DETERMINACIÓN DE LA CARACTERÍSTICA DE TOXICIDAD POR ... · A la Universidad de la Salle por haber dispuesto las instalaciones del laboratorio instrumental de alta complejidad para

DETERMINACIÓN DE LA CARACTERÍSTICA DE TOXICIDAD POR

LIXIVIACIÓN (TCLP) DEL PRINCIPIO ACTIVO CARBOSULFAN DEL PLAGUICIDA DE USO COMERCIAL EN UN SUELO DE CULTIVO DE PAPA DE

VILLA PINZÓN, CUNDINAMARCA

LUZ JENNIFER VELEZ JAIMES

UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN EN SALUD AMBIENTAL BOGOTÁ D.C.

2017

DETERMINACIÓN DE LA CARACTERÍSTICA DE TOXICIDAD POR LIXIVIACIÓN (TCLP) DEL PRINCIPIO ACTIVO CARBOSULFAN EN EL

PLAGUICIDA DE USO COMERCIALEN UN SUELO DE CULTIVO DE PAPA DE VILLAPINZÓN, CUNDINAMARCA

LUZ JENNIFER VELEZ JAIMES

Proyecto de grado para optar el título de Ingeniería Ambiental modalidad presencial

Msc. JOHAN ALEXANDER ALVAREZ BERRIO (Director)

PhD. ROSALINA GONZALEZ

FORERO. (Co-Director)

UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN EN SALUD AMBIENTAL BOGOTÁ D.C.

2017

Nota de aceptación

Firma del jurado

Firma del jurado

Dedicatorias

El presente proyecto está dedicado a mis padres por cada uno de sus esfuerzos, valores y enseñanzas, principalmente por enseñarme el significado de la persistencia y los grandes frutos que se pueden obtener con dedicación y sobre todo por su paciencia durante este proceso de aprendizaje. También está dedicado a cada uno de los docentes que fueron parte esencial durante la carrera universitaria por ser un sustento para cada alumno de la institución y entregarnos todos los conocimientos necesarios para lograr este sueño de convertirnos en profesionales.

Agradecimientos

En primer lugar, agradezco a Dios y a mis padres Luz Marina Jaimes y Jaime Vélez por brindarme su apoyo durante toda mi vida y especialmente durante el desarrollo de mi carrera profesional. A mis hermanos Jhon Vélez y Manuel Vélez por ser motivación y ejemplo a seguir en cada etapa de mi vida A el Ingeniero Johan Álvarez Berrio por ser parte indispensable del presente proyecto, por haber depositado su apoyo, confianza y sobre todo sus aportes y enseñanzas como Director del proyecto. A la Ingeniera Química Rosalina González, por haber dispuesto de su tiempo y enseñanzas en la elaboración del presente proyecto como Codirectora del mismo. A la Universidad de la Salle por haber dispuesto las instalaciones del laboratorio instrumental de alta complejidad para la elaboración del ensayo de laboratorio durante los ensayos requeridos. A mis futuros colegas de la Universidad de La Salle por su gran apoyo incondicional en las instalaciones de esta Universidad. A todos mis compañeros que hicieron parte en alguna delas etapas delpresente proyecto, por su motivación y gran compañía durante todo el proceso. A mis amigos quienes me brindaron la totalidad de su apoyo y motivación.

CONTENIDO

1. RESUMEN .................................................................................................................................. 8

2. ABSTRACT ................................................................................................................................ 9

3. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................10

4. OBJETIVOS .............................................................................................................................12

5. MARCO CONTEXTUAL .........................................................................................................13

6. MARCO TEORICO .................................................................................................................20

7. MARCO NORMATIVO ...........................................................................................................27

8. METODOLOGIA ......................................................................................................................30

9. RESULTADOS OBTENIDOS ................................................................................................41

10. ANÁLISIS DE LABORATORIO. ........................................................................................44

11. IMPACTO SOCIAL ..............................................................................................................46

12. CONCLUSIONES ................................................................................................................47

13. RECOMENDACIONES ......................................................................................................48

14. BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................................49

ANEXOS ...........................................................................................................................................53

LISTADO DE TABLAS tabla 1.clasificación de plaguicidas según organismo que controla. ...................... 20 tabla 2.clasificación de plaguicidas según grupo químico del principio activo. ...... 21 tabla 3. clasificación de plaguicidas según su persistencia en el ambiente. .......... 21

tabla 4.clasificación de plaguicidas según su toxicología. ..................................... 22 tabla 5.toxicidad aguda en los plaguicidas. ............................................................ 22 tabla 6. concentración maxima de contaminantes para prueba de tclp. ................ 23 tabla 7.normativa internacional .............................................................................. 27 tabla 8. normativa nacional .................................................................................... 28

tabla 9.muestras realizadas en campo. ................................................................. 31

tabla 10.densidades de las muestras. .................................................................... 32

tabla 11. porcentaje de humedad de las muestras. ............................................... 33 tabla 12. corrección de las lecturas. ....................................................................... 33 tabla 13.metodo de bouyoucos. ............................................................................. 34 tabla 14. resultados laboratorio de plasticidad. ...................................................... 35

tabla 15. plasticidad en las muestras. .................................................................... 35 tabla 16. resumen características físicas de las muestras. .................................... 42

tabla 17.resultados dqo .......................................................................................... 43 tabla 18.corrección dqo. ......................................................................................... 43 tabla 19. resultados finales dqo ............................................................................. 43

tabla 20. correlación tipo spearman. ...................................................................... 44 LISTADO DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1. Mapa de localización ........................................................................ 13 Ilustración 2. Ubicación vereda la Merced ............................................................. 14

Ilustración 3. Diagrama de bloques metodología. .................................................. 30 Ilustración 4.equipo de agitación TCLP. ................................................................ 36

ilustración 5. Botella de extracción ZHE ................................................................ 36 Ilustración 6 filtro de fibra de vidrio ........................................................................ 37 Ilustración 7. medidor de pH .................................................................................. 37 Ilustración 8. balanza analítica y Erlenmeyer ......................................................... 38

Ilustración 9 Impactación de la muestra ................................................................. 39

Ilustración 10 montaje experimental ...................................................................... 39

Ilustración 11 resultados de la filtración ................................................................. 40 Ilustración 12 celdas HACH ................................................................................... 40 Ilustración 13. Pesaje de los suelos ....................................................................... 55 Ilustración 14. Montaje bomba de vacío ................................................................ 55 Ilustración 15.Filtración de las muestras ................................................................ 55

Ilustración 16. Solución Lixiviante .......................................................................... 56 Ilustración 17.Reducción de tamaño de las partículas ........................................... 56 Ilustración 18.Procedimiento de extracción ........................................................... 56

LISTADO DE ABREVIATURAS % : porcentaje ............................................................................................................ µg/l : microgramo / litro .............................................................................................. C.T.I : Cuerpo técnico de investigación ..................................................................... CAR: Corporación Autonoma Regional ..................................................................... CL50: Concentración Letal 50.................................................................................... Cm: centimetro ........................................................................................................... cm3: centimetro cubico .............................................................................................. DL50: Dosis letal 50 ................................................................................................... DQO: Demanda Química de oxigeno ........................................................................ EPA: Agencia Protectora de Medio Ambiente (sus siglas traducen Enviromental

protección Agency) g/cm3: gramo/ centimetro cubico ............................................................................... ICA: Instituto Colombiano Agropecuario .................................................................... IDEAM: Instituo de Hidrologia, Meteorologia y estudios ambientales ........................ IGAC: Instituto Geografico Agustin Codazzi .............................................................. Kg: Kilogramo ............................................................................................................ ml: mililitro .................................................................................................................. m:metro ...................................................................................................................... mg/Kg: miligramo / Kilogramo .................................................................................... mg/kg2: miligramo / kilogramo cuadrado .................................................................... mg/L: miligramo / litro ................................................................................................. mg/litro3: miligramo / litro cubico ................................................................................ mm: milimetro ............................................................................................................ ºC: grado centigrado .................................................................................................. p.p.m: partes por millon ............................................................................................. PIB: Producto interno Bruto ....................................................................................... PVC: Policloruro de vinilo .......................................................................................... SNC:Sistema nervioso Central .................................................................................. TCLP: Caraceristica de toxicidad por lixiviación ........................................................ UMATA: Unidades municipales de asistencia tecnica agropecuaria ......................... ZHE: Botella de extracción sin esacio libre ................................................................ ANEXOS Anexo 1. Caracterización vereda la Merced .......................................................... 53 Anexo 2. Datos de identificación del plaguicida. .................................................... 54 Anexo 3. Ilustraciones Determinación porcentaje de sólidos. ................................ 55 Anexo 4. Ilustraciones Procedimiento de Extracción ............................................. 56

Anexo 5. Manual de estrategias. ............................................................................ 57

1. RESUMEN El presente proyecto tuvo como finalidad determinar a través de pruebas y análisis la toxicidad de la sustancia carbosulfan, –ingrediente activo de un plaguicida de uso comercial, frecuentemente utilizado en diversos cultivos como fresas, papa y otros.– La prueba inicial se llevó a cabo tomando como documento base el método 1311 de la EPA, el cual permite la extracción y el análisis del lixiviado mediante el protocolo TCLP (Característica de toxicidad por lixiviación, por sus siglas en inglés). Este ensayo permite realizar la simulación con la sustancia plaguicida y evaluar la concentración residual de las muestras de suelo analizadas. Se tomaron 3 muestras de suelo –una muestra virgen, una contaminada y una sin exposición al plaguicida–, extraídas de un cultivo de papa ubicado en la vereda la Merced del municipio de Villapinzón-Cundinamarca. Junto a las tres muestras, se realizaron otras dos pruebas, en una se aplicó la concentración del plaguicida utilizada por parte del agricultor y en la última, se empleó la lectura directa al plaguicida. Sobre ellas se llevó a cabo un análisis de porcentaje de sólidos basados en la metodología de la EPA, la cual facilitó la extracción del lixiviado por medio del equipo TCLP. Posteriormente, se estableció un tratamiento control con agua des-ionizada, permitiendo una comparación de resultados, por medio de las lecturas de la DQO a través de cinco experimentos. Se realizó la extracción del lixiviado de cada uno de los experimentos. Estos fueron sometidos a dilución con el fin de obtener la concentración de la materia orgánica presente, leída mediante el uso de un termo-reactor cuyo resultado fue sometido a corrección de las DQO. Como conclusión principal se obtuvo que el plaguicida carbosulfan es tóxico para el ser humano y para los animales, además de agregar al suelo características tóxicas debido a que presenta su máxima concentración en el líquido lixiviado, lo cual indica que se moviliza a los cuerpos hídricos cercanos con facilidad, manteniendo una persistencia alta. PALABRAS CLAVE: Carbosulfan, plaguicida, cultivo, TCLP, método 1311, EPA, lixiviado, residuos peligrosos

2. ABSTRACT The purpose of this project was to determine, through tests and analyzes, the toxicity of the substance carbosulfan, an active ingredient of a commercial pesticide, frequently used in various crops such as strawberries, potatoes and others. The initial test was carried out taking as a base document the method 1311 of the EPA, which allows the extraction and the analysis of the leachate by means of the protocol TCLP (Toxicity characteristic leaching procedure). This test allows to perform the simulation with the pesticide substance and to evaluate the residual concentration of the soil samples analyzed. Three samples of soil were taken - a virgin sample, a contaminated one and one without exposure to the pesticide - extracted from a potato crop located in the village of La Merced in the municipality of Villapinzón-Cundinamarca. Along with the three samples, two other tests were carried out, in one the concentration of the pesticide used by the farmer was applied and in the last one, the direct reading to the pesticide was used. An analysis of the percentage of solids based on the methodology of the EPA was carried out, which facilitated the extraction of the leachate through the TCLP equipment. Subsequently, a control treatment with de-ionized water was established, allowing a comparison of results, by means of the COD readings through five experiments. The leachate was extracted from each of the experiments. These were subjected to dilution in order to obtain the concentration of the organic matter present, read through the use of a thermo-reactor whose result was subjected to COD correction. The main conclusion was that the pesticide carbosulfan is toxic to humans and animals, also it adds toxic characteristics to the soil because it presents its maximum concentration in the leached liquid, which indicates that it moves to nearby water bodies with ease, maintaining a high persistence. KEY WORDS: Carbosulfan, pesticide, culture, TCLP, 1311 method, EPA, leached, dangerous residues.

3. INTRODUCCIÓN El aumento de la población y de la demanda de alimentos hace necesario el uso de agroquímicos tales como fertilizantes y plaguicidas que, con su uso indiscriminado pueden llegar a aumentar la toxicidad en la naturaleza de los suelos y deteriorar el medio ambiente además de constituir un riesgo para la salud humana. El presente estudio busca determinar a través de la concentración hallada una persistencia en el cultivo, por medio de pruebas y ensayos de laboratorio. Se hace pertinente para la ejecución del presente estudio el uso de un método que permita extraer el fluido lixiviado de sustancias peligrosas tal como lo es el procedimiento de test TCLP 1311 de la EPA, el cual permite establecer la característica de toxicidad de los componentes presentes en un lixiviado facilitando así una cuantificación sobre el posible impacto generado al medio en el cual se moviliza. Este método permite una extracción efectiva en un porcentaje de 99% disminuyendo así el margen de error posible con otros tipos de métodos como es la lixiviación a través de columnas de suelo [1]. Los pesticidas son sustancias químicas de estructura muy heterogénea. Son biocidas, es decir tóxicos para organismos vivos y como tales su efecto no sólo lo ejercen sobre las plagas que se quiere combatir sino también sobre otros organismos: vegetales, animales y finalmente el hombre. De modo que representan un potencial peligro para el ser humano y su medio ambiente si no son utilizados en forma adecuada. El carbosulfan es un carbamato altamente soluble en condiciones acuáticas, presenta uso extensivo en el medio ambiente, presenta bioacumulación en peces debido a sus condiciones de metabolismo lento, además de esto; sus exposiciones a organismos no objetivo pueden llegar a provocar riesgos potenciales para los organismos acuáticos a largo plazo [2,3]. El procedimiento de extracción del presente estudio se llevó a cabo con la toma de muestras de tres tipos de suelo, las cuales se establecieron de la siguiente forma; suelo virgen, y dos suelos de cultivo de papa de la misma finca. Dentro del procedimiento a analizar en el laboratorio se tuvo en cuenta 5 casos; el primer caso de estudio correspondió a suelo de cultivo o contaminado con el plaguicida, el segundo caso fue de suelo correspondiente a cultivo de papa de la misma finca sin agregar el plaguicida, el tercer caso fue suelo virgen tomado como blanco, un cuarto caso de simulación del plaguicida, realizado teniendo en cuenta los datos proporcionados en el cultivo y finalmente el último caso correspondió a la sustancia plaguicida medida directamente. Una vez obtenidos los cinco casos fueron llevados al equipo TCLP para la extracción del fluido que se analizó mediante el uso de un termo-reactor para obtener finalmente la concentración de la materia orgánica presente. Esta prueba de DQO permitio cuantificar en términos de la materia orgánica la concentración presente del plaguicida en las muestras de suelo y los posibles impactos que genera

esta al no poderse degradar en los suelos de cultivo, que hacen uso indiscriminado de este plaguicida. además de los efectos irreversibles que puede causar a la salud humana por ser altamente toxico. Según manuel repetto en su libro de toxicología fundamental expone que el principio de potencialidad toxica de una sustancia es tanto mayor cuanto menor sea la dosis precisa para un efecto nocivo.

4. OBJETIVOS

Objetivo General Determinar la característica de toxicidad por lixiviación (TCLP) del ingrediente activo Carbosulfan encontrado en el plaguicida actualmente utilizado en un suelo de cultivo de papa del municipio de Villa Pinzón, Cundinamarca.

Objetivos Específicos

Evaluar la característica de toxicidad de un plaguicida de uso comercial, utilizando la metodología propuesta por la EPA en el método 1311, en un suelo de cultivo de papa en Villapinzón-Cundinamarca.

Analizar los valores obtenidos con la determinación de la característica de toxicidad de un plaguicida de uso comercial, frente a la generación de efectos adversos a la salud de los usuarios expuestos al agroquímico.

Evaluar las estrategias de manejo para la implementación adecuada de un agroquímico de uso comercial, para el control de plagas en un cultivo de papa.

5. MARCO CONTEXTUAL

5.1. Ubicación. La finca de la cual provinieron las muestras de suelo para el presente estudio se encuentra ubicada en la vereda la Merced dentro del municipio de Villapinzón, en el altiplano Cundi-Boyacense, perteneciente a la región natural del bosque andino y a la subregión de la cuenca alta del río Bogotá. Dentro de la finca de la cual fueron obtenidas las muestras se realizan cultivos de forma rotativa entre papa y zanahoria, además de tener algunas zonas dedicadas plenamente a la ganadería.

Villapinzón limita al norte con Ventaquemada (Boyacá) y Lenguazaque (Cundinamarca), al sur con Chocontá, Tibirita (Cundinamarca) y Capilla de Tenza (Boyacá), al occidente con Chocontá y Lenguazaque y al Oriente con Ventaquemada, Turmequé y Umbita (Boyacá). Su cabecera municipal se encuentra localizada a los 05º 13´ 09´´ de latitud norte y 73º 36´00´´ de longitud oeste. Su extensión es de 249 Km2, distribuidos 248.51 Km2 en el área rural y 0.39 Km2 en el área urbana [3,4].

Ilustración 1. Mapa de localización

Fuente: Autores basados en información del SIGOT.

La vereda la Merced tiene una extensión de 1520 Ha, ocupando principalmente el 6.1% del área del municipio en cultivos, limita al norte con la vereda chásquez (Rio Bogotá) y Soatama, al sur con la vereda Quincha (Quebrada Quincha), al Este con la vereda de Soatama (vía a Soatama) y al oeste con el casco urbano.

Ilustración 2. Ubicación vereda la Merced

Fuente: Alcaldía del municipio de Villapinzón

5.2. Componente biofísico. 5.2.1. Climatología

El clima de la localidad del municipio se ve afectado por aspectos propios del relieve, cobertura vegetal y poblados circunvecinos; sin embargo, los factores de incidencia directa como precipitación, temperatura, humedad relativa y vientos, constituyen el soporte técnico para caracterizar el medio físico, por cualificar la idoneidad del entorno para cumplir con funciones ecológicas. La precipitaciónreporta un promedio anual de precipitación total de 741.7 mm; un valor promedio anual de evaporación de 622.2mm. se reporta un promedio anual de radiación solar de 392 Cal/cm2, un mínimo de 46 y un máximo anual de 489 Cal/cm2. El régimen de lluvias es monomodal, con un período seco marcado entre enero y febrero[4]. La temperatura está determinada por la presencia de fuertes gradientes topográficos o altitudinales, que ocasionan una disminución de la temperatura del aire de aproximadamente 0.6 ºC por cada 100 m. de elevación, para el municipio de Villapinzón de acuerdo con lo reportado con el IDEAM se reporta una temperatura media mensual de 12ºC con valores máximos promedio mensual de 14ºC y mínimos promedio mensual de 10ºC[4].

5.2.2. Hidrología El municipio de Villapinzón cuenta con seis (6) cuencas formadas dentro del municipio, estas; son formadas básicamente en dos tipos de sistemas de paramo, la cresta del nacimiento del río Bogotá, en las veredas de Chasquez, Bosavita, Quincha y algunos vestigios del páramo de Pachancute en la vereda de Tibita. La quebrada la Tócola se forma en la cuchilla del Choque entre los municipios de Villapinzón, Chocontá y Machetá. La quebrada de la Joya, el Alisal y Cruz Colorada son pequeñas afluentes que drenan al río Albarracín; por ejemplo, el río Bogotá drena sus aguas en sentido sur occidental desde su nacimiento hasta el sitio llamado Pozo de la Nutria, donde cambia el curso dirigiéndose al occidente llegando Al casco urbano, para que finalmente gire hacia el sur y salir del municipio[3]. La zona es de gran importancia por constituir una estrella Fluvial de altos rendimientos ambientales y como regulador hídrico dado que tienen origen ríos y quebradas (río Bogotá y Guatanfur y sus fuentes tributarias) que contribuyen significativamente a nutrir y proveer:

Ecosistemas de páramo o alta montaña en sí, con alta diversidad. Zonas de asentamiento humano de todos los niveles a lado y lado del eje

cordillerano con altas tasas de demanda del recurso hídrico. Zonas de cultivos y ganadería de altos rendimientos establecidos en la

sábana de Bogotá y municipios circunvecinos.

Sistemas de uso masivo de agua para riego, industria y generación hidroeléctrica con destino a la zona más poblada del País.

Debido a que en la parte alta del municipio se encuentra ubicado el principal paramo de la región es catalogado con ubicación estratégica en la producción de agua de la región, además reporta buena oferta y producción de aguas superficiales. La vereda cuenta con parte del nacimiento de la quebrada del masato, que luego toma el nombre de quebrada quincha; de esta, se abastece el acueducto del casco urbano. Se encuentra entre el rio Bogotá y la quebrada quincha por tanto cuenta con recursos hídricos valiosos y suficientes. Las rondas de las quebradas están medianamente protegidas, observándose alta intervención cuando llegan al casco urbano [2,3].

5.2.3. Relieve Existe presencia de bosques alto andino en buen estado de conservación, los cuales, otorgan oportunidades de belleza paisajística con posibilidades de ecoturismo, una de sus debilidades son las altas pendientes que no son adecuadas para la mecanización y generan además mayor susceptibilidad a erosión hídrica, eólica y perdida de paisajes[4].

5.2.4. Cobertura. Dentro del municipio existe la presencia de bosque alto andino en buen estado de conservación cuyo objetivo primordial es incentivar hacia la protección, recuperación y conservación de los bosques nativos principalmente, mientras que; por otro lado, la debilidad con la cual cuenta es que la deforestación se realiza de manera extensiva destruyendo la gran mayoría de cobertura vegetal a raíz principalmente de la ampliación de la frontera agrícola, la cual destruye los bosques nativos con el fin de ser transformada en cultivo[4].

5.2.5. Uso de suelo.

La mayor fortaleza en cuanto este aspecto es que se poseen altos índices de producción se espera la posible validación de tecnología y diversificación de cultivos ya que es una de las grandes debilidades que no existe una planificación de los cultivos, lo cual conlleva a que se generalice un monocultivo, los posibles conflictos en el uso de suelo son la contaminación y la erosión del suelo[4].

5.3. Componente Social.

5.3.1. Población. La población en el municipio reporta espaciamiento adecuado según los recursos que se ofrecen en el mismo, fuerte ingreso de recursos económicos que facilitan el crecimiento demográfico, en especial de la población económicamente activa que es caracterizada como la población joven[4]. Dentro de las debilidades se reporta que aumenta la posibilidad de convertirse en un centro dormitorio para la ciudad de Bogotá por la cercanía que tiene con respecto a esta ciudad y al incremento de esta misma, por otro lado; no se dispone de una mayor infraestructura a nivel comercial que sustente las necesidades de una población económicamente activa en crecimiento[4].

5.3.2. Salud. La salud de los habitantes del municipio es reflejada en el perfil epidemiológico del centro de salud en un grupo etareo comprendido entre los 0-5 años de edad, la incidencia de la infección respiratoria aguda ocupa los primeros lugares, además se presentan afecciones dermatológicas ya que se produce resequedad y deshidratación de la piel expuesta como la cara y se presentan también dolores osteo-articulares producto del frio de la zona, los cuales generan la limitación funcional de quienes la padece[4]. Una de las mayores debilidades del sector salud es la infraestructura ya que se encuentran carencias en la ubicación y dotación de servicios como urgencias, área administrativa, materno infantil, saneamiento básico, lo cual representa para el usuario la pérdida del enfoque integral y credibilidad de la institución, por el contrario; se presenta autonomía en los recursos destinados a los programas en promoción y prevención, de las buenas prácticas en pro dela salud. Además, la adecuada red vial interna y la cercanía de Villapinzón a los demás municipios vecinos y a la capital fortalecen la atención de mayor complejidad[4].

5.3.3. Educación En el municipio el sector educación impulsa a la creación de la policía cívica local; fortalecimiento del cuerpo de bomberos y defensa civil y de los comités de vigilancia ciudadana, cuenta con instalaciones adecuadas y amplias para atender a los usuarios de manera cómoda y privada, además del trabajo coordinado con otras dependencias y entidades que tienen relación con el desempeño de las funciones de la inspección municipal tales como alcaldía, Secretaria de Gobierno, Personería, UMATA, CAR, C.T.I., Fiscalía, Juzgado promiscuo Municipal, entre otras. Una de las debilidades en el sector salud es la falta de continuidad en los programas de

control como la carencia de competencia y poder coercitivo para la preservación del orden público y más aún para la protección del medio ambiente[4].

5.3.4. Vivienda En el municipio, el sector de vivienda busca la planificación del desarrollo urbanístico y calidad de vivienda además de potenciar programas de cobertura para la vivienda de interés social, las viviendas en el casco urbano son amplias y confortables; por otro lado, la principal debilidad del sector es que no existe tratamiento alguno de las aguas residuales y se presenta hacinamiento en el área rural y se presentan además asentamientos subnormales con bajos niveles de calidad de vida[4].

5.3.5. Economía El municipio en el aspecto económico se basa en la producción de materias primas y alimentos para los grandes mercados que lo circundan y es el principal centro de acopio de alimentos (papa principalmente) y de carne de la región. Los municipios boyacenses adyacentes ven en este mercado ventajas comparativas que no encuentran en sus propios mercados, por lo cual allegan regularmente sus productos para ser expendidos allí al mayoreo durante los días de mercado. Dentro de sus fortalezas principales Villapinzón cuenta con una riqueza hídrica importante, ya que en su parte alta se da el inicio a la cuenca del rio Bogotá y que todas las veredas tienen vías de comunicación en un buen estado, además; se encuentra ubicado en un sitio estratégico para el departamento de Boyacá[4]. Algunas de las debilidades que se reconocen para el sector económico son: entre otras; la falta de conocimiento en cultivos alternativos, la baja productividad del sector pecuario por bajos niveles nutricionales y genéticos, el municipio depende en gran parte del cultivo de la papa[4].

5.4. Característica Socio-económica.

5.4.1. Agrícola.

En el aspecto agrícola la figura empresarial entorno a la papa se fortalece pues se presenta una alta generación de mano de obra con respecto a una gestión empresarial entorno a la papa, además los conocimientos tecnológicos de los agricultores y reconocimiento a nivel regional como productores de papa, se busca potencializar el centro de acopio para el cumplimiento de sus objetivos[4]. Al presentarse la figura del monocultivo de papa se pueden presentar inestabilidad de precios, lo que llevaría a la quiebra del municipio, junto con la intervención del páramo y paquetes tecnológicos con alto uso de insumos[4]. Por esto dentro de la finca de la cual fueron obtenidas las muestras se realizan cultivos de forma rotativa

entre papa y zanahoria, además de tener algunas zonas dedicadas plenamente a la ganadería.

5.4.2. Pecuario. Existe una producción lechera fuerte en la región además este mismo representa el sustento mayoritario de una familia, existe bajo nivel tecnológico que facilita una baja competitividad en el mercado por lo que las políticas nacionales no protegen a los pequeños productores[4].

5.4.3. Curtiembres. Las Curtiembres del sector aportan una buena oferta de empleo para el municipio por su calidad y seguridad laboral, lo cual promueve una mayor competitividad y sostenibilidad ambiental dentro del sector, como aspecto negativo se encuentran los impactos generados por el tratamiento artesanal de estas prácticas en la ronda del rio Bogotá desde su nacimiento. Además del desconocimiento del uso de tecnologías apropiadas[4].

6. MARCO TEÓRICO

6.1. Sustancia plaguicida

Un plaguicida se define como cualquier sustancia o mezcla de sustancias destinadas a prevenir, destruir o controlar cualquier plaga, incluyendo los vectores de enfermedades humanas o de los animales, las especies no deseadas de plantas o animales que causan perjuicio o que interfieren de cualquier otra forma en la producción, elaboración, almacenamiento, transporte o comercialización de alimentos, productos agrícolas, madera, alimentos para animales o que pueden administrarse a los animales para combatir insectos, arácnidos u otras plagas en o sobre sus cuerpos [9]. La mayoría de las sustancias plaguicidas responden a una cinética ambiental, que es el movimiento de una partícula tóxica, contaminante a través del aire, agua, suelo y biota, así como las denotaciones en sus interacciones y modificaciones en cada uno de estos ámbitos son objeto de estudio. Pues el contaminante que es incorporado al ambiente se dispersa en el medio e interactúa con los elementos pertenecientes a él de manera no selectiva, transportándose por los límites del medio, propagándose de ésta forma; siendo susceptible a transformaciones o degradaciones[5].

6.1.1. Clasificación de los plaguicidas: Los plaguicidas se pueden clasificar de acuerdo al organismo al cual controlan, según su grupo químico o ingrediente activo al que forman parte o debido a su persistencia en el ambiente. La tabla 1 presenta una clasificación delos plaguicidas de acuerdo al tipo de organismo que controlan: Tabla 1.CLASIFICACIÓN DE PLAGUICIDAS SEGÚN ORGANISMO QUE CONTROLA.

TIPO DE ORGANISMO

DESCRIPCIÓN

Insecticida Controla los insectos

Acaricida Controla los ácaros

Fungicida Controla los hongos y las levaduras

Herbicida Controla la hierba y la maleza

Nematocida Controla los nematodos

Rodenticidas Controla los roedores

Moluscocidas Controla los moluscos

Ovicidas Controla los huevos de los insectos y los ácaros

Bactericida Controla las bacterias

Fuente: Autores con base de información del Centro de Investigación y Asistencia técnica -Barcelona

La tabla 2 presenta la clasificación de los plaguicidas de acuerdo al grupo químico del principio activo del cual disponen:

Tabla 2.CLASIFICACIÓN DE PLAGUICIDAS SEGÚN GRUPO QUÍMICO DEL PRINCIPIO ACTIVO.

INSECTICIDAS HERBICIDAS FUNGICIDAS RODENTICIDAS

Organoclorados Dinitrofenoles Compuestos de cobre, azufre

Inorgánicos

Organofosforados Triazinas Fenoles Cumarinas/ Indandionas

Carbamatos Ácidostricloroaceticos Bencenos sustituidos Convulsivos

Piretroides Compuestos clorofenilicos

Tiocarbamatos Colecalciferol

Otros Paracuant, diquat Tioftalimidas

Fuente: Autores con base de información del Centro de Investigación y Asistencia técnica –Barcelona.

Finalmente, la tabla 3presenta la clasificación de los plaguicidas de acuerdo a su persistencia en el ambiente en el cual se encuentran: Tabla 3. CLASIFICACIÓN DE PLAGUICIDAS SEGÚN SU PERSISTENCIA EN EL AMBIENTE.

PERSISTENCIA EN EL MEDIO AMBIENTE TIEMPO DE DURACIÓN Ligeramente persistentes Menor a 4 semanas

Poco persistentes Entre 4 y 26 semanas

Moderadamente persistentes Entre 27 y 52 semanas

Altamente persistentes Mayor a 1 y menor a 20 años

Permanentes Mayor a 20 años


6.1.2. Parámetros Toxicológicos

Los plaguicidas debido a que son sustancias químicas peligrosas se clasifican según el grado de toxicidad representando el peligro potencial para el ser humano; la tabla 4 muestra 4 clases de toxicidad, donde se representa desde el mayor hasta el menor peligro de las sustancias.

Tabla 4.CLASIFICACIÓN DE PLAGUICIDAS SEGÚN SU TOXICOLOGÍA.

Categoría toxicológica Emblema Advertencia Iextremadamente peligroso Calavera ¡Peligro!Veneno

IIAltamente tóxico Calavera ¡Cuidado!Veneno

IIIModeradamente tóxico No aplica ¡Cuidado!

IVLigeramente tóxico No aplica Precaución.

Fuente: Autores con base de información del Centro de Investigación y Asistencia técnica -Barcelona La tabla 5 representa las concentraciones recomendadas por la OMS clasificándolas en franjas de peligro según la ingesta de la sustancia y el color que deberá llevar la etiqueta de estas.

Tabla 5.TOXICIDAD AGUDA EN LOS PLAGUICIDAS.

TOXICOLOGIA

Franja Inferior Etiqueta Color

DL50 Aguda (Ratas) CL50 Aguda (Ratas)

Via Oral Via Dermal Por inhalación

Solidos Líquidos Sólidos Líquidos Vapor y gases

Aerosoles

Solidos Líquidos

mg/kg2 mg/kg2 mg/kg2 mg/kg2 p.p.m. mg/litro3 p.p.m.

Rojo 5 o menos

20 o menos 10 o menos 40 o menos

50 o menos

Menos de 0.5

Amarillo Entre 5 y 50

Entre 20 y 200

Entre 10 y 100

Entre 40 y 400

Entre 50 y 200

Entre 0.5 y 2.0

Azul Entre 50 y 500

Entre 200 y 2000

Entre 100 y 1000

Entre 400 y 4000

Entre 200 y 1000

Entre 2.1 y 10

Verde Mayor a 500

Mayor a 2000

Mayor a 1000

Mayor a 4000

Mayor a 1000

Mayor a 10.0

Fuente: Autores con base de información del Centro de Investigación y Asistencia técnica –Barcelona.

6.1.3. Característica de toxicidad Según establece la corporación regional de Risaralda la característica que hace a un residuo toxico es aquel que en virtud de su capacidad de provocar efectos biológicos indeseables o adversos puede causar daño a la salud humana y/o al ambiente. Además, se considera residuo tóxico cuando al realizar el Test de lixiviación este contiene uno o más de las sustancias que se presentan a continuación en concentraciones mayores a las establecidas en la tabla 6[6].

Tabla 6. CONCENTRACIÓN MAXIMA DE CONTAMINANTES PARA PRUEBA DE TCLP.

CONTAMINANTE NUMERO CAS1

NIVEL MAX PERMISIBLE EN EL LIXIVIADO (mg/L)

CONTAMINANTE NUMERO CAS1

NIVEL MAX. PREMISIBLE EN EL LIXIVIADO (mg/L)

Arsénico 7440-38-2 5.0 Hexaclorobutadieno 87-68-3 0.5

Bario 7440-39-3 100.0 Hexacloroetano 67-72-1 3.0

Benceno 71-43-2 0.5 Plomo 7439-92-1 5.o

Cadmio 7440-43-9 1.0 Lindano 58-89-9 0.4

Tetracloruro de carbono

56-23-5 0.5 Mercurio 7439-97-6 0.2

Clordano 57-74-9 0.03 Metoxiclor 72-43-5 10.0

Cloro benceno 108-90-7 100.0 Metil etil cetona 78-93-3 200.0

Cloroformo 67-66-3 6.0 Nitrobenceno 98-95-3 2.0

Cromo 7440-47-3 5.0 Pentaclorofenol 87-86-5 100.0

o-cresol 95-48-7 200.0 Piridina 110-886-1 5.0

m- cresol 108-39-4 200.0 Selenio 7782-49-2 1.0

p-cresol 106-44-5 200.0 Plata 7440-22-4 *5.0

Cresol - *200.0 Tetracloroetileno 127-18-4 0.7

2,4-D 94-75-7 10.0 Toxafeno 8001-35-2 0.5

1,4-Diclorobenceno 106-46-7 7.5 Tricloroetileno 79-01-6 0.5

1,2-Diclorometano 107-06-2 0.5 2,4,5-Triclorofenol 95-95-4 400.0

1,1-Diclorometileno 75-35-4 0.7 2,4,6-Triclorofenol 88-06-2 2.0

2,4-Dinitrotolueno 121-14-2 *0.13 2,4,5-TP (silvex) 93-72-1 1.0

Endrin 72-20-8 0.02 Cloruro de vinilo 75-01-4 0.2

Hexaclorobenceno 118-74-1 *0.13


A pesar de no ser enlistado el carbosulfan como uno de los contaminantes con la concentración necesaria para realizar la prueba de TCLP, ha sido catalogado con clase II en toxicología. Es por esto que el carbosulfan demuestra ser apropiado para la realización de esta prueba, ya que se realiza para la determinación de la característica de toxicidad en los residuos peligrosos.

6.1.3.1. Carbosulfan. La EPA especifica que el carbofurán y carbosulfan hacen parte de la familia química de los carbamatos, estos se definen como compuestos orgánicos derivados del ácido carbámico (NH2COOH). Dentro de los carbamatos se incluyen un grupo de pesticidas artificiales desarrollados principalmente para controlar las poblaciones de insectos plaga ya que causan carbamilación reversible de la enzima acetilcolinesterasa, lo que permite la acumulación de acetilcolina, la sustancia neuro-mediadora en las uniones neuro-efectoras parasimpáticas, en las uniones mioneurales del músculo esquelético y en los ganglios autónomos (efectos nicotínicos), así como en el cerebro (efectos en el sistema nervioso Central); esta sustancia corresponde al ingrediente activo utilizado en plaguicidas[7,5].

6.1.3.2. Ingrediente activo

El ingrediente activo se define como el componente de una formulación química responsable de la actividad biológica que se espera del producto. así, el carbosulfánes el ingrediente activo utilizado a menudo en la agricultura para el control de plagas en los cultivos y para el tratamiento contra los mosquitos resistentes a los piretroides(ver Anexo (2)), como un metabolito del carbofuran ya que este ha sido restringido para su uso[5,8].

6.1.4. Propiedades físicas ambientales. El carbosulfan es rápidamente degradado en suelos de pH neutro, es decir; posee una vida media aproximada de 5 días. El rango de degradación se incrementa conforme el pH decrece, su principal producto de degradación es el Carbofuran con un periodo de degradación más lento ya que cuenta con 50 días de vida media. El Carbosulfan es hidroliticamente inestable en ácido, con una estabilidad que se incrementa al aumentar el pH[7].

6.1.5. Toxicidad ambiental. Generalmente la exposición a las sustancias toxicas debe advertir que existen dosis sin efectos observables debido a que en muchos casos las consecuencias de una o repetidas exposiciones no se manifiestan exteriormente o solo lo hacen después de cierto tiempo.

Con una CL50 valuada entre 7.6 y 56 µg/l a peces y artrópodos acuáticos en el laboratorio, carbosulfan es considerado altamente tóxico, se debe tener cuidado de no contaminar ambientes acuáticos, también se considera altamente tóxico a aves acuáticas y pájaros tiene una DL50viaoral de 15mg/Kg y moderadamente tóxico a aves terrestres con DL50 de 104 mg/kg. El carbosulfan es fácilmente metabolizado y esto se debe principalmente a que es rápido inhibidor de la acetilcolinesterasa, pueden ocurrir síntomas sub-letales rápidamente por sobreexposición[7].

6.1.6. Efectos sobre la salud

Los efectos por sobreexposición, pueden ser resultado de la ingestión, inhalación o el contacto con la piel u ojos. Las condiciones de humedad alta y/o temperaturas elevadas pueden favorecer la absorción por la piel incrementar la toxicidad. Los síntomas por sobreexposición incluyen dolor de cabeza, mareo, manchado abdominal, náuseas, salivación, visión borrosa, pupilas dilatadas, amoratamiento de la piel, convulsiones, temblor y coma[7]. La afectación sobre la salud humana, radica principalmente, en la afectación sobre el sistema nervioso central (SNC), más específicamente en una reducción significativa de la sustancia acetilcolinesterasa. La cual es encargada en el

organismo de hidrolizar al neurotransmisor de la acetilcolina, sustancia liberada durante el proceso de sinapsis entre neuronas ante un estímulo externo[8]. La regulación de la acetilcolinesterasa en el cuerpo humano garantiza el óptimo funcionamiento de las funciones cognitivas de las personas; por lo que la modulación, como maniobra terapéutica, de la misma genera sobre los pacientes afectados con enfermedades del sistema nervioso central (SNC) como Alzheimer, una mejora en la respuesta a estímulos y control sobre extremidades del cuerpo[9]. Los efectos tóxicos de la sustancia plaguicida, sobre el cerebro pueden ser estructurales, como cambios crónicos en los orgánelos celulares o funcionales, y alteraciones sensoriales y motoras; aunque no es letal su efecto sobre la salud humana, la acetilcolinesterasa es la principal afectada. Genera un deterioro cognitivo leve pero progresivo que radica en pérdida de memoria presentando dificultades para recordar lo ocurrido de forma reciente o los nombres de personas que conocen, incluso presentan dificultades en el lenguaje y el pensamiento. Además, produce una contracción muscular interminable por todo el cuerpo; es decir que el sistema nervioso central (SNC) encargado de controlar movimientos involuntarios pierde su capacidad, así mismo sucede con: el cerebro, quien controla gran parte de los movimientos voluntarios, entra en detrimento de su capacidad global y finalmente la capacidad de la médula espinal de controlar los reflejos, se ve afectada [12,13].

6.2. Técnica TCLP: El procedimiento de extracción -EP- se diferencia con respecto al procedimiento de la característica de toxicidad de un lixiviado –TCLP- debido a que el método EP inicialmente requiere de un ajuste continuo de pH para permitir el análisis de las muestras de residuos industriales, mientras que el método TCLP permite evaluar la movilidad de contaminantes orgánicos y requiere solamente el uso de la solución lixiviante para nivelar el pH. La EPA estructura el método 1311 para la aplicación de la técnica TCLP mediante proceso de lixiviación; para esto, se tendrá en cuenta la presentación del carbamato como Carbosulfan el cual es utilizado en cultivos [10], principalmente de papa en el sector de Villapinzón Cundinamarca ya que es un metabolito del plaguicida Carbofuran altamente utilizado y prohibido en el mercado. Además, se tiene en cuenta que esta técnica es utilizada principalmente para residuos tóxicos, definiéndolos como sustancias que pueden producir algún efecto nocivo sobre un ser vivo, alterando sus equilibrios vitales. Estos, muchas veces cuentan con la presencia de adyuvantes que son sustancias añadidas con el fin de aumentar su inmunogenecidad y eficacia [11,12]. La técnica TCLP, permite conocer la lixiviación potencial de las sustancias orgánicas peligrosas de los vertederos, la cual realiza inicialmente una determinación de

porcentaje de sólidos en la fase liquida, reducción de tamaño de las partículas sólidas, separación de sustancias lixiviantes mediante extracción durante 18 horas con una disolución determinada mediante el pH de la muestra, esta sustancia extractante imita la sopa acida que se genera en los vertederos debido a la descomposición de los residuos orgánicos[13]. 6.3. DQO Según el IDEAM define que la Demanda Química de Oxígeno (DQO) como el determinante de la cantidad de oxígeno requerido para oxidar la materia orgánica en una muestra de agua, bajo condiciones específicas de agente oxidante, temperatura y tiempo. Las sustancias orgánicas e inorgánicas oxidables presentes en la muestra, se oxidan mediante reflujo cerrado en solución fuertemente ácida (H2SO4) con un exceso de dicromato de potasio (K2Cr2O7) en presencia de sulfato de plata (Ag2SO4) que actúa como agente catalizador, y de sulfato mercúrico (HgSO4) adicionado para eliminar la interferencia de los cloruros. Después de la digestión, el K2Cr2O7 remanente se titula con sulfato ferroso amoniacal para determinar la cantidad de K2Cr2O7 consumido. La materia orgánica se calcula en términos de oxígeno equivalente. Para muestras de un origen específico, la DQO se puede relacionar empíricamente con la DBO, el carbono orgánico o la materia orgánica[14]. Debido a que el plaguicida es una sustancia agroquímica puede llegar a adicionar componentes químicos al suelo ocasionando que la cantidad de materia orgánica que el suelo no puede degradar aumente, por lo tanto: aumenta la DQO. Esto hace que el suelo sea contaminado por medio de un lixiviado compuesto principalmente por residuos peligrosos, lo que facilita su movilidad hacia cuerpos de agua cercanos.

7. MARCO NORMATIVO

7.1. Normativa Internacional

La tabla 7 presenta la normativa existente con respecto al tema de residuos peligrosos y/o sustancias plaguicidas.

Tabla 7.NORMATIVA INTERNACIONAL

Norma Detalle Descripción

Convenio de Estocolmo & Rotterdam.

Traspaso de sustancias tóxicas persistentes y bioacumulables.

Procura eliminar o restringir la producción y utilización de todos los contaminantes orgánicos persistentes producidos intencionalmente (es decir, los productos químicos y los plaguicidas de fabricación industrial); este, recomienda incluir el carbofurán y derivados carbamatos como el carbosulfan dentro de la lista de Compuestos orgánicos persistentes debido a sus prohibiciones existentes dentro de Europa y su posterior prohibición en Estados Unidos, actualmente no se encuentra incluido en el listado; mientras que el convenio de Rotterdam estipula que los países que importan este plaguicida son quienes deben restringir el uso del plaguicida mediante el uso del consentimiento fundamentado previo (CFP) [5].

Manual Técnico Andino para el Registro y Control de plaguicidas Químicos de uso Agrícola

Creación del manual técnico Andino

Los países miembros aceptan adoptar los protocolos y procedimientos de evaluación y registro para agroquímicos, plaguicidas antes de ser comercializados en los mismos; siempre encaminado a la eficacia de la producción agronómica, salvaguardando la salud humana y deterioro del recurso ambiental. Finalmente, Colombia, como país miembro de la Secretaría General de la Comunidad Andina adopta la Decisión 436 por medio de la resolución 630 de 2002[15].

Convenio de Basilea sobre el control de los movimientos transfronterizos de los desechos peligrosos y su eliminación (Naciones Unidas 1989).

Movimiento transfronterizo de desechos peligrosos.

Las Organización de las Naciones Unidas consciente de que los desechos peligrosos y otros desechos y sus movimientos transfronterizos pueden causar daños a la salud humana y al medio ambiente y el peligro creciente que para la salud humana y el medio ambiente representan la generación y la complejidad cada vez mayores de los desechos peligrosos y otros desechos, así como sus movimientos transfronterizos. Colombia aprueba el presente convenio mediante la ley 253 de 1996[16].

Fuente: Autores con base de información de legislación Internacional.

7.2. Normativa nacional La tabla 8 presenta una descripción de la normativa nacional que controla el tema de residuos peligrosos. Tabla 8. NORMATIVA NACIONAL

Norma Quien lo emite

Descripción

Decreto 775 de 1990

Ministerio de Salud

Disponer como Autoridad nacional competente del objeto de control y vigilancia epidemiológica respecto al uso de agroquímicos que se caractericen por inhibir la proliferación y existencia de plagas en cultivos, plaguicidas. Por lo que deberá efectuarse con el fin de evitar que se generen efectos adversos a la salud de la sociedad, sanidad animal y vegetal o deterioren el recurso ambiental. [17]. El uso e implementación de este tipo de agroquímicos, también es competencia del Ministerio de Salud, en papel de la autoridad nacional competente (ANC), de acuerdo a lo estipulado en la ley 09 de 1979 y el decreto 2811 de 1974.

Ley 822 de 2003

Instituto Colombiano Agropecuario (ICA).

Establecer todos los requisitos y procedimientos concordados para el registro, control y venta de agroquímicos genéricos en Colombia, esto incluye sus grupos técnicos y principios activos; con el objetivo de minimizar el impacto sobre la salud humana y/o sobre el medio ambiente. El Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) será la autoridad nacional competente, encargado de asegurar el desarrollo de procedimientos de control de los agroquímicos con fines agrícolas de acuerdo a la presente ley[18].

Resolución 3759 de 2003

Instituto Colombiano Agropecuario (ICA).

Establecer las directrices técnicas para los requisitos y procedimientos del registro y control de agroquímicos, plaguicidas así mismo estableciendo los requisitos de registro de fabricantes, formuladores, importadores, exportadores, envasadores y distribuidores. Se determinan a su vez los plazos y trámites para el otorgamiento del registro nacional correspondiente, adjudicado por la Autoridad Nacional competente (ANC), que para estas disposiciones es el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA).[19].

Decreto 4741 de 2005

Presidencia de la Republica de Colombia.

Reglamenta parcialmente la prevención y el manejo de los residuos o desechos peligrosos generados en el marco de la gestión integral, incluye un plan de gestión de Devolución de productos pos consumo para retorno a la cadena de producción- importación-distribución-comercialización, de plaguicidas en desuso, sus envases o empaques y los embalajes que se hayan contaminado con las sustancias plaguicidas, con un plazo máximo de presentación del plan de 6 meses, con código y4 este[20]. Desarrollado parcialmente por la Resolución 1402 de 2005 del ministerio de ambiente.

Resolución 2674 de 2013

Ministerio de Salud y Protección Social

Se establecen los requisitos sanitarios de obligatorio cumplimiento que deben cumplir las personas jurídicas y/o naturales, estipulado por el ministerio de Salud y Protección Social. Las personas o entes que realicen actividades de fabricación, procesamiento, preparación, envase, almacenamiento, transporte, distribución y comercialización de alimentos y materias primas de alimentos y los requisitos para la notificación, permiso o registro sanitario de los alimentos; con el fin de proteger la vida de la sociedad y el deterioro de la calidad ambiental del recurso [21]

Fuente: Autores con base de información de la legislación colombiana.

8. METODOLOGIA

El presente estudio permitió la obtención de datos de tipo experimental sobre el posible comportamiento y los residuos de sustancias plaguicidas potencialmente peligrosas de un cultivo de papa en Villapinzón Cundinamarca. Se realizó con el fin de proporcionar información relevante del impacto que las sustancias plaguicidas pueden generar. Para el desarrollo de este, se tuvo en cuenta dos fases; inicialmente la fase preliminar permitió la recolección y la preparación de las muestras; posteriormente la fase experimental se basó en la técnica de laboratorio TCLP y el análisis de esta, como se muestra en la ilustración 3.

Ilustración 3. Diagrama de bloques metodología.

Fuente: Autores.

8.1. Fase preliminar.

La elaboración del presente ensayo inicio a partir de la recolección de las muestras, siguiendo como método el suministrado por el IGAC en su guía de recomendaciones para la toma de muestras para análisis en el laboratorio nacional de suelos, el cual consistió en la realización del muestreo en zigzag, tomar entre unas 15 y 20 sub-muestras a lo largo y ancho del terreno con aproximadamente 25 cm de altura desde la superficie hasta el fondo del suelo, que finalmente se mezclan en un balde o lona hasta llegar a obtener una muestra compuesta homogénea, de la cual; se empaca aproximadamente 1Kg en tubos de PVC que no hayan sido usados con anterioridad, finalmente se rotuló el empaque teniendo en cuenta que este mismo, no esté en contacto directo con cada una de las muestras de suelo a analizar[22]. La tabla 9 evidencia tres muestras tomadas en campo para las cuales se tuvo en cuenta el protocolo anteriormente descrito. Tabla 9.MUESTRAS REALIZADAS EN CAMPO.

Nombre de muestra Descripción.

Cultivo1

Consiste en el suelo de cultivo de papa para el cual es utilizado el plaguicida carbosulfan, por ende se determinó que este suelo está contaminado con la sustancia plaguicida.

Cultivo 2 Suelo de cultivo que se caracterizó por pertenecer al mismo cultivo, pero no tenía aplicación de la sustancia plaguicida.

Suelo Virgen Suelo que no ha sido utilizado en alguna actividad.

Fuente: Autores. Una vez concluida la etapa de la toma de muestras, se almacenaron en tubos de PVC sellados con tapa en cada extremo de 25cm de largo con un diámetro de 3 pulgadas y se mantuvieron a temperatura ambiente y sin luz directa, con el fin de evaluar parámetros físico-químicos tales como; densidad aparente y densidad real se realizó a partir de la prueba de picnómetro, humedad relativa del suelo, textura y plasticidad mediante el método de los límites de Aitteberg, para cada una de las muestras.

8.1.1. Determinación de densidad en suelo. La densidad de las partículas o densidad real, corresponde a el peso de la unidad de el volumen de los sólidos presente en el suelo, esta; se determina obteniendo el peso seco de la muestra del suelo y el volumen ocupado de los sólidos[24] (ver Ecuación (6.1)); el cual, se obtendrá a partir del área de aplicación de la sustancia y la profundidad a la que llega la sustancia después de ser aplicada en el suelo (ver Ecuación (6.2)).

D. R. =peso de los sólidos de la muestra o peso seco

Volumen de los sólidos de la muestra

Ecuación 6. 1 Densidad real.

𝑉 =𝑎𝑟𝑒𝑎

𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑

Ecuación 6. 2 Volumen.

La densidad aparente es uno de los indicadores importantes en la evaluación y el seguimiento de la calidad de un suelo, esta se define como: “la masa de suelo seco en una determinada unidad de volumen edáfico (solidos + poros)”. obtenidos para el cálculo de las densidades de las muestras de suelo

En laboratorio se realizó el experimento a partir del método del cilindro, el cual consiste en emplear un muestreador metálico en forma de cilindro cuyo volumen es conocido, dentro del cual se introdujo una porción de suelo, enrasando los bordes del cilindro. Según el manual de suelos guias de laboratorio y campo de la Universidad de la Salle. Se ejecutó la siguiente ecuación 6.3 Densidad aparente, para las diferentes tipificaciones del suelo:

𝐷𝐴 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 + 𝑡𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜

𝑉𝑜𝑙ú𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑑𝑟𝑜

Ecuación 6. 3Densidad aparente.

La tabla 10 presenta los resultados correspondientes a las densidades de cada una de las muestras de suelo a analizar.

Tabla 10.DENSIDADES DE LAS MUESTRAS.

Suelo Volumen (cm3)

Densidad Aparente (g/cm3

Densidad Real (g/cm3)

Cultivo 2 1000 0,845 1,02

Cultivo 1 1000 0,979 1,17

Virgen 1000 0,609 0,84

Fuente: Autores.

8.1.2. Calculo de la humedad. La determinación del porcentaje de humedad en el suelo, por su parte, se realizó teniendo en cuenta la fórmula de porcentaje de humedad (Ver Ecuación (6.4))

%𝐻 = [𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑜𝑛 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑜 − 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑜𝑛 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑜𝑛 𝑐𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 − 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 ] 𝑥100

Ecuación 6. 4 porcentaje de humedad.

La tabla 11 presenta el porcentaje de humedad de las muestras.

Tabla 11. PORCENTAJE DE HUMEDAD DE LAS MUESTRAS.

Suelo cultivo 1 Suelo cultivo 2 Suelo Virgen

%H 61.78 21.19 28.65

Fuente: Autores.

8.1.3. Cálculo de la textura.

Para realizar el cálculo de la textura se analizó mediante la metodología de Bouyoucos o del hidrómetro, por medio de esta; se realizó la medida de dos lecturas significativas del hidrómetro, para cada uno de los tres tipos de suelo, la primera a los 40 segundos y la segunda transcurrido 2 horas. El objetivo de esta técnica se basa en realizar el análisis del porcentaje de arenas (Ver Ecuación (6.4)), porcentaje de arcilla (Ver Ecuación (6.5)), y finalmente el porcentaje de limos (Ver Ecuación (6.6)); con el fin de ubicar la clase textural de cada una de las muestras de suelo.

%𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (𝐴) = 100 − [𝐿𝑐 40"

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜] 𝑥100

Ecuación 6. 5 porcentaje de arenas

%𝐴𝑟𝑐𝑖𝑙𝑙𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 (𝐴𝑟) = [𝐿𝑐 2ℎ

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜] 𝑥100

Ecuación 6.6 porcentaje de arcilla

%𝐿𝑖𝑚𝑜𝑠 (𝐿) = 100 − (%𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎𝑠 + % 𝐴𝑟𝑐𝑖𝑙𝑙𝑎𝑠) Ecuación 6. 7 porcentaje de limos

La tabla 12 corresponde a la corrección de las lecturas del hidrómetro, realizadas teniendo en cuenta la temperatura y el factor de corrección registrados. Tabla 12. CORRECCIÓN DE LAS LECTURAS.

Suelo cultivo 1 Suelo cultivo 2 Suelo virgen

Temperatura 18.4 18.5 18.6

Lectura 40” 12 12 8

Lectura corregida 11,82 11,83 7,85

Temperatura 18.8 18.8 18.9

Lectura 2h 3 4 12

Lectura corregida 2h 2,87 3,87 11,88

Fuente: Autores.

Luego se obtuvo los valores presentados por medio de la tabla 13 de relación de texturas para cada una de las muestras a analizar, esta se realizó con respecto a las lecturas corregidas. Tabla 13.METODO DE BOUYOUCOS.

Muestra % Arenas % Arcilla % Limo

Suelo Cultivo 1 59,30 2,87 37,83

Suelo Cultivo 2 54,07 3,87 42.06

Suelo Virgen 65,10 11,88 23,02

Fuente: Autores.

8.1.4. Calculo de plasticidad. La propiedad física de los suelos de plasticidad se encuentra determinada por el valor generado a partir del índice de plasticidad (I.P.), por lo que ésta, se define como el rango de humedades en el que el suelo tiene un comportamiento plástico; expresado de la siguiente forma (Ecuación 6.8 Índice plástico):

𝐼𝑃 = 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 − 𝐿í𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑒𝑙á𝑠𝑡𝑖𝑐𝑜 Ecuación 6.8 Índice plástico

El valor del índice de plasticidad (I.P.), una vez determinado relaciona con la facilidad de manejo del suelo, y con el contenido y tipo de arcilla presente en el suelo. Se analiza si el suelo posee baja o alta plasticidad, bajo el siguiente criterio:

I.P. < 10 – Indica una baja plasticidad I.P. > 10 – Indica una alta plasticidad

Además, de acuerdo a las expresiones matemáticas (ecuación 6.8), el I.P. está expresado en función de la determinación práctica en laboratorio de los límites líquidos y plásticos. El procedimiento de laboratorio normalizado en que una mezcla de suelo y agua, capaz de ser moldeada, se deposita en la Cuchara de Casagrande, y se golpea consecutivamente contra la base de la máquina, haciendo girar la manivela, hasta que la zanja que previamente se ha recortado, se cierra en una longitud de 12 mm (1/2"). Si el número de golpes para que se cierre la zanja es 25, la humedad del suelo (razón peso de agua/peso de suelo seco) corresponde al límite líquido. Dado que no siempre es posible que la zanja se cierre en la longitud de 12 mm exactamente con 25 golpes. Por lo que la tabla 14 presenta los resultados obtenidos durante el laboratorio de plasticidad en las muestras.

Tabla 14. RESULTADOS LABORATORIO DE PLASTICIDAD.

SUELO VIRGEN SUELO CULTIVO 1 SUELO CULTIVO 2

Número de golpes

11 16 16 16 23 28 17 13 15

Peso Recipiente

7,25 7,3 7,32 7,19 7,15 7,2 7,35 7,22 7,26

Peso Muestra

27 30,3 39,91 27,3 36,35 36,04 30,76 39,64 23,39

Peso Seco

22,5 25,4 30,62 19,27 24,59 24,38 24,32 30,8 18,99

Fuente: Autores. Para lo cual se generó la siguiente tabla (tabla 15), la cual relaciona los resultados laboratorio de plasticidad de las muestras: Tabla 15. PLASTICIDAD EN LAS MUESTRAS.

SUELO VIRGEN SUELO CULTIVO 1 SUELO CULTIVO 2

Límite líquido

2,07 3.31 0.83

Límite plástico

4.15 6.73 1.54

Índice plástico

-2.08 -3.42 -0.71

Fuente: Autores. 8.2. Fase experimental La fase experimental del presente proyecto se llevó a cabo en el Laboratorio Instrumental de alta complejidad de la universidad de La Salle, el cual cuenta con los equipos necesarios para el análisis de proyectos de investigación, entre otros; una vez concluida la fase preliminar, se realizó el experimento con el TCLP en las muestras, adicionando dos casos; el primero de ellos consistió en hacer el análisis al plaguicida y finalmente una simulación de la concentración utilizada por parte del cultivador (según datos suministrados por este), y fueron sometidos a un tiempo de extracción del lixiviado de 20 horas, según lo recomendado en el método 1311 de la EPA [23]. Finalmente se introdujeron los lixiviados extraídos al termoreactor con el fin de realizar el análisis de DQO y así determinar la materia orgánica presente.

8.3. Equipos y materiales de laboratorio. Las muestras serán sometidas a separación por medio de centrifugación; para la cual se debe utilizar un equipo de agitación marca YLK, modelo YKZ-06-2, capaz de producir una rotación total del recipiente de extracción; este debe girar con una velocidad angular de 30 ± 2 revoluciones por minuto[23], tal como se muestra en la siguiente ilustración.

Ilustración 4.equipo de agitación TCLP.

Fuente: Autores Los recipientes que se deben utilizar en la extracción del líquido lixiviado para materiales volátiles son recipientes de extracción sin estado libre ya que estos se caracterizan por no dejar espacio libre sobre la mezcla en extracción (formada por la solución lixiviante y la fase sólida del residuo); deben poseer capacidad para contener un volumen entre 500 y 600ml de mezcla, y estar equipados para contener un filtro de 90-100mm de diámetro y sus uniones deben poseer sistema de sellado con anillos-O

ilustración 5. Botella de extracción ZHE

Fuente: Autores

Es preciso tener en cuenta que para la filtración se deben utilizar filtros dentro de la botella de extracción marca YLK ZHE, referencia YKH-01 y los aparatos de filtración y extracción deben ser construidos en materiales inertes que no lixivien o absorban componentes del residuo tales como el acero inoxidable, teflón o vidrio[23]. Algunos se presentan a continuación:

Ilustración 6 filtro de fibra de vidrio

Fuente:Autores

El medidor de pH marca hanna es un medidor de bolsillo multiparametrico especialmente diseñado para cultivos hidropónicos, es necesario tener en cuenta que el instrumento para medir el pH posea un rango de pH de 0 a 14 ya que este debe tener una exactitud de ±0.05 unidades de pH a 25°C.

Ilustración 7. medidor de pH

Fuente: Autores.

Algunos otros materiales son necesarios para realizar el procedimiento de laboratorio tales como balanza de laboratorio de tipo analítico con una exactitud de ± 0.01 gramos, Erlenmeyer de vidrio de 500ml.

Ilustración 8. balanza analítica y Erlenmeyer

Fuente: Autores 8.4. Extracción del líquido lixiviado mediante procedimiento TCLP.

8.4.1. Determinación del porcentaje de solidos:

Para la determinación de los sólidos presentes; se pesaron por medio de balanza analítica 100 gramos de cada uno de los tres tipos de suelo marcándolos y clasificándolos como suelo virgen, suelo cultivo 1 (suelo impactado con el plaguicida) y finalmente el suelo cultivo 2 (suelo de cultivo tomado antes de ser impactado el plaguicida). Luego, se realizó el proceso de filtración al vacío, para lo cual se utilizó una bomba de vacío de 220 psi (libras por pulgada cuadrada), cuyo objetivo era determinar el líquido presente en las muestras de suelo, se realizó el montaje para filtración con un embudo tipo bushner y filtros de fibra de vidrio de 0,45 micras. Finalmente se introdujo cada tipo de suelo, dejándolo filtrar por un lapso de tiempo de entre 15 y 20 minutos obteniendo así, como resultado final un porcentaje de sólidos en cada tipo de suelo de 100%, esto se dedujo debido a que como se muestra en la figura 8 no se obtuvo ninguna parte liquida producto de la filtración anteriormente realizada. (Ver ilustraciones en Anexo 3).

8.4.2. Extracción del lixiviado

En primer lugar, corresponde la determinación y preparación de la solución lixiviante que será utilizada durante el procedimiento de extracción, esta solución es especificada por el método 1311 de la EPA, la cual contiene 5.7ml de ácido acético glacial y 64,3 ml de Hidroxido de sodio teniendo en cuenta que el pH deberá ser de 4,93 ± 0,05 para la determinación de sustancias plaguicidas no volátiles (Ver anexo 4).

Luego de realizar la determinación del contenido de solidos se procede con la extracción mediante el uso del equipo TCLP, para el cual se realizó reducción de tamaño de las partículas de cada uno de las muestras de suelo por medio de un mortero para que a su vez logre atravesar por un tamiz de 0.25 pulgadas. Se pesaron 20 gramos de cada una de las muestras ya que estas iban a ser sometidas al test de lixiviación; para el cual, se realizó la impactación del suelo virgen con la sustancia plaguicida realizando la dilución de 0.3ml de plaguicida en presentación líquida a 30 ml de agua para análisis, y se impactó a 1.250gramos de suelo virgen teniendo en cuenta los siguientes cálculos:

Ilustración 9 Impactación de la muestra

Fuente: Autores

Para realizar el montaje en el equipo se establece que en cada uno de los envases del equipo se colocaran la solución lixiviante en relación 20:1 lo cual quiere decir que por cada gramo de suelo se colocara 20 veces la solución lixiviante correspondiente.

Ilustración 10 montaje experimental

Fuente: Autores

Luego de hacer el montaje se coloca el equipo a girar durante 20 horas para finalmente obtener el lixiviado y llevar a análisis de DQO. En la determinación de la materia orgánica se le realizo filtración por medio de uso de la botella de extracción y de filtración por embudo bushner a cada una de las muestras obtenidas anteriormente con el fin de reducir al máximo las partículas de tamaño aun existentes en el lixiviado. Luego de obtenidas las sustancias correspondientes a cada una de las muestras se realizó la prueba de DQO introduciendo 2ml de sustancia dentro de celdas HACH para el análisis correspondiente dentro del termoreactor.

Ilustración 11 resultados de la filtración

Fuente: Autores. Durante la prueba de DQO en las celdas HACH se realizaron 3 ensayos debido a que se vio la necesidad de hacer dilución a las muestras porque estas presentaban valores tan altos en el momento de la lectura de la DQO que no se encontraban en el rango de detección del equipo, por lo cual las diluciones realizadas fueron correspondientemente de 5ml de muestra en 100ml de agua para los casos que involucraban suelo y 0,1ml de sustancia en 100ml de agua para el plaguicida que se encontraba en estado puro.

Ilustración 12 celdas HACH

Fuente: Autores

8.4.3. Determinación de la materia orgánica. Finalmente, después de 2 horas se realizó la correspondiente lectura de los valores de DQO, cabe aclarar que durante este procedimiento se realizaron 4 repeticiones ya que el equipo de lectura de estas arrojaba valores negativos y por encima del límite de detección de 1.500 mg/L. Como se evidencia en la Ilustración anterior, ya que en algunos de los casos al hacer la disolución de las muestras en el ácido presente de las DQO estas toman un color oscuro con tonalidad verdosa, lo cual indica que estas muestras están por fuera del rango de detección del equipo de medición.

9. RESULTADOS OBTENIDOS

La tabla 16 presenta un resumen detallado de las características físicas de cada una de las muestras de suelo analizadas durante la fase preliminar. Tabla 16. Resumen Características físicas de las muestras.

Muestra de suelo

Prueba de Porosidad Prueba de humedad (%)

Prueba de Textura

Prueba de plasticidad (I.P.)

D. Aparente

D. Real Porosidad (1- (Da/Dr)*100)

Virgen 0,609 g/cm3

0,84 g/cm3

27,5 28,65 Franco arenoso

-2,08

Cultivo 1 0,979 g/cm3

1,17 g/cm3


-3,42

Cultivo 2 0,845 g/cm3

1,02 g/cm3


-0,71

Fuente: Autores La densidad aparente es fundamental para la determinación de la porosidad y se ve influenciado por factores como el tamaño de los poros y la existencia de materia orgánica por esto el suelo del cultivo 2 se cataloga como suelo de tipo orgánico rico en Humus mientras que el suelo de cultivo 1 está catalogado como suelo arcilloso según la densidad aparente. Según el valor obtenido en la prueba de porcentaje de porosidad es posible establecer que ninguno de los tres suelos posee una correcta aireación en el suelo y una buena retención de agua ya que ninguna de las tres muestras se encuentra entre el rango de 40 a 60 % en porosidad, estos pueden indicar la existencia de asfixia en las raíces y contenidos de agua retenida muy bajos que pueden ser debidos que se está utilizando un tipo de suelo no apto para cultivo, por otro lado la prueba del porcentaje de humedad va directamente relacionada con la porosidad del suelo. La prueba de porcentaje de humedad se encuentra relacionado directamente con la porosidad del suelo, entre mayor porcentaje de humedad exista significa que menor porosidad existe, en este caso el mayor porcentaje está representado en la prueba del suelo de cultivo 1 lo cual indica que el lixiviado está presente en esta muestra y se puede evidenciar. Por otro lado, la prueba de textura denomina que los tres tipos de suelo son tomados de suelo franco arenoso, el índice de plasticidad indica que no posee retención de agua al ser negativo.

La tabla 17 corresponde a las lecturas de DQO y las correspondientes replicas, realizadas bajo las diluciones como se muestran a continuación:

Tabla 17.RESULTADOS DQO

MUESTRA Dilución en agua

DQO (mg/L) Ph

R1 R2 R3 R4

SUELO VIRGEN

5ml en 100ml 2 2 3 2 -29 4.99

CULTIVO 1 5ml en 100ml 51 69 67 61 -143 5.05

CULTIVO 2 5ml en 100ml 11 17 19 27 -217 5.35

SIMULACIÓN 5ml en 100ml 59 63 57 62 1623 6.1

PLAGUICIDA 0.1ml en 100ml 139 176 181 153 -1892 6.4

Fuente: Autores En la tabla 18 se hace necesario realizar la corrección de la DQO para la cual se realiza un factor de corrección de 1:20 para cada una de las muestras de suelo y finalmente una corrección de 1:1000 para la muestra que involucra el plaguicida, se representan en mg/L ya que la relación que se tiene en cuenta corresponde directamente a el valor con respecto al lixiviado y no con respecto a la absorción en suelo. Tabla 18.CORRECCIÓN DQO.

MUESTRA DQO (mg/L)

R1 R2 R3

SUELO VIRGEN 40 40 60 40

CULTIVO 1 1.020 846 1.340 1.220

CULTIVO 2 220 340 380 540

SIMULACIÓN 1.180 1.260 1.140 1.240

PLAGUICIDA 139.000 176.000 181.000 153.000

Fuente: Autores Finamente, se realiza la resta correspondiente para cada uno de los casos tomando las muestras que pueden ser tenidas en cuenta como control con respecto a las muestras iniciales ya que este paso es importante porque permite relacionar los valores de DQO presentes en los otros escenarios, como se relaciona en la tabla 19. Tabla 19. RESULTADOS FINALES DQO

MUESTRA DQO (mg/L)

R1 R2 R3

SUELO VIRGEN - - - -

CULTIVO 1 760 466 900 640

CULTIVO 2 - - - -

SIMULACIÓN 920 880 700 660

PLAGUICIDA 138.520 175.620 180.560 152.420

Fuente: Autores

10. ANÁLISIS DE LABORATORIO. 10.1. Comparación de resultados. El decreto 4741 de 2005 establece que la característica hace considerar a un residuo toxico como aquel que en virtud de provocar efectos biológicos indeseables o adversos puede causar daño a la salud humana y/o al ambiente. Se establece que la Dosis letal media oral (DL50) en ratas por sustancias liquidas es de 500mg/Kg de peso corporal, la dosis letal media dérmica (DL50) es menor o igual a 1000mg/Kg de peso corporal, concentración letal media inhalatoria (CL50) para ratas menor o igual a 10mg/L, por lo cual; con respecto a el análisis realizado de las DQO se determina que la toxicidad del compuesto orgánico Carbosulfan es catalogado en algunos casos como categoría II por la OMS, a pesar de ser catalogado como moderadamente tóxico, en el presente estudio las concentraciones analizadas presentan valores altos de concentraciones. Los valores presentes dentro de la repetición 4 (R4) no son tenidos en cuenta debido a que algunos de los valores dieron negativos y/o por encima del límite de detección del equipo. 10.2. Análisis matemático y/o estadístico. Se realizó una correlación de tipo spearman a través de SPSS con el fin de realizar la identificación de la repetibilidad del ensayo realizado, y se evidencian mediante la tabla 20 los siguientes resultados: Tabla 20. Correlación tipo Spearman.

Correlaciones

DQO DQO DQO R1 DQO R2 DQO R3

Coeficiente de correlación 1,000 1,000 ,900 1,000

Significancia (bilateral) - - ,037 -

N 5 5 5 5

DQO R1 Coeficiente de correlación 1,000 1,000 ,900 1,000


N 5 5 5 5

DQO R2 Coeficiente de correlación ,900 ,900 1,000 1,000


N 5 5 5 5

DQO R3 Coeficiente de correlación 1,000 1,000 ,900 1,000


N 5 5 5 5

Fuente: Autores

El coeficiente de correlación de Spearman muestra un valor de 1 con respecto a las pruebas en las que se relaciona la DQO con la DQO R1 y DQO R3 que corresponden principalmente a las repeticiones analizadas de la DQO en el estudio realizado, mostrando además un nivel de significancia de 0,01 que corresponde al error lo cual diagnostica un nivel de confianza de 99,9% indicando que en el método y los valores obtenidos de DQO se correlacionan efectivamente la muestra principal y sus repeticiones; por otro lado el coeficiente de correlación de la DQO R2 con respecto a las otras DQO también es efectivo, a pesar de no presentar un coeficiente de correlación de 1, se aproxima a 1 estableciéndose como 0,9 proporcionando un nivel de significancia de 0,037 que se aproxima a 0,05 valor que aún se encuentra dentro del valor estimado para el error ya que aporta un nivel de confianza del método de 95%. Este tipo de análisis permitió la validación del método empleado para la determinación de las DQO y sus repeticiones, cabe aclarar que el valor que no se tuvo en cuenta corresponde principalmente a la DQO R4 debido a que este presenta valores superiores a los limites detectables por el equipo y es factible que estos hubieran dado una correlación negativa acercando su proximidad a cero lo cual, aumenta el error en el estudio estadístico.

11. IMPACTO SOCIAL Colombia cuenta con 5.3 millones de hectáreas de terreno cultivado lo que se traduce en términos de producción en un 19.3% del PIB, por lo que gracias a la fertilidad de las múltiples clases de suelos se abastece la demanda de alimentos de la nación. Por ello es imprescindible realizar el control de plagas que puedan llegar a afectar el abastecimiento de productos agrícolas para el país. Pero el uso intensivo y manejo inapropiado de agroquímicos que mitiguen el impacto de ésta problemática repercute en la salud de los agricultores encargados de la siembra y de los consumidores de dichos alimentos [25,26]. Por ello, mediante el presente proyecto se pretende validar un instrumento para la determinación del impacto del plaguicida en suelos de cultivo de papa en Villapinzón con el fin de obtener un panorama acerca de la carga contaminante generada por los agroquímicos implementados para el control de plagas presente en los suelos aptos para cultivar. Debido a que el plaguicida carbosulfan está catalogado en un grado altamente tóxico puede generar que la exposición a pocas cantidades en aspecto repetitivo y que su aplicación sin la protección adecuada sea dañino para la salud del agricultor que hace uso de este, además de que se sigue utilizando la sustancia plaguicida aunque su uso comercial este restringido [5].

12. CONCLUSIONES

Como conclusión principal se obtuvo que el plaguicida carbosulfan es tóxico para el ser humano y para los animales, principalmente porque le agrega al suelo características tóxicas; además que se presenta su máxima concentración en el líquido lixiviado, lo cual indica que se moviliza a los cuerpos hídricos cercanos con facilidad. La prueba de DQO realizada permitió establecer la existencia del plaguicida debido a que principalmente en la muestra del cultivo 1 correspondiente a la muestra de cultivo impactada y en la muestra de la simulación se obtuvieron los valores más altos de materia orgánica presente, en cantidades superiores a las establecidas en la norma. Además de demostrar una persistencia alta ya que su detección no fue complicada a pesar de haber sido aplicado con 3 meses de anterioridad. Los valores presentes en la repetición 4 (R4) no son tenidos en cuenta debido a que la mayoría de estos valores eran dados como resultado negativo en la DQO e incluso por encima del rango de detección del termoreactor; estas características pueden deberse principalmente a que las concentraciones de materia orgánica presentes en las muestras son muy altas y el equipo no alcanza a detectarlas ya que no involucra una dilución exacta. Se afirma la repetibilidad del ensayo ya que evidencia que estadísticamente los valores correspondientes a los resultados de las DQO están perfectamente relacionados con respecto a las repeticiones de estas y que la menormente correlacionada tiene un coeficiente de correlación de 0,9 aproximándose este a 1 y corresponde a la correlación que se tiene de la DQO con respecto a la Repetición 2. Como conclusión final, el test de lixiviación evidencio la presencia del plaguicida en la mayoría del lixiviado; por lo cual, se deduce que este no se queda en los alimentos, pero si sobrecarga el suelo de altas concentraciones de materia orgánica que no se puede degradar fácilmente ya que por ser un elemento toxico carga el suelo con residuos peligrosos.

13. RECOMENDACIONES

Se recomienda la realización del análisis cromatográfico, mediante una cromatografía de alta eficiencia con el uso del cromatografo HPLC; el cual permite la identificación de las concentraciones presentes del plaguicida en las muestras del líquido lixiviado. Se recomienda realizar una modelación en suelo para determinar la movilidad del lixiviado a los cuerpos de agua cercanos

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ANEXOS

Anexo 1. Caracterización vereda la Merced

Imagen obtenida de Esquema de Ordenamiento Territorial municipio de Villapinzón Cundinamarca.

Anexo 2. Datos de identificación del plaguicida.

Nombre químico (IUPAC): 2,3-dihydro-2,2-dimethylbenzofuran-7-yl (dibutylaminothio) methylcarbamate

Estructura química:

Fórmula química: C20H32N2O3S

Peso molecular: 380.5 (g mol-1). Peso específico: 0.932 a 20° C

Tipo de plaguicida: Insecticida Nematicida

Clasificación: Carbamato

Uso: Agrícola e industrial.

TOXICOLOGÍA

Información ecotoxicologica: Ligeramente tóxico para peces. Toxicidad para aves: Muy tóxico para aves. Persistencia en suelo:Carbosulfan es rapidamente degradado en los suelos neutros (vida media < 5 días); aumentando la tasa de degradación a medida que el pH disminuye. El principal producto de la descomposición es carbofuran, que se degrada más lentamente (vida media aproximada de 50 días). Es hidroliticamente inestable en ácidos, aumentando la estabilidad a medida que se incrementa el pH. El potencial de bioconcentración del carbosulfan es bajo, con un Log Pow de 3,3 y un registro de BCF en peces de 990. Efecto de control: inhibe la acción de la enzima acetilcolinesterasa.

Ojos: Ligeramente irritante.

Piel: Irritante.

Ingestión: Sumamente peligroso por esta vía.

Toxicidad aguda

Oral DL50, DL50 (rata): 50 mg/kg

Dermal DL50, DL50 (rata): > a 2000 mg/kg

Inhalación CL50, No determinado. Irritación de la piel: Levemente irritante. Sensibilización de la piel: Causa efectos de sensibilización cutánea

Propiedades físicas y químicas o Color: Marrón o Olor a solvente orgánico o Presión de vapor: 0,31 x 10-6 a 25°C o Punto de fusión: su estado físico es liquido (concentrado emulsionable) o Su punto de ebullición es de 190°C o Solubilidad en agua a 20°C: soluble en agua o Peso por volumen: 7.74 lb/gal (932g/l).

Fuente: información hoja de seguridad del plaguicida modificado por Autores.

Anexo 3. Ilustraciones Determinación porcentaje de sólidos.

El presente anexo incluye las imágenes correspondientes a el procedimiento de determinación de solidos:

Ilustración 13. Pesaje de los suelos

Fuente: Autores

Ilustración 14. Montaje bomba de vacío

Fuente: Autores

Ilustración 15.Filtración de las muestras

Fuente: Autores

Anexo 4. Ilustraciones Procedimiento de Extracción

El presente anexo incluye las imágenes correspondientes a el procedimiento de extracción de los líquidos lixiviantes:

Ilustración 16. Solución Lixiviante

Fuente: Autores

Ilustración 17.Reducción de tamaño de las partículas

Fuente: Autores

Ilustración 18.Procedimiento de extracción

Fuente: Autores

Anexo 5. Manual de estrategias.

DETERMINACIÓN DE LA CARACTERÍSTICA DE TOXICIDAD POR ... · A la Universidad de la Salle por haber dispuesto las instalaciones del laboratorio instrumental de alta complejidad para

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