“Estudios de riesgo de contaminación y cargas contaminantes de ...
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<strong>“Estudios</strong> <strong>de</strong> <strong>riesgo</strong> <strong>de</strong> <strong>contaminación</strong> y <strong>cargas</strong><br />
<strong>contaminantes</strong> <strong>de</strong> plaguicidas en suelo, agua y aire<br />
en distintas eco-regiones”<br />
Manuel José Zelaya<br />
Director: Dr. José Luis Costa<br />
Instituto Nacional <strong>de</strong><br />
Tecnología Agropecuaria
Objetivo General<br />
• Definir el <strong>riesgo</strong> <strong>de</strong> <strong>contaminación</strong> con herbicidas<br />
<strong>de</strong> suelos, agua y aire en los sistemas agrícolas<br />
vigentes.<br />
Instituciones Participantes<br />
Estaciones<br />
Experimentales <strong>de</strong>l<br />
INTA:<br />
Instituciones Extra-INTA:<br />
E.E.A. Balcarce<br />
E.E.A. Anguil<br />
E.E.A. Pergamino<br />
E.E.A. Barrow<br />
E.E.A. Cerro Azul<br />
Foncyt<br />
Fac. Cs. Agrarias UNCor<br />
Fac. Cs. Agrarias UNMdp
PESTICIDAS<br />
• ATRAZINA<br />
• IMAZAPYR<br />
• S-METOLACLOR<br />
• ACETOCLOR<br />
GLIFOSATO
Glifosato<br />
Máximos niveles permitidos en agua<br />
• USA EPA: Para agua <strong>de</strong> bebida y agua<br />
subterránea 700µg/l.<br />
• En la Unión Europea la legislación es muy<br />
estricta don<strong>de</strong> el máximo <strong>de</strong> concentración <strong>de</strong><br />
un pesticida no tendría que superar los 0.1<br />
µg/l.
Glifosato y medio ambiente<br />
• Su amplia difusión para el control <strong>de</strong> malezas.<br />
• La necesidad <strong>de</strong> realizar mayores estudios para<br />
conocer sus efectos toxicológicos y ecotoxicológicos
Glifosato<br />
• Estimula el “Desarrollo <strong>de</strong> Metodos” capaces<br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>tectar residuos a niveles sub µg en los<br />
“Análisis <strong>de</strong> rutina”.<br />
Sensible<br />
Selectiva<br />
Confirme en forma inequívoca al<br />
analito<br />
Reproducible
Glifosato – Objetivos<br />
Desarrollar una técnica <strong>de</strong><br />
análisis para la i<strong>de</strong>ntificación y<br />
cuantificación <strong>de</strong>l glifosato en<br />
muestras <strong>de</strong> suelos y agua.<br />
Validación <strong>de</strong>l método<br />
Determinación <strong>de</strong> los parámetros<br />
usados para evaluar el<br />
comportamiento medioambiental<br />
<strong>de</strong>l glifosato en el suelo.
Glifosato – Objetivos<br />
Matriz a estudiar<br />
• Muestras <strong>de</strong> agua <strong>de</strong> escurrimiento e infiltración<br />
• Suelos provenientes <strong>de</strong> ensayos, realizados en<br />
condiciones controladas.
Glifosato- Estrategia<br />
Objetivos<br />
Gly<br />
AMPA<br />
Instrumental<br />
Disponible<br />
Información<br />
Bibliografía
Glifosato - Instrumental<br />
Equipo <strong>de</strong> CL <strong>de</strong> Ultra Performance acoplado<br />
a un espectrómetro <strong>de</strong><br />
masa Quatro Premier XE Tam<strong>de</strong>m Masa/Masa
Glifosato - Instrumental<br />
Reducción <strong>de</strong>l tamaño <strong>de</strong> partícula a valores menores <strong>de</strong><br />
2.5 µm, con una ganancia significativa en la eficiencia (N).<br />
Detector <strong>de</strong> arreglo <strong>de</strong> diodo UV.<br />
No permite hacer <strong>de</strong>rivatizaciones post-columna<br />
No esta adaptado para realizar extraciones en fase solida<br />
on-line<br />
La combinación <strong>de</strong> UPLC con el <strong>de</strong>tector MS/MS nos<br />
permite tener una herramienta efectiva <strong>de</strong> cuantificar e<br />
i<strong>de</strong>ntificar el glifosato en una gran variedad <strong>de</strong> matrices<br />
(Lehotay, y col., 2005)
Glifosato – Metodologías Analíticas<br />
Características generales:<br />
Son laboriosas<br />
Ten<strong>de</strong>ncia a dar falsos positivos<br />
Baja sensibilidad<br />
Baja Reproducibilidad
Glifosato – Caracteríticas químicas<br />
Altamente Polar<br />
Baja solubilidad en solventes Orgánicos<br />
Carácter fuertemente iónico y ten<strong>de</strong>ncia a formar<br />
complejos<br />
Baja volatilidad<br />
No posee cromóforos (absorbente UV, fluorogenicos)<br />
Su principal metabolito el AMPA (Ácido aminometilfosfonico<br />
es también Altamente polar
Glifosato – Metodología Analítica<br />
Título <strong>de</strong>l organigrama<br />
Muestra<br />
Suelo<br />
Agua<br />
Cromatografia<br />
gaseosa<br />
Cromatografia<br />
líquida<br />
Derivatización<br />
Derivatización<br />
Menos polares<br />
Mas volátiles<br />
agregarle grupos<br />
p/facilitar su <strong>de</strong>tección<br />
Detectores<br />
fotométricos<br />
<strong>de</strong> llama<br />
fósforo-nitrógeno<br />
captura <strong>de</strong> electrones<br />
Espectrómetros <strong>de</strong><br />
masa<br />
LQ: NPD, ECD, FPD 0.01 a 2 mg/kg<br />
LQ: 3 µg/kg suelo 0.05µg/l agua Detector masa<br />
Stalikas, C.D. y Konidari, C.N. 2001
Glifosato – Metodología Analítica<br />
Cromatografía Liquida<br />
Off-line Pre-tratamiento On-line<br />
Precolumna<br />
Derivatización<br />
Post-columna<br />
Separación Columna Analítica<br />
Detección
Glifosato – Metodología Analítica<br />
HPLC-Muestra<br />
Suelo y/o agua<br />
Pre-tratamiento<br />
Extraccion en<br />
Fase solida<br />
Clean- up-Off-line<br />
Clean Up-On-line<br />
Ventajas<br />
Desventaja<br />
Mas laboriosos<br />
Necesita preconcentración y<br />
Pasos <strong>de</strong> extracciones en fase sólida para<br />
La eliminación <strong>de</strong> interferentes<br />
Rápidos<br />
Eficientes<br />
Escaso pretratamiento<br />
Se Necesita una<br />
Adaptación al equipo<br />
No requieren pasos<br />
De preconcentración, con un mínino<br />
tratamiento antes <strong>de</strong> la inyección<br />
LD: 0.05 µg/l
Glifosato – Metodologia Analitica<br />
HPLC-Muestra<br />
Suelo y/o agua<br />
Derivatización<br />
Pre-columna<br />
Método 547-EPA-1990<br />
Post-columna<br />
FMOC-CL<br />
p-toluenosulfonyl cloridrico<br />
1-fluoro-2,4-dinitrobenceno<br />
Columna<br />
Intercambio<br />
Cationica<br />
Disminuye la polaridad<br />
Grupo fluorogeno<br />
Derivatización<br />
OPA-ME<br />
o-phtalal<strong>de</strong>hido-2-mercaptoetanol<br />
Grupo fluorogeno<br />
Columna<br />
Fase reversa C-18<br />
o<br />
Intercambio Aniónico<br />
Detector<br />
<strong>de</strong><br />
Fluorecencia<br />
Detector<br />
<strong>de</strong><br />
Fluorecencia<br />
Espectrómetro<br />
<strong>de</strong> masa<br />
Detector<br />
UV<br />
LD 6 µg/l<br />
LQ 0.5 µg/l<br />
LQ 0.05 µg/l<br />
LQ 10 µg/l*<br />
LQ 50 µg/l<br />
Stalikas, C.D. y Konidari, C.N. 2001
Glifosato – Metodología Analítica
Glifosato-Método propuesto<br />
Método FMOC<br />
1- Derivatización con FMOC<br />
2- Extracción en fase sólida<br />
A- Columna <strong>de</strong> Intercambio aniónico<br />
B- Columna <strong>de</strong> C-18<br />
3- Concentración por evaporación<br />
4- Separación HPLC Fase reversa<br />
5- Detección espectrómetro <strong>de</strong> Tan<strong>de</strong>m<br />
masa/masa
Glifosato - Metodología<br />
Selective analysis of the herbici<strong>de</strong>s glyphosate and<br />
aminomethylphosphonic in water by on-line solid-phaseextraction-high-performance<br />
liquid chromatography-electrospray<br />
ionization mass spectrometry.<br />
Vreeken R.J.y Col. 1998.<br />
Pesticidas Muestra LQ LD %<br />
Recuperacion<br />
Glifosato Agua 0.05 µg/l ** 0.03 µg/l* 94<br />
AMPA Agua 0.05 µg/l ** 0.03 µgl* 94<br />
*Agua <strong>de</strong> bebida<br />
** agua <strong>de</strong> bebida, superficial y <strong>de</strong> <strong>de</strong>secho
Glifosato - Metodología<br />
Residue <strong>de</strong>termination of glyphosate , glufosinate and<br />
aminomethylphosphonic acid in water<br />
and soil samples by liquid chromatography coupled to electrospray<br />
tan<strong>de</strong>m mass spectrometry. 2005<br />
Re-evaluation of Glyphosate <strong>de</strong>termination in water by liquid<br />
chromatography coupled to electrospray tan<strong>de</strong>m mass<br />
spectrometry. 2006<br />
Maria Ibáñez, Ôscar J. Pozo, Juan V. Sancho, Francisoc J. López,<br />
Félix Hernán<strong>de</strong>z.
Glifosato - Metodología<br />
Pesticidas Muestra LQ LD %<br />
Recuperacion<br />
Glifosato Agua* 0.05 µg/l 0.005<br />
µg/l<br />
89 a 106<br />
AMPA Agua 0.05 µg/l 0.005 97 a 116<br />
µg/l<br />
Glifosato Suelo 50 µg/kg 5 µg/kg 91<br />
AMPA Suelo 50 µg/kg 5 µg/kg 89<br />
EL método fue aplicado en muestras <strong>de</strong> agua y suelo <strong>de</strong> diferentes areas<br />
*El método fue reevaluado para agua subterráneo mejorando su<br />
recuperación Hasta valores <strong>de</strong> 98 %
Glifosato - Metodología<br />
Determination of glyphosate herbici<strong>de</strong> and AMPA in natural waters by<br />
liquid chromatography using pre-column fluorogenic labeling. Part :<br />
Direct <strong>de</strong>termination at the 0.1 µg/l level using FMOC. 2000<br />
E. Le Fur, R. Colin, C. Charreteur, C. Dufau, J.J. Péron.<br />
Pesticidas Muestra LQ LD %<br />
Recuperacion<br />
Glifosato Agua pura 0.06 µg/l 0.04 µg/l 102 a 118<br />
AMPA Agua <strong>de</strong> bebida 0.04 µg/l 0.01 µg/l<br />
Glifosato Agua <strong>de</strong> rio 0.10 µg/l 100*<br />
AMPA Agua <strong>de</strong> rio 100<br />
0.10 µg/l<br />
•Solamente en aguas duras se <strong>de</strong>tectaron interferentes quelantes que se<br />
• corrigieron por agregado <strong>de</strong> EDTA
Glifosato- Estrategia<br />
Metodología<br />
seleccionada<br />
Pasos<br />
Preparativos<br />
Columna<br />
Fase móvil<br />
Volumen <strong>de</strong> masa<br />
A inyectar<br />
Tipo<br />
Detector<br />
Cleanup ofline y<br />
Derivatización pre-columna<br />
C-18 <strong>de</strong> 2.0 µm uplc A <strong>de</strong>finir<br />
Espectrometro <strong>de</strong> masa<br />
en TAMDEM<br />
Cuadrupolo-Cuadrupolo<br />
Quattrocchi y col. 1992
Glifosato - Estrategia<br />
Método preliminar<br />
Optimización<br />
R: resolución N: Eficiciencia Selectividad *k Factor <strong>de</strong> capacidad<br />
Optimizar para lograr la separación <strong>de</strong>l glifosato y el AMPA <strong>de</strong> la matriz. El grado <strong>de</strong> se-<br />
Paración se mi<strong>de</strong> por medio <strong>de</strong> la resolución
Glifosato - Estrategia<br />
Validación <strong>de</strong>l método<br />
Para confirmar que el método se<br />
pue<strong>de</strong> aplicar correctamente para el<br />
fin que fue <strong>de</strong>sarrollado<br />
Se utilizará para ello la GUIA<br />
PARA VALIDACIÓN DE MÉTODOS<br />
DE ENSAYO <strong>de</strong>l Organismo<br />
Argentino <strong>de</strong> Acreditación código<br />
DC-LE-05, 2003.<br />
OAA, 2003
Aplicación <strong>de</strong> esta metodología<br />
Monitoreo <strong>de</strong> agua <strong>de</strong> pozo en diferentes áreas<br />
Suelos <strong>de</strong> la región pampeana y <strong>de</strong> la provincia <strong>de</strong><br />
Misiones<br />
Tipos <strong>de</strong> Labranza: Convencional y Directa<br />
Isotermas <strong>de</strong> Adsorción <strong>de</strong> glifosato<br />
Estudios <strong>de</strong> vida media<br />
Estudios <strong>de</strong> Lixiviación a campo utilizando<br />
Cápsulas <strong>de</strong> cerámica<br />
Estudios <strong>de</strong> los parámetros <strong>de</strong> transporte por<br />
medio <strong>de</strong> columnas sin disturbar.
Situación Actual<br />
Actualmente se esta avanzando en el acondicionamiento<br />
<strong>de</strong> un laboratorio para la Instalación <strong>de</strong>l equipo ULPC-<br />
MS/MS, el cual se estima que estará en condiciones <strong>de</strong><br />
comenzar a operar en el transcurso <strong>de</strong>l año 2008.
Muchas Gracias ¡¡¡