Afectaciones al medio ambiente

El arbofurano es uno de los plaguicidas de carbamato de N-metilo sistémicos y de amplio espectro más tóxicos, que se aplica ampliamente como insecticida, nematicida y acaricida para fines agrícolas, domésticos e industriales. Es extremadamente letal para los mamíferos, las aves, los peces y la vida silvestre debido a su actividad anticolinesterasa, que inhibe la actividad de la acetilcolinesterasa y la butirilcolinesterasa. En humanos, el carbofurano está asociado con actividad de alteración endocrina, trastornos reproductivos y anomalías citotóxicas y genotóxicas. Por lo tanto, la limpieza de ambientes contaminados con carbofurano es de máxima preocupación y necesita urgentemente una tecnología de remediación adecuada, avanzada y efectiva. La tecnología microbiana (especies de bacterias, fugas y algas) es un enfoque muy potente, pragmático y ecológico para la eliminación de carbofurano. Las enzimas microbianas y sus genes catabólicos exhiben un potencial excepcional para las estrategias de biorremediación. Para comprender el mecanismo específico de la degradación del carbofurano y la participación de las enzimas y los genes de la carbofurano hidrolasa, se requieren enfoques genómicos altamente eficientes para proporcionar información confiable y desplegar las vías metabólicas. Esta revisión analiza brevemente la toxicidad del carbofurano y su impacto toxicológico en el medio ambiente, una comprensión profunda del mecanismo de degradación del carbofurano con cepas microbianas, vías metabólicas, mecanismos moleculares y bases genéticas involucradas en la degradación.

arbofuran is one of the most toxic broad-spectrum and systemic N-methyl carbamate pesticide, which is extensively applied as insecticide, nematicide and acaricide for agricultural, domestic and industrial purposes. It is extremely lethal to mammals, birds, fish and wildlife due to its anticholinesterase activity, which inhibits acetyl-cholinesterase and butyrylcholinesterse activity. In humans, carbofuran is associated with endocrine disrupting activity, reproductive disorders, cytotoxic and genotoxic abnormalities. Therefore, cleanup of carbofuran-contaminated environments is of utmost concern and urgently needs an adequate, advanced and effective remedial technology. Microbial technology (bacterial, fugal and algal species) is a very potent, pragmatic and ecofriendly approach for the removal of carbofuran. Microbial enzymes and their catabolic genes exhibit an exceptional potential for bioremediation strategies. To understand the specific mechanism of carbofuran degradation and involvement of carbofuran hydrolase enzymes and genes, highly efficient genomic approaches are required to provide reliable information and unfold metabolic pathways. This review briefly discusses the carbofuran toxicity and its toxicological impact into the environment, in-depth understanding of carbofuran degradation mechanism with microbial strains, metabolic pathways, molecular mechanisms and genetic basis involved in degradation.

La carbendazim, como fungicida, se usaba comúnmente para controlar enfermedades fúngicas en la agricultura, la silvicultura y la medicina veterinaria. En este estudio, la toxicidad aguda y reproductiva de carbendazim se evaluó utilizando Caenorhabditis elegans (C. elegans) como modelo para evaluar preliminarmente los riesgos potenciales de este fungicida en la producción y aplicación agrícola. Los resultados mostraron que el crecimiento de C. elegans fue inhibido por 0,01 ?g/L de carbendazim. El tratamiento con 0.1 ?g/L de carbendazim provocó una disminución significativa en el comportamiento de locomoción y un daño significativo en el sistema reproductivo y antioxidante, lo que provocó que la vida útil de los nematodos se acortara drásticamente. Estos resultados brindan una mejor comprensión del riesgo ambiental de la carbendazim y plantean nuevas preocupaciones sobre la seguridad.

Carbendazim, as a fungicide, was commonly used to control fungal diseases in agriculture, forestry, and veterinary medicines. In this study, the acute and reproductive toxicity of carbendazim was assessed using Caenorhabditis elegans (C. elegans) as a model in order to preliminarily evaluate the potential risks of this fungicide in agricultural production and application. The results showed that the growth of C. elegans was inhibited by 0.01 ?g/L carbendazim. The treatment of 0.1 ?g/L carbendazim caused a significant decrease in locomotion behavior and significant damage to the reproductive and antioxidant system, causing the lifespan of nematodes to be drastically shortened. These results provide a better understanding of the environmental risk of carbendazim and raise new concerns about safety.

Se evaluó la toxicidad del insecticida carbofurano y el herbicida diuron (individualmente y en mezcla) para los invertebrados Paramecium caudatum yCeriodaphnia silvestrii. Se realizaron pruebas de toxicidad aguda y crónicacon los principios activos diurón y carbofurano y sus productos comerciales, Diuron Nortox® 500 SC y Furadan® 350 SC, respectivamente. Las pruebas de toxicidad individuales mostraron queC. silvestriiera más sensible tanto al carbofurano como al diuron queP. caudatum. En exposiciones únicas, ambos pesticidas causaron efectos adversos aC. silvestriien concentraciones ambientalmente relevantes (48 h EC50 = 0,001 mg L - 1 y 8 d LOEC = 0,00038 mg L - 1 para carbofurano formulado; 8 d LOEC < 0,05 mg L ?1 para diurón formulado). Para P. caudatum , el carbofurano y el diurón en exposiciones únicas fueron solo levemente tóxicos (24 h IC 50 = 5,1 mg L - 1 y 6,9 mg L - 1 para carbofurano y diurón formulados, respectivamente). Las exposiciones agudas y crónicas a mezclas de diurón y carbofurano causaron desviaciones significativas de la toxicidad prevista por los modelos de referencia de adición de concentración y acción independiente para ambas especies de prueba. Para el protozoario P. caudatum, se verificó una desviación dependiente de la dosis para la mortalidad, con sinergismo causado principalmente por carbofurano y antagonismo causado principalmente por diurón. Sin embargo, para el crecimiento de la población de protozoos, se observó una desviación antagónica cuando se ensayaron las mezclas de ingredientes activos. En el caso de C. silvestrii, se reveló antagonismo a bajas concentraciones y sinergismo a altas concentraciones después de una exposición aguda a mezclas de ingredientes activos, mientras que para la reproducción se encontró una desviación antagónica. Las mezclas de formulación comercial presentaron una toxicidad significativamente mayor que las mezclas de ingredientes activos. Nuestros resultados mostraron que el carbofurano y el diuron interactúan y provocan respuestas tóxicas diferentes a las predichas por los compuestos probados individualmente. Por lo tanto, la toxicidad de su mezcla debe tenerse en cuenta en las evaluaciones de riesgos, ya que es probable que estos plaguicidas estén presentes simultáneamente en las masas de agua al borde del campo.

The toxicity of the insecticide carbofuran and herbicide diuron (individually and in mixture) to the invertebrates Paramecium caudatum and Ceriodaphnia silvestrii was evaluated. Acute and chronic toxicity tests were carried out with the diuron and carbofuran active ingredients and their commercial products, Diuron Nortox® 500 SC and Furadan® 350 SC, respectively. Individual toxicity tests showed that C. silvestrii was more sensitive to both carbofuran and diuron than P. caudatum. In single exposures, both pesticides caused adverse effects to C. silvestrii in environmentally relevant concentrations (48 h EC50 = 0.001 mg L?1 and 8 d LOEC = 0.00038 mg L?1 for formulated carbofuran; 8 d LOEC < 0.05 mg L?1 for formulated diuron). For P. caudatum, carbofuran and diuron in single exposures were only slightly toxic (24 h IC50 = 5.1 mg L?1 and 6.9 mg L?1 for formulated carbofuran and diuron, respectively). Acute and chronic exposures to diuron and carbofuran mixtures caused significant deviations of the toxicity predicted by the Concentration Addition and Independent Action reference models for both test species. For the protozoan P. caudatum, a dose-dependent deviation was verified for mortality, with synergism caused mainly by carbofuran and antagonism caused mainly by diuron. For protozoan population growth, however, an antagonistic deviation was observed when the active ingredient mixtures were tested. In the case of C. silvestrii, antagonism at low concentrations and synergism at high concentrations were revealed after acute exposure to active ingredient mixtures, whereas for reproduction an antagonistic deviation was found. Commercial formulation mixtures presented significantly higher toxicity than the active ingredient mixtures. Our results showed that carbofuran and diuron interact and cause different toxic responses than those predicted by the individually tested compounds. Their mixture toxicity should therefore be considered in risk assessments as these pesticides are likely to be present simultaneously in edge-of-field waterbodies.

El trabajo tiene como objetivo determinar la relación que existe entre la contaminación por plaguicidas en los campos de cultivos, respecto a las dimensiones del medio ambiente, suelo, agua, aire y planta. Es de tipo correlacional es de enfoque cualitativo, con una muestra de 80 agricultores. Resultado se tiene que el 33,8% de los agricultores consideran que la contaminación por pesticidas es muy alto y el 10% consideran que la contaminación se da en los campos de cultivos

The research work aims to determine the relationship between pesticide contamination in crop fields, with respect to the dimensions of the environment, soil, water, air and plant. It is a correlational type with a qualitative approach, with a sample of 80 farmers. As a result, 33.8% of farmers consider that pesticide contamination is very high and 10% consider that contamination occurs in crop fields

El uso intensivo de plaguicidas altamente tóxicos, en la producción de cultivos hortofrutícolas especializados, conlleva riesgos ambientales y sociales, que pueden medirse mediante indicadores de riesgo de plaguicidas, para evaluar el potencial de impacto negativo de estos productos en los ecosistemas y comparar los logros de la implementación de prácticas agrícolas sustentables, en términos de reducción de riesgos, por la utilización de plaguicidas. El objetivo de esta investigación fue estimar el potencial impacto ambiental, por uso de plaguicidas, en las tres áreas de mayor producción de melón en la Comarca Lagunera. Se realizó un estudio descriptivo transversal, mediante la aplicación de una encuesta en 19 predios, seleccionados mediante muestreo no probabilístico. El Impacto Ambiental (IA) se evaluó mediante el modelo del Cociente de Impacto Ambiental (CIA), que se basa en el cálculo del CIA y el Cociente de Impacto Ambiental en Campo (CIAC). Los resultados muestran que los plaguicidas que contribuyeron con la mayor carga ambiental en las áreas de estudio fueron: clorotalonil (49 %), azufre elemental (11 %) y endosulfan (10 %), en Mapimí; carbofuran (19 %), endosulfan (18 %) y carbendazim (12 %), en Matamoros-Viesca; y oxicloruro de cobre (20 %), endosulfan (17 %) y mancozeb (17 %), en Tlahualilo. Los sistemas de producción, con los valores del IA más altos, se identificaron en fechas de siembra intermedias (199 a 500) y tardías (201 a 701), en Mapimí, y fechas tardías (132 a 383) en Matamoros Viesca. El modelo del CIA permitió identificar a los plaguicidas y los sistemas de producción con el mayor impacto ambiental negativo en las tres principales áreas de producción de melón en la Comarca Lagunera, además de proporcionar una escala cuantificable, que permitirá evaluar y comparar futuros cambios en el uso regional de plaguicidas.

The intensive use of highly toxic pesticides in the production of specialized horticultural crops entails environmental and social risks that can be measured through pesticide risk indicators to assess the potential negative impact of these products on ecosystems. In addition, this measurement enables the comparison of the achievements that result from the implementation of sustainable agricultural practices in terms of risk reduction due to the use of pesticides. The objective of this research was to estimate the potential environmental impact due to the use of pesticides in three melon production areas in the Comarca Lagunera. A cross-sectional descriptive study was carried out by applying a survey in 19 properties selected by non-probabilistic sampling. The Environmental Impact (EI) was evaluated using the Environmental Impact Quotient (EIQ) model, which is based on the calculation of the EIQ and the Environmental Impact Quotient in the Field (EIQF). The results show that the pesticides that contributed with the greatest environmental burden in the study areas were: Chlorothalonil (49 %), elemental sulfur (11 %) and endosulfan (10 %) in Mapimí; carbofuran (19 %), endosulfan (18 %) and carbendazim (12 %) in Matamoros-Viesca, and copper oxychloride (20 %), endosulfan (17 %) and mancozeb (17 %) in Tlahualilo. The production systems with the highest AI values were identified on intermediate (199 to 500) and late (201 to 701) sowing dates in Mapimí and late dates (132 to 383) in Matamoros-Viesca. The EIQ model allowed the identification of pesticides and production systems with the greatest negative environmental impact in the main areas of melon production in the Comarca Lagunera and provides a quantifiable scale that will allow the evaluation and comparison of future changes in the regional use of pesticides.

Como cuestión de política, minimizar los riesgos para la salud humana y el medio ambiente asociados con el uso de plaguicidas es un gran desafío, pero necesario para mejorar la sostenibilidad agrícola. Las políticas eficientes y efectivas que fomentan el uso de pesticidas menos riesgosos, como los impuestos a los pesticidas, requieren una cuantificación precisa y realista de los posibles efectos adversos. Actualmente se utilizan varios indicadores en las políticas y se centran principalmente en una dimensión puramente cuantitativa de los plaguicidas utilizados, lo que puede conducir potencialmente a resultados desfavorables de las políticas de plaguicidas. Un conjunto de datos único aplicado al uso de pesticidas por parte de los agricultores suizos en la producción de papas y trigo de invierno demuestra que, en promedio, los dos indicadores cuantitativos más importantes muestran una correlación significativa con los riesgos de los pesticidas, según lo expresado por el indicador de carga danés. Sin embargo, casi no tienen poder explicativo para los riesgos extremos (por ejemplo, los patrones de uso más intensivo de pesticidas con perfiles de toxicidad desfavorables). Los resultados se mantienen estables en una variedad de niveles de agregación, desde indicadores de uso de plaguicidas a nivel de aplicación hasta indicadores de uso de pesticidas. Estos hallazgos hacen que los indicadores cuantitativos de uso común sean ineficaces para reducir los posibles riesgos ambientales y para la salud humana de los plaguicidas y, en el peor de los casos, conducen a políticas de plaguicidas basadas en el mercado mal informadas como consecuencia de los planes de acción nacionales.

As a matter of policy, minimizing human health and environmental risks associated with pesticide use is a major challenge but necessary for improving agricultural sustainability. Efficient and effective policies that encourage the use of less risky pesticides, such as pesticide taxes, necessitate a precise and realistic quantification of potential adverse effects. Various indicators are currently utilized in policies and they focus mainly on a purely quantitative dimension of the pesticides used, which can lead potentially to unfavorable outcomes of pesticide policies. A unique dataset applied to pesticide use by Swiss farmers in winter wheat and potato production, demonstrates that on average the two most important quantitative indicators show a significant correlation with pesticide risks as expressed by the Danish Load Indicator. However, they have almost no explanatory power for extreme risks (e.g. most intensive use patterns for pesticides with unfavorable toxicity profiles). Results remain stable over a range of aggregation levels, from application- to farm-level indicators of pesticide use. These findings render the commonly used, quantitative indicators ineffective to reduce potential environmental and human health risks of pesticides and, in the worst case, lead to misinformed market-based pesticide policies consequential to National Action Plans.

Los herbicidas de fenilurea como el linurón se aplican comúnmente en la agricultura. Los juveniles de carpa común se sometieron a 31,5 µg/L de linurón durante 14 días y luego a 30 días de purificación. Se tomaron muestras de sangre periférica después de 1, 3, 7 y 14 días de exposición y 7, 14 y 30 días de purificación y se evaluaron parámetros hematológicos: recuento de eritrocitos (RBCc) y leucocitos (WBCc), hematocrito (Ht), concentración de hemoglobina (Hb), volumen celular medio (MCV), hemoglobina corpuscular media (MCH), concentración de hemoglobina corpuscular media (MCHC) y recuento diferencial de leucocitos. Para la evaluación de las concentraciones de cortisol y catecolaminas se tomaron muestras de sangre después de 3, 6 y 12 h, después de 1, 3 y 14 días de exposición y después de 30 días de purificación. Linuron causó principalmente un aumento transitorio en RBCc, Valores de Ht y MCV y aumento de WBCc y porcentaje de neutrófilos juveniles. El herbicida provocó un aumento persistente de las concentraciones de cortisol y catecolaminas. Los resultados indican que la exposición a bajas concentraciones de linurón indujo una respuesta de estrés en la carpa común.

Phenylurea herbicides such as linuron are commonly applied in agriculture. Common carp juveniles were subjected to 31.5 µg/L of linuron for 14 days, and then to 30 days of purification. Peripheral blood was sampled after 1, 3, 7 and 14 days of exposure and 7, 14 and 30 days of purification and hematological parameters were evaluated: erythrocyte (RBCc) and leukocyte (WBCc) counts, hematocrit (Ht), hemoglobin concentration (Hb), mean cell volume (MCV), mean corpuscular hemoglobin (MCH), mean corpuscular hemoglobin concentration (MCHC) and differential leukocyte count. For evaluation of cortisol and catecholamine concentrations blood was sampled after 3, 6 and 12 h, after 1, 3 and 14 days of exposure, and after 30 days of purification. Linuron caused mainly transient increase in RBCc, Ht and MCV values and increase in WBCc and percentage of juvenile neutrophils. The herbicide caused persistant increase of cortisol and catecholamine concentrations. The results indicate that exposure to low concentration of linuron induced a stress response in common carp.

La contaminación causada por plaguicidas está cobrando relevancia debido a sus efectos nocivos para el medio ambiente. La persistencia, bioacumulación y toxicidad de algunos plaguicidas organoclorados han resultado en su uso restringido desde 1970 y en la obligación de monitorearlos en muchos países. Los pesticidas tienen efectos endocrinos, inmunológicos, reproductivos y cancerígenos tanto en humanos como en animales. La infiltración facilitada de sustancias da como resultado la contaminación de los recursos hídricos subterráneos en calizas kársticas como la que se encuentra en el estado de Yucatán. La observación de la región noroccidental del estado de Yucatán es particularmente importante, ya que se caracteriza por actividades agrícolas (amplio uso de pesticidas), importantes asentamientos humanos y corrientes de agua subterránea orientadas hacia la costa norte. En este estudio, Se evaluó la calidad del agua subterránea de un acuífero kárstico mediante la cuantificación de la presencia de plaguicidas organoclorados en 29 pozos ubicados a lo largo del transecto Mérida-Progreso, Yucatán, México. Se detectó la presencia de DDT, lindano y sus metabolitos en concentraciones por encima de los límites permisibles establecidos por las normas regulatorias mexicanas (NOM-127-SSA1-1994 2010) en la mayoría de los pozos estudiados. Por lo tanto, el monitoreo continuo de los recursos hídricos subterráneos en esta región es fundamental para generar conciencia sobre los riesgos de contaminación y la vulnerabilidad del norte costero a la contaminación de los flujos de agua subterránea.

Pollution caused by pesticides is becoming relevant because of their harmful environmental effects. The persistence, bioaccumulation and toxicity of some organochloride pesticides have resulted in their restricted use since 1970 and a requirement to monitor them in many countries. Pesticides have endocrine, immunological, reproductive and carcinogenic effects in both humans and animals. The facilitated infiltration of substances results in the pollution of hydric underground resources in karstic limestone such as that found in the state of Yucatan. Observing the north occidental region of the state of Yucatan is particularly important as it is characterized by agricultural activities (wide use of pesticides), significant human settlements and underground water flows oriented towards the north coast. In this study, the underground water quality of a karstic aquifer was evaluated by quantifying the presence of organochlorine pesticides in 29 wells located throughout the Mérida-Progreso transect, Yucatan, Mexico. The presence of DDT, lindane and their metabolites was detected at concentrations above the permissible limits stated by Mexican regulatory standards (NOM-127-SSA1-1994 2010) in the majority of wells studied. Continuous monitoring of the underground hydric resources in this region is therefore essential to raising awareness of pollution risks and the vulnerability of the coastal north to the contamination of the underground water flows.

Las abejas (Apis mellifera L.) desempeñan un importante papel ecológico y económico. Recientemente, Europa y los Estados Unidos han reportado un aumento en las pérdidas de colonias de abejas debido a varios factores. Se han propuesto varias causas posibles de pérdidas de colonias, incluida la exposición a plaguicidas como los agroquímicos para la protección de cultivos y los plaguicidas para uso veterinario dentro de la colmena. México carece de informes sobre residuos de plaguicidas en los productos de la colmena (miel, cera de abejas, polen, propóleos y jalea real). Este estudio presenta el análisis de 93 residuos de plaguicidas agrícolas encontrados en muestras de miel y cera de Yucatán, la principal área de apicultura en México, y de colmenas en el Noreste y México Central, así como en muestras comerciales de cera. El número y las concentraciones de plaguicidas encontrados dependen de la región. Las muestras de colmenas de Yucatán tuvieron los niveles más bajos de agroquímicos. En Yucatán, el agroquímico principal encontrado en la miel fue el fungicida fenilfenol, mientras que en los cuadros de cera, los agroquímicos encontrados en las concentraciones más altas fueron el fenilfenol y el 2,4-DDT organoclorado. En el noreste de México, los principales plaguicidas detectados en cera y/o miel fueron el malatión, el clorpirifos, el fenilfenol y el tiabendazol, mientras que en el centro de México los residuos más comunes fueron clorpirifos e imidacloprid. La cera comercial mostró bajos niveles de residuos de plaguicidas. La concentración de malatión en una muestra de miel procedente del Noreste de México superó los niveles máximos de residuos europeos (LMR = 0.05 mg/kg).

Honey bees (Apis mellifera L.) play an important ecological and economical role. Recently, Europe and the US have reported an increase in honey bee colony losses owing to several factors. Several possible causes for colony losses have been proposed, including exposure to pesticides such as agrochemicals for crop protection and pesticides for veterinarian use inside the hive. Mexico lacks reports about pesticide residues in hive products (honey, beeswax, pollen, propolis and royal jelly). This study presents the analysis of 93 agricultural pesticide residues found in honey and beeswax samples from Yucatan, the main area of beekeeping in Mexico, and from hives in Northeastern and Central Mexico, as well as in commercial wax samples. The number and concentrations of pesticides found are dependent of region. Yucatan hive samples had the lowest levels of agrochemicals. In Yucatan, the main agrochemical found in honey was the fungicide phenylphenol, while in wax combs, the agrochemicals found in the highest concentrations were the phenylphenol and the organochlorine 2,4?-DDT. In Northeastern Mexico, the main pesticides detected in wax and/or honey were malathion, chlorpyrifos, phenylphenol and thiabendazole, whereas in Central Mexico, the most common residues were chlorpyrifos and imidacloprid. Commercial wax showed low levels of pesticides residues. Malathion concentration in one sample of honey taken from Northeastern Mexico exceeded the European Maximum Residue Levels (MRL = 0.05 mg/kg).

Los pesticidas se utilizan para matar las plagas y los insectos que atacan los cultivos y los dañan. Se han utilizado diferentes tipos de pesticidas para la protección de cultivos durante siglos. Los plaguicidas benefician a los cultivos; sin embargo, también imponen un grave impacto negativo sobre el medio ambiente. El uso excesivo de plaguicidas puede conducir a la destrucción de la biodiversidad. Muchas aves, organismos acuáticos y animales están bajo la amenaza de pesticidas dañinos para su supervivencia. Los pesticidas son una preocupación para la sostenibilidad del medio ambiente y la estabilidad global. Este capítulo tiene la intención de discutir acerca de los pesticidas, sus tipos, su utilidad y las preocupaciones ambientales relacionadas con ellos. La contaminación como resultado del uso excesivo de plaguicidas y el impacto a largo plazo de los plaguicidas en el medio ambiente también se analizan en el capítulo. Avanzando hacia el final, el capítulo analiza los métodos para erradicar el uso de pesticidas y finalmente mira hacia los futuros impactos del uso de pesticidas en el futuro del mundo después de erradicar los pesticidas.

Pesticides are used to kill the pests and insects which attack on crops and harm them. Different kinds of pesticides have been used for crop protection for centuries. Pesticides benefit the crops; however, they also impose a serious negative impact on the environment. Excessive use of pesticides may lead to the destruction of biodiversity. Many birds, aquatic organisms and animals are under the threat of harmful pesticides for their survival. Pesticides are a concern for sustainability of environment and global stability. This chapter intends to discuss about pesticides, their types, usefulness and the environmental concerns related to them. Pollution as a result to overuse of pesticides and the long term impact of pesticides on the environment are also discussed in the chapter. Moving towards the end, the chapter discusses the methods to eradicate the use of pesticides and finally it looks forward towards the future impacts of the pesticide use the future of the world after eradicating pesticides.