Retos y oportunidades en el uso de modelos de exposición acuática para el registro de plaguicidas de uso agrícola en Costa Rica

Abstract

Los plaguicidas utilizados en la agricultura pueden entrar en los cuerpos de agua y tener efectos sobre otros organismos en el ambiente. Para evitar efectos negativos sobre los ecosistemas se recomienda que los países realicen un proceso de registro en el cual se requiere una evaluación del riesgo ambiental (ERA) de cada ingrediente activo y de sus productos formulados. Un componente de la ERA es la caracterización de la exposición que se realiza con modelos de cálculo. En nuestro país como en el resto de América Latina, se vienen utilizando modelos de exposición desarrollados considerando las características de las regiones templadas, como Estados Unidos de América (EUA) y Europa, los cuales tienen limitaciones para su uso y no contemplan las condiciones ambientales tropicales. Sin embargo, el desarrollo de un modelo que incorpore las condiciones agroambientales propias del país es costoso y la opción de adoptar alguno de los modelos disponibles de otras latitudes resulta más factible. Por esto, el objetivo general de este proyecto es analizar la aplicabilidad de dos modelos de cálculo de exposición a plaguicidas para cuerpos de agua, en el proceso de registro de plaguicidas en Costa Rica. En primer lugar, se buscó conocer las características generales de los modelos FOCUS y PWC. Además, con ambos modelos se calculó las concentraciones ambientales estimadas de cuatro plaguicidas (clorpirifos, diuron, etoprofos y metalaxil) con base en el uso agronómico autorizado en el país. Estas concentraciones fueron comparadas con las concentraciones ambientales medidas en diferentes regiones de Costa Rica. Esta información permitió determinar los retos y oportunidades que representan los modelos FOCUS y PWC para el uso en el proceso de registro de plaguicidas en Costa Rica. Las características de los modelos cumplen con el 46, 38 y 65% para FOCUS 1-2, FOCUS 3 y PWC de las condiciones para la aplicación en Costa Rica. Con respecto a su aplicabilidad en el sistema de registro de Costa Rica se encontró que: 1) la principal limitante es que los escenarios incluidos corresponden a regiones templadas con condiciones muy distintas a las del trópico; 2) FOCUS 1-2 es aplicable en los primeros niveles de la evaluación de riesgo acuático en el sistema de registro de Costa Rica; 3) FOCUS 3 tiene diez escenarios específicos para las regiones de la UE pero que se pueden hacer modificaciones para adaptarlos a las condiciones de Costa Rica; 4) PWC tiene escenarios estándar para distintas regiones de los EUA y la interfaz permite que realizar ajustes a los datos, así como crear y manipular nuevos escenarios, por lo que el modelo que presenta más oportunidades para desarrollar escenarios propios de Costa Rica. Los cálculos realizados con los modelos muestran que FOCUS 1-2 dieron resultados de concentraciones más altas que las concentraciones ambientales en todos los casos, mientras que FOCUS 3 tuvo un 25% de subestimaciones. Por su parte, PWC estimó el 17% por debajo de las concentraciones ambientales. Con ambos modelos, para todos los cultivos excepto caña de azúcar (con PWC), hubo escenarios en los que las estimaciones fueron muy cercanas a la concentración máxima medida (concentración estimada/concentración medida < 10). Estos resultados sugieren que: 1) los escenarios utilizados no son apropiados y es necesario desarrollar escenarios que representen las condiciones de Costa Rica y; 2) los datos de las concentraciones ambientales medidas son insuficientes para este tipo de comparación y no están directamente relacionados con las condiciones de uso de plaguicidas que se están estimando con los modelos.

Pesticides used in agriculture can enter water bodies and have effects on other organisms in the environment. To avoid negative effects on ecosystems, it is recommended that countries carry out a registration process in which an environmental risk assessment (ERA) is required for each active ingredient and its formulated products. A component of the ERA is the characterization of the exposure that is carried out with calculation models. In our country, as in the rest of Latin America, exposure models developed considering the characteristics of temperate regions, such as the United States of America (USA) and Europe, have been used, which have limitations for their use and do not contemplate environmental conditions. tropical However, the development of a model that incorporates the country's own agri-environmental conditions is costly and the option of adopting one of the models available from other latitudes is more feasible. Therefore, the general objective of this project is to analyze the applicability of two pesticide exposure calculation models for bodies of water, in the pesticide registration process in Costa Rica. In the first place, we sought to know the general characteristics of the FOCUS and PWC models. In addition, with both models the estimated environmental concentrations of four pesticides (chlorpyrifos, diuron, ethoprophos and metalaxyl) were calculated based on the agronomic use authorized in the country. These concentrations were compared with the environmental concentrations measured in different regions of Costa Rica. This information made it possible to determine the challenges and opportunities that the FOCUS and PWC models represent for use in the pesticide registration process in Costa Rica. The characteristics of the models comply with 46, 38 and 65% for FOCUS 1-2, FOCUS 3 and PWC of the conditions for the application in Costa Rica. Regarding its applicability in the Costa Rican registry system, it was found that: 1) the main limitation is that the included scenarios correspond to temperate regions with conditions very different from those of the tropics; 2) FOCUS 1-2 is applicable in the first levels of the aquatic risk assessment in the Costa Rican registry system; 3) FOCUS 3 has ten specific scenarios for EU regions, but modifications can be made to adapt them to Costa Rican conditions; 4) PWC has standard scenarios for different regions of the USA and the interface allows making adjustments to the data, as well as creating and manipulating new scenarios, making the model that presents more opportunities to develop scenarios typical of Costa Rica. The calculations made with the models show that FOCUS 1-2 gave results of concentrations higher than the ambient concentrations in all cases, while FOCUS 3 had 25% underestimates. For its part, PWC estimated 17% below environmental concentrations. With both models, for all crops except sugar cane (with PWC), there were scenarios in which the estimates were very close to the maximum measured concentration (estimated concentration / measured concentration <10). These results suggest that: 1) the scenarios used are not appropriate and it is necessary to develop scenarios that represent the conditions in Costa Rica and; 2) the data of the measured environmental concentrations are insufficient for this type of comparison and are not directly related to the conditions of use of pesticides that are being estimated with the models.