativamente en la salud de los peces, con posibles consecuencias a nivel individual y ecológico. La actividad locomotora (distancia recorrida, velocidad media y máxima y tiempo de inmovilidad) disminuyó significativamente en los peces expuestos a ambas concentraciones, en comparación con el control. La actividad de la acetilcolinesterasa (AChE) no evidenció efectos colinérgicos, posiblemente debido al modo de acción de CHL. Los músculos y el cerebro fueron los órganos más afectados por el estrés oxidativo. La actividad de la catalasa (CAT) mostró una disminución significativa en el cerebro y músculo, mientras que en las branquias fue mayor a bajas concentraciones. La actividad de la Glutatión S-transferasa (GST) mostró un efecto estimulador en el hígado a la concentración más alta, y no se registraron cambios significativos en las transaminasas y el índice somático. La exposición parece inducir varios mecanismos de defensa en la especie, incluyendo fenómenos de hormesis para mantener la homeostasis en los organismos. En el caso de los insecticidas dirigidos a los músculos, como las diamidas, los parámetros locomotores pueden ser uno de los biomarcadores más eficaces para evaluar el impacto de la exposición. Este estudio representa el primero sobre los efectos de la exposición a CHL en esta especie, considerada un bioindicador regional. La información generada en esta tesis constituye un insumo fundamental para fortalecer los programas de monitoreo y gestión de plaguicidas a nivel nacional e internacional. En este sentido, contribuye al diseño de planes de monitoreo y al desarrollo de metodologías que permiten implementar diferentes alternativas de ERE para la formulación de normativas más eficaces. En el contexto del sistema de LC, los resultados obtenidos proporcionan una descripción detallada de la línea base, la cual debería servir como modelo para ajustar medidas de gestión ambiental.