Determinación de plaguicidas en la cuenca de Salto Grande : Incidencia de los procesos de potabilización sobre los niveles residuales

• Autores: Williman, Celia
• Año de publicación: 2015
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Ronco, Alicia Estela; Navarro, Agustin Fernando; Montti, María Isabel Tatiana; Zaritzky, Noemí E.; Lorenzatti, Eduardo
• Materia: Ingeniería; plaguicidas; Entre Ríos (Argentina); Cuencas Hidrográficas; Agua Potable; potabilización
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Los problemas de calidad de agua en los lagos y embalses de Argentina se han incrementado por las actividades agrícolas, deforestación, explotación forestal, cría de animales, actividades mineras, escurrimiento urbano y descargas de aguas residuales no tratadas. La región aledaña al embalse Salto Grande, presenta un importante desarrollo agrícola, donde se utilizan numerosos tipos de plaguicidas. Estos compuestos generan contaminación ambiental, ya sea por deriva y/o acumulación en suelos, los que por efecto de escorrentía, percolación y otros mecanismos de transporte pueden ingresar a los cursos de agua. Los datos disponibles respecto a monitoreos efectuados en la región son escasos y no se encuentran actualizaciones posteriores a 1988 y 1994. Por lo que se ha considerado relevante disponer de la información adecuada a fin de establecer el diagnóstico actualizado de la situación en la región de Salto Grande respecto a los niveles residuales de plaguicidas y poder contribuir al control y vigilancia de dicho cauce. La evaluación de los relevamientos efectuados sobre los cultivos desarrollados en ambas márgenes del río Uruguay y de los plaguicidas utilizados comúnmente por los agricultores y tiempos de aplicación, ha sido de importancia y de carácter significativo en la toma de decisiones al establecer el monitoreo, los sitios, el plan de muestreo y frecuencia del mismo. La optimización y aplicación de las técnicas y metodologías adoptadas han permitido reducir el tiempo de análisis, costos, minimizar el uso de solventes orgánicos y lograr mayor sensibilidad en la determinación de los plaguicidas considerados de importancia, fundamentalmente por su persistencia y usos en la región. Los resultados obtenidos en agua superficial, sólidos suspendidos y sedimentos para todas las fechas y sitios de muestreo, teniéndose en cuenta los valores de los niveles residuales, la ocurrencia y las fechas de muestreo en las que se detectaron mayor número de plaguicidas, han permitido caracterizar la contaminación de los diferentes sitios desde un enfoque general. Los resultados de los monitoreos contribuyen al diagnóstico actualizado de la situación en la región y promueven a la toma de decisiones respecto a la continuidad del control y vigilancia de la misma. Algunos sitios han superado los niveles guías de acuerdo a la información disponible respecto a los criterios de calidad de agua superficial destinada a la producción de agua potable y preservación de la vida acuática establecidos por los siguientes organismos de aplicación: Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable (SAyDS) de la república Argentina, al igual que otros organismos internacionales o extranjeros de referencia como la Comunidad Económica Europea (CEE) o la Agencia de protección Ambiental de Estados Unidos (EPA). Es en este marco, que cobra relevancia la remediación de la contaminación, evaluando la remoción de estos plaguicidas mediante diferentes procesos tecnológicos. El proceso de potabilización del agua, incluye una etapa de clarificación en la que la adición y dispersión rápida de coagulantes químicos permite la disminución de la turbidez, removiendo además diversos contaminantes. En la coagulación-floculación con sales de aluminio a diferentes dosis de cada coagulante, el policloruro es el que presentó mayor eficiencia en la remoción de la turbidez, sin embargo el sulfato de aluminio permitió mayor remoción de los plaguicidas evaluados. Los analitos que presentan bajas solubilidades en agua y altos valores de coeficiente de distribución octanol/agua (KOW) tienden a interaccionar con la materia orgánica, por lo que este proceso logra removerlos más eficientemente, aunque en general la remoción es eficiente para la mayoría de los plaguicidas. En los procesos de adsorción existe un amplio espectro de mecanismos físicos y químicos, los cuales ocurren normalmente en etapas consecutivas tales como la difusión del adsorbato a través de la película de fluido hasta el material adsorbente, difusión a través de los poros y posterior reacción de adsorción. En este proceso podemos observar que cada analito, en función de sus propiedades fisicoquímicas y/o estructurales presenta adsorciones diferentes, lo que se evidencia en la notable variación de los valores de los porcentajes de remoción de los plaguicidas utilizando cantidades iguales de adsorbente, quitosano y carbón activado en polvo, y diferentes tiempos de contacto. Además, se ha observado que ambos adsorbentes logran altos porcentajes de remoción pero, es en general el carbón activado en polvo el que presenta mayor eficiencia en el proceso y ésta se incrementa en la mayoría de los casos con el tiempo de contacto para ambos adsorbentes. La optimización de las variables de remoción permitió determinar que, con quitosano y carbón activado en polvo, los valores que maximizan el porcentaje de remoción para la mayoría de los analitos son similares y se encuentran próximos a los máximos de tiempo de contacto y cantidad de adsorbente. En agua cruda, en las mismas condiciones, los porcentajes de remoción son menores debido a diversas causas tales como, la saturación de sitios activos, modificación de la estructura del adsorbente y/o de sus sitios activos por la presencia de algún componente en la matriz, entre otras; haciendo que las interacciones resultantes sean diferentes que en agua pura. El estudio de la cinética de adsorción permitió establecer el tiempo de equilibrio con ambos adsorbentes, el que fue alcanzado aproximadamente a los 60 minutos para la mayoría de los analitos, y la modelización de los datos respondieron a una cinética de pseudo-segundo orden. Respecto a la modelización de las isotermas de adsorción, ambos adsorbentes tienen capacidad adsortiva e interacciones diferentes frente a los analitos evaluados, siendo para carbón y quitosano el modelo de mejor ajuste el de Freundlich y Langmuir, respectivamente. Frente a esta compleja temática, es importante disponer de la información actualizada respecto a los niveles de contaminación por lo que, el monitoreo continuo en las fuentes de agua cobra relevancia como así también la evaluación de la remoción de estos plaguicidas mediante diferentes procesos de potabilización, considerando no sólo los procesos tradicionales como el de coagulación-floculación y adsorción con carbón activado, sino también la incorporación del quitosano como alternativa tecnológica en la adsorción. Para esto se requiere de un planteamiento integrado que involucre numerosas acciones y de políticas ambientales mancomunadas en un objetivo que tienda a lograr mantener la disponibilidad de este recurso con adecuada calidad.
Doctor en Ingeniería
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ingeniería