Destino ambiental y efectos ecológicos de los tres herbicidas más utilizados en Colombia / Environmental fate and ecological effects of the three most commonly used herbicides in Colombia / Destino ambiental e efeitos ecológicos dos três herbicidas mais comumente usados na Colômbia

RESUMEN

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ABSTRACT

Abstract Knowledge of the environmental and transport fate of pesticides is integral to characterizing environmental exposures. Agencies such as the Environmental Protection Agency (EPA) 27 integrate the characterization of an exposure with ecological effects to determine the risks of pesticide use. The three most widely used herbicides in Colombia are glyphosate, propanil, and glufosinate ammonium. Although glyphosate had, since the early 1970's, been considered an environmentally friendly herbicide, the weight of the evidence of studies beginning in the 1990s show that inadvertent applications in wetlands can be fatal to the larvae of amphibians. Although glyphosate formulations are typically considered moderately toxic (LC50 = 1-10 ppm) for most aquatic organisms, for many amphibian species they are highly toxic (LC50 ˂ 1 ppm). This concern is compounded by the fact that Colombia has an incredibly high diversity of amphibians (746 species). In addition, chronic exposures of some amphibian species to sublethal concentrations, which are more likely found in the environment, have been shown to cause decreased survival, intersex gonads, tail damage, prolongation of time to metamorphosis, and liver lipidosis. In Colombia, aerial applications of Glyphos-Cosmo-Flux have been used since 1997 to fumigate illicit coca crops. As of 2019, the International Union for Conservation of Nature (IUCN) Red List had 285 species of amphibians in Colombia considered threatened. We found that 132 of the endangered (EN) and critically endangered (CR) amphibian species were present in 11 of the 32 Colombian departments with illegal coca plantations. Therefore, studies are needed to evaluate the impact of the coca eradication program on the amphibian population of the country. Propanil is the main herbicide used in rice fields. Despite its rapid environmental degradation ((1 day in aerobic conditions), studies on the impact of propanil have found that at projected application rates (4.5 kg/ha), within 48 hours after application, it reduces dissolved oxygen to levels critically important for survival of fish. At very low concentrations of 50 ppb or less of propanil, this effect correlates with lower phytoplankton production rather than higher community respiration. Despite being mild to moderately toxic at acute exposures, chronic exposure data also show that concentrations greater than 9 ppb affect the growth, reproduction, and development of fish and invertebrates. With respect to glufosinate ammonium, although it is highly likely to contaminate surface (runoff) and groundwater due to its physicochemical properties, data suggest that it is practically non-toxic to aquatic and terrestrial species. The acute hazard ratios were well below the level of concern, and therefore the EPA determined that the acute risk to non-target terrestrial and aquatic organisms is very low.

RESUMO

Resumo O conhecimento do destino ambiental e de transporte dos pesticidas é parte integrante da caracterização das exposições ambientais. Agências como a Agência de Proteção Ambiental (EPA) 27 integram a caracterização de uma exposição com efeitos ecológicos para determinar os riscos do uso de pesticidas. Os três herbicidas mais usados na Colômbia são glifosato, propanil e glufosinato de amônio. Embora o glifosato tenha sido considerado um herbicida ambientalmente correto desde o início da década de 1970, foi evidenciado por estudos iniciados na década de 1990 que aplicações inadvertidas em pântanos podem ser fatais para larvas de anfíbios. Embora as formulações de glifosato sejam tipicamente consideradas moderadamente tóxicas (CL50 = 1-10 ppm) para a maioria dos organismos aquáticos, para muitas espécies de anfíbios elas são altamente tóxicas (CL50 ˂ 1 ppm). Essa preocupação é agravada pelo fato de que a Colômbia tem uma diversidade incrivelmente alta de anfíbios (791 espécies). Além disso, foi demonstrado que exposições crônicas de algumas espécies de anfíbios a concentrações subletais, que são mais prováveis no ambiente, causam diminuição da sobrevivência, gônadas intersex, dano na cauda, prolongamento do tempo até a metamorfose e lipidose hepática. Na Colômbia, aplicações aéreas de Glyphos-Cosmo-Flux têm sido usadas desde 1997 para fumigar plantações ilícitas de coca. Em 2019, a Lista Vermelha da União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN) tinha 285 espécies de anfíbios na Colômbia consideradas ameaçadas. Descobrimos que 132 das espécies de anfíbios em perigo (EN) e criticamente em perigo (CR) estavam presentes em 11 dos 32 departamentos colombianos onde há mais plantações ilegais de coca. Portanto, são necessários estudos para avaliar o impacto do programa de erradicação da coca na população de anfíbios do país. O propanil é o principal herbicida usado nos campos de arroz. Apesar de sua rápida degradação ambiental ((1 dia em condições aeróbicas), estudos sobre o impacto do propanil descobriram que nas taxas de aplicação projetadas (4,5 kg / ha), ele reduz o oxigênio dissolvido a níveis criticamente importantes para a sobrevivência dos peixes em 48 horas. após a aplicação. Este efeito se correlaciona com a produção de fitoplâncton mais baixa, em vez de maior respiração da comunidade em concentrações muito baixas de 50 ppb ou menos de propanil. Apesar de ser leve a moderadamente tóxico em exposições agudas, os dados de exposição crônica também mostram que concentrações maiores que 9 ppb afetam o crescimento, a reprodução e o desenvolvimento de peixes e invertebrados. Com relação ao glufosinato de amônio, embora tenha grande probabilidade de contaminar a superfície (escoamento) e as águas subterrâneas devido às suas propriedades físico-químicas, os dados sugerem que é praticamente atóxico para as espécies aquáticas e terrestres. As razões de risco agudo estavam bem abaixo do nível de preocupação e, portanto, a EPA determinou que o risco agudo para organismos terrestres e aquáticos não visados é muito baixo.