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Paratión




Enviado por rrestrep



    Indice
    1.
    Introducción

    2. Objetivos
    3. Pesticidas.
    4. Bibliografía
    5. Glosario

    1.
    Introducción

    Los pesticidas organofosforados se usan en todo el mundo
    para controlar una gran variedad de insectos, así como
    también hongos, aves, mamíferos y plantas
    herbáceas. Cerca de 100 productos
    organofosforados han sido registrados en EUA., únicamente
    para uso de productos
    aplicados ampliamente a diversos hábitats, como en
    bosques, suelos pastosos,
    suelos
    húmedos, zonas rurales y zonas urbanas.

    El propósito de esta revisión es
    suministrar un resumen actualizado de los posibles efectos que
    pueden ocasionar los pesticidas organofosforados principalmente
    el Paratión y el Metilparatión, los cuales ha sido
    usados ampliamente en nuestro país. Adicionalmente se
    enumeran técnicas
    disponibles para el tratamiento, remediación o
    disposición de estos compuestos tóxicos, en suelos
    o aguas contaminados con ellos.

    Se ha resaltado en esta revisión los efectos de
    estos compuestos sobre la salud y su impacto en el
    ambiente,
    así como la necesidad de difundir medidas preventivas y el
    cumplimiento de las normas legales
    que garanticen un uso racional y un adecuado manejo de este tipo
    de sustancias.

    2.
    Objetivos

    Objetivo General
    Emitir un concepto sobre la
    posibilidad de llevar a cabo el procedimiento
    para la remoción y tratamiento de un terreno contaminado
    por insecticidas enterrados, en la ciudad de Cartagena y enmarcar
    el desarrollo del
    mismo en las actividades de Ecopetrol –
    ICP.
    Objetivos
    Específicos

    • Revisar metodologías y regulaciones exigidas
      para la manipulación del producto.
    • Tener clara la infraestructura y acondicionamiento
      tanto del personal como
      de equipos y necesidades para el manejo de estos compuestos
      clasificados de alta peligrosidad por su toxicidad.
    • Presentar conocimientos básicos del producto y
      del problema a tratar.

    3.
    Pesticidas.

    El uso intensivo de pesticidas empezó con el
    desarrollo
    masivo de la agricultura y
    la agroindustria, sobre todo a partir de la segunda guerra
    mundial. Como otros xenobióticos, los pesticidas
    tienen a menudo propiedades mutagénicas,
    teratogénicas y cancerígenas para los animales y el ser
    humano. Los distintos pesticidas se caracterizan principalmente
    por su sistema de
    acción y por su tiempo de vida
    media en el suelo (ROSERO V.,
    M. C. 1993).

    Las sustancias químicas que se usan como
    pesticidas cubren una amplia gama de compuestos. La manera
    más práctica de agruparlos es teniendo en cuenta el
    efecto que producen sobre las plagas. De esta forma se clasifican
    en insecticidas, fungicidas, herbicidas y rodenticidas (MADRIGAL,
    A. J. 1978, ROSERO V., M. C. 1993, KENNES, C. y LEMA, J. M. 1994,
    GALVIN, M. R., 1995).
    Insecticidas: Son los pesticidas que controlan y destruyen
    artrópodos. En este grupo
    están incluidos los acaricidas, molusquicidas, larvicidas
    y nematocidas.
    Fungicidas: Son los pesticidas que se usan para eliminar los
    hongos.
    Herbicidas: Están constituidos por los pesticidas que
    destruyen las malas hierbas de manera general o selectiva. En
    este grupo
    están incluidos los defoliantes y arboricidas.
    Rodenticidas: Son los pesticidas empleados para el control de ratas
    y otros roedores.
    Cada uno de los cuatro grupos
    está compuesto por sustancias de naturaleza
    diferente y más del 90% del total de los pesticidas
    utilizados en nuestro país son
    organosintéticos.
    El grupo de los insecticidas está compuesto por:
    organoclorados, organosfosforados, carbamatos y fenilureas, y
    s-triazinas.
    Más del 50% de los pesticidas usados en nuestro
    país son insecticidas. Los anticolinesterásicos
    (organofósforados y carbámicos) son los de mayor
    toxicidad para el hombre y
    animales.

    Insecticidas Organofosforados
    Químicamente son ésteres del ácido
    fosfórico y sus homólogos, fosfórico,
    tiofosfórico y ditiofosfórico. Estos compuestos
    deben su carácter
    pesticida y recalcitrante principalmente al enlace
    fósforo-éster ( ROSERO V., M. C., 1993, KOTRONAROU,
    A. et al., 1992). La Ecuación 1 muestra las
    formulas correspondientes al ácido fosfórico y sus
    derivados organofosforados.


    ácido fosfórico
    organofosforados

    a b

    Ecuación 1. Formula estructural del ácido
    fosfórico (a) y de los correspondientes organofosforados
    (b).

    En la estructura
    organofosforada los grupos B y
    B´ corresponden a radicales alquilo o aloxi (O-alquil) y
    radicales aril o ariloxi (O-arilo), respectivamente y se
    denominan grupos básicos; X constituye el grupo
    ácido que generalmente es un residuo de ácido
    orgánico o inorgánico, como diferentes grupos
    alquilo, alcoxi, arilo, tioles, etc. VI es un átomo del
    sexto período de la tabla
    periódica, usualmente oxígeno
    o azufre que se une al fósforo por un enlace doble. El
    grupo sustituyente en X es el más importante, ya que de
    éste dependen las propiedades fisicoquímicas y
    farmacológicas del compuesto (ROSERO V., M. C., 1993).
    Algunos de los productos más comunes que comprende este
    grupo de organofosforados son: Paratión, Malathion,
    Metilparatión, Octa metil pirofosfato (OMPA),
    Fenitrotión, Ronnel, dimetoato, triclorfon, fentión
    y demetón, entre otros (MADRIGAL, J. A., 1978, ROSERO V.,
    M. C., 1993; LACORTE, S. et al, 1995).

    Estos ésteres fosforados, como cualquier otro
    éster, se hidrolizan en mayor o menor proporción,
    dependiendo de su estructura
    química.
    La porción fosfato, tio o ditiofosfato de la
    molécula le imparte algo de polaridad y por tanto tienen
    diferentes grados de liposolubilidad (ROSERO V., M. C., 1993.
    LACORTE, S. et al, 1995. LACORTE, Ibid 1995).

    Su volatilidad es muy variable, se pueden presentar como
    líquidos o sólidos, pero la mayoría de ellos
    vienen en forma de líquidos volátiles; dicha
    volatilidad se aumenta con la temperatura
    disminuyendo su acción residual al disiparse
    fácilmente en le ambiente .
    Esta propiedad de
    volatilizarse es muy importante desde el punto de vista
    toxicológico, pues debido a esto la vía de ingreso
    más rápida al organismo es la respiratoria (ROSERO
    V., M. C., 1993).
    Los pesticidas organofosforados presentan alta tóxicidad
    dado que son inhibidores permanentes y muy potentes de la enzima
    colinesterasa, dicha enzima al fosforilarse impide la
    separación de la acetilcolina (transmisor nervioso),
    presentándose acumulación de esta sustancia y como
    consecuencia el cuadro colinérgico típico de la
    intoxicación (ROSERO V., M. C., 1993).

    Una vez los pesticidas organofosforados han ingresado al
    organismo, pueden ser metabolizados sufriendo algún tipo
    de reacciones como se describen a continuación. (ROSERO
    V., M. C., 1993).

    • Reacciones generales de activación: Consisten
      principalmente en reacciones de oxidación catalizadas
      por oxidasas microsómicas, dependientes del NADPH
      (hígado) por medio de las cuales el compuesto original
      se transforma en otro más tóxico; se denominan
      reacciones de oxonización cuyo ejemplo básico es
      la transformación del paratión en
      paraoxón, como se observa a continuación. Lo
      mismo sucede con el dimetoato, fenitrotión,
      malatión, etc.

    Etilparatión (forma tión)
    Paraoxón (forma oxón)

    • Reacciones de detoxificación. Son reacciones
      hidrolíticas mediante las cuales hay ruptura de un
      enlace en el éster del fósforo,
      produciéndose sustancias de menor toxicidad y mayor
      solubilidad, lo que facilita su eliminación del
      organismo.

    Paratión + agua
    Paranitrofenol + fosfato + etanol

    Paratión

    Este éster ha sido usado mundialmente como
    alternativa para el DDT y otros pesticidas orgánicos
    clorados. Lamentablemente este pesticida presenta el
    inconveniente que no se degrada rápidamente en aguas
    naturales. A 20 °C y pH 7.4 el
    paratión tiene una vida media hidrolítica de 180
    días y su metabolito tóxico, paraoxón, tiene
    una vida media similar de 144 días (FAUST, S. D. and
    GOMAA, H. M., 1972, KOTRONAROU, A. et al, 1992).

    • Identificación Química

    Nombre químico: Paratión

    Sinónimos: O-O-Diethyl o-(p-Nitrophenyl)
    Phosphorothioate

    O,O-Diethyl O-p-Nitrophenyl thiophosphate

    Diethyl 4-Nitrophenyl Phosphorothionate

    Diethyl p-Nitrophenyl Thionophosphate

    Diethyl p- Nitrophenyl Thiophosphate

    Diethylparatión

    Familia química: Insecticida
    organofosfato /Thiofosfato

    Fórmula molecular: C10-H14 -N-O5-P-S

    Peso molecular: 291.27

    Factor de conversión: 1ppm = 11.89 mg/m3; 1 mg/m3
    = 0.084 ppm a 25°C

    CAS: 56-38-2

    • Descripción

    Se describe como un líquido de color amarillo
    pálido a café
    oscuro con un olor a ajo.

    Percepción de olor: 0,04 ppm.

    • Características
      Fisicoquímicas

    Punto de licuefacción: 6°C
    Punto de ebullición: 375°C
    Punto de destelleo: 200°C
    Límite menor inflamable: No reportado
    Límite superior inflamable: No reportado
    Temperatura de
    autoignición: No reportado
    Solubilidad en agua: Pobre
    0.001 g/100mL
    Solubilidad en otros líquidos: Muy soluble en etanol,
    esteres, dietil eter, cetonas, hidrocarburos
    aromáticos.

    Combustión: Monóxido de carbono,
    dioxido de carbono,
    óxidos de nitrógeno, óxidos de
    fósforo, óxidos de sulfuro.

    • Implicación Ambiental y Toxicidad

    TLV (Threshold Limit Value): 0,1
    mg/m3

    Límite de inhalación corta: 0,5
    mg/m3 por 30 min.

    IDLH (Inmediately Dangerous to Life and Health Value):
    20 mg/m3.
    LD50: 2 mg/kg (rata)
    LD50: 0,43 ppm/96h (camarón)
    LD50: 1,6 ppm/96h (pez)
    LD50: 2,13 ppm/96h (ave)

    Esta catalogado como sustancia peligrosa para las
    regulaciones de OSHA y esta citado en ACGIH, DOT, NIOSH, DEPE y
    EPA.

    • Límite de exposición

    La OSHA y ACGHI definen un límite de 0,1
    mg/m3 promedio por encima de 8 horas de exposición.

    NIOSH recomienda no exceder 0,05 mg/m3 promedio por
    encima de 10 horas de trabajo.

    • Peligrosidad

    Es un Organofosforado altamente peligroso y
    tóxico, afecta por vía respiratoria y al contacto
    con piel. En corta
    exposición puede causar rápidamente
    dolor de cabeza, sudoración, nauseas, vómito, diarrea,
    pérdida de coordinación y muerte. Afecta
    el sistema nervioso
    central periférico y produce depresión
    cardiaca y respiratoria. Puede afectar el desarrollo
    embrionario. Es un químico altamente reactivo con
    riesgo de
    explosión.

    • Antecedentes

    Corrientemente los problemas
    ambientales asociados con el uso y contaminación de pesticidas ha requerido
    seria atención, puesto que se ha estimado por
    encima de 8´000.000 individuos afectados por envenenamiento
    con pesticidas al año.

    Es de particular interés
    los pesticidas organofosforados dado que comprometen la mayor
    proporción de pesticidas agrícolas utilizados hoy
    en día. La
    contaminación resulta de exposiciones ocupacionales o
    accidentales donde la adsorción ocurre por contacto
    directo con fuentes
    móviles y estacionarias tales como aire, alimento y
    agua.

    Entre los pesticidas de interés
    para este estudio están el Paratión y
    Metil-paratión, clasificados como insecticidas
    organofosforados agrícolas que dominan como causa de
    envenenamiento en U.S.A. (CALDWELL, 1990).

    Los pesticidas organofosforados y carbamatos deben su
    toxicidad primaria, tanto en insectos como en mamíferos, a la inhibición de la
    enzima Colinesterasa (ChE), la cual rompe la enzima "acetilcolina
    neurotransmisora" en el momento de la sinapsis. Esta
    acción es muy variable en diferentes vertebrados, estables
    en ambientes básicos y neutros. Los organofosforados no se
    concentran en la cadena
    alimenticia.

    Aunque el Paratión sigue este mismo mecanismo,
    él debe experimentar un paso de desulfurización
    oxidativa, donde desarrolla una mayor potencia
    anticolinesterasa. Este paso tóxico es principalmente dado
    por una mezcla de actividad oxidativa (MFO) en el metabolismo
    del hígado , cuerpos grasos y túbulos de Malpigui
    (riñón) a nivel de vertebrados y tracto digestivo a
    nivel de invertebrados.

    Dado que el metabolismo de
    la anticolinesterasa ocurre principalmente en el hígado de
    vertebrados, el punto de entrada a la circulación es
    crítico para la toxicidad aguda. La acción directa
    de anticolinesterasa puede ser más peligrosa a
    través de la inhalación que a través de la
    ingestión, dado que estos químicos son
    rápidamente metabolizables y excretados. Sin embargo,
    exposiciones repetidas por cualquiera de las vías, pueden
    dar lugar a una acumulación en la inhibición de ChE
    y por tanto muerte en
    pocos días.

    Los signos de envenenamiento por anticolinesterasa letal
    son similares en progresión y aparición en diversas
    especies, pero es más intenso en una dosis aguda por
    ainhalación, que cuando el químico es ingerido por
    dosis subagudas.

    Otra de las implicaciones ambientales dadas por estos
    pesticidas son las manifestaciones de aberración en el
    comportamiento
    en la vida silvestre, que se pueden presentar en uno o dos
    órdenes de magnitud por debajo del nivel letal sea cual
    fuese el tipo de exposición. Por tanto se puede
    interpretar como un indicativo de respuesta o
    manifestación de sensibilidad al tóxico, al causar
    impacto en la reproducción, por la disminución en
    la atención de los nidos en aves. Uno de
    los estudios con metilparatión donde las crías de
    patos expuestas cambian su patrón de comportamiento
    manifestando rastreo en tierra,
    mientras que las crías del grupo control primero
    se alimentan y luego nadan libremente, siguiendo el
    comportamiento de la especie. Otras especies estudiadas entre las
    que se reportan aves y roedores, mostraron disminución en
    sus reflejos motrices. (BROWN. 1978, HOFFMAN. et al. 1995
    ).

    • Factores Biológicos que Afectan la
      Toxicidad.

    Fisiológico
    La tolerancia a
    exposiciones de pesticidas que alteran la colinestersa
    está influenciada por factores tales como edad, sexo, estado
    reproductivo, linaje genético, estado
    nutricional y tensores endógenos y exógenos. Sin
    embargo los cambios en sensibilidad no sugiere el mismo
    patrón, puesto que los adultos no son siempre más
    tolerantes a cambios tóxicos. Estos modelos de
    tolerancia son
    atribuidos a interacciones entre intensidades del sistema nervioso
    central inmaduro en el caso de los pájaros y el balance de
    respuesta hepática dada por MFO responsable de la
    toxicidad del paratión, en los
    mamíferos.

    El sexo en
    pájaros y mamíferos no ha sido considerado una
    variable importante en la tolerancia de exposiciones
    anticolinesterasa aguda, a menos que el individuo este en
    condiciones reproductivas. Sin embargo, aunque esta variable no
    ha sido ampliamente evaluada, algunos registros
    reportan a las hembras más sensibles.

    • Rutas de Exposición.

    Los pájaros y mamíferos son los más
    frecuentemente expuestos a pesticidas anticolinesterasa a
    través de la ingestión de agua, semillas, follaje y
    partículas granulares formuladas. Estos residuos han
    envenenado gran número de especies silvestres bajo
    circunstancias ambientales variadas. Algunos debidos al abuso,
    pero en general el problema es por falta de información sobre la toxicología
    comparativa de pesticidas peligrosos asociado con las técnicas
    de aplicación.

    • Interacción Química.

    Las interacciones entre pesticidas organofosforados y
    carbamatos, y entre anticolinesterasas y otros compuestos
    xenobióticos, no ha sido estudiado ampliamente. Estudios
    de laboratorio
    con roedores se observó que al ser pre-tratados con
    pesticidas clorinados, se incrementó la actividad
    hepática, disminuyendo la sensibilidad al Paratión.
    Por el contrario, cuando se usó DDE, la sensibilidad a
    dosis muy bajas de Paratión incrementó
    significativamente.

    La temperatura ambiente puede influir en la toxicidad
    aguda de pesticidas anticolinesterasa en la vida terrestre
    silvestre. Por ejemplo, una exposición continua a
    temperaturas tanto altas (37°C), como bajas (4°C) por 14
    días, incrementa la sensibilidad en codornices adultas a
    dosis agudas con Paratión. (HOFFMAN. 1995).

    • Metabolitos de Compuestos
      Organofosforados.

    La estabilidad de pesticidas organofosforados en agua y
    la posibilidad de que sus metabolitos producidos por rompimiento
    de estos insecticidas en suelo pueda ser
    fuente de envenenamiento, se confirmó al verse la
    necesidad de investigaciones
    con respecto a su naturaleza
    estable en el ambiente y las discrepancias entre la
    Inspección de Pesticidas Nacionales (NPS) y la
    Comisión de la Comunidad Europea
    (CEC).

    Los estudios reportaron la importancia en la
    validación de las técnicas analíticas, para
    la detección de metabolitos que son mas tóxicos que
    el compuesto parental, como es el caso del disulfoton, el cual
    desaperece de las muestras de agua a la semana, pero se
    detectaron sulfóxidos de disulfoton y sulfone aún
    después de 4 semanas de exposición natural. Al
    igual que este compuesto, se estudiaron pesticidas
    organofosforados donde la detección de sus metabolitos
    polares (Tps) son más tóxicos y por tanto de mayor
    relevancia ambiental, puesto que sus volúmenes de
    rompimiento son mucho más lentos que el compuesto inicial.
    Muchos de estos compuestos se incluyen en la lista de la EPA como
    contaminantes potenciales. (LACORTE et al. 1995).

    En el caso del paratión, los productos de
    rompimiento encontrados en suelo tratado consiste principalmente
    de aminoparatión, como resultado de la capacidad de
    reducción de levaduras y p-nitrofenol producido por la
    hidrólisis química y capacidad hidrolítica
    de bacterias del
    suelo, variando el pH de 6.1 –
    7.4 lo cual permite una mayor degradación.

    • Efectos sobre la Salud Humana

    El Paratión es convertido en el ambiente y en el
    cuerpo a Paraoxón, un potente inactivador de la
    acetilconlinestersa, una enzima responsable para la
    terminación de la acción transmisora de
    acetilcolina en unión a las terminaciones del nervio
    colinérgico con sus órganos efectores o sitios post
    sinápticos.

    Signos y síntomas de exposición: los
    síntomas pueden incluir nausea, vomito, retorcijones
    abdominales, diarrea, excesiva salivación, dolor de
    cabeza, vértigo, insomnio, temblor muscular, dificultad
    para respirar, visión borrosa y pérdida de la
    coordinación muscular. La muerte
    puede ocurrir por fallas del centro respiratorio,
    parálisis de los músculos respiratorios, intensa
    broncoconstricción o una combianación de las
    tres.(OSHA. 1990)

    Personal con riesgo especial
    son aquellas con cuadros clínicos de glaucoma, enfermedades
    cardiovasculares, hepáticas, renales, o anormalidades en
    el sistema nervioso
    central. (EPA 1986).

    Reducción de exposición:

    • Ventilación del área de
      trabajo.
    • Utilización de ropa protectora
      especial.
    • Lavado inmediato después de una
      exposición y al final de la jornada laboral.
    • Señalización del área, educación de los riesgos en
      peligrosidad de la sustancia.

    Ensayo de diagnóstico:
    Niveles de colinesterasa en sangre. Si los
    síntomas se presentan o si hay una sobre
    exposición, repita el examen y realice una evaluación
    de sistema nervioso.
    Las personas que han estado expuestas a otras sustancias
    químicas que afecte la colinesterasa en sangre, aumentan
    el riesgo de intoxicación.

    Prácticas seguras:

    • Utilice vestimenta adecuada, evitando el contacto del
      paratión con la piel.
      Guantes y ropa especialmente diseñada para estas
      sustancias.
    • Todo el equipo de protección utilizado debe
      ser lavado inmediatamente terminada la jornada.
    • No llevar la ropa de trabajo al hogar, los miembros
      de la familia
      se pueden contaminar.
    • La ropa de trabajo que estuvo expuesta con
      Paratión se debe lavar individualmente. No mezclarlas
      con otras prendas. Se deben lavar después de usarlas y
      antes de colocárlselas en el
      trabajo.
    • Mantenga en el área de trabajo sistemas de
      lavado de emergencia, como duchas y lava ojos.
    • Debe usarse anteojos protectores o cascos que proteja
      y cubra toda la cabeza, con sistemas de
      mascarilla de respiración incorporada.
    • Se debe utilizar equipos de respiración apropiados para esta
      sustancia, se recomienda utilizar los descritos por la OSHA
      para organofosforados. Si existe una exposición superior
      a 0,05 mg/m3, use el respirador completo descrito en
      MSHA/NIOSH. Exposición superior a los 20
      mg/m3 es extremadamente peligroso para la salud y la
      vida. Si existe el riesgo de que se trabaje en condiciones a
      este nivel, use las especificaciones recomendadas por
      MSHA/NIOSH, para equipo de seguridad
      con sistema
      continuo de oxigenación o sistemas similares
      presurizados.
    • No coma, ni beba, ni fume, ni tome mientras este
      manejando, envasando o procesando paratión. Lave manos y
      cara cuidadosamente antes de comer o fumar.

    Almacenamiento:
    Debe almacenarse a temperaturas que no excedan los 25°C y
    nunca debe estar expuesto a un calor superior
    de 55°C.
    En qué momento se presenta la mayor exposición?
    Las condiciones que incrementan el riesgo de exposición,
    son aquellas que incluye operaciones con
    liberación de "nube de polvo", tales como calentamiento,
    aspersión, derrame y evaporación (en el caso de
    grandes extensiones expuestas a cielo abierto) y en espacios
    confinados como cuartos de control, contenedores, reactores,
    etc.
    Existe el riesgo de exposición de la comunidad cuando
    se contaminan las aguas o el aire por la
    evaporación y transporte a
    través de los vientos, causando serios problemas para
    la salud.

    Metilparatión
    CAS: 298-00-0
    TLV: 0,2 mg/m3
    LD50: < 50mg/kg
    (rata)
    LD50:1,9 ppm/96h (camarón)
    LD50:8,3 ppm/96h (pez)
    LD50:10 ppm/96h (ave)

    Calificación según la NFPA:
    Salud (azul). 4: materiales que
    con muy corta exposición produce la muerte.
    Las mismas consideraciones descritas para Paratión deben
    ser tenidas en
    cuenta para Metilparatión.
    Transporte del
    paratión y metilparatión
    En el transporte de este tipo de sustancias se deben dar las
    siguientes justificaciones, según el Canadian Centre for
    Occupational Health and Safety.

    TABLA 1. Reglamento para el transporte de
    paratión y metilparatión

    DETALLE

    PARATIÓN

    METILPARATIÓN

    Número de registro

    4842

    4536

    Nombre Comercial

    parathion

    Methyl parathion

    Número de identificación

    NA2783

    NA3018

    Número de registro
    CAS

    56-38-2

    298-00-0

    Clase de peligrosidad

    6.1

    6.1

    Tipo de empaque

    II

    II

    Rótulo

    Veneno

    Veneno

    Otra Clasificación

    contaminante severo marino SMP

    Cantidad reportable lbs-Kg

    10 4.54

    100 45.4

    Provisiones especial

    Transporte en tanques sólo se permite bajo
    condiciones aprobadas por el Administrador de la Asociación de
    Materiales peligrosos

    Como material no más del 25% del
    ingrediente activo por peso, empacado en bolsas
    metálicas en el interior y que no excedan 250 ml (8
    onzas). Cada empaque
    debe ir con suficiente material adsorbente para una
    completa absorción del líquido en caso de
    accidente.

    En caso de usar tanques, 4 bares mínimo de
    presión

    La resolución 2309 de 1986 del Ministerio de
    Salud, en el capítulo IV, se reglamenta las normas para el
    transporte de residuos especiales. En él, se exige una
    autorización sanitaria para los vehículos que van a
    realizar el transporte, la clase de vehículo a utilizar.
    Así mismo, se exige la exclusividad, identificación
    y acondicionamiento de los vehículos, adiestramiento a
    los conductores, entrega de los residuos y el lavado,
    desinfección y detoxificación de la maquinaria
    utilizada.

    Esta misma resolución, en el capítulo III,
    reglamenta los sistemas de almacenamiento de
    residuos peligrosos. En el artículo 34, se describe los
    requisitos que deben cumplir los recipientes de almacenaje de
    residuos especiales:

    1. No permitir la entrada de agua, insectos o roedores,
      ni el escape de líquidos o gases, por
      sus paredes o por el fondo cuando estén tapados,
      cerrados o con nudo fijo.
    2. No provocar reacciones con los residuos que
      contengan, causadas por la clase de material de que
      estén elaborados o construidos.
    3. Resistir a la tensión ejercida por
      los residuos que contengan y por su
      manipulación.
    4. De color diferente
      a otros que no contengan residuos especiales.
    5. Con caracteres visible indicando su
      contenido y con símbolo de acuerdo con las normas del
      Consejo Nacional de Seguridad.

    Tecnologías de tratamiento y
    disposición

    Los pesticidas organofosforados son compuestos muy
    recalcitrantes, en parte por la estructura del anillo
    aromático, pero más que todo por el enlace
    fósforo-éster (KENNES, C Y LEMA, J.M.; 1994). Sin
    embargo bajo ciertas condiciones pueden ser destruidos por
    procesos
    químicos, térmicos y bioquímicos, pero
    debido a la alta estabilidad termodinámica que presentan los
    organofosforados, todos los mecanismos de degradación se
    dificultan (NYER, E. K., 1992). A pesar de que algunos pesticidas
    organofosforados se degradan fácilmente, existen otros
    entre los cuales se cuenta el paratión y el
    metilparatión, que muestran cierta dificultad frente a la
    biodegradación biológica (BAKER, K. H. AND HERSON,
    D. S., 1994). Entre las técnicas más utilizadas se
    encuentran la incineración y el relleno sanitario
    (MENÉNDEZ, G. A. Y CAÑIBANO, J. G.;
    1985).

    A continuación se describen algunas de las
    tecnologías desarrolladas para el tratamiento y
    disposición con sus ventajas y desventajas.
    Incineración.
    La incineración se conoce como el proceso de
    reducir estos compuestos tóxicos a productos gaseosos
    completamente oxidados, mediante la combustión (MENÉNDEZ, G. A. Y
    CAÑIBANO, J. G.; 1985) .

    El sistema de operación está formado por
    dos cámaras de combustión, un sistema de residencia de
    aproximadamente 1.5 segundos y temperaturas de 1473 °K +/-
    373 °K y 3% de exceso de oxígeno
    generan degradaciones del 99.9999%. Los gases emitidos
    de la primera cámara pasan a la cámara de
    combustión secundaria, donde sufren un proceso
    químico de remoción de cloro y otros contaminantes
    potenciales. En realidad este proceso no es una solución
    al problema de contaminación causado por la
    incineración de pesticidas sino una transformación
    de contaminantes gaseosos a contaminantes de suelos y agua.
    Además, ésta técnica envuelve costos elevados,
    asociados a las altas temperaturas requeridas por el sistema
    (MENÉNDEZ, G. A. y CAÑIBANO, J. G.M., 1972; NYER,
    E. K., 1985).

    Aunque la eficiencia de
    destrucción y remoción no es especifica para
    pesticidas, la EPA considera que las condiciones de
    combustión utilizadas pueden resultar en coeficientes de
    destrucción y remoción que excedan el
    99.9999%.

    Rellenos Sanitarios.
    Consisten en un depósito situado en un terreno grueso y
    relativamente impermeable, como por ejemplo una cuenca de arcilla
    ó en un terreno que posea un alto contenido de arcilla y
    sedimentos (MENÉNDEZ, G. A. y CAÑIBANO, J. G, 1972;
    BAKER, K. H. AND HERSON, D.S. , 1994).
    Los rellenos sanitarios constituyen una gran amenaza para la
    humanidad y el medio
    ambiente. Debido a la gran afinidad entre los pesticidas y la
    materia
    orgánica, ellos son transportados y arrastrados
    subterráneamente hasta ríos y mares, durante este
    proceso sufren transformaciones naturales, generando otros
    metabolitos de igual o mayor tóxicidad (LACORTE et al,
    1995). Por esta razón es muy importante seguir todas las
    reglamentaciones que se exigen para la construcción de depósitos
    subterráneos para pesticidas.

    Degradación Química.
    Los tratamientos químicos envuelven la utilización
    de una mezcla de peróxido de hidrógeno y hierro en
    polvo , comúnmente conocida como agente Fenton´s,
    capaz de oxidar cualquier compuesto orgánico El
    tratamiento químico se aplica principalmente para el
    tratamiento de pesticidas en suelos, pero puede ser usado como
    pretratamiento a cualquier otro proceso fisicoquímico o
    biológico, ya que genera intermediarios que son más
    fáciles de degradar (HINCHEE, R. E. et al,
    1995).

    Los procesos de
    degradación química envuelven el uso de
    catalizadores, solventes, altas temperaturas y presiones,
    características que los hacen costosos,
    generándose además otros problemas
    ambientales que involucran productos colaterales, desechos
    (ácidos
    y sodas caústicas), vapores, así como la
    recuperación de los catalizadores (MENÉNDEZ, G. A.
    y CAÑIBANO, J. G, 1972; HINCHEE, R. E. et al,
    1995)

    Tratamiento con ultrasonido
    Una alternativa de tratamiento para la eliminación de
    pesticidas organofosforados, es la utilización de radiación
    ultrasónica. En 1992, Kotronarou, A. y colaboradores,
    presentaron los resultados de sus investigaciones
    sobre cinéticas y mecanismos de degradación
    sonolítica del paratión en solución acuosa.
    Los productos de la sonólisis del paratión fueron
    identificados como sulfato, nitrato, nitrito, p-nitrofenol (PNP),
    fosfato y oxalato.

    En el proceso de sonólisis se emplean reactores
    con grandes superficies de radiación
    y reactores de sonda de inmersión directa, los cuales
    tienen una pequeña (1 cm2 ) superficie de
    radiación. El proceso es relativamente ineficiente con
    respecto a la entrada total de energía. La baja eficiencia de
    utilización de energía puede limitar el uso de
    sonólisis de sonda directa para aplicaciones tales como
    remediación de aguas subterráneas o para
    pretaratamientos de bajos flujos de residuos industriales
    peligrosos.

    La sonólisis no requiere la adición de
    catalizadores para aumentar la velocidad de
    la reacción, sin embargo se ha encontrado que el yodo
    puede ser usado como un catalizador sonolítico efectivo
    para las reacciones que envuelven iones °OH.
    Esta técnica solo aplica a aguas contaminadas con
    pequeñas cantidades de pesticidas.

    Biodegradación
    Los primeros estudios sobre el papel de los
    microorganismos en el rompimiento de insecticidas
    organofosforados fue investigado por Ahmed y Casida (1958)
    quienes reportaron a los géneros de bacterias
    Thiobacillus, Pseudomonas, alga Chlorella y levaduras Torupolsis,
    como organismos capaces de biodegradar este tipo de compuestos
    más rápido que los carbamatos y compuestos
    clorinados. Sin embargo se aclara que su rata de
    degradación varía de acuerdo a la cantidad de
    químico dispuesto y formulación del
    pesticida.

    Esta tecnología solo
    aplica a suelos y aguas contaminadas con pesticidas en
    concentraciones entre 50 y 100 ppm. Por encima de estos valores es
    practicamente imposible pensar en una biodegradación, dado
    que se produce inhibición total de hongos y bacterias. Por
    otra parte la aplicación de la biodegradación
    requiere un sistema de lodos activados y digestión
    anaeróbica.

    Inmovilización enzimática.
    La utilización de enzimas
    inmovilizadas para la degradación de pesticidas involucra
    la inmovilización de una hidrolasa paratión de un
    extracto celular sobre poros de sílica para la
    hidrólisis del paratión. Esta metodología se basa en la fosfodiesterasa
    de Pseudomonas diminuta capaz de hidrolizar una gran variedad de
    pesticidas organofosforados incluyendo metil y etil
    paratión, diazinon, fensulfotion, dursban entre otros.
    Además esta fosfodiesterasa es capas de degradar toxinas
    mortales como sarin y soman.

    La reacción más característica de enzima involucra la
    hidrólisis del paraoxan, donde su inmovilización
    permite un sistema estable donde los sustratos pueden ser
    hidrolizados de forma continua y bajo condiciones
    ambientales.
    El método
    específico de inmovilización se basa en la
    naturaleza hidrofóbica de la fosfodiesterasa,
    escogiéndose Trityl agarosa como matriz
    insoluble y de alto poder de
    retención. Sin embargo una de las principales limitaciones
    del sistema fosfodiesterasa inmovilizada es el efecto negativo de
    altas concentraciones de solvente orgánico, lo cual
    resulta en la elución de la actividad enzimática
    del reactor. Otra limitante son las consideraciones
    económicas, aunque la inmovilización de esta enzima
    sobre agarosa trityl es simple, el costo de usarla
    como matriz de
    soporte a gran escala se
    convierte en un costo muy alto.
    (CADWELL. 1990, HAVENS, et al. 1993)

    Procedimientos de Análisis General.
    Métodos de
    Extracción.
    La extracción de los pesticidas envuelve diferentes
    métodos,
    los cuales están condicionados por el tipo de matriz en la
    que se encuentren disueltos (JENNINGS, W.G. and YOUNG, D. T.,
    1983. ZENON ENV. LAB, 1995)).

    • Extracción soxleth.

    La extracción soxhlet, es considerado el procedimiento
    más preciso para extraer éste tipo de contaminantes
    organofosforados de suelos y sedimentos. Una mezcla de
    acetona/hexano constituye un excelente solvente en estos casos ya
    que su bajo punto de ebullición minimiza las perdidas por
    volatilización.

    • Extracción
      líquido-líquido

    Los procedimientos
    para aislar los pesticidas presentes en el agua se
    pueden reunir en tres categorías: Extracción
    líquido-líquido (ELL) con solventes
    orgánicos y adsorción usando columnas empacadas con
    diferentes adsorbentes (sílica gel, alúmina,
    carbón, etc.). Los solventes más apropiados para la
    ELL, son acetonitrilo y acetato de etilo.

    En los últimos años se ha utilizado
    ampliamente la extracción en fase sólida, dado que
    muchos pesticidas fosforados muestran inestabilidad en matrices
    acuosas, lo que dificulta su análisis cromatográfico (LACORTE.
    S., EHRESMANN. N. and BARCELO. D., 1995). Sin embargo cuando las
    muestras son almacenadas en precolumnas de extracción en
    fase sólida empacadas con silica-gel, polidimetilsiloxano,
    entre otros, los pesticidas pueden ser recuperados en un alto
    porcentaje 85-97%.

    Usando microcolumnas las muestras pueden ser almacenadas
    por un periodo de 8 meses a -20°C y muchos de ellas por un
    periodo de 2 meses a 4 °C. Después de colectar y
    preconcentrar las muestras de agua que contienen pesticidas, las
    precolumnas pueden ser transportadas a 4 °C por un periodo de
    1.5 meses, y por un periodo de 0.5 meses si las precolumnas
    están almacenadas a temperatura ambiente (LACORTE. S.,
    EHRESMANN. N. and BARCELO. D., 1995).

    Análisis cualitativo y cuantitativo.

    • Cromatografía de Gases de Alta
      Resolución (CGAR). Una de las técnicas
      instrumentales más importantes en el análisis de
      pesticidas corresponde a la CGAR, cuya gran ventaja está
      en la posibilidad de aislar constituyentes en mezclas muy
      complejas, que por otros métodos son difíciles y
      hasta imposibles de separar (GROB, R. L. et al,
      1985).

    Actualmente para el análisis de los pesticidas se
    utilizan columnas cromatográficas de alta
    resolución (columnas capilares), recubiertas con fases
    estacionarias apolares. Las más empleadas son las fases
    apolares de metil y polidimetilsiloxano (OV-1, 0V-101, DB-1,
    SE-30, SP-2250, etc.) (GROB, R. L. et al, 1985; JENNINGS, W. G.
    and YOUNG, D.T., 1983)

    .El análisis de pesticidas requiere un detector
    de conductividad térmica, exclusivo para compuestos
    organosfosforados, el cual presenta buena selectividad y
    precisión. La identificación de los compuestos se
    realiza con base en sus tiempos de retención relativa
    (GROB, R. L. et al, 1985).

    • Cromatografía de Gases de Alta
      Resolución acoplada a Espectrometría de Masas
      (CGAR/EM). Mediante ésta técnica, los componentes
      de las muestras pueden ser simultáneamente separados e
      identificados con base en sus tiempos de retención
      relativa y sus espectros de masas (MESSAGE, G. M.,
      1984).

    La Espectrometría de masas es una técnica
    analítica basada en la ionización de la muestra al
    vacío (10-4 -10-7 torr.) a una temperatura regulable de
    150°C a 300 °C. Cada especie molecular genera una serie
    de iones característicos, con base en los cuales se puede
    identificar la estructura.
    La identificación confirmatoria de los pesticidas se
    realiza por medio de sus espectros de masas, obtenidos por el
    método de
    impacto de electrones (70 e V) bajo el modo de monitoreo de ion
    selectivo (MESSAGE, G. M., 1984). Para la cuantificación
    se emplea una mezcla de pesticidas como éstandar .
    A pesar de los costos que
    implica está técnica su uso ha ido
    incrementándose y hoy en día todos los
    análisis de pesticidas se basan necesariamente en el
    método de CGAR/EM.

    • Cromatografía líquida de Alta
      Resolución (CLAR). También llamada Cromatografía líquida de Alta
      presión,
      es esencialmente una versión instrumental de la
      técnica Cromatografía de columna o
      Cromatografía preparativa . Esté método ha
      sido ampliamente utilizado en el estudio de los pesticidas. La
      separación de los componentes puede realizarse bajo
      diferente criterios: Separación
      líquido-sólido (hexano sobre sílica gel),
      separación líquido-líquido (columnas de
      fase estacionaria enlazada, C8-C18) y exclusión por
      tamaño (permeación por gel) (YOST, R. W. ,
      1981).

    Las cromatografías líquido-sólido y
    líquido-líquido, son comúnmente llamadas
    cromatografías de adsorción, debido a que la
    interacción con la fase estacionaria ocurre sobre la
    superficie. La separación de los pesticidas por
    adsorción cromatográfica puede ser realizada de dos
    maneras, en fase normal y/o fase reversa (inversa). En el primer
    caso la fase móvil es un solvente (hexano, pentano,
    benceno, cloruro de metileno) menos polar que la fase
    estacionaria (sílica o alúmina). La
    cromatografía en fase reversa utiliza como eluente un
    solvente más polar (agua/acetonitrilo, metanol) que la
    fase estacionaria (sílica gel entrelazada con alcanos C18)
    (YOST, R. W. , 1981)..

    La detección de los pesticidas, en CLAR se hace a
    través del Detector de Arreglo de Diodos. Los
    compuestos son identificados con base en sus tiempos de
    retención relativos a un compuesto orgánico
    especial o estándar (YOST, R. W. , 1981).

    4.
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      © United States Coast Guard – Canada.

    3. Chemical Hazards Response Information System –
      CHRIS.

      © New Jersey Department of Health.

    4. Hazardous Substance Fact Sheet Right to Know
      Project.

      ã
      Canadian Centre for Occupational Health and
      Safety.

    5. Cheminfo.
    6. Transport of Hazardous Materials.

    ã Canadian
    Centre for Occupational Health and Safety.

    5.
    Glosario

    • ACGIH American Conference of Governmental Industrial
      Hygienists. Este reporta los límites
      superiores (denominados TLVs) para exposición de
      químicos en un sitio de trabajo.
    • CAS Es el número asignado por la Chemical
      Abstracs Service para la identificación de un
      químico específico.
    • DEPE New Jersey Department of Environmental
      Protection and Energy.
    • DOT Departamento de Transporte de la agencia federal
      que regula el transporte de químicos.
    • EPA Enviromental Protection Agency. La agencia
      federal responsable de las regulaciones
      ambientales.
    • HHAG Human Health Assessment Group de la EPA
      federal.
    • IDLH Inmediately Dangerous to Life and Health
      Value.
    • LD50 Dosis Letal 50. Es la dosis por la
      cual el 50% de los individuos evaluados presentaron
      letalidad.
    • mg/m3Miligramos de químico en un
      metro cúbico de aire. Esta es una medida de
      concentración (peso/volumen).
    • Mutágeno Es una sustancia que causa
      mutación. Una mutación es un cambio en el
      material genético de una célula.
    • NIOSH National Institute for Occupational Safety and
      Health. Este evalúa equipos, evalúa y aprueba
      respiradores, realiza estudios de sitios peligrosos y propone
      estándares para la OSHA.
    • OSHA Occupational Safety and Health Administration.
      Adopta y enfatiza los estándares de seguridad y
      salud.
    • ppm Partes de una sustancia por millones de parte de
      aire/agua/suelo/matriz.
    • Teratógeno Es una sustancia que causa defectos
      en los procesos de reproducción, dando como resultado
      mortalidad en el embrión o en el nacimiento de la
      cría con defectos físicos, mentales, de
      comportamiento o desarrollo.
    • TLV Threshold Limit Value. Es el límite de
      exposición recomendado por la ACGIH, en un sitio de
      trabajo.

    Resumen
    Se presenta una descripción de los pesticidas
    organofosforados, antecedentes toxicológicos, alternativas
    de tratamiento y métodos de análisis, considerando
    las normas nacionales colombianas e internacionales.
    Dentro de los métodos de tratamiento destructivo para los
    organofosforados, la incineración es la alternativa
    más eficiente, con un 99,99% de remoción. Sin
    embargo, debido el riesgo de pasar el problema a la atmósfera si no se
    implementan sistemas adicionales de filtración y
    captación de gases tóxicos producto de la
    incineración de estos pesticidas y a las altas
    temperaturas que hay que desarrollar, el sistema resulta ser muy
    costoso, y no se tiene a nivel nacional una infraestructura que
    cumpla con las necesidades para su utilización.
    Los otros métodos destructivos como degradación
    química, tratamiento con ultrasonido y
    biodegradación, están aún a nivel
    experimental y no se tienen datos
    concluyentes sobre la eficiencia, costos y tiempos. Para la
    biodegradación, por ejemplo, solo aplica para suelos y
    aguas contaminadas con pesticidas en concentraciones entre 50 y
    100 ppm, ya que por encima de estas concentraciones producen una
    total inhibición de los microorganismos involucrados. Los
    porcentajes de eficiencia de la biodegradación aún
    no han sido definidos, ya que depende del medio, del pesticida y
    de su concentración, pero los estudios a nivel de laboratorio
    han podido determinar que oscila entre el 50 y 60%.

    Los métodos de disposición más
    conocidos y aplicables serían el relleno sanitario de alta
    seguridad y la inmovolización enzimática. Para el
    primero, se debe cumplir con las especificaciones que "alta
    seguridad" exige, incluyendo el empaque de los
    residuos en contenedores especiales antes de disponerlos en el
    relleno. En la inmovilización enzimática, como su
    nombre lo indica, atrapa el pesticida en una matriz de enzima
    específica para cada pesticida, pero involucra el manejo
    de otros solventes, reactivos y materiales específicos,
    que cuando se trata de grandes cantidades de contaminante a
    inmovilizar, incrementa los costos considerablemente.

    Se trata de considerar la gestión
    administrativa y el costo beneficio de las alternativas
    reportadas para el tratamiento de este tipo de residuos y
    realizar un diagnóstico para llegar a una
    solución al problema del manejo de los residuos de
    pesticidas, en la búsqueda de la protección del
    ambiente así como para las comunidades asentadas en el
    área contaminadas.

     

     

    Autor:

    Ricardo Restrepo M.

    Biólogo, Esp. Ingeniería Ambiental
    María Carolina Vargas F.

    Microbiólogo MSc
    Amanda Lucia Mora M.

    Químico MSc.

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