El uso de pesticidas puede conducir a la acumulación de residuos tóxicos y ecológicamente dañinos en el suelo. Hasta hace poco, no fue posible determinar en detalle a qué plaguicidas se aplica esto y en qué medida. Ahora, investigadores del Centro Helmholtz de Investigaciones Ambientales (UFZ), trabajando en asociación con colegas de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU), han desarrollado un modelo que permite predecir con mayor precisión la formación de residuos potencialmente tóxicos. El modelo podría utilizarse para una futura evaluación de peligros en el proceso de aprobación de plaguicidas de la Agencia Europea de Sustancias Químicas (ECHA). El estudio aparece en la edición actual de Ciencia y Tecnología Ambiental .

A medida que los pesticidas se descomponen, sustancias conocidas como residuos no extraíbles (NER) se acumulan en el suelo. Atado a las partículas del suelo, estos pueden consistir en biomasa bacteriana inofensiva (residuos biogénicos), el plaguicida en sí, o productos de transformación que tienen un efecto tóxico y representan una preocupación ambiental (residuos tóxicos). La proporción de residuos de importancia toxicológica varía de un plaguicida a otro, y los métodos anteriores no permitieron determinarlo. "Pero es importante saber esto para que la evaluación de peligros sea lo más realista posible, "dice el profesor Matthias Kästner, un biotecnólogo ambiental en UFZ.

Trabajando con colegas de la Universidad Técnica de Dinamarca, Los investigadores de la UFZ han desarrollado ahora un modelo con el que pueden calcular inicialmente la cantidad de residuos biogénicos que pueden formarse mediante procesos de degradación bacteriana. Cuando los residuos biogénicos modelados se restan de la cantidad total de residuos no extraíbles (NER), que se mide para todos los plaguicidas en el proceso de aprobación, el resultado es la proporción de residuos toxicológicamente relevantes. "Estos son los residuos que realmente importan, ", Dice Kästner." A menudo, los microorganismos no pueden degradarlos más, por lo que pueden ser tóxicos y dañinos para el suelo ".

El modelo se basa en un análisis de la estructura química del plaguicida respectivo, que se examina en detalle para determinar si puede ser utilizado por bacterias. "Debido a que los microorganismos pueden, en principio, alimentarse de cualquier cosa que les dé energía, incluso los contaminantes como los pesticidas pueden proporcionarles una fuente de alimento, ", explica Kästner." Los enlaces químicos y las propiedades energéticas de una sustancia determinan la facilidad con la que las bacterias pueden degradarla y cuánta energía pueden extraer de ella ". Los investigadores utilizaron los resultados del análisis para calcular la cantidad de biomasa microbiana que potencialmente se puede producir a partir de la degradación del plaguicida, y que permanece en el suelo en forma de residuos biogénicos inocuos.

Para el estudio, los científicos modelaron los residuos biogénicos de 40 plaguicidas diferentes y los compararon con los valores medidos de las pruebas de suelo realizadas como parte del proceso de aprobación química, en el que se determinaron las cantidades de residuos biogénicos de estos plaguicidas. "Fue muy satisfactorio ver que los cálculos de nuestro modelo se correlacionan en gran medida con los valores medidos reales, "Dice Kästner." Esto significa que, basado en las propiedades moleculares, ahora podemos evaluar de antemano qué plaguicidas son potencialmente biodegradables y cuál es la cantidad probable de residuos tóxicos. Ya no habrá necesidad de series de pruebas que consuman mucho tiempo ". Los investigadores anticipan que el nuevo modelo mejorará la futura evaluación de peligros de los plaguicidas. Existe una buena posibilidad de que se utilice en el proceso de aprobación de la Agencia Europea de Sustancias y Preparados Químicos ( ECHA).