Desarrollos de niveles guía nacionales de calidad de agua

República Argentina
Subsecretaria de Recursos Hídricos de la Nación
DESARROLLOS DE NIVELES GUIA NACIONALES DE CALIDAD
DE AGUA AMBIENTE CORRESPONDIENTES A DIMETOATO
Diciembre 2003
INDICE
I) Aspectos generales.........................................................................................................
III) Nivel guía de calidad de agua ambiente para protección de la biota acuática
correspondiente a dimetoato (aplicable a agua dulce)...........................................
III.1) Introducción .............................................................................................................
III.2) Derivación del nivel guía de calidad para protección de la biota acuática ............
III.2.a) Selección de especies .............................................................................................
III.2.b) Cálculo del Valor Agudo Final .............................................................................
III.2.c) Cálculo del Valor Crónico Final ..........................................................................
III.3) Establecimiento del nivel guía de calidad para dimetoato correspondiente a
protección de la biota acuática ...........................................................................
IX) Técnicas analíticas asociadas a la determinación de dimetoato ..............................
X) Referencias ..................................................................................................................
Niveles Guía Nacionales de Calidad de Agua Ambiente
pág.
I.1
III.1
III.1
III.1
III.1
III.2
III.3
III.3
IX.1
X.1
Dimetoato
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I) ASPECTOS GENERALES
El dimetoato (0,0-dimetil S-metilcarbamoilmetilfósforo-ditioato), cuya fórmula molecular
es C5H12NO3PS2, es un plaguicida organofosforado sistémico utilizado en agricultura contra
un amplio número de insectos y ácaros y también para el control de la mosca doméstica. Su
acción, por contacto e ingestión, se basa en la inhibición de la colinesterasa, con la
consecuente alteración de la transmisión de los impulsos nerviosos.
La Cámara de Sanidad Agropecuaria y Fertilizantes de la República Argentina clasifica al
dimetoato como moderadamente tóxico (Clase C), siendo comercializado en la Argentina con
las marcas Agrotoato, Agrotoato 40, Carpomol, Perfekthion y Perfekthion S (CASAFE, 1995)
y utilizado sin restricciones (SENASA, 1998).
El dimetoato es un sólido cristalino incoloro, poco soluble en agua y altamente soluble en
la mayoría de los solventes orgánicos. Tiene poca afinidad con la mayoría de los tipos de
suelos y, luego de su aplicación, tanto la irrigación como la lluvia pueden provocar la
contaminación de aguas subterráneas (CCME, 1999).
El dimetoato no es persistente en el ambiente en general. Diferentes investigaciones
indican que tiende a degradarse rápidamente en el agua, aunque puede ser relativamente
persistente en ciertas condiciones. La tasa de degradación depende de la temperatura, del pH y
de la presencia de microbiota e iones de metales pesados; la tasa de degradación se
incrementa con el aumento de temperatura y pH (CCME, 1999).
En agua, el dimetoato es rápidamente hidrolizado a un pH =11, sufriendo degradaciones
del 50-57 %, del 68% y del 87% en media hora, 1 hora y 2 horas, respectivamente, siendo el
principal producto de degradación el desmetildimetoato (Brady and Arthur, 1963). La
hidrólisis es catalizada por iones de metales como cobre, hierro y manganeso (Sanderson and
Edson, 1964), constitutyendo el principal proceso de transformación en el agua. La
fotodegradación, la volatilización, la adsorción por los sedimentos y la bioconcentración no
son significativos. La vida media del dimetoato puede llegar a ser igual a 8 semanas,
dependiendo de las condiciones ambientales (CCME, 1999).
En suelos, la acumulación y degradación del dimetoato dependen de factores tales como
tipo de suelo, tipo y cantidad de microorganismos presentes en aquél, temperatura ambiental,
pH, cantidad aplicada de plaguicida y grado de vaporización de este (El Beit et al., 1977,
1978).
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Dimetoato
I.1
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III) NIVEL GUIA DE CALIDAD DE AGUA AMBIENTE PARA PROTECCION DE
LA BIOTA ACUATICA CORRESPONDIENTE A DIMETOATO (APLICABLE A
AGUA DULCE)
III.1) Introducción
La información disponible sobre toxicidad crónica del dimetoato es sumamente escasa y en
cuanto a toxicidad aguda, casi toda la información con que se cuenta concierne sólo a
animales.
El dimetoato manifiesta una toxicidad moderada sobre peces y más acentuada en
invertebrados, siendo el responsable de la acción tóxica el metabolito dimetoxón (ometoato)
(IPCS, 1989).
Dentro de los invertebrados, la especie más sensible es el crustáceo Gammarus lacustris,
con una concentración letal para el 50% de los individuos (CL50 - 96 h) igual a 200 µg/l
(Johnson and Finley, 1980), mientras que la especie más resistente es el insecto Aedes
aegypti, con una CL50 - 48 h igual a 6,41 mg/l (Song et al., 1997). Dentro de los peces, la
especie más sensible es Oncorhynchus mykiss, con una CL50 - 96 h igual a 6,2 mg/l (Johnson
and Finley, 1980), siendo Oryzias latipes la más resistente, con una concentración que
presenta efectos adversos para el 50 % de los individuos (CE50 - 48 h) igual a 128 mg/l
(Canton et al, 1980).
En cuanto a biota vegetal, la información disponible señala concentraciones para las que se
observan efectos adversos en el 50 % de los individuos (CE50) correspondientes a una sóla
especie de alga, Chlorella pyrenoidosa, que varían entre 290 y 480 mg/l (Canton et al.,
1980).
No se dispone de datos acerca de la posible bioacumulación o bioconcentración del
dimetoato.
III.2) Derivación del nivel guía de calidad para protección de la biota acuática
Dado que no hay suficientes datos de toxicidad crónica para calcular directamente el Valor
Crónico Final para dimetoato, éste se calcula a partir de datos de toxicidad aguda y utilizando
un factor de extrapolación. Se apela a dicho factor debido a que no se dispone tampoco de la
información sobre toxicidad crónica requerida para determinar la Relación Final Toxicidad
Aguda/Crónica (FACR).
III.2.a) Selección de especies
En la Tabla III.1 se exponen 24 datos asociados a manifestaciones de toxicidad aguda del
dimetoato sobre animales, consistentes en CL50 o CE50. Si bien el conjunto de datos
seleccionados cubre varios grupos taxonómicos, a saber: cuatro familias de peces
(Salmonidae, Poeciliidae, Cyprinodontidae y Channidae), una de insectos (Culicidae) y dos
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III.1
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de crustáceos (Daphnidae y Gammaridae), no se dispone de suficientes datos inherentes a
efectos tóxicos del dimetoato sobre plantas acuáticas y algas para determinar el Valor Final
para Plantas (FPV). Por tal razón el nivel guía de calidad para dimetoato se deriva con
carácter interino.
TABLA III.1- CONCENTRACIONES DE DIMETOATO ASOCIADAS A EFECTOS
TOXICOS AGUDOS SOBRE LAS ESPECIES DE ANIMALES ACUATICOS
SELECCIONADAS PARA EL ESTABLECIMIENTO DEL NIVEL GUIA
CORRESPONDIENTE
Especie
Familia
Concentración
asociada a
toxicidad aguda
[µg/l]
Valor Agudo
Medio para
cada especie
(SMAV)
[µg/l]
Referencia
Aedes aegypti
Culicidae
6410
Song et al., 1997
Aedes aegypti
Culicidae
5040
5684
Song et al., 1997
Channa punctatus
Channidae
8200
Anees, 1974
Channa punctatus
Channidae
10200
Anees, 1974
Channa punctatus
Channidae
12200
Anees, 1974
Channa punctatus
Channidae
14200
10971
Anees, 1974
Daphnia magna
Daphnidae
1500
Beusen and Neven, 1989
Daphnia magna
Daphnidae
1700
Beusen and Neven, 1989
Daphnia magna
Daphnidae
1800
Beusen and Neven, 1989
Daphnia magna
Daphnidae
2000
Beusen and Neven, 1989
Daphnia magna
Daphnidae
3120
Song et al., 1997
Daphnia magna
Daphnidae
3320
2136
Song et al., 1997
Gammarus lacustris
Gammaridae
200
200
Johnson and Finley, 1980
Oncorhynchus mykiss
Salmonidae
6200
Johnson and Finley, 1980
Oncorhynchus mykiss
Salmonidae
10000
Canton et al., 1980
Oncorhynchus mykiss
Salmonidae
133000 (1)
7874
Canton et al., 1980
Oryzias latipes
Cyprinodontidae
105000
Canton et al., 1980
Oryzias latipes
Cyprinodontidae
108000
Canton et al., 1980
Oryzias latipes
Cyprinodontidae
118000
Canton et al., 1980
Oryzias latipes
Cyprinodontidae
128000
114400
Canton et al., 1980
Poecilia reticulata
Poeciliidae
10400
Beusen and Neven, 1989
Poecilia reticulata
Poeciliidae
11200
Beusen and Neven, 1989
Poecilia reticulata
Poeciliidae
13000
Beusen and Neven, 1989
Poecilia reticulata
Poeciliidae
15700
12417
Beusen and Neven, 1989
Nota:
(1): Dato no utilizado para el cálculo del Valor Agudo Medio para cada especie (SMAV) por diferir en el orden de magnitud
con los otros datos seleccionados
III.2.b) Cálculo del Valor Agudo Final
El Valor Agudo Final (FAV) se calcula de acuerdo al procedimiento descripto en la
metodología cuando la toxicidad de una sustancia no está asociada con las características del
agua, dado que no existe evidencia en sentido contrario para el dimetoato. A partir de los
datos que se exhiben en la Tabla III.1, se determinan los valores agudos medios de toxicidad
aguda para cada especie (SMAV), que se exhiben en la tabla antedicha, y género (GMAV),
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III.2
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que se exponen ordenados crecientemente en la Tabla III.2, con sus respectivos números de
orden, R, y la probabilidad acumulativa, PR, siendo PR = R/(N+1).
TABLA III.2 - DIMETOATO: PROBABILIDAD ACUMULATIVA (PR) Y VALOR
AGUDO MEDIO PARA CADA GENERO (GMAV)
Género
Gammarus
Daphnia
Aedes
Oncorhynchus
Channa
Poecilia
Oryzias
GMAV
[µg/l]
PR
Ranking
200
2136
0,13
0,25
1
2
5684
7874
10971
12417
114400
0,38
0,50
0,63
0,75
0,88
3
4
5
6
7
De acuerdo al esquema metodológico establecido, el análisis de regresión de los GMAV
correspondientes a los números de orden 1, 2, 3 y 4 arroja los siguientes resultados para la
pendiente (b), la ordenada al origen (a) y la constante (k):
b = 10,91
a = 1,72
k = 4,16
Calculando el valor Agudo Final (FAV) según:
FAV = ek
resulta:
FAV = 63,99 µg/l
III.2.c) Cálculo del Valor Crónico Final
Dado que la información correspondiente a animales incluye un rango aceptable de
especies se considera apropiado utilizar un factor de extrapolación igual a 10 para calcular el
Valor Crónico Final (FCV) a partir del FAV.
Dividiendo el FAV calculado (63,99 µg/l) por el factor de extrapolación elegido (10),
resulta:
FCV = 6,4 µg/l
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III.3
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III.3) Establecimiento del nivel guía de calidad para dimetoato correspondiente a
protección de la biota acuática
De acuerdo a lo expuesto, como no se puede determinar el Valor Final para Plantas (FPV),
el siguiente nivel guía de calidad para dimetoato a los efectos de protección de la biota
acuática (NGPBA), referido a la muestra de agua sin filtrar, es especificado con carácter
interino:
NGPBA (Dimetoato) ≤ 6,4 µg/l
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III.4
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IX) TECNICAS ANALITICAS ASOCIADAS A LA DETERMINACION DE
DIMETOATO
Los métodos analíticos validados que se exponen en la Base de Datos “Técnicas
Analíticas” no permiten evaluar la cumplimentación del nivel guía nacional de calidad de
agua ambiente derivado para protección de la biota acuática. De tal forma, se define el
siguiente nivel guía de aplicación efectiva de calidad de agua ambiente para protección de la
biota acuática (NGPBAe), aplicable a agua dulce, referido a la muestra de agua sin filtrar:
NGPBAe (Dimetoato) No detectable según límite de detección: 13 µg/l (Method 8141.
Analysis of Organophosphurus Compounds in Water, Soil and Waste Samples by GC-FPD or
GC-NPD. U.S. EPA. 2000) u otro límite de detección menor.
El nivel guía antedicho se basa en la aplicación como mínimo del límite de detección
correspondiente a la técnica de cromatografía gaseosa/FPD o cromatografía gaseosa/NPD
antes referida, manteniéndose el respectivo nivel guía calculado para protección de la biota
acuática (≤ 6,4 µg/l) como objetivo en función de factibilidades analíticas superiores.
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IX.1
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X) REFERENCIAS
Anees, M.A. 1974. Susceptibility of a Freshwater teleost Channa punctatus to Acute, Sublethal and Chronic Levels of
Organophosphorus Insecticides. M.S. Thesis, University of Punjab, Pakistan, Xerox University Microfilms M-6941, Masters
Abs. 13(02):103. En: AQUIRE (Aquatic toxicity Information Retrieval) database. U.S. Environmental Protection Agency,
National Health and Environmental Effects Research Laboratory, Mid-Continent Ecology Division.
Beusen, J.M. and B. Neven. 1989. Toxicity of Dimethoate to Daphnia magna and Freshwater Fish. Bull. Environ. Contam.
Toxicol. 42(1):126-133.
Brady, U.E., Jr and B.W. Arthur. 1963. Biological and clinical properties of dimethoate and related derivatives. J.
Econ. Entomol. 56(4): 477-482. En: IPCS (International Programme on Chemical Safety). 1989. Environmental Health
Criteria 90. Dimethoate. World Health Organization, Geneva.
Canton, J.H., R.C.C. Wegman, A. Van Oers, A.H.M. Tammer, E.A.M. Mathijssen-Spiekman and H.H. Van den Broeck.
1980. Environmental Toxicological research with Dimethoate and Omethoate. Rep. No. 121/80, Natl. Inst. Public Health
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National Health and Environmental Effects Research Laboratory, Mid-Continent Ecology Division.
CASAFE (Cámara de Sanidad Agropecuaria y Fertilizantes de la República Argentina). 1995. Guía de Productos
Fitosanitarios para la República Argentina, Buenos Aires. 891 pp.
CCME (Canadian Council of Ministers of the Environment). 1999. Canadian Environmental Quality Guidelines.
El Beit, I.O.D., J.V. Wheelock and D.E. Cotton. 1977. Factors affecting the fate of dimethoate in soils. Intern. J.
Environ. Stud. 11: 113-124. En: IPCS (International Programme on Chemical Safety). 1989. Environmental Health Criteria
90. Dimethoate. World Health Organization, Geneva.
El Beit, I.O.D., J.V. Wheelock and D.E. Cotton. 1978. Factors influencing the degradation of dimethoate in soils and
solutions. Int. J. Environ. Stud. 11:253-260. En: CCME (Canadian Council of Ministers of the Environment). 1999. Canadian
Environmental Quality Guidelines.
Johnson, W.W. and M.T. Finley. 1980. Handbook of Acute Toxicity of Chemicals to Fish and Aquatic Invertebrates. Resour.
Publ. 137, Fish Wildl. Serv. U. S. D. I., Washington, D.C.: 98. En: AQUIRE (Aquatic toxicity Information Retrieval)
database. U.S. Environmental Protection Agency, National Health and Environmental Effects Research Laboratory, MidContinent Ecology Division.
Sanderson, D.M. and E.F. Edson. 1964. Toxicological properties of the organophosphorus insecticide dimethoate. Br. J.
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SENASA (Servicio Nacional de Sanidad y Calidad Agroalimentaria). 1998. Límites máximos de residuos de plaguicidas.
Secretaría de Agricultura, Ganadería , Pesca y Alimentación.
Song, M.Y., J.D. Stark and J.J. Brown. 1997. Comparative Toxicity of Four Insecticides, Including Imidacloprid and
Tebufenozide, to Four Aquatic Arthropods. Environ. Toxicol. Chem. 16(12): 2494-2500.
IPCS (International Programme on Chemical Safety). 1989. Environmental Health Criteria 90. Dimethoate. World Health
Organization, Geneva.
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