UNA INTRODUCCIÓN A LA EVALUACIÓN DEL RIESGO ECOLÓGICO POR PLAGUICIDAS EN ECOSISTEMAS ACUÁTICOS

Por: Duberly Mosquera Restrepo M.Sc. Candidato a Doctor en Ciencias Ambientales

Los ecosistemas acuáticos continentales son de los que se encuentran en mayor peligro en el mundo, asimismo, los servicios ecosistémicos que estos proveen (principalmente asociados al agua) y la biodiversidad que mantienen también se encuentran amenazados (Dos Santos et al., 2011).

Aumento de los campos de cultivo

La producción agrícola y sus cambios hidrológicos relacionados se incrementaron durante el siglo 20 (Gordon et al. 2008); el uso de la tierra, la extracción de agua y uso de fertilizantes ha ido en aumento (Figura 1). Es por ello que la agricultura genera en los ecosistemas acuáticos cambios en la carga de sedimentos, la posición del canal del río (alterando los flujos de agua) y en el contenido de nutrientes y otros compuestos químicos como los metales pesados y los plaguicidas.

El incremento de las demandas globales de alimento ha generado la necesidad de aumentar los campos de cultivo, y ello combinado con el relativo bajo costo de algunos insecticidas ha generado un excesivo uso de plaguicidas en la agricultura (de Freitas y de Freitas 2012). A septiembre de 2014 (ICA 2014) en Colombia se encuentran registrados más de 1500 plaguicidas químicos para uso en diferentes cultivos. Debido a este incremento de la actividad agrícola en los últimos años (Ricart et al., 2009), los plaguicidas son detectados comúnmente en aguas corrientes (Nakamura and Daishima 2005). Estos compuestos entran al ambiente acuático a través de la escorrentía, luego de haber sido aplicados en los campos de cultivo, alcanzan corrientes superficiales por drenaje directo y de acuerdo a las características del suelo y la vegetación, potencialmente pueden alcanzar el agua subterránea (Ricart et al. 2009).

Flujos ecológicos - Plan de manejo ambiental
Figura 1. Extensión y modificación de la cantidad y calidad de los flujos ecológicos por la agricultura. Traducido de Gordon et al. 2008.

El agro-sistema en Colombia

En Colombia, el sector agrícola campesino (de pequeña y mediana escala) aporta el 64% de los productos alimenticios del país y este se caracteriza por usar tecnologías inapropiadas de manejo de suelos y aguas en sus sistemas productivos (IREHISA et al. 2012). El cambio de un ecosistema natural a un agro-ecosistema genera la disminución de la variedad de servicios ecosistémicos a favor de unos pocos servicios de provisión tangibles como el alimento; por su dependencia en el largo plazo, otros servicios de regulación y soporte, como la regulación de calidad de agua, terminan siendo insostenibles (Rincón-Ruiz et al. 2014).

Los plaguicidas constituyen un factor de riesgo ecológico para los ecosistemas acuáticos, sobre todo en territorios donde cultivos como la piña se localizan cerca de ríos y no se respetan las franjas de protección (Vargas 2007), lo cual permite que la temporada de lluvia promueva el arrastre de partículas de suelo y plaguicidas a los ríos (Castillo et al. 2006).

En Colombia el uso indiscriminado de plaguicidas ha generado numerosos impactos ambientales; diariamente, la flora, fauna y comunidades humanas se exponen a dosis desconocidas de estas agresivas sustancias, lo que genera un grado de riesgo para su supervivencia o salud (Murcia y Stashenko, 2008).

Aunque se han realizado esfuerzos para mitigar los efectos de los plaguicidas y en capacitar a las comunidades en el uso de los mismos (a través de entidades como las Unidades Municipales de Asistencia Técnica Agropecuaria – UMATA), el avance ha sido más lento de lo que podría ser si se aplicaran estrategias de implementación más eficientes y constantes en los departamentos colombianos con mayor empleo de este tipo de insumos químicos (Cárdenas, et al. 2005).

Estudios de calidad del agua

El recurso hídrico ha sido monitoreado básicamente a través de variables hidroclimáticas y la normatividad no contempla el uso de bioindicadores para evaluar la contaminación por plaguicidas y otros contaminantes. Los programas de biomonitoreo incluyen el uso de diferentes ensamblajes como las diatomeas (Lobo et al. 2016; Peña y Palacios 2009) y los macroinvertebrados bentónicos, debido a que estos grupos están expuestas continuamente a la variación de las condiciones ambientales (Sabater et al. 2007), haciéndolos excelentes indicadores de calidad ecológica del agua. El biomonitoreo de calidad de agua es de especial importancia dentro de los planes de gestión del recurso hídrico, debido a que de este depende el éxito de la implementación de programas de recuperación ambiental de ecosistemas acuáticos (y la consecuente mejora de la calidad de sus servicios). Asimismo, el biomonitoreo, a través del uso de organismos bioindicadores, aumenta la capacidad de tomar decisiones contextualizadas a la realidad ecológica de cada cuenca y constituye la base de sistemas de predicción de situaciones de riesgo.

En Colombia, el riesgo ecológico es definido como “los daños y pérdidas potenciales que pueden presentarse en los ecosistemas y sus servicios, debido a eventos físicos peligrosos de origen natural, socio-natural, tecnológico, bio-sanitario o humano no intencional, en un período de tiempo específico, determinados por la vulnerabilidad de los ecosistemas expuestos” (Minambiente y Universidad Tecnológica de Pereira, 2013).

La evaluación del riesgo ecológico de los plaguicidas en comunidades acuáticas afectadas por actividades agrícolas no es sencilla debido a que la presencia de contaminantes desconocidos, fertilizantes y la degradación de la vegetación ribereña también puede afectar a comunidades cómo los macroinvertebrados acuáticos (Damásio et al. 2011). Sin embargo, la toxicidad de muchos plaguicidas a un gran número de especies de plantas acuáticas, invertebrados y peces es conocida, haciendo posible estimar con razonable precisión la contaminación ambiental de estos (Echeverría-Sáenz et al. 2012).

Participación de la comunidad

Se ha evidenciado que las evaluaciones de riesgo ecológico rara vez toman en cuenta la participación de las comunidades locales cómo agricultores y pobladores del área de influencia de los cultivos, o su participación se limita a un simple suministro de información. En otras palabras, existe baja participación de la comunidad en la formulación de políticas de gobierno para el manejo de los sistemas socio-ecológicos, situación reconocida como una constante mundial (Adams et al. 2014). Ello hace necesario un acoplamiento de los sistemas naturales y los sistemas humanos a través de la formulación de objetivos de monitoreo compartidos entre la academia y la comunidad para generar resultados de investigación productivos (Adams et al. 2014) que guíen la toma de decisiones en torno al manejo del riesgo ecológico.

El índice SPEAR pesticide, es un bioindicador basado en los rasgos funcionales de las especies, que estima la exposición y los efectos ecológicos de la contaminación por plaguicidas en corrientes, basándose en datos de monitoreo de invertebrados. Se parte de la premisa de que los tóxicos modifican la composición de especies: a mayor exposición a los tóxicos (plaguicidas), menor es la proporción de especies sensibles (especies en riesgo) (Knillmann et al. 2018; Helmholtz Centre for Environmental Research UFZ, 2017; Liess y von der Ohe, 2005).

Actualmente existen diferentes enfoques para evaluar los efectos de tóxicos en la calidad del agua y su biodiversidad acuática asociada. El uso de rasgos (del inglés “trait”) de las especies representa un enfoque promisorio para resolver los problemas que presentan las evaluaciones de los efectos de los plaguicidas, problemas como la identificación de los efectos de factores individuales o el enmascaramiento de los efectos potenciales de plaguicidas por la variabilidad en la composición de especies (Liess et al. 2008).

La evaluación del riesgo ecológico provee soporte técnico para la gestión de las decisiones (Suter y Norton 2019), y usando el enfoque de múltiples líneas de evidencia (Berger et al. 2017; Berger et al. 2016), permite integrar la información representada en los diferentes índices de monitoreo fisicoquímico, toxicológico y ecológico. En el contexto del problema planteado, se considera que las formas de trabajo de la tierra (actividades agrícolas para la labranza, riego, fertilización y control de plagas) constituyen una línea de evidencia complementaria a las evidencias ecológicas.

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BIBLIOGRAFIA

Dos Santos, D.A.; Molineri, C.; Reynaga, M.C. y Basualdo, C.  Which index is the best to asses stream health?.  En: Ecological Indicators, Marzo 2011.  vol. 11.  no. 2.  p. 582 – 589.

Gordon, L. J., Garry D. Peterson and Elena M. Bennett. 2008. Agricultural modifications ofhydrological flows create ecological surprises. Trends in Ecology and Evolution Vol.23 No.4

De Freitas, A. & De Freitas, R. C. O. Integrated Pest Management as a Tool to Mitigate the Pesticide Negative Impact Into the Agroecosystem: The Soybean Example. En: The impact of pesticides. Prepared and edited by Prof. Milan Jokanović Published by AcademyPublish.org (Publishing Services LLC), 2120 Carey Avenue, Cheyenne, WY 82001, USA. 2012.

Instituto Colombiana Agropecuario – ICA. 2014. Registros nacionales septiembre 29 de 2014.

Ricart, Marta, Helena Guasch, Damià Barceló, Rikke Brix, Maria H. Conceição, Anita Geiszinger, Maria, Sáenz, M.E., Di Marzio, W.D., 2009. Ecotoxicidad del herbicida glifosato sobre cuatro algas clorófitas dulceacuícolas. Limnética 28 (1), 149–158.

Nakamura, S., Daishima, S., 2005. Simultaneous determination of 64 pesticides in river water by stir bar sorptive extraction and thermal desorption-gas chromatography–mass spectrometry. Analytical and Bioanalytical Chemistry 382 (1), 99–107.

Grupo de investigación en ingeniería de recursos hídricos y suelos – IREHISA, Grupo de  investigación  en  ecología  de  agroecosistemas  y  hábitats  naturales  –  GEAHNA  y Grupo  de  investigaciones  entomológicas  –  GIE. 2012.  Índice de Sostenibilidad de Sistemas Productivos Agrícolas – ISSPA. Caso modelo: Microcuenca La Centella. Cali: Universidad del Valle.

Rincón-Ruíz, A., Echeverry-Duque, M., Piñeros, A. M., Tapia, C. H., David, A., Arias-Arévalo, P. y Zuluaga, P. A. 2014. Valoración integral de la biodiversidad y los servicios ecosistémicos: Aspectos conceptuales y metodológicos. Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt (IAvH). Bogotá, D. C. Colombia, 151 pp.

Vargas – Ramírez E. 2007. Memoria del Primer Taller Participativo de Interpretación Ambiental: Pérdida de ecosistemas producto de la expansión piñera en el Caribe Norte, Siquirres. Costa Rica: Secretaria de Asuntos Ambientales, FEUNA; 2007.

Castillo L E, Martínez E, Ruepert C, Savage C, Gilek M, Pinnock M,. 2006. Water quality and macroinvertebrate community response following pesticide applications in a banana plantation, Limon, Costa Rica. Sci. Total Environ. 2006; 367: 418–32.

Murcia, A. Stashenko, E. 2008. Determinación de plaguicidas organofosforados en vegetales producidos en Colombia. Agro. Sur. 36 (2): 71-81.

Cárdenas, O. Silva, E. Morales, L. Ortíz, J. 2005. Estudio epidimiológico a plaguicidas organofosforados y carbamatos en siete departamentos colombianos, 1998-2001. Biomédica. 25:170-80.

Lobo Alcayaga, Eduardo. Índice trófico de qualidade da água: guia ilustrado para sistemas lóticos subtropicais e temperados brasileiros [recurso eletrônico] / Eduardo Alcayaga Lobo … [et al.]. – Santa Cruz do Sul: EDUNISC, 2016.

Peña, J. y Palacios, M.L. 2009. El régimen del Caudal y su influencia en la dinámica de las comunidades del Perifiton. En: Caudal ambiental. Conceptos, experiencias y desafíos. ISBN: 978-958-670-768-8 ed: Programa Editorial Universidad Del Valle, v, p.199 – 226.

Sabater, S., Guasch, H., Ricart, M., Romaní, A., Vidal, G., Klünder, C., Schmitt-Jansen, M., 2007. Monitoring the effect of chemicals on biological communities. The biofilm as an interface. Analytical and Bioanalytical Chemistry 387, 1425–1434.

Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible y Universidad Tecnológica de Pereira. 2013. Lineamientos y directrices nacionales para el conocimiento y la reducción del riesgo ecológico y la estrategia para la adopción e implementación de dichos lineamientos. Minambiente, 40 p.

Damásio J, Barceló D, Brix R, Postigo C, Gros M, Petrovic M,. 2011. Are pharmaceuticals more harmful than other pollutants to aquatic invertebrate species: a hypothesis tested using multi-biomarker and multi-species responses in field collected and transplanted organisms. Chemosphere 2011; 85:1548–54.

Echeverría-Sáenz, F. Mena, M. Pinnock, C. Ruepert, K. Solano, E. de la Cruz, B. Campos, J. Sánchez-Avila, S. Lacorte, C. Barata. Environmental hazards of pesticides from pineapple crop production in the Río Jiménez watershed (Caribbean Coast, Costa Rica). Science of the Total Environment 440 (2012) 106–114.

Adams, M. S., J. Carpenter, J. A. Housty, D. Neasloss, P. C. Paquet, C. Service, J. Walkus, and C. T. Darimont. 2014. Toward increased engagement between academic and indigenous community partners in ecological research. Ecology and Society 19(3): 5.

Liess, M., Schäfer, R.B., Schriever. 2008. The footprint of pesticide stress in communities—Species traits reveal community effects of toxicants Volume 406, Issue 3, 1 December 2008, Pages 484-490

Liess, M. and von der Ohe, P.C. 2005. Analyzing effects of pesticides on invertebrate communities in streams. Environmental Toxicology and Chemistry. 24 (4), 954-965.

Knillmann, S. Orlinskiy, P. Kaske, O. Foit, K. Liess, M. 2018. Indication of pesticide effects and recolonization in streams. Science of the Total Environment 630: 1619 – 1627.

Helmholtz Centre for Environmental Research UFZ. 2017. SPEAR Calculator. Department System Ecotoxicology, UFZ.

Berger, R. Melissa Whitfield Aslund, Greg Sanders, Michael Charlebois, Loren D. Knopper, Karl E. Bresee. 2016. A multiple lines of evidence approach for the ecological risk assessment of an accidental bitumen release from a steam assisted gravity drainage (SAGD) well in the Athabasca oil sands region. Science of the Total Environment 542 (2016) 495–504.

Berger, E., Peter Haase, Mathias Kuemmerlen, Moritz Leps, Ralf Bernhard Schäfer, Andrea Sundermann. 2017. Water quality variables and pollution sources shaping stream macroinvertebrate communities. Science of the Total Environment 587–588 (2017) 1–10.

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