Resultados y discusión
Los resultados (Tabla 16.4 y Fig. 16.3) mostraron que la cipermetrina (6,25 µg/L) tuvo la mayor concentración media de residuos en las aguas superficiales del río Kuywa durante el primer período de muestreo (lluvias intensas), seguida del diurón (1,75 µg/L). En general, todos los residuos analizados se detectaron en todas las muestras de agua tomadas durante ambos períodos de muestreo. Se detectaron más residuos de los plaguicidas (excepto aldrina, alacloro y lindano) durante el primer periodo de muestreo en comparación con los detectados en el segundo periodo de muestreo de la estación más seca. Esto podría atribuirse a la escorrentía de residuos de los cultivadores externos y de las granjas de Nucleus Estate hacia el río durante las fuertes lluvias.
Tabla 16.4. Concentraciones (µg/g de peso seco) de residuos de plaguicidas en muestras de suelo (media y desviación estándar) tomadas durante el primer muestreo (lluvias intensas) de las parcelas experimentales dejadas en barbecho durante varios períodos de tiempo
| Pesticida | 3 Meses | 5 Meses | 12 Meses | 18 Meses | 24 Meses | 60 Meses | 96 Meses |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aldrina | 0.98±0,65 | 0,54±0,11 | 0,58±0,01 | 1,83±0,67 | 1,68±0,20 | 0,89±0,90 | 0,74±0,01 |
| Dieldrin | 1,44±0.34 | 0.99±0.04 | 0.65±0.39 | 0.37±0.16 | 1.29±0.47 | 0.97±0.07 | 0.52±0.24 |
| Endosulfán | 1,18±0,70 | nd | 0,46±0,26 | 0,49±0,37 | 1,21±0,58 | 0,84±0,18 | 0,31±0.16 |
| DDT | 1,83±0,78 | 1,13±0,17 | 0,56±0,25 | 1,30±0,13 | 0,60±0,48 | 0,35±0.19 | 0,70±0,40 |
| Cipermetrina | 3,13±0,78 | 1,12±0,28 | 0,61±0,16 | 2,315±0,23 | 0,56±0.01 | 0,38±0,02 | 1,81±0,00 |
| Endrina | 0,91±0,77 | 0,45±0,00 | 0,44±0,16 | 0,28±0.11 | 0,27±0,24 | 0,84±0,04 | 0,44±0,11 |
| Alacloro | 1,34±0,27 | 0,71±0,18 | 1,77±0.62 | 0,95±0,08 | 0,68±0,10 | 0,59±0,00 | 0,58±0,33 |
| Diurón | 1,16±0,10 | 0,46±0.03 | 0,74±0,38 | 0,68±0,13 | 0,42±0,05 | 0,39±0,28 | 0,26±0,07 |
| Lindano | nd | 4.38±0,10 | nd | 1,38±0,04 | nd | 0,05±0,01 | nd |
| Atrazina | nd | 1.14±0,04 | 0,42±0,03 | nd | 0,25±0,03 | 0,08±0,00 | nd |
| Hexazinona | 8.25±0,13 | 4,49±0,10 | 2,88±0,09 | 1,46±0,07 | nd | 0,31±0.00 | nd |
Nota: nd: no detectado; todas las medias y desviaciones estándar corregidas con dos decimales.
Figura 16.3. Concentraciones medias y variaciones entre los dos momentos de muestreo y entre el sedimento (µg/g de peso seco) y el agua (µg/L). P1=muestras de agua (primer muestreo); P2=muestras de agua (segundo muestreo); SP1=muestras de sedimento (primer muestreo); SP2=muestras de sedimento (segundo muestreo); primer muestreo=agosto de 2008 (fuertes lluvias); segundo muestreo: Diciembre de 2008 (lluvias ligeras); se analizaron muestras de agua sin filtrar.
Todos los herbicidas analizados, excepto la hexazinona, son relativamente muy hidrofóbicos y tienen solubilidades en el agua (mg/L) que van de 33 (atrazina) a 33.000 (hexazinona) y valores de Koc (m3/kg), que van de 25 (2,4-d) a 480 (diurón). Durante este periodo, las muestras de agua no se filtraron antes de la extracción y el análisis y, por lo tanto, los residuos detectados incluían tanto partículas solubles como ligadas, lo que dio lugar a elevadas concentraciones durante las precipitaciones, como muestran los resultados. La aplicación de plaguicidas, especialmente de herbicidas, durante la temporada de lluvias, cuando también se inician las actividades de plantación en las secciones de los agricultores y en las fincas del Núcleo, y su posterior lavado al medio acuático, podría explicar sus mayores niveles de residuos en las muestras de agua y sedimentos tomadas durante ese período. Esto supone un riesgo importante para los seres humanos y el ganado que utilizan el río Kuywa para beber, especialmente durante el periodo de lluvias intensas, cuando se filtran más residuos ligados a partículas al río directamente o a través de los canales.
Se detectaron niveles sustanciales de residuos de insecticidas organoclorados, como la aldrina, el p,p′-DDT y la endrina, en el agua y los sedimentos, lo que podría indicar un posible uso ilegal en la subcuenca (Wandiga, 2001) y/o la persistencia de aplicaciones anteriores antes de su prohibición en 1997 (Wandiga et al., 2002; Lalah et al., 2003). Se detectaron mayores concentraciones de residuos, con la excepción del p,p′-DDT, la cipermetrina, el diurón y el lindano, en los sedimentos del río en comparación con los detectados en la columna de agua, y esto es lo que se espera del comportamiento de los residuos de plaguicidas organoclorados en cualquier sistema de agua/sedimento debido a su hidrofobicidad (Crawford, 2003). Las excepciones fueron las concentraciones de cipermetrina y diurón, que fueron mayores en la columna de agua que en el sedimento, posiblemente debido a la aplicación reciente antes del muestreo.
Las variaciones en las concentraciones entre los dos períodos de muestreo y entre el agua y el sedimento se muestran en la Fig. 16.3. En general, las concentraciones de los residuos en el agua fueron superiores a los límites de agua potable de la UE de 0,5 µg/L para los plaguicidas individuales y de 1,0 µg/L para las concentraciones totales de plaguicidas y los niveles correspondientes que se han notificado en otros ecosistemas de subcuencas agrícolas tropicales (US-EPA, 1992; Mansingh y Wilson, 1995). Esto muestra que el agua del río Kuywa estaba contaminada con varios residuos de plaguicidas como dieldrina, p,p′-DDT, cipermetrina, endrina, alacloro, diurón y hexazinona durante las lluvias fuertes y con aldrina, dieldrina y cipermetrina durante las lluvias ligeras. Las concentraciones de residuos en el sedimento fueron mayores que en la columna de agua durante las lluvias intensas, con factores de concentración estimados de residuos en el sedimento que oscilaban entre 1800 y 4300 (para los insecticidas organoclorados) y entre 750 y 4700 (para los herbicidas). Los factores de concentración en el sedimento durante las lluvias ligeras oscilaron entre 1100 y 4500 (organoclorados) y entre 240 y 74.000 (herbicidas). Estos factores de concentración se estimaron dividiendo la (concentración en el sedimento (µg/kg)) por la (concentración en el agua (µg/L)) en el mismo punto de muestreo y asumiendo que una masa de 1 L de agua equivale aproximadamente a la masa de 1 kg de sedimento.
La presencia de lindano y aldrina en varios compartimentos de esta subcuenca puede explicarse por su uso legal específico en el aderezo de semillas (a partir de los datos de la encuesta) y el control de termitas (Anónimo, 2006), respectivamente. La contaminación por lindano en los sedimentos del lago Victoria ya se había notificado anteriormente (Keng’ara et al., 2004). Las muestras de sedimentos mostraron mayores concentraciones de residuos en el primer muestreo de la estación lluviosa que durante la segunda estación más seca, ya sea debido a un fuerte lavado de los residuos de plaguicidas de la finca Nucleus y de las granjas de los agricultores en el río debido a las fuertes lluvias o por la reducción de los niveles de plaguicidas en las parcelas de campo experimental en barbecho durante el lapso de 4 meses entre los dos muestreos. Se informó de un patrón estacional similar en sedimentos de zonas de estuario en una subcuenca agrícola con un uso intensivo de plaguicidas similar en otros países tropicales (Mansingh y Wilson, 1995). Una comparación de las concentraciones de residuos obtenidas en este estudio con estos ambientes contaminados indica que la subcuenca de la zona de caña de azúcar de Nzoia está relativamente más contaminada, con concentraciones en los sedimentos de organoclorados (dieldrina, endosulfán y p,p′-DDT) aproximadamente 4, 10 y 20 veces más altas, respectivamente (Mansingh y Wilson, 1995). En particular, las altas concentraciones de herbicidas detectadas en el agua y los sedimentos del río Kuywa indican una amenaza potencial para la ecología de esta subcuenca, como se ha informado en otros estudios sobre herbicidas (Kreuger, 1998; De-Snoo y van-der-Poll, 1999; Schulz y Liess, 1999; Ewald y Aebisher, 2000; Bach et al, 2001; Muller et al., 2002; SETAC, 2003; Berenzen et al., 2005).
Los datos de concentración de plaguicidas obtenidos para las muestras de suelo de las parcelas experimentales de barbecho se utilizaron para estimar las vidas medias en el suelo de los distintos plaguicidas detectados. Para ello se asumió una cinética de primer orden y se trazaron gráficos lineales de ln (concentración de plaguicida en el suelo) frente a (tiempo desde la última aplicación de plaguicidas) y la vida media estimada para cada plaguicida calculada mediante la fórmula 0,693/k (donde k es el gradiente de la línea de regresión). Algunas de las vidas medias estimadas del suelo eran demasiado largas, oscilando entre 0,71 y 58 años, muy probablemente influidas por varios factores, como la falta de uniformidad de las muestras y el crecimiento de una espesa cubierta vegetal en las fincas en barbecho, que reduciría las tasas de volatilización.