Pesticide behaviour in soils after irrigation with treated wastewater

Resumen

El desarrollo de la industria química al finalizar la 2ª Guerra Mundial dio lugar a la síntesis de numerosos plaguicidas orgánicos usados en agricultura para potenciar la productividad de los cultivos, dado el aumento de la población. Sin embargo, su uso masivo y, en algunos casos, inadecuado ha conllevado un aumento de la contaminación de aguas y suelos. Todo lo anterior, unido a una mayor concienciación medioambiental de la población, ha promovido y alentado la comprensión de los procesos que afectan al destino y comportamiento de los plaguicidas en el suelo. En las últimas décadas se ha producido también un aumento de la presión sobre los recursos hídricos, debido a una demanda creciente y a la previsión de su limitación como consecuencia del cambio global. Se han propuesto numerosas iniciativas, centradas fundamentalmente en la reutilización de aguas residuales depuradas, en especial en áreas caracterizadas por bajas precipitaciones y largos periodos de sequía, como la cuenca mediterránea. En este sentido, la aplicación más frecuente se ha concentrado en el riego agrícola con lo que se preservan las fuentes de agua fresca para otros fines, como el suministro de agua potable. Con esta práctica se asegura un suministro continuo de agua durante los periodos de riego, con lo que se reduce el riesgo de pérdida de los cultivos. A pesar de las numerosas ventajas que se derivan del tratamiento y la reutilización de aguas residuales, existen dos barreras principales que limitan la expansión de esta práctica en la UE: por un lado, un conocimiento limitado de los beneficios potenciales por parte de las partes interesadas y de la población en general y, por otro, ausencia de un marco jurídico favorable y coherente sobre su reutilización. Asimismo, el riego de suelos agrícolas con aguas residuales tratadas puede introducir en el suelo grandes cantidades de algunas sustancias, en especial, materia orgánica disuelta, sales inorgánicas y/o tensioactivos, que podrían alterar los principales mecanismos implicados en la adsorción, degradación y movilidad de plaguicidas. Por ello, el objetivo principal de esta tesis ha consistido en evaluar la influencia a corto plazo del riego con aguas residuales tratadas en el comportamiento de diferentes plaguicidas en tres suelos de la provincia de Granada (sudeste de España), haciendo hincapié en el papel de la materia orgánica disuelta y de las sales inorgánicas presentes en dichas aguas residuales. Para alcanzar este objetivo general se utilizaron aguas residuales depuradas correspondientes a los efluentes del tanque secundario de sedimentación de la estación depuradora de aguas residuales de Churriana (Granada). Igualmente se emplearon fangos o lodos desecados procedentes del tratamiento secundario, de la misma estación de tratamiento, como fuente de materia orgánica disuelta. En algunos experimentos se incluyó la adición de un fertilizante orgánico sólido (fertiormont) para evaluar el efecto de esta práctica agrícola en el comportamiento de los plaguicidas. Se seleccionaron seis plaguicidas con un amplio rango de propiedades fisicoquímicas: dos insecticidas piretroides (α-cipermetrina y deltametrina), un herbicida de la familia de las dinitroanilinas (pendimetalina), un fungicida pirimidínico (fenarimol), un herbicida de la familia de las cloroacetamidas (dimetenamida) y un insecticida neonicotinoide (tiacloprid). Los resultados demuestran que las aguas residuales depuradas generan un aumento considerable en la adsorción de plaguicidas altamente hidrófobos (log KOW > 4), que está más relacionado con la cantidad y tipo de sales inorgánicas que con la presencia de materia orgánica disuelta. Sin embargo, la calidad del agua de riego tuvo una influencia prácticamente nula en la retención de compuestos más polares. La solubilización de plaguicidas desde suelos previamente contaminados depende del tipo de suelo y no se vio alterada por el uso de aguas residuales. Por otra parte, la presencia de tensioactivos, sales y materia orgánica disuelta en el agua afectó de forma diferente a la liberación de tiacloprid y fenarimol, dependiendo de las características del suelo y de la propia solución. Este efecto parece ser más importante para compuestos menos solubles en agua. No se observaron efectos relevantes en la degradación de plaguicidas en suelos incubados con aguas residuales tratadas y diferentes soluciones de materia orgánica. Sin embargo, el uso de aguas residuales indujo en los primeros días de incubación una menor actividad de los microorganismos del suelo. El uso de aguas residuales depuradas no parece influir de forma significativa en la lixiviación de tiacloprid a través de columnas de suelo. Sin embargo, el riego con soluciones de baja concentración en carbono orgánico disuelto y el uso de fertiormont como enmienda orgánica produjeron una disminución en la movilidad del insecticida. Aunque el riego con soluciones ricas en carbono orgánico disuelto también retrasó la movilidad del compuesto, la cantidad total lixiviada fue similar a la del tratamiento control debido probablemente a interacciones específicas entre el insecticida y el carbono orgánico disuelto durante el experimento. El ensayo de campo confirmó los resultados de laboratorio. La desaparición de tiacloprid y pendimetalina de parcelas regadas con aguas residuales fue más lenta que de las irrigadas con aguas de mayor calidad. Sin embargo, la adición de fertiormont redujo estas diferencias. Al igual que en los experimentos de degradación en el laboratorio, el riego con aguas residuales parece tener un efecto negativo en la población microbiana del suelo. Así pues podemos concluir que el uso para riego de aguas residuales tratadas sólo produce en general pequeños cambios en el comportamiento y destino de plaguicidas en suelo (adsorción, desorción, degradación, movilidad), y que las mayores variaciones corresponden a los compuestos más hidrófobos, a los que será necesario prestar una mayor atención en el futuro. Un aspecto destacable a considerar es el efecto de las aguas residuales en la población microbiana del suelo, que interviene y regula una amplia variedad de procesos en el suelo.