Estudio de la afinidad entre la materia orgánica disuelta de las aguas naturales y clorpirifos

El aumento de la población ha traído como consecuencia un incremento en las actividades agrícolas, lo cual está directamente relacionado a los residuos generados por esta actividad, que pueden afectar el medioambiente, como es el caso de la utilización de pesticidas orgánicos. A nivel nacional uno de los pesticidas más utilizados es el clorpirifos (CP) O,O-dietil O-(3,5,6-tricloropiridin-2-il) fosforotioato, este pesticida pertenece a la clase de los insecticidas, ya que se utiliza en el hogar, en la ganadería y en la agricultura para el control de diversas plagas. A nivel químico el clorpirifos corresponde a un compuesto organofosforado el cual posee una vida media entre 60-120 días. Para la vida humana, la EPA clasifica al clorpirifos como un pesticida de clase II: o moderadamente tóxico. La toxicidad de este compuesto puede ser incrementada por la presencia de sus metabolitos, como por ejemplo, el clorpirifos-oxon (CPO), que es producto de la oxidación del clorpirifos. Uno de los componentes presentes en el suelo que puede modificar la disponibilidad y movilidad de los contaminantes es la materia orgánica, la cual puede ser subdividida en materia orgánica insoluble (MOI) y materia orgánica disuelta (MOD), siendo esta última capaz de movilizarse hacia aguas superficiales, interaccionando con los contaminantes presentes en éstas. La MOD, se define operacionalmente como aquella fracción que pasa a través de un filtro de tamaño de poro 0,45 μm. Su composición química consiste en una variedad de macromoléculas que pueden dar origen a un microambiente hidrofóbico, facilitando de esta manera la interacción con contaminantes orgánicos altamente hidrofóbicos. La MOD puede ser subdividida de acuerdo a su peso molecular e hidrofobicidad, características que pueden modificar la capacidad de formar complejos con los contaminantes orgánicos, influyendo en el destino final de éstos. Para el desarrollo de esta investigación se utilizó la técnica de cromatografía de gases con detector de micro captura electrónica (GC-μECD). En una primera etapa se optimizaron las condiciones cromatográficas para determinar ambos analitos, y establecer los parámetros analíticos de la técnica, luego en una segunda etapa se desarrolló una metodología de extracción del analito desde la matriz acuosa, mediante extracción en fase solida (SPE). Finalmente se evaluó la posible interacción entre CP-MOD y CPO-MOD en una muestra de aguas del rio Bio Bío, obtenidas en distintos sectores (Mulchén y Laja), que representan distintas actividades humanas. Considerando la optimización de las condiciones cromatográficas se logró identificar y cuantificar CP y CPO con un coeficiente de resolución de 3,8. Con respecto a los parámetros analíticos para el CP y CPO se obtuvieron los siguientes resultados: sensibilidad de 1,145 y 0,042 (μg/L); un coeficiente de correlación (r) 0,999 y 0,999; rango lineal de 5-350 y 80-300 (μg/L); límite de detección de 2,00 y 32,7 (μg/L) y límite de cuantificación de 3,73 y 65,1 (μg/L), respectivamente. En relación al desarrollo de una metodología para la SPE, se pudo establecer que mediante la extracción con discos de C-18 los porcentajes de recuperación fueron entre 60-69%. Con respecto a la interacción de la MOD-analitos, se observó que la MOD proveniente de Mulchén (fuente natural) interaccionó con CP. No fue posible observar esta interacción con la MOD de distinto peso molecular ya que se ha descrito que estos analitos interaccionan con el material de plástico empleado en este estudio. Se puede concluir a partir de los resultados que es posible detectar y cuantificar los analitos CP y CPO usando la técnica de SPE en discos en una misma muestra a través de GC-μECD con cifras de merito adecuadas para la determinación en matriz acuosa como aguas superficiales. Además se concluye que la MOD proveniente de aguas del rio Bio Bío, en el sector de Mulchén, interacciona con el CP
 The increase in population has resulted in an increase in agricultural activities, which is directly related to the waste generated by this activity, which may affect the environment, such as the use of organic pesticides. Nationally one of the most widely used pesticides is chlorpyrifos (CP) O, O- diethyl O-( 3,5,6- trichloropyridin -2 - il) phosphorothioate, this pesticide belongs to the insecticides class, as it is used at home, in livestock and in agriculture to control various types of pests. Chemically chlorpyrifos corresponds to an organophosphorus compound which has a half life of 60-120 days. For human life, EPA classifies chlorpyrifos as a class II pesticide: moderately toxic. The toxicity of this compound may be enhanced by the presence of its metabolites, for example, chlorpyrifos - oxon (CPO), which is an oxidation product of chlorpyrifos. One of the components present in the soil that can modify the availability and mobility of contaminants is organic matter, which can be subdivided into insoluble organic matter (IOM) and dissolved organic matter (DOM), the latter being able to mobilize towards surface waters, interacting with contaminants in them. MOD, is operationally defined as the fraction that passes through a filter of pore size 0.45 um. Its chemical composition consisting of a variety of macromolecules can lead to a hydrophobic microenvironment, thereby facilitating interaction with highly hydrophobic organic contaminants. The MOD can be subdivided according to their molecular weight and hydrophobicity, features which can change the ability to form complexes with organic contaminants, affecting the ultimate destination of these. For the development of this research, the technique of gas chromatography with electron capture detector micro (GC-μECD) was used. In a first step the chromatographic conditions were optimized to determine both analytes, and setting the analytical technique parameters, then in a second step a methodology of extraction of the analyte is developed from the aqueous matrix by solid phase extraction (SPE). Finally the possible interaction between CP-MOD and CPO-MOD was evaluated in a sample of water from the river Bio Bio, obtained in different sectors (Mulchén and Laja), representing different human activities. Considering the optimization of the chromatographic conditions was possible to identify and quantify CP and CPO with a resolution coefficient of 3,8. Regarding the analytical parameters for the CP and CPO the following results were obtained: sensitivity of 1.145 and 0.042 (mg / L); a correlation coefficient (r) 0.999 and 0.999; linear range of 5-350 and 80-300 (μg / L); detection limit of 2.00 and 32.7 (μg / L) and limit of quantification of 3.73 and 65.1 (μg / L), respectively. In relation to development of a methodology for SPE, it was established that by extraction with C-18 disks, recovery rates were between 60-69%. Concerning to the interaction of the MOD-analytes, it was observed that the MOD from Mulchén (natural source) interacted with CP. It was possible to observe the interaction with different molecular weight MOD as described that these analytes interact with the plastic material employed in this study It can be concluded from the results that can detect and quantify analytes CP and CPO using the technique of SPE disks in the same sample by GC-μECD cyphers of merit for determining appropriate aqueous matrix and surface water. Furthermore it is concluded that the MOD from Bio Bio river water in Mulchén sector interacts with the CP