Concentración de nutrientes y toxicidad de pesticidas en aguas superficiales de cuencas rurales

Abstract

Argentina es un importante productor y exportador de alimentos que acompaña la tendencia global aumentando su producción agropecuaria. El aumento de la producción se debe en escasa proporción al incremento de la superficie cultivada y en una proporción más importante a la rápida implementación de nuevos procesos tecnológicos. El incremento de la producción agrícola significó a su vez un aumento en la utilización de agroquímicos: el consumo de pesticidas se amplió de 6 a 18 mil toneladas sólo en el período 1992-97. Asimismo, el consumo de fertilizantes aumentó de 0,4 a 3,5 millones de toneladas entre principios de la década del 90 al 2007. En el presente trabajo se comparó la concentración de nutrientes en aguas de cauce y de escorrentía superficial en pequeños arroyos de primer orden adyacentes a parcelas con ganadería y con los principales cultivos de nuestro medio: soja, maíz y trigo. Complementariamente se comparó la concentración de nutrientes en arroyos de mayor porte con el uso del suelo en sus cuencas determinada mediante la utilización de imágenes satelitales. Se mostró que el uso del suelo en cada cuenca determina la concentración de nutrientes en los arroyos. Arroyos situados en cuencas con ganadería extensiva en pasturas naturales sin fertilizar registraron la menor concentración de nutrientes. La fertilización de los cultivos induce un aumento en la concentración de nutrientes en los arroyos adyacentes, que se produce por el aporte de la escorrentía superficial de las primeras lluvias posteriores a la fertilización. El cultivo de soja representa el que menos efecto tiene en el enriquecimiento en los cursos de agua dado que se fertiliza con menores dosis de P y no se fertiliza con N. Existe un condicionante regional, geoquímico, que determina el nivel basal de nutrientes. Los arroyos Pampásicos tienen elevadas concentraciones basales de PRS producto de los sedimentos loessicos que caracterizan la región. Por el contrario las concentraciones de nitrógeno inorgánico son comparativamente bajas y resultan del mismo orden de magnitud que la concentración en el agua de lluvia. Se evaluó la toxicidad para el anfípodo Hyalella curvispina en muestras de aguas y sedimentos de cauce y escorrentía superficial tanto en ensayos de laboratorio como en experimentos in situ. Se determinó la concentración de los insecticidas de mayor uso en nuestro medio: cipermetrina y clorpirifos, mediante muestreos en los arroyos con posterioridad a las aplicaciones que realizaron los productores agropecuarios en dos establecimientos situados en Arrecifes y Olmos, provincia de Buenos Aires. Se desarrollaron experimentos de laboratorio donde se estudió la persistencia de la toxicidad producida por el agregado de cipermetrina, clorpirifos, y endosulfán en suspensiones de suelo y agua que simulan eventos de escorrentía superficial, tanto para H. curvispina como para el pez Cnesterodon decemaculatus en peceras conteniendo agua y sedimentos de los arroyos en estudio. Se determinó el efecto de la vegetación acuática en la persistencia de la toxicidad de cipermetrina. Se observó que las aplicaciones de insecticidas en los cultivos producen pulsos de toxicidad aguda para la fauna de invertebrados residentes en los arroyos que resultan en la drástica reducción y hasta la desaparición completa de los grupos taxonómicos más sensibles, especialmente odonatos y efemerópteros. La fauna tiende a recuperarse con el tiempo. Los pulsos de toxicidad coinciden generalmente con eventos de escorrentía superficial producidos por las primeras lluvias con posterioridad a las fumigaciones. Se determinaron concentraciones de clorpirifos, endosulfan y cipermetrina en aguas y sedimentos de cauce y escorrentía superficial en arroyos representativos de la zona en estudio, concentraciones que son del mismo orden de magnitud que las citadas en la bibliografía en otros cultivos en distintas partes del mundo. Se mostró la utilidad de utilizar ensayos de toxicidad con el anfípodo H. curvispina con el objeto de detectar los pulsos de toxicidad, por la relativa simplicidad para el mantenimiento en laboratorio y su buena sensibilidad de respuesta a los pesticidas: los valores de LC50 están en el nivel de sensibilidad de los métodos analíticos para la detección de los mismos. H. curvispina es un anfípodo cosmopolita, con muy buena distribución y abundancia en los ambientes regionales. La mayor toxicidad y concentración de pesticidas se produce en coincidencia con la primera lluvia posterior a cada aplicación. Las concentraciones resultaron siempre órdenes de magnitud mayores en los sedimentos que en el agua. En ensayos de laboratorio y de campo se determinó que los insecticidas de mayor uso tienen escasa persistencia en el agua y que la toxicidad para el anfípodo H. curvispina se disipa en pocos días. Los agroquímicos comúnmente se aplican en mezclas. Se determinó que la mezcla de glifosato y clorpirifos tiene mayor toxicidad que los compuestos que la integran en igual dosis por separado. La aplicación de glifosato y fertilizantes tiene un efecto que favorece las floraciones de cianofitas, grupo taxonómico tolerante al glifosato que es a su vez estimulado por efecto del fertilizante. Cipermetrina y clorpirifos son compuestos hidrofóbicos que se adsorben al suelo e ingresan a los arroyos asociados a la fracción particulada de la escorrentía superficial. Las normas de manejo tendientes a fomentar una agricultura sustentable son asimismo recomendables para atenuar el impacto de las aplicaciones de pesticidas, dado que contribuyen a minimizar las pérdidas por erosión. Durante los estudios, se constató al menos una aplicación que no produjo pulso de toxicidad, mostrando como un adecuado manejo evita este tipo de efectos adversos. Este escenario se observó en una parcela trabajada con el difundido sistema de labranza de siembra directa, en coincidencia con la presencia de abundante rastrojo en superficie. No se detectó presencia de pesticidas aguas debajo de un humedal natural que forma el arroyo Maguire, estudiado durante tres períodos consecutivos, aun cuando se determinaron pulsos de toxicidad en otros arroyos de la zona. Asimismo se determinaron menores concentraciones de nitrato aguas abajo de los humedales naturales en los arroyos Maguire, Arrecifes y Pescado. Los humedales naturales, la vegetación riparia y las franjas de atenuación tienen una importancia esencial en la retención de nutrientes y contaminantes. Se recomienda la preservación y reconstrucción de los ambientes riparios por su efecto protector de los cursos de agua superficiales.