|
Para la evaluación del transporte ambiental de un
contaminante se utilizan modelos matemáticos complejos, que dan
información detallada de lo que le va a pasar al compuesto una vez
es liberado al medio ambiente, pero que en muchas ocasiones son
difíciles de calcular o no se cuenta con datos suficientes.
Existe la posibilidad de utilizar los denominados
índices o indicadores de transporte ambiental que, si bien
simplifican mucho la realidad, pueden ser útiles para exámenes
aproximativos.
Para el caso de los
pesticidas y su relación con
las aguas subterráneas, se utilizan una serie de índices para
determinar su potencial de lixiviación a través del suelo y, por
consiguiente, el potencial de contaminación de los acuíferos.
Algunos de estos índices se describen a continuación:
-
GUS (Groundwater Ubiquity Score)
-
Potencial de lixiviación (LP)
-
Criterio USEPA/CDFA
-
Factor de retardo
-
Factor de
atenuación
-
GUS (Groundwater Ubiquity Score)
Desarrollado por Gustafson (1989). El índice GUS se basa en la aplicación de una
función obtenida a partir de valores de
pesticidas detectados en
aguas subterráneas y viene definido por la siguiente expresión:
|
GUS = log t1/2 · (4 -
log Koc) |
En donde:
El
tiempo de vida medio representa el tiempo necesario para que la
concentración de pesticida se reduzca hasta la mitad y sirve
para cuantificar su degradación. Se puede calculara mediante la
ecuación:
t1/2 =
0,693/kt
Siendo kt el coeficiente de degradación propio de
cada pesticida. La vida media se puede consultar en numerosas
tablas publicadas, en las que el valor reflejado normalmente
está calculado en condiciones óptimas de degradación de los
microorganismos, por lo que pude ser en otras condiciones mucho
más largo. Se considera que un pesticida puede contaminar las
aguas subterráneas cuando su vida media es superior a las 2-3
semanas. En la siguiente tabla se muestra el tiempo de vida
medio de algunos pesticidas:
El Koc o coeficiente de adsorción de
carbono orgánico es una medida de la distribución del
compuesto entre el suelo y la fase líquida. Representa la
capacidad del pesticida para ser retenido por la materia
orgánica y la arcilla del suelo.
Aquí se
pueden consultar los valores que toma Koc para algunos
pesticidas.
Empíricamente se han determinado valores
umbral del índice GUS para clasificar a los
pesticidas según
lo indicado en la siguiente tabla:
| CLASIFICACIÓN
DE PESTICIDAS SEGÚN EL ÍNDICE GUS |
| Valor GUS |
Tipo pesticida |
Potencial
contaminante de acuíferos |
| > 2,8 |
Lixiviable |
Alto |
| 1,8-2,8 |
De transición |
Medio |
| < 1,8 |
No lixiviable |
Bajo |
-
Potencial de lixiviación
Desarrollado por
Laskowski et al. (1982). Estima el potencial de
lixiviación del pesticida hasta el momento de su
degradación. Su utilidad es muy
similar a la del GUS y se puede calcular mediante la
siguiente expresión:
|
LP = (S · t1/2)
/ (Pv · Koc) |
En donde:
-
Criterio USEPA/CDFA
La
United States Environmental Protection Agency
(USEPA) y el
California Department of Food and Agriculture (CDFA)
utilizan un criterio de clasificación desarrollado por
Wilkerson y Kim (1986). El criterio utilizado consistía
en clasificar como lixiviables a aquellos pesticidas con
Koc con valores comprendidos entre 300 y 500 ml/g y vida
media entre 15 y 21 días. CDFA asignó Valores Numéricos
Específicos (SNV) para determinar la frontera entre
lixiviables y no lixiviables, quedando la clasificación
tal y como indica la siguiente tabla:
| CRITERIO
USEPA/CDFA DE CLASIFICACIÓN DE PESTICIDAS |
| Valor Koc |
Valor t1/2 |
Tipo de
pesticida |
|
≤ 512 ml/g |
≥ 11 días |
Lixiviable |
| > 512 ml/g |
< 11 días |
No lixiviable |
Estos tres primeros índices (GUS,
potencial de lixiviación
y criterio USEPA/CDFA) de
estimación del potencial de lixiviación de pesticidas
están basados en las características fisicoquímicas de
los mismos y toman valores únicos para cada uno. En la
siguiente tabla se pueden consultar dichos valores para
algunos pesticidas relevantes:
| ÍNDICES DE
LIXIVIACIÓN DE PESTICIDAS (L: LIXIVIABLE,
NL: NO LIXIVIABLE) |
| Pesticida |
GUS |
LP |
USEPA/CDFA |
|
2,4-D |
3,98 (L) |
9 · 104 |
L |
| 2,4-DB |
0,95 (NL) |
∞ |
L |
| Acetoclor |
1,47 (NL) |
1,3 · 103 |
NL |
| Acifluorfen |
2,23 (-) |
3,11 · 108 |
L |
|
Atrazina |
4,16 (L) |
9,9 · 102 |
L |
| Benazolin |
4,14 (L) |
1,2 · 107 |
L |
| Bentazon |
4,08 (L) |
1,01 · 1012 |
L |
| Cipermetrina |
- 1,48 (NL) |
6,66 |
NL |
| Clorimuron etil |
3,14 (L) |
2,2 · 104 |
L |
|
Clorpirifos |
0,39 (NL) |
3,62 · 10-3 |
NL |
| Deltametrina |
- 1,91 (NL) |
5 · 10-4 |
- |
| Dicamba |
6,79 (L) |
8,6 · 104 |
L |
|
Endosulfán |
- 0,18 (NL) |
2,15 · 10-6 |
NL |
| Fenoxaprop etil |
0,02 (NL) |
30,3 |
NL |
| Formesafén |
4,44 (L) |
830 |
L |
|
Glifosato |
- 0,50 (NL) |
4 · 108 |
NL |
| Imazetapir |
5,86 (L) |
1,35 · 1010 |
L |
| Lambda cialotrina |
- 1,85 (NL) |
0,418 |
NL |
| Metolacloro |
4,0 (L) |
311 |
L |
| Metsulfurón metil |
5,11 (L) |
9,87 · 1012 |
L |
| Nicosulfurón |
3,34 (L) |
1,54 · 1017 |
L |
| Permetrina |
- 1,48 (NL) |
9,2 · 10-3 |
NL |
| Paraquat |
- 3,0 (NL) |
4,66 · 1099 |
NL |
| Quizalofop p (etil) |
2,3 (-) |
91 |
L |
| Sumitión |
1,01 (NL) |
0,019 |
NL |
| Teflutrina |
- 4,81 (NL) |
1,6 · 10-5 |
NL |
| Trifluralina |
0,17 (NL) |
2 · 10-3 |
NL |
Por el contrario, los índices que
se describen a continuación (factor
de retardo y factor
de atenuación) tienen en cuenta tanto las
propiedades del pesticida como las características
del medio por donde se va a infiltrar, por lo que su
valor varía según la sea el terreno donde se
apliquen.
-
Factor de retardo
Desarrollado por Rao
et al. (1985). Deriva de la simplificación de los
modelos de transporte de los contaminantes. Indica la
relación existente entre un trazador no absorbido y un
pesticida para una determinada profundidad. Se puede
calcular mediante la siguiente expresión:
|
RF = 1
+ (ds · foc
· Koc)/φFc
+ (na · H)/φFc |
En donde:
-
RF:
factor de retardo (adimensional)
-
ds:
densidad bruta del suelo (kg suelo / m3
suelo)
-
foc:
fracción de carbono orgánico del suelo (kg C / kg
sólidos)
-
Koc:
coeficiente de adsorción (l agua en el poro / kg
carbono orgánico)
-
φFc:
humedad del suelo a capacidad de campo (l agua/ l
suelo)
-
na:
porosidad aérea del suelo (l aire / l suelo)
-
H: constante de le ley de
Henry del pesticida
-
Factor de atenuación
Desarrollado por Rao
et al. (1985). Al igual que el factor de retardo,
deriva de los modelos de transporte y se basa en el
hecho de que la concentración de pesticida se va
reduciendo a medida que va recorriendo la capa no
saturada. Expresa la cantidad de pesticida que puede
pasar a partir de una determinada profundidad. Se
calcula utilizando la siguiente ecuación:
|
AF = exp [-0,693 · hfr
· RF ·
φFc
/ (q · t1/2)] |
En donde:
-
AF: factor de atenuación (adimensional)
-
hfr: profundidad de la capa
freática (m)
-
RF: factor de
retardo (adimensional)
-
φFc: humedad del
suelo a capacidad de campo (l agua/ l suelo)
-
q: recarga neta anual del acuífero
(m/año)
-
t1/2:
tiempo de vida medio
(años)
A partir del factor de atenuación se
puede calcular la concentración de pesticida que puede
ser lixiviada y llegar a contaminar el acuífero:
En donde:
El potencial de contaminación del
acuífero, por tanto, será bajo cuando el factor de
atenuación (AF) esté próximo a 0.
|
