1º WORKSHOP LATINOAMERICANO DE LECHOS BIOLÓGICOS PUCÓN, CHILE LIXIVIACIÓN DE PLAGUICIDAS Olga Rubilar, Gonzalo Tortella, Gabriela Briceño, Graciela Palma, Jorge Díaz, M. Cristina Diez. Mayo, 2012
1º WORKSHOP LATINOAMERICANO DE LECHOS BIOLÓGICOS PUCÓN, CHILE
LIXIVIACIÓN DE PLAGUICIDAS
Olga Rubilar, Gonzalo Tortella, Gabriela Briceño, Graciela Palma, Jorge Díaz, M. Cristina Diez.
Mayo, 2012
1º Workshop Latinoamericano de Lechos Biológicos
1. INTRODUCCIÓN
Degradación y adsorción de los
plaguicidas - Características físico-químicas de los plaguicidas. - Concentración de los plaguicidas. - Componentes de la biomezcla
Pluviometría del lugar de instalación del lecho
biológico
Eficiencia de un lecho biológico
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CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICA DE LOS PLAGUICIDAS
Plaguicida Koc T1/2 Suelo
(días)
Solubilidad en
agua
(mg L-1)
Clase Movilidad
Clorpirifos 6000 7-15 1.4 No móvil
Iprodione 700 13 Moderadamente móvil
Atrazina 40-155 35-50 33 Moderadamente móvil
Isoproturon 36-240 6-28 65 Moderadamente móvil
Clorpirifos
Isoproturon Atrazina
Iprodione
COMPONENTES DE LA BIOMEZCLA
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Tipo de suelo
4
Zona pH Materia orgánica (%)
Norte 7,4-8,6 1,2-2,8
Centro 6-7 3-6
Sur 5-6 8-15
OBJETIVO
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5
Evaluar la lixiviación de plaguicidas en una biomezcla de un lecho biológico preparada con un suelo Andisol
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2. MATERIALES Y MÉTODOS
Plaguicidas: Atrazina, Isoproturon, Iprodione y Clorpirifos. Suelo: Suelo Andisol.
Parámetro Valor
pH (en agua) 5,9 ± 0,2
N (%) 0,7 ± 0.02
C (%) 8,1 ± 0,9
P (mg/kg) 23,0 ± 2.5
MO (%) 14,0 ± 1,7
C/N 11,0 ± 1,3
Tabla 1. Características físico-químicas del suelo
Materiales lignocelulósicos: Paja de trigo. Lignina: 9,9 ± 0,4 % Celulosa: 41,8 ± 0,7 %
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Preparación de la biomezcla La biomezcla fue preparada mezclando paja, turba y suelo (2:1:1).
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LIXIVIACIÓN DE PLAGUICIDAS
(a) (b)
Figura 1. Columna empacada con biomezcla de lechos biológicos. Dimensiones (a) y montaje de las columnas (b)
Lixiviados
Plaguicidas: 100 veces la dosis de campo (35,7 mg)
Plaguicidas: 200 veces la dosis de campo (71,4 mg)
Plaguicidas: 300 veces la dosis de campo (107,1 mg)
Se simuló una precipitación de 2500 mm de agua caída
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Cuantificación de plaguicidas por HPLC
Dosis de
campo
1º Aplicación
Día 0
(mg)
2º Aplicación
Día 15
(mg)
3º Aplicación
Día 30
(mg)
4º Aplicación
Día 45
(mg)
5º Aplicación
Día 60
(mg)
6º Aplicación
Día 75
(mg)
7º Aplicación
Día 90
(mg)
Total
Agregado
(mg)
100 veces 35,7 35,7 35,7 35,7 35,7 35,7 35,7 249,9
200 veces 71,4 71,4 71,4 71,4 71,4 71,4 71,4 499,8
300 veces 107,1 107,1 107,1 107,1 107,1 107,1 107,1 749,7
Lixiviados Lixiviados
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Cuantificación de plaguicidas y actividad fenoloxidasa en las fracciones de la columna
DETERMINACIÓN DE CONCENTRACIÓN RESIDUAL DE PLAGUICIDAS EN LAS COLUMNAS DE LIXIVIACIÓN
Sección 1 0-10 cm
Sección 2 10-20 cm
Sección 3 20-30 cm
Ap 2 Ap3
Ap 4
Ap 5
Ap 7
Ap 6
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
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Figura 2. Concentración de pesticidas medido en el lixiviado de las columna. (100 veces la dosis de campo, 2500 mm de agua caída y 7 aplicaciones (Ap) de la mezcla de pesticidas)
Pla
gu
icid
as
(m
g)
Tiempo (d)
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Ap 7
Ap 6 Ap 5 Ap 4 Ap 3 Ap 2
Figura 3. Concentración de pesticidas medido en el lixiviado de las columna. (200 veces la dosis de campo, 2500 mm de agua caída y 7 aplicaciones (Ap) de la mezcla de pesticidas)
Pla
gu
icid
as
(m
g)
Tiempo (d)
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Ap 2 Ap 3 Ap 4 Ap 5 Ap 6
Ap 7
Figura 3. Concentración de pesticidas medido en el lixiviado de las columna. (300 veces la dosis de campo, 2500 mm de agua caída y 7 aplicaciones (Ap) de la mezcla de pesticidas)
Tiempo (d)
Pla
gu
icid
as
(m
g)
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Figura 4. Concentración de plaguicidas retenidos en las diferentes secciones de la columna después de 100 días de aplicación
Plaguicida
Degradación (%)
Atrazina 89,8 ± 7,4
Clorpirifos 76,1 ± 6,6
Isoproturon 79,1 ± 5,6
Iprodione 54,8 ± 1,8
Tabla 2. Degradación de plaguicidas en una biomezcla a los 30 días de incubación . (100 veces la dosis de campo, 25°C)
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0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0_10 10_20 20_30
Act
ivid
ad f
en
olo
xid
asa
(U
/kg)
Sección de la columna
Control 100 200 300
Figura 6. Actividad fenoloxidasa en cada una de las secciones de las columnas contaminadas atrazina, clorpirifos, iprodione e isoproturon con 100, 200 y 300 veces la dosis de campo
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3. CONCLUSIONES
- La biomezcla evaluada presentó una elevada capacidad para retener la mayoría de los plaguicidas evaluados, con excepción del plaguicida isoproturon el que fue detectado en mayor concentración en el lixiviado después de 70 días de funcionamiento de las columnas. - La mayor retención de plaguicidas se presentó en la primera sección de las columnas (0-10 cm), siendo el plaguicida clorpirifos el que fue detectado en mayor concentración, debido principalmente a su elevada afinidad a la materia orgánica (Koc) y baja solubilidad en agua.
- La actividad fenoloxidasa en las columnas de lixiviación se concentró principalmente en la última sección de la columna posiblemente debido a la lixiviación de éstas producto del flujo continuo de agua en la columna
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AGRADECIMIENTOS
PROYECTO FONDEF D09R1006 PROYECTO FONDECYT 1090678
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Para calcular la cantidad de agua agregada a cada columna se utilizó la siguiente expresión:
* *1000
365
W AV
Donde,
V: Es el volumen diario a agregar a cada columna.
W: Precipitación simulada en L*a-1*(m2)-1.
A: Área seccional de la columna en m2 (0,001963 m2).
Por lo tanto, para simular la precipitación de 2500 mm se agregó 14 mL de agua diario.