1Grupo de Investigación en Aguas Pesticidas y Metales Pesados. Universidad de Córdoba, Montería, Colombia.
2Departamento de Ingeniería Agronómica y Desarrollo Rural, Universidad de Córdoba, Código Postal 354. Montería, Córdoba, Colombia.
*Autor para correspondencia: basilio_diaz@yahoo.com
En el estudio se determinaron residuos de plaguicidas organoclorados en leche cruda proveniente de hatos lecheros del departamento de Córdoba, Colombia. Durante el procedimiento de extracción se utilizó una columna de tierra de diatomeas y como sistema eluyente una mezcla de n-hexano-acetonaacetato de etilo (4:2:1), seguida de metanol al 5% en hexano. Para la determinación se usó un cromatógrafo de gases Perkin Elmer, Autosystem XL con detector captura de electrones, en modo de inyección ‘splitless', una columna capilar Rtx-5 30 m, 0.25 mm di y 0.25 µm de espesor de película. El porcentaje de recuperación para los plaguicidas determinados se encontró entre 88.5 y 96%, los límites de detección se definieron entre 0.01 y 0.04 ng/g con desviaciones estándar < 6%. En las 63 muestras analizadas se determinaron p,p´-DDT, a-HCH, d-HCH, aldrín, dieldrín, endrín, heptacloro, heptacloro epóxido y g-clordano, estableciendo concentraciones entre 27.1 y 469.6 ng/g. Las frecuencias de aparición oscilaron entre 1.6 y 65.1% para heptacloro y p,p´-DDT, respectivamente. La población adulta mayor que habita en las subregiones Sinú Medio, San Jorge y Sabanas se encuentra expuesta a riesgo alto en la salud, asociado con la concentración de a-HCH, aldrín y dieldrín en leche cruda.
Palabra clave: Leche de vaca, persistencia de los plaguicidas, plaguicidas organoclorados, residuos.
In this investigation organochlorine pesticide residues in raw milk from Dairy herds in the Cordoba department were determined. During the extraction procedure using a column of diatomaceous earth as eluting system a mixture of n-hexane-acetone-ethyl acetate (4:2:1), followed by 5% methanol in hexane. For the determination we used a gas Chromatograph Perkin Elmer, Autosystem XL with electron capture detector, split less injection mode, a capillary column Rtx-5 30m, 0.25 mm id and 0.25 um film thickness. The recovery rate for certain pesticides were between 88.5 and 96%, the detection limits were defined between 0.01 and 0.04 ng/g, relative standard deviations less than 6%. In the 63 samples tested p, p'-DDT, a-HCH, d-HCH, aldrin, dieldrin, endrin, heptachlor, heptachlor epoxide and g-chlordane were determined, establishing concentrations between 27.1 and 469.6 ng/g. The frequencies of occurrence ranged between 1.6 and 65.1% for heptachlor and p, p'-DDT, respectively. The older population that lives in the sub-regions: Middle Sinú, San Jorge and Savannas were exposed to high health risk associated with the concentration a-HCH, aldrin and dieldrin in raw milk.
Key words: Cow milk, organochlorine pesticides, pesticide persistence, residues.
]]>Los plaguicidas son un grupo de productos químicos utilizados para el control de plagas o para prevenir y reducir los daños de éstas en los cultivos, en el paisaje y en los animales; en consecuencia, pueden estar presentes en alimentos de frecuente y elevado consumo diario (Tadeo, 2008). El efecto en la salud por consumo de alimentos con residuos de plaguicidas, transferidos a través de la cadena alimentaria, se ha asociado con alteraciones en el sistema reproductivo. Langer (2003) encontró una relación significativa entre la presencia de insecticidas organoclorados y alteraciones en la glándula tiroides. Goutner et al. (2001) reportaron los niveles residuales de plaguicidas organoclorados y PCB en muestras de huevos de gaviota recolectados en 1997 y 1998 y establecieron un patrón temporal de contaminación por la presencia de este tipo de residuos en el ambiente del mar Egeo.
La cromatografía de gases es útil para la determinación de plaguicidas (Fong et al., 1999), no obstante frecuentemente se presentan variantes novedosos en los procedimientos de extracción, limpieza e inyección; Valsamaki et al. (2006) desarrollaron un método cromatográfico para el análisis multirresidual de veinte insecticidas organoclorados y ocho análogos de PCBs, presentes en matriz huevo de gallina, la cual fue dispersada en florisil y eluida con una mezcla diclorometano-hexano (1:1). Por otra parte, Lambropoulou et al. (2006) en Grecia propusieron un método analítico útil para la determinación de residuos de organoclorados en muestras de hígado de varias especies de aves, empleando ultrasonido durante la extracción y ácido sulfúrico en la limpieza. Hussen et al. (2007) desarrollaron un procedimiento de extracción selectivo para el análisis multirresidual de plaguicidas organoclorados en muestras de suelo de Etiopía, empleando líquido presurizado (SPLE) capaz de realizar simultáneamente extracción y limpieza, obteniendo porcentajes de recuperación superiores a 80% para endosulfán, endosulfán sulfato, p,p-DDT y p,p-DDE. Kalyoncu et al. (2009) emplearon cromatografía gaseosa con detector para captura de electrones al evaluar dieciocho organoclorados en tejido de peces provenientes de los mercados de Konya, Turquía, y hallaron residuos de DDT y HCH como predominantes. La suma de las concentraciones promedio de DDT varió entre 0.0008 y 0.0828 µg/g. Los bajos niveles residuales no estuvieron asociados con el riesgo en la salud y el consumo del alimento.
En Colombia el uso de insecticidas organoclorados está restringido y prohibido desde la década de los años setenta (ICA, 2004). En el departamento de Córdoba estos insecticidas se usaron intensamente para el control de plagas que atacan los monocultivos de algodón, maíz, sorgo y plátano (CVS, 2002). Adicionalmente, el desarrollo de la ganadería intensiva favorece la producción y comercialización de leche y derivados, alimentos que pueden servir de vehículo para contaminantes y residuos, entre ellos los insecticidas organoclorados (Pardio et al. 2003; Waliszewski et al. 2003; Zhong et al. 2003; Real et al. 2005). Para la región del estudio Lans et al. (2008) encontraron niveles residuales de a-HCH, b-HCH, g-HCH, aldrín y heptacloro epóxido en concentraciones de 0.112 µg/lt; 0.586 µg/lt; 0.112 µg/lt; 0.280 µg/lt y 0.323 µg/lt, respectivamente, en el agua de la Ciénaga Grande del Valle Bajo del río Sinú. El objetivo de la presente investigación fue determinar el nivel residual de plaguicidas organoclorados en muestras de leche cruda comercializada en las subregiones lecheras del departamento de Córdoba.
El departamento de Córdoba está situado en la parte noroccidental de Colombia entre 7° 22' y 9° 26' de latitud norte y entre 74° 47' y 76° 30' de longitud oeste. El área de estudio la conformaron diez municipios, pertenecientes a cuatro subregiones: San Jorge, Sinú Medio, Sabanas y Costanera (Mapa 1). Se realizaron seis muestreos durante un año en los picos climáticos húmedo, seco y de transición o lluvias menores de la zona.
Para las mediciones se utilizaron cromatógrafo de gases Perkin Elmer, Autosystem XL, equipado con un detector captura de electrones ECD Ni63, serie 61N9060517 y un computador con software Turbochrom Navigator para la lectura de datos. Para confirmar la identificación de los plaguicidas se usó un GC/MS Thermo Trace Ultra.
Condiciones cromatográficas
Las temperaturas del inyector y del detector fueron de 200 °C y 300 °C respectivamente. El horno fue programado a una temperatura inicial de 100 °C por 15 °C/min hasta 160 °C (6 min), 3 °C/min hasta 250 °C (10 min). Se empleó helio y nitrógeno de alta pureza como gas de arrastre (12 psi) y gas make up (60 ml/min).
Extracción, limpieza y determinación analítica
A través de una columna de tierras diatomeas se pasó 1 ml de leche, usando una mezcla de solventes de n-hexano-acetona-acetato de etilo (4:2:1), seguido de metanol a 5% en hexano. El eluato se evaporó a sequedad en un rotavaporador a 70 °C y 60 r.p.m., al extracto concentrado se le adicionó 1.0 ml de n-hexano. Para la limpieza del extracto se usó un cartucho C-18 pre-acondicionado eluyendo 6.0 ml de agua-metanol (1:1) seguido de 6.0 ml de acetonitrilo-acetato de etilo (3:2); el extracto se eluyó con 6 ml de n-hexano. El eluato se evaporó a sequedad; el concentrado se llevó hasta 1.0 ml por adición de n-hexano y se inyectaron 2 µl del extracto en el cromatógrafo para su análisis (Wu-Hsiung y Li-Jun, 2000).
Análisis estadístico y control de calidad
Los valores de concentración aparecen como la media ± desviación estándar (DE) de las mediciones por triplicado, la distribución normal fue evaluada utilizando la prueba de Kolmogorov-Smirnov (Kolmogorov, 1933). Cuando los resultados no siguieron una distribución normal se emplearon métodos noparamétricos (Wilcoxon, 1945). Para comprobar que las medidas se encontraban dentro de los parámetros de validación del método, cada 10 corridas se leyeron por duplicado una muestra estándar y otra previamente leída, las que fueron verificadas con las cartas de control del estándar y la muestra respectiva.
Los mayores valores promedio de concentración fueron 469.6 ng/g en a-HCH, 47.17 ng/g en p,p´-DDT y 38.3 ng/g en d-HCH (Cuadro 1). En contraste, Zapata et al. (1996), Prado (1998), Waliszewski et al. (2003), Real et al. (2005) y Vallejo (1993) en Nicaragua, México y Colombia, respectivamente, hallaron concentraciones de DDT total y (a+b)-HCH superiores a los hallados en el presente estudio. La biodisponibilidad de este tipo de residuos en Córdoba fue asociada con el empleo de dosis de plaguicidas de 50 kg/ha en el cultivo del algodonero, cuando lo recomendado por el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA) era 2 kg/ha cultivada (CVS, 2002). Una situación similar se presentó en Jordania por el uso excesivo de HCH y DDT durante los procesos agrícolas en India (Salem et al., 2009).
Se encontraron, además, concentraciones máximas de 36.6 ng/g en aldrín, 48.7 ng/g de dieldrín y 47.1 ng/g de endrín (Cuadro 1). Las concentraciones en muestras de leche recolectadas en la subregión Sinú Medio siguieron la tendencia: endrín > dieldrín > aldrín, y fueron asociadas con el nivel de metabolismo del aldrín en los suelos (Casarett et al., 2008). De la misma manera, Vallejo (1993) en Colombia encontró concentraciones de aldrín de 100 ng/g y dieldrín de 40 ng/g. Prado (1998) en México observó concentraciones de 250 ng/g (aldrín + dieldrín) y 50 ng/g de endrín.
Las concentraciones máximas de heptacloro en leche cruda fueron de 27.1 ng/g, de heptacloro epóxido de 65.3 ng/g y de g-clordano de 2.6 ng/g (Cuadro 1). En estudios similares, Vallejo (1993) en Colombia encontró valores superiores (170 ng/g) y Zapata et al. (1996) en Nicaragua de 63 ng/g de este mismo compuesto. En México, Prado (1998) encontró en leche un valor de 150 ng/g para la suma de heptacloro + heptacloro epóxido, y Real et al. (2005) un valor de 90 ng/g para esta misma mezcla.
Nivel de metabolización
Para las muestras analizadas provenientes de las subregiones Sinú Medio y Costanera, el valor promedio de la relación concentraciones d-HCH/a-HCH fue de 0.16 y 0.28 respectivamente, lo que indica un uso cercano en el tiempo de a-HCH y lo que se asocia con una lenta metabolización. Las concentraciones promedio de a-HCH en las muestras de leche tomadas en la subregión Sinú Medio durante ambas épocas del estudio fueron diferentes (P < 0.05), lo cual sugiere el uso actual del insecticida en esta subregión, resultado que contrasta con los hallazgos en muestras de la subregión costanera. La relación de concentraciones dieldrín/aldrín determinadas en muestras provenientes de las subregiones San Jorge (1.55 ng/g), Sinú Medio (1.20 ng/g), y Sabanas (1.19 ng/g) indican la ausencia del uso reciente del compuesto aldrín, y un nivel medio de metabolización. No se hallaron diferencias (P > 0.05) entre los promedios de las concentraciones de este tipo de insecticida entre épocas del estudio, lo cual sugiere el poco uso de aldrín en estas subregiones.
Riesgo del consumo de leche cruda contaminada con organoclorados
Los valores de consumo diario alimentario (CDA) propuestos por Codex Alimentarius (2005) fueron ajustados de acuerdo con el promedio del peso corporal de una persona adulta mayor que habita en la Costa Atlántica de Colombia (Castilla et al., 2010). Para calificar el riesgo asociado con el consumo de leche cruda y contaminada por plaguicidas organoclorados, el consumo diario posible (CDP) se comparó con el consumo diario admisible (CDA), y se concluyó que para valores de CDP < 30% del CDA el riesgo asociado fue bajo; mientras que valores de CDP entre 30 y 100 % del CDA se asociaron con riesgo medio y valores de CDP > 100% del CDA presentan un riesgo alto (Majul et al., 2004) (Cuadro 2).
]]> El riesgo asociado con la salud humana por la presencia de residuos de p,p´-DDT, d-HCH, heptacloro y heptacloro epóxido, en muestras de leche recolectadas en las subregiones de estudio fue considerado de un nivel bajo, con excepción de las muestras de la subregión del San Jorge con presencia de heptacloro epóxido. Se determinó un riesgo alto por la presencia y concentración de a-HCH, aldrín y dieldrín en muestras de leche recolectada en las subregiones San Jorge, Sinú Medio y Sabana, resultados que contrastan con los obtenidos por Castilla et al. (2010) para estos mismos analitos. Asimismo, Heck et al. (2007) hallaron concentraciones muy inferiores a las obtenidas en esta investigación y la ausencia de riesgo en la salud por su presencia en muestras de leche consumida por la población infantil de Rio Grande do Sul en Brasil.
Los autores agradecen a los directivos de la Universidad de Córdoba representados por la Oficina de la División de Investigación, la cual revisó, avaló y financió esta investigación.
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