“Estudios de riesgo de contaminación y cargas contaminantes de ...

“Estudios de riesgo de contaminación y cargas
contaminantes de plaguicidas en suelo, agua y aire
en distintas eco-regiones”
Manuel José Zelaya
Director: Dr. José Luis Costa
Instituto Nacional de
Tecnología Agropecuaria

Objetivo General
• Definir el riesgo de contaminación con herbicidas
de suelos, agua y aire en los sistemas agrícolas
vigentes.
Instituciones Participantes
Estaciones
Experimentales del
INTA:
Instituciones Extra-INTA:
E.E.A. Balcarce
E.E.A. Anguil
E.E.A. Pergamino
E.E.A. Barrow
E.E.A. Cerro Azul
Foncyt
Fac. Cs. Agrarias UNCor
Fac. Cs. Agrarias UNMdp

PESTICIDAS
• ATRAZINA
• IMAZAPYR
• S-METOLACLOR
• ACETOCLOR
GLIFOSATO

Glifosato
Máximos niveles permitidos en agua
• USA EPA: Para agua de bebida y agua
subterránea 700µg/l.
• En la Unión Europea la legislación es muy
estricta donde el máximo de concentración de
un pesticida no tendría que superar los 0.1
µg/l.

Glifosato y medio ambiente
• Su amplia difusión para el control de malezas.
• La necesidad de realizar mayores estudios para
conocer sus efectos toxicológicos y ecotoxicológicos

Glifosato
• Estimula el “Desarrollo de Metodos” capaces
de detectar residuos a niveles sub µg en los
“Análisis de rutina”.
Sensible
Selectiva
Confirme en forma inequívoca al
analito
Reproducible

Glifosato – Objetivos
Desarrollar una técnica de
análisis para la identificación y
cuantificación del glifosato en
muestras de suelos y agua.
Validación del método
Determinación de los parámetros
usados para evaluar el
comportamiento medioambiental
del glifosato en el suelo.

Glifosato – Objetivos
Matriz a estudiar
• Muestras de agua de escurrimiento e infiltración
• Suelos provenientes de ensayos, realizados en
condiciones controladas.

Glifosato- Estrategia
Objetivos
Gly
AMPA
Instrumental
Disponible
Información
Bibliografía

Glifosato - Instrumental
Equipo de CL de Ultra Performance acoplado
a un espectrómetro de
masa Quatro Premier XE Tamdem Masa/Masa

Glifosato - Instrumental
Reducción del tamaño de partícula a valores menores de
2.5 µm, con una ganancia significativa en la eficiencia (N).
Detector de arreglo de diodo UV.
No permite hacer derivatizaciones post-columna
No esta adaptado para realizar extraciones en fase solida
on-line
La combinación de UPLC con el detector MS/MS nos
permite tener una herramienta efectiva de cuantificar e
identificar el glifosato en una gran variedad de matrices
(Lehotay, y col., 2005)

Glifosato – Metodologías Analíticas
Características generales:
Son laboriosas
Tendencia a dar falsos positivos
Baja sensibilidad
Baja Reproducibilidad

Glifosato – Caracteríticas químicas
Altamente Polar
Baja solubilidad en solventes Orgánicos
Carácter fuertemente iónico y tendencia a formar
complejos
Baja volatilidad
No posee cromóforos (absorbente UV, fluorogenicos)
Su principal metabolito el AMPA (Ácido aminometilfosfonico
es también Altamente polar

Glifosato – Metodología Analítica
Título del organigrama
Muestra
Suelo
Agua
Cromatografia
gaseosa
Cromatografia
líquida
Derivatización
Derivatización
Menos polares
Mas volátiles
agregarle grupos
p/facilitar su detección
Detectores
fotométricos
de llama
fósforo-nitrógeno
captura de electrones
Espectrómetros de
masa
LQ: NPD, ECD, FPD 0.01 a 2 mg/kg
LQ: 3 µg/kg suelo 0.05µg/l agua Detector masa
Stalikas, C.D. y Konidari, C.N. 2001

Glifosato – Metodología Analítica
Cromatografía Liquida
Off-line Pre-tratamiento On-line
Precolumna
Derivatización
Post-columna
Separación Columna Analítica
Detección

Glifosato – Metodología Analítica
HPLC-Muestra
Suelo y/o agua
Pre-tratamiento
Extraccion en
Fase solida
Clean- up-Off-line
Clean Up-On-line
Ventajas
Desventaja
Mas laboriosos
Necesita preconcentración y
Pasos de extracciones en fase sólida para
La eliminación de interferentes
Rápidos
Eficientes
Escaso pretratamiento
Se Necesita una
Adaptación al equipo
No requieren pasos
De preconcentración, con un mínino
tratamiento antes de la inyección
LD: 0.05 µg/l

Glifosato – Metodologia Analitica
HPLC-Muestra
Suelo y/o agua
Derivatización
Pre-columna
Método 547-EPA-1990
Post-columna
FMOC-CL
p-toluenosulfonyl cloridrico
1-fluoro-2,4-dinitrobenceno
Columna
Intercambio
Cationica
Disminuye la polaridad
Grupo fluorogeno
Derivatización
OPA-ME
o-phtalaldehido-2-mercaptoetanol
Grupo fluorogeno
Columna
Fase reversa C-18
o
Intercambio Aniónico
Detector
de
Fluorecencia
Detector
de
Fluorecencia
Espectrómetro
de masa
Detector
UV
LD 6 µg/l
LQ 0.5 µg/l
LQ 0.05 µg/l
LQ 10 µg/l*
LQ 50 µg/l
Stalikas, C.D. y Konidari, C.N. 2001

Glifosato – Metodología Analítica

Glifosato-Método propuesto
Método FMOC
1- Derivatización con FMOC
2- Extracción en fase sólida
A- Columna de Intercambio aniónico
B- Columna de C-18
3- Concentración por evaporación
4- Separación HPLC Fase reversa
5- Detección espectrómetro de Tandem
masa/masa

Glifosato - Metodología
Selective analysis of the herbicides glyphosate and
aminomethylphosphonic in water by on-line solid-phaseextraction-high-performance
liquid chromatography-electrospray
ionization mass spectrometry.
Vreeken R.J.y Col. 1998.
Pesticidas Muestra LQ LD %
Recuperacion
Glifosato Agua 0.05 µg/l ** 0.03 µg/l* 94
AMPA Agua 0.05 µg/l ** 0.03 µgl* 94
*Agua de bebida
** agua de bebida, superficial y de desecho

Glifosato - Metodología
Residue determination of glyphosate , glufosinate and
aminomethylphosphonic acid in water
and soil samples by liquid chromatography coupled to electrospray
tandem mass spectrometry. 2005
Re-evaluation of Glyphosate determination in water by liquid
chromatography coupled to electrospray tandem mass
spectrometry. 2006
Maria Ibáñez, Ôscar J. Pozo, Juan V. Sancho, Francisoc J. López,
Félix Hernández.

Glifosato - Metodología
Pesticidas Muestra LQ LD %
Recuperacion
Glifosato Agua* 0.05 µg/l 0.005
µg/l
89 a 106
AMPA Agua 0.05 µg/l 0.005 97 a 116
µg/l
Glifosato Suelo 50 µg/kg 5 µg/kg 91
AMPA Suelo 50 µg/kg 5 µg/kg 89
EL método fue aplicado en muestras de agua y suelo de diferentes areas
*El método fue reevaluado para agua subterráneo mejorando su
recuperación Hasta valores de 98 %

Glifosato - Metodología
Determination of glyphosate herbicide and AMPA in natural waters by
liquid chromatography using pre-column fluorogenic labeling. Part :
Direct determination at the 0.1 µg/l level using FMOC. 2000
E. Le Fur, R. Colin, C. Charreteur, C. Dufau, J.J. Péron.
Pesticidas Muestra LQ LD %
Recuperacion
Glifosato Agua pura 0.06 µg/l 0.04 µg/l 102 a 118
AMPA Agua de bebida 0.04 µg/l 0.01 µg/l
Glifosato Agua de rio 0.10 µg/l 100*
AMPA Agua de rio 100
0.10 µg/l
•Solamente en aguas duras se detectaron interferentes quelantes que se
• corrigieron por agregado de EDTA

Glifosato- Estrategia
Metodología
seleccionada
Pasos
Preparativos
Columna
Fase móvil
Volumen de masa
A inyectar
Tipo
Detector
Cleanup ofline y
Derivatización pre-columna
C-18 de 2.0 µm uplc A definir
Espectrometro de masa
en TAMDEM
Cuadrupolo-Cuadrupolo
Quattrocchi y col. 1992

Glifosato - Estrategia
Método preliminar
Optimización
R: resolución N: Eficiciencia Selectividad *k Factor de capacidad
Optimizar para lograr la separación del glifosato y el AMPA de la matriz. El grado de se-
Paración se mide por medio de la resolución

Glifosato - Estrategia
Validación del método
Para confirmar que el método se
puede aplicar correctamente para el
fin que fue desarrollado
Se utilizará para ello la GUIA
PARA VALIDACIÓN DE MÉTODOS
DE ENSAYO del Organismo
Argentino de Acreditación código
DC-LE-05, 2003.
OAA, 2003

Aplicación de esta metodología
Monitoreo de agua de pozo en diferentes áreas
Suelos de la región pampeana y de la provincia de
Misiones
Tipos de Labranza: Convencional y Directa
Isotermas de Adsorción de glifosato
Estudios de vida media
Estudios de Lixiviación a campo utilizando
Cápsulas de cerámica
Estudios de los parámetros de transporte por
medio de columnas sin disturbar.

Situación Actual
Actualmente se esta avanzando en el acondicionamiento
de un laboratorio para la Instalación del equipo ULPC-
MS/MS, el cual se estima que estará en condiciones de
comenzar a operar en el transcurso del año 2008.

Muchas Gracias ¡¡¡